(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外管内に内管が配設されると共に、前記外管端部の開口が上下方向を向くように立設された２重管と、
内管に接続され、外管上方の出口に向かって噴出するように外管内に空気を供給する排気用ブロアと、
外管に接続され、粉塵を含む排ガスを外管に供給する排ガス供給管と、
排ガス供給管の接続位置より出口側にて外管に取着され、外管の内壁面に沿って洗浄用流体を流下させる洗浄部とで構成された排気装置であって、
前記洗浄部が、前記内管方向に傾斜したスリット開口が全周にわたって設けられた管体部と、前記スリット開口を取り巻くよう管体部の外周に設けられた外筒部と、前記管体部と前記外筒部との間に形成された流体溜まり空間内に洗浄用流体を噴出する流体噴出管とを備え、
前記スリット開口が、前記流体溜まり空間の下端部に配設されると共に、その開口方向と前記管体部とのなす角度が鋭角となるように形成されている事を特徴とする排気装置。
【請求項２】
洗浄用流体が外管の内壁面に沿って螺旋を描いて流下するようになっている事を特徴とする請求項１に記載の排気装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉塵を含む排ガスによって排気用ブロアが目詰まりする事のない新規な排気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、本発明に係るブロア(4)および従来例のブロア(40)の設置位置を含む全体の配管系統図である。従来の排気装置(P)のブロア(40)は、図６に示すように、第２スクラバ(16)の出口配管(28)が接続されている１重縦管(39)の出口に接続されている。そして、粉塵を若干含み第２スクラバ(16)で洗浄されて湿気を含む第２洗浄排ガス(F3)を、１重縦管(39)の上端から吸引した新鮮外部空気(41)にて希釈しつつ直接吸引し、外気希釈排ガス(F4)として大気放出していた。
【０００３】
半導体製造工程にあっては、半導体製造装置(17)から排出された半導体排ガス(F1)は、除害装置(19)の加熱反応塔(19a)にて処理され、その時粉塵(D)を大量に発生させる。そして、加熱反応塔(19a)に続いて設置されている第２スクラバ(16)にて水洗されるのであるが、加熱反応塔(19a)で生成された粉塵(D)は平均粒径が1〜0.5μｍと極めて微細であるため捕集が困難であり、第２スクラバ(16)において大半の粉塵(D)が洗い流されるものの、なお、少量の粉塵(D)は第２スクラバ(16)にて水洗された第２洗浄排ガス(F3)中に残留する。この様な第２洗浄排ガス(F3)は湿気を含むため、含有粉塵(D)はどこにでも付着しやすい。
【０００４】
さて、前述のように直接排気用ブロア(40)で外気希釈排ガス(F4)を吸引し大気放出していると、外気希釈排ガス(F4)中の粉塵含有量が少ないとしても次第に粉塵(D)が排気用ブロア(40)内に溜まり、割と短い期間で目詰まりが発生するので、排気用ブロア(40)を分解して洗浄するというメンテナンスをどうしても頻繁に行わなければならなかった。また、第２洗浄排ガス(F3)は洗浄により湿気を含んでいるため、配管(28)(39)内でも堆積しやすく、特に、前記１重縦管(39)と第２スクラバ(16)の出口配管(28)との接続部の出口周りに堆積し、甚だしい場合は出口配管(28)の出口を閉塞してしまうという事があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１の解決課題は、粉塵を含む排ガスによって排気用ブロアが目詰まりしないようにする事であり、第２の解決課題はこれに加えて洗浄排ガス供給配管の出口回りでも粉塵の堆積がない新規な排気装置の開発にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
「請求項１」に記載の排気装置(A2、3)は、
(a) 外管(1)内に内管(2)が配設されると共に、外管(1)端部の開口が上下方向を向くように立設された２重管(3)と、
(b) 内管(2)に接続され、外管(1)上方の出口(21)に向かって噴出するように外管(1)内に空気を供給する排気用ブロア(4)と、
(c) 外管(1)に接続され、粉塵(D)を含む排ガス(F3)を外管(1)に供給する排ガス供給管(5)と、
(d) 排ガス供給管(5)の接続位置より出口(21)側にて外管(1)に取着され、外管(1)の内壁面に沿って洗浄用流体(6)を流下させる洗浄部(S)とで構成された排気装置(A2、3)であって、
(e) 洗浄部(S)が、内管(2)方向に傾斜したスリット開口(7)が全周にわたって設けられた管体部(1a)と、スリット開口(7)を取り巻くよう管体部(1a)の外周に設けられた外筒部(8)と、管体部(1a)と外筒部(8)との間に形成された流体溜まり空間(9)内に洗浄用流体(6)を噴出する流体噴出管(11)とを備え、
(f) スリット開口(7)が、流体溜まり空間(9)の下端部に配設されると共に、その開口方向と管体部(1a)とのなす角度(α)が鋭角となるように形成されている事を特徴とする。
【０００７】
排気用ブロア(4)が外管(1)内に空気を供給する内管(2)に接続されているので、外管(1)内に供給された粉塵(D)を含む排ガス(F3)が内管(2)に入り込む事がなく、長期間、排気用ブロア(4)を稼働しても排ガス(F3)中の粉塵(D)が排気用ブロア(4)中に入り込む事がなく、長期間にわたって排気用ブロア(4)のメンテナンスをする必要がなくなる。
【０００９】
加えて、洗浄部(S)から勢いよく外管(1)の内壁面に沿って噴出した洗浄用流体(6)は、外管(1)の内壁面を流下して外管(1)の内壁面を洗浄する。排ガス供給管(5)から供給される排ガス(F3)は洗浄されているために湿気を含んでおり、外管(1)の内壁面、特に、排ガス(F3)の通流方向が変わる排ガス供給管(5)の外管(1)に対する接続部分の周辺部が常時洗浄され(図４参照)、排ガス(F3)に含まれている粉塵(D)が洗い落とされて、粉塵(D)が最も付着しやすい前記接続部分の周辺部への粉塵(D)の付着が妨げられ、この点でもメンテナンスの期間を従来より長くすることが出来る。なお、図５の場合は、洗浄部(S)がないので、前記接続部分の周辺部の粉塵(D)が付着する。また、排ガス供給管(5)は図４のように外管(1)の側面に接続する場合と、図２のように外管(1)の下端から導入する２通りの場合がある。
【００１０】
「請求項２」は、請求項１に記載の排気装置(A2)の更なる改良で、「洗浄用流体(6)が外管(1)の内壁面に沿って螺旋を描いて流下するようになっている」事を特徴とする。これにより、洗浄用流体(6)は飛沫をさほど生じる事なくスムーズに外管(1)の内壁面を流下し、外管(1)の内壁面の洗浄を効果的に行う。
【００１１】
【発明の実施の態様】
図１は半導体製造工程を示した図であり、ＣＶＤのような半導体製造装置(17)、前記半導体製造装置(17)からの半導体排気ガス(F1)が通過する半導体排ガス用配管(18)、前記半導体排ガス(F1)を除害する除害装置(19)とを示している。
【００１２】
除害装置(19)は大略、半導体製造装置(17)からの半導体排ガス用配管(18)が直接接続されている第１スクラバ(15)、第１スクラバ(15)に続いて設置されている加熱反応塔(19a)、加熱反応塔(19a)に続いて設置されている第２スクラバ(16)、第１、２スクラバ(15)(16)に接続されている水槽(26)、第２スクラバ(16)に続いて設置されている排気装置(S)などで構成されている。
【００１３】
第１スクラバ(15)は、半導体排ガス用配管(18)から送り込まれてきた半導体排ガス(F1)に半導体排ガス用配管(18)の途中で窒素ガスやアルゴンガスのような不活性ガス(G)にて希釈された不活性ガス希釈排ガス(F11)を水洗して可溶性成分ガスの除去と含まれている粉塵(D)などの除去を行うもので、内部にスプレーノズル(30)が設置されている。
【００１４】
加熱反応塔(19a)は、内部に複数の電熱ヒータ(40)が立設されており、第１スクラバ(15)で洗浄された第１洗浄排ガス(F12)が例えば７００〜１４００又は１６００℃に加熱された電熱ヒータ(40)の表面に接触して熱分解され、除害されるようになっている。(41)は隔壁で、加熱反応塔(19a)の内部を仕切っており、各部屋を通る事で所定の反応が生じ効果的に除害される。加熱反応塔(19a)の形式は、図の様なものに限られず、図示していないが、第１スクラバからの排ガスを耐熱パイプで加熱反応塔の天井部分まで導入し、最も高温に保たれた天井付近で放出して排ガスの熱分解を行い、加熱反応塔の底部から取り出して次の第２スクラバに送り出すというような方式もある。
【００１５】
第２スクラバ(16)は、前記加熱反応塔(19a)に続けて設けられており、加熱反応塔(19a)で熱分解処理された熱分解処理排ガス(F2)を、内部に設置したスプレーノズル(31)で洗浄し、熱分解処理によって大量に発生した粉塵(D)を捕集・除去する。ただし、加熱反応塔(19a)で発生した粉塵(D)は１〜0.5μｍ程度の平均粒径をもつ極めて微細な白煙を呈するようなものであるので、スプレーノズル(31)での完全な除去は困難である。
【００１６】
図１、２の実施例では、第２スクラバ(16)の上端開口に本発明に係る排気装置(A3)が配設されている例で、この排気装置(A3)を代表例として説明し、他の排気装置(A1)(A2)は説明の煩雑さを避けるため排気装置(A3)の違いを中心に説明する。なお、図１、２の実施例では、第２スクラバ(16)の上端開口に本発明に係る排気装置(A3)が配設されているため、第２スクラバ(16)は「排ガス供給管(5)」を兼ねていることになる。
【００１７】
第２スクラバ(16)の上端開口に立てて接続されている排気装置(A3)の外管(1)の中心に内管(2)が配設され２重管(3)となっている。内管(2)には排気用ブロア(4)が接続されており、外管(1)内に空気(a)を供給するようになっている。(2a)は内管(2)と排気用ブロア(4)とを接続する曲管である。前記内管(2)の上方には、外管(1)の内壁面に沿って洗浄用流体(6)を流下させる洗浄部(S)が取り付けられている。洗浄部(S)の管体部(1a)「勿論、洗浄部(S)の管体部(1a)と２重管(3)の外管(1)を一体の管としてもよい。」には、内管(2)方向に傾斜したスリット開口(7)が管体部(1a)の全周にわたって開設されている。なお、管体部(1a)の内壁面に沿って洗浄用流体(6)を円滑に流すためにはスリット開口(7)の角度(α)（すなわち、スリット開口(7)の開口方向と管体部(1a)とのなす角度）は管体部(1a)に対して鋭角であるほど好ましい。
【００１８】
管体部(1a)の外周にはスリット開口(7)を取り巻くように外筒部(8)が配設されており、前記管体部(1a)と前記外筒部(8)との間に流体溜まり空間(9)が形成されている。前記外筒部(8)の適所(１乃至複数箇所)にコンジット(10)が配設されており、流体溜まり空間(9)内に洗浄用の流体(6)を噴出する流体噴出管(11)がコンジット(10)に取り付けられており、その先端部分(11a)が流体溜まり空間(9)内に挿入され且つ管体部(1a)に沿って屈曲されている。外筒部(8)の上流側の端部は、管体部(1a)の上流側の端部に固着されているが、一方外筒部(8)の下流側の端部はスリット開口(7)を取り巻く位置までとなっており、流体溜まり空間(9)はスリット開口(7)を通じて管体部(1a)内に連通している。また、外筒部(8)のスリット開口(7)の近傍部分は、スリット開口(7)に向かって傾斜して管体部(1a)との間隔を狭めており、この傾斜面(8a)によってスリット開口(7)に向かう洗浄用流体(6)の流速を高めている。
【００１９】
尚、本実施例では、流体噴出管(11)は管体部(1a)の周りに対向する２箇所に設けられているが、２箇所に限定するわけではなく、流体噴出管(11)の個数が多いほどより圧力の高い洗浄用流体(6)の流れを形成することが出来る。本実施例では噴出される洗浄用流体(6)として水を用いているが、窒素ガス等の不活性ガス気体でも良い。
【００２０】
次に本実施例の作用について説明する。半導体製造装置(17)から排出された各種の半導体排ガス(F1)は、半導体製造装置(17)に接続された半導体排ガス用配管(18)を通って除害装置(19)の第１スクラバ(15)に送り込まれる。前記半導体排ガス(F1)は粉塵(D)を大量に含んでおり且つ空気に接触すると、たちどころに爆発するような爆発性のガス成分を含んでいるため、半導体排ガス用配管(18)の途中にて窒素ガスやアルゴンガスのような不活性ガス(G)が加えられて希釈されている。この不活性ガス希釈排ガス(F11)は第１スクラバ(15)に供給され、第１スクラバ(15)を通過中に水洗されて含まれている可溶性成分ガスと粉塵などの水洗除去が行われる。
【００２１】
可溶性成分ガスと粉塵の水洗除去が行われた第１洗浄排ガス(F12)は加熱反応塔(19a)に入り、ここで高温電気ヒータ(40)に接触して有害成分は熱分解され、多量の超微細粉塵を含む粉塵(D)を発生させる。超微細粉塵を多量に含む処理排ガス(F3)は加熱反応塔(19a)に続いて設置されている第２スクラバ(16) に供給され、第２スクラバ(16)にて水洗されて大半の粉塵が洗い流されるが、なお、少量の粉塵は前記第２洗浄排ガス(F3)中に含まれている。この第２洗浄排ガス(F3)は排気装置(A3)にて大量の空気(a)が混入希釈された後、大気放出されるが本実施例では次のようにして行われる。
【００２２】
排気装置(A3)の排気用ブロア(4)は外管(1)を貫通して外管(1)の中央に配設された内管(2)に接続されているので、排気用ブロア(4)を作動させる事で外部新鮮空気(a)を外管(1)内に供給する事が出来る。内管(2)から外管(1)内に勢いよく噴出した外部新鮮空気(a)は、外管(1)内のガスを巻き込んで外管(1)の出口(21)に向かって流れ、外管(1)内を負圧にする。これにより、前工程の加熱反応塔(19a)から連続的に熱分解処理排ガス(F2)が第２スクラバ(16)に供給される。
【００２３】
第２スクラバ(16)から供給された粉塵(D)を含む排ガス(F3)は、第２スクラバ(16)で洗浄されているため湿気を多量に含んでおり、粉塵(D)が外管(1)の内壁面に付着堆積しやすい。そこで洗浄部(S)による外管(1)の内壁面の洗浄が行われる事になる。なお、排気用ブロア(4)では、内管(2)から外部新鮮空気(a)が稼働中連続して管体部(1a)内に噴出しているので、粉塵(D)を含む排ガス(F3)が排気用ブロア(4)の内部に入り込む事がなく、長期間にわたって排気用ブロア(4)のメンテナンスをする必要がなくなる。なお、半導体製造装置(17)からの半導体排気ガス(F1)は常時変動するので、排気用ブロア(4)の送風量もこれに合わせて変動させる必要がある。そこで、一例として排ガス供給管(5)の静圧を検出しておき、前記検出値に合わせて排気用ブロア(4)のインバータ制御を行い、排ガス供給管(5)から供給される第２洗浄排ガス(F3)の供給量に合わせて排気用ブロア(4)による外部新鮮空気(a)の供給量の増減を行うようにする事ができる。
【００２４】
次に、洗浄部(S)による外管(1)の内壁面の洗浄について説明する。流体溜まり空間(9)内に配設された流体噴出管(11)から洗浄用流体(6)が噴出されると、流体噴出口(5a)から噴出された洗浄用流体(6)は、流体溜まり空間(9)内を管体部(1a)周りに沿って回転し、その後流体溜まり空間(9)において唯一開口しているスリット開口(7)へと螺旋を描きながら流れる。
【００２５】
スリット開口(7)から管体部(1a)内に送り込まれた洗浄用流体(6)は、その後も同様に下流側の管体部(1a)の内壁面に接触して螺旋を描き、管体部(1a)の内壁面に流体層(12)を形成しつつ流下し、この場合にはさらに第２スクラバ(16)内へと流下する。第２スクラバ(16)は水槽(26)に接続されているので、第２スクラバ(16)内に流下した洗浄用流体(6)はそのまま水槽(26)に送り込まれる。
【００２６】
このように管体部(1a)の内壁面は流体層(12)によって保護されているので、第２洗浄排ガス(F3)に含まれている粉塵(D)が管体部(1a)の内壁面に付着しようとしても洗浄用流体(6)の螺旋流によって洗い落とされてしまう。その結果、管体部(1a)(1)は勿論、この場合では第２スクラバ(16)の内壁面での粉塵(D)の堆積はない。なお、洗浄用流体(6)の噴出方法であるが、連続噴出法と間欠噴出方法とがあり、いずれの場合でもよい。
【００２７】
次に排気装置(A)の第２実施例(A2)を図４に従って説明する。この場合は第２スクラバ(16)の出口に接続された排ガス供給管(5)を、管体部(1a)の側面に接続した例で、排ガス供給管(5)と管体部(1a)との接続部分周辺に粉塵(D)が堆積しやすいが、やはり洗浄用流体(6)により常時洗浄されているので、この部分における粉塵(D)の堆積はない。従って、メンテナンスの期間を従来より長くすることが出来る。
【００２８】
排気装置(A)の第3実施例(A1)は図５に示すように、最も簡素な形のもので、洗浄部(S)を設けていない場合である。この場合は、洗浄部(S)がないので、排ガス供給管(5)と第２スクラバ(16)との接続部分に粉塵(D)が堆積しやすいが、排気用ブロア(4)の目詰まりは回避できる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の排気装置では、排気用ブロアが外管内に空気を供給する内管に接続されているので、外管内に供給された粉塵を含む排ガスが内管を通って排気用ブロア中に入り込む事がなく、長期間にわたって排気用ブロアを稼働しても目詰まりを生じる事がなく、メンテナンスを頻繁に行う必要がなくなるという利点がある。また、排ガス供給管の接続位置の上方にて外管に洗浄部を取着すれば、洗浄部から勢いよく外管の内壁面に沿って噴出した洗浄用流体によって外管の内壁面が常時洗浄され、粉塵の付着・堆積が妨げられ、この点でもメンテナンスの期間を従来より長くすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の半導体排ガスの除害装置の配管系統図
【図２】本発明の排気装置の主要部の第１実施例の断面図
【図３】図２の横断面図
【図４】本発明の排気装置の主要部の第２実施例の断面図
【図５】本発明の排気装置の主要部の第３実施例の断面図
【図６】従来例の断面図
【記号の説明】
(A)  排気装置
(D)  粉塵
(F3) 排ガス
(S)  洗浄部
(1)  外管
(2)  内管
(3)  ２重管
(4)  排気用ブロア
(5)  排ガス供給管
(6)  洗浄用流体
(21) 出口
【図１】
0003917812.tif 000002
【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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