(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応炉ハウジングのプロセスチャンバー（８）内の基板をコーティングする装置であって、
前記プロセスチャンバー（８）内にプロセスガスを導入するためのガス注入部材（１１）を備え、
前記プロセスチャンバー（８）から粒子フィルターに排出ガスの流れを送り出すためのガス排出部材（１０）を備え、当該粒子フィルターが、粒子分離器ハウジング（３）の中に配置されており、前記プロセスガスの反応の間に形成される粒子を前記排出ガスの流れからろ過して除くために、浸透性のフィルター媒体（１６）を有し、
前記排出ガスの流れに含まれる粒子が、前記フィルター媒体（１６）の表面に付着して前記フィルター媒体（１６）の外側で集合体に成長することができ、
前記集合体を機械的に除くことによって前記粒子フィルターを清掃するためのマス加速デバイスを有し、
少なくとも１つの前記粒子フィルターがフィルターカートリッジ（４）によって形成され、当該フィルターカートリッジ（４）が弾性的支持エレメントによって底面で前記粒子分離器ハウジング（３）に接続され、前記マス加速デバイスが振動デバイス（７）であって少なくとも１つの前記フィルターカートリッジ（４）の自由に振動可能な上面に当該振動デバイス（７）が配置され、当該振動デバイス（７）が前記粒子分離器ハウジング（３）に対して前記粒子フィルターを振動状態に至らせる、
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
反応炉ハウジングのプロセスチャンバー（８）内の基板をコーティングする装置であって、
前記プロセスチャンバー（８）内にプロセスガスを導入するためのガス注入部材（１１）を備え、
前記プロセスチャンバー（８）から粒子フィルターに排出ガスの流れを送り出すためのガス排出部材（１０）を備え、当該粒子フィルターが、粒子分離器ハウジング（３）の中に配置されており、前記プロセスガスの反応の間に形成される粒子を前記排出ガスの流れからろ過して除くために、浸透性のフィルター媒体（１６）を有し、
前記排出ガスの流れに含まれる粒子が、前記フィルター媒体（１６）の表面に付着して前記フィルター媒体（１６）の外側で集合体に成長することができ、
前記集合体を機械的に除くことによって前記粒子フィルターを清掃するためのマス加速デバイスを有し、
少なくとも１つの前記粒子フィルターがフィルターカートリッジ（４）によって形成され、前記マス加速デバイスが、当該フィルターカートリッジ（４）の内側に配置されており、マス（２０’）を有するハンマーデバイス（７’）であって縦の方向に前記フィルターカートリッジ（４）に衝撃を与える、
ことを特徴とする装置。
【請求項３】
前記フィルター媒体（１６）が、紙、プラスチックまたはポリマーの不織布であり、および／または前記フィルター媒体（１６）が、テフロン（登録商標）でコーティングされることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記フィルター媒体（１６）の細孔の大きさが１μｍと５０μｍの間の範囲であることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項５】
前記マス加速デバイスがフライホイールマス（２０）によって動くように設定されることができることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記マス（２０’）が金床（３８、３９）にぶつかることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項７】
少なくとも１つの弾性的に取り付けられた前記フィルターカートリッジ（４）が縦の方向に延びることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
少なくとも１つの前記フィルターカートリッジ（４）が弾性的支持エレメントによって底面で前記粒子分離器ハウジング（３）に接続されることを特徴とする請求項２または６に記載の装置。
【請求項９】
前記マス加速デバイスが前記フィルターカートリッジ（４）に取り付けられていることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
少なくとも１つの前記フィルターカートリッジ（４）が縦の方向に延びることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
底部ボディ（３７）が、前記弾性的支持エレメントによって前記粒子分離器ハウジング（３）に接続され、少なくとも１つの前記フィルターカートリッジ（４）と前記マス加速デバイスを支えることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
降下ハンマーデバイス（７’）として形成される前記ハンマーデバイス（７’）が空洞（２２）を有し、当該空洞（２２）の中に縦の方向に移動可能なマス（２０’）が配置されていることを特徴とする請求項２、６、８、または１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記空洞（２２）の底によって形成される金床（３８）の上に落下するために、または前記空洞（２２）の天井にぶつかって前記粒子フィルターに衝撃を伝えるために、前記マス（２０’）が空気圧で持ち上げられることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記振動デバイス（７）が電気モーター（１９）を含み、当該電気モーター（１９）が回転軸に偏心して配置されたフライホイールマス（２０）を回転させ、および／または前記振動デバイス（７）が超音波励振器を含むことを特徴とする請求項１または５に記載の装置。
【請求項１５】
お互いに平行に配置された複数の前記フィルターカートリッジ（４）を単一の前記振動デバイス（７）が振動させ、前記振動デバイス（７）が複数の前記フィルターカートリッジ（４）の上面をお互いに接続することを特徴とする請求項１、５、または１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記フィルターカートリッジ（４）が空洞の円筒によって形成され、当該円筒の壁が前記フィルター媒体（１６）によって形成され、前記フィルター媒体（１６）が折り線（１７、１８）を持つひだを付けられており、当該折り線（１７、１８）が前記フィルターカートリッジ（４）の軸方向に延びることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
前記フィルターカートリッジ（４）の底部が少なくとも１つのシリコーンベロー（５）によって形成されており、当該シリコーンベロー（５）を通ってろ過されたガスの流れが前記フィルターカートリッジ（４）から排出され、当該シリコーンベロー（５）が前記粒子分離器ハウジング（３）に対して前記フィルターカートリッジ（４）の縦の動きを可能にすることを特徴とする請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記シリコーンベロー（５）についてゆらゆらする振動を実行することができるように、お互いに平行に配置された複数の前記フィルターカートリッジ（４）がそれぞれ前記シリコーンベロー（５）によって前記粒子分離器ハウジング（３）に接続されていることを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記粒子フィルターが前記粒子分離器ハウジング（３）の底に取り付けられており、当該底が前記集合体に対する収集面を形成することを特徴とする請求項１ないし１８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
請求項１ないし１９のいずれか１項に記載の装置の使用方法であって、
前記粒子フィルターのフィルター媒体（１６）の表面に形成され、前記排出ガスの流れに含まれる粒子で作られる前記集合体が前記フィルター媒体（１６）から振り落とされるような方法で、前記マス加速デバイスが前記粒子分離器ハウジング（３）に対して前記粒子フィルターを振動の状態に至らせ、それで前記集合体が前記粒子分離器ハウジング（３）の底（２１）のエリアに集まり、前記集合体の平均直径が０．５ｍｍと５ｍｍの間に広がっていることを特徴とする使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反応炉ハウジングのプロセスチャンバー内の基板をコーティングする装置であって、プロセスチャンバー内にプロセスガスを導入するためのガス注入部材を備え、プロセスチャンバーから粒子フィルターに排出ガスの流れを送り出すためのガス排出部材を備え、その粒子フィルターが、粒子分離器ハウジングの中に配置されており、プロセスガスの反応の間に形成される粒子を排出ガスの流れからろ過して除くために、浸透性のフィルター媒体を有する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＶＤ反応炉は、特に特許文献１〜５から知られる。
【０００３】
一般的なＣＶＤ反応炉は、基板をコーティングする装置を形成する。その装置はプロセスチャンバーを有する。プロセスチャンバーは反応炉ハウジング内に配置される。プロセスチャンバーはガス注入部材を有する。ガス注入部材を通して、１つまたは複数のプロセスガスがプロセスチャンバー内に導入される。化学的または物理的反応がプロセスチャンバー内で起こる。この目的のために、プロセスチャンバーはより高いプロセス温度に加熱されることができる。基板ホルダーがプロセスチャンバー内に配置される。コーティングされる１つまたは複数の基板が、基板ホルダーの上に置かれる。層の形成は、ガス相にある少なくとも１つのプロセスガスの反応またはガス相からの凝縮の結果である。特に、ＭＯＣＶＤコーティングプロセスでは、２つの異なるプロセスガスがプロセスチャンバー内に導入され、そのプロセサガスはガス相でお互いに反応することができる。この反応において、粒子が生じることができる。けれども、ガス相における粒子の形成は、異成分から成る反応で起こるだけではない。また、粒子の形成は均質のガス相で起こることができる。そのような粒子は、排出ガスの流れの中でプロセスチャンバーから運び出される。粒子の形成の追加的な源は、ガス排出部材の下流の流れ方向に配置されたコールドトラップであることができる。 ガス排出部材によって排出ガスの流れはプロセスチャンバーから放出される。このコールドトラップにおいて、排出ガスは、例えば、液体窒素の温度に冷却される。この冷却は、一方では化学反応によって、しかし、また他方では凝縮によって粒子の形成をもたらすことができる。排出ガスの流れに含まれるこれらの粒子は、粒子フィルターによって排出ガスの流れからろ過されて除かれる。この目的のために、粒子フィルターが粒子分離器ハウジング内に配置される。
【０００４】
粉体コーティング装置では、粉体が被加工物をコーティングするために使われるが、フィルターエレメントはガスの流れから粉体を分離するために使われる。そのような装置のために、特許文献６は機械的フィルター清掃を開示する。その中で、振動デバイスがフィルターエレメントに振動をもたらす。それで、フィルターの表面に付着した粉体はフィルター媒体から分離されることができる。特許文献７〜９は同様な装置を開示する。ガスの反対の流れを利用することによる、またはパルス状のガスの流れを使うことによる紛体コーティングシステムのフィルターの清掃は、特許文献１０と特許文献１１から公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ドイツ国公開特許第１０  ２００４  ０６２５５３  Ａ１号公報
【特許文献２】ドイツ国公開特許第１００  ５５  １８２  Ａ１号公報
【特許文献３】ドイツ国公開特許第１０２  ４７  ９２１  Ａ１号公報
【特許文献４】ドイツ国公開特許第１０  ２００９  ０４３８４０  Ａ１号公報
【特許文献５】米国公開特許第２０１１／０２３７０５１  Ａ１号公報
【特許文献６】ドイツ国公開特許第１０２４６１２６  Ａ１号公報
【特許文献７】米国公開特許第２００２／０１０６４６１  Ａ１号公報
【特許文献８】米国公開特許第２００６／００８１１８８  Ａ１号公報
【特許文献９】米国特許第３，７９１，３４１号公報
【特許文献１０】米国特許第４，９１３，０８５号公報
【特許文献１１】ヨーロッパ特許第０１２９０５３  Ｂ１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
排出ガスの流れの中で運ばれる微粒子が粒子フィルターのフィルター媒体の表面で集合体の塊になることが一般的なＣＶＤ装置で観察された。粒子の成長は、実質的に粒子フィルターの表面で起こる。フィルター媒体の表面の関連した被覆率は粒子フィルターのフィルタリング性能の悪化をもたらす。
【０００７】
本発明の目的は、ＣＶＤまたはＰＶＤ装置で粒子フィルターのフィルタリング性能を改善し、この意図された目的のために適切な粒子フィルターを記述することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、第１にそして実質的に、請求項１と請求項２に記載されるコーティング装置によって達成される。従属する請求項は、本発明のさらなる有利な改良を説明する。
本発明によれば、粒子フィルターを清掃する手段が提供される。これらの手段は、機械的な性質を持ち、フィルター媒体上に形成される集合体がそこから離れるような効果を有する。本発明によれば、フィルター媒体は、排出ガスの流れに含まれる粒子がフィルター媒体の表面に付着するが、フィルター媒体を突き抜けないように選択される細孔の大きさまたは表面の品質を有する。フィルター媒体の外側だけで粒子が集合体に成長するように、フィルター媒体の細孔の大きさまたは表面の品質が調整される。
【０００９】
本発明に係る粒子フィルターは、マス加速デバイスによって動くように設定されることができる。マス加速デバイスはマスを有し、マスは動くように設定されることができる。これは粒子フィルターへの衝撃の伝達をもたらし、その衝撃の伝達は最大の力を持ち、従って、マス加速デバイスは高い加速度、すなわち最短の可能な時間で速度の変化を生じることになる。１つの望ましい改良では、マス加速デバイスは、ハンマーを形成するマスを含むハンマーデバイスによって形成され、ハンマーは金床にぶつかるために加速される。この場合、マス加速デバイスは、ハンマーを動くように設定し、金床にぶつける。マス加速デバイスは、降下ハンマーデバイスであることができる。この目的のために、粒子フィルターは、粒子分離器ハウジングに弾性的に接続され、落下するマスを有する。落下するマスは、機械的に持ち上げられ、それから落とされる。落下するマスは金床の上に落ち、カートリッジの壁に付着している粒子が離れて落下するようにカートリッジに打撃を伝える。望ましい改良では、ハンマーデバイスが底部ボディ、例えば粒子フィルターの底部プレートに取り付けられることが提供される。底部ボディは、フィルターカートリッジのキャリアおよび空洞として形成されるボディのキャリアであり、そのボディはハンマーデバイスを形成する。縦の方向に動かすことが可能なマスが空洞内に配置される。ガス、例えば空気を送り込むことによって、マスは円筒状の空洞内でピストンのような方法で持ち上げられることができる。マスは上昇したピストンから落とされる。それは、例えばバルブを開けることによって起こることができる。そのとき、マスは空洞の底にぶつかる。空洞の底は金床を形成する。打撃は、底部ボディを介してフィルターカートリッジに伝えられる。けれども、また、空洞の天井にぶつけるためにマスは縦方向上方に加速されることができる。そのとき、空洞の天井は金床を形成する。または、この目的のために、粒子分離器ハウジングに対して粒子フィルタを振動させることができる。その振動は、フィルター媒体の表面に形成される集合体がフィルター媒体から離れて、それらに影響を及ぼす重力のために粒子分離器ハウジングの底に落ちるような振動数と大きさを有する。１つまたは複数の粒子フィルターが提供されることができる。粒子フィルターはそれぞれフィルターカートリッジによって形成されることができる。望ましくは、そして実質的にフィルターカートリッジは円筒の形状を有し、フィルターカートリッジは空洞の円筒として形成される。空洞の円筒の壁は、フィルター媒体によって形成される。望ましくは、フィルター媒体はひだを付けられている。それは、フィルターペーパーであることができる。けれども、また、フィルター媒体はポリマーの不織布であることができる。フィルター媒体はコーティングされることができる。特に、それはテフロン（登録商標）でコーティングされることができる。望ましくは、１つまたは複数のカートリッジが縦の方向に延びる。それらは粒子分離器ハウジングの底にそれらの底面で弾性的に取り付けられる。シリコーンベローによって形成される弾性的支持エレメントがこの目的を果たす。シリコーンベローはパイプの形状を有し、それによってろ過された排出ガスの流れがフィルターカートリッジを出ることができる。各フィルターカートリッジは、弾性的支持エレメントによって粒子分離器ハウジングに個別に接続されることができる。振動デバイスは粒子フィルターの露出された上端を振動させることができる。単一の振動デバイスが提供されることができ、それは複数の粒子フィルターを振動させる。この場合、お互いに平行に延びる粒子フィルターはそれらの上部で接続されることができ、従ってお互いにそれらの露出端で接続されることができる。振動デバイスは、粒子フィルターの上に固定されたハウジングに配置されることができ、フライホイールマスを偏心して回転するように作動させる電気モーターを持つことができる。この目的のために、約３，０００Ｈｚの励起振動数が生成されることができる。代わりに、またはそれと組み合わせて、けれども、また、超音波励振器が粒子フィルターを振動させるために提供されることができる。けれども、また、振動デバイスは、電磁石と強磁性のフライホイールマスで作られることができる。電磁石に交流電流が流れるとき、フライホイールマスは振動させられる。シリコーンベローによってろ過された排出ガスの流れが粒子フィルターを出るが、シリコーンベローは圧力損失が１０ミリバールより少ないような内径を有する。フィルター媒体は実質的になめらかな表面を持つ。フィルター媒体は、少なくとも１５０℃の温度にさらされることができる。ガス相の間に粒子がフィルター媒体の表面に付着するが、フィルター媒体の細孔を突き抜けないように、フィルター媒体の多孔率またはフィルター媒体の表面の品質は選択される。粒子は、フィルター媒体の表面で集合体に成長することができる。この場合、集合体は、フィルター媒体の細孔の中で成長せず、振動の結果としてフィルター媒体から振り落とされる。折り線は実質的に円弧線上で走るが、それらは１０ｍｍから１２ｍｍの距離を有することができる。振動の大きさは１ｍｍのエリア内であることができる。粒子フィルターは粒子分離器ハウジングの底に弾性的にリセット可能な方法でその下端が接続されている。振動デバイスは粒子フィルターをゆらゆらする動きの状態に至らせる。振動デバイスは、その底に接続されている粒子フィルターの一端の反対側に位置する露出端を自由な振動の状態に至らせる。この場合、粒子フィルターまたはお互いに強固に接続されている複数の粒子フィルターは、粒子分離器ハウジングの内側に突き出る。共有された振動デバイスは、お互いに強固に接続されている複数の粒子フィルターを振動させる。
【００１０】
また、最初に示された目的は、ガスの流れの従来の方向と反対にフィルターカートリッジが内側から外側に吹かれることで達成される。この目的のために、フィルター媒体の下流側においてガスの流れをフィルターカートリッジに送り込む手段が提供される。排出ガスパイプ内に配置されているバルブは閉められているが、そのバルブを使うとき、そのようなガスの流れは例えばカートリッジの内側に送り込まれるガスの反対の流れを生成する。ガスの反対の流れは内側から外側に流れることができる。そのガスによってガスの流れの従来の方向と反対にカートリッジが内側から外側に吹かれるが、そのガスは窒素であることができる。そのような付加的なガスの供給の可能性がある場合、また、圧力サージがカートリッジの内側で生成されることができ、それでフィルター材料が伸ばされる。そして、この理由のために、集合体がフィルター材料の外側で落下する。また、異なる方法で、例えば、ピストンシリンダーユニットによって圧力サージを生成することができる。更に、フィルター材料の弾性的変形を引き起こすために他の機械的励起を使うことができる。特に、単にフィルター材料を振動させることが提供されることができる。これは、振動数励振器によって、例えば超音波励振器によって実行されることができる。
【００１１】
更に、本発明は、ＣＶＤ装置で、特にＭＯＣＶＤ装置で粒子フィルターを振動させるための振動デバイスを有する粒子分離器を使う方法に関する。そして、ＣＶＤ装置の中で有機金属ガリウム化合物と合成物が使用される。けれども、また、その使用方法はＰＶＤ装置に適用することができる。望ましくは、粒子分離器が装置の中で使用され、その装置によって硝酸ガリウムが有機金属ガリウム化合物とアンモニアを使うことによって分離される。特に、機械的手段が提供され、その使用は、フィルター媒体の表面に付着している集合体がフィルター媒体から離れる方法で粒子フィルターまたはフィルター媒体を動くように設定する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１の実施形態に係る粒子分離器を有するＣＶＤ反応炉を示す図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】図１のIII−III線断面図である。
【図４】粒子分離器の第２の実施形態を示す図である。
【図５】図４に示す粒子分離器の図７のV−V線に沿う縦断面図を示す。
【図６】図７のVI−VI線に沿う展開された粒子分離器の透視図を示す。
【図７】図５のVII−VII線断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１４】
ＣＶＤ反応炉１はガス注入部材１１を有する。ガス注入部材１１はパイプ接続を介して図示しないガス供給ユニットに接続される。ガス供給ユニットはプロセスガスを供給する。プロセスガスはガス注入部材１１によってＣＶＤ反応炉１のプロセスチャンバー８に導入される。コーティングされる基板は、加熱可能なサセプタ９の上に配置される。プロセスガスはガス相の中で、またはサセプタ９の上に配置された基板表面の上で熱分解され、単結晶層がこの位置で成長する。望ましくは、水素のようなキャリアガスと反応ガスがガス注入部材１１によって送り込まれる。硝酸ガリウム、アンモニア、および有機金属ガリウム化合物を分解するために、ＴＭＧａがプロセスチャンバー８の中に送り込まれる。プロセスガスは、反応生成物ＧａＮとして基板表面に凝縮するだけではない。また、プロセスガスはサセプタ９の上のガス相中でお互いに反応し、粒子が生じる。
【００１５】
粒子を含む排出ガスの流れがガス排出部材１０を通ってプロセスチャンバー８から外に導かれ、ガスライン１２を介してコールドトラップ２に運ばれる。例えば、液体窒素が流れている冷却コイル１３がコールドトラップ２の中に置かれている。排出ガスは冷却される。この場合、凝縮が起こり、排出ガスを冷却するとき、また粒子が生じる。
【００１６】
コールドトラップ２の下に、粒子分離器ハウジング３が配置されている。粒子分離器ハウジング３はガス排出口１５を持ち、それによって粒子分離器ハウジング３は真空装置、例えば真空ポンプに接続される。図示されないこの真空ポンプは、プロセスチャンバー８、コールドトラップ２、および粒子分離器ハウジング３の中の全圧を１ミリバールから９５０ミリバールまでの間のレベルに保つことができる。けれども、また、全圧は例えば１ミリバールから５ミリバールまでの間の真空レベルに保たれてもよい。
【００１７】
ガス排出管６が粒子分離器ハウジング３の底２１に配置される。このガス排出管６は底２１の下を走り、ガス排出口１５に流れる。本実施形態では、それぞれ１つのフィルターカートリッジ４の形状を持つ３つの粒子フィルターが底２１の上に置かれている。底２１の反対側に、粒子分離器ハウジング３は開口を持ち、そこを通って排出ガスが粒子分離器ハウジング３に流入することができる。コールドトラップ２はこの開口のすぐ上に位置する。
【００１８】
フィルターカートリッジ４は円筒形であり、ガス出口を持つ。ガス出口を通ってろ過された排出ガスがガス排出管６の中を流れることができる。各フィルターカートリッジ４は、底２１にシリコーンベロー５を介してそれぞれ接続される。ろ過された排出ガスの流れはフィルターカートリッジ４の内側からシリコーンベロー５のパイプ開口を通ってガス排出管６の中に流れることができる。
【００１９】
円筒形で空洞のフィルターカートリッジ４の側面は薄壁でひだの付いたフィルター媒体１６で作られている。図２から、フィルター媒体１６はジグザグにひだを付けられており、内側の折り線１８と外側の折り線１７を形成し、それらはお互いに平行に走ると結論付けられる。折り線１７または１８の間の距離は、１０ｍｍと１２ｍｍの間の範囲である。
【００２０】
シリコーンベロー５は弾性的支持エレメントを形成し、それによってフィルターカートリッジ４は振動可能に底２１に取り付けられる。上方を向いている３つのフィルターカートリッジ４の露出端は、振動デバイス７のハウジング１４によってお互いに接続される。振動デバイス７のハウジング１４内に、電気モーター１９が置かれ、そのシャフトにフライホイールマス２０が配置される。フライホイールマス２０は電気モーター１９のシャフトの回転軸に偏心して置かれ、電気モーター１９の回転は３つのフィルターカートリッジ４の集合を振動させ、それは約１ｍｍの大きさを持つ。望ましくは、振動の振動数は約５０Ｈｚから６０Ｈｚである。けれども、また、それは３，０００Ｈｚまで可能である。けれども、また、それは超音波の範囲でフィルターカートリッジ４を制御することができる。本実施形態で提供される振動デバイス７は３つのフィルターカートリッジで作られる配置をゆらゆらする振動の状態に至らせる。けれども、また、フィルターカートリッジ４またはフィルターカートリッジの配置を、フィルターカートリッジ４の軸に沿う縦の振動に持ってくることが提供される。
【００２１】
フィルター媒体１６は薄壁の浸透性の材料である。フィルター媒体の細孔の大きさは１μｍと５０μｍの間の範囲である。約１０μｍの細孔の大きさが望ましい。フィルター媒体は紙または紙をベースとする材料で作られることができる。また、フィルター媒体がポリマーの不織布であることが提供される。フィルター媒体はコーティングされることができる。望ましくは、それはテフロン（登録商標）でコーティングされる。フィルター媒体の表面は非常に品質が良いので排出ガスの流れに含まれる粒子はその表面に堆積することができる。これらの超微細粒子は、フィルター媒体１６の細孔で成長することなく、フィルター媒体１６の表面に付着する。フィルター媒体１６の表面に付着する個々の超微細粒子は、成長の核を形成し、そこに他の超微細粒子が付着することができる。この場合、集合体が形成され、それは０．５ｍｍから５ｍｍの大きさに達することができる。集合体がミリメーターの範囲の大きさに達するとすぐにフィルター媒体の表面から離れるような方法で、振動の振動数と大きさは調整される。そのとき、集合体は粒子分離器ハウジング３の底２１に落ちる。フィルター媒体１６の表面に形成された集合体がフィルター媒体１６から離れるので、集合体が以前に吸着した表面は再び排出ガスのためのガス通過面として利用できる。このように、粒子フィルターの効率が増加する。
【００２２】
フィルター媒体１６から振り落とされる集合体は、粒子分離器ハウジング３の底２１に集まる。図示しないサービスポートを通して粒子を除去することができる。
【００２３】
また、フィルターカートリッジ内に、従ってフィルター媒体１６の下流側に振動モーターを配置することができる。
【００２４】
示されない実施形態において、フィルターカートリッジまたは装置は実質的に図１から図３までに示されるものと同じ構造を有するが、フィルターカートリッジ４の内側にガスの流れを送り込むための手段が提供される。例えば、付加的なガス供給ラインがガス排出管６の中に流れることができる。分離動作の間開いているバルブが、ガス排出口１５に与えられることができる。このバルブが閉じられた場合、ガス排出管６にガスを供給することはフィルターカートリッジ４内の過大な圧力という結果になる。これは、外へ向かう方向へのフィルター媒体１６の弾性的変形をもたらす。この変形の結果として、フィルター媒体１６の外側に付着した集合体は落下することができる。圧縮された空気の供給と同時に、フィルター媒体１６によってその反対方向に、従って、内側から外側に向けてガスの流れが生成される。
【００２５】
例えばガス排出管６の中への、しかしまた直接フィルターカートリッジ４の中への付加的な供給ラインは、通常のガスの流れの反対方向へのガスの流れに加えて、また単純にカートリッジの内側に圧力サージを生成する。圧力サージの結果として、フィルター材料が広がる。この弾性的変形は、フィルター媒体１６の表面から集合体が離れることをもたらす。
【００２６】
また、圧力サージはピストンシリンンダーユニットによって生成されることができる。 例えば、ピストンシリンンダーユニットはガス排出管６に接続されることができる。シリンダーはガス排出管６の方向に開いている。ピストンがシリンダー内で動くならば、その移動の方向に依存して、ガスはガス排出管６の中へ、またはガス排出管６から外に動く。個々の急速な移動は圧力サージをもたらす。ピストンの振動はフィルター材料の機械的励起をもたらす。それで、そのフィルター材料は弾性的に変形する。それは周期的な励起に関係することができ、フィルター媒体１６を振動の状態に至らせる。フィルター媒体との他の機械的結合であって、フィルター媒体を振動の状態に至らせることができるものが、また、あり得る。
【００２７】
図４から図７は、粒子フィルターの第２の実施形態を示す。ステンレス鋼で作られる外側ハウジングは外壁２５、外壁２５から除去可能なキャップ２６、およびガス排出口１５を有する底部を備える。キャップ２６の上に、ハウジング部が配置される。それはガスライン１２が接続されるコールドトラップ２を形成する。ガスライン１２はＣＶＤ反応炉から延びる。
【００２８】
粒子フィルターのハウジングは、直径方向に反対側に配置された２つの取付金具３３を用いて、保持デバイス３２の支持アーム３５に取り付けられる。取付金具３３は支持アーム３５に弾性ゴム緩衝材３４を介して接続される。支持アーム３５は支柱３６で据え付けられる。弾性ゴム緩衝材３４は粒子分離器ハウジング３の縦の動きを弱めることができる。
【００２９】
粒子分離器ハウジング３の上部は上述したコールドトラップ２を形成する。冷却コイル１３がコールドトラップ２を形成するハウジング部内に配置される。ガスライン１２を通ってコールドトラップ２に入る排出ガスは、冷却コイル１３によって冷却される。それで、排出ガスからのガスまたは液体が固体に凝縮することができる。
【００３０】
コールドトラップ２の下流に、外壁２５によって囲まれる空洞がコールドトラップ２の下に配置される。この空洞は、キャップ２６によって上方に境界をつけられる。キャップ２６は通路開口を有し、そこを通ってコールドトラップ２から来るガスが外壁２５によって囲まれる空洞に入ることができる。
【００３１】
単一のフィルターカートリッジ４の形の粒子分離器が空洞内に置かれている。フィルターカートリッジ４の薄膜は既に説明した。それで、この点でそこに列挙された記述が参照される。けれども、また、複数のフィルターカートリッジがお互いに隣接して配置されることができる。
【００３２】
ハンマーデバイス７’の形のマス加速デバイスがフィルターカートリッジ４の内側に配置され、その下端が底部ボディ３７に取り付けられる。ハンマーデバイス７’はベースプレートとして設計された底部ボディ３７に接続される。次に、底部ボディ３７は空洞の底２１に３つのシリコーンベローによって接続される。シリコーンベロー５は縦方向に変形することができ、それでそこに取り付けられた底部ボディ３７とフィルターカートリッジ４は縦方向に動くことができる。
【００３３】
シリコーンベロー５はガス排出ラインを形成し、フィルターカートリッジ４の内側に流れ接続される。それらはガス排出管６にフィルターカートリッジ４の内部ボリュームを接続し、ガス排出管６は底２１の下に配置される。このガス排出管６はガス排出口１５に走る。
【００３４】
ハンマーデバイス７’は円筒形に形成された空洞２２を持つ円筒形ボディを備える。マス２０’は、円筒形に形成された空洞２２内に配置されており、空洞２２内で縦方向に動かすことが可能である。空洞２２の底面は、底部ボディ３７によって形成され、金床３８を形成する。マス２０’は、マス２０’の下の空間に空気注入管２３を通して供給されるガス流によって持ち上げられて底面の上に落ちることができる。マス２０’の下の空気は、空気注入管２３内に配置されたバルブを開くことによって、空洞２２から逃げることができる。それで、マス２０’が落下し、フィルターの薄膜の壁に付着している集合体が壁から離れるような方法で底部ボディ３７またはフィルターカートリッジ４に衝撃を伝える。
【００３５】
空洞２２はキャップによって上方に境界をつけられており、キャップはガス排出管２４を有する。マス２０’は、空気圧によって持ち上げられるとき、このキャップにぶつかることができる。従って、また、キャップの底面は金床３９を形成する。
【００３６】
２本の縦の支柱を持つ支持フレーム２８がフィルターカートリッジ４の空洞内に配置される。支柱の間には内側ハウジング２９が延びる。ろ過されたプロセスガスから気密状態でカプセルに入れられるように、落下マスデバイス（ハンマーデバイス７’）が内側ハウジング２９内に配置される。
【００３７】
支持フレーム２８の２本の縦の支柱は、横棒３１によってお互いに接続される。カバープレート２７を運ぶねじ棒３０が、横棒３１から上方に突き出る。図示される実施形態において、マス２０’は落下マスを形成し、ハンマーアセンブリは降下ハンマーアセンブリを形成する。けれども、また、フィルターカートリッジを振動させるために、マス２０’を縦の振動の状態に至らせることができる。示されない実施形態において、また、ハンマーアセンブリは水平方向に動かすことが可能なマスを持つことができる。
【００３８】
上述した実施形態は本出願によって包括的にカバーされる本発明を説明し、各々は更に独立して次の特徴の組み合わせによって少なくとも関連技術を改良する。
【００３９】
排出ガスの流れに含まれる粒子がフィルター媒体１６の表面に付着するが、フィルター媒体１６を突き抜けず、粒子がフィルター媒体１６の外側で集合体に成長するように、フィルター媒体１６の細孔の大きさと表面の品質が選択され、更にそれらの集合体を機械的に除くことによって粒子フィルター（フィルターカートリッジ４）を清掃するための手段が提供されるという事実によって特徴付けられる装置。
【００４０】
フィルター媒体１６が紙、プラスチックまたはポリマーの不織布であり、および／またはフィルター媒体１６がコーティングされる、特にテフロン（登録商標）でコーティングされるという事実によって特徴付けられる装置。
【００４１】
細孔の大きさが１μｍと５０μｍの間の範囲であり、望ましくは５μｍと２０μｍの間の範囲であるという事実によって特徴付けられる装置。
【００４２】
上記手段がマス加速デバイス（振動デバイス７、ハンマーデバイス７’）を含み、それによって粒子フィルター（フィルターカートリッジ４）が動くように設定されることができ、そのマス加速デバイスが特に振動デバイス７であってその振動デバイス７がフライホイールマス２０を有し、または金床３８、３９にぶつかるマス２０’を有するハンマーデバイス７’であるという事実によって特徴付けられる装置。
【００４３】
上記手段が特に弾性的方法で粒子フィルター（フィルターカートリッジ４）のフィルター媒体１６を変形させることができ、または上記手段が特にフィルター媒体１６の下流側で圧力サージを生成することができるという事実によって特徴付けられる装置。
【００４４】
粒子フィルター（フィルターカートリッジ４）が１つまたは複数の弾性的に取り付けられたフィルターカートリッジを有しており、それが縦方向に延び、少なくとも１つのフィルターカートリッジが弾性的支持エレメント（シリコーンベロー５）によってその底面で粒子分離器ハウジング３に接続されることが特に提供され、少なくとも１つのフィルターカートリッジの望ましくは自由に振動可能な上面に振動デバイス７が配置され、またはマス２０’を有するハンマーデバイスであって望ましくは縦の方向にフィルターカートリッジに衝撃を与えるものが望ましくはフィルターカートリッジ４内に与えられることが特に提供されるという事実によって特徴付けられる装置。
【００４５】
少なくとも１つのフィルターカートリッジが縦の方向に延び、マス加速デバイス（振動デバイス７、ハンマーデバイス７’）がフィルターカートリッジ４にしっかりと取り付けられるという事実によって特徴付けられる装置。
【００４６】
底部ボディ３７が弾性的支持エレメント（シリコーンベロー５）によって粒子分離器ハウジング３に接続され、少なくとも１つのフィルターカートリッジ４とハンマーデバイス７’を支え、ハンマーデバイス７’が望ましくはフィルターカートリッジ４の内側に配置されるという事実によって特徴付けられる装置。
【００４７】
降下ハンマーデバイス７’として形成されるマス加速デバイス（振動デバイス７、ハンマーデバイス７’）が空洞２２を有し、その中に縦の方向に移動可能なマス２０’が配置されており、空洞２２の底によって形成される金床３８の上に落下するために、または空洞２２の天井（金床３９）にぶつかるために、および粒子フィルター（フィルターカートリッジ４）に衝撃を伝えるために、マス２０’が特に空気圧で持ち上げられるという事実によって特徴付けられる装置。
【００４８】
振動デバイス７が電気モーター１９を含み、それが回転軸に偏心して配置されたフライホイールマス２０を回転させ、および／または振動デバイス７が超音波励振器を含み、および／または特にお互いに平行に配置された複数のフィルターカートリッジ４を単一の振動デバイス７が振動させ、振動デバイス７が複数のフィルターカートリッジ４の上面をお互いに特にしっかりと接続し、および／またはフィルターカートリッジ４が空洞の円筒によって形成され、その壁がフィルター媒体１６によって形成されるという事実によって特徴付けられる装置。
【００４９】
フィルター媒体１６が、ひだを付けられており、フィルターカートリッジ４の軸方向に走る折り線１７、１８を持つという事実によって特徴付けられる装置。
【００５０】
フィルターカートリッジ４の底部が少なくとも１つのシリコーンベロー５によって形成されており、シリコーンベロー５を通ってろ過されたガスの流れがフィルターカートリッジ４から排出され、シリコーンベロー５が粒子分離器ハウジング３に対してフィルターカートリッジ４の縦の動きを可能にし、および／またはシリコーンベロー５についてゆらゆらする振動を実行することができるように、お互いに平行に配置された複数の、特に３つのフィルターカートリッジ４がそれぞれシリコーンベローによって粒子分離器ハウジング３に接続されており、および／または粒子フィルター（フィルターカートリッジ４）が粒子分離器ハウジング３の底に取り付けられており、その底が集合体に対する収集面を形成するという事実によって特徴付けられる装置。
【００５１】
上記手段が、フィルター媒体１６の下流側でガス圧を生成することができ、そのガス圧が上流のガス圧よりも大きく、および／またはフィルター媒体１６を通る排出ガスの流れに逆らうガスの流れを生成することができ、および／またはフィルター材料の弾性的変形に影響を及ぼすために、上記手段が機械的励起部材を含むという事実によって特徴付けられる装置。
【００５２】
粒子フィルター（フィルターカートリッジ４）のフィルター媒体１６の表面に形成され、排出ガスの流れに含まれる粒子で作られる集合体がフィルター媒体から振り落とされるような方法で、特にマス加速デバイス（振動デバイス７、ハンマーデバイス７’）によって、または付加的なガス供給によって、粒子フィルター（フィルターカートリッジ４）および／またはフィルター媒体１６が動くように設定されることができ、特に粒子分離器ハウジング３に対して振動することができ、それで集合体が粒子分離器ハウジング３の底２１のエリアに集まり、それらの集合体の大きさがミリメーターの範囲であり、特にそれらの集合体の平均直径が０．５ｍｍと５ｍｍの間に広がっているという事実によって特徴付けられる使用方法。
【００５３】
全ての開示された特徴は、（別々に、しかしまたお互いに組み合わせて）本発明に本質的である。この目的のために、関係する／添付の優先権書類（先の出願のコピー）の開示内容は、また本願の特許請求の範囲にこれらの書類の特徴を包含させる目的のために、その出願の開示全体の中でここに含められる。従属する請求項は、特にこれらの請求項に基づいて分割出願を実行するために、関連技術の本発明による改良を独立して特徴づける。
【符号の説明】
【００５４】
１…ＣＶＤ反応炉
２…コールドトラップ
３…粒子分離器ハウジング
４…フィルターカートリッジ
５…シリコーンベロー
６…ガス排出管
７…振動デバイス
７’…ハンマーデバイス
８…プロセスチャンバー
９…サセプタ
１０…ガス排出部材
１１…ガス注入部材
１２…ガスライン
１３…冷却コイル
１４…ハウジング
１５…ガス排出口
１６…フィルター媒体
１７…折り線
１８…折り線
１９…電気モーター
２０…フライホイールマス
２０’…マス
２１…底
２２…空洞
２３…空気注入管
２４…ガス排出管
２５…外壁
２６…キャップ
２７…カバープレート
２８…支持フレーム
２９…内側ハウジング
３０…ねじ棒
３１…横棒
３２…保持デバイス
３３…取付金具
３４…弾性ゴム緩衝材
３５…支持アーム
３６…支柱
３７…底部ボディ
３８…金床
３９…金床
【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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【図７】
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