(57)【要約】【課題】軸動力を上げずに有害なガス成分を効率よく除去できる排ガス処理装置を提供する。【解決手段】ケーシング１１内に設けられた主板２０の径方向外端部２０ｃに、当該主板２０の前面２０ｂに生じた液滴を微細化する微細化部２４を設けることで液滴径を小さくし、より多くの有毒なガス成分を洗浄液に接触させる。【選択図】図３
2009112905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスを径方向外側へ向けて送り出す羽根車と、
この羽根車が内部に設けられ排ガスの吸込口と吐出口とを有するケーシングと、
前記羽根車を回転させる駆動部と、
排ガスが前記ケーシングに導かれる経路に配置されて前記羽根車に向けて洗浄液を噴霧することで当該羽根車上に液滴を生じさせる噴射ノズルと、
前記羽根車の径方向外端部に設けられて当該羽根車に生じた前記液滴を微細化する微細化部と、を備えていることを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２】
前記微細化部は、前記羽根車の径方向外縁から径方向外方へ突出する多数の針状部を有している請求項１に記載の排ガス処理装置。
【請求項３】
前記多数の針状部は、前記羽根車の回転方向に向かって傾斜するように列設されている請求項２に記載の排ガス処理装置。
【請求項４】
前記微細化部は、繊維強化プラスチックよりなり、前記多数の針状部は、当該繊維強化プラスチックに含まれる強化繊維により構成されている請求項２又は３に記載の排ガス処理装置。
【請求項５】
前記羽根車は、円盤状の主板と、この主板に対向配置された環状の側板とを備えており、前記微細化部が、当該主板の径方向外端部に設けられている請求項１〜４のいずれかに記載の排ガス処理装置。
【請求項６】
前記主板と前記側板との間に、前記噴射ノズルから噴霧された前記洗浄液の一部を液滴化させる環状の分散板が設けられている請求項５に記載の排ガス処理装置。
【請求項７】
前記主板に、前記噴射ノズルから噴霧され当該主板に到達した洗浄液の一部を前記ケーシング内の空間に拡散させる拡散部が設けられている請求項５又は６に記載の排ガス処理装置。
【請求項８】
前記拡散部は、前記主板の回転軸心を中心として放射状に延びる複数の拡散翼で構成されている請求項７に記載の排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の製造工程で発生する排ガスから有害な成分を除去する排ガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造時の各工程において、酸性ガスやアルカリ性ガスの他、二酸化珪素等の粉塵を含む排ガスが排出されるが、それらの排ガスは毒性を有するため、大気に放出する前に無害化処理を行う必要がある。無害化処理を行う装置として、粉塵に対して目詰まりし難い多孔板塔、スプレー塔等の湿式洗浄塔が挙げられる。しかし、このような湿式洗浄塔を使用して排ガスを処理すると、羽根車や塔体に粉塵が付着することから、定期的な洗浄が必要とされメンテナンス費が嵩むという問題があった。
【０００３】
その問題を解決する排ガス処理装置として、排ガスを径方向外側へ向けて送り出す羽根車と、この羽根車が内部に設けられるケーシングと、羽根車を回転させる駆動部と、排ガスがケーシングに導かれる経路に配置され羽根車に向けて洗浄液を噴霧する噴射ノズルとを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この排ガス処理装置では、羽根車へ向けて噴霧された洗浄液は当該羽根車上で液滴となり、この液滴と排ガスとが接触することで当該排ガスに含まれる粉塵や有毒なガス成分が除去されるようになっている。
【特許文献１】特開昭６２−２１００２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１の排ガス処理装置において、噴霧された霧状の洗浄液は、羽根車上に付着し、更に遠心力により径方向外端部に伝わって液滴となる。排ガス中の粉塵に対しては、当該液滴が羽根車を離れてからケーシングにぶつかるまで間に捕獲することができる。しかし、排ガス中の有毒なガス成分に関しては、当該ガス成分はケーシング内の略全体に行き渡っているのに対して、洗浄液は羽根車上に偏って存在しているため、一部の当該ガス成分しか洗浄液に接触させることができず、上記排ガス処理装置のみでは当該ガス成分を効率良く除去することができないという問題がある。
【０００６】
そこで、多くの当該ガス成分を洗浄液に接触させるため、羽根車の回転速度を大きくして羽根車上の液滴径を小さくすることが考えられる。しかし、このようにすると羽根車を回転させるための軸動力が、必要とされる静圧に対して過大となってしまう。
【０００７】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、軸動力を上げずに有毒なガス成分を効率よく除去できる排ガス処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は次の技術的手段を講じた。
【０００９】
すなわち本発明の排ガス処理装置は、排ガスを径方向外側へ向けて送り出す羽根車と、この羽根車が内部に設けられ排ガスの吸込口と吐出口とを有するケーシングと、前記羽根車を回転させる駆動部と、排ガスが前記ケーシングに導かれる経路に配置されて前記羽根車に向けて洗浄液を噴霧することで当該羽根車上に液滴を生じさせる噴射ノズルと、を備えた排ガス処理装置において、前記羽根車の径方向外端部に、当該羽根車に生じた前記液滴を微細化する微細化部が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
上記本発明の排ガス処理装置によれば、羽根車に生じた液滴が微細化部により微細化させられるので、羽根車の回転速度を上げずに液滴径を小さくすることができる。これにより、多くの有毒なガス成分が洗浄液に接触させられ、軸動力を上げずに当該ガス成分を効率よく除去することができる。
【００１１】
また、前記微細化部を、前記羽根車の径方向外縁から径方向外方へ突出する多数の針状部を有するものとして、この針状部により羽根車に生じた液滴を細分化すればよい。
【００１２】
また、前記多数の針状部を、前記羽根車の回転方向に向かって傾斜するように列設することで、液滴径をより小さくすることができる。
【００１３】
また、前記微細化部は繊維強化プラスチックよりなり、前記多数の針状部は当該繊維強化プラスチックに含まれる強化繊維により構成すれば、当該微細化部を容易に製作することができる。
【００１４】
また、前記羽根車を、円盤状の主板と、この主板に対向配置された環状の側板とを備えたものとした場合、前記液滴微細化部は、当該主板の径方向外端部に設けられていればよい。
【００１５】
更に、前記主板と前記側板との間に、前記噴射ノズルから噴霧された前記洗浄液の一部を液滴化させる環状の分散板が設けられていることが好ましい。
【００１６】
この場合、噴霧された洗浄液を分散板でも液滴化させることができるので、より多くの洗浄液を液滴化させることができる。また、一般に排ガス処理装置を大型化した場合、主板と側板との間の幅が大きくなり、多量の排ガスが当該部分を通るため、小型の排ガス処理装置に比較して、主板上の液滴と接触できない有毒なガス成分の割合が高くなってしまう。本発明の分散板を設けると、主板と側板との間でも洗浄液を液滴化させることができるので、分散板を設けた分だけ液滴と接触できない有毒なガス成分の割合を下げることができる。従って、上記分散板を設けることで排ガス処理装置を大型化した場合でも、有毒なガス成分を効率良く除去することができる。
【００１７】
更に、前記主板に、前記噴射ノズルから噴霧され当該主板に到達した洗浄液の一部を前記ケーシング内の空間に拡散させる拡散部が設けられていることが好ましい。
【００１８】
この場合、拡散部により主板に到達した洗浄液の一部がケーシング内の空間に拡散させられるので、より多くの有毒なガス成分を噴射された霧状の洗浄液と接触させることができる。
【００１９】
また、前記拡散部は、前記主板の回転軸心を中心として放射状に延びる複数の拡散翼で構成されているものとすればよい。
【発明の効果】
【００２０】
上記の通り、本発明によれば、微細化部により洗浄液の液滴が微細化され、多くの有毒なガス成分が洗浄液に接触させられるので、軸動力を上げずに当該ガス成分を効率よく除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態（第１実施形態）に係る排ガス処理装置１が使用された排ガスの処理システム２の要部を表す処理フロー図である。この処理システム２には、前処理された排ガス３に含まれる有毒なガス成分（以下、単にガス成分という）及び粉塵を除去する排ガス処理装置１と、この排ガス処理装置１から排出された処理ガス４が送られるミストキャッチャー塔５と、このミストキャッチャー塔５で分離された水分を溜めておく循環タンク６と、この循環タンク６に溜められた水分を排ガス処理装置１へ送るための循環ポンプ７とが設置されている。
【００２２】
排ガス処理装置１に送られてきた排ガス３は、当該排ガス処理装置１で水分を多量に含む処理ガス４となり、この処理ガス４をミストキャッチャー塔５に通すことで当該処理ガス４中の水分がガス成分及び粉塵と共に分離され、浄化ガス８となって大気に放出される。また、ミストキャッチャー塔５で分離された水分は、循環タンク６に溜められ、この循環タンク６に溜められた水分は、循環ポンプ７によって、再び排ガス処理装置１に送られる。なお、循環タンク６には、真水を補給する給水部３０や、オーバーフローした水分を排水する排水部３１、オーバーフローセンサ３２等が設けられており、各箇所の配管には、バルブや圧力計等が設けられている。
【００２３】
図２（ａ）は、排ガス処理装置１の正面図であり、図２（ｂ）は、排ガス処理装置１の一部を切り欠いた側面図である。排ガス処理装置１は、排ガス３を径方向外側へ向けて送り出す羽根車１０と、この羽根車１０が内部に設けられたケーシング１１と、羽根車１０を回転させる駆動モータ１２（駆動部）と、洗浄液を噴霧するための噴射ノズル１３とを備えている。以下の説明において、図２（ｂ）における左側を前側といい、図２（ｂ）における右側を後側という。
【００２４】
ケーシング１１は、前容体１４と後容体１５で構成されている。後容体１５の中心部に貫通孔１５ａが形成されており、ケーシング１１の後側に配置された駆動モータ１２に繋がる駆動軸１６が当該貫通孔１５ａに貫通されている。前容体１４と後容体１５とはいずれも容器状に形成されており、このうちの前容体１４の前部には排ガス通路となる開口された開口部１４ａが形成されている。この開口部１４ａには、ケーシング１１の内部から外部へ延びる筒状の拡径部１７が固定されている。
【００２５】
この拡径部１７は、ケーシング１１の内部から外部に向かうに従って拡径されており、導入されてきた排ガス３がケーシング１１内の羽根車１０に吸い込まれる吸込口１８を構成している。また、ケーシング１１の側壁部には、前容体１４の一部と後容体１５の一部が合わさって構成された吐出口１９が設けられており、当該ケーシング１１に吸い込まれた排ガス３は、当該吐出口１９から処理ガス４となって排出される。
【００２６】
拡径部１７の前端には、前後方向に延びる筒状の導入管３３が取り付けられている。この導入管３３の側面には、ノズル管導入部３４が設けられており、洗浄液を通すノズル管３５が、当該ノズル管導入部３４を介して導入管３３の前後方向中途部へ導入されている。ノズル管３５の先端には、ケーシング１１へ向けられた噴射ノズル１３が設けられており、ノズル管３５を通ってきた洗浄液２７は、この噴射ノズル１３からケーシング１１内の羽根車１０へ向かって噴霧されるようになっている。
【００２７】
図３は、羽根車１０の一部を切り欠いた正面図であり、図４は、図３のＡ−Ａ線断面図である。この羽根車１０は、円盤状の主板２０と、この主板２０の前側に対向配置された環状の側板２１と、主板２０と側板２１との間に設けられた前後方向に延びる羽根板２２と、更に、主板２０の回転中心部に設けられた拡散部２３と、主板２０の径方向外端部２０ｃに設けられた微細化部２４を備えている。
【００２８】
主板２０は、ケーシング１１との所要の隙間が形成されるような直径を有しており、（図２（ｂ）参照）その後面の中心部には駆動軸１６が固定されている。図４に示すように、側板２１は、前側に向かうに従って縮径するように形成されており、当該側板２１の前端２１ａが、上記拡径部１７の後端の直近に位置している。これにより、拡径部１７まで送られてきた排ガス３は、羽根車１０内の空間２８へ吸い込まれるようになっている。
【００２９】
図３及び図４に示すように、羽根板２２は、周方向に向かって凸状に湾曲しており、その前端が側板２１の後面に固定されると共にその後端が主板２０の前面２０ｂに固定されている。当該羽根板２２は、主板２０と側板２１とを繋ぐようにして八枚設けられており、当該主板２０の径方向外端の位置から側板２１の径方向内端よりも若干内方へ突出する位置まで径方向に延びている。従って、羽根車１０に吸い込まれてきた排ガス３は、隣接する羽根板２２、２２の間を通って当該羽根車１０の径方向外側へ向かうようになっている。
【００３０】
拡散部２３は、主板２０の回転中心部を中心として等角度で放射状に延びる８枚の拡散翼２５で構成されている。図４に示すように、各拡散翼２５は、羽根板２２の径方向外端縁よりも短い前後方向長さの板状に形成されて主板２０の前面に立設されている。このように構成された主板２０、拡散翼２５，羽根板２２、及び側板２１は、当該主板２０に固定された駆動軸１６により共に回転させられる。
【００３１】
なお、主板２０、拡散翼２５，羽根板２２、及び側板２１は、いずれもガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）からなり、高い耐食性が確保されている。また、この材料に含まれるガラス繊維には撥水処理が施されており、洗浄液が各部材の表面で液滴となり易くなっている。なお、当該各部材の構成材料は上記材料に限定されるものではなく、要求される強度及び耐食性を確保できるものであれば、炭素繊維や他の補強繊維で強化されたＦＲＰ、或いはその他の材料で構成することもできる。本実施形態における主板２０の直径は、約４００ｍｍ、拡散翼２５の径方向寸法は、約１００ｍｍ、前後方向寸法（高さ）は、約６０ｍｍとなっている。なお、当該各部材の寸法はこれらに限定されるものでなく、適宜変更することができる。
【００３２】
図３に示すように、微細化部２４は、主板２０の径方向外端部２０ｃの全周に渡って設けられている。図３の拡大図に示すように、微細化部２４は、多数の針状部２６を有している。これら多数の針状部２６は、主板２０の径方向外縁２０ａから径方向外方へ突出して、当該主板２０の径方向外縁２０ａに沿ってブラシ状となっている。
【００３３】
また、多数の針状部２６は、羽根車１０の回転方向（図３の時計回り方向）に向かって傾斜している。微細化部２４は、ＦＲＰで構成されており、多数の針状部２６はＦＲＰに含まれる配向させた強化繊維を露出させることによって構成されている。本実施形態における主板２０の径方向外縁２０ａからの針状部２６の突出長さは約５ｍｍとなっている。なお、針状部２６の突出長さは適宜変更することができる。
【００３４】
上記微細化部２４は、主板２０の周方向に沿って複数の短冊状のＧＦＲＰを貼り付けたオーバーレイ層として構成されたものである。以下、この微細化部２４の製作方法を詳細に説明する。所要長さ（周方向の長さに対応）及び所要幅（径方向長さに対応）の短冊状のガラス繊維織布を準備する。各ガラス繊維織布の長手方向の片側の縁部分は、当該縁部分から５ｍｍ以上の配向した多数のガラス繊維が斜めに突出するように処理されている。具体的には、切り取られたガラス繊維織布の長手方向の切断縁における長手方向に織り込まれたガラス繊維を取り除き、短手方向の繊維を長く突出させればよい。
【００３５】
各ガラス繊維織布に常温硬化型の液状のポリエステルを含浸させ、含浸織布とする。なお、その際に、多数のガラス繊維を突出させた部分には、当該ポリエスエルが付着しないようにする。各含浸織布を、突出させた多数のガラス繊維を主板２０の外端縁２０ａから径方向外方へ突出するようにして、外端部２０ｃに沿って配置する。そして、配置した各含浸織布を上からローラで押さえつけ、当該各含浸織布を主板２０に圧着する。その後、ポリエステルに含まれる気泡を除去するために脱泡処理し、常温にて硬化させ、微細化部２４とする。なお、微細化部２４を構成する材料として、耐食性を備えるものであれば、例えばカーボン繊維等の他の繊維材料や、ポリエステル以外のエポキシ樹脂等の他の樹脂を使用してもよい。
【００３６】
次に、排ガス３に含まれるガス成分と粉塵が排ガス処理装置１によって除去されていく点を説明する。導入管３３に入ってきた排ガス３は、吸込口１８から羽根車１０内の空間２８へ吸い込まれる。それと共に、導入管３３内に設けられた噴射ノズル１３から霧状となった霧状洗浄液２７が、羽根車１０内へ向かって連続して噴霧される。主板２０に到達した霧状洗浄液の一部は、拡散翼２５によって羽根車１０内の空間２８へ拡散され、ガス成分及び粉塵と接触して当該ガス成分及び粉塵が捕捉される。
【００３７】
主板２０に到達して拡散翼２５で拡散されなかた霧状洗浄液は、遠心力によって当該主板２０の前面２０ｂを径方向外側へ向かって伝って液滴化する。液滴化した液滴洗浄液は、主板２０の微細化部２４に到達し、多数の針上部２６で微細化されて微細洗浄液となる。その際、多数の針上部２６が、回転方向に向かって傾斜しているので、液滴洗浄液はより小さい液滴に微細化される。この微細洗浄液は、主板２０を離れてケーシング１１の内面へ衝突していく。これにより、主板２０付近のガス成分及び粉塵は、主板２０の前面２０ｂに存在する液滴洗浄液及び、微細化部２４に存在する微細化洗浄液、更に主板２０から離れた微細化洗浄液によって捕捉される。また、主板２０と側板２１との間の空間２８でも、拡散翼２５で拡散された霧状洗浄液、噴射ノズル１３から噴霧された霧状洗浄液によってガス成分及び粉塵は捕捉される。
【００３８】
このように、本実施形態の排ガス処理装置１の主板２０には、微細化部２４が設けられているので、当該主板２０の前面２０ｂに生じた液滴洗浄液を微細化して、その液滴径を小さくすることができる。更に、主板２０に、噴射ノズル１３から噴霧された霧状洗浄液を拡散させる複数の拡散翼２５が設けられているので、主板２０に到達した霧状洗浄液を当該主板２０で液滴化せずに拡散させ、小さい液滴径のままで存在させておくことができる。
【００３９】
上記本実施形態の排ガス処理装置１によれば、主板２０の前面２０ｂ、主板２０付近、更に主板２０と側板２１との間の空間２８を含むケーシング１１内の空間に、液滴径の小さい洗浄液が多量に存在するので、粉塵のみならず多くのガス成分を当該洗浄液と接触させて捕捉することができる。従って、軸動力を上げて羽根車１０の回転速度を上げなくとも、多量のガス成分を洗浄液と接触させて効率よく除去することができる。
【００４０】
また、羽根車１０には、常に洗浄液が接触するので、当該羽根車１０に粉塵が付着し難く、メンテナンスが容易である。また、羽根車１０は洗浄液によって常時洗浄されている状態とされるので、初期の送風能力を長時間に渡って維持することができ、且つ羽根車１０への粉塵の付着により回転がアンバランスとなることを防止することができる。このように、当該排ガス処理装置１を使用すれば、処理システム２の保守管理が非常に容易となる。また、多孔板塔やスプレー塔等の湿式洗浄塔よりも装置がコンパクトであり、小さい設置スペースに設置することができ経済的である。
【００４１】
図５及び図６は、本発明に係る排ガス処理装置の第２実施形態を示している。本実施形態の排ガス処理装置４０が、第１実施形態の排ガス処理装置１と異なる点は、拡散翼２５が設けられておらず、主板２０と側板２１との間に環状の分散板４１が設けられている点である。なお、第１実施形態と共通する点は同符号を付してその説明を省略する。
【００４２】
分散板４１は、側板２１の後端と主板２０間の略中央部で当該主板２０に対向配置されており、その内径寸法及び外径寸法は、当該側板２１の内径寸法及び外径寸法と略同じとなっている。また、分散板４１の径方向外端部４１ａには、第１実施形態と同様の微細化部４２が設けられている。また、主板２０の径方向外端部２０ｃにも、第１実施形態と同様に微細化部２４が設けられている。上記分散板４１の存在により、噴射ノズル１３から噴霧された霧状洗浄液を、当該分散板４１と主板２０とで液滴化することができる。そして、分散板４１に設けられた微細化部４２により、分散板４１の径方向外端部４１ａまで伝わってきた液滴洗浄液を微細化することができる。
【００４３】
本実施形態の排ガス処理装置４０によれば、主板２０だけでなく分散板４１でも液滴洗浄液を生じさせ、この液滴洗浄液を微細化部４２で微細化させるので、多量のガス成分及び粉塵を洗浄液に接触させて効率良く除去することができる。また、本実施形態に示す分散板４１が設けられていない排ガス処理装置の場合、大型化すると主板と側板との間の幅が大きくなり、多量の排ガスが当該部分を通るため、小型の排ガス処理装置に比較して、主板上の液滴と接触できない有毒なガス成分が多くなってしまう。本発明のように分散板４１を設ければ、主板２０と側板２１との間でも洗浄液を液滴化させることができるので、液滴と接触できない有毒なガス成分が少なくなる。従って、排ガス処理装置４０を大型化した場合でも、上記分散板４１を設けることで有毒なガス成分を効率良く除去することができる。
【００４４】
なお、上記実施形態は例示であり、限定的なものではない。例えば、微細化部の針状部の配向方向や長さ、微細化部を設ける箇所を変更してもよい。ケーシング、主板、側板、翼板の形状、寸法等は適宜変更すればよい。また、排ガス処理装置は、各種の排ガスの処理システムに適用することができ、排ガス処理装置の前後に設ける設備は限定されるものではない。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明は、半導体製造装置で発生する排ガスから有害な成分を除去するための、例えば排ガス処理装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る排ガス処理装置が使用された排ガスの処理システムの要部を表す処理フロー図である。
【図２】（ａ）は、排ガス処理装置の正面図であり、（ｂ）は、排ガス処理装置の一部を切り欠いた側面図である。
【図３】羽根車の一部を切り欠いた正面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る排ガス処理装置の羽根車の一部を切り欠いた正面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１、４０    排ガス処理装置
２    処理システム
５    ミストキャチャー塔
１０  羽根車
１１  ケーシング
１３  噴射ノズル
１８  吸込口
１９  吐出口
２０  主板
２１  側板
２２  羽根板
２４、４２  微細化部
２３  拡散部
２５  拡散翼
２６  針状部
２７  洗浄液
４１  分散板
【図１】
2009112905.tif 000003
【図２】
2009112905.tif 000004
【図３】
2009112905.tif 000005
【図４】
2009112905.tif 000006
【図５】
2009112905.tif 000007
【図６】
2009112905.tif 000008