JP2009125672A - Gas-liquid separating apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は気液分離装置に関するもので、更に詳細には、例えば半導体製造に使用される塗布処理や現像処理等の液処理装置から排気される流体中に含まれる気化物質や流体中に浮遊する処理液のミスト状微細粒子等を液滴化して分離回収する気液分離装置に関するものである。 The present invention relates to a gas-liquid separation device, and more specifically, for example, a vaporized substance contained in a fluid exhausted from a liquid processing device used in semiconductor manufacturing, such as coating processing and development processing, or floating in the fluid. The present invention relates to a gas-liquid separation device that separates and recovers mist-like fine particles of a processing liquid into droplets.
従来、処理液のミスト状粒子等を空気中から分離回収するミスト分離器の1つとして、筐体内に複数の波板を並列に備え、ミスト状粒子等を含んだガスを流入させると、ミスト状粒子等が波板によって捕集・回収されることになり、ガス中からミスト状粒子等を分離する構成のものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載の技術のものでは、ミスト分離器で処理した後の流体(空気)中に、処理液の気化物質やミスト状の微細粒子等が残留する虞があり、ミスト分離器を通過した流体を工場外(系外)に排気することには問題がある。 In the technique described in Patent Document 1, there is a possibility that vaporized substances of the processing liquid, mist-like fine particles, etc. may remain in the fluid (air) after being processed by the mist separator, and pass through the mist separator. There is a problem in exhausting the fluid out of the factory (outside the system).
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、気液混合流体中に浮遊する微細液滴を捕集でき、さらに、気液混合流体中に含まれている気化物質を捕集できる気液分離装置を提供すること目的としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and is capable of collecting fine droplets floating in a gas-liquid mixed fluid, and further capable of collecting vaporized substances contained in the gas-liquid mixed fluid. The object is to provide a separation device.
上記課題を解決するために、この発明は、気液混合流体を通過させる管路に接続される筐体内に、上記流体の流れの断面上に備える冷却器と、この冷却器の下流側に上記流体の流れに沿って並列に配設される複数の波板と、を具備し、上記冷却器は、外部に備えられる冷却源と接続され、上記気液混合流体中に含まれる気化物質を冷却により凝縮するように構成され、上記複数の波板は、波板同士の間隔を狭めて上記流体の流速を高めて通過させる絞り部と、この絞り部の下流側に上記気液混合流体が衝突する壁面と、を備え、上記流体中に浮遊する微細液滴を上記壁面に付着流下させ回収する液滴捕集通路を備えている、ことを特徴とする(請求項1)。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a cooler provided on a cross section of the flow of the fluid in a casing connected to a pipe line through which the gas-liquid mixed fluid passes, and the cooler provided on the downstream side of the cooler. A plurality of corrugated plates arranged in parallel along the flow of the fluid, and the cooler is connected to a cooling source provided outside to cool the vaporized substance contained in the gas-liquid mixed fluid. The plurality of corrugated plates are configured to condense with each other, and the gas-liquid mixed fluid collides with the constricted portion that narrows the distance between the corrugated plates and increases the flow velocity of the fluid, and the downstream side of the constricted portion. And a droplet collecting passage for collecting and dropping fine droplets floating in the fluid by adhering to and falling on the wall surface (Claim 1).
このように構成することにより、筐体内を通流する気液混合流体は、冷却器に通流させ波板間を通流し、その後、筐体外へ流出する。気液混合流体は波板間の絞り通路を流速を高めて通過し、この下流側の壁面に衝突するときに、該流体中に浮遊する微細液滴を該壁面に付着し捕集される。この場合、上流側の冷却器が気液混合流体を冷却するので、該流体中に含まれている気化物質は、凝縮されて該流体中に浮遊する微細液滴と共に液滴化されることになる。このため、上記壁面に付着し捕集される液滴として、ミストだけでなく、気化物質も効果的に分離回収することができる。 By comprising in this way, the gas-liquid mixed fluid which flows through the inside of a housing | casing is made to flow through a cooler and between corrugated plates, and it flows out out of a housing | casing after that. The gas-liquid mixed fluid passes through the constricted passage between the corrugated plates at an increased flow velocity, and when it collides with the downstream wall surface, fine droplets floating in the fluid are attached to the wall surface and collected. In this case, since the upstream cooler cools the gas-liquid mixed fluid, the vaporized substance contained in the fluid is condensed into droplets together with fine droplets floating in the fluid. Become. For this reason, not only mist but also a vaporized substance can be effectively separated and collected as droplets that adhere to and are collected on the wall surface.
この発明において、上記波板は、熱伝導性を有する材料よりなり、上記冷却器に接続されていることが好ましい(請求項2)。 In the present invention, it is preferable that the corrugated plate is made of a material having thermal conductivity and is connected to the cooler.
このように構成すると、冷却器により波板を効果的に冷却することができ、これにより波板の温度と上記流体の温度との温度差が生じるので、上記流体中に含まれている気化物質を、波板の表面に結露・凝縮させることができ、液滴が大きく成長すると流下するので液滴を筐体底部より回収できる。したがって、上記流体中から微細液滴の捕捉量を一層増やすことができる。 If comprised in this way, a corrugated sheet can be cooled effectively with a cooler, and this causes a temperature difference between the temperature of the corrugated sheet and the temperature of the fluid, and therefore the vaporized substance contained in the fluid Can be condensed and condensed on the surface of the corrugated plate, and when the droplet grows large, it flows down, so that the droplet can be recovered from the bottom of the casing. Therefore, the amount of fine droplets captured from the fluid can be further increased.
この発明において、上記冷却器が格子状の冷却パイプよりなり、該冷却パイプと上記波板との間で熱伝導が行われるように、冷却パイプが波板と一体に連結されていることが好ましい(請求項3)。更には、上記冷却パイプは上記波板の上部及び下部に接触し、上記熱交換パイプは上記波板の端部に接触して設けられていることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the cooler comprises a grid-like cooling pipe, and the cooling pipe is integrally connected to the corrugated plate so that heat conduction is performed between the cooling pipe and the corrugated plate. (Claim 3). Furthermore, it is preferable that the cooling pipe is provided in contact with the upper and lower parts of the corrugated sheet, and the heat exchange pipe is provided in contact with an end of the corrugated sheet.
このように構成することにより、上記と同様に、波板を冷却することで、上記流体中に含まれている気化物質の回収ができる。 By comprising in this way, the vaporization substance contained in the said fluid can be collect | recovered by cooling a corrugated sheet like the above.
この発明において、上記波板間に形成される上記絞り通路における内側面に疎水層を形成してなることが好ましい(請求項4)。またこの発明において、上記波板間に形成される上記液滴捕集通路における流体衝突壁面に親水層を形成してなることが好ましい(請求項5)。更に、この発明において、上記波板間に形成される上記絞り通路における内側面に疎水層を形成すると共に、上記波板間に形成される上記液滴捕集通路における流体衝突壁面に親水層を形成する方が好ましい(請求項6)。 In the present invention, it is preferable that a hydrophobic layer is formed on the inner surface of the throttle passage formed between the corrugated plates. In the present invention, it is preferable that a hydrophilic layer is formed on a fluid collision wall surface in the droplet collecting passage formed between the corrugated plates. Furthermore, in the present invention, a hydrophobic layer is formed on the inner surface of the throttle passage formed between the corrugated plates, and a hydrophilic layer is formed on the fluid collision wall surface of the droplet collecting passage formed between the corrugated plates. It is preferable to form them (claim 6).
このように構成することにより、疎水層を形成した絞り通路の内側面に、微細液滴が付着しにくく、また、流体中に含まれている気化物質が結露し難いので、流体が絞り通路を通過する際の圧力損失の低減を小さく抑えられる。また、親水層を形成した表面に、微細液滴が付着し易いので、微細液滴の捕捉量を一層増やすことができる。 With this configuration, fine droplets are unlikely to adhere to the inner surface of the constricted passage in which the hydrophobic layer is formed, and vaporized substances contained in the fluid are difficult to condense. Reduction in pressure loss during passage can be kept small. Moreover, since fine droplets are easily attached to the surface on which the hydrophilic layer is formed, the amount of fine droplets captured can be further increased.
この発明において、上記冷却器は、上記気液混合流体の流れの断面上の上部と下部に水平に備える上部冷却パイプ及び下部冷却パイプと、互いに平行に配設され上端及び下端を上部冷却パイプ及び下部冷却パイプに連通接続された複数の縦冷却パイプとで、格子状に形成され、かつ上記上部冷却パイプの外端及び下部冷却パイプの外端を外部に備えられる上記冷却源である冷媒供給源と接続され、冷媒供給源の冷媒をパイプ内に供給する構成とする方がよい(請求項7)。あるいは、この発明において、上記冷却器は、上記流体の流れの断面上の上部と下部に水平に備えるヒートパイプからなる上部冷却パイプ及び下部冷却パイプと、互いに平行に配設され上端及び下端を上部冷却パイプ及び下部冷却パイプに連通接続された複数のヒートパイプからなる縦冷却パイプとで、格子状に形成され、かつ上記上部冷却パイプの外端及び下部冷却パイプの外端を外部に備えられる上記冷却源であるペルチェ素子の吸熱側に接続する方がよい(請求項8)。 In the present invention, the cooler includes an upper cooling pipe and a lower cooling pipe that are horizontally provided in an upper part and a lower part on a cross section of the flow of the gas-liquid mixed fluid, and an upper cooling pipe and an upper cooling pipe arranged in parallel to each other. A refrigerant supply source that is a cooling source that is formed in a lattice shape with a plurality of vertical cooling pipes that are connected to the lower cooling pipe and that has the outer end of the upper cooling pipe and the outer end of the lower cooling pipe provided outside. It is better to have a configuration in which the refrigerant of the refrigerant supply source is supplied into the pipe. Alternatively, in the present invention, the cooler includes an upper cooling pipe and a lower cooling pipe made of heat pipes horizontally provided at an upper portion and a lower portion on the cross section of the fluid flow, and arranged in parallel with each other, with an upper end and a lower end at an upper portion. The vertical cooling pipe comprising a plurality of heat pipes connected to the cooling pipe and the lower cooling pipe, and formed in a lattice shape, and the outer end of the upper cooling pipe and the outer end of the lower cooling pipe are provided outside It is better to connect to the heat absorption side of the Peltier element which is a cooling source.
このように構成することにより、上記冷却器は、冷媒供給源の冷媒を通流して上部冷却パイプ及び下部冷却パイプと複数の縦冷却パイプを冷却して、上記流体を冷却し、また、上記波板を熱伝達により冷却することができる。 With this configuration, the cooler flows the refrigerant of the refrigerant supply source to cool the upper cooling pipe, the lower cooling pipe, and the plurality of vertical cooling pipes, thereby cooling the fluid, and the wave The plate can be cooled by heat transfer.
この発明において、上記複数の波板は、各波板の上記冷却器に連結された端部を固定端として上記流体の流れに沿った方向に伸縮変形可能に形成され、伸縮駆動機構により伸縮されることが好ましい(請求項9)。この場合、上記冷却器に上記各波板に対応してガイドバーを連結し、このガイドバーにより伸縮変形可能な上記各波板が支持されていることが好ましい(請求項10)。 In the present invention, the plurality of corrugated plates are formed to be extendable and deformable in a direction along the fluid flow with the end portion of each corrugated plate connected to the cooler as a fixed end, and are expanded and contracted by a telescopic drive mechanism. (Claim 9). In this case, it is preferable that a guide bar is connected to the cooler corresponding to each of the corrugated plates, and the corrugated plates capable of expanding and contracting are supported by the guide bar.
このように構成することにより、気液混合流体の上記筐体内における通風量に応じて適切な波板間の隙間となるように調整することによって、波板間の絞り通路を通過する流速を調整でき、上記流体中に浮遊する微細液滴をこの絞り通路の下流側の壁面において効果的に付着捕集されるように、壁面に衝突する流速を調整できる。 By configuring in this way, the flow velocity passing through the constricted passage between the corrugated plates is adjusted by adjusting the gap between the corrugated plates according to the amount of air flow in the casing of the gas-liquid mixed fluid. In addition, the flow velocity at which the liquid droplets collide with the wall surface can be adjusted so that the fine droplets floating in the fluid are effectively attached and collected on the wall surface on the downstream side of the throttle passage.
この発明によれば、上記のように構成されているので、以下のような優れた効果が得られる。 According to this invention, since it is configured as described above, the following excellent effects can be obtained.
(1)請求項1記載の発明によれば、筐体内を通流する気液混合流体を波板間の絞り通路を流速を高めて通過させて壁面に衝突させることにより上記流体中に浮遊する微細液滴を付着捕集でき、特に、気液混合流体を波板間を通流させる前に冷却器で冷却して該流体中に含まれている気化物質を凝縮できるようにしたので、気液混合流体を冷却器で冷却しない場合には行えない気化物質の凝縮捕集を行うことができ、これによって、例えば半導体製造に使用される塗布処理や現像処理等の液処理装置から排気される気体中から処理液のミスト状粒子等の液滴を分離回収するのに好適な気液分離装置を提供することができる。 (1) According to the first aspect of the present invention, the gas-liquid mixed fluid flowing in the casing is caused to float in the fluid by causing the gas-liquid mixed fluid to pass through the throttle passage between the corrugated plates with increasing flow velocity and collide with the wall surface. Since fine droplets can be attached and collected, in particular, since the gas-liquid mixed fluid is cooled by a cooler before flowing between the corrugated plates, the vaporized substances contained in the fluid can be condensed. It is possible to condense and collect vaporized substances that cannot be performed when the liquid mixture fluid is not cooled by a cooler, and thereby, for example, exhausted from liquid processing apparatuses such as coating processing and development processing used in semiconductor manufacturing A gas-liquid separation apparatus suitable for separating and recovering droplets such as mist-like particles of the processing liquid from the gas can be provided.
(2)請求項2記載の発明によれば、波板を冷却することができるので、上記(1)に加えて、更に波板の表面に上記流体中に含まれている気化物質の結露を促進でき、気化物質の回収量を一層増やすことができる。 (2) According to the invention described in claim 2, since the corrugated plate can be cooled, in addition to the above (1), the condensation of vaporized substances contained in the fluid is further formed on the surface of the corrugated plate. The amount of vaporized material recovered can be further increased.
(3)請求項3記載の発明によれば、上記(2)と同様に、波板を冷却することができて気化物質の回収ができることに加え、筐体内という小空間において上記流体の圧力損失を少なく抑えて波板の支持構造を強固にかつ簡素に実現できて、装置の低コスト化に寄与することができる。 (3) According to the invention described in claim 3, as in (2) above, in addition to being able to cool the corrugated plate and recover the vaporized substance, the pressure loss of the fluid in a small space within the housing As a result, the corrugated plate support structure can be realized firmly and simply, contributing to cost reduction of the apparatus.
(4)請求項4記載の発明によれば、疎水層を形成した表面に微細液滴が付着しにくいので、上記流体の絞り通路を通過する際の圧力損失を少なくすることができる。 (4) According to the invention described in claim 4, since the fine droplets hardly adhere to the surface on which the hydrophobic layer is formed, it is possible to reduce the pressure loss when the fluid passes through the throttle passage.
(5)請求項5記載の発明によれば、親水層を形成した表面には、微細液滴が付着し易いので、微細液滴の捕捉量を一層増やすことができる。 (5) According to the fifth aspect of the present invention, since fine droplets are likely to adhere to the surface on which the hydrophilic layer is formed, the amount of captured fine droplets can be further increased.
(6)請求項6記載の発明によれば、疎水層を形成した表面には、微細液滴が付着しにくいので、上記流体が絞り通路を通過する際の圧力損失を少なくすることができ、また、親水層を形成した表面には、微細液滴が付着し易く、また上記流体中に含まれている気化物質が結露し易いので、微細液滴の捕捉量を一層増やすことができる。 (6) According to the invention described in claim 6, since the fine droplets hardly adhere to the surface on which the hydrophobic layer is formed, the pressure loss when the fluid passes through the throttle passage can be reduced, In addition, fine droplets are likely to adhere to the surface on which the hydrophilic layer is formed, and vaporized substances contained in the fluid are likely to condense, so that the amount of captured fine droplets can be further increased.
(7)請求項7記載の発明によれば、上記(1)〜(6)に加えて、更に冷媒冷却システムにより、上記流体を冷却し、また、上記波板を熱伝達により冷却することができる。
(7) According to the invention described in
(8)請求項8記載の発明によれば、上記(1)〜(6)に加えて、更にヒートパイプとペルチェ素子による冷却システムにより、上記流体を冷却し、また、上記波板を熱伝達により冷却することができる。 (8) According to the invention described in claim 8, in addition to the above (1) to (6), the fluid is further cooled by the cooling system using a heat pipe and a Peltier element, and the corrugated plate is heat-transferred. Can be cooled.
(9)請求項9記載の発明によれば、絞り通路を調整でき、その下流側の壁面に衝突する上記流体の流速を調整できるので、上記(1)〜(8)に加えて、更に上記流体中に浮遊する微細液滴を効果的に捕集できる。 (9) According to the ninth aspect of the invention, the throttle passage can be adjusted, and the flow velocity of the fluid colliding with the wall surface on the downstream side can be adjusted. Therefore, in addition to the above (1) to (8), Fine droplets floating in the fluid can be effectively collected.
(10)請求項10記載の発明によれば、上記(9)に加えて、更に上記各波板を簡素な構造で伸縮変形可能に支持することができ、装置の低コスト化に寄与することができる。
(10) According to the invention described in
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1実施形態>
まず、この発明の第1実施形態に係る気液分離装置の構成を説明する。図1は、第1実施形態に係る気液分離装置の斜視図(a)及びこの発明における、波板を平面方向に見た一部拡大平面図(b)である。
<First Embodiment>
First, the configuration of the gas-liquid separation device according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1: is the perspective view (a) of the gas-liquid separator which concerns on 1st Embodiment, and the partially expanded plan view (b) which looked at the corrugated sheet in the plane direction in this invention.
上記気液分離装置10は、例えば半導体製造に使用される塗布処理や現像装置の廃液処理部から分岐する気液混合流体を通過させる管路に接続され、あるいは従来のミストトラップ(装置の排気管路)に接続され、筐体11と、この筐体11内に備えられる冷却器12と複数の波板13とからなる。
The gas-
筐体11は、流体入口11aと、冷却器12と複数の波板13を収容する筐体本体11bと、被分離液が分離された流体の出口である流体出口11cとを具備し、底面部に分離液を排出するトラップ構造の出口(図示せず)を具備してなる。なお、筐体本体11bの内面には親水性皮膜が形成されている。
The
冷却器12は、上部冷却パイプ12aと、下部冷却パイプ12bと、複数の縦冷却パイプ12cとで格子状に形成され、筐体本体11b内を通流する上記流体の流れの断面上に備えられている。上部冷却パイプ12aは冷媒流出パイプであり、下部冷却パイプ12bは冷媒流入パイプであり、複数の縦冷却パイプ12cは、上端及び下端を上部冷却パイプ12a及び下部冷却パイプ12bに連通接続され、平行に並列に配設されている。上部冷却パイプ12aと下部冷却パイプ12bは、上下に平行に配され筐体本体11bの外部に伸びている外端を冷却源である冷媒供給源(図示せず)に接続され、冷媒供給源の冷媒を下部冷却パイプ12b内に供給する構成である。なお、上部冷却パイプ12a,下部冷却パイプ12b及び縦冷却パイプ12cは、例えばアルミニウム管によって形成されている。
The cooler 12 is formed in a lattice shape with an
このように構成される冷却器12は、筐体介内を通流する気液混合流体を冷却して、該流体中に含まれている気化物質を凝縮させる役目を果たすと共に、複数の波板13を熱伝達により冷却する役目を果たす。 The cooler 12 configured as described above serves to cool the gas-liquid mixed fluid flowing through the housing and condense the vaporized substance contained in the fluid, and also to a plurality of corrugated plates. It serves to cool 13 by heat transfer.
複数の波板13は、熱伝導性を有する部材、例えばアルミニウムの押出形材にて形成され、波板の厚みを変えることで波板同士の間隔を狭めて気液混合流体の流速を高めて通過させる絞り部13aと、この絞り部13aの下流側のほぼ正面に配置されこの絞り部13aを流速を高めて通過する気液混合流体が衝突する壁面13bと、を備えている(図2参照)。絞り通路13aにおける内側面13cの一方の面には、微細液滴が付着しにくく、かつ、気液混合流体中に含まれている気化物質が結露し難くするために、該流体の圧力損失の低減を小さく抑えられる疎水層14が形成されている。また、壁面13bには、微細液滴が付着し易く、微細液滴の捕捉量を一層増やすことができる親水層15が形成されている。これによって、複数の波板13は、気液混合流体中に浮遊する微細液滴を壁面13bに付着・流下させ回収する液滴捕集通路13dを備えている。
The plurality of
複数の波板13は、上部及び下部の端面を、冷却器12の上部冷却パイプ12aと下部冷却パイプ12bに一体に連結支持され、また、上部及び下部の間の端面を、複数の縦冷却パイプ12cに一体に連結支持されている。このため、複数の波板13は、冷却器12により熱伝導で冷却されるので、波板表面の温度が上記流体の温度との温度差が生じるように低く保たれる。
The plurality of
次に、上記気液分離装置10の動作態様について説明する。筐体11内を通流する気液混合流体は、冷却器12を通流し波板13間を通流し筐体11外へ流出する。気液混合流体は冷却器12で冷却され、波板間の疎水層14を形成した内側面13cで形成された絞り通路13aを流速を高めて通過し、この下流側の親水層15を形成した壁面13bに衝突し、その後流速を緩和して筐体11外へ流出する。気液混合流体は冷却器12で冷却されると、該流体中に含まれている気化物質は凝縮され、該流体中に浮遊する微細液滴中に含まれて成長した液滴になる。気液混合流体は絞り通路13aを流速を高めて通過し、壁面13bに衝突すると、該流体中に浮遊する微細液滴が壁面13bに付着して捕集され、流下する液滴は液滴捕集通路13dを流れて筐体底部より回収される。該流体中に含まれる気化物質も冷却され凝縮するので壁面13bに付着して捕集される。
Next, the operation | movement aspect of the said gas-
また、波板13は、冷却器12により冷却され、波板表面の温度と上記流体との間で温度差が生じるので、上記流体中に含まれている気化物質を、波板13の表面に結露・凝縮させることができ、分離回収できる。
Further, the
<第2実施形態>
図2は、この発明の第2実施形態に係る気液分離装置の斜視図である。この気液分離装置20は、筐体21と、この筐体21内に備えられる冷却器22と、第1実施形態と同様の複数の波板13とからなる。
Second Embodiment
FIG. 2 is a perspective view of a gas-liquid separator according to a second embodiment of the present invention. The gas-
筐体21は、流体入口21aと、筐体本体21bと、流体出口21cとを具備してなり、第1実施形態の場合と同様に構成されている。
The
冷却器22は、ヒートパイプにより構成される、上部冷却パイプ22aと、下部冷却パイプ22bと、複数の縦冷却パイプ22cとで格子状に形成され、筐体本体21b内を通流する上記流体の流れの断面上に備えられている。上部冷却パイプ22aと下部冷却パイプ22bは、上下に平行に配され筐体本体21bの外部に伸びている外端を冷却源であるペルチェ素子24の吸熱側に接続されている。
The cooler 22 is formed of a heat pipe and is formed in a lattice shape with an
このペルチェ素子24は、PN接合部に電流を流すと、N→P接合部分では吸熱現象が、P→N接合部分では放熱現象が発生し熱を低温側(吸熱側)から高温側(発熱側)へ輸送する。したがって、上部冷却パイプ22aと下部冷却パイプ22bの外端が大きな面積を有して形成されていて、ペルチェ素子24のN→P接合部分に熱伝達が良好に行われるように一体連結されている。このペルチェ素子24は、ヒートパイプが汲み上げてくる熱をヒートパイプ連結面で吸熱し、反対側の面で放熱する。
In this
ヒートパイプは、パイプ本体と、パイプ本体に収容されたウイックと呼ばれる多孔質体と、He,N,H2O,NH3,Na,Kなどから選ばれる作動流体とからなり、パイプ本体の一端で気液混合流体を冷却すると(パイプ本体の他端が加熱されると)、作動流体が蒸発してペルチェ素子24によって冷却される端部に移動して凝縮し、該凝縮した作動流体を、多孔質体の内部を毛管現象により移動してパイプ本体の上記一端に戻り、再び蒸発することで、筐体11内を通流する気液混合流体を冷却する。複数の縦冷却パイプ22cは、気液混合流体から汲み上げる熱を上部冷却パイプ22aと下部冷却パイプ22bのいずれかの一方に熱伝達されるように設けられている。
A heat pipe is composed of a pipe body, a porous body called a wick accommodated in the pipe body, and a working fluid selected from He, N, H 2 O, NH 3 , Na, K, etc., and one end of the pipe body When the gas-liquid mixed fluid is cooled in (when the other end of the pipe body is heated), the working fluid evaporates and moves to the end cooled by the
上記のように構成される第2実施形態の気液分離装置20によれば、筐体21内を通過する気液混合流体は冷却器22で冷却されると、該流体中に含まれている気化物質は凝縮され、該流体中に浮遊する微細液滴中に含まれて成長した液滴になる。そして、第1実施形態と同様に、波板13間を通過する過程で、該流体中に浮遊する微細液滴が捕集され、流下する液滴は液滴捕集通路13dを流れて筐体底部より回収される。
According to the gas-
<第3実施形態>
図3(a)はこの発明の第3実施形態に係る気液分離装置の斜視図であり、図3(b)は平面図である。図4(a)は、他の状態の斜視図であり、図4(b)は平面図である。この気液分離装置30は、筐体31と、この筐体31内に備えられる冷却器32と、複数の波板33とからなる。筐体31は、流体入口31aと、筐体本体31bと、流体出口31cとを具備してなり、第1実施形態の場合と同一の構成であり、説明を省略する。冷却器32は、ヒートパイプにより構成される、上部冷却パイプ32aと、下部冷却パイプ32bと、複数の縦冷却パイプ32cとで格子状に形成され、第2実施形態の冷却器22と同一であり、説明を省略する。
<Third Embodiment>
FIG. 3 (a) is a perspective view of a gas-liquid separator according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 3 (b) is a plan view. FIG. 4A is a perspective view of another state, and FIG. 4B is a plan view. The gas-
複数の波板33は、第1実施形態の波板13と相違する。各波板33は、冷却器32に連結された端部を固定端とし、筐体31内を通流する気液混合流体の流れに沿った方向に伸縮変形可能に形成されている。
The plurality of
この場合、波板33が例えば合成樹脂製の板部材であれば、図5(a)に示すように、波板33の屈曲部で隣接する一方の板部材33aの一側面に断面円形状の膨隆軸部33bを突設し、他方の板部材33cの端部に、膨隆軸部33bに回動自在に嵌合する断面円弧状の嵌合凹部33dを設けると共に、端部の一側に収縮変形時の干渉を防止するための傾斜面33を設けた構造とする。なお、波板33を合成樹脂製の板部材に変えてアルミニウム製の押出形材にて形成することも可能であり、この場合も上記と同様に膨隆軸部33bと嵌合凹部33dを設けて伸縮変形可能に形成することができる。
In this case, if the
また、波板33を板金にて形成する場合は、図5(b)に示すように、波板33の屈曲部で隣接する一方の板部材33fの一側面にピン挿通孔部33gを有するヒンジ受部材33hを固着し、他方の板部材33iの端部に、上記ヒンジ受部材33hのピン挿通孔部33gと軸方向で合致するピン挿通孔部33jを有するヒンジ係止部33を設け、両板部材33f,33iのヒンジ受部材33hのピン挿通孔部33gとヒンジ係止部33kのピン挿通孔部33jとを合致させた状態でヒンジピン33pを貫挿して、両板部材33f,33iを回動自在にする構造としてもよい。
When the
また、冷却器32にガイドバー40が連結され、このガイドバー40により伸縮変形可能な上記各波板33が支持されている。筐体31内の波板33の側方に伸縮駆動機構である直動往復形アクチュエータ41が備えられ、該直動往復形アクチュエータ41のピストンロッド41aの先端が、複数の波板33の下流端の一部に共通に連結された押圧板42と連結されていて、ピストンロッド41aを伸縮することにより波板33を伸縮することができる。気液混合流体の流量が多いときは、図3に示すように、ピストンロッド41aを伸張して波板33間の屈曲通路の屈曲度合いを緩くし、気液混合流体の流量が少ないときは、図4に示すように、ピストンロッド41aを収縮して波板33間の屈曲通路の屈曲度合いをきつくし、波板33間の絞り通路を通過する流速を調整する。
A
このように構成すると、ピストンロッド41aの伸縮度を調整することにより、気液混合流体の筐体31内における通風量に応じて適切な波板33間の隙間となるように調整することによって、波板33間の絞り通路を通過する流速を調整できる。これによって、気液混合流体中に浮遊する微細液滴をこの絞り通路の下流側の壁面において効果的に付着捕集されるように、壁面に衝突する流速を調整できる。
With this configuration, by adjusting the degree of expansion / contraction of the
<適用例>
次に、この発明に係る気液分離装置を半導体製造に使用される現像処理装置に備えた場合について、図6を参照して説明する。
<Application example>
Next, the case where the gas-liquid separation apparatus according to the present invention is provided in a development processing apparatus used for semiconductor manufacturing will be described with reference to FIG.
この現像処理装置50は、スピンチャック51でウエハWの裏面(下面)中央部を吸着し該ウエハWを水平に保持し、該スピンチャック51を、その軸部52に連結した駆動機構53により昇降及び回転自在に備え、スピンチャック51に保持された、ウエハWの側方及び下方を囲み、液回収路54aを有する内カップ54と、気体供給口55dを有する外カップ55と、を備え、更に、現像液供給ノズル56,洗浄液供給ノズル65及びミストを回収するミストトラップ61と、この発明に係る気液分離装置10,20,30とを備えている。
In the developing
この場合、内カップ54の内側には環状の液回収路54aが形成され、外カップ55と内カップ54の上部開口部に、内方側が開口する環状のミスト回収部55cとミスト回収路55aが形成されている。このミスト回収路55aにおける上部と側部の近接部位には、気体供給口55dと吸引口55bが同心円上に等間隔をおいて複数例えば8個形成されている。そして、気体供給口55dには、気体供給源例えば空気供給源67が接続されている。開閉弁66を介して、開閉弁66の開放により空気供給源67から空気が気体供給口55dに供給されると、空気はミスト回収路55a内に沿って流れ、その気流による負圧を利用すなわち気流による負圧が作用するエジェクタ効果によってミスト回収部55c及び吸引口55bを介してミストをミスト回収路55a内に回収できるように構成されている。この空気の供給のタイミングは、ウエハWに洗浄液を供給後、スピンチャック51が回転する際に行う。
In this case, an annular
なお、内カップ54に設けられた液回収路54aにはドレイン弁60を介設したドレイン管路59が接続されている。このドレイン管路59と、外カップ55の底部に設けられ排出口55eに接続する排出管路68は、ミストトラップ61に接続され、ミストトラップ61によって気体と廃液とに気液分離されるように構成されている。
A
一方、スピンチャック51に保持されたウエハWの上方側には、ウエハWの表面の中央部と隙間を介して対向する現像液供給ノズル56が進退自在かつ昇降自在に設けられている。この現像液供給ノズル56は、流量調整可能な開閉弁57を介して現像液供給源58に接続されている。また、ウエハWの表面と隙間を介して対向する洗浄液供給ノズル62が進退自在かつ昇降自在に設けられている。この洗浄液供給ノズル62は、開閉弁64を介して洗浄液例えば純水の供給源63に接続されている。
On the other hand, on the upper side of the wafer W held by the
上記のように構成された現像処理装置50において、現像液供給ノズル56によりウエハWの表面に現像液が供給されて現像処理が行われる。これにより、ウエハW表面のレジスト膜のうちの現像液に対して可溶解性の部位が溶解することにより所定のレジストパターンが形成される。更にウエハWには洗浄液供給ノズル62から例えば純水などのリンス液が供給されてリンス処理がなされ、その後にリンス液を振り切るスピン乾燥が行われる。この際、開閉弁66が開放して空気供給源67から空気が気体供給口55dに供給されると、空気はミスト回収路55aに沿って流れ、その気流による負圧を利用すなわち気流による負圧が作用するエジェクタ効果によってミスト回収部55c及び吸引口55bを介してミストをミスト回収路55a内に回収する。ミスト回収路55a内に回収されたミストは、排出口55eからミストトラップ61に排出され、ミストトラップ61によって気液分離される。また、液回収路54a内に回収された現像液,リンス液はドレイン管路59からミストトラップ61に排出され、ミストトラップ61によって気液分離される。
In the developing
ミストトラップ61で気液分離され、現像液を含む廃液は廃液回収タンク(図示せず)に回収され、空気供給源67の空気と、現像液のミストと、洗浄液のミストと、現像液及び洗浄液の気化物質は、この発明に係る気液分離装置10,20,30に流入する。
The liquid waste is separated in the
気液分離装置10,20,30は、筐体内に流入する気液混合流体(空気と、現像液のミストと、洗浄液のミストと、現像液及び洗浄液の気化物質との混合流体)を冷却器12,22,32で冷却し、波板間を通流させてから、筐体内に流出する。このとき、気液混合流体は、波板間の絞り通路を流速を高めて通過し、この下流側の壁面に衝突するときに、該流体中に浮遊する微細液滴(現像液のミストと、洗浄液のミスト)は該壁面に付着し捕集される。また、冷却器12,22,32が上記流体を冷却するので、該流体中に含まれている現像液及び洗浄液の気化物質は、凝縮され、該流体中に浮遊する微細液滴中に含まれて成長した液滴となり、上記壁面に付着し捕集される微細液滴として分離回収される。
The gas-
なお、上記説明では、この発明に係る気液分離装置10,20,30を現像処理装置50に適用する場合について説明したが、現像処理装置50以外の液処理装置例えばレジスト塗布処理装置にも適用できる。
In the above description, the case where the gas-
10,20,30 気液分離装置
11,21,31 筐体
12,22,32 冷却器
12a,22a,32a 上部冷却パイプ
12b,22b,32b 下部冷却パイプ
12c,22c,32c 縦冷却パイプ
13,33 波板
13a 絞り部
13b 壁面
13c 内側面
13d 液滴捕集通路
14 疎水層
15 親水層
24 ペルチェ素子
40 ガイドバー
41 直動往復形アクチュエータ(伸縮駆動機構)
10, 20, 30 Gas-
Claims (10)
上記冷却器は、外部に備えられる冷却源と接続され、上記気液混合流体中に含まれる気化物質を冷却により凝縮するように構成され、
上記複数の波板は、波板同士の間隔を狭めて上記流体の流速を高めて通過させる絞り部と、この絞り部の下流側に上記気液混合流体が衝突する壁面と、を備え、上記流体中に浮遊する微細液滴を上記壁面に付着流下させ回収する液滴捕集通路を備えている、
ことを特徴とする気液分離装置。 A cooler provided on a cross section of the fluid flow is disposed in a housing connected to a pipe line through which the gas-liquid mixed fluid passes, and is arranged in parallel along the fluid flow on the downstream side of the cooler. A plurality of corrugated plates,
The cooler is connected to a cooling source provided outside, and is configured to condense the vaporized substance contained in the gas-liquid mixed fluid by cooling,
The plurality of corrugated plates includes a throttle portion that narrows the interval between the corrugated plates to increase the flow velocity of the fluid, and a wall surface on which the gas-liquid mixed fluid collides with the downstream side of the throttle portion, It has a droplet collection passage that collects fine droplets floating in the fluid by adhering to the wall and collecting them.
A gas-liquid separator characterized by that.
上記波板は、熱伝導性を有する材料よりなり、上記冷却器に接続されていることを特徴とする気液分離装置。 In the gas-liquid separation device according to claim 1,
The corrugated plate is made of a material having thermal conductivity and connected to the cooler.
上記冷却器が格子状の冷却パイプよりなり、該冷却パイプと上記波板との間で熱伝導が行われるように、冷却パイプが波板と一体に連結されていることを特徴とする気液分離装置。 In the gas-liquid separation device according to claim 1 or 2,
The gas / liquid is characterized in that the cooler comprises a grid-like cooling pipe, and the cooling pipe is integrally connected to the corrugated plate so that heat conduction is performed between the cooling pipe and the corrugated plate. Separation device.
上記波板間に形成される上記絞り通路における内側面に疎水層を形成してなる、ことを特徴とする気液分離装置。 The gas-liquid separator according to any one of claims 1 to 3,
A gas-liquid separation device, wherein a hydrophobic layer is formed on an inner surface of the throttle passage formed between the corrugated plates.
上記波板間に形成される上記液滴捕集通路における流体衝突壁面に親水層を形成してなる、ことを特徴とする気液分離装置。 The gas-liquid separator according to any one of claims 1 to 3,
A gas-liquid separation device, wherein a hydrophilic layer is formed on a fluid collision wall surface in the droplet collecting passage formed between the corrugated plates.
上記波板間に形成される上記絞り通路における内側面に疎水層を形成してなり、
上記波板間に形成される上記液滴捕集通路における流体衝突壁面に親水層を形成してなる、ことを特徴とする気液分離装置。 The gas-liquid separator according to any one of claims 1 to 3,
A hydrophobic layer is formed on the inner surface of the throttle passage formed between the corrugated plates,
A gas-liquid separation device, wherein a hydrophilic layer is formed on a fluid collision wall surface in the droplet collecting passage formed between the corrugated plates.
上記冷却器は、上記気液混合流体の流れの断面上の上部と下部に水平に備える上部冷却パイプ及び下部冷却パイプと、互いに平行に配設され上端及び下端を上部冷却パイプ及び下部冷却パイプに連通接続された複数の縦冷却パイプとで、格子状に形成され、かつ上記上部冷却パイプの外端及び下部冷却パイプの外端を外部に備えられる上記冷却源である冷媒供給源と接続してなる、ことを特徴とする気液分離装置。 The gas-liquid separation device according to any one of claims 1 to 6,
The cooler includes an upper cooling pipe and a lower cooling pipe that are horizontally provided at an upper part and a lower part on a cross section of the flow of the gas-liquid mixed fluid, and are arranged in parallel to each other, and an upper end and a lower end are provided as an upper cooling pipe and a lower cooling pipe A plurality of vertically connected cooling pipes connected to each other, connected to a refrigerant supply source, which is the cooling source, formed in a lattice shape, and the outer ends of the upper cooling pipe and the lower cooling pipe are provided outside. A gas-liquid separator characterized by comprising:
上記冷却器は、上記気液混合流体の流れの断面上の上部と下部に水平に備えるヒートパイプからなる上部冷却パイプ及び下部冷却パイプと、互いに平行に配設され上端及び下端を上部冷却パイプ及び下部冷却パイプに連通接続された複数のヒートパイプからなる縦冷却パイプとで、格子状に形成され、かつ上記上部冷却パイプの外端及び下部冷却パイプの外端を外部に備えられる上記冷却源であるペルチェ素子の吸熱側に接続してなる、ことを特徴とする気液分離装置。 The gas-liquid separation device according to any one of claims 1 to 6,
The cooler includes an upper cooling pipe and a lower cooling pipe, each of which is a heat pipe provided horizontally at an upper part and a lower part on a cross section of the flow of the gas-liquid mixed fluid, and an upper cooling pipe and an upper cooling pipe arranged in parallel to each other. A vertical cooling pipe comprising a plurality of heat pipes connected in communication with the lower cooling pipe, the cooling source formed in a lattice shape, and provided with an outer end of the upper cooling pipe and an outer end of the lower cooling pipe provided outside. A gas-liquid separator characterized by being connected to the heat absorption side of a Peltier element.
上記複数の波板は、各波板の上記冷却器に連結された端部を固定端として上記気液混合流体の流れに沿った方向に伸縮変形可能に形成され、伸縮駆動機構により伸縮される、ことを特徴とする気液分離装置。 The gas-liquid separation device according to any one of claims 1 to 8,
The plurality of corrugated plates are formed to be extendable and deformable in a direction along the flow of the gas-liquid mixed fluid, with the end connected to the cooler of each corrugated plate as a fixed end, and are expanded and contracted by a telescopic drive mechanism. A gas-liquid separator characterized by that.
上記冷却器に上記各波板に対応してガイドバーを連結し、このガイドバーにより伸縮変形可能な上記各波板が支持されている、ことを特徴とする気液分離装置。 The gas-liquid separator according to claim 9, wherein
A gas-liquid separation device, wherein a guide bar is connected to the cooler corresponding to each corrugated plate, and the corrugated plates that are elastically deformable are supported by the guide bar.
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