CN207405235U - 一种残余化学气体的处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种残余化学气体的处理装置，所述处理装置包括：壳体，所述壳体的一端设置有进气口，所述壳体的另一端设置有出气口，所述进气口与残余化学气体的进气管连通，所述出气口与排气管连通；弯曲的流体通道，所述流体通道设置在所述壳体内，并沿所述壳体的轴线方向延伸，且所述流体通道的两端分别与所述进气口和所述出气口连通；和加热部件，所述加热部件用于加热所述弯曲的流体通道。采用本实用新型的残余化学气体的处理装置可以有效除去化学工艺中的残余化学气体尾气，减少了尾气对后续设备的污染、腐蚀、堵塞等情况，而且降低了尾气处理成本。

Description

一种残余化学气体的处理装置

技术领域

本实用新型涉及但不限于一种残余化学气体的处理装置。

背景技术

目前光伏产业的发展，关键取决于降低太阳能电池生产成本的潜力。铜铟镓硒(CIGS)薄膜太阳电池具有生产成本低、污染小、不衰退、弱光性能好等特点，光电转换效率居各种薄膜太阳能电池之首，接近晶体硅太阳能电池，而成本则是晶体硅电池的三分之一，被国际上称为“下一时代非常有前途的新型薄膜太阳电池”。此外，该电池具有柔和、均匀的黑色外观，是对外观有较高要求的场所的理想选择，如大型建筑物的玻璃幕墙等，在现代化高层建筑等领域有很大市场。

铜铟镓硒薄膜太阳电池的薄膜制备工艺有化学气相沉积法(Chemical vapordeposition，简称CVD)。化学气相沉积是一种制备材料的气相生长方法，它是把一种或几种含有构成薄膜元素的化合物、单质气体通入放置有基材的反应室，借助空间气相化学反应在被加热的基体表面上沉积固态薄膜的工艺技术。

化学气相沉积法包括低压化学气相沉积法(Low Pressure Chemical VaporDeposition，LPCVD)和等离子体增强化学气相沉积法(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition，PECVD)。LPCVD是在27～270Pa的反应压力下利用气态物质通过化学反应在基片表面形成固态薄膜的一种成膜技术，广泛用于氧化硅、氮化物、多晶硅沉积。PECVD是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，使化学反应能在较低的温度下进行，在基片上沉积出所期望的薄膜。

PECVD的一般工艺流程为：装片——进片——对反应室抽真空——检查设备是否正常——吹N₂吹扫并加热——再抽真空——保持压力稳定后开始沉积——关闭所有工艺气体，重新抽真空——回冲N₂到常压——出炉。

化学气相沉积工艺需要在反应腔室中通入制备膜层需要的多种化学气体，当气体遇到被加热的基板时发生化学反应，进而将反应物沉积在基板表面。整个工艺过程中，通过真空泵将腔室内部的压力稳定在一定的范围内，此时部分化学气体势必会被真空泵抽走。真空泵工作时会发热，当被抽入真空泵的气体经过热源时发生化学反应，反应物附着在泵体内部，造成污染、腐蚀、堵塞，如不及时维护会造成损坏。

实用新型内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本实用新型提供了一种残余化学气体的处理装置，所述处理装置能够有效除去化学气相沉积工艺中未反应的化学气体，从而减少对真空泵的污染、腐蚀、堵塞等情况，而且所述处理装置结构简单、易清洗。

具体地，本实用新型提供了一种残余化学气体的处理装置。

本实用新型所提供的残余化学气体的处理装置，包括：

壳体，所述壳体的一端设置有进气口，所述壳体的另一端设置有出气口，所述进气口设置为与残余化学气体的进气管连通，所述出气口设置为与排气管连通；

弯曲的流体通道，所述流体通道设置在所述壳体内，并沿所述壳体的轴线方向延伸，且所述流体通道的两端分别与所述进气口和所述出气口连通；和

加热部件，所述加热部件用于加热所述弯曲的流体通道。

在一些实施方式中，所述处理装置可以为立式的或者平躺式的。

在一些实施方式中，所述处理装置还可以包括用于形成所述流体通道的通道构件，所述通道构件可以包括中轴和螺旋叶片，所述螺旋叶片的内边缘设置在所述中轴上，且所述螺旋叶片的外边缘与所述壳体的内壁密闭接触，以在所述壳体内形成螺旋状的所述流体通道。

在一些实施方式中，所述螺旋叶片可以设置为复数个并且沿所述中轴的轴线方向依次设置，以在所述壳体内形成螺旋状的所述流体通道，所述螺旋叶片的螺旋角度可以≥360。

在一些实施方式中，所述螺旋叶片可以设置为复数个并且沿所述中轴的轴线方向依次设置，以在所述壳体内形成螺旋状的所述流体通道，所述螺旋叶片的螺旋角度可以＜360°使得所述螺旋叶片具有开口，并且相邻两个螺旋叶片的开口的方向不同。

在一些实施方式中，所述螺旋叶片可以设置为一个，所述螺旋叶片沿所述中轴的轴线方向围绕所述中轴作螺旋状延伸，以在所述壳体内形成螺旋状的所述流体通道。

在一些实施方式中，所述处理装置还可以包括阻流片，所述阻流片竖立设置在所述螺旋叶片上。

在一些实施方式中，所述阻流片的外边缘可以与所述壳体的内壁密闭接触。

在一些实施方式中，所述螺旋叶片设置为复数个，相邻两个螺旋叶片之间设置有两个阻流片，且所述两个阻流片分别设置在相邻两个螺旋叶片上并位于所述中轴的相对的两侧。

在一些实施方式中，所述螺旋叶片设置为复数个，所述阻流片的高度可以为相邻两个螺旋叶片之间的距离的一半。

在一些实施方式中，所述螺旋叶片设置为一个，所述螺旋叶片具有第一螺旋表面和第二螺旋表面，所述螺旋叶片的每一个螺旋内设置有两个阻流片，且所述两个阻流片分别设置在所述第一螺旋表面和所述第二螺旋表面上并位于所述中轴的相对的两侧。

在本申请中，规定该一个螺旋叶片从某一位置开始至旋转360°结束的位置为一个螺旋。

在一些实施方式中，所述所述螺旋叶片设置为一个，所述阻流片的高度可以为所述螺旋叶片的一个螺距的一半。

在一些实施方式中，所述处理装置还可以包括用于形成所述流体通道的通道构件，所述通道构件可以包括管道，所述管道沿所述壳体的轴线方向作螺旋状延伸，所述管道的一端与所述进气口连通，另一端与所述出气口连通，以在所述壳体内形成螺旋状的所述流体通道。

在一些实施方式中，所述处理装置还可以包括用于形成所述流体通道的通道构件，所述通道构件可以包括复数个叶片，所述叶片包括第一叶片和第二叶片，所述第一叶片的一端和所述第二叶片的一端分别设置在所述壳体内的相对两侧，且所述第一叶片和所述第二叶片交替设置，所述第一叶片的另一端与所述壳体的内壁之间具有缝隙，所述第二叶片的另一端与所述壳体的内壁之间具有缝隙，所述第一叶片的另一端和所述第二叶片的另一端部分重叠，以在所述壳体内形成所述弯曲的流体通道。

在一些实施方式中，所述处理装置还可以包括用于形成所述流体通道的通道构件，所述通道构件可以包括中轴和复数个叶片，所述叶片设置在所述中轴上，且朝向不同的方向延伸，并延伸至与所述壳体的内壁密闭接触，且不同朝向的叶片交替设置在所述中轴上，以在所述壳体内形成弯曲的所述流体通道。

在一些实施方式中，所述叶片可以为长方形、正方形、半圆形、圆形等形状。

在一些实施方式中，所述处理装置还可以包括测温部件，所述测温部件设置在所述壳体内。

在一些实施方式中，所述加热部件可以包括套设在所述壳体外部的第一加热部件。

在一些实施方式中，所述加热部件可以包括设置在所述壳体内的第二加热部件，且所述第二加热部件外设置有保护罩。

在一些实施方式中，所述加热部件可以包括套设在所述壳体外部的第一加热部件和设置在所述壳体内的第二加热部件，且所述第二加热部件外设置有保护罩。

在一些实施方式中，所述中轴可以为空心的，此时所述中轴即可作为所述第二加热部件外的保护罩。

在一些实施方式中，所述壳体的两端的外壁上可以设置有冷却装置；或者，所述壳体的一端的外壁上可以置有冷却装置。

可选地，所述冷却装置为冷却水道。

在一些实施方式中，所述冷却水道通过密封圈密封。

在一些实施方式中，所述壳体的外壁上设置有防护罩，所述防护罩可以将整个壳体的外壁罩在内部，防止操作人员触摸壳体时被烫伤。

本实用新型还提供了一种CVD设备，所述CVD设备包括如上所述的残余化学气体的处理装置。

本实用新型还提供了一种LPCVD设备，所述LPCVD设备包括如上所述的残余化学气体的处理装置。

本实用新型还提供了一种PECVD设备，所述PECVD设备包括如上所述的残余化学气体的处理装置。

本实用新型的残余化学气体的处理装置通过在壳体内设置叶片形成螺旋状流体通道，延长了残余化学气体在壳体内的流动时间，加大了了残余化学气体与叶片的接触面积；同时设置加热部件，使残余化学气体在适宜的温度下能够尽可能充分地进行化学气相沉积反应，使反应生成的固态产物更多地附着在叶片表面。当叶片表面附着的产物到一定量时，只需将叶片从壳体中拆下清洗即可。

采用本实用新型的残余化学气体的处理装置可以有效除去化学工艺(例如CVD、LPCVD、PECVD等工艺)中未反应完全或未来得及反应的残余化学气体，减少了尾气中的化学气体含量，减少了尾气对后续设备(例如CVD、LPCVD、PECVD等工艺中的真空泵)的污染、腐蚀、堵塞等情况，延长了后续设备的使用寿命，而且降低了尾气处理成本。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1为本实用新型的实施例1的残余化学气体的处理装置的结构示意图。

图2为本实用新型的实施例1的残余化学气体的处理装置的螺旋式滤芯的一种设置方式的结构示意图。

图3为图2所示的螺旋式滤芯的另一角度的结构示意图。

图4为图2中的一个螺旋叶片的结构示意图。

图5为本实用新型的实施例1的残余化学气体的处理装置的螺旋式滤芯的另一种设置方式的结构示意图。

图6为图5所示的螺旋式滤芯的另一角度的结构示意图。

图7为图5所示的螺旋式滤芯的主视图。

图8为本实用新型的实施例3的残余化学气体的处理装置的螺旋式滤芯的结构示意图。

图9为本实用新型的实施例4的残余化学气体的处理装置的螺旋式滤芯的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

实施例1

请参见图1，本实施例的残余化学气体的处理装置包括壳体1、中轴2、螺旋叶片3、阻流片4、加热部件5、防护罩6和冷却水道7。

所述壳体1为管道式壳体，顶端和底端分别具有一个开口，使用所述处理装置时，通过法兰密封所述开口，清洗所述处理装置时，通过所述开口打开所述处理装置。底端的法兰的法兰口为残余化学气体的进气口，与CVD、LPCVD、PECVD等工艺的反应室一侧的真空管道连通。所述壳体1的上部设置有出气口，所述出气口与真空泵一侧的管道连通。

所述中轴2可拆卸地设置在所述壳体1的顶端的法兰上，所述中轴2为空心的。

所述螺旋叶片3的内边缘设置在所述中轴2上，且所述螺旋叶片3的外边缘与所述壳体1的内壁密闭接触。所述螺旋叶片3为复数个并且沿所述中轴的轴线方向依次设置。请参见图2-4，所述螺旋叶片3的螺旋角度为270°，从而使得所述螺旋叶片3具有一个90°的开口，相邻螺旋叶片3的开口的方向不同，以在所述壳体内形成螺旋状的所述流体通道。例如，从上到下的四个螺旋叶片的开口可以沿逆时针或顺时针方向设置，并且相邻两个螺旋叶片的开口之间的夹角为90°。所述螺旋叶片的开口或开口之间的夹角可以为其他角度。

请参见图5-7，相邻两个螺旋叶片3之间设置有两个阻流片4，例如图6中的阻流片41、42，这两个阻流片4分别设置在相邻两个螺旋叶片3上并位于所述中轴2的相对的两侧。所述螺旋叶片3具有第一螺旋表面和第二螺旋表面(即螺旋叶片3的上表面和下表面)，所述第一螺旋表面和所述第二螺旋表面上分别竖立地(相对于贴在螺旋叶片上的设置方式而言)设置有一个阻流片4，例如图6中的阻流片42、43。所述阻流片4的高度约为相邻两个螺旋叶片3之间的距离的一半。所述阻流片4的外边缘与所述壳体1的内壁密闭接触。

所述中轴2、所述螺旋叶片3和所述阻流片4组成一个整体—螺旋式滤芯。

所述加热部件5包括加热套51和加热棒52，所述加热套51套在所述壳体1外部并且与所述螺旋叶片2的位置相对应，所述加热棒52设置在空心的中轴2内，所述壳体1内还设置有与所述加热部件电连接的控温热电偶。

所述防护罩6设置在所述壳体1外，将整个壳体1的外壁罩在内部。

所述冷却水道7为两个，一个设置在所述壳体1下端的外壁上，该冷却水道的高度低于所述加热套51的高度，另一个冷却水道设置在所述壳体1上端的外壁上，该冷却水道的高度高于所述出气口的高度。当从进气口进入的残余化学气体的温度高于残余气体在壳体内进行的沉积反应所需要的温度时，可以启用所述壳体1下端的外壁上的冷却水道对残余化学气体进行降温。采用所述壳体1上端的外壁上的冷却水道对经过该处理装置处理后的尾气进行降温，防止尾气的温度太高而容易腐蚀与出气口连通的真空泵。

安装所述处理装置时，先将由所述中轴2、所述螺旋叶片3和所述阻流片4组成的整体安装在法兰上，将该法兰安装在所述壳体1的顶端的开口处；将所述加热棒52安装在空心的中轴2内，将所述热电偶安装在所述壳体1内；安装所述壳体1的底端的法兰、所述加热套51和所述冷却水道7，用密封圈密封所述冷却水道7。

所述处理装置在工作时，加热套51和加热棒52同时加热，将所述螺旋叶片3加热到设定温度。在真空泵的作用下，从CVD、LPCVD、PECVD等工艺的反应室排出的残余化学气体经由管道和进气口进入到该处理装置内。气体沿着螺旋叶片3的螺旋状流道螺旋上升，加大了气体与螺旋叶片3的接触面积。同时，当气体遇到阻流片4时在一定程度上会改变气流的方向，而且是反复的改变，使气体更加充分地接触到螺旋叶片3。保证气体在处理装置内部的沉积反应更加充分，将生成的固态产物更多地附着在螺旋叶片3表面。当附着的固态产物到一定量时，只需将中轴2从壳体内拆下即可清洗螺旋叶片3，最大程度上保护了真空泵不被污染。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于：

所述螺旋叶片3为一个，所述螺旋叶片3沿所述中轴2的轴线方向围绕所述中轴2作螺旋状延伸，以在所述壳体内形成螺旋状的所述流体通道；

所述螺旋叶片3具有第一螺旋表面和第二螺旋表面；所述螺旋叶片3的每一个螺旋内设置有两个阻流片4，这两个阻流片4分别设置在所述第一螺旋表面和所述第二螺旋表面上并位于所述中轴2的相对的两侧。所述阻流片4的高度约为所述螺旋叶片3的一个螺距的一半。

实施例3

请参见图8，本实施例与实施例1的不同之处在于：

所述叶片3为复数个，所述叶片3垂直设置在所述中轴2上，且朝向不同的方向延伸，并延伸至与壳体的内壁密闭接触，且不同朝向的叶片3交替设置在所述中轴2上，以在所述壳体内形成弯曲的流体通道；所述叶片3为长方形；

所述处理装置不包括阻流片。

实施例4

请参见图9，本实施例与实施例1的不同之处在于：

所述叶片为复数个，所述叶片包括第一叶片31和第二叶片32，所述第一叶片31的一端和所述第二叶片32的一端分别设置在所述壳体内的相对两侧，且所述第一叶片31和所述第二叶片32交替设置，所述第一叶片31的另一端与壳体的内壁之间具有缝隙，所述第二叶片32的另一端与所述壳体的内壁之间具有缝隙，所述第一叶片31的另一端和所述第二叶片32的另一端部分重叠，以在所述壳体内形成弯曲的流体通道；所述叶片为长方形。

所述处理装置不包括中轴和阻流片。

虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种残余化学气体的处理装置，其特征在于，所述处理装置包括：

壳体，所述壳体的一端设置有进气口，所述壳体的另一端设置有出气口，所述进气口设置为与残余化学气体的进气管连通，所述出气口设置为与排气管连通；

弯曲的流体通道，所述流体通道设置在所述壳体内，并沿所述壳体的轴线方向延伸，且所述流体通道的两端分别与所述进气口和所述出气口连通；和

加热部件，所述加热部件用于加热所述弯曲的流体通道。

2.根据权利要求1所述的残余化学气体的处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括用于形成所述流体通道的通道构件，所述通道构件包括中轴和螺旋叶片，所述螺旋叶片的内边缘设置在所述中轴上，且所述螺旋叶片的外边缘与所述壳体的内壁密闭接触，以在所述壳体内形成螺旋状的所述流体通道。

3.根据权利要求2所述的残余化学气体的处理装置，其特征在于，所述螺旋叶片设置为复数个并且沿所述中轴的轴线方向依次设置，以在所述壳体内形成螺旋状的所述流体通道；所述螺旋叶片具有开口，并且相邻两个螺旋叶片的开口的方向不同；

或者，所述螺旋叶片设置为一个，所述螺旋叶片沿所述中轴的轴线方向围绕所述中轴作螺旋状延伸，以在所述壳体内形成螺旋状的所述流体通道。

4.根据权利要求3所述的残余化学气体的处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括阻流片，所述阻流片竖立设置在所述螺旋叶片上。

5.根据权利要求4所述的残余化学气体的处理装置，其特征在于，所述阻流片的外边缘与所述壳体的内壁密闭接触。

6.根据权利要求4所述的残余化学气体的处理装置，其特征在于，所述螺旋叶片设置为复数个，相邻两个螺旋叶片之间设置有两个阻流片，且所述两个阻流片分别设置在相邻两个螺旋叶片上并位于所述中轴的相对的两侧；

或者，所述螺旋叶片设置为一个，所述螺旋叶片具有第一螺旋表面和第二螺旋表面，所述螺旋叶片的每一个螺旋内设置有两个阻流片，且所述两个阻流片分别设置在所述第一螺旋表面和所述第二螺旋表面上并位于所述中轴的相对的两侧。

7.根据权利要求1所述的残余化学气体的处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括用于形成所述流体通道的通道构件，所述通道构件包括复数个叶片，所述叶片包括第一叶片和第二叶片，所述第一叶片的一端和所述第二叶片的一端分别设置在所述壳体内的相对两侧，且所述第一叶片和所述第二叶片交替设置，所述第一叶片的另一端与所述壳体的内壁之间具有缝隙，所述第二叶片的另一端与所述壳体的内壁之间具有缝隙，所述第一叶片的另一端和所述第二叶片的另一端部分重叠，以在所述壳体内形成所述弯曲的流体通道；或者

所述处理装置还包括用于形成所述流体通道的通道构件，所述通道构件包括中轴和复数个叶片，所述叶片设置在所述中轴上，且朝向不同的方向延伸，并延伸至与所述壳体的内壁密闭接触，且不同朝向的叶片交替设置在所述中轴上，以在所述壳体内形成弯曲的所述流体通道。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的残余化学气体的处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括测温部件，所述测温部件设置在所述壳体内。

9.根据权利要求2-7中任一项所述的残余化学气体的处理装置，其特征在于，所述通道构件可拆卸地安装在所述壳体内。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的残余化学气体的处理装置，其特征在于，所述加热部件包括套设在所述壳体外部的第一加热部件；

或者，所述加热部件包括设置在所述壳体内的第二加热部件，且所述第二加热部件外设置有保护罩；

或者，所述加热部件包括套设在所述壳体外部的第一加热部件和设置在所述壳体内的第二加热部件，且所述第二加热部件外设置有保护罩。

11.根据权利要求1-7中任一项所述的残余化学气体的处理装置，其特征在于，所述壳体的两端的外壁上设置有冷却装置；或者，所述壳体的一端的外壁上置有冷却装置。

12.根据权利要求1-7中任一项所述的残余化学气体的处理装置，其特征在于，所述壳体的外壁上设置有防护罩。