CN1233443C - 空气过滤装置 - Google Patents

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Abstract

一种空气过滤装置，其与一外部供水装置及一空气管路连接，以过滤所通过的气体内的悬浮微粒，其包括：一腔体及一水幕产生器。腔体具有多个与外部供水装置连接的喷嘴，持续向腔体内部喷出水雾，水幕产生器套接于该腔体的气体出口，并与外部供水装置连接，其中水幕产生器具有一环形开口，以形成一覆盖气体出口的第一水幕。本发明适用于过滤由半导体厂产生的腐蚀废气，并可减少排出气体中的次微米级硅颗粒及可溶性腐蚀气体，以避免硅颗粒在半导体厂的厂务排气管中堆积，增加管路维修费用，并减少半导体厂排气口所排出的悬浮微粒，以避免其所排出的次微米悬浮微粒形成空气污染，对人体造成伤害。

Description

空气过滤装置
技术领域
本发明涉及一种可减少硅化类副生成物的空气过滤装置，特别是关于一种具有特殊设计的水幕产生器，以减少半导体厂所排出废气中硅化类悬浮微粒的空气过滤装置。
背景技术
清洗塔(Wet Scrubber)主要是通过大量地喷出水雾来过滤气体中的悬浮微粒以及其中的可溶性腐蚀气体，其通常用于气体流量较大的埸合，如：工厂的气体排放系统及大楼的中央空调系统。
图1为公知传统半导体厂所使用的废气清洗塔的示意图。如第1图所示，废气清洗塔10分别与一进气管1、一排气管2及一进水管(未显示)连接，进气管1与废气清洗塔10下方靠近底部处的进气口11连接，排气管2与废气清洗塔10顶部的排气口12连接，排水管5与废气清洗塔10底部的排水口13连接。在传统废气清洗塔10的内部具有多个喷嘴14，喷嘴14与一外部供水系统(未显示)连接，使各个喷嘴14持续对废气清洗塔10内部喷出水雾141，提高由进气口11引入的废气的湿度，并以喷出的小水珠包覆废气中由于半导体制作过程所产生的悬浮硅化类副生成物(如：Si或Si3N4微粒)，或是使废气中的可溶性腐蚀气体(如：NH4，SiH2Cl2，SiH4)溶于小水珠中，待小水珠落至废气清洗塔10的底部后，再经排水管5排出，统一由整厂的废水处理系统处理。
但是，通常在各半导体机台所排出的废气中，会含有很多的硅或是硅化物微粒，这些微粒通常只有数微米，且不溶于水，在经过清洗塔内的水雾时，仅会在硅颗粒的表面形成一包覆水膜，就被快速流动的气体流带往排气管路排出。当这些具有包覆水膜的硅微粒由整厂的排气口排出时，会形成大量白色烟雾，使人误以为半导体厂正在排放废气，使商誉受损。
另外，排出的硅微粒大多虽为二氧化硅、氮化硅不具有毒性的物质，但因为其颗粒直径仅数微米，比一般灰尘颗粒还细，极易随风飘浮于空气中，且吸入人体肺部后无法由气管纤毛代谢排出，若长期暴露于此种环境下，则极易产生肺部病变。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空气过滤装置，该装置可适用于过滤由半导体厂产生的腐蚀废气，并可减少排出气体中的次微米级硅颗粒及可溶性腐蚀气体，以避免硅颗粒在半导体厂的厂务排气管中堆积，增加管路维修费用。
本发明的另一个目的在于减少半导体厂排气口所排出的悬浮微粒，可避免其所排出的次微米悬浮微粒形成空气污染，对人体造成伤害。
为了实现上述目的，本发明提供的空气过滤装置，其与一外部供水装置及一空气管路连接，以过滤所通过的气体内的悬浮微粒，其包括：一腔体及一水幕产生器。腔体内具有多个与外部供水装置连接的喷嘴，持续向腔体内部喷出水雾，水幕产生器套接于腔体的气体出口，并与外部供水装置连接，其中水幕产生器具有一环形开口，以形成一覆盖气体出口的一第一水幕。
所述的空气过滤装置，水幕产生器具有一内管壁及相距一既定间隙的一外管壁，外部供水装置所提供的水先充满内管壁及外管壁之间，再由环形开口喷出，形成第一水幕。
所述的空气过滤装置，水幕产生器更具有一第二喷嘴，第二喷嘴设置于内管壁的管径的中央、且在第一水幕的上方，第二喷嘴与外部供水装置连接，其中第二喷嘴由内管壁的管径中央向内管壁喷水，形成覆盖气体出口的一第二水幕。
所述的空气过滤装置，腔体具有一出水口，用于将水引出该腔体。
本发明的有益效果是，适用于过滤由半导体厂产生的腐蚀废气，并可减少排出气体中的次微米级硅颗粒及可溶性腐蚀气体，以避免硅颗粒在半导体厂的厂务排气管中堆积，增加管路维修费用，并减少半导体厂排气口所排出的悬浮微粒，可避免其所排出的次微米悬浮微粒形成空气污染，对人体造成伤害。
附图说明
图1为公知传统半导体厂所使用的废气清洗塔的结构示意图；
图2A为本发明空气过滤装置的结构示意图；
图2B为图2A中区域A的放大示意图。
其中，附图标记说明如下：
1-进气管     2-排气管           3-外部供水装置    4-进水管
5-排水管     10-传统废气清洗塔  11-进气口         12-出气口
13-排水口    14-喷嘴            141-水雾          20-水幕产生器
21-第二喷嘴  211-第二水幕       22a-内管壁        22b-外管壁
221-第一水幕 23-环形开口        Gin-进气方向     Gout-排气方向
Win1，Win2-进水方向            Wout-排水方向
具体实施方式
如图2A所示，本发明的空气过滤装置包括一如公知废气清洗塔的腔体10及一水幕产生器20，废气清洗塔10分别与一进气管1、一排气管2及一进水管4连接，进气管1与腔体10下方靠近其底部处的进气口11连接，废气清洗塔10的内部腔壁上设置有多个喷嘴14，喷嘴14通过进水管4与一外部供水装置3(如：供水马达)连接，使各个喷嘴14持续对废气清洗塔10内部喷出水雾141，提高由进气口11引入的废气的湿度。水幕产生器20套接于废气清洗塔10的排气口12处，并与排气管2连接。此外，水幕产生器20具有一环形开口(未显示)以及一第二喷嘴，上述环形开口及第二喷嘴与外部供水装置3连接，分别向水幕产生器20内部喷水，在气体出口12上方各自形成覆盖管路的第一水幕221及第二水幕211，用于将被水膜包覆的悬浮微粒向下冲，并进一步过滤可溶性腐蚀气体。最后，在废气清洗塔10下方的废水再由一排水管5排出，通过污水处理系统进行处理。
如图2B所示，水幕产生器20与进水管4相接处的管壁具有内管壁22a及外管壁22b，内管壁22a及外管壁22b相距有一定的间隙，管壁为圆形，在内管壁22a上设有一环形开口23，外部供水装置3所提供的水先充满内管壁22a与外管壁22b之间，再由位于内管壁22a上的环形开口23向管内中央喷出，以形成覆盖排气口12的一第一水幕221。水幕产生器20更具有一第二喷嘴21，该第二喷嘴21由水幕产生器20管壁的上方中央伸入至环形开口23及第一水幕221的上方，第二喷嘴21也与外部供水装置连接，由管径中央向内管壁22a喷水，形成覆盖排气口12的一第二水幕。
如图2A和图2B所示，由进气管1引入的废气，充满着由于半导体制作过程所产生的硅化类副生成物及可溶性腐蚀气体。当这些废气进入废气清洗塔10后，由各个喷嘴所喷出的水雾141可提高废气的湿度，并使腐蚀性气体如：CF4，SiH2Cl2或HBr，溶于小水珠中，废气中的悬浮微粒也同时被小水珠包覆上一层水膜，以增加悬浮微粒的重量。虽然小水珠或是被水膜所包覆的悬浮微粒还是太轻，会被快速的气流吹向水幕产生器20，但是小水珠及悬浮微粒马上会被环形开口23由外向内所喷出的第一水幕221向下冲，就算有少部份的小水珠及悬浮微粒穿过了第一水幕221，也会立刻被第二喷嘴21由内向外所喷出的第二水幕211给带走，这样就可以避免废气中的悬浮微粒及腐蚀性气体进入排气管2，而被整厂的排气系统送入外界的大气中，造成空气污染，形成公害。
此外，由废气清洗塔10排出的含有硅化类副生成物微粒的废水，可通过半导体厂的污水处理系统统一处理，并可使废水被回收再利用，符合环保的精神。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，但其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内所作的可推知的修改均不超出本发明的保护范围。

Claims (3)

1、一种空气过滤装置，其与一外部供水装置及一空气管路连接，其特征在于：该装置包括：
一腔体，具有一进气口、一与空气管路连接的气体出口及多个设于腔体内的与外部供水装置连接的喷嘴，其中喷嘴持续向腔体内喷出水雾；以及
一水幕产生器，套接于气体出口，并与外部供水装置连接，水幕产生器内具有一环形开口，一内管壁及与该内管壁相距一既定间隙的一外管壁，该环形开口设于该内管壁上，该外部供水装置所提供的水先充满内管壁及外管壁之间，再由环形开口向腔体内喷水，以形成一覆盖气体出口的第一水幕。
2、如权利要求1所述的空气过滤装置，其特征在于：水幕产生器具有一第二喷嘴，第二喷嘴设置于内管壁的中央、且在第一水幕的上方，第二喷嘴与外部供水装置连接，从内管壁的中央向内管壁喷水，形成覆盖气体出口的一第二水幕。
3、如权利要求1所述的空气过滤装置，其特征在于：腔体具有一出水口，用于将水引出腔体。
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