(57)【要約】      （修正有）【課題】旋回気流を生成することにより、プロセス排気ガスから、それに含む固体粒子を分離する気固分離システムを提供する。【解決手段】気固分離システムは、サイクロン捕捉装置１１と、負圧廃ガス処理装置と、を少なくとも備える。サイクロン捕捉装置は、互いに連通する、気体出入りチャンバー１０と、サイクロン分離チャンバー２０と、を有する。気体出入りチャンバーは、プロセス排気ガス源と連通する気体導入管１２と、負圧廃ガス処理装置と連通する気体導出管１４と、を有する。プロセス排気ガス源からのプロセス排気ガスは、気体導入管を経由して気体出入りチャンバーに入って、旋回気流を生成することにより、プロセス排気ガスから、一部の固体粒子が分離され、そしてプロセス排気ガスは、気体導出管を経由して負圧廃ガス処理装置に輸送して、プロセス排気ガスから、残りの固体粒子が分離される。【選択図】図５
0003230757.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
廃ガス処理装置と、
少なくとも一つのサイクロン捕捉装置と、を少なくとも備え、
前記サイクロン捕捉装置は、
プロセス排気ガス源と連通する気体導入管と、前記廃ガス処理装置と連通する気体導出管と、を有する気体出入りチャンバーと、
前記気体出入りチャンバーと連通するサイクロン分離チャンバーと、
前記サイクロン分離チャンバーの固体粒子収集口と連通し、前記固体粒子収集口を経由して固体粒子を収集する収集槽と、を少なくとも備え、
前記プロセス排気ガス源からのプロセス排気ガスが、吸引力により、前記気体導入管を経由して、実際に前記気体出入りチャンバーの本体の切線方向に平行である状態で前記気体出入りチャンバーに入ることによって、前記プロセス排気ガスが前記気体出入りチャンバー及び／又は前記サイクロン分離チャンバーにおいて旋回気流を生成し、遠心力により、前記プロセス排気ガスから、粒径がプリセット値よりも大きい固体粒子を分離し、
前記気体導出管が、遠心分離処理が行われた前記プロセス排気ガスを前記廃ガス処理装置に輸送して、前記プロセス排気ガスから、残りの粒径を持つ固体粒子を更に分離するためのものであることを特徴とする、
気固分離システム。
【請求項２】
前記気体出入りチャンバーの高さを前記気体出入りチャンバーの内径で割った値が１から２の間であり、及び／又は前記サイクロン分離チャンバーの高さを前記気体出入りチャンバーの内径で割った値が１から２の間であることを特徴とする、請求項１に記載の気固分離システム。
【請求項３】
前記廃ガス処理装置が負圧廃ガス処理装置であり、前記負圧廃ガス処理装置が運転しているときに生成する前記吸引力により、前記気体導出管を経由して、遠心分離処理が行われた前記プロセス排気ガスを前記負圧廃ガス処理装置に輸送することを特徴とする、請求項１に記載の気固分離システム。
【請求項４】
前記吸引力が、前記廃ガス処理装置と前記サイクロン捕捉装置との間に設けられているポンプにより生成されることを特徴とする、請求項１に記載の気固分離システム。
【請求項５】
前記収集槽が、前記廃ガス処理装置と連通し、固体粒子が前記廃ガス処理装置に排出されるための排出管を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の気固分離システム。
【請求項６】
前記気体出入りチャンバーと前記廃ガス処理装置との間に設けられており、及び／又は前記気体出入りチャンバーと前記プロセス排気ガス源との間に設けられており、前記プロセス排気ガスが含む固体粒子を微細化するためのプラズマアッシング装置（Ｐｌａｓｍａ  Ａｓｈｅｒ）を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の気固分離システム。
【請求項７】
前記プリセット値が０．０１μｍ以上であることを特徴とする、請求項１に記載の気固分離システム。
【請求項８】
前記気体導出管の吸引ポートが、前記気体出入りチャンバーの本体に位置し、又は前記気体出入りチャンバーの内部に伸びることを特徴とする、請求項１に記載の気固分離システム。
【請求項９】
前記気体導出管の前記吸引ポートの開口方向が、前記サイクロン分離チャンバーの前記固体粒子収集口を避け、及び／又は前記気体導入管の気体の出口の開口方向を避けることを特徴とする、請求項８に記載の気固分離システム。
【請求項１０】
前記プロセス排気ガスの前記気体出入りチャンバーに流入する流量が、１，０００ＳＬＭ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の気固分離システム。
【請求項１１】
前記サイクロン捕捉装置が複数あり、隣接する前記サイクロン捕捉装置は、一方の前記気体導出管が、他方の前記気体導入管と直列に接続して連通することを特徴とする、請求項１に記載の気固分離システム。
【請求項１２】
前記サイクロン捕捉装置が複数あり、隣接する前記サイクロン捕捉装置は、一方の前記気体導入管が、他方の前記気体導入管と並列に接続して連通し、隣接する前記サイクロン捕捉装置は、一方の前記気体導出管が、他方の前記気体導出管と並列に接続して連通することを特徴とする、請求項１に記載の気固分離システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、気体精製設備に関し、特に、旋回気流を生成することにより、プロセス排気ガスから、それに含まれる固体粒子を分離する気固分離システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
産業廃ガスなどのプロセス排気ガスは、一般的に各種の環境問題の根源と見られる。工業プロセス排気ガスは、一般的に湿式洗浄塔を用いて有害ガスを捕捉する。このため、気体と液体の混合度が汚染除去能力の優劣を決定する。その混合度を増加するための、湿式洗浄塔は、噴霧式（Ｓｐｒａｙ  Ｔｙｐｅ）、充填塔式（Ｐａｃｋｅｄ  Ｔｏｗｅｒ  Ｔｙｐｅ）、ベンチュリ管式（Ｖｅｎｔｕｒｉ  Ｔｕｂｅ  Ｔｙｐｅ）などのタイプに分けられる。
ベンチュリ管は、サイホンの原理を利用して負圧を生成することにより、有害ガスの回流を防止することができる。台湾実用新案第Ｍ５３５５９５号の『輸送管部材及びそれを有する気液混合攪拌器』は、ベンチュリ管の構造を利用して気液混合度を増加し、フレキシブルパイプの水流により、輸送管に付着した固形ダストが乱されて、目詰まりを防ぐことができる。しかし、このようなフレキシブルパイプは、長期間使用されると断裂する可能性があり、設備を損害し、且つ管壁の直径が小さすぎて長さも長すぎるため、汚染除去の能力が降下する。また、このような従来技術によれば、修理するときに、廃ガスを処理することができないため、設備を停止することが必要であり、プロセス全体が停止される。或いは、複数の設備を用意することが必要なため、全体のコストが増加し、そして廃ガスを処理する複雑度が増加する。一方、プロセス排気ガスは、多くの異なる粒径を持つ固体粒子を含むが、固体粒子の粒径が大きいほど、洗浄装置が頻繁に塞がれやすいため、頻繁に清掃することが必要である。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
以上に鑑み、本考案の主な目的は、プロセス排気ガスから、それに含む固体粒子を分離する気固分離システムを提供することにより、従来技術の課題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本考案に係る気固分離システムは、廃ガス処理装置と、少なくとも一つのサイクロン捕捉装置と、を少なくとも備え、サイクロン捕捉装置は、プロセス排気ガス源と連通する気体導入管と、廃ガス処理装置と連通する気体導出管と、を有する気体出入りチャンバーと、気体出入りチャンバーと連通するサイクロン分離チャンバーと、サイクロン分離チャンバーの固体粒子収集口と連通し、固体粒子収集口を経由して固体粒子を収集する収集槽と、を少なくとも備え、プロセス排気ガス源からのプロセス排気ガスが、吸引力により、気体導入管を経由して、実際に気体出入りチャンバーの本体の切線方向に平行である状態で気体出入りチャンバーに入ることによって、プロセス排気ガスが、気体出入りチャンバー及び／又はサイクロン分離チャンバーにおいて、旋回気流を生成して遠心力により、プロセス排気ガスから、粒径がプリセット値よりも大きい固体粒子を分離し、気体導出管は、遠心分離処理が行われたプロセス排気ガスを廃ガス処理装置に輸送して、プロセス排気ガスから、残りの粒径を持つ固体粒子を更に分離するためのものであることを特徴とする。
【０００５】
本考案に係る気固分離システムは、気体出入りチャンバーの高さを気体出入りチャンバーの内径で割った値は１から２の間であり、及び／又はサイクロン分離チャンバーの高さを気体出入りチャンバーの内径で割った値は１から２の間であることを特徴とする。
【０００６】
本考案に係る気固分離システムは、廃ガス処理装置は負圧廃ガス処理装置であり、負圧廃ガス処理装置が運転しているときに生成する吸引力により、気体導出管を経由して、遠心分離処理が行われたプロセス排気ガスを負圧廃ガス処理装置に輸送することを特徴とする。
【０００７】
本考案に係る気固分離システムは、吸引力は、廃ガス処理装置とサイクロン捕捉装置との間に設けられているポンプにより生成されることを特徴とする。
【０００８】
本考案に係る気固分離システムは、収集槽は、廃ガス処理装置と連通し、固体粒子が廃ガス処理装置に排出されるための排出管を更に備えることを特徴とする。
【０００９】
本考案に係る気固分離システムは、気体出入りチャンバーと廃ガス処理装置との間に設けられており、及び／又は気体出入りチャンバーとプロセス排気ガス源との間に設けられており、プロセス排気ガスが含む固体粒子を微細化するためのプラズマアッシング装置（Ｐｌａｓｍａ  Ａｓｈｅｒ）を更に備えることを特徴とする。
【００１０】
本考案に係る気固分離システムは、プリセット値は０．０１μｍ以上であることを特徴とする。
【００１１】
本考案に係る気固分離システムは、気体導出管の吸引ポートは、気体出入りチャンバーの本体に位置し、又は気体出入りチャンバーの内部に伸びることを特徴とする。
【００１２】
本考案に係る気固分離システムは、気体導出管の吸引ポートの開口方向は、サイクロン分離チャンバーの固体粒子収集口を避け、及び／又は気体導入管の気体の出口の開口方向を避けることを特徴とする。
【００１３】
本考案に係る気固分離システムは、プロセス排気ガスの気体出入りチャンバーに流入する流量は、１，０００ＳＬＭ以下であることを特徴とする。
【００１４】
本考案に係る気固分離システムは、サイクロン捕捉装置は複数あり、隣接するサイクロン捕捉装置は、一方の気体導出管が、他方の気体導入管と直列に接続して連通することを特徴とする。
【００１５】
本考案に係る気固分離システムは、サイクロン捕捉装置は複数あり、隣接するサイクロン捕捉装置は、一方の気体導入管が、他方の気体導入管と並列に接続して連通し、隣接するサイクロン捕捉装置は、一方の気体導出管が、他方の気体導出管と並列に接続して連通することを特徴とする。
【００１６】
本考案に係る気固分離システムは、負圧廃ガス処理装置と、少なくとも一つのサイクロン捕捉装置と、を少なくとも備え、サイクロン捕捉装置は、プロセス排気ガス源と連通する気体導入管と、負圧廃ガス処理装置と連通する気体導出管と、を有する気体出入りチャンバーと、気体出入りチャンバーと連通するサイクロン分離チャンバーと、サイクロン分離チャンバーの固体粒子収集口と連通し、固体粒子収集口を経由して固体粒子を収集する収集槽と、を少なくとも備え、プロセス排気ガス源からのプロセス排気ガスが、負圧廃ガス処理装置が生成する吸引力により、気体導入管を経由して、実際に気体出入りチャンバーの本体の切線方向に平行である状態で気体出入りチャンバーに入ることによって、プロセス排気ガスは、気体出入りチャンバー及び／又はサイクロン分離チャンバーにおいて、旋回気流を生成して、遠心力により、プロセス排気ガスから、粒径がプリセット値よりも大きい固体粒子を分離し、気体導出管は、遠心分離処理が行われたプロセス排気ガスを負圧廃ガス処理装置に輸送して、プロセス排気ガスから、残りの粒径を持つ固体粒子を分離するためのものであり、プロセス排気ガスの気体出入りチャンバーに流入する流量は１，０００ＳＬＭ以下であり、プリセット値は０．０１μｍ以上であり、前記収集槽は、、負圧廃ガス処理装置と連通し、固体粒子を負圧廃ガス処理装置に排出するための排出管を更に備え、プラズマアッシング装置（Ｐｌａｓｍａ  Ａｓｈｅｒ）は、気体出入りチャンバーと負圧廃ガス処理装置との間、及び／又は気体出入りチャンバーとプロセス排気ガス源との間に設けられており、プロセス排気ガスが含む固体粒子を微細化するためのものであることを特徴とする。
【００１７】
本考案に係る気固分離システムは、気体導出管の吸引ポートは、気体出入りチャンバーの本体に位置し、又は気体出入りチャンバーの内部に伸びることを特徴とする。
【００１８】
本考案に係る気固分離システムは、気体導出管の吸引ポートの開口方向は、サイクロン分離チャンバーの固体粒子収集口を避け、及び／又は気体導入管の気体の出口の開口方向を避けることを特徴とする。
【００１９】
本考案に係る気固分離システムは、気体出入りチャンバーの高さを気体出入りチャンバーの内径で割った値は１から２の間であり、及び／又はサイクロン分離チャンバーの高さを気体出入りチャンバーの内径で割った値は１から２の間であることを特徴とする。
【００２０】
本考案に係る気固分離システムは、サイクロン捕捉装置は複数あり、隣接するサイクロン捕捉装置は、一方の気体導出管が、他方の気体導入管と直列に接続して連通することを特徴とする。
【００２１】
本考案に係る気固分離システムは、サイクロン捕捉装置は複数あり、隣接するサイクロン捕捉装置は、一方の気体導入管が、他方の気体導入管と並列に接続して連通し、隣接するサイクロン捕捉装置は、一方の気体導出管が、他方の気体導出管と並列に接続して連通することを特徴とする。
【考案の効果】
【００２２】
本考案に係る気固分離システムには、次のような効果がある。
（１）プロセス排気ガスが旋回気流を生成することにより、固体粒子を分離して捕捉することができる。
【００２３】
（２）収集槽に固体粒子を収集することにより、プロセス排気ガス源または負圧廃ガス処理装置を停止せずに、捕捉された固体粒子を除去することができる。
【００２４】
（３）プラズマアッシング装置によってプロセス排気ガスを灰化することにより、負圧廃ガス処理装置がプロセス排気ガスを分離処理する前に、固体粒子を事前に微細化することができる。
【００２５】
（４）排出管が負圧廃ガス処理装置と連通することにより、プロセス排気ガス源または負圧廃ガス処理装置を停止せずに、捕捉された固体粒子を除去することができる。
【００２６】
（５）サイクロン捕捉装置および負圧廃ガス処理装置を合わせて使用することにより、清掃および修理の周期を延ばすことができる。すなわち、負圧廃ガス処理装置の本体の内部を頻繁に清掃し、又は修理する必要がない。
【００２７】
（６）直列に接続され、及び／又は並列に接続される複数のサイクロン捕捉装置により、固体粒子の捕捉率を増加することができ、清掃および修理の周期を更に延ばすことができる。
【００２８】
（７）表面の粗さを低下させることにより、プロセス排気ガスに含む固体粒子のチャンバーおよびパイプの内面への付着を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本考案の第１の実施形態に係る気固分離システムのサイクロン捕捉装置を示す斜視図である。
【図２】本考案の第１の実施形態に係る気固分離システムのサイクロン捕捉装置を示す側断面図である。
【図３】図２におけるＩ−Ｉ′線に沿う上視断面図である。
【図４】本考案の第１の実施形態に係る気固分離システムのサイクロン捕捉装置を示す斜視図であって、第１の開閉バルブは固体粒子収集口を開く。
【図５】本考案の第１の実施形態に係る気固分離システムのサイクロン捕捉装置が負圧廃ガス処理装置と連通する状態を示す斜視図である。
【図６】本考案の第１の実施形態に係るサイクロン捕捉装置が負圧廃ガス処理装置と連通する状態を示す斜視図であって、収集槽は負圧廃ガス処理装置と連接する排出管を有する。
【図７】本考案の第１の実施形態に係る気固分離システムを示すブロック図である。
【図８】本考案の第２の実施形態に係る直列接続型のサイクロン捕捉装置の気固分離システムを示すブロック図である。
【図９】本考案の第２の実施形態に係る並列接続型のサイクロン捕捉装置の気固分離システムを示すブロック図である。
【図１０】本考案の第３の実施形態に係る気固分離システムを示すブロック図である。
【図１１】本考案の第１の実施形態に係るサイクロン捕捉装置の固体粒子の除去率のデータを示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００３０】
以下、本考案の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３１】
本考案の技術的な特徴、内容、長所およびその効果は、実施形態の詳細な説明に図面を合わせて、よく理解できるはずである。本考案の図面は、明細書を説明するだけためのものであり、必ずしも本考案実施後の実際の比例と精確な配置ではないため、添付の図面の比例と配置関係について、本考案の実際の実施上の権利範囲と解読し、限定すべきでない。一方、理解を便利にするために、下記の実施形態における同じ部位は、同じ符号を与えて説明する。図面に示すアセンブリの寸法の比例は、各部品とその構造を解釈するためのものであり、本考案はこれに限定されない。
【００３２】
また、特に明記されていない限り、明細書全体および特許出願の範囲で使用される用語は、通常、この分野、ここに開示される内容、および特別な内容で使用される各用語の通常の意味を持つ。本考案の説明に関する追加のガイダンスを当業者に提供するために、本考案を説明するために使用されるいくつかの用語について、以下または本明細書の他の箇所で述べる。
【００３３】
この記載での「第１の」、「第２の」、「第３の」などの使用については、順次や順序の意味を具体的に示すものではなく、本考案を限定するものでもない。これは、同じ専門用語で説明するアセンブリや操作を区別するためだけのものである。
【００３４】
また、本明細書で使用される、「含む」、「備える」、「有する」、「含む」などの用語はすべてオープンな用語であり、これは、含むがこれらに限定されないことを意味する。
【００３５】
図１から図７を参照する。本考案の第１の実施形態に係る気固分離システムは、少なくともプロセス排気ガス源と廃ガス処理装置との間に設けられるサイクロン捕捉装置１１を備え、サイクロン捕捉装置１１及び廃ガス処理装置により、プロセス排気ガス源からのプロセス排気ガスを処理するためのものである。
サイクロン捕捉装置１１は、互いに連通する、気体出入りチャンバー１０と、サイクロン分離チャンバー２０と、を少なくとも備える。本実施形態に係るサイクロン捕捉装置１１において、気体出入りチャンバー１０の本体には、それぞれ二つの開口端を有する、気体導入管１２と、気体導出管１４とが設けられている。気体導入管１２と、気体導出管１４とは、中空なパイプである。気体導入管１２は、一方の開口端が気体出入りチャンバー１０の内部と連通し、他方の開口端が外部のプロセス排気ガス源３０と直接または間接に連接する。
気体出入りチャンバー１０とプロセス排気ガス源３０を連通することにより、プロセス排気ガス源３０からの多くの異なる粒径を持つ固体粒子などのダストを含むプロセス排気ガスを入らせ、プロセス排気ガスが、気体出入りチャンバー１０及び／又はサイクロン分離チャンバー２０において、旋回気流を生成する。遠心力により、プロセス排気ガスから、粒径がプリセット値よりも大きい固体粒子を分離し、固体粒子を捕捉する目的を達成する。
【００３６】
プロセス排気ガス源３０は、例えばプロセス排気ガスを生成する半導体プロセスルームであるが、本考案はこれに限定されない。固体粒子を含むガスを生成するプロセス機器であれば、全ては本考案を適用可能な範囲である。気体導出管１４の一方の開口端は吸引ポート１５である。吸引ポート１５は、気体出入りチャンバー１０の内部と連通し、且つ気体出入りチャンバー１０の内部に伸びることが好ましい。気体導出管１４の他方の開口端は、外部の廃ガス処理装置、例えば負圧廃ガス処理装置４０と直接または間接に連接する。
気体出入りチャンバー１０と負圧廃ガス処理装置４０を連通することにより、吸引力により、分離処理が行われたプロセス排気ガスを負圧廃ガス処理装置４０に入らせて、プロセス排気ガスにおける残りの粒径を持つ固体粒子を捕捉する。換言すると、本考案に係る廃ガス処理装置は、負圧の吸引力を生成可能な負圧廃ガス処理装置を例にして挙げたが、本考案はこれに限定されない。本考案は、その他のタイプの廃ガス処理装置に適用することもでき、又はサイクロン捕捉装置と廃ガス処理装置との間に、ポンプなどのガス吸引機器及び／又は排気機器を設けることもできる。例えば、本考案は、例えば気体導入管及び／又は気体導出管と連通するポンプなどのガス吸引機器及び／又は排気機器を選択的に増設して、プロセス排気ガスを輸送してもよい。本考案が属する技術分野において、通常の知識を持つ者は、本考案の説明によって、ガス吸引機器及び／又は排気機器を設ける方法が分かるはずであり、これによってプロセス排気ガスを輸送することができるため、説明を省略した。
【００３７】
本考案に係る気固分離システムのサイクロン捕捉装置において、気体出入りチャンバー１０は、例えば内部が中空であり円筒状を呈するチャンバーであり、又は内部が中空であり、且つ内径が上から下へ徐々に縮径する円錐状を呈するチャンバーである。サイクロン分離チャンバー２０は、例えば内部が中空であり、且つ内径が上から下へ徐々に縮径する円錐状を呈するチャンバーである。
気体出入りチャンバー１０は、サイクロン分離チャンバー２０と連通する。気体出入りチャンバー１０の底部は、サイクロン分離チャンバー２０の最上部と一体に成形されて連接することが好ましいが、本考案はこれに限定されない。例えば、本考案に係る気体出入りチャンバー１０は、サイクロン分離チャンバー２０に固定されており、又はサイクロン分離チャンバー２０に脱着可能に連接されている。一方、気体導入管１２は気体出入りチャンバー１０の本体に設けられており、気体導入管１２の管体の軸線方向は、実際に気体出入りチャンバー１０の本体の切線方向に平行である。気体導入管１２は、気体出入りチャンバー１０の本体に斜めに設けられていることが好ましい。すなわち、気体導入管１２の管体の軸線方向は、気体出入りチャンバー１０の本体の横切断面に平行ではないことが好ましい。例えば、気体導入管１２の管体の軸線方向は、実際に、気体出入りチャンバー１０の本体の横切断面との成す角度が９０度よりも小さいことが好ましい。
【００３８】
このため、プロセス排気ガス源３０からのプロセス排気ガスは、気体導入管１２を経由して、実際に気体出入りチャンバー１０の本体の切線方向に平行である状態で気体出入りチャンバー１０に入り、且つプロセス排気ガスは、上から下へ斜めに気体出入りチャンバー１０に入ることができる。これにより、プロセス排気ガスが気体出入りチャンバー１０において旋回気流を生成する。
プロセス排気ガスの旋回気流の方向は、気体導入管１２の気体出入りチャンバー１０に対する設置の位置により決める。例えば、気体導入管１２が気体出入りチャンバー１０の左側に設けられている場合には、気体出入りチャンバー１０に入るプロセス排気ガスが、気体出入りチャンバー１０の左側から、気体出入りチャンバー１０の右側へ旋回し、すなわち、時計方向旋回の気流となる。反対に、気体導入管１２が気体出入りチャンバー１０の右側に設けられている場合には、気体出入りチャンバー１０に入るプロセス排気ガスが、気体出入りチャンバー１０の右側から、気体出入りチャンバー１０の左側へ旋回し、すなわち、反時計方向旋回の気流となる。
【００３９】
一方、気体導入管１２は上から下へ斜めに気体出入りチャンバー１０の本体に設けられているため、プロセス排気ガスが上から下へ気体導入管１２を経由して気体出入りチャンバー１０に入るとき、プロセス排気ガスは、サイクロン分離チャンバー２０に入って上から下へ進みながら旋回する気流を生成する。プロセス排気ガスは多くの異なる粒径を持つ固体粒子を含み、且つ固体粒子の比重は気体の比重より大きいため、プロセス排気ガスが旋回気流を生成するときには、旋回による遠心力により、プロセス排気ガスから、粒径が実際にプリセット値より大きい固体粒子を分離することができる。これにより、固体粒子を捕捉することができる。上記のプリセット値は、例えば２μｍから０．０１μｍの間であるが、本考案はこれに限定されない。上記のプリセット値は０．０１μｍ以上であることが好ましい。一方、サイクロン分離チャンバー２０は、その内径が上から下へ徐々に縮径する円錐状を呈するため、固体粒子は、サイクロン分離チャンバー２０の本体に沿って下へ旋回して、サイクロン分離チャンバー２０の底部にある固体粒子収集口２２に至る。これにより、プロセス排気ガスから固体粒子を分離して捕捉する目的を達成することができる。
本考案の特徴の一つは、プロセス排気ガスの上から下へ進みながら旋回する気流により、プロセス排気ガスから、粒径が実際にプリセット値より大きい固体粒子を分離することができる効果を得ることができることにある。
【００４０】
本考案に係るサイクロン分離チャンバー２０は、固体粒子収集口２２に設けられている第１の開閉バルブ２４を選択的に有する。これにより、固体粒子収集口２２の開閉を制御する。第１の開閉バルブ２４の形式や形態は、特に限定されず、例えば固体粒子収集口２２に固定されており、又は固体粒子収集口２２に脱着可能に設けられている制御弁であり、或いは、挟み部材２１により、固体粒子収集口２２に脱着可能に固定されている密封プレートである。本考案の別の特徴は、第１の開閉バルブ２４を制御して固体粒子収集口２２を開けることにより、固体粒子収集口２２から固体粒子を除去することにある。全体を鮮明に示すために、図面の一部では挟み部材２１の表示を省略した。
【００４１】
本考案に係るサイクロン捕捉装置１１は、収集槽５０を選択的に有してもよい。これにより、固体粒子を収集する効果がより高くなり、且つホコリ現象による固体粒子の持ち上げを有効に防止することができる。収集槽５０の最上端は開口である。この開口は、サイクロン分離チャンバー２０の固体粒子収集口２２に対応する。収集槽５０は、例えば円錐状、円筒状、又はその任意の組合せである。収集槽５０は、例えば、管径が上から下へ徐々に拡径する円錐状を呈するチャンバー、円筒状を呈するチャンバー及び管径が上から下へ徐々に縮径する円錐状を呈するチャンバーの組合せでもよい。換言すると、本考案に係る収集槽５０の形状は限定されず、収集槽５０が固体粒子を収容可能であれば、全てが本考案の特許請求の範囲に属する。
収集槽５０は、例えば、サイクロン分離チャンバー２０に固定されており、又はサイクロン分離チャンバー２０に脱着可能に連接されている。収集槽５０がサイクロン分離チャンバー２０に脱着可能に連接されている構造を例にして挙げると、本考案は、第１の開閉バルブ２４により開けられてもよいし、第１の開閉バルブ２４を取外し、更に省略してもよい。収集槽５０は、サイクロン分離チャンバー２０の固体粒子収集口２２に連接されており、例えば挟み部材２１により、サイクロン分離チャンバー２０と収集槽５０との間の接続をクランプすることができる。このため、固体粒子収集口２２がオープン状態にあり、且つ固体粒子収集口２２に収集槽５０が連接されている場合には、分離された固体粒子は、固体粒子収集口２２を経由して収集槽５０に入ることができ、収集槽５０に一旦収容される。
収集槽５０に一旦収容される固体粒子を除去しようとする場合には、ユーザは、固体粒子収集口２２を閉じて収集槽５０を取り外すと、収集槽５０の開口から固体粒子を排出することができる。換言すると、本考案によれば、収集槽５０に一旦に収容される固体粒子を除去する場合には、プロセス排気ガス源３０及び／又は負圧廃ガス処理装置４０を停止する必要がないため、プロセス排気ガスの処理を停止する必要がないという効果を得ることができる。
【００４２】
一方、収集槽５０が、サイクロン分離チャンバー２０に固定されており、又はサイクロン分離チャンバー２０に脱着可能に連接されていることを例にして挙げると、本考案に係る収集槽５０は排出管５２を選択的に有してもよい。排出管５２は、例えばサイクロン分離チャンバー２０、又は収集槽５０に連接されている。例として挙げると、収集槽５０は、更に、排出管５２を経由して負圧廃ガス処理装置４０のろ過アセンブリと連通することにより、固体粒子を負圧廃ガス処理装置４０に排出して除去処理を行う。排出管５２は、縦方向に沿って設けられることが好ましい。これにより、固体粒子は自体の重量によって負圧廃ガス処理装置４０に排出され、例えばろ過方式により固体粒子を除去する。収集槽５０の排出管５２は、第２の開閉バルブ５４を選択的に有してもよい。第２の開閉バルブ５４の種類は限定されず、排出管５２の開閉を制御するためのものである。
一方、本考案では、固体粒子を分離する効果を向上するために、気体出入りチャンバー１０の高さを気体出入りチャンバー１０の内径で割った値は、１から２の間であり、及び／又はサイクロン分離チャンバー２０の高さを気体出入りチャンバー１０の内径で割った値は、１から２の間であることが好ましい。しかし、もちろん、本考案は、上記の数値に限定されない。
【００４３】
また、本考案に係るサイクロン捕捉装置１１において、気体出入りチャンバー１０の気体導出管１４の一つの開口端は吸引ポート１５であり、且つ吸引ポート１５は気体出入りチャンバー１０の内部と連通する。吸引ポート１５の開口方向は、固体粒子収集口２２及び／又は気体導入管１２の気体の出口を避けることが好ましい。これにより、固体粒子の吸込みを回避することができる。例を挙げると、気体出入りチャンバー１０の気体導出管１４は、例えば気体出入りチャンバー１０の内部に伸び、且つ吸引ポート１５は、例えば気体出入りチャンバー１０の中心軸に位置し、プロセス排気ガスの気体導出管１４の吸引ポート１５に入る方向は、例えば実際に気体導出管１４のプロセス排気ガスを排出する方向に垂直であり、又は平行であり、すなわち、吸引ポート１５の開口方向は、例えば上を向き、又はサイドを向く。しかし、本考案に係る気体導出管１４の設計およびその吸引ポート１５の開口方向は、これに限定されない。気体導出管１４の吸引ポート１５は、例えば気体出入りチャンバー１０の本体に設けられており、又は気体導出管１４の吸引ポート１５も、例えば下方に向いてもよい。プロセス排気ガスを吸い出すことができれば、全てが本考案の特許の請求範囲に属する。
また、気体導出管１４は、例えば気体出入りチャンバー１０の本体の側壁または最上壁に設けられていることにより、気体出入りチャンバー１０の内部に伸びる。気体導出管１４の吸引ポート１５は、例えば気体導出管１４の一端または周壁に設けられており、且つプロセス排気ガスの吸引ポート１５に入る方向は、気体導出管１４のプロセス排気ガスを排出する方向に垂直であることに限定されず、例えば気体導出管１４のプロセス排気ガスを排出する方向に平行であってもよい。
【００４４】
気体出入りチャンバー１０の気体導出管１４の他方の開口端は、外部の負圧廃ガス処理装置４０と直接または間接に連接する。このため、負圧廃ガス処理装置４０の運転時に生成する負圧の吸引力により、気体導出管１４の吸引ポート１５から、分離処理が行われたプロセス排気ガスを吸い込んで、負圧廃ガス処理装置４０に輸送して、プロセス排気ガスを更に分離処理することができる。
上記のプロセス排気ガスは、粒径が実際にプリセット値よりも大きい固体粒子が分離されたため、負圧廃ガス処理装置４０は、プロセス排気ガスにおける、粒径が、実際に上記のプリセット値よりも小さく、又は上記のプリセット値と同じである固体粒子を更に分離することができる。
【００４５】
上記の負圧廃ガス処理装置４０について、ベンチュリ管によるサイホンの原理を採用する湿式処理装置を例にして説明する。負圧廃ガス処理装置４０は、例えば負圧ジェットパイプ４１が洗浄液を高速に噴出することにより負圧を生成して、気体出入りチャンバー１０の気体導出管１４と連通する気体管路４２を経由して、上記の固体粒子が捕捉されたプロセス排気ガスを吸い込む。洗浄液が高速に下へ処理槽の内槽４３における洗浄液に衝突するときに、プロセス排気ガスが微細な気泡になり、上記の気泡は、処理槽の内槽４３の洗浄液の奥から上へ移動する過程中に、プロセス排気ガスにおける残りの粒径を持つ固体粒子と十分に混合することができる。また、微細な気泡は、多くなるときに、処理槽の内槽４３の洗浄液において、下から上へ液面に拡散し、更に処理槽の外槽４４の上方に拡散して破裂することにより、プロセス排気ガスにおける残りの粒径を持つ固体粒子が、外槽４４の洗浄液に落下する。次に、ろ過アセンブリ４５により、処理槽の外槽４４における洗浄液をろ過すると、固体粒子をろ過して除去することができる。このため、固体粒子がろ過して除去された洗浄液は、再び処理槽の内槽４３に注入することにより、負圧を生成し、そしてプロセス排気ガスが微細な気泡になる。
微細な気泡が処理槽の内槽４３の上方に拡散するときに、気液分離アセンブリ４６により、水および固体粒子のろ過および捕捉が行われ、気体だけが気液分離アセンブリ４６を通過することができるため、処理が行われた乾燥プロセス排気ガスを排出通路４７から排出することができる。排出通路４７に気液分離アセンブリを増設してもよい。これにより、水を捕捉することにより、更に乾燥されたプロセス排気ガスを排出することができる。負圧廃ガス処理装置４０は、例えば噴霧アセンブリ４８によって気液分離アセンブリ４６を洗浄することにより、固体粒子が内槽４３又は外槽４４の洗浄液に落下する。上記の気液分離アセンブリ４６は、例えば直径約１００ミクロンから１ミクロンのガラス繊維で構成されたファイバーベッドデミスターであり、これにより、水および固体粒子をろ過して、気体だけが通過可能である。
上記の負圧ジェットパイプ４１は、例えば吸込みチャンバー７２及び噴射管７４を有する。吸込みチャンバー７２の側壁は少なくとも一つの吸込み口を有し、これにより、気体管路４２と連通する。噴射管７４の最上端は、洗浄液を注入するための入射口である。噴射管７４の底端は、吸込みチャンバー７２の内部に伸びる出射口である。吸込みチャンバー７２において、洗浄液を噴出することにより、負圧の吸引力が生成される。吸込みチャンバー７２の底部には、混合管７６と拡散管７８とが順番に接続されており、且つ混合管７６及び／又は拡散管７８は内槽４３の洗浄液に浸漬される。これにより、微細な気泡の洗浄液内に存在する時間を増加する。また、吸込みチャンバー７２及び／又は気体管路４２の内部は、洗浄部材を選択的に有してもよい。これにより、例えば気体及び／又は液体など流体を噴出することにより、その内部を清潔にする効果を得ることができる。
【００４６】
図８及び図９を参照する。本考案に係る気固分離システムは、複数のサイクロン捕捉装置１１を有してもよい。すなわち、一つセットの気体出入りチャンバー及びサイクロン分離チャンバーを有してもいいし、複数セットの気体出入りチャンバー及びサイクロン分離チャンバーを有してもよく、且つその数量及び組合せ方式は、これに限定されない。プロセスガスから固体粒子を分離することができれば、全てが本考案の特許の請求範囲に属する。また、サイクロン捕捉装置１１の気体出入りチャンバー１０及びサイクロン分離チャンバー２０の構成は、第１の実施形態と同じであるため、説明を省略した。
本考案の第２の実施形態では、例として挙げると、本考案に係るサイクロン捕捉装置１１は、直列接続、並列接続、又は直列接続および並列接続の態様である。直列接続の態様を例にして挙げると、複数のサイクロン捕捉装置１１において、隣接する二つの気体出入りチャンバー１０の前の気体導出管１４は、後ろの気体導入管１２と直列に接続して連通する。また、二つの最も外側にある気体出入りチャンバー１０の気体導入管１２及び気体導出管１４は、上記と同じように、それぞれプロセス排気ガス源３０及び負圧廃ガス処理装置４０と連通するため、説明を省略した。並列接続の態様を例にして挙げると、複数のサイクロン捕捉装置１１において、隣接する二つの気体出入りチャンバー１０の一方の気体導入管１２は、例えば連通管路１６を経由して、他方の気体導入管１２と並列に接続して連通し、かつ、連通管路１６の一端はプロセス排気ガス源３０と連通することにより、プロセス排気ガスを入れることができる。また、隣接する二つの気体出入りチャンバー１０の一方の気体導出管１４は、例えば別の連通管路１８を経由して、他方の気体導出管１４と並列に接続して連通し、かつ、連通管路１８の一端は、負圧廃ガス処理装置４０と連通する。直列接続及び並列接続を同時に有する態様を例にして挙げると、複数のサイクロン捕捉装置１１は、並列接続及び直列接続な複数の気体出入りチャンバー１０と、気体出入りチャンバー１０と対応して連通するの複数のサイクロン分離チャンバー２０、を有する。並列接続及び直列接続の方式は、上記と同じなため、説明を省略した。
【００４７】
図１０を参照する。本考案の第３の実施形態では、本考案に係る気固分離システムは、更に、プラズマアッシング装置（Ｐｌａｓｍａ  Ａｓｈｅｒ）６０を選択的に備える。このプラズマアッシング装置は、例えば上記の実施形態に係る気体出入りチャンバー１０と負圧廃ガス処理装置４０との間に設けられている。すなわち、プロセス排気ガスは、気体導出管１４を経由して、気体出入りチャンバー１０からプラズマアッシング装置６０に入って、プラズマ灰化処理を終了した後、気体導出管１４又はその他の管路を経由して負圧廃ガス処理装置４０に入る。これにより、負圧廃ガス処理装置４０でプロセス排気ガスを分離処理する前に、予め上記のプロセス排気ガスを灰化処理することにより、固体粒子が更に微細化される。
プラズマアッシング装置６０は、何れのタイプ又は種類のプラズマアッシング装置でもよく、プロセス排気ガスに含む、粒径が実際に上記のプリセット値よりも大きく、小さく又は同じ固体粒子の粒径をより小さくすれば、全てが本考案の特許の請求範囲に属する。同じように、このプラズマアッシング装置は、例えば上記の実施形態に係る気体出入りチャンバー１０とプロセス排気ガス源３０との間に設けられていてもよい。これにより、プロセス排気ガスを気体出入りチャンバー１０に入らせて、遠心分離処理を行う前に、このプロセス排気ガスを事前に灰化処理することができる。これにより、固体粒子を更に微細化することができる。
【００４８】
本考案に係る気固分離システムにおいて、プロセス排気ガス又はそれに含む固体粒子と接触する表面、例えば気体出入りチャンバー、サイクロン分離チャンバー、気体導入管及び／又は気体導出管の表面は、表面の粗さを減らすために、例えば研磨、コーティング、および改質などの処理を事前に行うことにより、固体粒子がチャンバー及び／又は管路の内壁に付着してプロセス排気ガスの流れを妨害することを回避することができ、これによってプロセス排気ガスの流れがスムーズになる。表面の粗さが小さいほど、固体粒子の付着または堆積が難くなり、且つ固体粒子の捕捉率も良くなる。一方、本考案に係るサイクロン捕捉装置において、気体出入りチャンバー、サイクロン分離チャンバー、気体導入管及び／又は気体導出管の材質は、例えばステンレス鋼または樹脂を採用するが、本考案はこれに限定されない。
【００４９】
図１１を参照する。図１１は本考案の第１の実施形態に係るサイクロン捕捉装置の固体粒子の除去率のデータを示す図である。横軸は流量（ｆｌｏｗ  ｒａｔｅ）を示し、縦軸は捕捉率（ｔｒａｐｐｅｄ  ｒａｔｅ）を示す。本考案に係る気体出入りチャンバー１０は、プロセス排気ガス源３０と連通する気体導入管１２を有する。プロセス排気ガス源３０は、上記のプロセス排気ガスを供給する。プロセス排気ガスの気体出入りチャンバー１０に入る流量は、例えば約１，０００ＳＬＭ以下であり、約８００ＳＬＭ以下であることが好ましく、約２００ＳＬＭ以下であることが更に好ましい。プロセス排気ガスの流量が２００ＳＬＭである場合を例にして挙げると、粒径２μｍの固体粒子の捕捉率は約６５％であり、粒径０．１μｍの固体粒子の捕捉率は約２０％である。
【００５０】
上述した、本考案の気固分離システムは、次のような一つ又は複数のメリットがある。
（１）プロセス排気ガスが旋回気流を生成することにより、固体粒子を分離して捕捉することができる。
（２）収集槽に固体粒子を収集することにより、プロセス排気ガス源または負圧廃ガス処理装置を停止せず、捕捉された固体粒子を除去することができる。
（３）プラズマアッシング装置によってプロセス排気ガスを灰化することにより、負圧廃ガス処理装置がプロセス排気ガスを分離処理する前に、固体粒子を事前に微細化することができる。
（４）排出管が負圧廃ガス処理装置と連通することにより、プロセス排気ガス源または負圧廃ガス処理装置を停止せず、捕捉された固体粒子を除去することができる。
（５）サイクロン捕捉装置および負圧廃ガス処理装置を合わせて使用することにより、清掃および修理の周期を延ばすことができ、すなわち、負圧廃ガス処理装置の本体の内部を頻繁に清掃し、又は修理する必要がない。
（６）直列に接続され、及び／又は並列に接続される複数のサイクロン捕捉装置により、固体粒子の捕捉率を増加することができ、清掃および修理の周期を更に延ばすことができる。
（７）表面の粗さを低下させることにより、プロセス排気ガスに含む固体粒子のチャンバーおよびパイプの内面への付着を回避することができる。
【００５１】
以上の記述は例を挙げたものにすぎず、限定するものではない。本考案の精神及び範疇から逸脱しない、それに対して行ういかなる同等効果の修正又は変更も、添付の特許請求の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５２】
１０  気体出入りチャンバー
１１  サイクロン捕捉装置
１２  気体導入管
１４  気体導出管
１５  吸引ポート
１６，１８  連通管路
２０  サイクロン分離チャンバー
２１  挟み部材
２２  固体粒子収集口
２４  第１の開閉バルブ
３０  プロセス排気ガス源
４０  負圧廃ガス処理装置
４１  負圧ジェットパイプ
４２  気体管路
４３  内槽
４４  外槽
４５  ろ過アセンブリ
４６  気液分離アセンブリ
４７  排出通路
４８  噴霧アセンブリ
５０  収集槽
５２  排出管
５４  第２の開閉バルブ
６０  プラズマアッシング装置
７２  吸込みチャンバー
７４  噴射管
７６  混合管
７８  拡散管
Ｉ−Ｉ′断面線
【図１】
0003230757.tif 000003
【図２】
0003230757.tif 000004
【図３】
0003230757.tif 000005
【図４】
0003230757.tif 000006
【図５】
0003230757.tif 000007
【図６】
0003230757.tif 000008
【図７】
0003230757.tif 000009
【図８】
0003230757.tif 000010
【図９】
0003230757.tif 000011
【図１０】
0003230757.tif 000012
【図１１】
0003230757.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】令和2年12月11日(2020.12.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
廃ガス処理装置と、
少なくとも一つのサイクロン捕捉装置と、を少なくとも備え、
前記サイクロン捕捉装置は、
プロセス排気ガス源と連通する気体導入管と、前記廃ガス処理装置と連通する気体導出管と、を有する気体出入りチャンバーと、
前記気体出入りチャンバーと連通するサイクロン分離チャンバーと、
前記サイクロン分離チャンバーの固体粒子収集口と連通し、前記固体粒子収集口を経由して固体粒子を収集する収集槽と、を少なくとも備えることを特徴とする、
気固分離システム。
【請求項２】
前記気体出入りチャンバーの高さを前記気体出入りチャンバーの内径で割った値が１から２の間であり、及び／又は前記サイクロン分離チャンバーの高さを前記気体出入りチャンバーの内径で割った値が１から２の間であることを特徴とする、請求項１に記載の気固分離システム。
【請求項３】
前記廃ガス処理装置が負圧廃ガス処理装置であり、前記負圧廃ガス処理装置が運転しているときに生成する吸引力により、前記気体導出管を経由して、遠心分離処理が行われた前記プロセス排気ガスを前記負圧廃ガス処理装置に輸送することを特徴とする、請求項１に記載の気固分離システム。
【請求項４】
前記廃ガス処理装置と前記サイクロン捕捉装置との間にポンプを備えることを特徴とする、請求項１に記載の気固分離システム。
【請求項５】
前記収集槽が、前記廃ガス処理装置と連通し、固体粒子が前記廃ガス処理装置に排出されるための排出管を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の気固分離システム。
【請求項６】
前記気体出入りチャンバーと前記廃ガス処理装置との間に設けられており、及び／又は前記気体出入りチャンバーと前記プロセス排気ガス源との間に設けられており、前記プロセス排気ガスが含む固体粒子を微細化するためのプラズマアッシング装置（Ｐｌａｓｍａ  Ａｓｈｅｒ）を更に備えることを特徴とする、請求項１に記載の気固分離システム。
【請求項７】
前記気体導出管の吸引ポートが、前記気体出入りチャンバーの本体に位置し、又は前記気体出入りチャンバーの内部に伸びることを特徴とする、請求項１に記載の気固分離システム。
【請求項８】
前記気体導出管の前記吸引ポートの開口方向が、前記サイクロン分離チャンバーの前記固体粒子収集口を避け、及び／又は前記気体導入管の気体の出口の開口方向を避けることを特徴とする、請求項７に記載の気固分離システム。
【請求項９】
前記プロセス排気ガスの前記気体出入りチャンバーに流入する流量が、１，０００ＳＬＭ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の気固分離システム。
【請求項１０】
前記サイクロン捕捉装置が複数あり、隣接する前記サイクロン捕捉装置は、一方の前記気体導出管が、他方の前記気体導入管と直列に接続して連通することを特徴とする、請求項１に記載の気固分離システム。
【請求項１１】
前記サイクロン捕捉装置が複数あり、隣接する前記サイクロン捕捉装置は、一方の前記気体導入管が、他方の前記気体導入管と並列に接続して連通し、隣接する前記サイクロン捕捉装置は、一方の前記気体導出管が、他方の前記気体導出管と並列に接続して連通することを特徴とする、請求項１に記載の気固分離システム。