DE102015106718A1

DE102015106718A1 - Vorrichtung zur Behandlung von schädlichen Abgasen aus einer Vakuum-Prozessanlage

Info

Publication number: DE102015106718A1
Application number: DE102015106718.8A
Authority: DE
Inventors: Claas Löbbicke; Andreas Frenzel; Mareike Ullrich
Original assignee: Das Env Expert GmbH; DAS ENVIRONMENTAL EXPERT GmbH
Current assignee: Das Env Expert GmbH; DAS ENVIRONMENTAL EXPERT GmbH
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2016-11-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung schädlicher Abgase aus einer Vakuumprozessanlage, mit einer Entsorgungseinrichtung, einem Gehäuse (9) mit einem Anschluss (10) zur Besaugung des Gehäuses (9), mindestens einem Stellplatz (4, 5, 6, 7) für eine Vakuumpumpe (11, 12, 13, 14) im Gehäuse (9) und einem Wartungszugang zur Einbringung der mindestens einen Vakuumpumpe an den Stellplatz (4, 5, 6, 7), wobei die Entsorgungseinrichtung wenigstens zwei separate Entsorgungseinheiten (1, 2) aufweist und wenigstens ein weiterer Stellplatz mit entsprechendem Wartungszugang für die mindestens eine Vakuumpumpe (11, 12, 13, 14) im Gehäuse (9) vorgesehen ist, wobei von jedem Stellplatz (4, 5, 6, 7) ein Leitungssystem (16) für zu behandelndes Gas zu den wenigstens zwei Entsorgungseinheiten (1, 2) führt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung von schädlichen Abgasen aus einer Vakuum-Prozessanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zur Erzeugung und zur Strukturierung von dünnen Schichten werden häufig Vakuumprozessanlagen eingesetzt, darunter auch Anlagen mit mehreren Prozesskammern. Insbesondere bei der Herstellung von elektronischen Schaltkreisen fallen bei solchen Prozessen giftige, brennbare, korrosive oder auch kondensierende Gase an. Diese Gase werden mithilfe von Vakuumpumpen aus den Prozesskammern abgesaugt und dann in eine Abgasbehandlungsanlage geleitet, die typischerweise in unmittelbarer Nähe aufgestellt wird. Sowohl für die Vakuumpumpen als auch für die Abgasbehandlungsanlagen gibt es eine Vielzahl von Beispielen, und verschiedene Behandlungsverfahren sind bekannt.
Durch die kurze Distanz zwischen Vakuumpumpe und Abgasbehandlung soll das Risiko gemindert werden, dass kondensierbare Anteile des Abgases zu Verblockungen führen oder dass reaktive Anteile Korrosion oder andere unerwünschte Reaktionen verursachen und zu Gefahren für Mensch und Umwelt führen. Aus EP 0 739 650 A2 ist ein Evakuierungssystem mit Abgasreinigung bekannt, bei dem eine Vakuumpumpeneinrichtung und eine Reinigungseinrichtung zu einer Baueinheit zusammengefasst sind.
Die Aufstellung von Vakuumpumpe und Abgasbehandlung in einer Einheit lässt den Einsatz einer sehr kurzen Verbindungsleitung zu. Dadurch gelangen die reaktiven Gase schneller zur Behandlungsanlage und nur ein geringerer Teil reagiert in der Leitung. Allerdings führen die zu behandelnden Gase oft auch zur Bildung von Ablagerungen in der Behandlungsanlage, die eine Wartung der Abgasbehandlungsanlage und damit eine Betriebsunterbrechung an der Prozessanlage nötig machen. Ebenso müssen bei schwierigen Prozessen in bestimmten Abständen die Vakuumpumpen gewartet werden, die dazu oft gegen eine andere Pumpe ausgetauscht werden. Dazu muss die schadgasführende Leitung geöffnet werden, wobei gesundheitsschädliche Gase austreten können.
Aufgrund der hohen Giftigkeit mancher Prozessabgase besteht die Forderung, dass die abgasführenden Anlagenteile, und dabei insbesondere alle Verbindungsstellen, wie z. B. Flansche, so von der Umgebung getrennt werden, sodass auch im schlimmsten Fall außerhalb der Abtrennung keine gefährlichen Schadgaskonzentrationen mehr entstehen. Eine typische Lösung ist dabei, die Anlage mit einem besaugten Gehäuse einzufassen oder einzuhausen. Die Besaugung muss eine Durchströmung des gesamten Gehäuses garantieren, sodass alle Anlagenteile umströmt werden. Oft wird die abgesaugte Luft mit Sensoren auf die wichtigsten Schadgasbestandteile überwacht, um im Fall einer Leckage einen Alarm auszulösen. Leckagen der abgasführenden Leitungen können aber auch Schäden an der Anlage selbst verursachen, insbesondere an elektronischen Bauteilen, Sensoren und Aktoren. Auch solche Schäden sollen durch die Besaugung des umgebenden Raumes minimiert werden. Bei größeren Gehäusen wird deshalb oft mehr als ein Anschluss für die Absaugung vorgesehen. Das erhöht allerdings den Aufwand für die Installation der Anlage.
Typischerweise umfasst eine Prozessanlage in der Halbleiterindustrie mehr als eine Prozesskammer. Bevorzugt werden die Abgase aller Kammern einer Prozessanlage auf eine gemeinsame Abgasbehandlungsanlage geleitet, um die Anzahl der Abgasbehandlungsanlagen gering zu halten, jedoch soll eine Abhängigkeit mehrerer Prozessanlagen von einer Abgasbehandlungsanlage vermieden werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Behandlung von schädlichen Abgasen aus einer Vakuum-Prozessanlage zu schaffen, welche eine höchstmögliche Sicherheit im Fall von Leckagen oder Wartungsarbeiten bietet, ohne dass bei einer Wartung alle Kammern der Prozessanlage stillgelegt werden müssen. Gleichzeitig sollen der Installationsaufwand reduziert und die Betriebskosten minimiert werden.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Behandlung von schädlichen Abgasen aus einer Vakuum-Prozessanlage mit allen Merkmalen des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Behandlung schädlicher Abgase aus einer Vakuumprozessanlage umfasst dabei eine Entsorgungseinrichtung, ein Gehäuse mit einem Anschluss zur Besaugung des Gehäuses, einen Stellplatz für eine Vakuumpumpe im Gehäuse und einen Wartungszugang zur Einbringung einer Vakuumpumpe an den Stellplatz. Erfindungsgemäß weist die Entsorgungseinrichtung wenigstens zwei separate Entsorgungseinheiten auf, wobei wenigstens ein weiterer Stellplatz mit entsprechendem Wartungszugang für eine Vakuumpumpe im Gehäuse vorgesehen ist und wobei von jedem Stellplatz ein Leitungssystem für zu behandelndes Gas zu den wenigstens zwei Entsorgungseinheiten führt.
Durch die Erfindung ist eine Vorrichtung zur Behandlung schädlicher Abgase aus einer Vakuumprozessanlage zur Verfügung gestellt, welche die Abgase einer Vakuum Prozessanlage mit mehreren Kammern entsorgen kann, dabei aber auch durch Redundanz eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet und gleichzeitig höchstmögliche Sicherheit im Fall von Leckagen oder Wartungsarbeiten bietet, ohne dass bei einer Wartung alle Kammern einer Prozessanlage stillgelegt werden müssen. Gleichzeitig werden der Installationsaufwand reduziert und die Betriebskosten minimiert.
Die Entsorgungseinrichtung umfasst dabei wenigstens zwei separate Entsorgungseinheiten, die in einem gemeinsamen Gehäuse angebracht sind. Dieses Gehäuse besitzt einen Anschluss für eine Absaugung, durch den Luft aus dem Gehäuse gesaugt wird. Dadurch gelangen beim unbeabsichtigten Freiwerden von schädlichen Gasen innerhalb des Gehäuses diese nicht in die Umgebung der Anlage, sondern werden sicher abgeführt. Die wenigstens zwei separaten Entsorgungseinheiten besitzen zudem jeweils einen separaten Anschluss, durch den das behandelte Gas abgeführt wird.
Das Gehäuse ist so ausgeführt, dass darin wenigstens zwei Stellplätze für jeweils eine Vakuumpumpe vorgesehen sind. Diese Stellplätze sind so ausgeführt, dass sie handelsübliche Vakuumpumpen aufnehmen können. An jedem Stellplatz ist im Gehäuse ein Wartungszugang zu dem Stellplatz in Form einer Tür oder eines leicht zu demontierenden Bleches vorgesehen, durch den die Pumpen ein- oder ausgebracht werden können oder andere Wartungshandlungen möglich sind. Eine Ausführung mit Stellplätzen für wenigstens zwei Vakuumpumpen mit einem gemeinsamen Wartungszugang ist möglich. Vorzugsweise aber sind zwei oder mehr separate Stellplätze mit jeweils separatem Wartungszugang eingerichtet.
Die von den in den Stellplätzen aufgestellten Vakuumpumpen abgesaugten schädlichen Gase müssen den Entsorgungseinheiten zugeführt werden. Bevorzugt wird das Gas aus einer Vakuumpumpe bis zum Eingang der jeweiligen Entsorgungseinheit geführt, ohne mit den Gasen aus anderen Vakuumpumpen vermischt zu werden. Zu diesem Zweck führt von jedem Stellplatz, bevorzugt von der Rückwand des Stellplatzes, ein Leitungssystem zu den wenigstens zwei Entsorgungseinheiten. Jedes Leitungssystem umfasst dabei zwei Drei-Wege-Ventile, wobei das erste Drei-Wege-Ventil das zu behandelnde Gas entweder zum zweiten Drei-Wege-Ventil oder zu einer Entsorgungseinheit leitet und das zweite Drei-Wege-Ventil das Gas entweder zu einer anderen Entsorgungseinheit oder in eine Abgasleitung leitet, aus der das Gas ohne Behandlung abgeführt wird.
Zur Verminderung des Risikos für den Fall, dass unbehandeltes schädliches Gas durch diese Abgasleitung geführt wird, kann eine Verdünnungseinrichtung vorgesehen bzw. angebracht sein, die z. B. eine Zuleitung mit einem Inertgas oder Luft beinhaltet. Dieses Absperrventil kann mit den beiden Drei-Wege-Ventilen elektrisch oder pneumatisch so verbunden sein, das es automatisch öffnet, wenn beide Drei-Wege-Ventile das unbehandelte Gas in Richtung der Abgasleitung führen.
Die Leitungssysteme können darüber hinaus mit bekannten Einrichtungen zum Schutz vor Ablagerungen in den Leitungen, wie z. B. Kühlfallen, Hitzefallen, Heizmanschetten oder der Zuführung von heißem Stickstoff, ausgerüstet sein. Zudem kann es sinnvoll sein, in der Nähe des Anschlusses für zu behandelndes Gas aus der Vakuumpumpe Sensoren für den Druck des Gases oder die Temperatur einzusetzen, um kritische Zustände nach Austritt des Gases aus der Pumpe, wie z. B. unerwünschte chemische Reaktionen mit Energiefreisetzung oder die Bildung von Ablagerungen, möglichst frühzeitig zu erkennen.
Das Leitungssystem von einer Vakuumpumpe ist vorzugsweise so aufgebaut, dass das erste Drei-Wege-Ventil das Gas entweder in eine Entsorgungseinheit oder in Richtung des zweiten Drei-Wege-Ventils lenkt. Das zweite Drei-Wege-Ventil kann dann das Gas entweder zu einer anderen Entsorgungseinheit oder in die Abgasleitung lenken.
Es sind zwei alternative Ausführungen für die Verbindung zwischen Vakuumpumpen und Entsorgungseinheiten vorgesehen, sofern eine Entsorgungseinrichtung mit mindestens zwei Vakuumpumpen verwendet wird.
In der ersten Ausführung sind die Leitungssysteme von den Vakuumpumpen so geführt, dass alle ersten Drei-Wege-Ventile mit der ersten Entsorgungseinheit verbunden sind und alle zweiten Drei-Wege-Ventile mit der zweiten Entsorgungseinheit. In dieser Ausführung wird die Anlage bevorzugt so betrieben, dass im regulären Betrieb die schädlichen Gase von allen Vakuumpumpen über das erste Dreiwege-Ventil in die erste Entsorgungseinheit und bei einer Störung oder Wartung der ersten Entsorgungseinheit über das zweite Drei-Wege-Ventil auf die zweite Entsorgungseinheit geleitet werden. In dieser Betriebsweise übernimmt die erste Entsorgungseinheit die volle Last. Die zweite Entsorgungseinheit kann währenddessen abgeschaltet oder in einem Stand-by-Modus mit geringem Energieverbrauch betrieben werden.
In der zweiten Ausführung wird das Leitungssystem von mindestens einer Vakuumpumpe so geführt, dass dessen erstes Drei-Wege-Ventil mit der ersten Entsorgungseinheit verbunden ist und das Leitungssystems einer anderen Vakuumpumpe so geführt wird, dass dessen erstes Drei-Wege-Ventil mit der zweiten Entsorgungseinheit verbunden ist. In dieser Ausführung wird die Anlage bevorzugt so betrieben, dass im regulären Betrieb die schädlichen Gase von mindestens einer Vakuumpumpe über das erste Dreiwege-Ventil in die erste Entsorgungseinheit und die schädlichen Gase von einer anderen Vakuumpumpe über das erste Drei-Wege-Ventil in die zweite Entsorgungseinheit geleitet werden. In dieser Betriebsweise ist im regulären Betrieb die Last zwischen den beiden Entsorgungseinheiten aufgeteilt. Bei einer Störung oder Wartung einer Entsorgungseinheit werden alle schädlichen Gase auf die andere Entsorgungseinheit geleitet, die dann die volle Last übernimmt. Bei dieser Ausführung ist es vorteilhaft, dass beide Entsorgungseinheiten gleichartig sind.
Zur Vermeidung von unerwünschten Reaktionen zwischen den schädlichen Gasen aus verschiedenen Vakuumpumpen ist es vorteilhaft, die Leitungssysteme bis zur Mündung in die Entsorgungseinheiten und in die Abgasleitungen getrennt zu führen. In allen Schaltzuständen der Drei-Wege-Ventile sollen also die schädlichen Gase bis zur Entsorgung oder Verdünnung außerhalb der Anlage getrennt voneinander geführt werden.
Bevorzugt ist die Leitung vom Ausgang der Vakuumpumpe bis zum ersten Drei-Wege-Ventil kürzer als 1 m, insbesondere kürzer als 0,5 m. Bevorzugt beträgt die Leitungslänge zwischen dem ersten und dem zweiten Drei-Wege-Ventil weniger als 15 cm, besonders bevorzugt werden die Ventile ohne eine Verbindungsleitung direkt miteinander verbunden.
Für jedes von den Entsorgungseinheiten und/oder von den Vakuumpumpen benötigten Medium, insbesondere für Stickstoff, Druckluft, Kühlwasser und elektrische Energie, wird am Gehäuse jeweils nur ein zentraler Anschluss zur Zuführung des Mediums vorgesehen. Von diesem Anschluss werden die Medien dann innerhalb der Anlage verteilt, sodass der Installationsaufwand für den Anwender minimiert wird.
Für die zum Betrieb der Vakuumpumpen benötigten Medien, wie z. B. elektrische Stromversorgung, Stickstoff oder Kühlwasser, sind an jedem Stellplatz entsprechende Anschlüsse vorgesehen, durch die die Medien einer Vakuumpumpe zugeführt werden können.
An jedem Stellplatz ist der nötige Raum für die Einführung einer Vakuumleitung freigehalten, mit der das Gas aus der Prozessanlage abgesaugt wird. Vorzugsweise verläuft der Raum für diese Leitung von oben in das Gehäuse in gerader Verbindung zur Pumpe.
Die kontinuierliche Besaugung des Gehäuses sichert den Benutzer vor Kontakt mit schädlichen Gasen im Falle einer Leckage im Inneren der Anlage. Zur Verminderung der Installationskosten und der Kosten für die Überwachung für die abgesaugte Luft ist erfindungsgemäß nur ein Anschluss zur Besaugung des Gehäuses an der Anlage vorgesehen, über den alle Bereiche des Gehäuses besaugt werden können.
Insbesondere bei Entsorgungsanlagen mit Verbrennungsreaktoren stellt die Besaugung auch sicher, dass bei einer Leckage von Brenngas keine explosiven Gemische mit Luft entstehen oder aber solche Leckagen durch einen Sensor in der abgesaugten Luft detektiert werden. An den Türen zum Bereich der Entsorgungseinheiten werden deshalb Sensoren angebracht, die eine Öffnung der Türen detektieren, sodass eine Warnung an den Benutzer gegeben werden kann.
Es ist eine Forderung im Sinne der Sicherheit, dass die Besaugung des Gehäuses insbesondere im Bereich der Entsorgungseinheiten auch gewährleistet bleibt, wenn an einem Stellplatz für Vakuumpumpen das Gehäuse geöffnet wird, z. B. zum Zwecke der Wartung der Pumpe. Im Falle einer Wartung an einer Pumpe sollen die Entsorgungseinheiten sicher weiter betrieben werden können, um die Gase von den anderen Pumpen zu entsorgen. Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, dass die Stellplätze im Inneren des Gehäuses so abgetrennt sind, dass bei einer Öffnung der vorgesehenen Türen oder Bleche an einem Stellplatz der Luftstrom durch die anderen Teile des Gehäuses nicht unterbrochen wird. Zu diesem Zweck ist der freie Querschnitt, durch den Luft aus dem Bereich eines jeden Stellplatzes in Richtung des gemeinsamen Anschlusses für die Besaugung des Gehäuses treten kann, so reduziert, dass dadurch bei geöffnetem Wartungszugang die Luftströmung durch den Stellplatz begrenzt wird. An jedem Stellplatz ist eine Lufteintrittsöffnung am Gehäuse, vorzugsweise am unteren Ende, vorgesehen, sodass die geforderte Luftmenge auch bei geschlossenem Gehäuse eintreten kann.
Die Begrenzung des freien Querschnittes zwischen den einzelnen Stellplätzen und dem Bereich der Entsorgungseinheiten geschieht durch Trennwände. Da die von der Anlage beanspruchte Aufstellfläche möglichst gering gehalten werden soll, ist wenig Raum für Wartungsarbeiten reserviert. Um die Wartungsarbeiten zu erleichtern, werden die Trennwände vorzugsweise mindestens teilweise flexibel, z. B. in Form eines schweren Vorhanges, insbesondere eines Lamellenvorhanges, ausgeführt. Es ist vorteilhaft, die Öffnungen zur Absaugung der Luft aus dem Stellplatz am oberen Ende des Stellplatzes, insbesondere an der Rückseite, anzuordnen. Zur gezielten Führung der Luft in Richtung des gemeinsamen Anschlusses zur Besaugung des Gehäuses können im Inneren des Gehäuses Leitbleche oder Kanäle vorgesehen sein.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Drei-Wege-Ventile der Leitungssysteme noch innerhalb der abgetrennten Stellplätze für die Vakuumpumpen angebracht sind. Dadurch können die Drei-Wege-Ventile sehr dicht nach der Pumpe installiert werden.
Das erfindungsgemäße Abgasbehandlungssystem kann mit verschiedenen Entsorgungsverfahren ausgerüstet sein. Bevorzugt werden jedoch beide Entsorgungseinheiten jeweils als Kombination aus Verbrennungsreaktor und Nasswäscher ausgeführt, da diese Technologie ein breites Spektrum an typischerweise auftretenden schädlichen Gasen mit hoher Effizienz behandeln kann.
Eine Steuereinheit überwacht und regelt die beiden Entsorgungseinheiten und die Drei-Wege-Ventile in den Leitungssystemen für die schädlichen Gase. Es ist vorteilhaft, eine Kommunikationsverbindung von der Steuereinheit zu den Stellplätzen für die Vakuumpumpen vorzusehen, über die Daten von den Pumpen oder an die Pumpen übermittelt werden können. Beispielsweise können Daten von den Pumpen auf einer Anzeige der Abgasbehandlungsanlage visualisiert, an eine zentrale Überwachung weitergegeben oder zum Teil auch für die Regelung der Entsorgungseinheiten genutzt werden. Ebenso können an die Behandlungsanlage übermittelte Befehle auch an die Pumpen weitergeleitet werden.
Mit Führungsschienen und einem Anschlag in der Tiefe des Stellplatzes soll die Position der Pumpe im Gehäuse fixiert werden. Da die Stellplätze für Vakuumpumpen mit handelsüblichen Pumpen verschiedener Hersteller und Modelle bestückt werden können, sind an den Stellplätzen seitliche Führungsschienen vorgesehen, die auf den jeweiligen Pumpentyp angepasst werden können und seitlich verstellbar sind, sowie ein einstellbarer Anschlag für die Position der Pumpe in der Tiefe des Stellplatzes.
Zur Erleichterung des Transportes ist die Anlage vorzugsweise an einer Ebene durch das Gehäuse trennbar, sodass sie am Ort der endgültigen Aufstellung leicht wieder zusammengesetzt werden kann.
Für die Einbringung der Pumpen in die Stellplätze ist es vorteilhaft, wenn diese nahezu ebenerdig ausgeführt sind. Zur Reduktion der Stellfläche der Anlage kann es aber auch vorteilhaft sein, einen Teil der Stellplätze in erhöhter Position vorzusehen, sodass sich mindestens zwei Ebenen für die Aufstellung von Pumpen ergeben.
Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
1 schematische Aufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Behandlung schädlicher Abgase aus einer Vakuumprozessanlage mit vier Stellplätzen für Vakuumpumpen,
2 eine schematische Ansicht der Vorrichtung gemäß 1 ebenfalls von oben,
3 eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Stellplatzes für eine Vakuumpumpe,
4 die Führung des Leitungssystems für zu behandelnde Gase in einer ersten Variante,
5 die Führung des Leitungssystems für zu behandelnde Gase in einer zweiten Variante,
6 eine schematische Aufsicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Behandlung schädlicher Abgase aus einer Vakuumprozessanlage mit vier Stellplätzen für Vakuumpumpen,
7a ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Behandlung schädlicher Abgase aus einer Vakuumprozessanlage mit vier Stellplätzen für Vakuumpumpen in der Frontansicht,
7b das Ausführungsbeispiel gemäß 7a in einer Aufsicht und
8 eine schematische Seitenansicht zweier Stellplätze für Vakuumpumpen für das dritte Ausführungsbeispiel
Im einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die schematische Aufsicht auf eine Abgasbehandlungsanlage dargestellt, bei der zwei Entsorgungseinheiten 1 und 2 und eine Steuerungseinheit 3 zur Frontseite F hin und vier Stellplätze 4, 5, 6, 7 für Vakuumpumpen zur Rückseite R hin angeordnet sind.
Zwischen den Stellplätzen 4, 5, 6, 7 und den Entsorgungseinheiten 1 und 2 befindet sich ein Bereich 8 für Wartungszwecke und für Verbindungsleitungen. Die gesamte Anlage ist von einem Gehäuse 9 umschlossen. Ein Anschluss 10 für die Besaugung des Gehäuses 9 ist am Dach der Anlage zwischen den Entsorgungseinheiten 1 und 2 und den Stellplätzen 4, 5, 6, 7 angeordnet.
Der Bereich der Entsorgungseinheiten 1 und 2 umfasst auch den Bereich für die Steuerungseinheit 3 der Entsorgungseinheiten 1 und 2.
Beispielhaft wird in 1 eine Vakuumpumpe 14 im Stellplatz 7 gezeigt, die über eine Vakuumleitung durch die Öffnung 15 im Dach des Gehäuses der Vorrichtung zur Behandlung schädlicher Abgase aus einer Vakuumprozessanlage mit einer Vakuumprozessanlage verbunden ist. Die mittels der Pumpe 14 abgesaugten Gase werden über das Leitungssystem 16 mit den zwei Drei-Wege-Ventilen 17 und 18 zu den Entsorgungseinheiten 1 oder 2 oder über eine Abgasleitung 19 zu einem Abgasauslass 20 geführt. Die Entsorgungseinheiten 1 und 2 bestehen jeweils aus einem Verbrennungsreaktor 1a, 2a, dem die zu behandelnden Gase am oberen Ende zugeführt werden, und einem damit verbundenem Nasswäscher 1b, 2b, aus dem die behandelten Gase am oberen Ende austreten. Die behandelten Gase werden über Anschlüsse 21 und 22 am Dach der Vorrichtung abgeführt.
2 zeigt eine schematische Ansicht der Vorrichtung gemäß 1 ebenfalls von oben. Hier dargestellt sind die Zuführungen für elektrische Energie 100, Kommunikationsleitungen 101, Stickstoff 102, Druckluft 103, Brenngas 104, Oxidant 105, Kühlwasser 106 und Kühlwasser-Rücklauf 107 sowie Frischwasser 108 und Abwasser 109, die durch das Dach der Anlage in die Anlage geführt werden.
Zur Besaugung der Stellplätze 4, 5, 6, 7 für die Vakuumpumpen 11, 12, 13, 14 dient ein Kanal 23, der unter dem Dach des Gehäuses 9 von den einzelnen Stellplätzen 4, 5, 6, 7 zum Anschluss 10 für die Besaugung geführt wird. Über nicht dargestellte Blenden oder durch Variation des Querschnittes können die Strömungswiderstände für die Stellplätze 4, 5, 6, 7 angeglichen werden.
Die in 3 gezeigte Rückwand 24 und die seitlichen Trennwände 25 zwischen den Stellplätzen 4, 5, 6, 7 sind mindestens in ihrem unteren Teil flexibel, bevorzugt als Lamellenvorhänge ausgeführt, die die einzelnen Stellplätze 4, 5, 6, 7 von den anderen Bereichen der Vorrichtung so abtrennen, dass bei geöffneter Tür an einem der Stellplätze 4, 5, 6, 7 die Besaugung der anderen Stellplätze 4, 5, 6, 7 und insbesondere auch die Besaugung des Bereiches der Entsorgungseinheiten 1 und 2 gewährleistet bleibt.
Um die Vakuumpumpen 11, 12, 13, 14 nach einer Wartung wieder in eine definierte Position zu bringen, sind seitliche Führungsschienen 26 mit einem Anschlag 27 in der Tiefe am Boden des Gehäuses 9 angebracht. Da die Stellplätze 4, 5, 6, 7 für Vakuumpumpen 11, 12, 13, 14 verschiedener Größen angepasst werden müssen, sind die Führungsschienen 26 und der Anschlag 27 verstellbar.
An einem einer Tür 28 gegenüberliegenden Ende der Stellplätze 4, 5, 6, 7 sind die Zuleitungen 29 und 30 für Medien zur Vakuumpumpe und die Leitungssysteme 16 für die zu behandelnden Gase mit den Drei-Wege-Ventilen 17, 18 angeordnet. In 3 beispielhaft dargestellt sind eine Zuleitung 29 für Stickstoff und eine Zuleitung 30 für Kühlwasser. Die Leitungssysteme 16 und die Zuleitungen 29 und 30 für die Medien an die Stellplätze 4, 5, 6, 7 werden bevorzugt im oberen Bereich der Vorrichtung über den Wartungsbereich geführt, sodass der Zugang in diesen Bereich nicht versperrt wird.
Die Führung der Leitungssysteme 16 für schädliche Gase erfolgt gemäß 4, wobei im regulären Betrieb jeweils über das erste Drei-Wege-Ventil 17 das Gas der Vakuumpumpen 11 und 12 zur Entsorgungseinheit 1 und von den Vakuumpumpen 13 und 14 zur Entsorgungseinheit 2 geführt wird.
5 stellt eine alternative Leitungsführung dar, bei der im regulären Betrieb das Gas aller Vakuumpumpen 11, 12, 13, 14 über das jeweils erste Drei-Wege-Ventil 17 zur Entsorgungseinheit 1 geführt wird.
Von dem Bereich der Steuerung der Entsorgungseinheiten werden Kommunikationsverbindungen und die Versorgung für elektrische Leistung zu den einzelnen Stellplätzen 4, 5, 6, 7 geführt. Die Kommunikationsverbindungen umfassen Verbindungen zur Signalisierung mittels Öffner-oder Schließer-Kontakten und serielle Verbindungen zum Austausch digitaler Daten zwischen der Steuerung der Entsorgungseinheiten 1 und 2 und den Vakuumpumpen 11, 12, 13, 14. Die Steuerung ist mit einer Anzeige ausgestattet, über die auch Informationen über den Zustand der Entsorgungseinheiten 1 und 2 und der Vakuumpumpen 11, 12, 13, 14 angezeigt werden. Sie verfügt weiterhin über eine Schnittstelle zum Datenaustausch mit einer übergeordneten Überwachungs- oder Steuerungseinheit. Dies erlaubt z. B. auch die Übermittlung von Informationen über den Betriebszustand der vorgeschalteten Vakuumprozessanlage, aufgrund derer dann die Betriebsparameter von Entsorgungseinheiten 1 und 2 und Vakuumpumpen 11, 12, 13, 14 angepasst werden können, wodurch auch der Energieverbrauch der Vorrichtung beeinflusst werden kann. Ebenso können Informationen über den Betriebszustand der Vakuumpumpen 11, 12, 13, 14 und der Entsorgungseinheiten 1 und 2 an die Vakuumprozessanlage oder eine übergeordnete Steuerungseinheit übermittelt und zum Beispiel zur Beeinflussung des Produktionsablaufes und der Planung von Wartungen genutzt werden.
Zur besseren Transportfähigkeit des Systems ist das Gehäuse in einer Ebene A-A entlang des Wartungsbereiches 8 trennbar, und alle über diesen Bereich führenden Leitungen sind an dieser Ebene mit einer leicht lösbaren Verbindung, wie z. B. einem Flansch oder einer Steck- oder Schraubverbindung, versehen, sodass die gesamte Vorrichtung in zwei Teile zerlegbar und am Ort der Aufstellung wieder leicht zu einer gesamten Vorrichtung zu verbinden ist.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 6 sind die Stellplätze 4, 5, 6, 7 für die Vakuumpumpen 11, 12, 13, 14 seitlich zum Bereich der Entsorgungseinheiten angebracht. Die Stellplätze 4, 5, 6, 7 sind mit einer mindestens teilweise flexiblen Trennwand 25 strömungstechnisch voneinander abgetrennt. Die Besaugung der Stellplätze 4, 5, 6, 7 über den zentralen Anschluss 10 erfolgt mittels eines im rückwärtigen Bereich der Anlage verlaufenden Lüftungskanals 23.
In einem dritten Ausführungsbeispiel, dargestellt in 7, werden die vier Stellplätze 4, 5, 6, 7 für die Vakuumpumpen 11, 12, 13, 14 auf zwei Ebenen angeordnet. Diese platzsparende Ausführung ist für Anwendungen geeignet, in denen kleinere Vakuumpumpen ausreichend sind. Dabei werden die oberen Stellplätze 5, 7 soweit gegen die unteren Stellplätze 6, 8 versetzt, dass die Vakuumleitungen zu den unteren Vakuumpumpen 11, 13 von oben durch die Öffnungen 15 in gerader Linie an den Vakuumpumpen 12, 14 in den oberen Stellplätzen 5, 7 vorbei an die unteren Vakuumpumpen 11, 13 geführt werden können. Im rückwärtigen Bereich der Vorrichtung verlaufen die Leitungssysteme für das zu behandelnde Gas mit den Drei-Wege-Ventilen 17 und 18.
Auch bei dieser Ausführung ist jeder Stellplatz 4, 5, 6, 7 an der Vorderseite F des Gehäuses 9 mit einer eigenen Tür 28 abgeschlossen, wie in 8 dargestellt. Im hinteren Bereich jedes Stellplatzes 4, 5, 6, 7 verläuft eine flexible Trennwand 24 zwischen Vakuumpumpe und dem Bereich, in dem die Leitungssysteme 16 mit den Drei-Wege-Ventilen 17 und 18 verlaufen. Die Trennwand 24 ist an ihrem oberen Ende nicht komplett geschlossen, wobei der freie Querschnitt so gewählt ist, dass er bei geöffneter Tür den Luftstrom zur zentralen Absaugung hin begrenzt. In diesem Ausführungsbeispiel dient der gesamte rückwärtige Bereich der Luftführung von den Stellplätzen zum Anschluss 10 für die Besaugung.
Die Anzahl der möglichen Stellplätze für Vakuumpumpen ist nicht auf vier beschränkt, es sind weitere Ausführungen mit weniger oder mehr Stellplätzen in ähnlicher Weise möglich.
Bezugszeichenliste

1: Entsorgungseinheit
1a: Verbrennungsreaktor
1b: Nasswäscher
2: Entsorgungseinheit
2a: Verbrennungsreaktor
2b: Nasswäscher
3: Steuerungseinheit
4: Stellplatz
5: Stellplatz
6: Stellplatz
7: Stellplatz
8: Bereich
9: Gehäuse
10: Anschluss
11: Vakuumpumpe
12: Vakuumpumpe
13: Vakuumpumpe
14: Vakuumpumpe
15: Öffnung
16: Leitungssystem
17: Drei-Wege-Ventil
18: Drei-Wege-Ventil
19: Abgasleitung
20: Abgasauslass
21: Anschluss
22: Anschluss
23: Kanal
24: Rückwand
25: Trennwand
26: Führungsschiene
27: Anschlag
28: Tür
100: Zuführung für elektrische Energie
101: Zuführung für Kommunikationsleitungen
102: Zuführung für Stickstoff
103: Zuführung für Druckluft
104: Zuführung für Brenngas
105: Zuführung für Oxidant
106: Zuführung für Kühlwasser
107: Zuführung für Kühlwasser-Rücklauf
108: Zuführung für Frischwasser
109: Zuführung für Abwasser
A-A: Ebene
F: Frontseite
R: Rückseite

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0739650 A2 [0003]

Claims

Vorrichtung zur Behandlung schädlicher Abgase aus einer Vakuumprozessanlage mit einer Entsorgungseinrichtung, einem Gehäuse (9) mit einem Anschluss (10) zur Besaugung des Gehäuses (9), mindestens einem Stellplatz (4, 5, 6, 7) für eine Vakuumpumpe (11, 12, 13, 14) im Gehäuse (9) und einem Wartungszugang zur Einbringung der mindestens einen Vakuumpumpe (11, 12, 13, 14) an den Stellplatz (4, 5, 6, 7), dadurch gekennzeichnet, dass die Entsorgungseinrichtung wenigstens zwei separate Entsorgungseinheiten (1, 2) aufweist und dass wenigstens ein weiterer Stellplatz mit entsprechendem Wartungszugang für die mindestens eine Vakuumpumpe (11, 12, 13, 14) im Gehäuse (9) vorgesehen ist, wobei von jedem Stellplatz (4, 5, 6, 7) ein Leitungssystem (16) für zu behandelndes Gas zu den wenigstens zwei Entsorgungseinheiten (1, 2) führt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Leitungssystem (16) zwei hintereinander geschaltete Drei-Wege-Ventile (17, 18) umfasst, wobei das erste Drei-Wege-Ventil (17) das zu behandelnde Gas entweder zum zweiten Drei-Wege-Ventil (18) oder zu einer Entsorgungseinheit (1, 2) leitet und das zweite Drei-Wege-Ventil (18) das Gas entweder zu einer anderen Entsorgungseinheit (2, 1) oder in eine Abgasleitung (19) leitet.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungslänge jedes Leitungssystems (16) für zu behandelndes Gas von seinem Anfang am Stellplatz (4, 5, 6, 7) für die Vakuumpumpe (11, 12, 13, 14) bis zum ersten Drei-Wege-Ventil (17) weniger als 1 m beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Drei-Wege-Ventile (17, 18) eines jeden Leitungssystems (16) mit einer Verbindungsleitung von weniger als 15 cm Länge miteinander verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungssysteme (16) das zu behandelnde Gas von den verschiedenen Stellplätzen (4, 5, 6, 7) getrennt voneinander in die Entsorgungseinheiten (1, 2) oder die Abgasleitungen (19) führen.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass das Gehäuse (9) einen Anschluss (10) zur Besaugung des Gehäuses (9) aufweist, über den alle Teile des Gehäuses (9) besaugt werden können.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Entsorgungseinheit (1, 2) eine Kombination aus einem Verbrennungsreaktor (1a, 2a) und einem Nasswäscher (1b, 2b) umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Stellplatz (4, 5, 6, 7) für eine Vakuumpumpe (11, 12, 13, 14) strömungstechnisch so von den anderen Stellplätzen (4, 5, 6, 7) und von dem Bauraum der Entsorgungseinheiten (1, 2) abgetrennt ist, dass bei Öffnung des Wartungszuganges an einem Stellplatz (4, 5, 6, 7) die Durchströmung der anderen Vorrichtungsbereiche gewährleistet bleibt.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes in der Vorrichtung benötigte Medium, insbesondere Stickstoff, Druckluft, Kühlwasser und elektrische Energie, über jeweils nur einen Anschluss zugeführt wird.
Anlage nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Stellplatz (4, 5, 6, 7) für eine Vakuumpumpe (11, 12, 13, 14) am Boden seitliche Führungsschienen (26) angebracht sind, deren seitlicher Abstand verstellbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung entlang einer Ebene (A-A) durch das Gehäuse (9) trennbar und wieder zusammensetzbar aufgebaut ist.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Stellplätze (4, 5, 6, 7) für Vakuumpumpen (11, 12, 13, 14) in mindestens zwei Ebenen vorhanden sind, sodass Vakuumpumpen (11, 12, 13, 14) auf unterschiedlichen Höhen im Gehäuse (9) aufstellbar sind.