CN202666658U - 吸收气体的圆管式湿式分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型为有关一种吸收气体的圆管式湿式分离器，其主要通过外管内壁及内管外壁呈环形磨砂形态的第一磨砂层及第二磨砂层增加其表面亲水性，藉此有利于内管外壁及外管内壁表面上形成均匀水膜，可自气流中吸附水溶性气体。在内管与外管间所形成的环状气流通道，即使在高流量下，气流仍可以层流的状态通过，不仅可提高气体吸附效率，同时可减少粒状物碰撞干扰的实用进步性。此外，本实用新型主要应用于酸碱气体采样装置或气体粒状物分离采样设备，并能结合离子层析仪与高效能液相层析仪等分析设备进行自动酸碱气体粒状物的分离采样。

Description

吸收气体的圆管式湿式分离器

技术领域

本实用新型为提供一种圆管式湿式分离器，尤指一种通过金钢砂研磨内管外壁及外管内壁表面以增加其亲水性，并来确保高流量气体可均匀通过内、外管间的环状通道，不仅可提升处理气体的流量，亦可避免气流中粒状物因碰撞被液体吸附所造成的干扰，且为一种结构稳定、并能处理高流量气流的吸收气体的圆管式湿式分离器。

背景技术

一般在半导体制造业上，经常利用酸碱溶液进行晶圆片的蚀刻，因此会不时排放出无机酸碱气体如：盐酸、硝酸、硫酸和氨气等。倘若人体于长期暴露在有害的环境下，容易造成身体病变。

    然而，我们由气固分离器历史发展上，于Keuken et al(1988)所发表水平旋转的湿式气固分离器中，可清楚了解气固分离器的主要结构为圆管并且水平摆放旋转，其主要目的在于：增加圆管内壁的湿润度(即为亲水性)，藉此当气体通过时得以利用水吸附通过气体内所含的氨气，达到收集气体并分离粒状物的目的。

    但其上述所提及的湿式气固分离器，于使用运作时气体中的氨气及粒状物容易被水平旋转圆管内的水份吸附，不仅后端仪器设备无法准确量测其气流内的粒状物，并使得气体的吸附量因粒状物碰撞而高估，造成效果不明显。

Simon and Dasgupta(1993)以垂直放置圆管与平行板的湿式气固分离器进行气体的采样分析比较，两者表面皆使用SiO₂涂层以利水膜形成，其结果因SiO₂圆管表面无法有效形成均匀水膜，圆管气固分离器的气体收集效率低于平板气固分离器。

而目前市面上已有业者针对其现有气固分离器效能不明显的问题加以改善，其主要将现有圆管结构修正为平板方式，并于平板上涂覆TiO₂及UV照射处理，使TiO₂涂覆层产生光触媒作用进而增加亲水性；虽然利用平板方式可以改善习用效能不彰达到收集气体的目的，但平板式的气固分离器的缺点在于：两片平板间的最大极限为3mm，若让两片平板距离过大(超过3mm)固然可以提升流量，但气体无法与两片平板的液体接触，同样的将无法吸附气体中的氨气等物质。且所收集的气流自收集管进入平板气固分离器时，因气流场的改变与缺乏导流机制，气流在两片平板间形成紊流，不利于气固的分离收集。除此之外，平板上涂覆TiO₂及UV亦增加制作成本且结构也较为复杂。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种吸收气体的圆管式湿式分离器，利用金钢砂研磨内、外管表面处增加其亲水性附着程度，并以经导流设计的环状气流通道，使采样气流得以层流状态通过，可提高圆管式湿式分离器对于气体吸附的效率及减少粒状物的碰撞损失。

为达上述的目的，本实用新型其主要包括有一进气部，该进气部结合一外管，该外管内壁设有一呈环状磨砂形态的第一磨砂层，且该外管内设有一内管，该内管外壁设有一呈环状磨砂形态的第二磨砂层，并该内管及该外管与一排气部相互结合，其中该进气部上设置有至少一将液体导入该外管内壁的第一进水部，又该进气部上设置有至少一将液体导入该内管外壁的第二进水部，另该排气部上设置有至少一将该外管上液体导流至外的第一收水部，又该排气部设置有一与该内管结合、并得以收集该内管外壁上液体的集水杯，且该内管于邻近该排气部端处套设有一与该集水杯结合的固定部，该固定部周缘形成有数个导流孔，又该固定部底部形成有一与该些导流孔相通的出水孔，并该排气部上设置有一将该出水孔液体导流至外的第二收水部。

本实用新型具体包括：

一进气部；

一与该进气部结合的外管，其内壁设有一呈环状磨砂形态的第一磨砂层；

一内管，其外壁设有一呈环状磨砂形态的第二磨砂层，且该内管位于该外管内；

一排气部，与该外管及该内管结合。

其中该进气部上设置有至少一将液体导入该外管内壁的第一进水部；

其中该进气部上设置有至少一将液体导入该内管外壁的第二进水部；

其中该排气部上设置有至少一将该外管上液体导流至外的第一收水部；

其中该排气部设置有一与该内管结合、并得以收集该内管外壁上液体的集水杯；

其中该内管于邻近该排气部端处套设有一与该集水杯结合的固定部，该固定部周缘形成有数个导流孔，该固定部底部形成有一与该些导流孔相通的出水孔；

其中该排气部上设置有一将该出水孔液体导流至外的第二收水部；

其中该内管于邻近该进气部端处设置有一呈渐扩形态的导流部，且该内管的外壁为环形曲面形态，另该进气部、该外管及该排气部的内壁为环形曲面形态；

其中该进气部上设置有一防止水位溢流至外的溢位装置；

其中该排气部与至少一三向电动球阀配合运作，又该第一磨砂层及该第二磨砂层上设置有一增加液体扩散的网格部，且该第一磨砂层及该第二磨砂层通过金钢砂研磨所形成。

    藉由上述结构组成，欲当操作者进行气体分析使用时，首先利用二个三向电动球阀将水导入湿润静置数分钟后再将水排除，再通过第一进水部及第二进水部将水导入至外管内壁及内管外壁上，而本实用新型的内、外管经由金钢砂研磨形成具有环状磨砂形态的第一磨砂层及第二磨砂层，主要用以增加管壁表面亲水性，因此当气体导入内、外管上的均匀水膜时，即可通过水膜将气体内的水溶性气体吸附，最后可连接悬浮微粒的收集分析设备。在上述结构下，亦使本实用新型的气体流量达到16.7L/min，符合现今相关法规对于空气污染物的采样流量需求，而此流量是已有技术无法达到的气体流量。此外本实用新型不需涂覆TiO₂及UV照射处理，且进水部无须设置溢流槽，因此结构较为简单，相对降低制作成本，是以改善现有结构复杂的问题。

本实用新型的优点在于：

1.本实用新型通过简单设计构造，亦能达到比现有技术更高的气体流量16.7L/min。

2.本实用新型通过气流场的模拟分析，可分离采样气流内悬浮微粒及水溶性气体(例如：氨气)的效率高，并可避免悬浮微粒在气体分离设备内的沉积损失，降低量测分析的误差。

3.本实用新型的结构合理简单，可持久稳定运作，达到降低成本的目的，同时兼具避免耗材使用。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的立体图。

图2为本实用新型较佳实施例的剖视图。

图3为本实用新型较佳实施例的外管示意图。

图4为本实用新型较佳实施例的内管示意图。

图5为本实用新型较佳实施例的实施示意图一。

图6为本实用新型较佳实施例的实施示意图二。

图7为本实用新型较佳实施例的实施示意图三。

具体实施方式

如附图1至附图4所示，为本实用新型较佳实施例的立体图、剖视图、外管示意图及内管示意图，由图中可清楚看出本实用新型吸收气体的圆管式湿式分离器包括：

 一进气部10，该进气部10上设置有至少一将液体导入下述外管11内壁的第一进水部101，该进气部10上设置有至少一将液体导入下述内管12外壁的第二进水部102；

 一与该进气部10结合的外管11，其内壁设有一呈环状磨砂形态的第一磨砂层111；

 一内管12，其外壁设有一呈环状磨砂形态的第二磨砂层121，且该内管12位于该外管11内，该内管12于邻近进气部10端处设置有一呈渐扩形态的导流部122；

    一排气部13，与该外管11及该内管12结合，该排气部13上设置有至少一将该外管11上液体导流至外的第一收水部131，该排气部13设置有一与该内管12结合、并得以收集该内管12外壁上液体的集水杯132，该内管12于邻近该排气部13端处套设有一与该集水杯132结合的固定部133，该固定部133周缘形成有数个导流孔134，又该固定部133底部形成有一与该些导流孔134相通的出水孔135，该排气部13上设置有一将该出水孔135液体导流至外的第二收水部136。

呈上所述，该第一磨砂层111及该第二磨砂层121通过金钢砂研磨所形成，且该进气部10、该外管11内壁及该内管12外壁为环形曲面形态。

藉由上述的结构与组成设计，兹就本实用新型的使用情形说明如下：

如附图2至附图7所示，为本实用新型较佳实施例的剖视图、外管示意图、内管示意图及实施示意图，由图中可清楚看出，于使用运作前，为达到更完整的湿润效果，首先于排气部13上分别连结二个三向电动球阀20并导接一进水管路，让各三向电动球阀20与进水管路相互导通运作，此时液体由三向电动球阀20充满开始将内管12外壁及外管11内壁上的第一磨砂层111与第二磨砂层121做润湿动作，当液体由下往上(沿箭头方向)补水至进气部10上的溢位装置21时，进水管路则不再补水，在静至数分种后再将水排出(沿箭头方向)，欲当进行气固分离时，将进气部10上的第一进水部101及第二进水部102分别接设进水管路，让水经由进水管路分别经由第一进水部101及第二进水部102，并由内管12及外管11上方将水导入，然而再将水导入前亦能进一步在第一磨砂层111及第二磨砂层121上铺设网格部22，藉由网格部22的设置得以增加液体在第一磨砂层111及第二磨砂层121上的扩散效应，当完成上述运作后，水随即在第一磨砂层111及第二磨砂层121上进行环状扩散，当第一磨砂层111及第二磨砂层121上充满水时形成有一薄薄水膜，此时再将气体经由进气部10注入，当气体经由扩散作用快速通过各该充满水膜的第一磨砂层111、第二磨砂层121及导流部122时，藉由水膜将气体的氨气等物质加以吸附，最后流动于外管11上的水导流至第一收水部131，而流动于内管12上的水导流至内管12设置的集水杯132上，但由于内管12与集水杯132是通过固定部133结合，因此当集水杯132上的水收集至一定程度时，则会流经固定部133周缘形成的导流孔134，再经由导流孔134往下流动至出水孔135一端连结相通的第二收水部136把水排出，呈上所述，第一收水部131及第二收水部136端处连结一抽水帮浦，因此最后留下的悬浮粒状物导流到后端的检测仪器中，进行分析检测，藉此运用上述的结构组成，本实用新型的气体流量可达到16.7L/min以上(含16.7L/min)，但对于流量低于16.7L/min的气体，本实用新型吸收气体的圆管式湿式分离器亦可适用。

Claims (10)

1.一种吸收气体的圆管式湿式分离器，其特征在于包括：

一进气部；

一与该进气部结合的外管，其内壁设有一呈环状磨砂形态的第一磨砂层；

一内管，其外壁设有一呈环状磨砂形态的第二磨砂层，且该内管位于该外管内；

一排气部，与该外管及该内管结合。

2.根据权利要求1所述的吸收气体的圆管式湿式分离器，其特征在于：其中该进气部上设置有至少一将液体导入该外管内壁的第一进水部。

3.根据权利要求1所述的吸收气体的圆管式湿式分离器，其特征在于：其中该进气部上设置有至少一将液体导入该内管外壁的第二进水部。

4.根据权利要求1所述的吸收气体的圆管式湿式分离器，其特征在于：其中该排气部上设置有至少一将该外管上液体导流至外的第一收水部。

5.根据权利要求1所述的吸收气体的圆管式湿式分离器，其特征在于：其中该排气部设置有一与该内管结合、并得以收集该内管外壁上液体的集水杯。

6.根据权利要求5所述的吸收气体的圆管式湿式分离器，其特征在于：其中该内管于邻近该排气部端处套设有一与该集水杯结合的固定部，该固定部周缘形成有数个导流孔，该固定部底部形成有一与该些导流孔相通的出水孔。

7.根据权利要求6所述的吸收气体的圆管式湿式分离器，其特征在于：其中该排气部上设置有一将该出水孔液体导流至外的第二收水部。

8.根据权利要求1所述的吸收气体的圆管式湿式分离器，其特征在于：其中该内管于邻近该进气部端处设置有一呈渐扩形态的导流部，且该内管的外壁为环形曲面形态，另该进气部、该外管及该排气部的内壁为环形曲面形态。

9.根据权利要求1所述的吸收气体的圆管式湿式分离器，其特征在于：其中该进气部上设置有一防止水位溢流至外的溢位装置。

10.根据权利要求1所述的吸收气体的圆管式湿式分离器，其特征在于：其中该排气部与至少一三向电动球阀配合运作，又该第一磨砂层及该第二磨砂层上设置有一增加液体扩散的网格部，且该第一磨砂层及该第二磨砂层通过金钢砂研磨所形成。

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