JP5357709B2 - フッ化水素含有ガスの検知装置、処理装置及び検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、フッ化水素を含むガスを処理するためのフッ化水素含有ガスの検知装置、処理装置及び検知方法に関する。

太陽電池工場、液晶パネル工場、半導体製造工場などの各種の工場などでは、高濃度の腐食性ガスであるフッ化水素（ＨＦ）を含んだガスが使用される。ＨＦを含有する排ガス（ＨＦ含有ガス）の処理方法はＨＦ濃度、環境等により異なる。

ＨＦ含有ガスを処理する方法として、水又はアルカリ水でＨＦ含有ガスを洗浄する湿式洗浄による除去方式、フィルタ、吸着粒子などの吸着材にＨＦを吸着させてＨＦ含有ガス中のＨＦを除去する乾式による除去方式が提案されている（例えば、特許文献１、参照）。

水などでＨＦ含有ガスを洗浄する湿式洗浄による除去方式では、ＨＦ含有ガスを洗浄した際にＨＦを溶解した排水が発生するため、排水に溶解したＨＦを新たに排水処理する必要が生じる。また、ＨＦを含有する排水中のフッ素（Ｆ）濃度は法規制値以下として河川や海へ排出する必要があるが、ＨＦを含有する排水の排水量、Ｆ濃度によって適切な排水処理を行う必要がある。

一方、フィルタ、吸着粒子などの吸着材などにＨＦを吸着させて処理する乾式による除去方式では、吸着材に排ガス中のＨＦを吸着させているため、ＨＦを含有する排水の排水処理などを行うことなく用いることができる。

特開２００７−３０１４６７号公報

しかしながら、フィルタ、吸着粒子などの吸着材にＨＦを吸着させて処理する方法では、吸着材のＨＦを吸着する吸着能力が飽和に達し、吸着材が破過するのを予め検知し、吸着材が破過する前に新しい吸着材に交換する必要があるが、一定濃度でＨＦ含有ガスが常に排出されるとは限らないため、吸着材が破過するのを事前に把握するのは困難である、という問題がある。

また、吸着材の出口側でＨＦ含有ガスの濃度を検出しても、吸着材が破過した後ではＨＦが系外に漏洩してしまう、という問題がある。

また、検知管やレーザ分析等によりＨＦ含有ガスのＨＦ濃度を測定する方法もあるが、排ガス中のＨＦが低濃度の時などでは十分な測定結果が得られない場合がある、という問題がある。

また、レーザ分析による濃度測定には、レーザを照射するための計測窓が必要となるが、ＨＦ雰囲気では、計測窓汚れ、窓材の劣化が懸念され、その対策に大掛かりな設備を必要とする、という問題がある。最悪な場合、計測窓に穴が開きＨＦガスが放出されるおそれがある。

さらに、フィルタ破過を検知するには、ＨＦガス総量が必要となる。そのため、ＨＦ濃度の他にガス流量も確認（計測）しなければならず、計測設備が大掛かりとなる、という問題がある。

よって、ＨＦの吸着材が破過する前であることを予め検知することが可能なＨＦ含有ガスの検知装置が切望されている。

本発明は、前記問題に鑑み、ＨＦの吸着材が破過する前であることを事前に検知することが可能なフッ化水素含有ガスの検知装置、処理装置及び検知方法を提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、フッ化水素を含有する被処理ガスが送給される配管又は容器内に設けられ、前記被処理ガス中のフッ化水素に起因する劣化により孔が形成される絶縁部と、前記配管又は容器内に設けられる第一の導電部と、前記第一の導電部に前記絶縁部を介して設けられ、所定間隔を持った少なくとも一つのスリットを設ける第二の導電部と、前記絶縁部の孔を介して前記第一の導電部と前記第二の導電部との間で発生した腐食電流を測定して前記絶縁部の劣化の有無を検知するフッ化水素劣化検知部とを有することを特徴とするフッ化水素含有ガスの検知装置である。

第２の発明は、フッ化水素を含有する被処理ガスが送給される配管又は容器内の一部に設けられ、前記被処理ガス中のフッ化水素に起因する劣化により孔が形成される絶縁部と、前記絶縁部の外側を被覆するフッ素系樹脂と、前記フッ素系樹脂の内部に設けられ、不活性ガス供給部から供給される不活性ガスを貯留する不活性ガス貯留部と、前記絶縁部に形成された孔を介した前記不活性ガスの流出前後の前記不活性ガス貯留部内の圧力低下を測定して前記絶縁部の劣化の有無を検知するフッ化水素劣化検知部とを有することを特徴とするフッ化水素含有ガスの検知装置である。

第３の発明は、フッ化水素を含有する被処理ガスが送給される配管又は容器の一方の壁面の一部に設けられ、前記被処理ガス中のフッ化水素に起因する劣化により孔が形成される絶縁部と、前記絶縁部の外側を被覆するフッ素系樹脂と、前記フッ素系樹脂の外部に設けられ、前記配管又は容器の内側に光を照射する光源部と、前記絶縁部と対向するように前記配管又は容器内の他方の壁面の外側に設けられ、前記絶縁部に形成された孔を介して前記光源部からの光を検知して前記絶縁部の劣化の有無を検知するフッ化水素劣化検知部とを有することを特徴とするフッ化水素含有ガスの検知装置である。

第４の発明は、第１乃至３の何れか一つの発明において、前記被処理ガスが、太陽電池工場、液晶パネル工場から排出される排気であることを特徴とするフッ化水素含有ガスの検知装置である。

第５の発明は、フッ化水素を含有する被処理ガスが送給される配管又は容器内に設けられ、前記被処理ガス中のフッ化水素を吸着するフッ化水素吸着部と、前記フッ化水素吸着部より上流側に設けられ、第１乃至４の何れか一つの発明のフッ化水素含有ガスの検知装置と、を有するフッ化水素含有ガスの検知装置である。

第６の発明は、第５の発明において、前記配管又は容器内に設けられ、排気中のフッ化水素を吸着する吸着材を内部に有する吸着部を有し、前記絶縁部の膜厚が、吸着材の飽和度の５０％となったときに、前記絶縁部に孔が形成される膜厚であることを特徴とするフッ化水素含有ガスの処理装置である。

第７の発明は、フッ化水素を含む被処理ガスが送給される配管又は容器内に、第一の導電部、前記被処理ガス中のフッ化水素に起因して劣化により孔が形成される絶縁部、及び所定間隔を持った少なくとも一つのスリットが設けられた第二の導電部をこの順に積層し、前記絶縁部が劣化して形成される孔を介して前記第一の導電部と前記第二の導電部との間で発生した腐食電流を測定することを特徴とするフッ化水素含有ガスの検知方法である。

第８の発明は、被処理ガス中のフッ化水素に起因する劣化により孔が形成される絶縁部を、フッ化水素を含有する被処理ガスが送給される配管又は容器内の一部に設け、前記絶縁部の外側をフッ素系樹脂で被覆し、前記フッ素系樹脂の内部に不活性ガスを貯留し、前記フッ素系樹脂の内部に貯留してある不活性ガスが前記絶縁部の劣化で形成される孔を通過して前記配管又は容器内に流入したときの前記フッ素系樹脂の内部の圧力低下を測定することを特徴とするフッ化水素含有ガスの検知方法である。

第９の発明は、被処理ガス中のフッ化水素に起因する劣化により孔が形成される絶縁部を、フッ化水素を含有する被処理ガスが送給される前記配管又は容器の一方の壁面の一部とし、前記絶縁部の外側をフッ素系樹脂で被覆し、前記フッ素系樹脂の外部から前記配管の内側に光源からの光を照射し、前記絶縁部が劣化して形成される孔を通過した光を前記絶縁部と対向する前記配管又は容器の他方の壁面の外側で検知することを特徴とするフッ化水素含有ガスの検知方法である。

第１０の発明は、第１乃至４の何れか一つのフッ化水素含有ガスの検知装置を用いてフッ化水素吸着部の劣化を検知することを特徴とするフッ化水素含有ガスの検知方法である。

第１１の発明は、第７乃至１０の何れか一つにおいて、前記被処理ガスが、太陽電池工場、液晶パネル工場から排出される排気であることを特徴とするフッ化水素含有ガスの検知方法である。

本発明によれば、フッ化水素を含有する被処理ガスが送給される配管又は容器内に設けた被処理ガス中のフッ化水素に起因して劣化が生じる絶縁部が劣化し、孔が形成されることで、絶縁部の劣化の有無を検知することができる。予め絶縁部の劣化時期とフィルタなどフッ化水素を吸着する吸着材の劣化時期とを対応付けておくことで、吸着材のフッ化水素を吸着する吸着能力が飽和に達し、吸着材が破過する前であることを事前に検知することができる。
よって、被処理ガス中のフッ化水素を吸着する吸着材が破過する前であることを事前に検知することで、使用中の吸着材が破過する前に予め新しい吸着材に交換することができるため、被処理ガス中のフッ化水素を安定して吸着材で吸着することができると共に、系外にフッ化水素が漏洩するのを防止することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るフッ化水素含有ガスの検知装置を備えたフッ化水素含有ガスの処理装置の構成を示す概略図である。 図２は、ＨＦ含有ガスの検知装置の構成を簡略に示す平面図である。 図３は、絶縁部が劣化して孔が形成された状態を示す図である。 図４は、本発明の第２の実施の形態に係るフッ化水素含有ガスの検知装置を備えたフッ化水素含有ガスの処理装置の構成を簡略に示す図である。 図５は、絶縁部が劣化して孔が形成された状態を示す図である。 図６は、本発明の第３の実施の形態に係るフッ化水素含有ガスの検知装置を備えたフッ化水素含有ガスの処理装置の構成を簡略に示す図である。 図７は、絶縁部が劣化して孔が形成された状態を示す図である。 図８は、本実施の形態に係るＨＦ含有ガスの検知装置の他の構成を簡略に示す図である。 図９は、本実施の形態に係るＨＦ含有ガスの検知装置の他の構成を簡略に示す図である。 図１０は、本発明の第４の実施の形態に係るフッ化水素含有ガスの検知装置を備えたフッ化水素含有ガスの処理装置の構成を簡略に示す図である。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

［第１の実施の形態］
本発明による第１の実施の形態に係るフッ化水素含有ガスの検知装置を備えたフッ化水素含有ガスの処理装置について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るフッ化水素含有ガスの検知装置を備えたフッ化水素含有ガスの処理装置の構成を示す概略図である。
図１に示すように、本実施の形態に係るフッ化水素（ＨＦ）含有ガスの検知装置を備えたフッ化水素（ＨＦ）含有ガスの処理装置１０Ａは、ＨＦを含む被処理ガスとして排気１１が送給される配管１２に設けられ、排気１１中のＨＦを吸着するフッ化水素（ＨＦ）吸着部１３と、ＨＦ吸着部１３より上流側に設けられ、排気１１中のＨＦによる劣化を検知するＨＦ含有ガスの検知装置１４Ａとを有するものである。
また、配管１２のＨＦ吸着部１３の上流側と下流側とには、排気１１の流量を調整する調節弁Ｖ１、Ｖ２が設けられている。

排気１１は太陽電池工場、液晶パネル工場などから排出される使用済み排気であり、配管１２を介して送給される。配管１２の内壁にはＨＦで損傷するのを防止するため、例えばフッ素系樹脂で被覆されている。フッ素系樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレンなどが挙げられる。配管１２にはＨＦ吸着部１３が設けられており、ＨＦ吸着部１３はその内部に排気１１中のＨＦを吸着する吸着材１５が設けられている。ＨＦ吸着部１３に送給された排気１１は、吸着材１５で排気１１中のＨＦが吸着材１５に吸着される。

吸着材１５は、ＨＦの吸着が可能な材料を成型し、排気１１が通過可能なフィルタで構成されている。吸着材１５として用いられる材料としては、排気１１中のＨＦを吸着できるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、アルカリ土類金属の各種塩類、又は、水酸化物若しくは酸化物の１種又はこれらの混合物の１種以上を混合したものが挙げられる。吸着材１５として用いられる材料としては、例えば、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ₃）、炭酸バリウム（ＢａＣＯ₃）、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ₃）、炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ₃）等の炭酸塩、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ₄）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ₄）、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ₄）、硫酸ストロンチウム（ＳｒＳＯ₄）等の硫酸塩、硝酸カルシウム（Ｃａ（ＮＯ₃）₂）、硝酸バリウム（Ｂａ(ＮＯ₃)₂）、硝酸マグネシウム（Ｍｇ(ＮＯ₃)₂）、硝酸ストロンチウム（Ｓｒ（ＮＯ₃）₂）等の硝酸塩、蓚酸カルシウム（（ＣＯＯ）₂Ｃａ）、蓚酸バリウム（（ＣＯＯ）₂Ｂａ）、蓚酸マグネシウム（（ＣＯＯ）₂Ｍｇ）、蓚酸ストロンチウム（（ＣＯＯ）₂Ｓｒ）等の蓚酸塩、水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）₂）、水酸化バリウム（Ｂａ（ＯＨ）₂）、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）₂）、水酸化ストロンチウム（Ｓｒ（ＯＨ）₂）等の水酸化物、あるいは、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）等の酸化物等が挙げられる。

ＨＦ吸着部１３は、吸着材１５をフィルタとして備える方法に限定されるものではなく、排気１１からＨＦを吸着することが可能な粒子形状の吸着材をＨＦ吸着部１３内に充填するようにしてもよい。前記吸着材としては、例えば吸着材１５を構成するために用いた上記アルカリ土類金属の各種塩類、又は、水酸化物若しくは酸化物の１種又はこれらの混合物の１種以上をペレット、ブリケット、顆粒状あるいはハニカム状としたものなどが挙げられる。

ＨＦ吸着部１３で排気１１中のＨＦが除去され、排気１１中のフッ素（Ｆ）濃度を基準値以下とし、ＨＦ吸着部１３を通過した排気１１は排気基準を満たした状態で系外に排出される。

また、配管１２には、ＨＦ吸着部１３より上流側に、排気１１中のＨＦに起因して生じる劣化を検知するＨＦ含有ガスの検知装置１４Ａが設けられている。ＨＦ含有ガスの検知装置１４Ａは、排気１１が送給される配管１２の内面に設けられ、排気１１中のＨＦに起因して劣化が生じる絶縁部２１と、絶縁部２１が劣化し、孔２２（図３、参照）が形成され、絶縁部２１の劣化の有無を検知するフッ化水素（ＨＦ）劣化検知部として電流計２３とを有するものである。
即ち、ＨＦ含有ガスの検知装置１４Ａは、配管１２内に設けられる絶縁部２１と、配管１２内に設けられる第一の導電部２４と、第一の導電部２４に絶縁部２１を介して設けられる第二の導電部２５と、第一の導電部２４と第二の導電部２５との間に接続された電流計２３とを有し、絶縁部２１は第一の導電部２４と第二の導電部２５との間に設けられている。また、第二の導電部２５は、所定間隔を持った４つのスリット２６を設けている。
図２は、ＨＦ含有ガスの検知装置の構成を簡略に示す平面図である。図２に示すように、第二の導電部２５のスリット２６はストライプ状に並列に設けられ、絶縁部２１の一部はスリット２６から露出している。

また、第二の導電部２５にはスリット２６を等間隔で並列に４つ設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、配管１２上の第一の導電部２４の設置面積やスリット２６の大きさ等に応じて第二の導電部２５のスリット２６を設ける数は適宜変更するようにしてもよい。
また、第二の導電部２５に設けられるスリット２６同士の間隔は等間隔に限定されるものではなく、隣接する第二の導電部２５のスリット２６同士の間隔を適宜変更し、異なるようにしてもよい。

絶縁部２１はＳｉＯ₂を材料として用いて形成されているが、これに限定されるものではなく、絶縁部２１を構成する材料としては、ＨＦにより腐食される材質であればよく、珪酸ソーダ等の珪酸化合物を用いることができる。また、絶縁部２１の膜厚は、任意の厚さとすることができるが、絶縁部３１は、ＨＦ吸着部１３に用いられる吸着材１５の波過する時間に応じて任意の厚さとする。また、絶縁部２１が劣化して第一の導電部２４に達する孔２２（図３、参照）が形成される時間が吸着材１５が破過する時間よりも短い関係となるようにする。

第一の導電部２４を構成する材料としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、ステンレス鋼などが挙げられる。また、第二の導電部２５を構成する材料としては、ＨＦに腐食されず、導電性を有するものであればよく、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、などが挙げられる。

図３は、絶縁部が劣化して孔が形成された状態を示す図である。図３に示すように、排気１１のＨＦが絶縁部２１と接触すると、絶縁部２１を構成する材料であるＳｉＯ₂が排気１１中のＨＦと反応して、下記式（１）、（２）のように反応し、ＳｉＯ₂が減少する。下記式（１）により生成されるＳｉＦ₄はガス状態であり、下記式（２）により生成されるＨ₂ＳｉＦ₆はゲル状態である。
ＳｉＯ₂ ＋ ４ＨＦ → ＳｉＦ₄ ＋ ２Ｈ₂Ｏ ・・・（１）
ＳｉＯ₂ ＋ ６ＨＦ → Ｈ₂ＳｉＦ₆ ＋ ２Ｈ₂Ｏ ・・・（２）

絶縁部２１を形成しているＳｉＯ₂が排気１１中のＨＦと反応することで絶縁部２１の劣化部にはＨ₂ＳｉＦ₆、Ｈ₂Ｏが生成される。絶縁部２１を形成しているＳｉＯ₂が排気１１中のＨＦと反応して劣化が進行し、第一の導電部２４に達する孔２２が形成されると、孔２２内にはＨ₂ＳｉＦ₆、Ｈ₂Ｏ等によりフッ素を含む水膜２７が形成される。第一の導電部２４と第二の導電部２５との間には、Ｈ₂ＳｉＦ₆、Ｈ₂Ｏ等により生じるフッ素を含む水膜２７によりガルバニック対の腐食電流が流れる。また、絶縁部２１が劣化し、第一の導電部２４に達する孔２２が形成される時間は、上述のように、絶縁部２１の厚さを任意に調整して吸着材１５が破過する時間よりも短い関係となるようにする。

第一の導電部２４と第二の導電部２５との間でガルバニック対の腐食電流が発生すると、電流計２３（図１参照）で検知される。第一の導電部２４と第二の導電部２５との間で発生したガルバニック対の腐食電流を測定することで、排気１１中のＨＦに起因して絶縁部２１のＳｉＯ₂が劣化して第一の導電部２４に達する孔２２が形成され、絶縁部２１の劣化の有無を検知することができる。よって、絶縁部２１が劣化し、孔２２が形成されたことを検知することで、ＨＦを吸着する吸着材１５のＨＦを吸着する吸着能力が飽和に達し、吸着材１５が破過する前であることを事前に検知することができる。

第一の導電部２４と第二の導電部２５との間で発生したガルバニック対の腐食電流を電流計２３（図１参照）で検知したら、調節弁Ｖ１、Ｖ２を閉鎖し、配管１２内への排気１１の送給を中止し、吸着材１５を新しい吸着材１５と交換する。
なお、電流計２３は、電流を検知可能なものであればよく、ダイオード等を用いて発光により電流を検知してもよい。また、電流計２３の検知下限は、センサ形態にもよるが、１ｍＡ以上であれば好適に用いられる。

また、ガルバニック対の腐食電流としては、湿度が７０％以上であれば好適であるが、３０％以上であれば十分に検知可能である。例えば、湿度７０％以上１００％以下の範囲の時の腐食電流値を予め求めておく。電流計２３（図１参照）によりＨＦ含有ガスの検知装置１４Ａで測定されたガルバニック対の腐食電流の電流値が、湿度が７０％以上１００％以下の範囲内で予め求めた腐食電流値以上の場合には、絶縁部２１が劣化し、第一の導電部２４の表面にＨ₂ＳｉＦ₆、Ｈ₂Ｏによる水膜２７が形成されたと判断する。また、配管１２内には、排気１１が送給されているため、配管１２内の湿度は７０％より低い状態となるが、第一の導電部２４と第二の導電部２５との絶縁部２１の腐食領域では、Ｈ₂ＳｉＦ₆、Ｈ₂Ｏが形成されているため、腐食領域においては湿度が７０％以上１００％以下の範囲で保たれている。

また、絶縁部２１の劣化時期とＨＦを吸着する吸着材１５の劣化時期とは予め対応付けておく。これにより、吸着材１５の飽和度が所定値（例えば５０％）になった時に、絶縁部２１が劣化して孔２２が形成されるように絶縁部２１の膜厚を設定することが可能となる。

絶縁部２１の減量速度は設置場所の環境諸条件により変化する。そのため、絶縁部２１の膜厚の決定は以下のようにして行う。
１）予め絶縁部２１及び吸着材１５を工場内の排気ガス内に設置し、その設置場所にて一定量（一定時間）のＨＦガスを含む排気ガスを通気させる。
２）絶縁部２１を取り出し、絶縁部２１の減少量を測定する。
３）また、吸着材１５を取り出し、その飽和度を測定する。
４）上記２）、３）から、その環境条件に見合った絶縁部２１の膜厚が求められる。絶縁部２１の膜厚は、吸着材１５の飽和度が５０％になった際に、検知できるシステムとなるように設定するのが好ましい。
５）さらに平均湿度に対する絶縁部２１の減少量もあわせて測定することを行うことで、フィルタとして用いられる吸着材１５の飽和度を精度良く検知することが可能となる。

このように、ＨＦ含有ガスの処理装置１０Ａに適用される本実施の形態に係るＨＦ含有ガスの検知装置１４Ａによれば、ＨＦ含有ガスの検知装置１４Ａでガルバニック対の腐食電流を検知することで、排気１１中のＨＦに起因して劣化が生じる絶縁部２１が劣化し、第一の導電部２４に達する孔２２が形成され、絶縁部２１の劣化の有無を検知することができる。予め絶縁部２１の劣化時期とフッ化水素を吸着する吸着材１５の劣化時期とを対応付けておくことで、吸着材１５のＨＦを吸着する吸着能力が飽和に達し、吸着材１５が破過する前であることを事前に検知することができる。
よって、吸着材１５が破過する前であることを事前に検知することで、使用中の吸着材１５が破過する前に予め新しい吸着材１５に交換することができるため、排気１１中のＨＦを安定して吸着材１５で吸着することができると共に、系外にＨＦが漏洩するのを防止することができる。

従って、ＨＦ吸着部１３を通過して排出される排気１１中におけるＦ濃度は常時安定して例えば１ｍｇ／ｍ³Ｎ以上２０ｍｇ／ｍ³Ｎ以下とすることができるため、排気基準を確実に満たした状態で排出することができる。

また、ＨＦ吸着部１３の前後で配管１２内にレーザ光を照射し、排気１１中のＨＦを分析する方法もあるが、その際、配管１２にレーザ光が透過可能な窓を設ける必要があり、前記窓は排気１１中のＨＦにより損傷し、系外に漏洩する虞がある。これに対し、本実施の形態に係るＨＦ含有ガスの検知装置１４Ａによれば、排気１１中のＨＦが系外に漏洩することなく、吸着材１５が破過する前であるか否かを検知することができるため、安定して排気１１中のＨＦを吸着処理することができる。

また、本実施の形態に係るＨＦ含有ガスの検知装置１４Ａを適用したＨＦ含有ガスの処理装置１０Ａにおいては、ＨＦ含有ガスの検知装置１４Ａを配管１２内に１つ設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではない。配管１２の入口からＨＦ吸着部１３までの距離、第一の導電部２４の設置面積等に応じて第一の導電部２４を複数設け、ＨＦ含有ガスの検知装置１４Ａを配管１２内に複数設けるようにしてもよい。

また、本実施の形態に係るＨＦ含有ガスの検知装置１４Ａを適用したＨＦ含有ガスの処理装置１０Ａは、配管１２が一つの場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。ＨＦ吸着部１３を備えた配管１２が複数設けられている場合には、複数の配管１２に交互にＨＦを含有する排気１１を送給するようにしてもよい。各々の配管１２毎にＨＦ含有ガスの検知装置１４Ａを設け、一方の配管１２内の吸着材１５の交換が必要と検知されたときは、一方の配管１２への排気１１の送給を停止し、他方の配管１２に排気１１を送給しつつ、一方の配管１２内の吸着材１５を交換することができる。これにより、装置を停止させることなく、排気１１中のＨＦを連続して安定して吸着材１５に吸着させることができると共に、系外にＨＦが漏洩するのを防止することができる。

また、本実施の形態に係るＨＦ含有ガスの検知装置１４Ａを適用したＨＦ含有ガスの処理装置１０Ａにおいては、ＨＦ含有ガスの検知装置１４Ａを配管１２に設けるようにしているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＨＦ含有ガスの検知装置１４Ａを配管１２以外にダクト、排気１１中のＨＦを吸着する容器など排気１１を送給する部材に設けるようにしてもよい。

また、本実施の形態に係るＨＦ含有ガスの検知装置１４Ａを適用したＨＦ含有ガスの処理装置１０Ａにおいては、太陽電池工場、液晶パネル工場から排出されるＨＦを含有する排気１１を対象として説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、太陽電池工場、液晶パネル工場、半導体工場等以外の工場等から排出されるＨＦを含有する排気を排出する工場等から排出される排気等にも用いることができる。

また、本実施例に係るＨＦ含有ガスの検知装置１４Ａを適用したＨＦ含有ガスの処理装置１０Ａにおいては、ＨＦを含有する排気中のＨＦの検知用に用いることについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＨＦ以外のフッ素化合物を含有する排気の検知用についても同様に用いることができる。

［第２の実施の形態］
本発明による第２の実施の形態に係るフッ化水素含有ガスの検知装置を備えたフッ化水素含有ガスの処理装置について、図面を参照して説明する。
図４は、本発明の第２の実施の形態に係るフッ化水素含有ガスの検知装置を備えたフッ化水素含有ガスの処理装置の構成を簡略に示す図である。
尚、本発明による第２の実施の形態に係るフッ化水素含有ガスの検知装置を備えたフッ化水素含有ガスの処理装置の全体の構成は、図１に示す第１の実施の形態に係るフッ化水素含有ガスの検知装置を備えたフッ化水素含有ガスの処理装置の構成と同様であるため、実施例１と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図４に示すように、本実施の形態に係るＨＦ含有ガスの検知装置１４Ｂは、配管１２の一部を絶縁部３１とし、絶縁部３１の外側を被覆するフッ素系樹脂３２と、フッ素系樹脂３２の内部に不活性ガス３３を貯留する不活性ガス貯留部３４と、フッ素系樹脂３２に設けられ、不活性ガス貯留部３４の圧力を計測する圧力計（ＨＦ劣化検知部）３５とを有するものである。
不活性ガス貯留部３４はフッ素系樹脂３２から構成される不活性ガス貯留部本体の内部であって、フッ素系樹脂３２の内部に形成される空間をいう。フッ素系樹脂３２には、ガス供給ライン３６が連結されており、不活性ガス供給部３７より不活性ガス３３がガス供給ライン３６を介して不活性ガス貯留部３４に供給される。

また、ガス供給ライン３６には、不活性ガス供給部３７から不活性ガス貯留部３４内に送給される不活性ガス３３のガス流量を測定する流量測定器３８が設けられている。流量測定器３８で計測された測定値は信号変換器３９に送信され、変換された電気信号は演算装置４０に送信される。不活性ガス貯留部３４内に送給される不活性ガス３３のガス流量は演算装置４０で調整され、不活性ガス貯留部３４に不活性ガス３３を貯留するのに必要なガス量とすることができる。

不活性ガス３３は、不活性ガス供給部３７からガス供給ライン３６を介してフッ素系樹脂３２の内部の不活性ガス貯留部３４に貯留される。不活性ガス３３は特に限定されるものではなく、アルゴン（Ａｒ）、窒素（Ｎ₂）などが挙げられる。また、ガス供給ライン３６には、調節弁Ｖ１１が設けられており、不活性ガス貯留部３４内に供給される不活性ガス３３の供給量を調整している。

絶縁部３１は、絶縁部２１と同様、ＳｉＯ₂を材料として用いて形成されている。絶縁部３１を構成する材料としては、絶縁部２１と同様、ＳｉＯ₂に限定されるものではなく、ＨＦにより腐食される材質であればよく、珪酸ソーダ等の珪酸化合物などを用いてもよい。絶縁部３１は配管１２の一部にフィルム形状又は薄膜として設ける。絶縁部３１は、ＨＦ吸着部１３に用いられる吸着材１５の波過する時間に応じて任意の厚さとする。即ち、絶縁部３１の膜厚は、絶縁部３１が劣化して孔４１が形成される時間が吸着材１５が破過する時間よりも短い関係となるようにする。

図５は、絶縁部が劣化して孔が形成された状態を示す図である。図５に示すように、排気１１に含まれるＨＦにより絶縁部３１が劣化すると、絶縁部３１に孔４１が形成される。絶縁部３１に孔４１が形成されることで、不活性ガス貯留部３４に貯留されている不活性ガス３３は絶縁部３１の孔４１より配管１２の内部に流入するため、不活性ガス貯留部３４内の圧力が低下する。よって、圧力計３５で不活性ガス貯留部３４内の圧力変化を測定することで、絶縁部３１が劣化して孔４１が形成されたことを検知することができる。

よって、本実施の形態に係るＨＦ含有ガスの処理装置１０Ｂに適用されるＨＦ含有ガスの検知装置１４Ｂによれば、不活性ガス貯留部３４内の圧力変化を圧力計３５で測定することで、絶縁部３１の劣化の有無を検知することができる。このため、予め絶縁部３１の劣化時期と吸着材１５の劣化時期とを対応付けておくことで、吸着材１５が破過する前であることを事前に検知することができる。
よって、吸着材１５が破過する前であることを事前に検知することで、使用中の吸着材１５が破過する前に予め新しい吸着材１５に交換することができる。このため、排気１１中のＨＦを安定して吸着材１５で吸着することができると共に、系外にＨＦが漏洩するのを防止することができる。
さらに、不活性ガス３３が配管１２の方に流れるため、レーザ光による濃度分析のように計測窓などの検出部を損傷することがない。このため、検出部の損傷（腐食）によりＨＦが系外に漏洩することがなく、安全性が確保できる。

［第３の実施の形態］
本発明による第３の実施の形態に係るフッ化水素含有ガスの検知装置を備えたフッ化水素含有ガスの処理装置について、図面を参照して説明する。
図６は、本発明の第３の実施の形態に係るフッ化水素含有ガスの検知装置を備えたフッ化水素含有ガスの処理装置の構成を簡略に示す図である。
尚、本発明の第３の実施の形態に係るフッ化水素含有ガスの検知装置を備えたフッ化水素含有ガスの処理装置の全体の構成は、図１、４に示す第１、２の実施の形態に係るフッ化水素含有ガスの検知装置を備えたフッ化水素含有ガスの処理装置の構成と同様であるため、第１の実施の形態と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図６に示すように、ＨＦ含有ガスの処理装置１０Ｃに備えた本実施の形態に係るＨＦ含有ガスの検知装置１４Ｃは、配管１２の一方の壁面１２ａの一部を絶縁部３１とし、絶縁部３１の外側を被覆するフッ素系樹脂３２と、フッ素系樹脂３２の外部に設けられ、配管１２の内側にレーザ光５１を照射するレーザ光照射装置（光源部）５２と、絶縁部３１と対向するように配管１２の他方の壁面１２ｂの外側に設けられ、レーザ光５１を検知するレーザ光検知器５３とを有するものである。

なお、レーザ光５１は、絶縁部を透過しない波長域のものが選択される。また、レーザ光照射装置５２はフッ素系樹脂３２の外部に設けられ、フッ素系樹脂３２と連結する収容部５５に設けられている。また、絶縁部３１と対向する配管１２の壁面１２ｂの一部は光が透過可能なフッ素系樹脂５４とし、フッ素系樹脂５４はレーザ光検知器５３を収容する収容部５６で覆われている。フッ素系樹脂５４は、フッ素系樹脂３２と同様の材料が用いられ、光が透過可能な樹脂材料であれば好適に用いることができる。

また、光源としてレーザ光５１を用いているが、これに限定されず、ＬＥＤ等の照明を用いてもよい。さらに、光検知部としては、光源にＬＥＤ光源を用いた場合は、光センサのほかにＣＣＤカメラなどの撮像装置を用いることもできる。

絶縁部３１がＨＦにより劣化されていない場合には、レーザ光照射装置５２から照射されたレーザ光５１は、絶縁部３１を通過しないため、レーザ光検知器５３で検知されない。

絶縁部３１が排気１１に含まれるＨＦにより劣化し、絶縁部３１に孔４１が開くと、絶縁部３１を通過したレーザ光５１がレーザ光検知器５３で検知される。

図７は、絶縁部が劣化して孔が形成された状態を示す図である。図７に示すように、絶縁部３１の劣化が進行して絶縁部３１に孔４１が形成されると、レーザ光照射装置５２から照射されたレーザ光５１は、絶縁部３１の孔４１を通過してレーザ光検知器５３で検知される。

よって、本実施の形態に係るＨＦ含有ガスの処理装置１０Ｃに適用されるＨＦ含有ガスの検知装置１４Ｃによれば、レーザ光照射装置５２から照射されるレーザ光５１を検知することで、絶縁部３１の劣化の有無を検知することができる。このため、予め絶縁部３１の劣化時期と吸着材１５の劣化時期とを対応付けておくことで、吸着材１５が破過する前であることを事前に検知することができる。
よって、吸着材１５が破過する前であることを事前に検知することで、使用中の吸着材１５が破過する前に予め新しい吸着材１５に確実に交換することができる。このため、排気１１中のＨＦを安定して吸着材１５で吸着することができると共に、系外にＨＦが漏洩するのを防止することができる。

また、図８、９は、本実施の形態に係るＨＦ含有ガスの検知装置の他の構成を簡略に示す図である。図８に示すように、フッ素系樹脂５４は配管１２の壁面１２ｂの一部だけに用いるのに限定されるものではなく、収容部５６の壁面の一部もフッ素系樹脂５４としてもよい。また、図９に示すように、レーザ光照射装置５２をフッ素系樹脂３２で覆うようにしてもよい。

［第４の実施の形態］
本発明による第４の実施の形態に係るフッ化水素含有ガスの検知装置を備えたフッ化水素含有ガスの処理装置について、図面を参照して説明する。
図１０は、本発明の第４の実施の形態に係るフッ化水素含有ガスの検知装置を備えたフッ化水素含有ガスの処理装置の構成を簡略に示す図である。
尚、本発明の第４の実施の形態に係るフッ化水素含有ガスの検知装置を備えたフッ化水素含有ガスの処理装置の全体の構成は、図１〜図９に示す本発明の第１乃至第３の実施の形態に係るフッ化水素含有ガスの検知装置を備えたフッ化水素含有ガスの処理装置の構成と同様であるため、第１乃至第３の実施の形態と同様の部材については、同一符号を付してその説明は省略する。
図１０に示すように、本実施の形態に係るＨＦ含有ガスの処理装置１０Ｄに備えた本実施の形態に係るＨＦ含有ガスの検知装置１４Ｄは、図４に示す第２の実施の形態に係るＨＦ含有ガスの検知装置１４Ｂと、図６に示す第３の実施の形態に係るＨＦ含有ガスの検知装置１４Ｃと、を組み合わせたものである。
即ち、本実施の形態に係るＨＦ含有ガスの検知装置１４Ｄは、配管１２の一方の壁面１２ａの一部を絶縁部３１とし、絶縁部３１の外側を被覆するフッ素系樹脂３２と、フッ素系樹脂３２の内部に不活性ガス３３を貯留する不活性ガス貯留部３４と、フッ素系樹脂３２に設けられ、不活性ガス貯留部３４の圧力を計測する圧力計３５と、フッ素系樹脂３２の外部に設けられ、配管１２の内側にレーザ光５１を照射するレーザ光照射装置５２と、絶縁部３１と対向するように配管１２の他方の壁面１２ｂの外側に設けられ、レーザ光５１を検知するレーザ光検知器５３と、を有するものである。

また、レーザ光照射装置５２はフッ素系樹脂３２の外部に設けられ、フッ素系樹脂３２と連結する収容部５５に設けられている。また、絶縁部３１と対向する配管１２の壁面１２ｂの一部は光が透過可能なフッ素系樹脂５４とし、フッ素系樹脂５４はレーザ光検知器５３を収容する収容部５６で覆われている。

よって、本実施の形態に係るＨＦ含有ガスの処理装置１０Ｄに適用されるＨＦ含有ガスの検知装置１４Ｄによれば、空間Ａ内の圧力変化を圧力計３５で測定すると共に、レーザ光照射装置５２から照射されるレーザ光５１を検知することで、絶縁部３１の劣化の有無を制度良く検知することができる。このため、予め絶縁部３１の劣化時期と吸着材１５の劣化時期とを対応付けておくことで、吸着材１５が破過する前であることを事前に更に精度良く検知することができる。
よって、吸着材１５が破過する前であることを事前に更に精度良く検知することで、使用中の吸着材１５が破過する前に予め新しい吸着材１５に更に確実に交換することができるため、排気１１中のＨＦを更に安定して吸着材１５で吸着することができると共に、系外にＨＦが漏洩するのを更に確実に防止することができる。

以上のように、本発明に係るフッ化水素含有ガスの検知装置は、排気中に含まれるフッ化水素を吸着する吸着材の破過を予め検知し、吸着材が破過する前に交換することができるため、太陽電池工場、液晶パネル工場など各種工場から排出される排気中のフッ化水素を検知するフッ化水素含有ガスの検知装置に用いるのに適している。

１０Ａ、１０Ｃ、１０Ｄ フッ化水素（ＨＦ）含有ガスの処理装置
１１ 排気
１２ 配管
１３ ＨＦ吸着部
１４Ａ〜１４Ｄ フッ化水素（ＨＦ）含有ガスの検知装置
１５ 吸着材
２１、３１ 絶縁部
２２、４１ 孔
２３ 電流計（ＨＦ劣化検知部）
２４ 第一の導電部
２５ 第二の導電部
２６ スリット
２７ 水膜
３２、４４ フッ素系樹脂
３３ 不活性ガス
３４ 不活性ガス貯留部
３５ 圧力計（ＨＦ劣化検知部）
３６ ガス供給ライン
３７ 不活性ガス供給部
３８ 流量測定器
３９ 信号変換器
４０ 演算装置
５１ レーザ光
５２ レーザ光照射装置（レーザ光照射部）
５３ レーザ光検知器（ＨＦ劣化検知部）
５５、５６ 収容部
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ１１ 調節弁

Claims (11)

1. フッ化水素を含有する被処理ガスが送給される配管又は容器内に設けられ、前記被処理ガス中のフッ化水素に起因する劣化により孔が形成される絶縁部と、
   前記配管又は容器内に設けられる第一の導電部と、
   前記第一の導電部に前記絶縁部を介して設けられ、所定間隔を持った少なくとも一つのスリットを設ける第二の導電部と、
   前記絶縁部の孔を介して前記第一の導電部と前記第二の導電部との間で発生した腐食電流を測定して前記絶縁部の劣化の有無を検知するフッ化水素劣化検知部とを有することを特徴とするフッ化水素含有ガスの検知装置。
2. フッ化水素を含有する被処理ガスが送給される配管又は容器内の一部に設けられ、前記被処理ガス中のフッ化水素に起因する劣化により孔が形成される絶縁部と、
   前記絶縁部の外側を被覆するフッ素系樹脂と、
   前記フッ素系樹脂の内部に設けられ、不活性ガス供給部から供給される不活性ガスを貯留する不活性ガス貯留部と、
   前記絶縁部に形成された孔を介した前記不活性ガスの流出前後の前記不活性ガス貯留部内の圧力低下を測定して前記絶縁部の劣化の有無を検知するフッ化水素劣化検知部とを有することを特徴とするフッ化水素含有ガスの検知装置。
3. フッ化水素を含有する被処理ガスが送給される配管又は容器の一方の壁面の一部に設けられ、前記被処理ガス中のフッ化水素に起因する劣化により孔が形成される絶縁部と、
   前記絶縁部の外側を被覆するフッ素系樹脂と、
   前記フッ素系樹脂の外部に設けられ、前記配管又は容器の内側に光を照射する光源部と、
   前記絶縁部と対向するように前記配管又は容器内の他方の壁面の外側に設けられ、前記絶縁部に形成された孔を介して前記光源部からの光を検知して前記絶縁部の劣化の有無を検知するフッ化水素劣化検知部とを有することを特徴とするフッ化水素含有ガスの検知装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一つにおいて、
   前記被処理ガスが、太陽電池工場、液晶パネル工場から排出される排気であることを特徴とするフッ化水素含有ガスの検知装置。
5. フッ化水素を含有する被処理ガスが送給される配管又は容器内に設けられ、前記被処理ガス中のフッ化水素を吸着するフッ化水素吸着部と、
   前記フッ化水素吸着部より上流側に設けられ、請求項１乃至４の何れか一つのフッ化水素含有ガスの検知装置と、
   を有することを特徴とするフッ化水素含有ガスの処理装置。
6. 請求項５において、
   前記配管又は容器内に設けられ、排気中のフッ化水素を吸着する吸着材を内部に有する吸着部を有し、
   前記絶縁部の膜厚が、吸着材の飽和度の５０％となったときに、前記絶縁部に孔が形成される膜厚であることを特徴とするフッ化水素含有ガスの処理装置。
7. フッ化水素を含む被処理ガスが送給される配管又は容器内に、第一の導電部、前記被処理ガス中のフッ化水素に起因して劣化により孔が形成される絶縁部、及び所定間隔を持った少なくとも一つのスリットが設けられた第二の導電部をこの順に積層し、前記絶縁部が劣化して形成される孔を介して前記第一の導電部と前記第二の導電部との間で発生した腐食電流を測定することを特徴とするフッ化水素含有ガスの検知方法。
8. 被処理ガス中のフッ化水素に起因する劣化により孔が形成される絶縁部を、フッ化水素を含有する被処理ガスが送給される配管又は容器内の一部に設け、前記絶縁部の外側をフッ素系樹脂で被覆し、前記フッ素系樹脂の内部に不活性ガスを貯留し、前記フッ素系樹脂の内部に貯留してある不活性ガスが前記絶縁部の劣化で形成される孔を通過して前記配管又は容器内に流入したときの前記フッ素系樹脂の内部の圧力低下を測定することを特徴とするフッ化水素含有ガスの検知方法。
9. 被処理ガス中のフッ化水素に起因する劣化により孔が形成される絶縁部を、フッ化水素を含有する被処理ガスが送給される前記配管又は容器の一方の壁面の一部とし、前記絶縁部の外側をフッ素系樹脂で被覆し、前記フッ素系樹脂の外部から前記配管の内側に光源からの光を照射し、前記絶縁部が劣化して形成される孔を通過した光を前記絶縁部と対向する前記配管又は容器の他方の壁面の外側で検知することを特徴とするフッ化水素含有ガスの検知方法。
10. 請求項１乃至４の何れか一つのフッ化水素含有ガスの検知装置を用いてフッ化水素吸着部の劣化を検知することを特徴とするフッ化水素含有ガスの検知方法。
11. 請求項７乃至１０の何れか一つにおいて、
    前記被処理ガスが、太陽電池工場、液晶パネル工場から排出される排気であることを特徴とするフッ化水素含有ガスの検知方法。

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