CN115475805A - 利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置，其通过在活塞杆根据流体的供给方向沿着一个方向旋转而前进或沿着相反方向旋转而后退的螺杆缸体上结合刮削器的构造来能够容易且有效地去除粘附在气体处理设备管道内周面或气体处理设备内壁面的粉末。并作为一个实施例提出利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置，其包括：螺杆缸体，气密地设置于气体处理设备，活塞杆根据流体的供给方向沿着一个方向旋转而前进，沿着相反方向旋转而后退；及刮削器，与螺杆缸体的活塞杆结合并向气体处理设备内延伸，且在与活塞杆一起旋转的同时前进或后退而刮削粘附在气体处理设备的管道内周面或气体处理设备的内壁面的粉末。

Description

利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置
技术领域
所公开的内容涉及一种设置于如洗涤器(scrubber)之类的气体处理设备而去除粉末的气体处理设备用粉末去除装置。
背景技术
除非在本说明书中另有表述，否则本部分中所说明的内容不是对于本申请的各项权利要求的现有技术，不得因包括在本部分中而认定为现有技术。
通常，就半导体的制造而言，虽然随DRAM、SDRAM、闪存、硅半导体等半导体的种类而存在相当大的差异，但通常经晶片制造工艺、电路设计和掩模制作工艺、包括氧化、感光、曝光、显影、刻蚀、灰化、化学气相沉积(CVD)等在内的晶片加工工艺以及封装工艺而完成。例如，在如FPD那样的显示器的制造上也适用前面所述的半导体制造工艺。
在半导体制造工艺的情况下使用诸如高纯度的H2、SiH4(甲硅烷)或SiHCl3(三氯氢硅)之类的工艺气体，且在化学气相沉积上使用高纯度的SiH4、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、GeH4、B2H6、BBr3、BCl3、AsH3、PH3、TeH2、SnCl4、GeCl4、WF6、NH3、CH4、Cl2、MoF6等特殊工艺气体，而且作为运载气体(carrier gas)使用高纯度氢气(H2)和氮气(N2)。另外，在等离子体刻蚀上使用SiF4、CF4、C3F8、C2F6、CHF3、CClF3、O2等工艺气体，且在离子束刻蚀上使用C3F8、CHF3、CClF3、CF4等特殊工艺气体。
另一方面，使用于半导体制造的工艺气体具有毒性、可燃性以及腐蚀性等强的特性且包含如挥发性有机化合物(VOCs，Volatile Organic Compounds)那样的有害成分。这里，挥发性有机化合物是由于蒸汽压高而容易蒸发到大气中的液态或气态有机化合物的总称，其在大气中发生光化学反应而生成臭氧等光化学氧化性物质，从而引发光化学烟雾，已知其不仅是大气污染及全球变暖的原因物质，而且还是致癌物质。
就这种工艺气体而言，仅有一部分在制造设备内参与反应，其余90％左右的工艺气体以未反应的状态从制造设备排出。如此地排出的工艺气体(以下称为“废工艺气体”)在未经单独的净化过程而直接排放到大气中的情况下，会招致周边制造设备的损坏和严重的环境污染以及作业人员的安全事故，因此，在各制造设备的与排气管道连接的排气管线上设置将废气分解成基准值以下或对废气进行净化处理的气体处理设备。
这种气体处理设备利用废气的特性即与空气接触时发生爆炸性反应的性质、燃烧的性质、与气体处理剂反应的性质以及溶于水的性质等而对废气进行分解或净化处理，这种气体处理设备大体上区分为热分解或高温等离子体方式的干式洗涤器、利用清洗液喷射的湿式洗涤器以及并行干式和湿式的混合式洗涤器。
干式洗涤器具有如下构造，即，使废气通过燃烧器的火焰或等离子体中而直接燃烧或氧化，或者，例如使废气通过由如加热器那样的热源形成的高温的腔室中而进行热分解。这种干式洗涤器虽然在处理易燃性(可燃性)废气方面具有极佳的效果，但不适合处理如水溶性气体那样的不易燃烧的废气。
湿式洗涤器具有利用水喷射捕集废气之后进行清洗和冷却的比较简单的结构，并具有易于制作且能够大容量化的优点。然而，不可能处理水不溶性废气，尤其不适合处理含有易燃性强的氢基的废气。
混合式洗涤器具有使废气在反应器内作为第一次处理燃烧而去除易燃性气体和爆炸性气体之后作为第二次处理通过水喷射来使水溶性的毒性废气溶解在水中的构造，在韩国授权实用新型第20-0405303号(2006年01月10日公告)、韩国公开专利第10-2010-0021135号(2010年02月24日公开)、韩国授权专利第10-1431452号(2014年08月21日公告)、韩国授权专利第10-1568804号(2015年11月12日公告)等中公开有这种混合式洗涤器的例子。
然而，在如前面所述的气体处理设备的情况下，由于粉末粘附在管道或内壁等上而存在气体处理效率降低的问题，因此必然需要用于防止这种粉末粘附的装置或用于去除粉末的装置。
作为这种气体处理设备用粉末去除装置的一个例子，在韩国公开专利第10-2007-0080004号(2007年08月09日公开)中公开了一种半导体废气处理用洗涤器的粉末去除装置，其中，半导体废气处理用洗涤器由燃烧器和燃烧腔室构成，半导体制造工艺中生成的废气流入上述燃烧器中，并且上述燃烧器燃烧上述废气，在上述燃烧腔室结合有上述燃烧器，并且废气由上述燃烧器燃烧而生成的粉末下落到上述燃烧腔室的下部，上述半导体废气处理用洗涤器的粉末去除装置的特征在于，在上述燃烧腔室进一步形成有提供气体以防粉末沉积于上述燃烧腔室的内壁的粉末去除用气体供给部，上述粉末去除用气体供给部构成为包括：气体供给管，其与上述燃烧腔室的外部结合；气体管，其与上述气体供给管连接，并且沿着上述燃烧腔室的内壁形成为环形；以及至少一个气体喷嘴，其与上述气体管结合，并且在上述燃烧腔室的内部延伸。
在这种现有的气体处理设备用粉末去除装置的情况下，存在气体喷嘴或气体供给管反而由粘附的粉末所堵塞而发挥不了自身功能的问题。
另外，在韩国公开专利第10-2014-0070513号(2014年06月10日公开)中公开了一种半导体制造设备用超声波洗涤器，其具备：洗涤器腔室，其位于从半导体工艺腔室产生的废气的排气路径上；超声波传递带，其包围上述洗涤器腔室的外周面并贴紧固定于该洗涤器腔室的外周面；振动传递部件，其固定附着于上述超声波传递带；超声波变幅杆，其一端与上述振动传递部件固定结合；超声波换能器，其与上述超声波变幅杆的另一端结合而提供超声波振动；超声波换能器驱动电力放大器，其电驱动上述超声波换能器；以及冷却单元，其呈圆柱形状且在两端圆形表面中央具备贯通口并使上述超声波变幅杆通过贯通口来贯通结合，从而阻断向超声波换能器传导的热，并使超声波振动能量的损失最小化，且即使在高温环境下也保障超声波换能器的效率和稳定性。
然而，在如前面所述的半导体制造设备用超声波洗涤器中所公开的超声波振动型粉末去除装置的情况下，由于必须设置在洗涤器的周围，因而存在装置的大小相对较大且为了产生超声波而消耗相当大的电力的问题。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：韩国公开专利第10-2007-0080004号(2007年08月09日公开)
专利文献2：韩国公开专利第10-2014-0070513号(2014年06月10日公开)
发明内容
(发明所要解决的问题)
本发明的目的在于提供一种利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置，其通过在活塞杆根据流体的供给方向沿着一个方向旋转而前进、沿着相反方向旋转而后退的螺杆缸体结合刮削器的构造来能够容易且有效地去除粘附在气体处理设备的管道内周面或气体处理设备的内壁面的粉末。
另外，并不限定于如上所述的技术问题，不言而喻，从以下说明中还可以得出其它技术问题。
(解决问题所采用的措施)
所公开的内容作为一个实施例提出一种利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置，其包括：螺杆缸体，其气密地设置于气体处理设备，且根据流体的供给方向，活塞杆沿着一个方向旋转而前进，沿着相反方向旋转而后退；以及刮削器，其结合于上述螺杆缸体的活塞杆并向上述气体处理设备内延伸，且在与上述活塞杆一起旋转的同时前进或后退而刮削粘附在上述气体处理设备的管道内周面或上述气体处理设备的内壁面上的粉末。
根据所公开的内容的优选特征，上述螺杆缸体包括：缸体本体，其在前方侧形成有后退口且在后方侧形成有前进口；螺杆轴，其向上述缸体本体内延伸并固定结合于上述缸体本体的后方端部；以及上述活塞杆，其后方侧螺纹结合于上述螺杆轴，并根据向上述前进口、后退口的流体供给而在旋转的同时前进或后退，且在前方端部与上述刮削器结合。
根据所公开的内容的优选特征，上述刮削器包括：连结管部，其套在上述活塞杆的前方端部侧而被紧固连结固定；刮削器轴，其从上述连结管部延伸；以及刮削用折弯杆，其从上述刮削器轴分支成两股(双叉)并延伸而呈U字形状。
根据所公开的内容的优选特征，上述刮削器借助于同时贯通上述螺杆缸体的活塞杆的前方端部侧和上述刮削器的连结管部的固定螺栓来结合于上述螺杆缸体的活塞杆，两个上述固定螺栓彼此隔开并向相反方向实施坚固连结，且在其端部分别嵌入防止脱离用卡环。
(发明的效果)
利用根据所公开的一个实施例的利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置，则具有如下优点。即，通过在活塞杆根据流体的供给方向沿着一个方向旋转而前进、沿着相反方向旋转而后退的螺杆缸体上结合刮削器的构造来能够容易且有效地去除粘附在气体处理设备的管道内周面或气体处理设备的内壁面的粉末。
利用根据所公开的一个实施例的利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置，则具有如下优点。即，能够以相对低的设置成本和维护成本有效地去除粘附在气体处理设备的管道内周面或气体处理设备的内壁面的粉末，并且能够提高气体处理设备的气体处理效率的稳定性。
本发明的效果不限于以上提及的效果，本领域技术人员从权利要求书的记载中将清楚地理解未提及的其它效果。
附图说明
图1是根据所公开的内容的实施例的利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置的示意性设置构造图。
图2是根据所公开的内容的一个实施例的利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置的立体图。
图3是根据所公开的内容的一个实施例的利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置的分解立体图。
图4是根据所公开的内容的一个实施例的利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置的截面构造图。
图5是根据所公开的内容的一个实施例的利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置的工作图。
(附图标记的说明)
1：利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置；3：气体处理设备；
100：螺杆缸体(Screw Cylinder)；110：缸体本体；111：后退口；
113：前进口；120：螺杆轴；121：结合端部；130：活塞杆；131：活塞部；
131a：活塞环；133：杆部；135：螺杆轴槽；140：衬垫；200：刮削器；
210：连结管部；220：刮削器轴；230：刮削用折弯杆；240：固定螺栓；
250：防止脱离用卡环(Snap Ring)。
具体实施方式
以下，参照附图观察优选实施例的构成和作用效果。作为参考，在以下附图中，为了方便和清楚起见，省略或示意性地图示了各构成要素，而各构成要素的大小并不反映实际大小。另外，在整个说明书中，相同的附图标记指称相同的构成要素，在个别附图中将省略对于相同的构成的附图标记。
图1是根据所公开的内容的实施例的利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置的示意性设置构造图。
如图1所示，根据所公开的内容的实施例的利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置1例如气密地设置在对已使用于半导体制造工艺或显示器制造工艺的废气进行净化处理的如洗涤器那样的气体处理设备3上而发挥刮削去除附着在气体处理设备3的管道内周面或气体处理设备3的内壁面的粉末的作用。
根据所公开的内容的实施例的利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置1可以设置于气体处理设备3的管道而刮削去除粘附在管道内周面的粉末，还可以设置于气体处理设备3的上部中央并通过刮削来去除粘附在气体处理设备3的内壁面的粉末。
图2是根据所公开的内容的一个实施例的利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置的立体图，图3是根据所公开的内容的一个实施例的利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置的分解立体图，图4是根据所公开的内容的一个实施例的利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置的剖视图。
如图1至图4所示，根据所公开的内容的实施例的利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置1包括：螺杆缸体100，其气密地设置于气体处理设备3，且活塞杆130根据流体的供给方向沿着一个方向旋转而前进并沿着相反方向旋转而后退；以及刮削器200，其与该螺杆缸体100的活塞杆130结合并向气体处理设备3内延伸，且在与活塞杆130一起旋转的同时前进或后退而刮削附着在气体处理设备3的管道内周面或气体处理设备3的内壁面的粉末。
这里，螺杆缸体100相当于使刮削器200在气体处理设备3内旋转的同时前进或后退的执行器(actuator)，螺杆缸体100与气体处理设备3夹着衬垫140气密地结合。
如图2至图4所示，这种螺杆缸体100根据流体的供给方向使结合有刮削器200的活塞杆130在沿着一个方向旋转的同时前进，在沿着相反方向旋转的同时后退，且螺杆缸体100包括：缸体本体110，其在前方侧形成有后退口111且在后方侧形成有前进口113；螺杆轴120，其向缸体本体110内延伸并固定结合于缸体本体110的后方端部；以及活塞杆130，其后方侧与螺杆轴120螺纹结合而在旋转的同时前进或后退且在前方端部与刮削器200结合。
这里，缸体本体110发挥在形成螺杆缸体100的壳体的同时形成用于将在后面说明的活塞杆130进行旋转和前进、后退的空间的作用。
优选地，这种缸体本体110具有长方体形状，且具有圆形横截面的通孔沿着长度方向贯通形成于缸体本体110，以便活塞杆130进行旋转和前进、后退。
另外，在缸体本体110的前方侧形成有使诸如压缩空气之类的流体流入或排出的后退口111。后退口111使流体流入缸体本体110内以使活塞杆130能够旋转而后退，或者使流体从缸体本体110排出以使活塞杆130能够沿着相反方向旋转而前进。后退口111还可以形成为沿着从上部朝向下部的方向竖直延伸的简单的构造，如图4所示，后退口111还可以形成为多级折弯流道形态，即，后退口111先是沿着从上部朝向下部的方向竖直延伸，接着折弯成直角而水平延伸，然后再竖直地延伸。
另外，在缸体本体110的后方侧形成有使诸如压缩空气之类的流体流入或排出的前进口113。前进口113使流体流入缸体本体110内以使活塞杆130能够旋转而前进，或者使流体从缸体本体110排出以使活塞杆130能够沿着相反方向旋转而后退。
如图4所示，这种前进口113还可以形成为角型(angle)流道形态，即，前进口113先是沿着从上部朝向下部的方向延伸，接着折弯成直角而水平延伸。
螺杆轴120向缸体本体110内延伸并固定结合于前面所述的缸体本体110的后方端部。螺杆轴120发挥根据流体对缸体本体110的供给方向使将在后面说明的活塞杆130在旋转的同时前进或后退的作用。
这种螺杆轴120沿着外周面形成有螺旋形槽，且在后方形成有固定结合于缸体本体110的后方端部的结合端部121。
活塞杆130以能够在旋转的同时前进或后退的方式与前面所述的螺杆轴120螺纹结合。活塞杆130发挥根据向前进口113或后退口111的流体的供给在绕着螺杆轴120旋转的同时前进或后退而将由此产生的复合作用力提供至结合于前方端部的刮削器200的作用。
这种活塞杆130包括：活塞部131，其与螺杆轴120螺纹结合并在缸体本体110内能够在旋转的同时前进或后退；以及杆部133，其一体地形成于活塞部131并向前方延伸，且以能够旋转和前进、后退的方式贯通结合于缸体本体110的前方端部，而且与刮削器200结合。
在活塞部131的外周具备活塞环131a，且根据实施例可以追加具备能够进行旋转和前进、后退的球轴承。另外，在活塞部131和杆部133凹陷形成有能够供螺杆轴120插入的螺杆轴槽135。
前面所述的螺杆缸体100的缸体本体110与气体处理设备3侧夹着衬垫140气密地结合。
刮削器200与前面所述的螺杆缸体100的活塞杆130的前方端部侧结合。刮削器200向气体处理设备3内延伸并与活塞杆130一起在旋转的同时前进或后退而发挥刮削粘附在气体处理设备3的管道内周面或气体处理设备3的内壁面的粉末的作用。
这种刮削器200包括：连结管部210，其由活塞杆130的前方端部侧嵌入而被坚固连结固定；刮削器轴220，其从连结管部210延伸；以及刮削用折弯杆230，其从刮削器轴220分支成双叉延伸而呈U字形状。此时，优选地，刮削用折弯杆230靠近或(根据实施例)接触需要刮削粉末的气体处理设备3的管道内周面两侧或气体处理设备3的内壁面两侧。
另外，连结管部210通过同时贯通螺杆缸体100的活塞杆130和刮削器200的后方端部侧即连结管部210的固定螺栓240来坚固连结固定于螺杆缸体100的活塞杆130。另外，优选地，两个固定螺栓240彼此隔开并向相反方向坚固连结，且在端部分别嵌入防止脱离用卡环250以使连结管部210牢固地结合。
图5是根据所公开的内容的一个实施例的利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置的工作图。以下，参照图1至图5对根据所公开的内容的一个实施例的利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置的整体工作说明如下：
如图5所示，在根据所公开的内容的一个实施例的利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置1通过衬套形态的连接块和连接凸缘来设置在气体处理设备3的管道或气体处理设备3的上部中央的状态下，若诸如压缩空气之类的流体通过缸体本体110的前进口113流入缸体本体110内，则该流体的压力从后方朝向前方施加到活塞杆130的活塞部131，此时，活塞杆130在绕着螺杆轴120沿一个方向旋转的同时前进。此时，填充于活塞部131的前方空间的流体通过后退口111排出。
在该情况下，坚固连结固定于螺杆缸体100的活塞杆130的刮削器200在与活塞杆130一体地旋转的同时前进并利用刮削用折弯杆230刮除粘附在气体处理设备3的管道内周面或气体处理设备3的内壁面的粉末。
另外，若诸如压缩空气之类的流体通过缸体本体110的后退口111流入缸体本体110内，则该流体的压力从前方朝向后方施加到活塞杆130的活塞部131，此时，活塞杆130在绕着螺杆轴120沿相反方向旋转的同时后退。此时，填充于活塞部131的后方空间的流体通过前进口113排出。
在该情况下，坚固连结固定于螺杆缸体100的活塞杆130的刮削器200在与活塞杆130一体地旋转的同时后退并利用刮削用折弯杆230刮除粘附在气体处理设备3的管道内周表面或气体处理设备3的内壁表面上的粉末。
因此，在适用根据所公开的一个实施例的利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置1的情况下，通过在活塞杆130根据流体的供给方向沿着一个方向旋转而前进、沿着相反方向旋转而后退的螺杆缸体100上结合刮削器200的构造来能够容易且有效地去除粘附在气体处理设备3的管道内周表面或气体处理设备3的内壁表面上的粉末。
另外，能够以相对低的设置成本和维护成本有效地去除粘附在气体处理设备3的管道内周表面或气体处理设备3的内壁表面上的粉末，并且能够提高气体处理设备3的气体处理效率的稳定性。
虽然以上参照附图说明了本发明的优选实施例，但本说明书中所记载的实施例和附图中所图示的结构只是本发明的最佳一个实施例而已，并不完全代表本发明的技术思想，因而值此申请之际，应当理解为会存在能够替代它们的各种等同物和变形例。因此，以上描述的各实施例应当理解为在所有方面均为例示性的而非限定性的，相较于说明书，本发明的范围更由所附的权利要求书示出，权利要求的含义和范围及从其等价概念得出的所有变更或变形的方式应当解释为包括在本发明的范围内。

Claims (4)

1.一种利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置，其特征在于，包括：
螺杆缸体，其气密地设置于气体处理设备，且根据流体的供给方向，活塞杆沿着一个方向旋转而前进，沿着相反方向旋转而后退；以及
刮削器，其结合于上述螺杆缸体的活塞杆并向上述气体处理设备内延伸，且在与上述活塞杆一起旋转的同时前进或后退而刮削附着在上述气体处理设备的管道内周面或上述气体处理设备的内壁面的粉末。
2.根据权利要求1所述的利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置，其特征在于，
上述螺杆缸体包括：缸体本体，其在前方侧形成有后退口且在后方侧形成有前进口；螺杆轴，其向上述缸体本体内延伸并固定结合于上述缸体本体的后方端部；以及上述活塞杆，其后方侧螺纹结合于上述螺杆轴，并根据向上述前进口、后退口的流体供给在旋转的同时前进或后退，且在前方端部与上述刮削器结合。
3.根据权利要求1所述的利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置，其特征在于，
上述刮削器包括：连结管部，其套在上述活塞杆的前方端部侧而被坚固连结固定；刮削器轴，其从上述连结管部延伸；以及刮削用折弯杆，其从上述刮削器轴分支成两股并延伸而呈U字形状。
4.根据权利要求3所述的利用螺杆缸体的气体处理设备用粉末去除装置，其特征在于，
上述刮削器借助于同时贯通上述螺杆缸体的活塞杆的前方端部侧和上述刮削器的连结管部的固定螺栓来结合于上述螺杆缸体的活塞杆，
两个上述固定螺栓彼此隔开并向相反方向进行坚固连结，且在其端部分别嵌入防止脱离用卡环。
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