(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体槽に循環路を接続し、該循環路にポンプと気液混合・攪拌装置とを配設し、該気液混合・攪拌装置に吸気管を連通せしめた除害装置において；
前記吸気管内のガス流量を調整するガス制御手段と、
該吸気管に配設された洗浄装置と、
該洗浄装置の下流側の前記吸気管に配設され、前記液体槽内の処理液に第３パイプを介して連通する流水口と、前記気液混合・攪拌装置に第２パイプを介して連通するガス口と、前記流水口と前記ガス口を連通させる連通路と、を有する気水分離器と、
を備えていることを特徴とする有毒ガスの除害装置。
【請求項２】
前記気水分離器は、外筒と該外筒に嵌着された漏斗状の内筒とを備え、
該外筒の下端には、第３パイプを介して前記液体槽に接続する流水口が設けられ、
その上部には、第２パイプを介して前記気液混合・攪拌装置に接続するガス口が設けられ、前記外筒と内筒との間には、前記流水口とガス口とを連通させる連通路が設けられていることを特徴とする請求項１記載の有毒ガスの除害装置。
【請求項３】
液体槽に循環路を接続し、該循環路にポンプと気液混合・攪拌装置とを配設し、該気液混合・攪拌装置に吸気管を連通せしめた除害装置において；
前記吸気管内のガス流量を調整するガス制御手段と、
該吸気管に配設された洗浄装置と、
該洗浄装置の下流側の前記吸気管に配設され、前記液体槽内の処理液に第３パイプを介して連通する流水口と、前記気液混合・攪拌装置に第２パイプを介して連通するガス口と、前記流水口と前記ガス口を連通させる連通路と、を有する気水分離器と、
該液体槽に接続された給水ライン及び排水ラインと、
該液体槽の上部に設けられた排気口と、
を備えていることを特徴とする有毒ガスの除害装置。
【請求項４】
請求項１、２、又は、３記載の有毒ガスの除害装置が、複数段連設され、
除害装置の液体槽に形成された排気口が、次段の除害装置の吸気管に連通していることを特徴とする有毒ガスの除害装置。
【請求項５】
請求項１、又は、２記載の有毒ガスの除害装置を用いる除害方法であって、
洗浄装置から洗浄水を供給し、前記洗浄装置と気水分離器を連結する前記吸気管である第１パイプの内壁を洗浄する工程と、
前記第１パイプから前記気水分離器に流入した洗浄水と有毒ガスとの混合流体を、洗浄水と有毒ガスとに分離し、前記洗浄水を流水口及び第３パイプを通過させて液体槽内に流下させ、又、前記有毒ガスをガス口及び第２パイプを通過させて気液混合・攪拌装置内に流下させる工程と、
ガス制御手段を操作して有毒ガスの供給量を所定値に減少させ、液体槽内の処理液を第３パイプ、前記気水分離器の流入口、連通路、ガス口、前記第２パイプを通過させて気液混合・攪拌装置内に流下させる工程と、
を備えていることを特徴とする有毒ガスの除害方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体製造装置や液晶製造装置等から排出される有害ガスを除害、回収するための有毒ガスの除害方法及びその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体製造ラインや液晶製造ラインから排出されるガスには、SiO2やWO3等の微細な粉体と同時に有害なガスが含まれているので、そのまま大気中に放出することができない。そこで、従来、次の様な方法で除害している。
(1)パンチングプレートの開口を通過させ、微細化する、いわゆる湿式のバブリング方式、
(2)充填物の表面に形成された水膜と、ガスとの慣性衝突、微細粒子の拡散付着によってダストの捕集を行う、いわゆる充填材方式、
(3)燃焼方式や加熱方式若しくは乾式による処理、
【０００３】
しかし、前記（１）（２）の方式では、除害効率が悪く、特に塩素ではアルカリの添加が必要である。しかし、この様な薬剤を用いると、安全性環境性などにおいて問題が発生するので、好ましくない。
【０００４】
前記(3)の方式では、多くの電力を必要としたり、燃焼用のガスの配管が必要で、火種があること等、欠点も多い。
又、乾式においてもランニングコストが高いという欠点を有している。
【０００５】
そこで、この問題を解決するため、処理液として水を用いる下記除害装置を開発されている。即ち、
有毒ガスを水に混入せしめて除害する装置において、処理液を貯溜する液体槽と、該液体槽に連通する循環路と、該循環路に配設され、吸気管から吸入された有毒ガスを処理液と混合攪拌し微細な気泡にする気液混合・攪拌装置と、該循環路に設けられ、処理液を強制循環せしめるポンプと、を備えたことを特徴とする除害装置。
【０００６】
この除害装置では、ポンプの駆動により、該液体槽内の処理液を該循環路に循環させるとともに、該吸気管から有害ガスを気液混合・撹拌装置に吸引して該処理液と混合攪拌せしめ微細な気泡にしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この除害装置では、有害ガスが通る吸気管の内面に粉体等が固着し、管路が狭くなったり、詰まったりすることがある。
そこで、該吸気管に洗浄装置を設け、定期的に該洗浄装置から該吸気管に注水し管壁に付着した粉体等を洗い流している。
【０００８】
ところが、この洗浄装置では、洗浄水が有害ガスと混合しながら混合流体となって管内を通り、気液混合・攪拌装置に入るので、有害ガスの気液混合・撹拌装置への供給量は、洗浄装置の運転停止時、即ち、ガスのみを供給している状態、に比べ減少する。
その上、前記混合流体が気液混合・撹拌装置に吸引される時には、ガスよりも流体抵抗の大きい水の抵抗を受けるので、吸引量が減少し、ガスの処理量にも影響する。
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑み、安全に効率よく除害することを目的とする。
他の目的は、吸気管の詰まりを防止することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、液体槽に循環路を接続し、該循環路にポンプと気液混合・攪拌装置とを配設し、該気液混合・攪拌装置に吸気管を連通せしめた除害装置において；前記吸気管内のガス流量を調整するガス制御手段と、  該吸気管に配設された洗浄装置と、該洗浄装置の下流側の前記吸気管に配設され、前記液体槽内の処理液に第３パイプを介して連通する流水口と、前記気液混合・攪拌装置に第２パイプを介して連通するガス口と、前記流水口と前記ガス口とを連通させる連通路と、を有する気水分離器と、  を備えていることを特徴とする。
【００１１】
この発明の前記気水分離器は、外筒と該外筒に嵌着された漏斗状の内筒とを備え、該外筒の下端には、第３パイプを介して前記液体槽に接続する流水口が設けられ、その上部には、第２パイプを介して前記気液混合・攪拌装置に接続するガス口が設けられ、前記外筒と内筒との間には、前記流水口とガス口とを連通させる連通路が設けられていることを特徴とする。
【００１２】
本発明は、液体槽に循環路を接続し、該循環路にポンプと気液混合・攪拌装置とを配設し、該気液混合・攪拌装置に吸気管を連通せしめた除害装置において；  前記吸気管内のガス流量を調整するガス制御手段と、  該吸気管に配設された洗浄装置と、  該洗浄装置の下流側の前記吸気管に配設され、前記液体槽内の処理液に第３パイプを介して連通する流水口と前記気液混合・攪拌装置に第２パイプを介して連通するガス口と、前記流水口と前記ガス口とを連通させる連通路と、を有する気水分離器と、  該液体槽に接続された給水ライン及び排水ラインと、  該液体槽の上部に設けられた排気口と、  を備えていることを特徴とする。
【００１３】
本発明は、前記洗浄装置から洗浄水を供給し、前記洗浄装置と気水分離器を連結する前記吸気管である第１パイプの内壁を洗浄する工程と、前記第１パイプから前記気水分離器に流入した洗浄水と有毒ガスとの混合流体を、洗浄水と有毒ガスとに分離し、前記洗浄水を流水口及び第３パイプを通過させて液体槽内に流下させ、又、前記有毒ガスをガス口及び第２パイプを通過させて気液混合・攪拌装置内に流下させる工程と、ガス制御手段を操作して有毒ガスの供給量を所定値に減少させ、液体槽内の処理液を第３パイプ、前記気水分離器の流入口、連通路、ガス口、前記第２パイプを通過させて気液混合・攪拌装置内に流下させる工程と、を備えていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明者は、洗浄後の混合流体には、有害ガスが混入しているので、このガスを水から分離し、ガスのみを気液混合・撹拌装置に供給すれば、前記問題は解決するものと考え、洗浄装置の下方、即ち、下流側に気水分離器を配設した。
この気水分離器では、該洗浄装置から前記混合流体が流入すると、比重の重い水は流水口から液体槽の処理液中に流れ、又、比重の軽い有毒ガスは、吸引気流に乗ってガス口から気液混合・撹拌装置に流れる。
【００１５】
自己洗浄を行う場合には、有害ガスの供給量を絞り込む。そうすると、不足したガス量及び負圧を気水分離器を介して液体槽内の処理液で調節しバランスがとられる。そのため、液体槽内の処理液が気液分岐管、又は、気水分離器を介して気液混合・攪拌装置に逆流するので、管壁に付着した粉体は洗い流される。
【００１６】
規制値の小さいガス、例えば、0.5PPMの塩素ガス、の場合は、除害装置を複数段連設し、処理後のガスを次段の除害装置で更に除害し、除害効率を向上させる。
【００１７】
複数段連設した除害装置の使用水量を節約する場合には、除害装置の液体槽に形成した排水ラインを次段の除害装置の液体槽に形成した給水ラインに接続し、排水の再利用を図る。
【００１８】
【実施例】
本発明の第１実施例を図１〜図４に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施例のフロー図である。液体槽１には、処理液、例えば、水Ｗが貯溜されている。この液体槽１には、その外部に液体槽１内の液Ｗを循環させるための循環路５が配置され、循環路５にはポンプ３、圧力計PIA-2、流量計F-2並びに気液混合・攪拌装置４が介装されている。ポンプ３は、インバーターIVの設定値により回転数が可変出来、流量及び圧力が調整できるように構成されている。
【００１９】
液体槽１には、液量が一定量、例えば、１００リットル、を越えると、排液するようにオーバーフロー管９と、給水ライン８と、が設けられている。
給水ライン８には、電磁弁１０が介装され、通常は閉じているが、ｐＨ計７により検出される液体槽１内のｐＨ値により電磁弁１０が開き液体槽１内に給水するように構成されている。
【００２０】
気液混合・攪拌装置４には、半導体製造装置や液晶製造装置からの排気を吸気するための吸気管１３が接続されている。吸気管１３には、圧力計PIA-1と、吸気量を調整するためのダイヤフラムバルブ１５、吸気の負圧を補助するためのファン１２及び洗浄装置６が介装されている。
【００２１】
洗浄装置６には、給水ライン８から分岐して電磁弁１１を介して給水ができるように給水パイプ１６が接続されている。
液体槽１の上部には、排気口１４が設けられている。この排気口１４は、気液混合・攪拌装置４により混合攪拌されて液体槽１に達し、除害されたガスを排気するもので、生産ラインの排気管と接続できるように構成されている。
【００２２】
気液混合・攪拌装置４は、図２に示すように、円筒ケーシング１７と、一対の二つ割り楕円盤１８、１９と、下流側に配置された突起群２０と、から構成され、二つ割り楕円盤１８、１９の弦側側縁１８ａ，１９ａを交差させ、一対の二つ割り楕円盤１８、１９の円弧側側縁１８ｂ、１９ｂを円筒ケーシング１７の内壁に接するように構成されている。
【００２３】
前記気液混合・撹拌装置４では、ポンプ３の運転により該気液混合・攪拌装置４に液体槽１内の液Ｗが送られ、前記二つ割り楕円盤１８、１９の作用により液が螺旋流を起こしガス導入パイプ２１からのガスと混合されるが、突起群２０の作用でガスは微細に砕かれ、液Ｗと混合するように構成されている。
【００２４】
図４は、吸気管１３の詳細図であり、製造装置からのガスの排気続する接続口２３の下部、即ち、下流側には、圧力計Ｐが設けられ、吸気圧力が監視できるようになっている。更に下流には、ダイヤフラムバルブ１５が介装され、ファン１２に流入するガス量を調整できるようになっている。本実施例では、ファン１２を用いているが、気液混合・攪拌装置４に液Ｗを流すことにより気液混合・攪拌装置４内に負圧が生じ、その作用だけでガスを吸引することも可能で、処理するガス量によってはファンを設けなくても良い。
【００２５】
ファン１２の下流側には、洗浄装置６が配置され、給水パイプ１６からの給水により開口６ａに水が回り、スリット６ｂから水Ｗが流出し、下流の管壁６ｃを洗浄できるように構成されている。洗浄装置６近傍の配管には、ヒーター２４が巻かれており、配管上部を保温している。粉体は、冷却された部分に付着しやすいが、このヒータ２４で保温することにより粉体等の付着を少なくすることができる。
【００２６】
洗浄装置６は、第１パイプ２１ａを介して気水分離器４１に連結され、該気水分離器４１は第２パイプ２１ｂを介して気液混合・撹拌装置４に連結されている。
この気水分離器４１は、外筒４１ｂと、該外筒４１ｂに嵌着された漏斗状の内筒４１ｃとを備えている。該外筒４１ｂの下端には、流水口４１ａが設けられ、その上部にはガス口４１ｄが設けられている。前記流水口４１ａとガス口４１ｄとは、外筒４１ｂと内筒４１ｃとの間に形成された、連通路４１ｅを介して連通している。
【００２７】
前記流水口４１ａは、第３パイプ４２を介して液体槽１に接続されているが、常時液体槽１内の処理液Ｗと第３パイプ４２とを連通させておくため、該パイプ４２は液体槽１の液面ＷＬより下方に接続される。
【００２８】
次に、本実施例の作動について説明する。起動ボタン（図示せず）をオンすると、ポンプ３が起動し液体槽１内の液Ｗを循環路５に回し始め、循環路５内の流量が略一定となる。  その後、ファン１２が起動し製造装置の排気管より導かれた有毒ガスを循環系路内に送り込む。気液混合・攪拌装置４内に送り込まれた液ＷとガスＧは、前述の作用により混合・攪拌され、ガスは微細な気泡、例えば、直径0.5〜3.0mmの気泡、となって液体槽１に戻され、除害される。
【００２９】
なお、ポンプ３のINV周波数を固定して運転しているので、気液混合・攪拌装置４の流量は一定となり、該装置４内には、一定負圧が生じ、処理するガス量も一定となる。
【００３０】
上記作用により、時間の経過と共に液体槽１内のガスの溶解濃度が増加していく。即ち、液体槽１内の液量は、１００リットルに設定されており、塩素を２００ｃｃ／分の割合で処理した場合、約２０分後にはｐＨ値が４以下となり徐々に除害効率が落ちてしまう。そのため、液体槽１内のｐＨ値をｐＨ計７で監視し、予め設定されたｐＨ値を維持するように、給水ライン８に介装された電磁弁１０を流量計F-1を見ながらオン・オフし、給水制御を行っている。
【００３１】
給水が開始されると、液体槽１内の液量が増加し、オーバーフロー管９より１００リットルを越えた液は排液されるようになっている。かかる給排水機構の作用で時間が経過しても一定の除害効率が維持できるようになっている。
【００３２】
本実施例では、ｐＨ値によって給排水を制御しているが、予め処理するガスの量が判っている場合には、タイマー設定により液の入れ替えを実施しても良い。
又、給水・排水の機構は、ここに開示されたものに限らず、液体槽１の下部に電磁弁３１を介した排液管（排水ライン）３９を設け、液面センサーＬによる制御で排液後に給液を行っても良い。
【００３３】
上記の作用によって本実施例では、時間が経過しても、安定してガスを除害することができ、除害されたガスは、液体槽１上部に設けられた排気口１４より排気されるようになっている為、水溶性のガスであれば、きわめて効率よくガスの除害を行うことができる。
更に、本実施例は、ガスだけでなく、半導体製造ラインや液晶製造ラインでよく問題になっている粉体に対しても有用である。
【００３４】
製造装置から排出されるガスには、微細な粉体が含まれている場合があり、その粉体が配管のつまり等を生じせしめる事がある。そこで、定期的に、洗浄装置６を運転して、第１パイプ２１ａの洗浄を行う。即ち、洗浄装置６に給水ライン１６から水を流すと、該水は有害ガスＧと混合して混合流体となりながら気水分離器４１に入る。そのため、該パイプ２１ａの内壁面に付着していた粉体等は洗い流されるので、該内壁面はきれいに清掃される。
【００３５】
気水分離器４１に入った混合流体は、内筒４１ｃ内を落下するが、ガスより比重の重い水は流水口４１ａから第３パイプ４２を通って液体槽１内に流れ込む。
該混合流体中の有毒ガスは、吸引気流に乗って連通路４１ｅからガス口４１ｄ、第２パイプ２１ｂを通って気液混合・撹拌装置４に吸い込まれる。そのため、気液混合・撹拌装置４にはガスしか流れないので、混合流体が流れる場合に比べ、流量が多くなる。
【００３６】
次に、自己洗浄機能について説明する。
バルブ１５を絞り、有害ガスの供給量を所定値に減少すると、不足したガス量及び負圧は気水分離器４１を介して液体槽１内の処理液Ｗで調節しバランスがとられる。その為、液体槽１内の処理液Ｗは、第３パイプ４２を逆流し、気水分離器４１の流入口４１ａ、連通路４１ｅ、ガス口４１ｄ、第２パイプ２１ｂを介して気液混合・攪拌装置に流れる。その結果、第２パイプ２１ｂの管内壁に付着した粉体等は洗い流され、きれいになる。
【００３７】
この様に管内壁に付着した粉体等は、洗い流されるので、詰まりが発生しないと共に、気液混合・攪拌装置４に送り込まれた粉体等は、攪拌作用によってトラップされるので、排気口に流入する粉体等を最小限に押さえることができる。
【００３８】
この発明の第２実施例を図５により説明する。この実施例と第１実施例との相違点は、次の通りである。
(1)除害装置を直列に複数個（Ｓ1、Ｓ2、……Ｓn）連設、即ち、複数段設けたこと。そして、除害装置Ｓ1の液体槽１に形成した排気口１４が連結管５０を介して次段の除害装置Ｓ2の吸気管１３に接続されていること。
(2)除害装置Ｓ1の液体槽１に形成した排水ライン３９が連結管５１を介して次段の除害装置Ｓ2の給水ライン８に接続されていること。
【００３９】
この実施例では、初めの除害装置Ｓ1で除害された処理ガスは、次段の除害装置Ｓ2で更に除害される。そのため、規制値の非常に小さいガス、例えば、規制値０、５PPMの塩素ガス、でも容易に規制値をクリアすることができる。
【００４０】
又、排水ラインの処理液を次段の除害装置の給水ラインの水として再利用するので、使用する水の量を節約することができる。
【００４１】
この発明の実施例は、上記に限定されるものではなく、例えば、次の様にしても良い。
(1)吸気管に洗浄装置６及び気水分離器４１を設ける代わりに、気液分岐管を設ける。この気液分岐管は、T字状の管路で、液体槽１内の処理液に連通する流水口と、該流水口及び気液混合・撹拌装置に連通するガス口と、を備えている。
【００４２】
この気液分岐管は、バルブ１５が標準状態で開いているときには、吸気管１３から吸引される有害ガスは、ガス口を通って気液混合・撹拌装置４に吸引される。
この時、流水口は、液体槽１内の処理液に連通しているので、該有害ガスは、この流水口を通って液体槽１内に入ることはない。
【００４３】
バルブ１５を絞り、有害ガスの供給量を所定値に減少させると、不足したガス量及び負圧は気液分岐管を介して液体槽１内の処理液Ｗで調節しバランスがとられる。  その為、液体槽１内の処理液Ｗは、気液分岐管の流水口から逆流し、ガス口を通って気液混合・攪拌装置に流れるので、管路内壁に付着した粉体は洗い流される。
【００４４】
(2)除害装置を複数段連設し、除害装置の液体槽の排水ラインを次段の除害装置の給水ラインに接続する代わりに、前記両ラインの関係を遮断し、各除害装置の給水ラインをそれぞれ別個独立にしても良い。
【００４５】
【発明の効果】
この発明は、次の様な顕著な効果を奏する。
(1)気水分離器又は気液分岐管を設けたので、液体槽内の処理液を逆流させて管内壁の洗浄を行うことができる。
(2)洗浄装置の下流側に気水分離器を設けたので、気水分離器に流入した混合流体は、水とガスに分離され、該水は流体口から液体槽内に流れ、ガスはガス口から気液混合・撹拌装置に吸引される。そのため、前記混合流体を吸引する場合に比し、ガスの処理量を増大させることができる。
【００４６】
(3)除害装置を複数段連設したので、段数が増えるに従い、除害効率が向上する。そのため、規制値の厳しいガスの除害に対応することができる。
(4)除害装置を複数段連設し、除害装置の排水ラインを次段の除害装置の給水ラインに接続したので、排水を再利用できる。その為、使用する水の量を節約することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示すフローチャートである。
【図２】気液混合・攪拌装置の斜視図である。
【図３】気液混合・攪拌装置の縦断面図である。
【図４】吸気管の縦断面図である。
【図５】本発明の第２実施例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    液体槽
１    ポンプ
４    気液混合、撹拌装置
５    循環路
１２  吸気管
４１  気水分離器
Ｓ    除害装置
【図１】
0004850350.tif 000002
【図２】
0004850350.tif 000003
【図３】
0004850350.tif 000004
【図４】
0004850350.tif 000005
【図５】
0004850350.tif 000006