JP7801054B2 - Exhaust gas moisture treatment system - Google Patents
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Description
本発明は排気ガス中の水分処理システムに係わり、特に、排ガス中に含まれる水分等を除去する際に、封水機能を有する配管を設置するスペースが無い場合であっても、この除去の過程で液体となった水等が逆流したりするのを防止しつつ排ガスが外部に漏れ出ないようにできる排気ガス中の水分処理システムに関する。 The present invention relates to a system for treating moisture in exhaust gas, and in particular to a system for treating moisture in exhaust gas that can prevent the backflow of liquefied water during the removal process and prevent the exhaust gas from leaking to the outside, even when there is no space to install piping with a water seal function when removing moisture and other substances contained in exhaust gas.
半導体素子、液晶パネル、太陽電池の製造工程では、化学気相反応を利用して成膜するＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）処理やエッチング処理等が行われ、プロセスチャンバにおいて各種のガスが使用されている。 In the manufacturing processes of semiconductor devices, liquid crystal panels, and solar cells, processes such as CVD (Chemical Vapor Deposition), which uses chemical vapor reactions to form films, and etching are carried out, and various gases are used in the process chambers.
このガスとしては、例えば、半導体素子、液晶パネル、太陽電池の製膜材料ガスであるシラン（ＳｉＨ4）、ＮＨ3、Ｈ2や、プラズマＣＶＤ装置等の密閉チャンバ内を例えばプラズマでクリーニングする際のクリーニングガスとして使用するＮＦ3、ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、ＳＦ6、ＣＨＦ3、ＣＦ6等のガス状フッ化物、窒素（Ｎ2）等の不活性ガスがある。ここに、Ｈ2ガスは酸素と反応して水蒸気となり排ガス中に含まれている。
また、上記半導体関連の製造工程以外でも、例えばハム等の食品製造装置や真空乾燥装置においても排ガス中には水蒸気が含まれている。
Examples of such gases include silane ( SiH4 ), NH3 , and H2 , which are used as film-forming material gases for semiconductor elements, liquid crystal panels, and solar cells, as well as gaseous fluorides such as NF3 , CF4 , C2F6 , SF6 , CHF3 , and CF6 , which are used as cleaning gases when using plasma to clean the inside of a sealed chamber of a plasma CVD apparatus, etc., and inert gases such as nitrogen ( N2 ). Here, H2 gas reacts with oxygen to become water vapor, which is contained in the exhaust gas.
In addition to the above-mentioned semiconductor-related manufacturing processes, water vapor is also contained in exhaust gases from, for example, food manufacturing equipment for ham and the like and vacuum drying equipment.
そして、図１０に示すように、プロセスチャンバ１には、この有害な排ガスや水蒸気を除去するべく真空引きのためにターボ分子ポンプ３及びドライポンプ５が直列に接続されている。そして、ドライポンプ５で運転開始時にある程度真空引きした後に、更にターボ分子ポンプ３で必要な低圧にまで真空引きするように構成されている。但し、ＣＶＤ処理等の場合には、ターボ分子ポンプ３が省略された形で構成されるケースが一般的である。 As shown in Figure 10, a turbomolecular pump 3 and dry pump 5 are connected in series to the process chamber 1 to create a vacuum and remove these harmful exhaust gases and water vapor. The dry pump 5 is used to create a certain degree of vacuum at the start of operation, and then the turbomolecular pump 3 is used to further create a vacuum to the required low pressure. However, in the case of CVD processing, etc., it is common for the turbomolecular pump 3 to be omitted.
ドライポンプ５から出力された有害な排ガスは、燃焼式除害装置１０で燃焼分解されるようになっている。このとき、排ガスは、セントラルスクラバー１１により多少の減圧をされつつ燃焼式除害装置１０内に誘導される。
但し、燃焼式除害装置１０はプロセスチャンバ１で使用されるガス如何では設置されないことがある。
The harmful exhaust gas output from the dry pump 5 is combusted and decomposed in the combustion type detoxification device 10. At this time, the exhaust gas is guided into the combustion type detoxification device 10 while being slightly decompressed by the central scrubber 11.
However, the combustion type abatement device 10 may not be installed depending on the gas used in the process chamber 1.
ドライポンプ５を通った排ガスは排気時の圧縮熱等により通常１５０度等の高温になっている。一方、このドライポンプ５に接続された出口配管は外気に触れている。このため、この出口配管を通過する際には排ガスは常温で急激に冷却されることになり、出口配管内部で排ガス中の水分（水蒸気）は結露し水滴となる。 The exhaust gas that passes through the dry pump 5 is usually at a high temperature of around 150°C due to the heat of compression during exhaust. Meanwhile, the outlet pipe connected to the dry pump 5 is exposed to the outside air. As a result, the exhaust gas is rapidly cooled to room temperature as it passes through this outlet pipe, and the moisture (water vapor) in the exhaust gas condenses into droplets inside the outlet pipe.
この出口配管は工場内の他の処理設備の排気配管と連絡している場合もあり、出口配管で生じた水滴が原因で不測の場所に生成物が生成されたり、付着したりする恐れがある。
ここに、この水滴を防止するためにドライポンプ５の出口配管には特許文献１に示すような冷却トラップが配設されている。
This outlet pipe may be connected to the exhaust pipes of other processing equipment within the factory, and water droplets generated in the outlet pipe may cause products to be generated or adhere to unexpected locations.
In order to prevent this water droplets, a cooling trap such as that shown in Patent Document 1 is provided at the outlet pipe of the dry pump 5 .
ところで、冷却トラップで捕捉した水分は排ガスが外部に漏洩しないように留意しつつ排水をする必要がある。このため、従来は図１１に示すようなＳ字状の折り曲げ管５１が冷却トラップの下方に配設され、液化した水分（水滴）は自然落下されることが多かった。この場合、折り曲げ管５１の内部に水が充填されていればこの水により排ガスは制止され外部に漏洩することはない。従って、この場合には折り曲げ管５１により封水の機能を果たすことができる。 However, the moisture captured by the cooling trap must be drained while taking care not to allow the exhaust gas to leak outside. For this reason, conventionally, an S-shaped bent pipe 51, as shown in Figure 11, was placed below the cooling trap, and the liquefied moisture (water droplets) would often fall naturally. In this case, if the bent pipe 51 is filled with water, this water will stop the exhaust gas and prevent it from leaking outside. Therefore, in this case, the bent pipe 51 can function as a water seal.
しかしながら、配管内部が減圧されていることもあり、この折り曲げ管５１を設置する際には、減圧分と配管の折曲部分間の高さを含めた所定値以上の高さを有する設置スペースが必要となる。また、この減圧に伴い、折り曲げ管５１を設置した場合には水が自然落下し難くなってしまうおそれがある。 However, because the pressure inside the piping is reduced, installing this bent pipe 51 requires an installation space with a height greater than a specified value, including the reduced pressure and the height between the bent parts of the piping. Furthermore, due to this reduced pressure, installing the bent pipe 51 may make it difficult for water to fall naturally.
本発明はこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、排ガス中に含まれる水分等を除去する際に、封水機能を有する配管を設置するスペースが無い場合であっても、この除去の過程で液体となった水等が逆流したりするのを防止しつつ排ガスが外部に漏れ出ないようにできる排気ガス中の水分処理システムを提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these conventional problems, and aims to provide a system for treating moisture in exhaust gas that can prevent the backflow of liquefied water and other substances that liquefy during the removal process and prevent the exhaust gas from leaking to the outside, even when there is no space to install piping with a water seal function when removing moisture and other substances contained in exhaust gas.
このため本発明（請求項１）は、プロセスより排出される排気ガス中に含まれる水分を冷却トラップを用いて除去する排気ガス中の水分処理システムにおいて、前記冷却トラップから流出した前記水分を液体の水として溜めるタンクと、該タンク内の水位を計測する水位計測手段と、前記タンクに溜められた前記水を外部に排出するための排水口に接続された配管と、該配管に配設されたバルブと、前記水位計測手段で計測された前記タンク内の水位が第１の水位を超えたときに前記バルブを開いて排水を開始し、前記第１の水位よりも前記排水口側に設定された第２の水位になったときに前記バルブを閉じ始めるバルブ制御手段とを備え、前記第１の水位は、前記タンクから前記冷却トラップ側に逆流をしないようにするために設定された水位であり、前記第２の水位は、前記排水時に、前記排気ガスが前記配管から外部に排出されないよう封水するために設定された水位であり、前記第２の水位が、前記排水口よりも高い位置に設けられ、前記配管は、前記タンクに溜められた前記水を外部に排出する量を調節する排水量調整機構を備え、前記バルブ制御手段が前記バルブを閉め始めてから前記バルブが完全に閉まるまでの間に前記水が前記バルブを通過し、前記第２の水位は、前記バルブ制御手段が前記バルブを閉め始めてから前記バルブが完全に閉まるまでの間、前記バルブの下流に負圧が有ったとしても前記水が前記排水口の上に残るように設定されていることを特徴とする。 Therefore, the present invention (claim 1) provides a water treatment system for exhaust gas that uses a cooling trap to remove water contained in exhaust gas discharged from a process, the system comprising: a tank that stores the water that flows out of the cooling trap as liquid water; water level measuring means that measures the water level in the tank; a pipe connected to a drain outlet for discharging the water stored in the tank to the outside; a valve disposed in the pipe; and valve control means that opens the valve to start discharging water when the water level in the tank measured by the water level measuring means exceeds a first water level, and starts closing the valve when the water level reaches a second water level set closer to the drain outlet than the first water level, the first water level being the water level that flows out of the tank and the cooling trap. the second water level is a water level set to seal the exhaust gas so that it is not discharged from the piping to the outside during the draining operation, the second water level is set at a position higher than the drain outlet, the piping is provided with a drainage amount adjustment mechanism that adjusts the amount of water stored in the tank that is discharged to the outside, the water passes through the valve between the time the valve control means starts to close the valve and the time the valve is completely closed, and the second water level is set so that the water remains above the drain outlet between the time the valve control means starts to close the valve and the time the valve is completely closed, even if there is negative pressure downstream of the valve.
水位計測手段で計測されたタンク内の水位が第１の水位を超えたときにバルブを開いて排水を開始する。これにより、配管径が細い場合であってもタンク内の水が逆流しないようにできる。一方、タンク内の水位が第２の水位になったときにバルブを閉じて排水を停止する。
このように、第２の水位を設定したのは、排水管内部に排ガスが混入し外部に漏れ出るのを防ぐためである。即ち、第２の水位は封水のために設定された水位である。従って、この第２の水位は排水口の口を水で完全に覆えるように、この排水口よりも常に高い位置に設けられる必要がある。タンク内の水位は常時水が溜められている状態であり、排水時にも第２の水位以下にはならない。
タンクは水を貯める機能の他に排水ラインの封水も兼ねることができる。
排水量調整機構を備えたことで、排水側で仮に負圧がかかっている場合であっても、バルブ制御手段によるバルブの閉止指令のあったときから、このバルブが完全に閉じられるまでの間に、タンク内の水位は排水口よりも常に一定値以上高い位置に維持される。このため、排水ラインの封水が確実に維持される。
When the water level in the tank measured by the water level measuring means exceeds the first water level, the valve opens to start draining. This prevents backflow of water in the tank even when the pipe diameter is small. On the other hand, when the water level in the tank reaches the second water level, the valve closes to stop draining.
The reason for setting the second water level in this way is to prevent exhaust gas from entering the drain pipe and leaking out. In other words, the second water level is set for sealing the water. Therefore, this second water level must always be set higher than the drain outlet so that the opening of the drain outlet can be completely covered with water. The water level in the tank is always kept filled with water, and it will not fall below the second water level even when draining.
In addition to storing water, the tank can also serve as a seal for the drain line.
By providing a discharge volume adjustment mechanism, even if negative pressure is applied to the discharge side, the water level in the tank is always maintained at a certain level higher than the discharge outlet from the time the valve control means issues a command to close the valve until the valve is completely closed, thereby reliably maintaining a water seal in the drain line.
また、本発明（請求項２）は、前記冷却トラップと前記タンクとの間は、湾曲の無い配管で接続されたことを特徴とする。 Furthermore, the present invention (claim 2) is characterized in that the cooling trap and the tank are connected by piping that does not have any curves.
タンクを利用して封水ができるようにしたため、冷却トラップとタンクの間で湾曲の無い配管を配設しても排ガスが外部に漏れ出ることは無くなる。冷却トラップとタンク間に、湾曲を有する配管が接続できる十分な設置スペースがない場合であっても、湾曲の無い配管で対応可能である。従って高価な湾曲を有する配管を設備しなくてよい分低コストであり、湾曲の無い配管の内部が減圧されていても水は楽に自然落下する。 By using a tank to seal the water, exhaust gas will not leak to the outside even if a straight pipe is installed between the cooling trap and the tank. Even if there is not enough installation space between the cooling trap and the tank to connect a curved pipe, a straight pipe can be used. This means that costs are lower because there is no need to install expensive curved pipes, and water will fall easily and naturally even if the pressure inside the straight pipe is reduced.
以上説明したように本発明によれば、水位計測手段で計測されたタンク内の水位が第１の水位を超えたときにバルブを開いて排水を開始し、第２の水位になったときにバルブを閉じて排水を停止するように構成したので、逆流を防止しつつ排水管内部に排ガスが混入し外部に漏れ出るのを防ぐことができる。
これにより、タンクは水を貯める機能の他に排水ラインの封水も兼ねることができる。
As described above, according to the present invention, when the water level in the tank measured by the water level measuring means exceeds a first water level, the valve is opened to start draining, and when the water level reaches a second water level, the valve is closed to stop draining. This prevents backflow while also preventing exhaust gas from entering the drain pipe and leaking to the outside.
This allows the tank to not only store water but also seal the drain line.
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の実施形態である排気ガス中の水分処理システムの構成図を図１に示す。
図１において、ドライポンプ５に接続された出口配管７には冷却トラップ２０が配設されている。この冷却トラップ２０は排気ガス中の水蒸気を結露させて水にする装置である。冷却トラップ２０から流出した水は図２に示すようなストレート管５０を通って自然落下され、タンク６０に溜まるようになっている。従来、この冷却トラップ２０とタンク６０の間にはストレート管５０ではなく、折り曲げ管５１が配設されていた。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the accompanying drawings, in which: FIG.
In Figure 1, a cooling trap 20 is installed in the outlet pipe 7 connected to the dry pump 5. This cooling trap 20 is a device that condenses water vapor in the exhaust gas to turn it into water. The water that flows out of the cooling trap 20 falls naturally through a straight pipe 50 as shown in Figure 2 and accumulates in a tank 60. Conventionally, a bent pipe 51 has been installed between the cooling trap 20 and the tank 60 instead of the straight pipe 50.
また、このタンク６０内には水位センサ６１が配設されている。そして、このタンク６０で溜まった水は、タンク６０の底面に配設された排水口６３に接続された排水管７０を通じて、工場内に配設された図示しない排水設備へと自然落下により排水されるようになっている。この排水管７０の途中には排水バルブ８０が配設されている。
水位センサ６１で計測された水位信号はバルブ制御部８１に入力され、このバルブ制御部８１で判断された結果に基づき排水バルブ８０が制御されるようになっている。
A water level sensor 61 is also provided inside the tank 60. Water collected in the tank 60 is drained by gravity through a drain pipe 70 connected to a drain outlet 63 provided on the bottom of the tank 60 into drainage equipment (not shown) provided in the factory. A drain valve 80 is provided midway along the drain pipe 70.
The water level signal measured by the water level sensor 61 is input to a valve control unit 81, and the drain valve 80 is controlled based on the result determined by this valve control unit 81.
冷却トラップ２０の側面外形図を図３に、正面断面図を図４に示す。また、図４中のＡ－Ａ矢視断面図を図５に示す。
冷却トラップ２０は円筒状の周壁２１を備え、出口配管７はこの周壁２１より突出した流入ポート２３に接続されている。一方、周壁２１より突出した吐出ポート２５には工場排気設備へと通ずる配管９が接続されている。
A side view of the cooling trap 20 is shown in Fig. 3, and a front cross-sectional view is shown in Fig. 4. Also, a cross-sectional view taken along the line A-A in Fig. 4 is shown in Fig. 5.
The cooling trap 20 has a cylindrical peripheral wall 21, and the outlet pipe 7 is connected to an inlet port 23 protruding from the peripheral wall 21. On the other hand, a discharge port 25 protruding from the peripheral wall 21 is connected to a pipe 9 leading to the factory exhaust facility.
周壁２１の上面には円盤状蓋２７が取り付けられている。一方、周壁２１の底面２９は球面状に形成されており、底面に落下した水滴が自然落下で中央に集められるようになっている。この円盤状蓋２７には、一端部に水供給口３１を有する細管３３が貫通されている。水供給口３１には図示しない水道設備から冷却水が供給されるようになっている。この細管３３は図４と図５に示すように、鉛直方向に下降した後、流入ポート２３付近で湾曲され、１８０度方向を変えて上昇されている。その後、再び吐出ポート２５付近で１８０度方向を変えて下降されている。このように複数回、下降と上昇を繰り返した後、細管３３は再び円盤状蓋２７を貫通している。細管３３の他端部には水吐出口３５が形成されている。 A disk-shaped lid 27 is attached to the upper surface of the peripheral wall 21. The bottom surface 29 of the peripheral wall 21 is spherical, allowing water droplets that fall onto the bottom surface to naturally fall and collect in the center. A thin tube 33 with a water supply port 31 at one end passes through the disk-shaped lid 27. Cooling water is supplied to the water supply port 31 from a water supply facility (not shown). As shown in Figures 4 and 5, the thin tube 33 descends vertically, then curves near the inlet port 23, makes a 180-degree turn, and ascends. It then again changes direction by 180 degrees near the outlet port 25 and descends. After descending and ascending multiple times in this manner, the thin tube 33 again passes through the disk-shaped lid 27. A water discharge port 35 is formed at the other end of the thin tube 33.
周壁２１の内側には、バッフル３７とバッフル３９とが互い違いに突出方向を変えるように一定間隔で組み合わされ、細管３３に対し斜めに取り付けられている。底面２９の中央には水排出口４１が配設されストレート管５０に接続されている。 Baffles 37 and 39 are arranged at regular intervals on the inside of the peripheral wall 21, with their protruding directions alternating, and are attached at an angle to the thin tube 33. A water outlet 41 is located in the center of the bottom surface 29 and is connected to a straight tube 50.
次に、本発明の実施形態の動作を説明する。
ドライポンプ５を通った高温の排ガスは冷却トラップ２０の流入ポート２３から入り、バッフル３７とバッフル３９とに流れを邪魔されつつ図中点線でその流れを示すように、左右に流れの方向を変えつつゆっくりと上昇する。このとき、細管３３を通じて排ガスは冷却される。その結果、冷却トラップ２０内部で水蒸気は結露する。そして、この冷却トラップ２０で結露した水滴は冷却トラップ２０の底面２９に溜まる。その後、ここで溜まった水分（ここでの水分は除去した総水分量を意味し、液化した水の状態となる）は、ストレート管５０を通じてタンク６０へと自然落下する。
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described.
The high-temperature exhaust gas that has passed through the dry pump 5 enters the inlet port 23 of the cooling trap 20, and while its flow is obstructed by the baffles 37 and 39, it slowly rises, changing direction from side to side as shown by the dotted lines in the figure. At this time, the exhaust gas is cooled through the narrow tube 33. As a result, water vapor condenses inside the cooling trap 20. The water droplets that condense in the cooling trap 20 accumulate on the bottom surface 29 of the cooling trap 20. The accumulated moisture (moisture here refers to the total amount of moisture removed, and is in a liquefied state) then falls naturally through the straight tube 50 into the tank 60.
排水バルブ８０は閉止されているので、この水分はタンク６０内で液体である水の状態で溜められる。その後、タンク６０内に溜まった水の水位が、バルブ制御部８１で設定された高水位Ｈを超えたか否かがバルブ制御部８１で判断される。高水位Ｈは第１の水位に相当する。高水位Ｈを超えたとバルブ制御部８１が判断したとき、排水バルブ８０に対し開信号が送られ、排水バルブ８０が開かれる。 Since the drain valve 80 is closed, this moisture is stored in the tank 60 as liquid water. The valve control unit 81 then determines whether the level of the water stored in the tank 60 exceeds the high water level H set by the valve control unit 81. The high water level H corresponds to the first water level. When the valve control unit 81 determines that the high water level H has been exceeded, an open signal is sent to the drain valve 80, and the drain valve 80 opens.
これにより、タンク６０内の水は排水される。この高水位Ｈは、タンク６０内に溜まった水が溢れ出てドライポンプ５側に逆流することが無いように設定された水位である。ストレート管５０の配管径や出口配管７の配管径は細いため逆流が容易に起こり易い。従って、この高水位Ｈは所定の余裕をもって設定されている。 This causes the water in the tank 60 to drain. This high water level H is set so that the water accumulated in the tank 60 does not overflow and flow back into the dry pump 5. Because the pipe diameters of the straight pipe 50 and the outlet pipe 7 are small, backflow is likely to occur easily. Therefore, this high water level H is set with a certain amount of margin.
排水に伴い水位は低下していくが、この水位がバルブ制御部８１で設定された低水位Ｌ以下となったか否かがバルブ制御部８１で判断される。低水位Ｌは第２の水位に相当する。そして、低水位Ｌ以下になったとバルブ制御部８１が判断したとき、排水バルブ８０に対し閉止信号が送られ、排水バルブ８０は閉じられる。
その後、再びタンク６０内に水が溜められていく。
The water level drops as the water is drained, and the valve control unit 81 determines whether the water level has fallen below the low water level L set in the valve control unit 81. The low water level L corresponds to the second water level. When the valve control unit 81 determines that the water level has fallen below the low water level L, a close signal is sent to the drain valve 80, and the drain valve 80 is closed.
Thereafter, water is again stored in the tank 60.
このように、低水位Ｌを設定したのは、図６に示すように排水管７０内部に排ガスが混入し外部に漏れ出るのを防ぐためである。即ち、低水位Ｌは封水のために設定された水位である。従って、この低水位Ｌは排水口６３の口を水で完全に覆えるように、この排水口６３よりも常に高い位置に設けられる必要がある。タンク内の水位は常時水が溜められている状態であり、排水時にも低水位Ｌ以下にはならない。 The reason for setting the low water level L in this way is to prevent exhaust gas from entering the drain pipe 70 and leaking out, as shown in Figure 6. In other words, the low water level L is the water level set for sealing the water. Therefore, this low water level L must always be set higher than the drain outlet 63 so that the opening of the drain outlet 63 is completely covered with water. The water level in the tank is always filled with water, and will not fall below the low water level L even when draining.
タンク６０を利用して封水ができるようにしたため、冷却トラップ２０とタンク６０の間で従来のように折り曲げ管５１ではなくストレート管５０を配設しても排ガスが外部に漏れ出ることは無くなる。冷却トラップ２０とタンク６０間の距離が例えば２０ｃｍ程度で、冷却トラップ２０の底面と床８３までの距離が３０～５０ｃｍ程度であったと仮定すると、この距離では、通常、折り曲げ管５１を設置できないが、この場合であっても、冷却トラップ２０とタンク６０間はストレート管５０で対応できる。 By using the tank 60 to seal the water, exhaust gas will not leak to the outside even if a straight pipe 50 is installed between the cooling trap 20 and the tank 60 instead of the conventional bent pipe 51. If the distance between the cooling trap 20 and the tank 60 is, for example, about 20 cm, and the distance from the bottom of the cooling trap 20 to the floor 83 is about 30 to 50 cm, a bent pipe 51 would normally not be able to be installed at this distance, but even in this case, a straight pipe 50 can be used between the cooling trap 20 and the tank 60.
このため、折り曲げ管５１を設備するだけの設置スペースが無くても問題はなく、かつ高価な折り曲げ管５１を設備する必要が無い分低コストに構成できる。また、ストレート管５０なので，内部が減圧されていても水は楽に自然落下する。このように、タンク６０は水を貯める機能の他に排水ラインの封水の機能も兼ねることができる。 For this reason, it is not a problem if there is not enough installation space for the bent pipe 51, and since there is no need to install the expensive bent pipe 51, the construction can be made at low cost. Also, because it is a straight pipe 50, water falls easily and naturally even when the internal pressure is reduced. In this way, the tank 60 can serve not only as a water storage tank, but also as a sealant for the drain line.
更に、バルブ制御部８１では、水位センサ６１からの信号が、水位の高さの限界値である水位高ＨＨを超えたときに水位高の異常警報が発せられ、また、水位低の限界値である水位低ＬＬ以下となったときに水位低の異常警報が発せられる。 Furthermore, the valve control unit 81 issues a high water level alarm when the signal from the water level sensor 61 exceeds the high water level HH, which is the water level limit, and issues a low water level alarm when the signal falls below the low water level LL, which is the low water level limit.
次に、排水量の調整について説明する。
前述したように、タンク６０の水位が低水位Ｌ以下となったとバルブ制御部８１が判断したとき、排水バルブ８０に対し閉止信号が送られ、排水バルブ８０は閉じられる。
その後、再びタンク６０内に水が溜められていく。
Next, the adjustment of the amount of water discharged will be described.
As described above, when the valve control unit 81 determines that the water level in the tank 60 has fallen below the low water level L, a close signal is sent to the drain valve 80, and the drain valve 80 is closed.
Thereafter, water is again stored in the tank 60.
しかしながら、仮に排水側の負圧の程度が大きい場合には、排水管７０を流れる排水の速度が自然落下の場合よりも早くなるおそれが生ずる。このような場合には、バルブ制御部８１より排水バルブ８０に対し閉止信号が送られてから、排水バルブ８０が完全に閉じられるまでの間にタイムラグが存在するため、このタイムラグの間に排水管７０を通じてある程度の排水量が流れてしまう可能性がある。そして、この際にはタンク６０の水位が水位低ＬＬ以下となることも考えられる。
かかる弊害を回避するため、排水管７０には排水量調整機構を設け、タンク６０に溜められた水の勢いを制限する。
However, if the negative pressure on the drain side is large, there is a risk that the speed of the drain water flowing through the drain pipe 70 will be faster than in the case of natural falling. In such a case, there is a time lag between when the valve control unit 81 sends a close signal to the drain valve 80 and when the drain valve 80 is completely closed, and during this time lag, there is a possibility that a certain amount of drain water will flow through the drain pipe 70. In this case, it is also possible that the water level in the tank 60 will fall below the low water level LL.
To avoid such a problem, the drain pipe 70 is provided with a drainage amount adjustment mechanism to limit the force of the water accumulated in the tank 60.
次に、この排水量調整機構について説明する。
図７において、排水バルブ８０の下流には排水量調整機構９０が設けられている。但し、排水量調整機構９０は排水バルブ８０の上流に設けられてもよい。図８には、この排水量調整機構９０がオリフィスにて構成された例を示す。図８に示すように、このオリフィスには、フランジ９１Ａとフランジ９１Ｂの間に、例えば排水管７０と同じ材質のポリ塩化ビニルで形成されたオリフィスプレート９３が挟装されている。このオリフィスプレート９３の斜視図を図９に示す。
Next, the displacement adjusting mechanism will be described.
In Fig. 7, a discharge amount adjustment mechanism 90 is provided downstream of the drain valve 80. However, the discharge amount adjustment mechanism 90 may also be provided upstream of the drain valve 80. Fig. 8 shows an example in which the discharge amount adjustment mechanism 90 is configured as an orifice. As shown in Fig. 8, this orifice has an orifice plate 93 sandwiched between flanges 91A and 91B and made of, for example, the same material as the drain pipe 70, polyvinyl chloride. Fig. 9 shows a perspective view of this orifice plate 93.
オリフィスプレート９３の中央には貫通穴９５が形成されている。そして、フランジ９１Ａの端面とオリフィスプレート９３の左面が接する部分にはオリフィスプレート９３の左面側に周状にシール用溝９７Ａが刻設されており、このシール用溝９７ＡにはＯリング９９Ａが埋め込まれている。また、フランジ９１Ｂの端面とオリフィスプレート９３の右面が接する部分には、フランジ９１Ｂの端面の側に周状に図示しないシール用溝が刻設されており、このシール用溝にはＯリング９９Ｂが埋め込まれている。また、オリフィスプレート９３の貫通穴９５は排水管７０の管内径が直径２０ｍｍであるのに対し例えば直径５ｍｍである。
このようにオリフィスにて構成される場合には、設備の完成後にオリフィスが後付けされる場合でも容易に取り付け作業が行える。
A through hole 95 is formed in the center of the orifice plate 93. A sealing groove 97A is carved circumferentially on the left side of the orifice plate 93 where the end face of the flange 91A meets the left side of the orifice plate 93, and an O-ring 99A is embedded in this sealing groove 97A. Furthermore, a sealing groove (not shown) is carved circumferentially on the end face of the flange 91B where the end face of the flange 91B meets the right side of the orifice plate 93, and an O-ring 99B is embedded in this sealing groove. Furthermore, the through hole 95 in the orifice plate 93 has a diameter of, for example, 5 mm, while the inner diameter of the drain pipe 70 is 20 mm.
In the case of such an orifice configuration, the installation work can be easily carried out even when the orifice is retrofitted after the facility is completed.
しかしながら、排水量調整機構９０としては、負圧の程度を考慮した形で排水管７０の管径を細くする構造としてもよい。この場合には、タンク６０の水位が低水位Ｌの検出時から排水バルブ８０が完全に閉じられるまでの間に、タンク６０の水位が水位低ＬＬにまで到達することのないように、排水管７０の管径を細くすればよい。管径には一定の余裕を持たせるようにしてもよい。このように排水管７０の管径を細くする場合も、設備の完成後であっても配管の交換作業は容易である。 However, the drainage volume adjustment mechanism 90 may also be designed to narrow the diameter of the drain pipe 70 in consideration of the degree of negative pressure. In this case, the diameter of the drain pipe 70 should be narrowed so that the water level in the tank 60 does not reach the low water level LL between the time the low water level L is detected and the time the drain valve 80 is completely closed. A certain amount of leeway may also be left in the pipe diameter. Even when the diameter of the drain pipe 70 is narrowed in this way, the piping can be easily replaced even after the installation is completed.
また、排水量調整機構９０として別途バルブを配設し、バルブ制御部８１により排水量を調節するようにしてもよい。但し、別途バルブを配設することなく、タンク６０の水位が低水位Ｌを検出したときから、バルブ制御部８１が排水バルブ８０を絞るようにして排水量を調節するようにしてもよい。
以上により、排水側の負圧の程度が大きい場合であっても、タンク６０の水位が低水位Ｌ以下となりバルブ制御部８１より排水バルブ８０に対し閉止信号が送られた後、この閉止信号に応じて排水バルブ８０が完全に閉じられるまでのタイムラグの間に、水位低ＬＬ以下となるおそれは無くなる。
従って、タンク内の水位は排水口よりも常に一定値以上高い位置に維持され、排水ラインの封水が確実に維持される。
Alternatively, a separate valve may be provided as the drainage amount adjustment mechanism 90, and the drainage amount may be adjusted by the valve control unit 81. However, without providing a separate valve, the valve control unit 81 may adjust the drainage amount by throttling the drainage valve 80 when the low water level L is detected in the tank 60.
As a result of the above, even if the degree of negative pressure on the drain side is large, after the water level in the tank 60 falls below the low water level L and the valve control unit 81 sends a closure signal to the drain valve 80, there is no risk of the water level falling below the low water level LL during the time lag until the drain valve 80 is completely closed in response to this closure signal.
Therefore, the water level in the tank is always maintained at a level higher than the drain outlet by a certain value, and the water seal of the drain line is reliably maintained.
なお、本実施形態では冷却トラップ２０において水蒸気が水滴になるとして説明したが、本実施形態は水蒸気に限定するものではなく、アルコールやレジスト液などを含んだ排気ガスにも同様に適用が可能である。
また、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変をなすことができ、そして、本発明が当該改変されたものにも及ぶことは当然である。
In this embodiment, the water vapor is assumed to turn into water droplets in the cooling trap 20, but this embodiment is not limited to water vapor and can be similarly applied to exhaust gases containing alcohol, resist liquid, etc.
Furthermore, the present invention can be modified in various ways without departing from the spirit of the present invention, and it goes without saying that the present invention also covers such modifications.
５ ドライポンプ
２０ 冷却トラップ
２３ 流入ポート
２５ 吐出ポート
３１ 水供給口
３３ 細管
３５ 水吐出口
３７、３９ バッフル
５０ ストレート管
６０ タンク
６１ 水位センサ
６３ 排水口
７０ 排水管
８０ 排水バルブ
８１ バルブ制御部
９０ 排水量調整機構
９３ オリフィスプレート
5 Dry pump 20 Cooling trap 23 Inlet port 25 Discharge port 31 Water supply port 33 Thin tube 35 Water discharge port 37, 39 Baffle 50 Straight tube 60 Tank 61 Water level sensor 63 Drain port 70 Drain pipe 80 Drain valve 81 Valve control unit 90 Drainage amount adjustment mechanism 93 Orifice plate
Claims (2)
前記冷却トラップから流出した前記水分を液体の水として溜めるタンクと、
該タンク内の水位を計測する水位計測手段と、
前記タンクに溜められた前記水を外部に排出するための排水口に接続された配管と、
該配管に配設されたバルブと、
前記水位計測手段で計測された前記タンク内の水位が第１の水位を超えたときに前記バルブを開いて排水を開始し、前記第１の水位よりも前記排水口側に設定された第２の水位になったときに前記バルブを閉じ始めるバルブ制御手段とを備え、
前記第１の水位は、前記タンクから前記冷却トラップ側に逆流をしないようにするために設定された水位であり、
前記第２の水位は、前記排水時に、前記排気ガスが前記配管から外部に排出されないよう封水するために設定された水位であり、
前記第２の水位が、前記排水口よりも高い位置に設けられ、
前記配管は、前記タンクに溜められた前記水を外部に排出する量を調節する排水量調整機構を備え、前記バルブ制御手段が前記バルブを閉め始めてから前記バルブが完全に閉まるまでの間に前記水が前記バルブを通過し、前記第２の水位は、前記バルブ制御手段が前記バルブを閉め始めてから前記バルブが完全に閉まるまでの間、前記バルブの下流に負圧が有ったとしても前記水が前記排水口の上に残るように設定されていることを特徴とする排気ガス中の水分処理システム。 In a moisture treatment system for exhaust gas that uses a cold trap to remove moisture contained in exhaust gas discharged from a process,
a tank for storing the water flowing out of the cooling trap as liquid water;
a water level measuring means for measuring the water level in the tank;
a pipe connected to a drain outlet for discharging the water stored in the tank to the outside;
a valve disposed in the piping;
a valve control means for opening the valve to start draining water when the water level in the tank measured by the water level measuring means exceeds a first water level, and for starting to close the valve when the water level reaches a second water level set closer to the drain outlet than the first water level,
the first water level is a water level set to prevent backflow from the tank to the cooling trap,
the second water level is a water level set to seal the exhaust gas so that it is not discharged to the outside from the piping during the drainage;
The second water level is set at a position higher than the drain outlet,
a second water level set so that the water remains above the drain outlet even if there is negative pressure downstream of the valve, from the time the valve control means starts to close the valve until the valve is completely closed; and a second water level set so that the water remains above the drain outlet even if there is negative pressure downstream of the valve, from the time the valve control means starts to close the valve until the valve is completely closed.
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