JP2002170777A - 排気装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉塵を含む排ガスによって排気用ブロアが
目詰まりしない排気装置の開発にある。 【解決手段】 (a) 外管(1)内に内管(2)が配設された
２重管(3)と、(b) 内管(2)に接続され、外管(1)の出口
(21)に向かって噴出するように外管(1)内に空気を供給
する排気用ブロア(4)と、(c) 外管(1)に接続され、粉
塵(D)を含む排ガス(F3)を外管(1)に供給する排ガス供給
管(5)とで構成されている事を特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、粉塵を含む排ガス
によって排気用ブロアが目詰まりする事のない新規な排
気装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１は、本発明に係るブロア(4)および
従来例のブロア(40)の設置位置を含む全体の配管系統図
である。従来の排気装置(P)のブロア(40)は、図６に示
すように、第２スクラバ(16)の出口配管(28)が接続され
ている１重縦管(39)の出口に接続されている。そして、
粉塵を若干含み第２スクラバ(16)で洗浄されて湿気を含
む第２洗浄排ガス(F3)を、１重縦管(39)の上端から吸引
した新鮮外部空気(41)にて希釈しつつ直接吸引し、外気
希釈排ガス(F4)として大気放出していた。

【０００３】半導体製造工程にあっては、半導体製造装
置(17)から排出された半導体排ガス(F1)は、除害装置(1
9)の加熱反応塔(19a)にて処理され、その時粉塵(D)を大
量に発生させる。そして、加熱反応塔(19a)に続いて設
置されている第２スクラバ(16)にて水洗されるのである
が、加熱反応塔(19a)で生成された粉塵(D)は平均粒径が
1〜0.5μｍと極めて微細であるため捕集が困難であり、
第２スクラバ(16)において大半の粉塵(D)が洗い流され
るものの、なお、少量の粉塵(D)は第２スクラバ(16)に
て水洗された第２洗浄排ガス(F3)中に残留する。この様
な第２洗浄排ガス(F3)は湿気を含むため、含有粉塵(D)
はどこにでも付着しやすい。

【０００４】さて、前述のように直接排気用ブロア(40)
で外気希釈排ガス(F4)を吸引し大気放出していると、外
気希釈排ガス(F4)中の粉塵含有量が少ないとしても次第
に粉塵(D)が排気用ブロア(40)内に溜まり、割と短い期
間で目詰まりが発生するので、排気用ブロア(40)を分解
して洗浄するというメンテナンスをどうしても頻繁に行
わなければならなかった。また、第２洗浄排ガス(F3)は
洗浄により湿気を含んでいるため、配管(28)(39)内でも
堆積しやすく、特に、前記１重縦管(39)と第２スクラバ
(16)の出口配管(28)との接続部の出口周りに堆積し、甚
だしい場合は出口配管(28)の出口を閉塞してしまうとい
う事があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の第１の解決課
題は、粉塵を含む排ガスによって排気用ブロアが目詰ま
りしないようにする事であり、第２の解決課題はこれに
加えて洗浄排ガス供給配管の出口回りでも粉塵の堆積が
ない新規な排気装置の開発にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】「請求項１」に記載の排
気装置(A1)は、(a) 外管(1)内に内管(2)が配設された
２重管(3)と、(b) 内管(2)に接続され、外管(1)の出口
(21)に向かって噴出するように外管(1)内に空気を供給
する排気用ブロア(4)と、(c) 外管(1)に接続され、粉
塵(D)を含む排ガス(F3)を外管(1)に供給する排ガス供給
管(5)とで構成されている事を特徴とする。

【０００７】排気用ブロア(4)が外管(1)内に空気を供給
する内管(2)に接続されているので、外管(1)内に供給さ
れた粉塵(D)を含む排ガス(F3)が内管(2)に入り込む事が
なく、長期間、排気用ブロア(4)を稼働しても排ガス(F
3)中の粉塵(D)が排気用ブロア(4)中に入り込む事がな
く、長期間にわたって排気用ブロア(4)のメンテナンス
をする必要がなくなる。

【０００８】「請求項２」に記載の排気装置(A2、3)は
「請求項１」の改良に、(a) 外管(1)内に内管(2)が配
設された２重管(3)と、(b) 内管(2)に接続され、外管
(1)の出口(21)に向かって噴出するように外管(1)内に空
気(a)を供給する排気用ブロア(4)と、(c) 外管(1)に接
続され、粉塵(D)を含む排ガス(F3)を外管(1)に供給する
排ガス供給管(5)と、(d) 排ガス供給管(5)の接続位置
の上方にて外管(1)に取着され、外管(1)の内壁面に沿っ
て洗浄用流体(6)を流下させる洗浄部(S)とで構成されて
いる事を特徴とするもので、この場合は、請求項１の排
気装置(A1)に加えて洗浄部(S)が更に付加されている点
が特徴的で、請求項１の作用に加えて、「洗浄部(S)」
の作用が付加される。

【０００９】即ち、洗浄部(S)によれば、洗浄部(S)から
勢いよく外管(1)の内壁面に沿って噴出した洗浄用流体
(6)は、外管(1)の内壁面を流下して外管(1)の内壁面を
洗浄する。排ガス供給管(5)から供給される排ガス(F3)
は洗浄されているために湿気を含んでおり、外管(1)の
内壁面、特に、排ガス(F3)の通流方向が変わる排ガス供
給管(5)の外管(1)に対する接続部分の周辺部が常時洗浄
され(図４参照)、排ガス(F3)に含まれている粉塵(D)が
洗い落とされて、粉塵(D)が最も付着しやすい前記接続
部分の周辺部への粉塵(D)の付着が妨げられ、この点で
もメンテナンスの期間を従来より長くすることが出来
る。なお、図５の場合は、洗浄部(S)がないので、前記
接続部分の周辺部の粉塵(D)が付着する。また、前記請
求項１及び２の場合、排ガス供給管(5)は図２のように
外管(1)の側面に接続する場合と、図４のように外管(1)
の下端から導入する２通りの場合がある。

【００１０】「請求項３」は、請求項２に記載の排気装
置(A2)の更なる改良で、「洗浄用流体(6)が外管(1)の内
壁面に沿って螺旋を描いて流下するようになっている」
事を特徴とする。これにより、洗浄用流体(6)は飛沫を
さほど生じる事なくスムーズに外管(1)の内壁面を流下
し、外管(1)の内壁面の洗浄を効果的に行う。

【００１１】

【発明の実施の態様】図１は半導体製造工程を示した図
であり、ＣＶＤのような半導体製造装置(17)、前記半導
体製造装置(17)からの半導体排気ガス(F1)が通過する半
導体排ガス用配管(18)、前記半導体排ガス(F1)を除害す
る除害装置(19)とを示している。

【００１２】除害装置(19)は大略、半導体製造装置(17)
からの半導体排ガス用配管(18)が直接接続されている第
１スクラバ(15)、第１スクラバ(15)に続いて設置されて
いる加熱反応塔(19a)、加熱反応塔(19a)に続いて設置さ
れている第２スクラバ(16)、第１、２スクラバ(15)(16)
に接続されている水槽(26)、第２スクラバ(16)に続いて
設置されている排気装置(S)などで構成されている。

【００１３】第１スクラバ(15)は、半導体排ガス用配管
(18)から送り込まれてきた半導体排ガス(F1)に半導体排
ガス用配管(18)の途中で窒素ガスやアルゴンガスのよう
な不活性ガス(G)にて希釈された不活性ガス希釈排ガス
(F11)を水洗して可溶性成分ガスの除去と含まれている
粉塵(D)などの除去を行うもので、内部にスプレーノズ
ル(30)が設置されている。

【００１４】加熱反応塔(19a)は、内部に複数の電熱ヒ
ータ(40)が立設されており、第１スクラバ(15)で洗浄さ
れた第１洗浄排ガス(F12)が例えば７００〜１４００又
は１６００℃に加熱された電熱ヒータ(40)の表面に接触
して熱分解され、除害されるようになっている。(41)は
隔壁で、加熱反応塔(19a)の内部を仕切っており、各部
屋を通る事で所定の反応が生じ効果的に除害される。加
熱反応塔(19a)の形式は、図の様なものに限られず、図
示していないが、第１スクラバからの排ガスを耐熱パイ
プで加熱反応塔の天井部分まで導入し、最も高温に保た
れた天井付近で放出して排ガスの熱分解を行い、加熱反
応塔の底部から取り出して次の第２スクラバに送り出す
というような方式もある。

【００１５】第２スクラバ(16)は、前記加熱反応塔(19
a)に続けて設けられており、加熱反応塔(19a)で熱分解
処理された熱分解処理排ガス(F2)を、内部に設置したス
プレーノズル(31)で洗浄し、熱分解処理によって大量に
発生した粉塵(D)を捕集・除去する。ただし、加熱反応
塔(19a)で発生した粉塵(D)は１〜0.5μｍ程度の平均粒
径をもつ極めて微細な白煙を呈するようなものであるの
で、スプレーノズル(31)での完全な除去は困難である。

【００１６】図１、２の実施例では、第２スクラバ(16)
の上端開口に本発明に係る排気装置(A3)が配設されてい
る例で、この排気装置(A3)を代表例として説明し、他の
排気装置(A1)(A2)は説明の煩雑さを避けるため排気装置
(A3)の違いを中心に説明する。なお、図１、２の実施例
では、第２スクラバ(16)の上端開口に本発明に係る排気
装置(A3)が配設されているため、第２スクラバ(16)は
「排ガス供給管(5)」を兼ねていることになる。

【００１７】第２スクラバ(16)の上端開口に立てて接続
されている排気装置(A3)の外管(1)の中心に内管(2)が配
設され２重管(3)となっている。内管(2)には排気用ブロ
ア(4)が接続されており、外管(1)内に空気(a)を供給す
るようになっている。(2a)は内管(2)と排気用ブロア(4)
とを接続する曲管である。前記内管(2)の上方には、外
管(1)の内壁面に沿って洗浄用流体(6)を流下させる洗浄
部(S)が取り付けられている。洗浄部(S)の外管(1a)「勿
論、洗浄部(S)の外管(1a)と２重管(3)の外管(1)を一体
の管としてもよい。」には、内管(2)方向に傾斜したス
リット開口(7)が外管(1a)の全周にわたって開設されて
いる。なお、外管(1a)の内壁面に沿って洗浄用流体(6)
を円滑に流すためにはスリット開口(7)の角度(α)は外
管(1a)に対して鋭角であるほど好ましい。

【００１８】外管(1a)の外周にはスリット開口(7)を取
り巻くように外筒部(8)が配設されており、前記外管(1
a)と前記外筒部(8)との間に流体溜まり空間(9)が形成さ
れている。前記外筒部(8)の適所(１乃至複数箇所)にコ
ンジット(10)が配設されており、流体溜まり空間(9)内
に洗浄用の流体(6)を噴出する流体噴出管(11)がコンジ
ット(10)に取り付けられており、その先端部分(11a)が
流体溜まり空間(9)内に挿入され且つ外管(1a)に沿って
屈曲されている。外筒部(8)の上流側の端部は、外管(1
a)の上流側の端部に固着されているが、一方外筒部(8)
の下流側の端部はスリット開口(7)を取り巻く位置まで
となっており、流体溜まり空間(9)はスリット開口(7)を
通じて外管(1a)内に連通している。また、外筒部(8)の
スリット開口(7)の近傍部分は、スリット開口(7)に向か
って傾斜して外管(1a)との間隔を狭めており、この傾斜
面(8a)によってスリット開口(7)に向かう洗浄用流体(6)
の流速を高めている。

【００１９】尚、本実施例では、流体噴出管(11)は外管
(1a)の周りに対向する２箇所に設けられているが、２箇
所に限定するわけではなく、流体噴出管(11)の個数が多
いほどより圧力の高い洗浄用流体(6)の流れを形成する
ことが出来る。本実施例では噴出される洗浄用流体(6)
として水を用いているが、窒素ガス等の不活性ガス気体
でも良い。

【００２０】次に本実施例の作用について説明する。半
導体製造装置(17)から排出された各種の半導体排ガス(F
1)は、半導体製造装置(17)に接続された半導体排ガス用
配管(18)を通って除害装置(19)の第１スクラバ(15)に送
り込まれる。前記半導体排ガス(F1)は粉塵(D)を大量に
含んでおり且つ空気に接触すると、たちどころに爆発す
るような爆発性のガス成分を含んでいるため、半導体排
ガス用配管(18)の途中にて窒素ガスやアルゴンガスのよ
うな不活性ガス(G)が加えられて希釈されている。この
不活性ガス希釈排ガス(F11)は第１スクラバ(15)に供給
され、第１スクラバ(15)を通過中に水洗されて含まれて
いる可溶性成分ガスと粉塵などの水洗除去が行われる。

【００２１】可溶性成分ガスと粉塵の水洗除去が行われ
た第１洗浄排ガス(F12)は加熱反応塔(19a)に入り、ここ
で高温電気ヒータ(40)に接触して有害成分は熱分解さ
れ、多量の超微細粉塵を含む粉塵(D)を発生させる。超
微細粉塵を多量に含む処理排ガス(F3)は加熱反応塔(19
a)に続いて設置されている第２スクラバ(16) に供給さ
れ、第２スクラバ(16)にて水洗されて大半の粉塵が洗い
流されるが、なお、少量の粉塵は前記第２洗浄排ガス(F
3)中に含まれている。この第２洗浄排ガス(F3)は排気装
置(A3)にて大量の空気(a)が混入希釈された後、大気放
出されるが本実施例では次のようにして行われる。

【００２２】排気装置(A3)の排気用ブロア(4)は外管(1)
を貫通して外管(1)の中央に配設された内管(2)に接続さ
れているので、排気用ブロア(4)を作動させる事で外部
新鮮空気(a)を外管(1)内に供給する事が出来る。内管
(2)から外管(1)内に勢いよく噴出した外部新鮮空気(a)
は、外管(1)内のガスを巻き込んで外管(1)の出口(21)に
向かって流れ、外管(1)内を負圧にする。これにより、
前工程の加熱反応塔(19a)から連続的に熱分解処理排ガ
ス(F2)が第２スクラバ(16)に供給される。

【００２３】第２スクラバ(16)から供給された粉塵(D)
を含む排ガス(F3)は、第２スクラバ(16)で洗浄されてい
るため湿気を多量に含んでおり、粉塵(D)が外管(1)の内
壁面に付着堆積しやすい。そこで洗浄部(S)による外管
(1)の内壁面の洗浄が行われる事になる。なお、排気用
ブロア(4)では、内管(2)から外部新鮮空気(a)が稼働中
連続して外管(1a)内に噴出しているので、粉塵(D)を含
む排ガス(F3)が排気用ブロア(4)の内部に入り込む事が
なく、長期間にわたって排気用ブロア(4)のメンテナン
スをする必要がなくなる。なお、半導体製造装置(17)か
らの半導体排気ガス(F1)は常時変動するので、排気用ブ
ロア(4)の送風量もこれに合わせて変動させる必要があ
る。そこで、一例として排ガス供給管(5)の静圧を検出
しておき、前記検出値に合わせて排気用ブロア(4)のイ
ンバータ制御を行い、排ガス供給管(5)から供給される
第２洗浄排ガス(F3)の供給量に合わせて排気用ブロア
(4)による外部新鮮空気(a)の供給量の増減を行うように
する事ができる。

【００２４】次に、洗浄部(S)による外管(1)の内壁面の
洗浄について説明する。流体溜まり空間(9)内に配設さ
れた流体噴出管(11)から洗浄用流体(6)が噴出される
と、流体噴出口(5a)から噴出された洗浄用流体(6)は、
流体溜まり空間(9)内を外管(1a)周りに沿って回転し、
その後流体溜まり空間(9)において唯一開口しているス
リット開口(7)へと螺旋を描きながら流れる。

【００２５】スリット開口(7)から外管(1a)内に送り込
まれた洗浄用流体(6)は、その後も同様に下流側の外管
(1a)の内壁面に接触して螺旋を描き、外管(1a)の内壁面
に流体層(12)を形成しつつ流下し、この場合にはさらに
第２スクラバ(16)内へと流下する。第２スクラバ(16)は
水槽(26)に接続されているので、第２スクラバ(16)内に
流下した洗浄用流体(6)はそのまま水槽(26)に送り込ま
れる。

【００２６】このように外管(1a)の内壁面は流体層(12)
によって保護されているので、第２洗浄排ガス(F3)に含
まれている粉塵(D)が外管(1a)の内壁面に付着しようと
しても洗浄用流体(6)の螺旋流によって洗い落とされて
しまう。その結果、外管(1a)(1)は勿論、この場合では
第２スクラバ(16)の内壁面での粉塵(D)の堆積はない。
なお、洗浄用流体(6)の噴出方法であるが、連続噴出法
と間欠噴出方法とがあり、いずれの場合でもよい。

【００２７】次に排気装置(A)の第２実施例(A2)を図４
に従って説明する。この場合は第２スクラバ(16)の出口
に接続された排ガス供給管(5)を、外管(1a)の側面に接
続した例で、排ガス供給管(5)と外管(1a)との接続部分
周辺に粉塵(D)が堆積しやすいが、やはり洗浄用流体(6)
により常時洗浄されているので、この部分における粉塵
(D)の堆積はない。従って、メンテナンスの期間を従来
より長くすることが出来る。

【００２８】排気装置(A)の第3実施例(A1)は図５に示す
ように、最も簡素な形のもので、洗浄部(S)を設けてい
ない場合である。この場合は、洗浄部(S)がないので、
排ガス供給管(5)と第２スクラバ(16)との接続部分に粉
塵(D)が堆積しやすいが、排気用ブロア(4)の目詰まりは
回避できる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の排気装置では、排気用ブロアが
外管内に空気を供給する内管に接続されているので、外
管内に供給された粉塵を含む排ガスが内管を通って排気
用ブロア中に入り込む事がなく、長期間にわたって排気
用ブロアを稼働しても目詰まりを生じる事がなく、メン
テナンスを頻繁に行う必要がなくなるという利点があ
る。また、排ガス供給管の接続位置の上方にて外管に洗
浄部を取着すれば、洗浄部から勢いよく外管の内壁面に
沿って噴出した洗浄用流体によって外管の内壁面が常時
洗浄され、粉塵の付着・堆積が妨げられ、この点でもメ
ンテナンスの期間を従来より長くすることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体排ガスの除害装置の配管系統図

【図２】本発明の排気装置の主要部の第１実施例の断面
図

【図３】図２の横断面図

【図４】本発明の排気装置の主要部の第２実施例の断面
図

【図５】本発明の排気装置の主要部の第３実施例の断面
図

【図６】従来例の断面図

【記号の説明】(A) 排気装置 (D) 粉塵 (F3) 排ガス (S) 洗浄部 (1) 外管 (2) 内管 (3) ２重管 (4) 排気用ブロア (5) 排ガス供給管 (6) 洗浄用流体 (21) 出口

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外管内に内管が配設された２重管と、 内管に接続され、外管の出口に向かって噴出するように
   外管内に空気を供給する排気用ブロアと、 外管に接続され、粉塵を含む排ガスを外管に供給する排
   ガス供給管とで構成されている事を特徴とする排気装
   置。
2. 【請求項２】外管内に内管が配設された２重管と、 内管に接続され、外管の出口に向かって噴出するように
   外管内に空気を供給する排気用ブロアと、 外管に接続され、粉塵を含む排ガスを外管に供給する排
   ガス供給管と、 排ガス供給管の接続位置の出口側にて外管に取着され、
   外管の内壁面に沿って洗浄用流体を流下させる洗浄部と
   で構成されている事を特徴とする排気装置。
3. 【請求項３】 洗浄用流体が外管の内壁面に沿って
   螺旋を描いて流下するようになっている事を特徴とする
   請求項２に記載の排気装置。