FI84980C - Method and apparatus for removing substances from gas flowing under low pressure - Google Patents
Method and apparatus for removing substances from gas flowing under low pressure Download PDFInfo
- Publication number
- FI84980C FI84980C FI904251A FI904251A FI84980C FI 84980 C FI84980 C FI 84980C FI 904251 A FI904251 A FI 904251A FI 904251 A FI904251 A FI 904251A FI 84980 C FI84980 C FI 84980C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- filter
- particles
- mechanical
- cleaning
- gas flow
- Prior art date
Links
Description
8498084980
Menetelmä ja sovitelma aineiden poistamiseksi alhaisessa paineessa virtaavasta kaasusta Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen menetelmä aineiden poistamiseksi alhaisessa paineessa virtaavasta kaasusta.The present invention relates to a method for removing substances from a gas flowing under a low pressure according to the preamble of claim 1.
Keksinnön kohteena on myös menetelmän soveltamiseen tarkoitettu sovitelma.The invention also relates to an arrangement for applying the method.
Tämän keksinnön kohteena oleva menetelmä ja sen soveltamiseen tarkoitettu sovitelma soveltuvat käytettäviksi Atomic Layer Epitaxy (ALE), Chemical Vapour Deposition (CVD) tai plasmaetsaus -menetelmien sekä muiden vastaavien menetelmien yhteydessä. Erityisen hyvin tämä menetelmä sopii ALE-menetelmän yhteyteen. Siinä kasvatetaan erittäin ohuita kalvoja tyhjökammioon sijoitettujen substraattien (lasilevyjen) pinnalle. Kammioon imetään 1 mbar:n tyhjö tyhjöpumpulla ja kammio lämmitetään n. 500eC:n lämpötilaan. Sitten kammioon johdetaan halutun molekyyli- tai atomikerroksen muodostavia aineita, kuten sinkkikloridia ja vetysulfidia. Eri aineiden ..... syöttämisen välillä kammio huuhdellaan typellä, jotta eri kerrostusaineet eivät sekoittuisi keskenään.The method of the present invention and the arrangement for its application are suitable for use with Atomic Layer Epitaxy (ALE), Chemical Vapor Deposition (CVD) or plasma etching methods and other similar methods. This method is particularly well suited to the ALE method. It grows very thin films on the surface of substrates (glass plates) placed in a vacuum chamber. A vacuum of 1 mbar is drawn into the chamber with a vacuum pump and the chamber is heated to a temperature of about 500 ° C. Substances that form the desired molecular or atomic layer, such as zinc chloride and hydrogen sulfide, are then introduced into the chamber. Between the feeds of the different substances ..... the chamber is purged with nitrogen so that the different depositing substances do not mix with each other.
Kammioon on syötettävä aina hieman enemmän reagoivia aineita kuin tarvitaan kalvon muodostamiseksi substraatin pintaan, jotta kalvo peittäisi varmasti koko substraatin pinnan. Ylimääräiset aineet joutuvat kammion imukanavan kautta tyhjöpumppuun ja muodostavat imuputkistossa jäähtyessään erittäin pieniä partikkeleita. Reaktiokammiosta poistuvan ylimääräisen aineen määrä on tyypillisesti n. 100 g päivässä. Pumppuun joutuvat yhdisteet kuluttavat pumppua nopeasti. Niinpä ylimääräiset aineet olisi puhdistettava tyhjöpumpulle menevästä virtauksesta, ennen kuin ne pääsevät pumppuun.Slightly more reactants must always be fed into the chamber than are needed to form a film on the surface of the substrate to ensure that the film covers the entire surface of the substrate. Excess substances enter the vacuum pump through the suction duct of the chamber and form very small particles in the suction piping as they cool. The amount of excess material leaving the reaction chamber is typically about 100 g per day. Compounds that enter the pump consume the pump quickly. Thus, excess substances should be cleaned from the flow to the vacuum pump before they enter the pump.
Tällaisen, tyhjössä toimivaksi tarkoitetun suodattimen suunnittelussa on otettava huomioon seuraavat seikat. Suodattimen aiheuttaman painehäviön on oltava mahdollisimman pieni, ja koska kaasun tilavuusvirtaus on alhaisessa paineessa suu- 2 84980 ri (n. tuhatkertainen ilmanpaineeseen nähden ALE-prosessis-sa), niin perinteisten paperiin, huopaan tms. perustuvien suodattimien koko tulee suureksi tai joudutaan käyttämään suodatinaineita, joiden läpäisykyky on hyvä, jolloin niiden erotuskyky on vastaavasti suuren huokoskoon johdosta huono. Tyhjön vuoksi suodattimessa on vaikeaa käyttää suuren höy-rynpaineen omaavia aineita rakennemateriaaleina tai apuaineina. Tämän vuoksi perinteiset vesipesurit ja vastaavat ovat käytännössä hyvin vaikeita toteuttaa näissä olosuhteissa.The following factors must be taken into account when designing such a vacuum filter. The pressure drop caused by the filter must be as small as possible, and since the volume flow of the gas at low pressure is 2 84980 ri (about a thousand times the atmospheric pressure in the ALE process), the size of traditional filters based on paper, felt, etc. becomes large or requires filter media. which have good permeability, so that their resolution is correspondingly poor due to the large pore size. Due to the vacuum, it is difficult to use substances with a high vapor pressure in the filter as construction materials or auxiliaries. Therefore, traditional water washers and the like are very difficult to implement in practice under these conditions.
Seuraavassa esitellään muutamia tunnettuja suodatinratkai-su j a.The following are some known filter solutions.
Syklonierotin perustuu laitteen mekaanisten mittojen ja kaa-suvirtauksen välisillä suhteilla aikaansaatuun pyörteiseen virtaukseen, josta partikkelit erotetaan "keskipakovoiman" avulla. Tällaisella suodatimella on alhainen erotusaste läpimitaltaan alle submicron (< 1 ym), olevilla partikkeleilla näiden alhaisen massan takia. Koska laitteen toiminta perustuu määrätynlaiseen virtaukseen, prosessin virtauksia muutettaessa olisi myös laitteen mekaanisia mittoja muutettava. Lisäksi tällaiselle mitoitukselle tyhjötapauksessa ei ole saatavissa selkeitä mitoitusohjeitä. Laitteiston mitoituksessa on tärkeää tietää partikkeleiden kokojakautuma, mikä on tässä tapauksessa käytännössä erittäin hankalasti määritettävissä. Mitoitusta vaikeuttaa lisäksi se, että kun tyhjöä pumpataan kammioon, virtausmäärissä on useiden deka-dien suuruisia muutoksia, jolloin suodatin ei ole mitoitetulla toiminta-alueella. Syklonierottimen edut ovat laitteen aiheuttama pieni painehäviö ja yksinkertainen rakenne.The cyclone separator is based on the vortex flow provided by the relationship between the mechanical dimensions of the device and the gas flow, from which the particles are separated by "centrifugal force". Such a filter has a low degree of separation of particles with a diameter below submicron (<1 μm) due to their low mass. Since the operation of the device is based on a certain type of flow, when changing the process flows, the mechanical dimensions of the device should also be changed. In addition, no clear sizing instructions are available for such sizing in the case of vacuum. When dimensioning the equipment, it is important to know the size distribution of the particles, which in this case is very difficult to determine in practice. Dimensioning is further complicated by the fact that when vacuum is pumped into the chamber, there are several decades of changes in flow rates, so that the filter is not in the dimensioned operating range. The advantages of a cyclone separator are the low pressure drop caused by the device and the simple structure.
Kylmäloukut ja kondensorit kondensoivat ainetta kaasuvir-tauksesta kylmään pintaan. Niitä käytetään usein veden poistoon kaasuvirtauksesta. Mikäli kondensoitunut aine ei pysy nesteenä, vaan muuttuu kiinteäksi aineeksi, kuten ALE-prosessissa tapahtuisi, niin pinta täyttyy nopeasti tai pinnan koon olisi oltava kohtuuttoman suuri. Kylmäloukut eivät i, 3 84980 estä partikkeleiden ajautumista tartuntapinnalta takaisin kaasuvirtaukseen.Cold traps and condensers condense the substance from the gas flow to the cold surface. They are often used to remove water from a gas stream. If the condensed substance does not remain a liquid but becomes a solid, as would happen in the ALE process, the surface will fill quickly or the surface size should be unreasonably large. Cold traps do not prevent particles from drifting from the gripping surface back into the gas flow.
Perinteiset paperiin, huopaan tms. perustuvat suodattimet tukkeutuvat helposti suurella partikkelikuormituksella. Tukkeutumista voidaan vähentää riittävällä suodattimen mitoituksella, jolloin tyhjötekniikassa on käytettävä suuria suo-datinpintoja. Tällöin suodattimen koko tulee kohtuuttoman suureksi. Vaihtoehtoisesti voidaan suodattimen läpäisykykyä nostaa, mutta samalla sen suodatuskyky tietenkin heikkenee, eikä se pysty pysäyttämään ALE-prosessissa esiintyviä erittäin pieniä partikkeleita. Lisäksi suodatin kuristaa kaasuvirtausta merkittävästi.Traditional filters based on paper, felt, etc. are easily clogged with a high particle load. Clogging can be reduced by adequate filter sizing, which requires the use of large filter surfaces in vacuum technology. In this case, the size of the filter becomes unreasonably large. Alternatively, the permeability of the filter can be increased, but at the same time, of course, its filtration capacity is reduced and it is unable to stop the very small particles present in the ALE process. In addition, the filter significantly restricts the gas flow.
Jälkireaktiokammioissa puhdistettavaan virtaukseen johdetaan puhdistettavan aineen kanssa reagoivia aineita. Näitä laitteita käytetään muuttamaan erittäin hengenvaarallisia yhdisteitä vähemmän aggressiivisiksi esim. puolijohdeteolli-suudessa prosessien poistolinjoissa ennen tyhjöpumppuja. Ne eivät suodata virtauksesta partikkeleita, mutta aineita kylläkin.In the after-reaction chambers, substances which react with the substance to be purified are introduced into the stream to be purified. These devices are used to make highly life-threatening compounds less aggressive, e.g. in the semiconductor industry in process discharge lines before vacuum pumps. They do not filter particles from the flow, but they do.
Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan menetelmä, jonka avulla alhaisessa paineessa virtaavasta kaasusta voidaan tehokkaasti puhdistaa erilaisia aineita.The object of the present invention is to provide a method by means of which various substances can be efficiently purified from a gas flowing under low pressure.
Keksintö perustuu siihen, että suodatettavan aineen partikkelikokoa kasvatetaan jälkireaktiokammion avulla, minkä jälkeen virtaus johdetaan mekaanisen suodattimen läpi. Partikkeleiden koko kasvaa edelleen mekaanisen suodattimen pinnalla. Suodattimen tukkeutumisen estämiseksi sen pintaa puhdistetaan mekaanisesti.The invention is based on increasing the particle size of the substance to be filtered by means of a post-reaction chamber, after which the flow is passed through a mechanical filter. The size of the particles continues to increase on the surface of the mechanical filter. To prevent the filter from clogging, its surface is cleaned mechanically.
Täsmällisemmin sanottuna keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.More specifically, the method according to the invention is characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 1.
Keksinnön mukaiselle sovitelmalle on puolestaan tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 13 tunnusmerkki-osassa .The arrangement according to the invention is in turn characterized by what is set forth in the characterizing part of claim 13.
4 849804,84980
Keksinnön avulla saavutetaan huomattavia etuja.The invention provides considerable advantages.
Tämän menetelmän ja sovitelman avulla voidaan muuttaa tyhjössä virtaavan kaasun koostumusta niin, että kaasuvirtauk-sen sisältämät tyhjöpumpuille vahingolliset kemialliset yhdisteet saadaan poistetuksi laitteen sisältämän suodattimen avulla. Ratkaisulla päästään pieneen kokoon, pitkään käyttöikään ja suureen suodatuskapasiteettiin.With this method and arrangement, the composition of the gas flowing in a vacuum can be changed so that the chemical compounds in the gas flow which are harmful to the vacuum pumps can be removed by means of the filter contained in the device. The solution achieves small size, long service life and high filtration capacity.
Koska suodatettavien aineiden partikkelikokoa kasvatetaan reaktiokammiossa ennen suodattamista, suodatinmateriaali voi olla huokoisempaa. Huokoisen materiaalin virtausvastus on pieni, jolloin suodatin ei lisää liikaa tyhjöpumpun tehontarvetta. Vaikka käytetäänkin huokoista materiaalia suodattimena, suodattimen läpäisseessä virtauksessa on erittäin vähän hiukkasmaisia epäpuhtauksia ja pienetkin partikkelit saadaan sidotuksi kokoamalla ne suuremmiksi ennen mekaanista suodattamista. Suodattimen mekaanisen puhdistamisen takia voidaan käyttää pienempää suodatinta. Tavallisesti suodatin on mitoitettava siten, että sen virtausvastus ei kasva liikaa suodatettavien partikkeleiden tarttuessa materiaalin pintaan ja huokosiin. Kun suodatinmateriaali puhdistetaan käytön aikana, saavutetaan pienelläkin suodattimena pitkä käyttöikä. Tämän keksinnön mukainen suodatin on rakenteeltaan erittäin yksinkertainen ja suodatinmateriaaleina voidaan käyttää halpoja, yleisesti saatavia materiaaleja. Siten suodattimen valmistus- ja käyttökustannukset ovat pienet.Because the particle size of the substances to be filtered is increased in the reaction chamber before filtration, the filter material may be more porous. The flow resistance of the porous material is low, so that the filter does not increase the power requirement of the vacuum pump too much. Although porous material is used as the filter, there is very little particulate impurity in the flow through the filter and even small particles are bound by assembling them larger before mechanical filtration. Due to the mechanical cleaning of the filter, a smaller filter can be used. Normally, the filter must be dimensioned so that its flow resistance does not increase too much as the particles to be filtered adhere to the surface and pores of the material. When the filter material is cleaned during use, even a small filter achieves a long service life. The filter according to the present invention has a very simple structure and cheap, commonly available materials can be used as the filter materials. Thus, the manufacturing and operating costs of the filter are low.
Keksintöä tarkastellaan seuraavassa lähemmin oheisten piirustusten avulla.The invention will now be examined in more detail with the aid of the accompanying drawings.
Kuvio 1 esittää osittain kaaviollisesti yhtä tämän keksinnön suoritusmuotoa.Figure 1 is a partial schematic representation of one embodiment of the present invention.
Kuvio 2 esittää osittain leikkauksena kuvion 1 yksityiskohtaa.Figure 2 is a partial sectional view of the detail of Figure 1.
Kuvio 3 on lohkokaavio toisesta tämän keksinnön suoritusmuodosta.Figure 3 is a block diagram of another embodiment of the present invention.
5 849805,84980
Suodatin koostuu kahdesta lieriömäisestä kammiosta 1 ja 2. Kammion l keskellä on akselille 7 asennettu mekaaninen suodatin 3. Akseli 7 on sovitettu suodatinkammion 1 keskiakse-lille, ja sen yläpää muodostaa mekaanisen suodattimen 3 sisältä lähtevän kanavan 8, joka johtaa suodatinkammion 1 ulkopuolelle ja edelleen tyhjöpumppuun. Akselin yläpäähän on kytketty toimilaite 18. Suodatin 3 on lieriön muotoinen ja sen sivulle on sovitettu kaavin 4, joka akselin 7 suuntaisesti koskettaa suodattimen 3 pintaa. Virtausssuunnassa suo-datinkammiota 1 edeltävä kammio 2 on jälkireaktiokammio ja se on kiinnitetty suodatinkammion 1 sivuun. Jälkirektiokam-mion 2 tulopäädyssä on suodatettavan kaasun tuloyhde 5 ja sen yläsivulla on puhdistusreagenssin syöttöyhde 6.The filter consists of two cylindrical chambers 1 and 2. In the middle of the chamber 1 there is a mechanical filter 3 mounted on the shaft 7. The shaft 7 is arranged on the central axis of the filter chamber 1 and its upper end forms an outlet 8 inside the mechanical filter 3 leading outside the filter chamber 1 and further to the vacuum pump. . An actuator 18 is connected to the upper end of the shaft. The filter 3 is cylindrical and a scraper 4 is arranged on its side, which contacts the surface of the filter 3 parallel to the shaft 7. In the flow direction, the chamber 2 preceding the filter chamber 1 is a post-reaction chamber and is attached to the side of the filter chamber 1. The inlet end of the post-reaction chamber 2 has a gas inlet connection 5 to be filtered and a cleaning reagent supply connection 6 on the upper side thereof.
Kuviossa 2 on esitetty mekaaninen suodatin 3 halkileikattu-na sekä suodatinta 3 painava kaavin 4. Mekaanisen suodattimen 3 runko li on lieriön muotoon taivutettu rei'itetty metallilevy. Rungon 11 päälle on kiinnitetty huokoinen polyes-teriharso 12. Joustavan ja paksun harson 12 päällä on kulutusta kestävä suodatinkangas 13. Suodattimen 3 pintaa painava kaavin 4 koostuu akselista 9 ja sitä ympäröivistä kaavin-renkaista 10.Figure 2 shows a cross-section of a mechanical filter 3 and a scraper 4 weighing the filter 3. The body li of the mechanical filter 3 is a perforated metal plate bent into the shape of a cylinder. Attached to the body 11 is a porous polyester gauze 12. On the flexible and thick gauze 12 there is a wear-resistant filter cloth 13. The scraper 4 weighing the surface of the filter 3 consists of a shaft 9 and surrounding scraper rings 10.
Suodatin toimii seuraavasti. Prosessista tuleva epäpuhtauksia sisältävä kaasu tulee tuloyhteen 5 kautta reaktiokammi-oon 2. Kaasun lämpötila sen tullessa reaktiokammioon on noin 50 - 200°C. ALE-prosessista tuleva kaasuseos voi sisältää esimerkiksi sinkkikloridia tai vetysulfidia. Nämä aineet ovat ALE-prosessissa kaasumaisessa tilassa prosessissa vallitsevan alhaisen paineen ja korkean lämpötilan takia. Sink-kikloridi muuttuu kiinteäksi, kun se jäähtyy prosessikammi-osta poistuessaan. Kiinteän sinkkikloridin partikkelikoko ALE-prosessista tulevassa virtauksessa on erittäin pieni. Partikkelikoon kasvattamiseksi prosessista reaktiokammioon 2 tulevaan kaasuvirtaukseen suihkutetaan syöttöyhteen 6 kautta puhdistusreagenssia, esimerkiksi vettä. Sinkkikloridi reagoi veden, kanssa ja reaktiotuloksina muodostuu kiinteää sinkkioksidia ja kaasumaista vetykloridia. Partikkeleiden muodostumista tehostaa veden jäähdyttävä vaikutus.The filter works as follows. The gas containing impurities from the process enters the reaction chamber 2 via the inlet connection 5. The temperature of the gas as it enters the reaction chamber is about 50 to 200 ° C. The gas mixture from the ALE process may contain, for example, zinc chloride or hydrogen sulfide. These substances are in a gaseous state in the ALE process due to the low pressure and high temperature prevailing in the process. Zinc chloride becomes solid as it cools as it exits the process chamber. The particle size of the solid zinc chloride in the flow from the ALE process is very small. To increase the particle size, a cleaning reagent, for example water, is sprayed through the feed connection 6 into the gas stream coming from the process to the reaction chamber 2. Zinc chloride reacts with water to give solid zinc oxide and gaseous hydrogen chloride. The formation of particles is enhanced by the cooling effect of water.
6 849806 84980
Reaktiokammiosta 2 sinkkioksidipartikkeleita sisältävä kaasu siirtyy suodatinkammioon 1. Tyhjöpumpun aiheuttama alipaine imee kaasuseoksen mekaanisen suodattimen 3 läpi, jolloin sinkkioksidipartikkelit jäävät suodattimen 3 pinnan muodostavan suodatinkankaan 13 pintaan. Koska sinkkioksidi on kerääntynyt melko suuriksi partikkeleiksi, nämä tarttuvat helposti suodattimen 3 pintaan ja suodatinkangas 13 voi olla harva. Suodatinkankaaseen 13 kiinnittyy myös vesimolekyyle-jä, jotka reagoivat niiden sinkkikloridimolekyylien kanssa, jotka eivät ole reagoineet veden kanssa reaktiokammiossa 2. Suodatinkangas 13 on valittu niin tiiviiksi, että suodatettavat partikkelit pysähtyvät mekaanisesti sen kuitujen pysäyttäminä. Kankaaseen 13 pysähtyneet partikkelit liittyvät edelleen toisiinsa ja muodostavat suodattimen 3 pintaan hauraan kalvon. Suodatinkankaan 13 materiaalin on oltava sellaista, että suodatettavat partikkelit tai niistä muodostuva kalvo eivät takerru mekaanisesti materiaalin lankoihin tai kuituihin, eivätkä kiinnity siihen kemiallisesti.From the reaction chamber 2, the gas containing zinc oxide particles passes to the filter chamber 1. The vacuum caused by the vacuum pump sucks the gas mixture through the mechanical filter 3, whereby the zinc oxide particles remain on the surface of the filter cloth 13 forming the surface of the filter 3. Since the zinc oxide has accumulated into rather large particles, these easily adhere to the surface of the filter 3 and the filter cloth 13 can be sparse. Attached to the filter cloth 13 are water molecules that react with those zinc chloride molecules that have not reacted with water in the reaction chamber 2. The filter cloth 13 is selected so tightly that the particles to be filtered are mechanically stopped by its fibers. The particles stopped in the fabric 13 further bond to each other and form a brittle film on the surface of the filter 3. The material of the filter cloth 13 must be such that the particles to be filtered or the film formed therefrom do not adhere mechanically to the yarns or fibers of the material and do not adhere to it chemically.
Suodatinkankaan 13 pintaa tarttuvat oksidipartikkelit ja niistä muodostuva kalvo tukkivat käytön aikana suodatinta 3 ja nostavat siten sen virtausvastusta, virtausvastuksen pitämiseksi alhaisena suodatinkangasta 13 puhdistetaan määrätyin väliajoin mekaanisesti. Suodatinkankaan 13 pintaan kasvaa sinkkioksidikerros, joka koostuu suodatettavista partikkeleista, esim. vesisyötön tapauksessa reaktiotuotteista. Kangas tukkeutuu käytön aikana ja ennen kuin tukkeutuminen on prosessille haitallista, eli mekaanisen suodattimen 3 virtausvastus on kasvanut liian suureeksi, jätteet poistetaan kankaan pinnasta.Oxide particles adhering to the surface of the filter cloth 13 and the film formed therefrom clog the filter 3 during use and thus increase its flow resistance, in order to keep the flow resistance low, the filter cloth 13 is mechanically cleaned at certain intervals. A layer of zinc oxide is formed on the surface of the filter cloth 13, which consists of particles to be filtered, e.g. in the case of a water supply, reaction products. The fabric becomes clogged during use and before the clogging is detrimental to the process, i.e. the flow resistance of the mechanical filter 3 has become too high, debris is removed from the surface of the fabric.
Esitetyssä ratkaisussa mekaaninen suodatin 3 puhdistetaan siten, että suodattimen ulkopinnan muodostavan kankaan 13 pintaa rullataan kasaan niin, että pinnassa olevat jätteet putoavat pois. Rullaus tehdään pyörittämällä suodatinta 3 toimilaitteella 18 kaavinta 4 vasten. Suodatinta 3 pyöritettäessä kaapimen 4 akselille 9 sovitetut kaavinren-kaat 10 painavat suodatinkangasta 13 mekaanisen suodattimen 7 84980 3 rungon muodostavaa metallilevyä 11 vasten. Tällöin kankaan 13 alla oleva paksu polyesteriharso 12 antaa mekaaniselle suodattimelle 3 rullauksen vaatiman elastisuuden rullauksen aikana. Koska suodatinkangas 13 ja harso 12 joustavat kaa-vinrenkaiden 10 painamina, suodatinkankaaseen 13 muodostuu kaapimen 4 eteen aalto. Kankaan 13 pintaan tarttuneiden par-tikkeleiden muodostama kalvo murtuu ja kalvosta lohkeavat palaset irtoavat kankaasta 13 aallon vaatiman muodonmuutoksen ja liikkeen vaikutuksesta jo ennen kuin kangas 13 kulkeutuu kaavinrenkaiden 10 alle. Kaavinrenkaiden 10 on oltava sellaisia, että ne murtavat koko suodatinkankaan 13 pintaa, esim. siten että renkaassa 10 on pintaa murtavia kohoumia kohtisuoraan suodattimen 4 pyörimissuuntaa vasten. On tärkeää. että kaavin 4 todella rullaa mekaanisen suodattimen 3 pintaa, eikä laahaa sitä, koska laahatessaan kaavin 4 painaisi suodatettavat partikkelit suodatinmateriaalin 12, 13 sisään, jolloin suodatin 3 tukkeutuisi nopeasti. Samasta syystä suodatinmateriaalin on oltava sellaista, että kalvo ei pääse tarttumaan kiinni sen materiaaliin. Tyypillisesti sopivia materiaaleja ovat erilaiset muovimateriaalit, koska niiden adheesio muihin aineisiin on pieni. Tällöin suodatettava aine ei tartu suodatinkankaan 13 kuituihin ja irtoaa helposti suodatinta puhdistettaessa. Tässä esimerkkiratkai-sussa sopiva suodatinkangas 13 on Suomen Silkkikutomo Oy:n materiaali ACA 463.In the solution shown, the mechanical filter 3 is cleaned by rolling the surface of the fabric 13 forming the outer surface of the filter into a pile so that the debris on the surface falls off. The rolling is done by rotating the filter 3 with the actuator 18 against the scraper 4. When the filter 3 is rotated, the scraper rings 10 arranged on the shaft 9 of the scraper 4 press the filter cloth 13 against the metal plate 11 forming the body of the mechanical filter 7 84980 3. In this case, the thick polyester gauze 12 under the fabric 13 gives the mechanical filter 3 the elasticity required during rolling during rolling. Since the filter cloth 13 and the gauze 12 are flexible when pressed by the scraper rings 10, a wave is formed in the filter cloth 13 in front of the scraper 4. The film formed by the particles adhering to the surface of the fabric 13 breaks and the pieces splitting from the film detach from the fabric 13 due to the deformation and movement required by the wave even before the fabric 13 passes under the scraper rings 10. The scraper rings 10 must be such that they break the entire surface of the filter cloth 13, e.g. so that the ring 10 has surface-breaking protrusions perpendicular to the direction of rotation of the filter 4. Is important. that the scraper 4 actually rolls the surface of the mechanical filter 3 and does not drag it, because as it drags the scraper 4 would press the particles to be filtered into the filter material 12, 13, whereby the filter 3 would quickly clog. For the same reason, the filter material must be such that the membrane cannot adhere to its material. Typically, suitable materials are various plastic materials because of their low adhesion to other materials. In this case, the substance to be filtered does not adhere to the fibers of the filter cloth 13 and comes off easily when the filter is cleaned. A suitable filter fabric 13 in this example solution is the material ACA 463 from Suomen Silkkikutomo Oy.
Aika perättäisten puhdistusrullausten välillä kannattaa valita mahdollisimman pitkäksi. Tällöin kankaan (13) pintaan ehtii muodostua paksu partikkelikerros, josta jäte irtoaa isoina palasina.The time between successive cleaning rolls should be chosen as long as possible. In this case, a thick layer of particles has time to form on the surface of the fabric (13), from which the waste comes off in large pieces.
Edellä kuvatun esimerkin lisäksi tällä keksinnöllä on useita muitakin suoritusmuotoja.In addition to the example described above, the present invention has several other embodiments.
Veden sijasta voidaan puhdistusreagenssina tietenkin käyttää mitä tahansa muuta kemiallista ainetta, joka reagoi sopivalla tavalla suodatettavan aineen kanssa. Veden tai muun puh-distusreagenssin oikea syöttömäärä on tärkeää laitteiston 8 84980 toiminnan kannalta. Syöttömäärän määrää tyhjöpumpun poisto-kaasun paineesta ja lämpötilasta johtuva kastepiste. Rea-genssia voidaan syöttää ainoastaan sen verran, että tyhjö-pumpussa ei synny tiivistymisvaaraa. Syötettävän reagenssin määrä saattaa siten jäädä pieneksi. Syötettävän reagenssin määrä on helpointa määrittää kokeellisesti.Instead of water, of course, any other chemical substance which reacts in a suitable manner with the substance to be filtered can be used as the cleaning reagent. The correct amount of water or other cleaning reagent is important for the operation of the 8 84980 equipment. The feed rate is determined by the dew point due to the pressure and temperature of the exhaust gas of the vacuum pump. The reagent can only be fed to the extent that there is no risk of condensation in the vacuum pump. Thus, the amount of reagent to be fed may remain small. The amount of reagent to be fed is easiest to determine experimentally.
Partikkelit luodaan reaktiokammiossa 2 siihen tulevasta kaa-suvirrasta, tai kaasuvirran sisältämien partikkeleiden kokoa kasvatetaan niin suureksi reaktiokammiossa ja suodattimen 3 pinnassa, että ne tarttuvat harvan suodatinkankaan 13, joka ei kurista kaasuvirtausta merkittävästi, pintaan. Tämä saadaan aikaan useilla eri tavoilla. Sopiva partikkelien kasvatustapa on valittava puhdistettavan aineen ja pro-sessiolosuhteiden mukaan. Kaasuvirtaa voidaan jäähdyttää, jolloin siinä olevat yhdisteet tiivistyvät partikkeleiksi. Suuren höyrynpaineen omaavat kaasut voidaan muuttaa reagenssin avulla yhdisteiksi, joiden höyrynpaine on niin alhainen, että ne muuttuvat partikkeleiksi kammiossa vallitsevissa olosuhteissa (esim. ZnO), tai joiden höyrynpaine on niin korkea, että ne menevät pumppujen läpi kaasuna (esim. HCl). Tämä tapahtuu syöttämällä kaasuvirtaukseen kulloinkin kyseessä oleville kaasuille sopivia kemikaaleja ja luomalla kemialliselle reaktiolle otolliset olosuhteet. Partikkeleiden muodostamisessa voidaan käyttää edellä mainittujen mene-telytapojen lisäksi tai ohella lämpötilan muutoksia, tai sähkö- tai magneettikenttää.The particles are created in the reaction chamber 2 from the incoming gas stream, or the size of the particles contained in the gas stream is increased so large in the reaction chamber and on the surface of the filter 3 that they adhere to the surface of the sparse filter cloth 13 which does not significantly restrict the gas flow. This is accomplished in a number of different ways. The appropriate method of growing the particles must be selected according to the substance to be purified and the process conditions. The gas stream can be cooled, causing the compounds therein to condense into particles. Gases with high vapor pressure can be converted by the reagent into compounds whose vapor pressure is so low that they become particles under the conditions prevailing in the chamber (e.g., ZnO), or whose vapor pressure is so high that they pass through pumps as a gas (e.g., HCl). This is done by feeding chemicals suitable for the respective gases into the gas flow and creating favorable conditions for the chemical reaction. In addition to or in addition to the above-mentioned procedures, changes in temperature, or an electric or magnetic field, can be used to form the particles.
Käytettävän puhdistusreagenssin määrää voidaan lisätä kuvion 3 mukaisen ratkaisun avulla. Siinä edellä kuvatun kaltaisen suodattimen tyhjöpumpulle johtavaan putkeen 8 on liitetty kaupallinen kondensointilaite 14. Pumpulle menevä kaasu kulkee kondensointilaitteen 14 kautta, jossa siitä tiivistämällä poistetaan reagenssia. Tiivistetty reagenssi johdetaan venttiilin 15 ja putkilinjan 16 kautta höyrystimeen 17 ja sieltä edelleen reaktiokammioon 2. Reagenssi-kierto 6, 14, 15, 16, 17 voidaan mitoittaa vaihtoehtoisesti siten, että reagenssi kiertää kierrossa jatkuvasti, jolloin venttiiliä 15 ei tarvita.The amount of cleaning reagent used can be increased by means of the solution according to Figure 3. A commercial condensing device 14 is connected to the pipe 8 leading to the vacuum pump of a filter as described above. The gas entering the pump passes through the condensing device 14, where the reagent is removed by sealing. The condensed reagent is led through the valve 15 and the pipeline 16 to the evaporator 17 and from there on to the reaction chamber 2. Alternatively, the reagent circuit 6, 14, 15, 16, 17 can be dimensioned so that the reagent circulates continuously in a cycle, whereby the valve 15 is not required.
9 849809 84980
Vesi tai muu reagenssi voidaan syöttää kaasuvirtauksen sekaan mm. seuraavilla tavoilla:Water or other reagent can be fed into the gas flow e.g. in the following ways:
Reagenssi syötetään suoraan puhdistettavan kaasun tuloputken 5 kyljestä, jolloin ongelmaksi saattaa muodostua se, että reaktiotuotteiden ollessa veteen liukenemattomia, syöttöput-ki 6 kasvaa umpeen. Tarvittessa voidaan käyttää suuttimia, jolloin vesi saadaan sekoittumaan paremmin kaasun kanssa, tosin diffuusio on reaktiokammiossa 2 olevassa tyhjiössä nopeaa ja siten erilliset suuttimet ovat usein tarpeettomia. Syöttötavan valinnan kannalta on ratkaisevaa käytetyn reak-tiokammion 2 mekaanisten mittojen ja vesimolekyylien vapaan matkan välinen suhde, josta arvioimalla voidaan päätellä suuttimien tarve. Veden syöttökohta on myös merkitsevä, koska reaktiotuotteet kasvavat tuloputken 6 tai reaktiokammion 2 seinämille ja saattavat kasvattaa putken 5 umpeen. Käytännössä reaktiokammion 2 koko ja veden syöttökohta on määriteltävä kokeellisesti eri prosesseja varten.The reagent is fed directly from the side of the gas inlet pipe 5 to be cleaned, whereby the problem may be that when the reaction products are insoluble in water, the supply pipe 6 grows clogged. Nozzles can be used if necessary to make the water more miscible with the gas, although the diffusion in the vacuum in the reaction chamber 2 is rapid and thus separate nozzles are often unnecessary. Crucial to the choice of feed method is the relationship between the mechanical dimensions of the reaction chamber 2 used and the free distance of the water molecules, from which the need for nozzles can be deduced. The water supply point is also significant because the reaction products grow on the walls of the inlet pipe 6 or the reaction chamber 2 and may grow on the pipe 5. In practice, the size of the reaction chamber 2 and the water supply point must be determined experimentally for the different processes.
Mekaanisen suodattimen 3 pinta voidaan puhdistaa edellä kuvatun esimerkin lisäksi muillakin tavoilla. Suodatinta 3 tai suodatinkangasta 13 voidaan täryttää sopivasti valitulla taajuudella, tai suodattimen runko 11 voidaan valmistaa joustavasta materiaalista, jolloin suodatinta 3 voidaan puristaa kasaan sen akselin 7 suunnassa sopivalla toimilaitteella, esimerkiksi kaksitoimisella paineilmasylinterillä, jolloin suodatin 3 vedetään nopeasti takaisin normaaliin pituuteensa sylinterin paluuiskun aikana. Tällöin suodattimen 3 pintaan takertuneet epäpuhtaudet irtoavat suodatinkankaas-ta 13. Kaavin 4 voi olla rengasmainen, jolloin sitä kuljetetaan suodattimen 3 ympärillä tämän akselin suunnassa. Puhdistaminen voi olla jatkuvaa tai jaksottaista. Jaksottaista puhdistustoimintaa voidaan ohjata aikakytkimellä tai mittaamalla paine-ero suodattimen yli, jolloin suodattimen 3 pinta puhdistetaan aina paine-eron kasvettua liian suureksi.In addition to the example described above, the surface of the mechanical filter 3 can be cleaned in other ways. The filter 3 or filter fabric 13 can be vibrated at a suitably selected frequency, or the filter body 11 can be made of a flexible material, whereby the filter 3 can be compressed in its axial direction 7 by a suitable actuator, e.g. In this case, the impurities adhering to the surface of the filter 3 are detached from the filter fabric 13. The scraper 4 can be annular, in which case it is conveyed around the filter 3 in the direction of this axis. Cleaning can be continuous or intermittent. The intermittent cleaning operation can be controlled with a time switch or by measuring the pressure difference across the filter, whereby the surface of the filter 3 is cleaned whenever the pressure difference becomes too large.
Mekaanisen suodattimen 4 edullisin muoto on lieriö, koska tällöin sen pinta-ala saadaan helposti riittävän suureksi.The most preferred shape of the mechanical filter 4 is a cylinder, because then its surface area can easily be made sufficiently large.
10 84 98010 84 980
Suodattimen muoto ei kuitenkaan ole kriittinen laitteen toiminnan kannalta, niinpä suodatin voi olla halutun muotoinen, esimerkiksi tasomainen.However, the shape of the filter is not critical to the operation of the device, so the filter may be of the desired shape, for example planar.
lili
Claims (22)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI904251A FI84980C (en) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | Method and apparatus for removing substances from gas flowing under low pressure |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI904251 | 1990-08-29 | ||
FI904251A FI84980C (en) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | Method and apparatus for removing substances from gas flowing under low pressure |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI904251A0 FI904251A0 (en) | 1990-08-29 |
FI84980B FI84980B (en) | 1991-11-15 |
FI904251A FI904251A (en) | 1991-11-15 |
FI84980C true FI84980C (en) | 1992-02-25 |
Family
ID=8530985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI904251A FI84980C (en) | 1990-08-29 | 1990-08-29 | Method and apparatus for removing substances from gas flowing under low pressure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI84980C (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI110311B (en) | 1999-07-20 | 2002-12-31 | Asm Microchemistry Oy | Method and apparatus for eliminating substances from gases |
-
1990
- 1990-08-29 FI FI904251A patent/FI84980C/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI84980B (en) | 1991-11-15 |
FI904251A (en) | 1991-11-15 |
FI904251A0 (en) | 1990-08-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3443696A (en) | Solid-fluid separating device | |
AU2014356061B2 (en) | Coalescence filter | |
CN101133185A (en) | Trap device | |
FI97025B (en) | Method and apparatus for thickening fine particulate suspensions | |
EP2695657B1 (en) | Compressed air purifier | |
US5575833A (en) | Refrigerant recycling system and apparatus | |
JPS632643B2 (en) | ||
FI84980B (en) | Method and arrangement for removal of substances from gas flowing under low pressure | |
KR101280541B1 (en) | Residual product trap apparatus for semiconductor manufacturing equipment | |
US3853506A (en) | Pollution control apparatus and method | |
EP0642378B1 (en) | Apparatus with a dry multi-stage pump and a plasma scrubber for converting reactive gases | |
KR20120008454A (en) | Method and system for removing particulates from a fluid stream | |
CA2262150C (en) | Rotary drum type dehydrator | |
JPH03229609A (en) | Dry cvd waste gas treatment device | |
US3378143A (en) | Straining apparatus for paint and the like | |
KR200166130Y1 (en) | System for disposal of waste gas | |
EP0289674A1 (en) | Multi-phase separator | |
KR100577925B1 (en) | A Filtering Device Including the Separator Using Centrifugal Force | |
KR101248124B1 (en) | Methods and systems for filtration | |
RU2061558C1 (en) | Method and device for filtering solutions or liquid media with hard impurities | |
US3513639A (en) | Bag filter cleaning | |
JPH08323124A (en) | Filter device for compressed air | |
RU2153914C1 (en) | Liquid cleaning filter | |
KR100490646B1 (en) | Dust collector using inertial force | |
US364936A (en) | Abrasion of |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Owner name: PLANAR INTERNATIONAL OY |