JP7489143B1 - フィルター装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排気ガスに起因する異物が配管の内部に付着することを抑制する。【解決手段】フィルター装置６０は、排気ガス中に含まれる異物を除去するためのフィルター装置６０であって、筐体６４と、筐体６４内に収容されたフィルターユニット７２と、筐体６４と後続の配管８２とを接続し、フィルターユニット７２を通過した排気ガスを配管８２へ流出させる出口ユニット３０と、を備え、出口ユニット３０は、出口ユニット３０の内部に導入された熱ガスにより、出口ユニット３０の内面に沿って排気ガスの流れの上流側から下流側へ向かって螺旋状に流れる渦旋回流を形成する。【選択図】図６

Description

本発明は、フィルター装置に関する。

半導体製造プロセスや液晶製造プロセスで生じる排気ガスには、人体に有害な成分が含まれている。例えば、半導体製造プロセスには、イオン注入法、アルミ等の金属エッチング法、ＣＶＤ法を含む各種の方式が採用されている。いずれの方式を採用した半導体製造プロセスにおいても、フッ化水素酸、シランガス、テトラエトキシシラン、アンモニア等の有害ガスや反応生成物等の夾雑物、その他ミストやダストといった微粒子が混在する排気ガスが発生する。そのため、半導体製造プロセスや液晶製造プロセスでは、排気ガス中に混在する微粒子を除去するための除害設備が用いられている。例えば特許文献１には、排気ガス中に含まれる微粒子を除去することができるフィルター装置が開示されている。

特開２００５－７４３６２号公報

半導体製造プロセスや液晶製造プロセスで生じる高温の排気ガス中には、気化した状態の成分（気化成分）も含まれる。このような気化成分は、従来のフィルター装置を用いても十分に除去できない場合がある。従来の除害設備は、配管で互いに接続されたフィルター装置や後段の除害装置を含んでいる。排気ガスは、配管を通って各装置へ送られる。このとき、排気ガス中の気化成分が、配管の壁面で冷却されて凝縮又は固化（粉化）して異物となり、配管の壁面に付着することがある。壁面に付着した異物は、配管の詰まりの原因となり得る。したがって、従来は、定期的に配管を取り外して配管の内部を清掃する必要があった。

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、排気ガスに起因する異物が配管の内部に付着することを抑制することを目的とする。

本発明によるフィルター装置は、
［１］排気ガス中に含まれる異物を除去するためのフィルター装置であって、
筐体と、
前記筐体内に収容されたフィルターユニットと、
前記筐体と後続の配管とを接続し、前記フィルターユニットを通過した前記排気ガスを前記配管へ流出させる出口ユニットと、を備え、
前記出口ユニットは、前記出口ユニットの内部に導入された熱ガスにより、前記出口ユニットの内面に沿って前記排気ガスの流れの上流側から下流側へ向かって螺旋状に流れる渦旋回流を形成する、フィルター装置、である。

本発明によるフィルター装置は、
［２］前記出口ユニットは、壁部と、前記壁部の内側に配置された案内管を有し、
前記壁部と前記案内管との間に、前記熱ガスが通る熱ガス流路が形成される、［１］に記載のフィルター装置、である。

本発明によるフィルター装置は、
［３］前記案内管は、前記下流側へ向かうにつれて中心軸線に近づくように延びる傾斜部と、前記傾斜部の前記下流側の端部に接続され、前記中心軸線と平行に延びる平行部と、を有する、［２］に記載のフィルター装置、である。

本発明によるフィルター装置は、
［４］前記出口ユニットは、前記熱ガス流路に前記熱ガスを導入する導入管と、前記壁部において前記導入管が開口する開口部とを有する、［２］又は［３］に記載のフィルター装置、である。

本発明によるフィルター装置は、
［５］前記導入管は、前記開口部において径方向に対して傾斜した方向に延びる、［４］に記載のフィルター装置、である。

本発明によれば、排気ガスに起因する異物が配管の内部に付着することを抑制することができる。

図１は、本発明の一実施形態を説明するための図であって、フィルター装置を含む除害システムの一例を概略的に示す図である。 図２は、フィルター装置の一例を示す縦断面図である。 図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に対応するフィルター装置の横断面図である。 図４は、フィルター装置の出口ユニットの一例を示す縦断面図である。 図５は、図４のＶ－Ｖ線に対応する出口ユニットの横断面図である。 図６は、出口ユニット内に生じる渦旋回流を模式的に示す図である。 図７は、フィルター装置の一変形例を示す縦断面図である。 図８は、フィルター装置の他の変形例を示す縦断面図である。 図９は、フィルター装置のさらに他の変形例を示す縦断面図である。 図１０は、図９のＸ－Ｘ線に対応するフィルター装置の横断面図である。 図１１は、フィルター装置のさらに他の変形例を示す縦断面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。なお、本明細書に添付する図面においては、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺および縦横の寸法比等を、実物のそれらから変更し誇張することがある。

また、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件ならびにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「直交」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。

本明細書では、出口ユニット３０の中心軸線Ａが延びる方向（長手方向）を軸方向ｄａ、軸方向ｄａと直交する方向を径方向ｄｒ、中心軸線Ａ周りの円周に沿った方向を周方向ｄｃとする。また、径方向ｄｒに沿って、中心軸線Ａに近づく側を内側とし、中心軸線Ａから遠ざかる側を外側とする。

図１は、本発明の一実施形態を説明するための図であって、フィルター装置６０を含む除害システム１０の一例を概略的に示す図である。

除害システム１０は、半導体製造装置や液晶製造装置等の製造装置５から排出された排気ガスに含まれる有害成分を処理するシステムである。本実施形態の除害システム１０は、第１フィルター装置６１（フィルター装置６０）と、真空ポンプ１２と、第２フィルター装置６２（フィルター装置６０）と、除害装置１４と、を含んでいる。本実施形態の除害システム１０は、第１フィルター装置６１及び第２フィルター装置６２の２つのフィルター装置６０を含んでいるが、これに限られず、除害システム１０は、１つのフィルター装置６０のみを含んでもよいし、３つ以上のフィルター装置６０を含んでもよい。図１には、製造装置５から排出された排気ガスの流れが矢印で示されている。

除害システム１０は、配管２０～２４を含んでいる。配管２０は、製造装置５と第１フィルター装置６１とを接続する。製造装置５から排出された排気ガスは、配管２０を通って第１フィルター装置６１へ向かう。

配管２１は、第１フィルター装置６１と真空ポンプ１２とを接続する。第１フィルター装置６１から排出された排気ガスは、配管２１を通って真空ポンプ１２へ向かう。

配管２２は、真空ポンプ１２と第２フィルター装置６２とを接続する。真空ポンプ１２から排出された排気ガスは、配管２２を通って第２フィルター装置６２へ向かう。

配管２２は、第２フィルター装置６２と除害装置１４とを接続する。第２フィルター装置６２から排出された排気ガスは、配管２３を通って除害装置１４へ向かう。

配管２４は、一端が除害装置１４に接続されている。除害装置１４から排出された排気ガスは、配管２４を通って除害システム１０の外部へ向かう。

配管２４の他端は、他の処理装置に接続されてもよいし、大気中に排出するための排出通路に接続されてもよい。

真空ポンプ１２は、排気ガスを第１フィルター装置６１から吸引して第２フィルター装置６２へ送出する機能を有する。真空ポンプ１２としては、特に限定されることなく種々の真空ポンプが用いられ得る。

除害装置１４は、第１フィルター装置６１及び第２フィルター装置６２で微粒子が除去された排気ガスにさらなる処理を行い、残存する有害成分を除去する装置である。除害装置１４としては、特に限定されることなく種々の除害装置が用いられ得る。

第１フィルター装置６１及び第２フィルター装置６２は、排気ガス中に含まれる液体微粒子、固体微粒子等の微粒子の少なくとも一部を除去する装置である。本明細書では、第１フィルター装置６１及び第２フィルター装置６２を互いから区別する必要がない場合には、第１フィルター装置６１及び第２フィルター装置６２を、いずれも単にフィルター装置６０と呼ぶ。フィルター装置６０では、第１の配管８１からフィルター装置６０内に流入した排気ガス中に含まれる液体微粒子、固体微粒子等の微粒子の少なくとも一部が除去される。その後、排気ガスは、フィルター装置６０から第２の配管（後続の配管）８２に流出する。第１フィルター装置６１がフィルター装置６０である場合、配管２０が第１の配管８１であり、配管２１が第２の配管８２である。また、第２フィルター装置６２がフィルター装置６０である場合、配管２２が第１の配管８１であり、配管２３が第２の配管８２である。

図２は、フィルター装置６０の一例を示す縦断面図である。図３は、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に対応するフィルター装置６０の横断面図である。フィルター装置６０は、筐体６４と、フィルターユニット７２と、出口ユニット３０とを備えている。図２に示された例では、フィルター装置６０は、仕切壁７４及び衝突板７６をさらに備えている。図２に示された例では、筐体６４は、本体部６６と、蓋部６８とを含んでいる。本体部６６は、底部が閉塞された略円筒形状を有しており、内部にフィルターユニット７２を収容している。本体部６６の側面の下方部分には、第１の配管８１が接続されている。これにより、第１の配管８１の内部と本体部６６の内部とが互いに連通している。

蓋部６８は、本体部６６の上部を閉塞する部材である。蓋部６８は、例えばボルト締め等により、本体部６６に対して着脱可能に固定されている。蓋部６８を本体部６６から取り外すことにより、本体部６６内に収容されたフィルターユニット７２を交換することができる。蓋部６８には、出口ユニット３０が接続されている。蓋部６８及び出口ユニット３０は、互いに一体に形成されてもよいし、溶接、ボルト締め等により互いに連結されてもよい。

フィルターユニット７２は、第１の配管８１から筐体６４内に流入した排気ガス中に含まれる液体微粒子、固体微粒子等の微粒子の少なくとも一部を除去する。フィルターユニット７２の具体的構成は特に限られず、フィルターユニットとして機能する公知のユニットが適宜用いられ得る。例えば、フィルターユニット７２として、特開２００５－７４３６２号公報に開示されたフィルターユニットを用いてもよい。図２及び図３に示された例では、フィルターユニット７２は円筒形状を有しており、フィルターユニット７２の径方向の外側から内側に向かって、排気ガスがフィルターユニット７２を通過することにより、排気ガス中に含まれる微粒子の少なくとも一部が除去される。図２では、排気ガスの流れが、符号Ｅが付された白抜き矢印で示されている。

仕切壁７４は、第１の配管８１から流入してフィルターユニット７２を通過していない排気ガスが第２の配管８２へ向かうことを抑制するための部材である。仕切壁７４の中央部には貫通孔が形成されており、フィルターユニット７２を通過した排気ガスは、この貫通孔を通って第２の配管８２へ向かう。

衝突板７６は、仕切壁７４の貫通孔と第２の配管８２との間に配置されている。衝突板７６は、仕切壁７４の貫通孔を通った排気ガスが衝突することが意図された部材である。排気ガスが衝突板７６に衝突することにより、フィルターユニット７２を通過した後も排気ガス中に含まれる微粒子が第２の配管８２へ向かうことが抑制される。

半導体製造プロセスや液晶製造プロセスで生じる高温の排気ガス中には、気化した状態の成分（気化成分）も含まれる。このような気化成分は、フィルターユニット７２を用いても十分に除去できない場合がある。この場合、排気ガス中の気化成分が、フィルター装置６０に接続された後続の配管の壁面で冷却されて凝縮又は固化（粉化）して異物となり、配管の壁面に付着することがある。壁面に付着した異物は、配管の詰まりの原因となり得る。

このような問題に対処するため、本実施形態のフィルター装置６０は、後続の配管（第２の配管）８２の壁面への異物の付着を抑制するための出口ユニット３０を有している。第１フィルター装置６１は、第１出口ユニット３１を有し、第２フィルター装置６２は、第２出口ユニット３２を有している。本明細書では、第１出口ユニット３１及び第２出口ユニット３２を互いから区別する必要がない場合には、第１出口ユニット３１及び第２出口ユニット３２を、いずれも単に出口ユニット３０と呼ぶ。

図４及び図５を参照して、本実施形態の出口ユニット３０について説明する。図４は、出口ユニット３０の一例を示す縦断面図であり、図５は、図４のＶ－Ｖ線に対応する出口ユニット３０の横断面図である。

本実施形態の第１出口ユニット３１には、第１の熱ガス生成器２８が接続され、第２出口ユニット３２には、第２の熱ガス生成器２９が接続されている。本明細書では、第１の熱ガス生成器２８及び第２の熱ガス生成器２９を互いから区別する必要がない場合には、第１の熱ガス生成器２８及び第２の熱ガス生成器２９を、いずれも単に熱ガス生成器２７と呼ぶ。熱ガス生成器２７は、高温のガス（熱ガス）を生成する装置である。ガスとしては、例えば窒素ガス（Ｎ_２ガス）等の不活性ガスを用いることができる。熱ガス生成器２７では、不活性ガスが例えば２００℃以上３００℃以下の温度に加熱される。加熱された不活性ガス（熱ガス）は、熱ガス生成器２７から出口ユニット３０へ送出される。

出口ユニット３０は、フィルター装置６０のフィルターユニット７２を通過した排気ガスを第２の配管２２へ流出させる機能を有する。フィルター装置６０から排出された排気ガスは、後続の配管８２を通る間に配管８２の壁部により冷却され得る。冷却された排気ガスにおいて凝縮又は固化した気化成分は、配管８２の壁部に付着し得る。本実施形態では、出口ユニット３０内に熱ガス生成器２７で生成された熱ガスを注入し、配管８２を通る排気ガスの温度の低下を抑制する。

出口ユニット３０は、壁部３５と、案内管４０と、導入管５０と、を含んでいる。壁部３５は、出口ユニット３０の外壁を形成する略円筒状の部材である。壁部３５は、中心軸線Ａに沿って延びている。出口ユニット３０の上流側の端部には、筐体６４の内部と連通する第１開口３３が形成されている。出口ユニット３０の下流側の端部には、後続の配管（第２の配管）８２と連通する第２開口３４が形成されている。フィルターユニット７２を通過した排気ガス流Ｅは、第１開口３３を介して出口ユニット３０内に流入する。出口ユニット３０を通った排気ガス流Ｅは、第２開口３４を介して後続の配管８２へ流出する。壁部３５の内径は、配管８２の内径と同一であってもよい。壁部３５は、例えば金属により形成される。出口ユニット３０の全長は、例えば、３０ｍｍ以上３００ｍｍ以下とすることができる。好ましくは、出口ユニット３０の全長は、５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすることができる。また、壁部３５の内径は、例えば、１０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすることができる。好ましくは、壁部３５の内径は、２５ｍｍ以上１５０ｍｍ以下とすることができる。

案内管４０は、出口ユニット３０内に熱ガス流路Ｐ_Ｈを形成するための部材である。案内管４０は、壁部３５の内側に配置された、略円筒状の部材である。案内管４０は、例えば金属により形成される。案内管４０の厚さは、壁部３５の厚さより小さくてもよい。案内管４０の中心軸線は、壁部３５の中心軸線Ａと一致している。すなわち、案内管４０は、中心軸線Ａに沿って延びている。案内管４０と壁部３５との間には隙間が形成されており、この隙間が熱ガス流路Ｐ_Ｈを形成する。また、案内管４０の内側には、筐体６４の内部から出口ユニット３０内に流入した排気ガスの流路である排気ガス流路Ｐ_Ｅが形成される。

本実施形態の案内管４０は、傾斜部４２と、平行部４４とを有している。傾斜部４２は、下流側へ向かうにつれて中心軸線Ａに近づくように延びている。平行部４４は、傾斜部４２の下流側の端部に接続されている。平行部４４は、中心軸線Ａと平行に延びる円筒状の部分である。傾斜部４２の上流側の端部は、壁部３５に対して固定されている。これにより、案内管４０が壁部３５に対して取り付けられている。傾斜部４２の上流側の端部と壁部３５との間の隙間は、全周にわたって閉塞されている。これにより、筐体６４の内部から出口ユニット３０内に流入した排気ガスが、上流側から熱ガス流路Ｐ_Ｈ内に流入することが抑制される。

本実施形態では、傾斜部４２及び平行部４４には、当該傾斜部４２及び平行部４４を径方向ｄｒに貫通する孔が設けられていない。これにより、案内管４０が配置されている区間において、熱ガスが排気ガス流路Ｐ_Ｅ内に流入することが抑制される。また、案内管４０が配置されている区間において、排気ガスが熱ガス流路Ｐ_Ｈ内に流入することが抑制される。なお、これに限られず、傾斜部４２及び／又は平行部４４には、当該傾斜部４２及び／又は平行部４４を径方向ｄｒに貫通する孔が設けられてもよい。

案内管４０の下流側の端縁（平行部４４の下流側の端縁）すなわち下流端４６は、壁部３５の下流側の端縁よりも上流側に位置している。案内管４０の下流端４６が、壁部３５の下流側の端縁よりも下流側に位置する場合、出口ユニット３０が後続の配管８２と接続されていないときに、下流端４６が他の部材と接触し、下流端４６及び／又は当該他の部材に傷や変形を生じる恐れがある。本実施形態では、下流端４６が壁部３５の下流側の端縁を超えて外側に位置することがないので、下流端４６が他の部材と接触することを抑制することができる。

導入管５０は、熱ガス生成器２７で生成された熱ガスを熱ガス流路Ｐ_Ｈ内に導入するための管である。具体的には、導入管５０は、熱ガスを壁部３５と案内管４０との間の隙間に導入する。壁部３５には、導入管５０が開口する開口部５２が設けられている。開口部５２において、導入管５０が熱ガス流路Ｐ_Ｈに開口する。

開口部５２は、軸方向ｄａにおける案内管４０の傾斜部４２が配置された区間内に位置している。換言すると、開口部５２は、径方向ｄｒから見て傾斜部４２と重なっている。これにより、開口部５２から熱ガス流路Ｐ_Ｈ内に導入された熱ガスは、傾斜部４２に案内されて、熱ガス流路Ｐ_Ｈ内を下流側に向かって流れる。

図５に示されているように、導入管５０は、開口部５２において径方向ｄｒに対して傾斜した方向に延びている。導入管５０の中心軸線Ｂと開口部５２における壁部３５の延長面との交点をＣとする。ここでの径方向ｄｒは、図５に示された断面において、中心軸線Ａと点Ｃとを結ぶ直線に沿って規定される。中心軸線Ｂと開口部５２における径方向ｄｒとの間に形成される２つの角度のうち小さいほうの角度を角度θとする。角度θは、例えば、３０度以上９０度以下である。角度θは、４０度以上８０度以下であってもよい。導入管５０は、軸方向ｄａに対して垂直に伸びている。これに限られず、導入管５０は、軸方向ｄａに対して０度より大きく９０度未満の角度を有して傾斜した方向に延びてもよい。とりわけ、導入管５０は、壁部３５に近づくにつれて下流側へ向かうように、軸方向ｄａに対して傾斜した方向に延びてもよい。なお、図４及び図５に示された例では、導入管５０は直線状に延びているが、これに限られず、導入管５０は曲線状に延びる部分を含んでもよい。

次に、図４～図６を参照して、出口ユニット３０内への熱ガスの導入方法について説明する。図６は、出口ユニット３０内への熱ガスの導入方法について説明する図であって、とりわけ出口ユニット３０内に生じる熱ガスの渦旋回流を模式的に示す図である。

本実施形態では、筐体６４の内部から後続の配管８２へ向かう排気ガスは、出口ユニット３０へ流入する。排気ガスの温度は、例えば１００℃程度である。出口ユニット３０内には、案内管４０で囲まれた排気ガス流路Ｐ_Ｅが形成されている。出口ユニット３０へ流入した排気ガスは、排気ガス流路Ｐ_Ｅ内を流れる。図４及び図６では、排気ガスの流れが、符号Ｅが付された白抜き矢印で示されている。案内管４０が配置されている区間内では、排気ガスは、出口ユニット３０の壁部３５に接触することはない。なお、案内管４０が配置されている区間内において、排気ガスは、案内管４０を介して熱ガスから伝わる熱により加熱され得る。

熱ガス生成器２７で生成された熱ガスは、導入管５０を介して熱ガス流路Ｐ_Ｈ内へ導入される。熱ガスは、例えば２００℃～３００℃に加熱された窒素ガスである。導入管５０から開口部５２を介して熱ガス流路Ｐ_Ｈ内へ導入された熱ガスは、案内管４０の傾斜部４２に案内されて、熱ガス流路Ｐ_Ｈ内を下流側（図４及び図６では上側）に向かって流れる。図４～図６では、熱ガスの流れが、符号Ｈが付された矢印で示されている。

図５に示されているように、導入管５０は、開口部５２において径方向ｄｒに対して傾斜した方向に延びている。これにより、導入管５０から熱ガス流路Ｐ_Ｈ内へ導入された熱ガスには、中心軸線Ａ周りに回転する方向に進む力が作用する。したがって、熱ガス流路Ｐ_Ｈ内へ導入された熱ガスは、熱ガス流路Ｐ_Ｈ内を、中心軸線Ａ周りに回転しながら下流側へ向かって流れる。これにより、図６に示されているように、出口ユニット３０の内部に導入された熱ガスにより、出口ユニット３０（壁部３５）の内面に沿って上流側から下流側へ向かって螺旋状に流れる渦旋回流が形成される。

熱ガスが渦旋回流を形成することにより、熱ガス流Ｈには遠心力が作用する。したがって、熱ガス流Ｈは、案内管４０の下流端４６を超えた後も渦旋回流を形成しながら進み、後続の配管８２内へ流入する。このとき、熱ガス流Ｈは、出口ユニット３０（壁部３５）の内面及び後続の配管８２の内面に沿って進む。その一方、案内管４０の下流端４６を超えた後の排気ガス流Ｅは、熱ガスの渦旋回流の内側を下流側へ向かって進む。したがって、排気ガス流Ｅは、案内管４０の下流端４６を超えた後の特定の長さを有する区間内においては、出口ユニット３０の壁部３５及び後続の配管８２の壁部に接触せずに進む。すなわち、この区間内においては、排気ガスと熱ガスとは実質的に互いに混合せずに流れる。

この区間内においては、排気ガスが出口ユニット３０の壁部３５及び後続の配管８２の壁部により冷却されることはない。これにより、排気ガス中の気化成分が、出口ユニット３０の壁部３５及び後続の配管８２の壁部で冷却されて凝縮又は固化（粉化）して異物となり、配管８２の壁面に付着することを効果的に抑制することができる。したがって、配管８２の壁面に付着した異物によって配管８２につまりが生じることを抑制することができる。

この特定の長さを有する区間内において、排気ガス流Ｅの外側には熱ガスの渦旋回流が位置する。これにより、この区間内において、熱ガスの熱により排気ガスの温度が上昇し得る。この場合、排気ガス中の気化成分が、出口ユニット３０の壁部３５及び後続の配管８２の壁部で冷却されて凝縮又は固化することが、より効果的に抑制される。

特定の長さを有する区間を超えると、排気ガスと熱ガスとが混合される。これにより、排気ガスの温度が上昇する。したがって、排気ガスが、上記特定の長さを有する区間を超えた後も、排気ガス中の気化成分が、出口ユニット３０の壁部３５及び後続の配管８２の壁部で冷却されて凝縮又は固化することが抑制される。

なお、排気ガスと熱ガスとが実質的に混合しない区間における特定の長さは、排気ガスの流量及び速度、熱ガスの流量及び速度、導入管の配置角度等により変化し得る。

本実施形態のフィルター装置６０は、排気ガス中に含まれる異物を除去するためのフィルター装置６０であって、筐体６４と、筐体６４内に収容されたフィルターユニット７２と、筐体６４と後続の配管８２とを接続し、フィルターユニット７２を通過した排気ガスを配管８２へ流出させる出口ユニット３０と、を備え、出口ユニット３０は、出口ユニット３０の内部に導入された熱ガスにより、出口ユニット３０の内面に沿って排気ガスの流れの上流側から下流側へ向かって螺旋状に流れる渦旋回流を形成する。

このようなフィルター装置６０によれば、熱ガスが渦旋回流を形成することにより、熱ガス流Ｈには遠心力が作用する。したがって、特定の区間内において、熱ガス流Ｈは、出口ユニット３０の内面及び後続の配管８２の内面に沿って進む。その一方、当該区間内において、排気ガスは、出口ユニット３０の壁部３５及び配管８２の壁部に接触せずに進む。すなわち、この区間内においては、排気ガスと熱ガスとは実質的に互いに混合せずに、すなわち分離されて流れる。

したがって、この区間内においては、排気ガスが出口ユニット３０の壁部３５及び後続の配管８２の壁部により冷却されることはない。これにより、排気ガス中の気化成分が、出口ユニット３０の壁部３５及び後続の配管８２の壁部で冷却されて凝縮又は固化（粉化）して異物となり、配管８２の壁面に付着することを効果的に抑制することができる。したがって、配管８２の壁面に付着した異物によって配管８２につまりが生じることを抑制することができる。

本実施形態のフィルター装置６０では、出口ユニット３０は、壁部３５と、壁部３５の内側に配置された案内管４０を有し、壁部３５と案内管４０との間に、熱ガスが通る熱ガス流路Ｐ_Ｈが形成される。

このような出口ユニット３０によれば、案内管４０が配置された区間内において排気ガス流Ｅと熱ガス流Ｈとを互いに分離したまま下流側へ向かって流れさせることができる。これにより、案内管４０の下流側においても、排気ガス流Ｅと熱ガス流Ｈとが実質的に互いに混合せずに流れるようになる。したがって、排気ガス中の気化成分が、出口ユニット３０の壁部３５及び後続の配管８２の壁部で冷却されて凝縮又は固化することを、さらに抑制することができる。

また、案内管４０が配置されている区間内において、排気ガスは、案内管４０を介して熱ガスから伝わる熱により加熱され得る。これによっても、排気ガス中の気化成分が、出口ユニット３０の壁部３５及び後続の配管８２の壁部で冷却されて凝縮又は固化することを、さらに抑制することができる。

本実施形態のフィルター装置６０では、案内管４０は、下流側へ向かうにつれて中心軸線Ａに近づくように延びる傾斜部４２と、傾斜部４２の下流側の端部に接続され、中心軸線Ａと平行に延びる平行部４４と、を有する。

このようなフィルター装置６０によれば、傾斜部４２により、排気ガス流Ｅ及び熱ガス流Ｈを適切に案内することができる。また、平行部４４により、排気ガス流Ｅと熱ガス流Ｈとを互いに分離したまま、下流側へ向かって流れさせることができる。

本実施形態のフィルター装置６０では、出口ユニット３０は、熱ガス流路Ｐ_Ｈに熱ガスを導入する導入管５０と、壁部３５において導入管５０が開口する開口部５２とを有する。

本実施形態のフィルター装置６０では、導入管５０は、開口部５２において径方向ｄｒに対して傾斜した方向に延びる。

このようなフィルター装置６０によれば、導入管５０からの熱ガスの流入圧力を駆動力として、出口ユニット３０内に熱ガスの渦旋回流を形成することができる。したがって、簡単な構成で熱ガスの渦旋回流を形成することができる。

図７～図１１を参照して、本実施形態の変形例について説明する。以下の説明および以下の説明で用いる図面では、上述の実施形態と同様に構成され得る部分について、上述の実施形態における対応する部分に対して用いた符号と同一の符号を用いることとし、重複する説明を省略する。

図７は、フィルター装置６０の一変形例を示す縦断面図である。本変形例では、フィルターユニット７２は、筐体６４の蓋部６８に接触して配置されている。また、フィルターユニット７２の下端と筐体６４の本体部６６の底部との間には隙間が形成されている。

本変形例では、第１の配管８１は、本体部６６の底部に接続されている。フィルターユニット７２の下端には、下カバー板９１が取り付けられている。下カバー板９１は、第１の配管８１から流入してフィルターユニット７２を通過していない排気ガスが第２の配管８２へ向かうことを抑制するための部材である。フィルターユニット７２には、当該フィルターユニット７２を軸線方向に貫通する貫通孔が形成されている。下カバー板９１は、少なくともこの貫通孔の下端を閉塞するように配置されている。

本変形例では、第１の配管８１から筐体６４内に流入した排気ガスは、下カバー板９１に当たって筐体６４の側壁部へ向かう。その後、フィルターユニット７２の径方向の外側から内側に向かって、排気ガスがフィルターユニット７２を通過することにより、排気ガス中に含まれる微粒子の少なくとも一部が除去される。

図８は、フィルター装置６０の他の変形例を示す縦断面図である。本変形例では、フィルターユニット７２は、筐体６４の蓋部６８から離間するとともに筐体６４の底部から離間して配置されている。すなわち、フィルターユニット７２の上端と蓋部６８との間には隙間が形成されているとともに、フィルターユニット７２の下端と筐体６４の底部との間には隙間が形成されている。

フィルターユニット７２の上端には、上カバー板９２が取り付けられている。上カバー板９２は、第１の配管８１から流入してフィルターユニット７２を通過していない排気ガスが第２の配管８２へ向かうことを抑制するための部材である。上カバー板９２の中央部には誘導管９３が接続されている。誘導管９３は、上カバー板９２の中央部に形成された貫通孔と連通している。誘導管９３は、フィルターユニット７２を通過した排気ガスを出口ユニット３０へ向かって誘導する機能を有する。また、誘導管９３は、フィルターユニット７２を蓋部６８から吊り下げて保持する機能を有してもよい。

本変形例では、第１の配管８１は、筐体６４の蓋部６８に接続されている。第１の配管８１から筐体６４内に流入した排気ガスは、フィルターユニット７２の径方向の外側から内側に向かってフィルターユニット７２を通過する。これにより、排気ガス中に含まれる微粒子の少なくとも一部が除去される。その後、排気ガスは、上カバー板９２の貫通孔及び誘導管９３を通って出口ユニット３０へ向かう。

熱ガスが導入される出口ユニット３０に隣接する蓋部６８は、熱ガスからの熱の伝達により比較的高温になり得る。この場合、フィルターユニット７２における蓋部６８に隣接する部分が高温になり損傷するおそれがある。本変形例では、フィルターユニット７２が蓋部６８から離間して配置されているので、熱ガスから伝達された熱によりフィルターユニット７２が高温になることを抑制することができる。したがって、熱によるフィルターユニット７２の損傷を抑制することができる。

図９は、フィルター装置６０のさらに他の変形例を示す縦断面図である。図１０は、図９のＸ－Ｘ線に対応するフィルター装置６０の横断面図である。本変形例のフィルター装置６０は、中心軸線に沿って見たときに渦巻状の形状を有する渦巻状流路９５を有している（図１０参照）。フィルター装置６０は、連続した渦巻状流路９５を形成するように筐体内に配置された隔壁９６と、隔壁９６の少なくとも一面に配置されたフィルター部材９７とを有している。

フィルター部材９７は、隔壁９６の内面に沿って設けられている。フィルター部材９７は、渦巻状流路９５における径方向の外側に位置している。排気ガスがフィルター部材９７に触れて進行する過程で、反応生成物等の夾雑物、その他ミストやダストを含めた微粒子がフィルター部材９７に捕捉される。このようなフィルター部材９７は、例えば繊維素材で構成される。フィルター部材９７は、耐熱性や耐薬品性に優れた繊維素材で構成されることが好ましい。フィルター部材９７を構成する繊維素材は、上記の要求を満足する繊維素材であれば特に限られないが、製造の容易性等の観点からは不織布であることが好ましい。

第１の配管から流入した排気ガスは、渦巻状流路９５内を中心軸線周りに回転しながら流れる。このとき、排気ガス中に含まれる微粒子には、渦巻状流路９５の外側に向かう遠心力が作用する。これにより、排気ガス中に含まれる微粒子は、フィルター部材９７に接触して、フィルター部材９７に捕捉される。このような渦巻状流路９５を有したフィルター装置６０は、例えば特許第４６３６６４０号公報及び特許第４８６４２８３号公報に記載されたフィルター装置と同様に構成することができる。

図１１は、フィルター装置６０のさらに他の変形例を示す縦断面図である。図９に示されたフィルター装置６０は、渦巻状流路９５とフィルターユニット７２とを含んでいる。フィルターユニット７２は、排気ガス流Ｅの流れに沿って渦巻状流路９５に対して下流側に配置されている。図１１に示された例では、フィルターユニット７２は、渦巻状流路９５の上方に配置されている。なお、図１１に示された例では、フィルターユニット７２は、蓋部６８に接して配置されているが、図８に示された例のように、フィルターユニット７２は、蓋部６８から離間して配置されてもよい。

５ 製造装置
１０ 除害システム
１２ 真空ポンプ
１４ 除害装置
２０ 配管
２１ 配管
２２ 配管
２３ 配管
２４ 配管
２７ 熱ガス生成器
２８ 第１の熱ガス生成器
２９ 第２の熱ガス生成器
３０ 出口ユニット
３１ 第１出口ユニット
３２ 第２出口ユニット
３３ 第１開口
３４ 第２開口
３５ 壁部
４０ 案内管
４２ 傾斜部
４４ 平行部
４６ 下流端
５０ 導入管
５２ 開口部
６０ フィルター装置
６１ 第１フィルター装置
６２ 第２フィルター装置
６４ 筐体
６６ 本体部
６８ 蓋部
７２ フィルターユニット
７４ 仕切壁
７６ 衝突板
８１ 第１の配管
８２ 第２の配管
９１ 下カバー板
９２ 上カバー板
９３ 誘導管
９５ 渦巻状流路
９６ 隔壁
９７ フィルター部材
Ｅ 排気ガス流
Ｈ 熱ガス流
Ｐ_Ｅ 排気ガス流路
Ｐ_Ｈ 熱ガス流路
Ａ 中心軸線
ｄａ 軸方向
ｄｒ 径方向
ｄｃ 周方向

Claims (3)

1. 排気ガス中に含まれる異物を除去するためのフィルター装置であって、
   筐体と、
   前記筐体内に収容されたフィルターユニットと、
   前記筐体と後続の配管とを接続し、前記フィルターユニットを通過した前記排気ガスを前記配管へ流出させる出口ユニットと、を備え、
   前記出口ユニットは、
   壁部と、前記壁部の内側に配置され前記壁部との間に熱ガス流路を形成する案内管と、前記熱ガス流路に熱ガスを導入する導入管と、前記壁部において前記導入管が開口する開口部と、を有し、
   前記案内管は、前記排気ガスの流れの上流側から下流側へ向かうにつれて中心軸線に近づくように延びる傾斜部を有し、
   前記開口部の全体が、軸方向における前記傾斜部が配置された区間内に位置しており、
   前記導入管は、前記開口部において径方向に対して傾斜した方向に延び、
   前記開口部から前記熱ガス流路内に導入された前記熱ガスは、前記傾斜部に案内されて前記熱ガス流路内を前記下流側に向かって流れ、前記出口ユニットの内面に沿って前記上流側から前記下流側へ向かって螺旋状に流れる渦旋回流を形成する、フィルター装置。
2. 前記案内管は、前記傾斜部の前記下流側の端部に接続され、前記中心軸線と平行に延びる平行部をさらに有する、請求項１に記載のフィルター装置。
3. 前記導入管は、前記壁部に近づくにつれて前記下流側へ向かうように、前記軸方向に対して傾斜した方向に延びる、請求項１又は２に記載のフィルター装置。