(57)【要約】      （修正有）【課題】高い運転安全性でプロセス排ガスの後処理用の構成要素中へのプロセス排ガスの導入を制御することができる方法を提供すること。【解決手段】プロセス排ガスの後処理用の構成要素５の、プロセス排ガス用の流入口４の前方または流出口の後方に、プロセス排ガスの領域が存在するように構成される。この領域は、少なくとも一つの制御弁３を用いて一時的に液体で満たされ得る。この液体が領域の十分に大きな容積を満たしている場合には、前記構成要素においてそれぞれのプロセス排ガスに対し気密な閉鎖が達成される。この領域を空にすることで、それぞれの構成要素に関してプロセス排ガスに対する開放を達成することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセス排ガスの後処理用の構成要素中へのプロセス排ガスの導入を制御する装置であって、プロセス排ガスの後処理用の構成要素（５）のプロセス排ガス用の流入口の前方かまたは流出口（４）の後方に、少なくとも一つの制御弁（３、６）を用いて液体で一時的に充填可能なプロセス排ガス導管（２）の領域（１）が存在し、前記の液体は領域（１）内を、構成要素（５）のプロセス排ガス用の流入口または流出口（４）を気密に閉鎖する体積で満たすことができ、かつ流入口または流出口（４）の開放のために領域（１）は制御弁の一方（３）または他方（６）を用いて空にすることができることを特徴とする装置。
【請求項２】
領域（１）がＵ字管の形に構成されていることを特徴とする、請求項１記載の装置。
【請求項３】
領域（１）の垂直方向の下側部分に液体溜（１’）が構成されており、この液体溜に液体用の導管（７）が接続されていることを特徴とする、請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
領域（１）に、領域（１）内の最大の液体の液面を制限するためのオーバーフロー管（８）が接続されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
領域（１）に少なくとも一つの流出口センサ（９）が配置されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
少なくとも一つの制御弁（３）が三方弁であることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
プロセス排ガスの後処理用の少なくとも二つの構成要素（５）の前方または後方で、プロセス排ガス導管（２）内にプロセス排ガス分配器もしくはプロセス排ガスコレクタ（１０）が配置されており、これらがそれぞれ領域（１）に接続されていることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
液体は中性のｐＨ値の水であることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
プロセス排ガスの後処理用の構成要素（５）は、交互に運転可能な静電気粒子分離装置であることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
領域（１）がプロセス排ガスを透過する充填体を有することを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１１】
プロセス排ガスの後処理用の構成要素中へのプロセス排ガスの導入を制御する方法であって、プロセス排ガスの後処理用の構成要素（５）を気密に閉鎖するために、プロセス排ガス導管（２）内の領域（１）を液体体積で満たし、構成要素のそれぞれの流入口または流出口（４）の開放のために領域（１）を少なくとも部分的に空にすることを特徴とする、プロセス排ガスの導入を制御する方法。
【請求項１２】
領域（１）内の液体の液面を制御および／または調節することを特徴とする、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
領域（１）内の液体の液面を監視することを特徴とする、請求項１１または１２記載の方法。
【請求項１４】
プロセス排ガスの後処理用の、少なくとも二つの同じ構成要素（５）を交互に閉鎖または開放することによって、プロセス排ガスはそれぞれ少なくとも一つの構成要素（５）を通過し、かつ同時に少なくとも一つの他方の構成要素（５）で清浄を実施することを特徴とする、請求項１１から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
一方の構成要素（５）の閉鎖のために領域（１）を充填する間並びに他方の構成要素（５）の開放のために領域（１）を空にする間に、それぞれ充填された領域（１）は、構成要素（５）が気密に閉鎖される液面の体積を有するまで、一時的にプロセス排ガスをこれらの構成要素（５）中へ同時に案内し、およびこれらの構成要素（５）中で同時にプロセス排ガスの後処理を実施することを特徴とする、請求項１１から１４までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセス排ガスの後処理用の構成要素中へのプロセス排ガスの導入を制御する装置および方法に関する。本発明は、特に有利に、真空中で多様な基材の表面変性を実施する装置から排出されたプロセス排ガスを後処理するのに使用することができる。
【背景技術】
【０００２】
このような表面変性プロセスの場合に、このプロセス排ガスは多様な割合の、環境に安易に放出することができない有害物質を含有するため、通常では、多様な有害物質のための多様な後処理の他に、それぞれの後処理の過程で生じる相応する中間生成物並びにプロセス排ガス中に既に含まれるかまたは後処理の際に形成される粒子状物質をさらに後処理しなければならないかまたは分離しなければならない。
【０００３】
通常では、生じるプロセス排ガスの後処理は多工程でかつ多様な形で行われる。これは、最終的にはそれぞれの適当な後処理用の、最も多様に構成された構成要素中で行われる。
【０００４】
この場合、有害物質を含有するプロセス排ガスは、プロセス排ガス導管を介して、表面変性装置設備から、排ガス後処理用にそれぞれ使用される構成要素に案内される。
【０００５】
必要な運転安定性のために、高い冗長性を有するこのような排ガス後処理装置が使用される。従って、頻繁に、排ガス後処理における異なる工程のための構成要素は並列の形で使用されるため、構成要素の故障の場合に、もしくは構成要素に必要なメンテナンス作業および清浄作業の場合に、それぞれの排ガス後処理はこの構成要素に並列して配置された構成要素中で実施することができる。
【０００６】
特定の場合には、排ガス後処理用の構成要素中へのプロセス排ガスの導入を一時的に遮断する必要も生じる。
【０００７】
排ガス後処理のための同じ構造を有する一方の構成要素中でメンテナンス作業、清浄作業または修理作業を実施しなければならない期間の間、排ガス後処理のために他方の個々の構成要素へのプロセス排ガスの導入を一時的に遮断するか、または排ガス後処理のために所定の構成要素中へのプロセス排ガスの流れを制御する必要がある。
【０００８】
特に、大部分が微細に分散した形で含まれている粒子状の有害物質の割合が高い場合には、排ガス後処理用の構成要素中へのプロセス排ガスの導入を適切に制御するために、プロセス排ガス導管を遮断または開放する慣用の機械的な弁を使用するのは不適当である。なぜならば、このような慣用の機械的な弁は、粒子状の有害成分による摩耗にさらされるからである。更に、このような固体の有害物質が前記のような機械的な弁へ付着することもある。それによって、次いで比較的短い運転時間の後で弁の損傷が生じ、少なくとも機能障害および漏れが生じかねない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、本発明の課題は、高い運転安全性で、プロセス排ガスの後処理用の構成要素中へのプロセス排ガスの導入を制御することができる方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明において、前記の課題は、請求項１記載の特徴を有する装置、および請求項１１記載の方法により解決される。本発明の有利な実施態様および実施形態は、引用項に記載された特徴により達成することができる。
【００１１】
この場合に、プロセス排ガスの後処理用のそれぞれの構成要素中へのプロセス排ガスの導入を制御するための本発明による装置は、前記したそれぞれの構成要素のプロセス排ガス用の流入口の前方または流出口の後方で、前記のプロセス排ガスを構成要素中へまたは構成要素から案内するそれぞれのプロセス排ガス導管内に領域が存在するように構成される。この領域内では、前記した構成要素の閉鎖のために、液体の充填を行うことができる。これは、液体供給管内に配置されている少なくとも一つの制御弁を用いて達成される。この場合に、それぞれの構成要素への接続を気密に閉鎖するのに十分な液体体積が、プロセス排ガス導管のそれぞれの領域内に満たされる。
【００１２】
従って、この領域内でのこの液体流出口は、含まれる液体によりそれぞれ遮断された領域によってプロセス排ガスの流れが妨げられる特定の液面を超えているべきである。
【００１３】
必要な液体充填の高さは差圧にも依存していて、この差圧はプロセス排ガスの流れにより後処理のために遮断されていない構成要素を介して形成することができる。
【００１４】
次に、プロセス排ガス導管内のそれぞれの領域を少なくとも部分的に再び空にして、プロセス排ガス導管のこの領域内に液体を有していない断面積を生じさせる。このような断面積を通してプロセス排ガスを前記の構成要素中へ流入できるように、前記の構成要素の流入口または流出口を再び開放することができる。
【００１５】
液体で充填することができかつ再び空にすることができるプロセス排ガス導管のそれぞれの領域は、多様な形状に構成することができる。この場合に、液体用の供給管と少なくとも一つの弁とが必要であり、前記の弁によって液体の充填のために前記の領域内へ液体を供給することができ、かつプロセス排ガスの導入を開放するためにこの領域から液体を再び空にすることができる。
【００１６】
後処理用のそれぞれの構成要素の前方または後方にプロセス排ガス導管の相応する適当な領域は、タンクの形に構成されていてもよい。このタンクは垂直方向で上側の領域でプロセス排ガス導管と接続している。次いで、垂直方向で下側の領域にプロセス排ガス用の他の導管が接続されている。領域に液体が満たされた場合には、この液体の液面は垂直方向で下側の導管の接続部を越えており、気密な閉鎖が保証され、プロセス排ガスはこの領域を通過して流入できない。後処理用のそれぞれの構成要素中へのプロセス排ガスの導入を再び開放すべき場合には、この領域を少なくとも、この液体の領域内の垂直方向で下側の導管の開口部が少なくとも部分的に開放される程度に空にする。
【００１７】
有利な態様の場合には、プロセス排ガスのこの領域はＵ字管の形に構成されていてもよい。この場合に、充填された液体体積の上方の液体の液面がこのような領域の両方の脚部の領域内に配置されていて、満たされた液体によって両方の脚部の間に気密性が達成される程度に、Ｕ字形に構成された領域は液体により充填される。
【００１８】
さらに、この領域の垂直方向で下側の部分に液体溜が設けられている。この液体溜には、プロセス排ガスの導入を開放した場合であっても、所定の液体体積が残留するのが有利である。この場合に、液体用の供給管は液体溜の領域内に接続されているのが好ましい。それにより、各時点で液体体積の残りがこの領域内に存在し、この液体体積の残りが少なくとも一つの弁まで液体用の供給管を満たすことができる。それによって、プロセス排ガス中に含まれる固体粒子が弁に直接到達することを回避でき、かつ弁の損傷および弁に固体が付着することが低減される。
【００１９】
従って、固体の粒子状の有害物質を液体と一緒に弁を通過して運び去ることができる。
【００２０】
この領域の充填および空にすることを唯一の弁（この弁は有利に三方弁として構成されている）を用いて唯一の管を介して実現する、前記した方法の他に、別個の排出弁を備えた別個の排出管がこの領域に接続されていてもよい。
【００２１】
プロセス排ガス導管の領域にオーバーフロー管が設けられ、このオーバーフロー管を用いて前記の領域内の最大の液体の液面の制限が達成可能である方法もある。特に、このような実施態様の場合には、有利に、液体用の供給管内の弁が調節弁として構成されており、この領域内に供給された液体体積流を制御することができるのが有利である。
【００２２】
また、相応して領域に存在するオーバーフロー管を用いることによって、この領域内の最大の液体流出口の制限が達成できるだけでなく、この領域内へ液体をさらに供給した場合に液体の表面に浮遊する固体粒子を液体と一緒にオーバーフロー管を介して比較的連続的に排出することができるため、領域を空にする際の閉塞は高い信頼性で回避することができる。
【００２３】
有利に、プロセス排ガス導管の領域で流出口の監視を行うことも好ましい。これは、それぞれの領域に配置された少なくとも一つの流出口センサを用いて達成することができる。このような流出口センサを用いて、それぞれの流出口を連続的に監視することができる。
【００２４】
また、このような流出口センサを用いて、例えばそれぞれの領域内の最大流出口および／または最小流出口だけを検出し、この検出結果によって、プロセス排ガスの後処理用の一つまたは複数の構成要素を通過するプロセス排ガス供給を制御することも可能である。
【００２５】
前述したように、プロセス排ガスの後処理用の複数のそれぞれ同じ構成の構成要素が並列して存在している場合に、本発明による装置を有利に使用することもできる。
【００２６】
例えば、プロセス排ガスに対してそれぞれ同じ後処理を実施することができる、二つの並列している構成要素を、共通の一つのプロセス排ガス導管内に接続することができる。このプロセス排ガス導管はプロセス排ガス分配器内に接続し、このプロセス排ガス分配器を介して、一つのプロセス排ガス導管はそれぞれの構成要素と関連して接続している。プロセス排ガス導管とそれぞれの構成要素との間で、それぞれの既に説明されたように構成され得る領域は、プロセス排ガス分配器と構成要素との間のそれぞれのプロセス排ガス導管の一部である。
【００２７】
例えば、プロセス排ガスの同じ後処理のための単に二つの構成要素が、一つの共通のプロセス排ガス導管に接続されている場合には、プロセス排ガス分配器はＹ字形に構成されていてもよい。この場合に、プロセス排ガス導管の自由横断面と、プロセス排ガス分配器の個々の分岐部との自由横断面とは、少なくともほぼ同じ大きさであるのが好ましい。
【００２８】
本発明による装置は、特に有利に、交互に運転可能な静電気粒子分離装置として構成されている構成要素において、プロセス排ガスの導入を制御するのに使用することができる。この場合に、全体のプロセス排ガスがプロセス排ガス分配器を介してもしくは一つのプロセス排ガスコレクタから、十分に液体を有していない領域を通して静電気粒子分離装置を通すように案内することにより、プロセス排ガスの導入を適切に制御することができる。この静電気粒子分離装置内で、固体粒子が静電気によりプロセス排ガスから分離され、この場合に静電気粒子分離装置内での帯電は固体粒子によって行われる。
【００２９】
同時に、プロセス排ガス分配器を介してプロセス排ガス導管に接続する、隣接する第２の静電気粒子分離装置内へのプロセス排ガスの導入は、プロセス排ガス導管のこれに所属する領域内の十分に大きな液体体積によって遮断される。この運転状態で、次に、分離された固体粒子を液体によって洗い流し、かつこの液体を用いて静電気粒子分離装置から排出させることにより、この静電気粒子分離装置を清浄することができる。
【００３０】
静電気粒子分離装置の清浄を行った後に、少なくとも大部分の液体はこの静電気粒子分離装置に所属する領域から除去することができるため、プロセス排ガスはプロセス排ガス導管からプロセス排ガス分配器を介して、この領域および静電気粒子分離装置を通過して流動することができる。その際、同時に第２の並行する静電気粒子分離装置に所属する領域の充填は、プロセス排ガス分配器とそれぞれの静電気粒子分離装置との間の気密性を保証する充填体積がこの領域内で達成されるまで行われる。
【００３１】
プロセス排ガスの後処理のためにそれぞれの構成要素に設けられていて、かつ一つの共通のプロセス排ガス導管と接続している領域の一方を充填し、同時に他方を空にすることを、移行期間を設け、この移行期間の間にプロセス排ガスはプロセス排ガスの後処理のためのそれぞれの構成要素に案内され、かつ同時にこれらの構成要素中で後処理が実施されるように制御することが好ましい。相応して後処理されていないプロセス排ガスはこの時点でプロセス排ガスの他の後処理のために構成された更に後続する他の構成要素または環境に直接放出されないことが保証できる。
【００３２】
領域の充填のために使用された液体は、少なくとも充填および空にするのに適した粘度だけを有することが好ましい。液体として例えば相応して適したアルカリ液を使用することができ、このアルカリ液を用いて同時に有害物質成分の結合、有害物質成分の沈殿および洗浄効果を達成することができる。
【００３３】
特に、領域内に縦型の液体カラムが存在する本発明による装置の構成で、この液体カラムが排ガス後処理用のそれぞれの構成要素へのプロセス排ガスの導入を遮断する場合には、できる限り液体として中性のｐＨ値の水を使用するのが好ましい。
【００３４】
更に、液体で満たされた領域は、プロセス排ガスの更なる後処理、例えば比較的大きな粒子または液滴の付加的な析出のための透過性の充填物で充填されているのが有利である。
【００３５】
次に、本発明を例示的にさらに詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
図１〜３では、本発明による装置についての多様な可能な形態が示されている。この場合、同じエレメントに対してはそれぞれ同じ引用符号を使用する。
【００３７】
図１〜３に図示された実施例は、二つの静電気粒子分離装置５の前方に配置された本発明による装置の構成を詳説する。しかしながら、この装置は二つの静電気粒子分離装置５の後方に配置されていてもよい。
【００３８】
図１〜３に図示された実施例の場合に、それぞれ並列の形で、二つの静電気粒子分離装置が、プロセス排ガスの後処理のための構成要素５として一つの共通のプロセス排ガス導管２に接続されている。このプロセス排ガス導管２を介して、例えば、固体粒子をなお有している熱的に後処理されたプロセス排ガスを、固体粒子の分離のために静電気粒子分離装置５に供給することができる。
【００３９】
前述したように、このような静電気粒子分離装置５は程度に差はあるが長い時間間隔で清浄化しなければならないために、静電気粒子分離装置５内でプロセス排ガスから固体の粒子の交互の分離を実施できるのが好ましい。このために、プロセス排ガス導管２から二つの静電気粒子分離装置５の一方へプロセス排ガスを交互に供給できるのが好ましい。
【００４０】
このために、本来のプロセス排ガス導管２はプロセス排ガス分配器１０に接続されており、この実施例の場合では二つの管で構成されており、この管にそれぞれ、一時的に液体を充填することができる領域１が接続されている。この領域１はそれぞれプロセス排ガス分配器１０と接続していてかつ静電気粒子分離装置５内へのプロセス排ガス用の流入口４の前方に配置されている。
【００４１】
図１〜３に示された本発明による装置の実施例で、このような領域１はＵ字管の形に形成され、かつ各領域１はこの領域の垂直方向で下側に配置された液体溜１’を有する。
【００４２】
図１に示された実施例の場合には、領域１への液体供給は、相応して開放された三方弁３において導管７を介して、Ｕ字形の形に構成された領域１の両方の脚部内に十分に高い液体の液面が達成されるまで行われ、左側に配置された領域１の場合に示されているように、気密性が保持される。
【００４３】
この場合、プロセス排ガス導管２からこの左側に図示された静電気粒子分離装置５内へのプロセス排ガスの供給は遮断されており、全体のプロセス排ガスはプロセス排ガス導管２、プロセス排ガス分配器１０の相応する分枝部を介して、領域１を通して流入口４を介して右側に図示された静電気粒子分離装置５内へ供給されるため、もっぱら右側に図示された静電気粒子分離装置５内で固体粒子の分離を達成することができる。
【００４４】
この右側に図示された静電気粒子分離装置５が十分に負荷された時点で、切換が行われる。この場合に、両方の三方弁３を切り換える。従って、この左側に図示された三方弁３は、少なくとも、プロセス排ガスが領域１を通過して流入口４を介してこの左側に図示された静電気粒子分離装置５内へ流入することができる自由断面が存在するように、液体供給管７を介して液体が領域１から排出管１１を介して排出されるように切り換えられる。
【００４５】
同時に、図１において右側に図示された三方弁３は、Ｕ字型に形成された領域１の両方の脚部中で、プロセス排ガス導管２と流入口４との間で気密性が保証される程度の液体の液面が達成されるまで、液体が液体供給管７を介してこの供給管に所属する領域１内へ流入するように切り換えられる。
【００４６】
この過程は、交互に繰り返すことができ、連続的な分離を、相応して交互に運転される二つの静電気粒子分離装置５を用いてプロセス排ガスを後処理する形で、達成することができる。
【００４７】
原則として、図２および３に示された、本発明による装置の実施例の場合でも、同様に進行する。
【００４８】
この場合に異なるのは、図２に示された実施例が、領域１における液体供給の分離および領域１を空にするための排出が行われることだけである。この場合に液体の供給管中に単に、遮断または開放する弁３が存在し、かつ排出管１１中では、それぞれ開放および遮断する他の弁６が存在する。
【００４９】
図３では、オーバーフロー管８を備えた本発明による装置の改良された実施態様が表されている。
【００５０】
ここに示された実施例の場合には、領域１に液体用の供給管７が接続され、この液体供給管７は弁３を備えている。弁３はここでは有利に調節弁として構成されており、それぞれの領域１中へのそれぞれの液体体積流を制御することができる。
【００５１】
弁３が開放された場合には、液体は液体供給管７からそれぞれの領域１内へ流入する。相応する液体の液面が達成された場合に、液体の一部は、有利にプロセス排ガス分配器１０の方向に向かって脚部に接続されているオーバーフロー管８を介して排出される。
【００５２】
液体の他の部分は、第２の排出管を介して下方で領域１から排出され、この第２の排出管は明らかに減少した自由横断面を有している。従って十分に大きな液体体積流が液体供給管７を介して領域１内へ供給され、一方でそれぞれの静電気粒子分離装置５内へのプロセス排ガス供給の遮断時に、領域１内に十分に大きな液体体積が存在することを保証する。
【００５３】
この実施例の場合には、プロセス排ガスの遮断時にそれぞれの領域１でほぼ循環する供給が行われる。
【００５４】
図１および２では、領域１に流出口センサ９が存在し、この流出口センサ９を用いて領域１内での維持すべき最小および最大の流出口もしくは液体体積の検出を行うことができるため、弁３もしくは３および６は相応して遮断することができる。
【００５５】
図１〜３では、更に領域１が存在し、この領域１内で垂直方向に下側の部分にそれぞれ液体溜１’が配置されていることが示されている。図１および２に示した実施例の場合には、各運転時点で液体をこの液体溜１’中に含んでいるのが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明による装置の第１の実施例を示す。
【図２】本発明による装置の第２の実施例を示す。
【図３】本発明による装置の第３の実施例を示す。
【符号の説明】
【００５７】
１  領域
１’  液体溜
２  プロセス排ガス導管
３，６  弁
４  流入口または流出口
５  静電気粒子分離装置
７  液体供給管
８  オーバーフロー管
９  流出口センサ
１０  プロセス排ガス分配器
１１  排出管
【図１】
2005342713.tif 000003
【図２】
2005342713.tif 000004
【図３】
2005342713.tif 000005