(57)【要約】【課題】排水管における水撃作用を防止できる廃ガス処理装置を提供する。【解決手段】半導体の製造工程において生成された廃ガスを受け入れ、該廃ガスを水洗する第１のスクラバー２１と、前記廃ガスを水洗する過程で生じた廃水を受け入れて貯めてから排出する水槽２４と、を備えている廃ガス処理装置２であって、水槽２４は、廃水を受け入れて貯めることができる水槽本体２４１と、水槽本体２４１と連通し、水槽本体２４１内に貯められる廃水を排出することができる排水管２４２と、排水管２４２に設置されている緩作動開閉弁２４３と、を有する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
半導体の製造工程において生成された廃ガスを受け入れ、該廃ガスを水洗する第１のスクラバーと、前記廃ガスを水洗する過程中に生じた廃水を受け入れて貯めてから排出する水槽と、を備えている廃ガス処理装置であって、
前記水槽は、
前記廃水を受け入れて貯めることができる水槽本体と、
前記水槽本体と連通し、前記水槽本体内に貯められる廃水を排出することができる排水管と、
前記排水管に設置されている緩作動開閉弁と、を有することを特徴とする廃ガス処理装置。
【請求項２】
前記緩作動開閉弁は、該緩作動開閉弁を通過する前記廃水の排水速度が所定加速度で所定の排水速度まで緩やかに上昇するように開弁し、前記排水速度が所定減速度で０まで緩やかに減少するように閉弁するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の廃ガス処理装置。
【請求項３】
前記水槽は、前記水槽本体内に貯められる廃水の液面の高さが第１の所定高さより高いと感知すると、前記緩作動開閉弁に開弁信号を送信し、前記水槽本体内に貯められる廃水の液面の高さが前記第１の所定の高さより低い第２の所定の高さより低いと感知すると、前記緩作動開閉弁に閉弁信号を送信する液面センサーを更に有することを特徴とする請求項１又は２記載の廃ガス処理装置。
【請求項４】
前記排水管には、前記緩作動開閉弁を通過する前記廃水の排水速度を測定できる流量センサーが設置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の廃ガス処理装置。
【請求項５】
前記第１のスクラバーは、上下方向に延伸するように管状に形成され、且つ上端部が半導体製造装置に連通し、下端部が前記水槽に連通するように取付けられている第１のスクラバー本体と、
前記第１のスクラバー本体を加熱するヒーターと、
前記第１のスクラバー本体の温度を測定する温度センサーと、
前記第１のスクラバー本体に流入した廃ガスに対して水を噴霧する複数の第１のスプリンクラーと、を有し、
前記廃ガスが含有する粉じんと水溶性のガスを噴霧した水と共に前記水槽に流れ込ませるように構成されたものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の廃ガス処理装置。
【請求項６】
前記第１のスクラバーにより水洗された廃ガスを受け入れ、該廃ガスに対して熱分解処理を行う反応炉と、該廃ガスに対する熱分解処理において前記反応炉に付着する晶体を削いで前記水槽に落すことができるように構成されたスクレーパーと、を有する熱分解処理器を更に備えていることを特徴とする請求項５記載の廃ガス処理装置。
【請求項７】
前記反応炉は、前記廃ガスに接触する第１の反応面と第２の反応面とを有しており、前記スクレーパーは、前記第１の反応面に接触する第１の削り部と、前記第２の反応面に接触する第２の削り部と、前記第１の削り部及び前記第２の削り部を回転駆動して前記反応炉に付着している晶体を削ぎ落す回転部と、を有することを特徴とする請求項６記載の廃ガス処理装置。
【請求項８】
上下方向に延伸するように管状に形成され、下端部が前記熱分解処理器及び前記水槽に連通されて前記熱分解処理器により処理された廃ガスを受け入れる第２のスクラバー本体と、
該廃ガスに対して水を噴霧する複数の第２のスプリンクラーと、
前記第２のスクラバー本体内部を横断するように、前記複数の第２のスプリンクラーそれぞれの下方に設置される複数のフィルターと、
上端部に設置され、開弁すると、外部の空気が流入して前記第２のスプリンクラーにより水洗された廃ガスと混合するように配置構成される通気バルブと、
上端部に設置され、前記通気バルブを通じて流入した空気と混合した廃ガスを排出できる排気手段と、を有し、
該廃ガスが含有する粉じんと水溶性のガスとを噴霧した水と共に前記水槽に流れ込ませるように構成された第２のスクラバーを更に備えていることを特徴とする請求項６又は７記載の廃ガス処理装置。
【請求項９】
前記フィルターは、板状に形成されており、
前記第２のスプリンクラーは、複数のノズル設置座が互いに所定の間隔を空けて前記フィルター側へ向くように形成されている送水管と、前記送水管における前記ノズル設置座にそれぞれ取付けられているスプレーノズルと、を有しており、少なくとも隣り合う２つの前記ノズル設置座が、異なる方向に向くように配置されることを特徴とする請求項８記載の廃ガス処理装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は廃ガス処理装置に関し、特に緩作動開閉弁を有する廃ガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造過程で排出された廃ガスは、可燃性や、爆発性や、腐食性などを有する有害物質を含有するので、人体や環境に悪影響を与えないように処理してから排出しなければならない。
その廃ガス処理方法として、もっともよく使用される方法は、廃ガスに対して霧化した水を噴射することによって廃ガスが含有する有害物質を水に溶解させて除去する湿式処理方法である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この廃ガスの湿式処理は、例えば、図６に示す廃ガス処理装置１を用いて行われている。
該廃ガス処理装置１は、半導体の製造工程において生成された廃ガスを受け入れ、該廃ガスを水洗する第１のスクラバー１１と、第１のスクラバー１１により水洗された廃ガスを受け入れ、該廃ガスに対して熱分解処理を行う熱分解処理器１２と、熱分解処理器１２により処理された廃ガスを受け入れ、該廃ガスを水洗する第２のスクラバー１３と、第１のスクラバー１１及び第２のスクラバー１３の水洗により生成された廃水を受け入れる水槽１４と、により構成されている。
【０００４】
第１のスクラバー１１は、上端部が半導体製造装置に連通するように取付けられている第１のスクラバー本体１１１と、第１のスクラバー本体１１１に流入した廃ガスに対して水を噴霧する第１のスプリンクラー１１２と、第１のスクラバー本体１１１の下端部を水槽１４及び熱分解処理器１２に連通し、第１のスクラバー１１における廃ガスが含有する粉じんと水溶性のガスを噴霧した水と共に経由させて水槽１４に流れ込ませる第１の連通管１１３と、を有している。
熱分解処理器１２は、第１のスクラバー１１により水洗された廃ガスを受け入れ、該廃ガスに対して熱分解処理を行う反応炉１２１を有する。
【０００５】
第２のスクラバー１３は、熱分解処理器１２により処理された廃ガスを受け入れる管状の第２のスクラバー本体１３１と、該廃ガスに対して水を噴霧する第２のスプリンクラー１３２と、第２のスクラバー本体１３１の下端部を水槽１４及び熱分解処理器１２に連通し、第２のスクラバー１３における廃ガスが含有する粉じんと水溶性のガスを噴霧した水と共に経由させて水槽１４に流れ込まれる第２の連通管１３３と、開弁すると、外部の空気が流入して第２のスプリンクラー１３２により水洗された廃ガスと混合するように配置構成される通気バルブ１３４と、上端部に設置され、廃ガスと通気バルブ１３４を通じて流入した空気を排出する排気ファン１３５と、を有する。
水槽１４は、廃ガスを水洗することにより生じる廃水を受け入れて貯めることができる水槽本体１４１と、水槽本体１４１と連通し、水槽本体１４１内に貯められる廃水を排出することができる排水管１４２と、排水管１４２に設置されている排水弁１４３と、を有している。
【０００６】
また、該廃ガス処理装置１は、第１のスクラバー１１及び第２のスクラバー１３によって廃ガスを水洗しながら、水槽本体１４１に貯まる廃水を排出するので、水槽本体１４１に貯まる廃水をすべて排出してから廃水の排出を停止するのではなく、水槽本体１４１に貯まる廃水が所定の量にまで減少すると廃水の排出を停止する、即ち、排水管１４２に流動している廃水が充満している状態で、排水弁１４３で廃水の排出を停止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−１３１５０９号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、この廃ガス処理装置１において、排水弁１４３が急速に閉弁して、流動している廃水が充満している排水管１４２を遮断すると、廃水の慣性で管内に衝撃と高水圧が発生する、即ち、水撃作用が発生する。排水管１４２及び排水弁１４３は水撃作用により、破損されやすくなる。
上記問題点に鑑みて、本考案は、廃ガス処理において発生した廃水を通す排水管における水撃作用を防ぐことができる廃ガス処理装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成すべく、本考案は、半導体の製造工程において生成された廃ガスを受け入れ、該廃ガスを水洗する第１のスクラバーと、前記廃ガスを水洗する過程中に生じた廃水を受け入れて貯めてから排出する水槽と、を備えている廃ガス処理装置であって、前記水槽は、前記廃水を受け入れて貯めることができる水槽本体と、前記水槽本体と連通し、前記水槽本体内に貯められる廃水を排出することができる排水管と、前記排水管に設置されている緩作動開閉弁と、を有することを特徴とする廃ガス処理装置を提供する。
【考案の効果】
【００１０】
上記の構成によれば、本考案は、緩作動開閉弁を使用して排水管を遮断したり、開放したりするので、急速に排水管を遮断することにより発生する水撃作用が防がれた廃ガス処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案の一実施の形態に係る廃ガス処理装置の断面図である。
【図２】同廃ガス処理装置の熱分解処理器の断面図である。
【図３】同廃ガス処理装置の第２のスクラバーの部分断面図である。
【図４】同廃ガス処理装置の第２のスプリンクラーの斜視図である。
【図５】同廃ガス処理装置の水槽から排出される廃水の排水速度の変化を示すグラフである。
【図６】従来の廃ガス処理装置の断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１２】
以下は添付の図面を参照しながら、本考案の廃ガス処理装置の好ましい実施形態について説明する。
図１に示されるように、本考案の一実施の形態に係る廃ガス処理装置２は、半導体製造装置において生成された廃ガスを受け入れ、該廃ガスに対して水を噴霧して、該廃ガスが含有する粉じんと水溶性のガスなどの有害物質を除去する（水洗する）第１のスクラバー２１と、第１のスクラバー２１に連通され、第１のスクラバー２１により水洗された廃ガスを加熱して、熱により分解できる有害物質を分解する熱分解処理器２２と、熱分解処理器２２に連通され、熱分解処理器２２により熱分解された廃ガスをに対して水を噴霧して、該廃ガスが含有する粉じんと水溶性のガスなどの有害物質を除去し、且つ該廃ガスの温度を下げる第２のスクラバー２３と、第１のスクラバー２１、熱分解処理器２２及び第２のスクラバー２３に連通される水槽２４と、により構成されている。
【００１３】
半導体の製造工程において生成された廃ガスは、上記の水洗及び熱分解により、有害物質の含量を例えば法律に定める基準値以下に除去して外へ排出することができる。
以下に各部の詳しい構成を記載する。
【００１４】
第１のスクラバー２１は、上下方向に延伸するように管状に形成され、且つ上端部が半導体製造装置に連通し、下端部が水槽２４に連通するように取付けられている第１のスクラバー本体２１１と、第１のスクラバー本体２１１に取り付けられて、第１のスクラバー本体２１１を加熱するヒーター２１２と、第１のスクラバー本体２１１の温度を測定する温度センサー２１３と、第１のスクラバー本体２１１に流入した廃ガスに対して水を噴霧する複数の第１のスプリンクラー２１４と、を有するように構成されている。これにより、第１のスクラバー２１は、廃ガスが含有する粉じんと水溶性のガスとを、噴霧した水と共に水槽２４に流し込むことができる。
第１のスクラバー本体２１１の温度が所定の温度より低くなると、第１のスクラバー本体２１１に接触する廃ガスが、第１のスクラバー本体２１１の表面に凝結する。ヒーター２１２は、該廃ガスが含有する粉塵が、凝結した廃ガスにより第１のスクラバー本体２１１の表面に付着することを防止するために、第１のスクラバー本体２１１を加熱して温度を上げる。
【００１５】
また、第１のスクラバー本体２１１の一部はプラスチックにより構成されているので、第１のスクラバー本体２１１の温度が高すぎると、プラスチックにより構成される部品が機能できなくなる。従って、温度センサー２１３で第１のスクラバー本体２１１の温度を測定し、第１のスクラバー本体２１１の温度が所定の温度より高いと測定すると、警告音又は警告ライトなどの警報を発して、操縦者の注意を喚起する。
【００１６】
温度センサー２１３には、複数の警告温度を設定でき、該複数の設定された警告温度それぞれに対応して異なる警報を発することができる。更に、該警報を停止するためにはそれぞれの警報に対応して異なる処置を行わなければならないように構成することもできる。例えば、第１の警告温度及び該第１の警告温度より高い第２の警告温度を設定して、温度センサー２１３が第１のスクラバー本体２１１の温度を第１の警告温度より高いと感知すると、警告音又は警告ライトなどの第１の警報を発し、その第１の警報は、第１のスクラバー本体２１１の温度が第１の警告温度より低くなると、自動的に停止する。また、温度センサー２１３が第１のスクラバー本体２１１の温度を第２の警告温度より高いと感知すると、第１の警報と異なる第２の警報を発し、その第２の警報は、操縦者の手動操作によってしか停止することができないように設定できる。
【００１７】
図１は本考案の廃ガス処理装置の好ましい実施形態の断面図であり、図２は本考案の廃ガス処理装置の好ましい実施形態の熱分解処理器の断面図である。
熱分解処理器２２は、図１及び図２に示されるように、第１のスクラバー２１により水洗された廃ガスを受け入れ、該廃ガスに対して熱分解処理を行う反応炉２２１と、該廃ガスに対する熱分解処理において反応炉２２１に付着する晶体を削いで水槽２４に落すことができるように構成されたスクレーパー２２２と、により構成されている。
【００１８】
更に、反応炉２２１は、廃ガスに接触する第１の反応面２２１１と第２の反応面２２１２とを有している。スクレーパー２２２は、第１の反応面２２１１に接触する第１の削り部２２３と、第２の反応面２２１２に接触する第２の削り部２２４と、第１の削り部２２３及び第２の削り部２２４を回転駆動して、反応炉２２１の第１の反応面２２１１及び第２の反応面２２１２に付着している晶体を削ぎ落す回転部２２５と、により構成されている。
【００１９】
廃ガスが含有する物質は、一部が熱により有害物質から無害な物質の気体に分解され、一部が熱により固体の晶体に結晶して、反応炉２２１の表面に付着する。水槽２４に落ちた晶体は、一部が水槽２４に貯まる廃水に溶解され、溶解されない晶体は人工で水槽２４から除去する。
【００２０】
第２のスクラバー２３は、図１に示されるように、上下方向に延伸するように管状に形成され、下端部が熱分解処理器２２及び水槽２４に連通されて熱分解処理器２２により処理された廃ガスを受け入れる第２のスクラバー本体２３１と、該廃ガスに対して水を噴霧する複数の第２のスプリンクラー２３２と、第２のスクラバー本体２３１の内部を横断するように、複数の第２のスプリンクラー２３２それぞれの下方に設置される複数の実質的に板状のフィルター２３３と、上端部に設置され、開弁すると、外部の空気が流入して、第２のスプリンクラー２３２により水洗された廃ガスと混合するように配置構成される通気バルブ２３４と、上端部に設置され、通気バルブ２３４を通じて流入した空気と混合した廃ガスを排出できる排気手段２３５と、を有している。
【００２１】
フィルター２３３はその構成材料により、特定の物質を吸着でき、且つ、第２のスプリンクラー２３２から噴霧する水は、廃ガスの粉じんと水溶性のガスとを除去、即ち、廃ガスの粉じんと水溶性のガスとを噴霧した水と共に水槽２４に流し込むことができる。そこで、廃ガスが含有する粉じんと水溶性のガス以外の有害物質を吸着できる材料でフィルター２３３を構成し、廃ガスをフィルター２３３に通過させることにより、該廃ガスが含有する粉じんと水溶性のガス以外の有害物質を除去できる。また、第２のスプリンクラー２３２から噴霧する水は、廃ガスの粉じんと水溶性のガスとを除去する機能を有する以外、フィルター２３３に落ちてフィルター２３３が有する隙間に一旦溜まった水は、フィルター２３３のろ過効果を向上できる。従って、第２のスプリンクラー２３２の散水範囲は、フィルター２３３の第２のスプリンクラー２３２に向かう表面を全部カバーできるように構成されることが好ましい。
【００２２】
図３は本考案の廃ガス処理装置の好ましい実施形態の部分断面図であり、図４は本考案の廃ガス処理装置の好ましい実施形態の第２のスプリンクラーの斜視図である。
第２のスプリンクラー２３２は、図３及び図４に示されるように、複数（ここでは４つ）のノズル設置座２３６１が互いに所定の間隔を空けて形成されている送水管２３６と送水管２３６におけるノズル設置座２３６１にそれぞれ取付けられているスプレーノズル２３７と、を備えている。
【００２３】
４つのノズル設置座２３６１それぞれの向く方向、即ち、４つのスプレーノズル２３７それぞれの向く方向は、いずれもフィルター２３３側へ向かうと共に、隣り合う２つのスプレーノズル２３７（即ち、ノズル設置座２３６１）が異なる方向に向くように構成されている（図４参照）。
上記のスプレーノズル２３７の設置方法により、スプレーノズル２３７の設置場所又は廃ガス処理装置２の設置場所の水圧が足りない、或いはスプレーノズル２３７の設置角度がフィルター２３３に対応していないなどの状況において、複数のスプレーノズルの散水範囲が互いに補い合うことにより、フィルター２３３の第２のスプリンクラー２３２に向く表面を全部含む所望の散水範囲を維持でき、更に、たとえ１つのスプレーノズル２３７が閉塞された状況においても、残りのスプレーノズル２３７によって所望の散水範囲を維持できる。
【００２４】
また、図１に示されるように、第２のスクラバー２３においては、フィルター２３３及び第２のスプリンクラー２３２を複数設けて、複数のフィルター２３３により濾過され、且つ複数の第２のスプリンクラー２３２により水洗された廃ガスを、通気バルブ２３４を通じて流入した空気と混合させ、濃度を低減させた後、排気手段２３５により、廃ガス処理装置２の外部へ排出するようにしてもよい。
【００２５】
排気手段２３５は、第２のスクラバー２３内の廃ガスを吸い上げて、廃ガス処理装置２の外部へ排出する排気装置２３８と、第２のスクラバー２３内の廃ガスの量に基づいて、排気装置２３８の排気速度を制御する排気制御装置２３９と、により構成されている。排気制御装置２３９は、廃ガスの量が少ない時に、排気装置２３８の排気速度を落として、電力の消費を減少する。
【００２６】
水槽２４は、図１に示されるように、第１のスクラバー２１、熱分解処理器２２及び第２のスクラバー２３に連通され、廃ガスを水洗する過程中に生じた、第１のスクラバー２１及び第２のスクラバー２３からの廃水を受け入れて貯めることができる水槽本体２４１と、水槽本体２４１と連通し、水槽本体２４１内に貯められる廃水を排出することができる排水管２４２と、排水管２４２に設置されている緩作動開閉弁２４３と、水槽本体２４１内に貯められる廃水の液面の高さを測定する液面センサー２４４と、排水管２４２に設置され、緩作動開閉弁２４３を通過する廃水の排水速度を測定できる流量センサー２４５と、により構成されている。
【００２７】
図５は本考案の廃ガス処理装置の好ましい実施形態の排水速度の変化を示すグラフである。図５に示されるように、液面センサー２４４が水槽本体２４１内に貯められる廃水の液面の高さが第１の所定高さより高いと感知すると、緩作動開閉弁２４３に開弁信号を送信し、緩作動開閉弁２４３は、緩作動開閉弁２４３を通過する廃水の排水速度が所定加速度で所定の排水速度Ｘまで緩やかに上昇するように開弁する。そして、液面センサー２４４が水槽本体２４１内に貯められる廃水の液面の高さが、第１の所定の高さより低い第２の所定の高さよりも更に低いと感知すると、緩作動開閉弁２４３に閉弁信号を送信し、緩作動開閉弁２４３は、緩作動開閉弁２４３を通過する廃水の排水速度が所定減速度で０まで緩やかに減少するように閉弁する。また、所定の排水速度Ｘ、所定加速度及び所定減速度は、排水の状況に対応して調整できる。
【００２８】
上記の構成によれば、本実施の形態に係る廃ガス処理装置２では、緩作動開閉弁２４３を使用して、排水速度を所定加速度で緩やかに上昇するように開弁したり、排水速度を所定減速度で緩やかに減少するように閉弁したりするので、排水管２４２内に流動している廃水の流速及び流量が緩やかに減少し、廃水の慣性で管内に発生する衝撃力と水圧が大幅に低減し、即ち、急速に排水管を遮断することにより発生する水撃作用を防ぐことができて、排水管が水撃作用により破損されることも防ぐことができる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本考案の廃ガス処理装置は、半導体の製造過程で排出された廃ガスの処理に適用する。更に緩作動開閉弁を使用するので、排水管が水撃作用により破損されることを防ぐ。
【符号の説明】
【００３０】
２：廃ガス処理装置、２１：第１のスクラバー、２１１：第１のスクラバー本体、２１２：ヒーター、２１３：温度センサー、２１４：第１のスプリンクラー、２２：熱分解処理器、２２１：反応炉、２２１１：第１の反応面、２２１２：第２の反応面、２２２：スクレーパー、２２３：第１の削り部、２２４：第２の削り部、２２５：回転部、２３：第２のスクラバー、２３１：第２のスクラバー本体、２３２：第２のスプリンクラー、２３３：フィルター、２３４：通気バルブ、２３５：排気手段、２３６：送水管、２３６１：ノズル設置座、２３７：スプレーノズル、２３８：排気装置、２３９：排気制御装置、２４：水槽、２４１：水槽本体、２４２：排水管、２４３：緩作動開閉弁、２４４：液面センサー、２４５：流量センサー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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