CN114401780B - 填充塔 - Google Patents

Abstract

公开一种填充塔。所述用于处理来自消减装置的包括流体和颗粒的流出物流的填充塔包括：填充塔壳体，所述填充塔壳体具有：用于接收流出物流的入口；用于排出流出物流的出口；在所述入口与所述出口之间容纳在所述填充塔壳体内的填充基材，所述填充基材被配置成当流出物流从中流过时从所述流体带走所述颗粒中的至少一些；以及容纳在所述填充塔壳体内的风扇，所述风扇被配置成从入口朝向出口推进流出物流，并且从所述流体去除所述颗粒中的至少一些。以此方式，所述风扇帮助产生负压以将流出物流抽吸到填充塔中并通过填充基材，这减小由例如提供流出物流的半导体加工工具经历的背压，改善流出物流通过填充塔和上游消减装置的流动，并且帮助改善颗粒从流出物流内的去除。

Description

填充塔

技术领域

本发明的技术领域涉及一种填充塔（packed tower）。

背景技术

已知消减处理装置。此类装置用于处理来自例如在半导体或平板显示器制造行业中使用的制造加工工具的流出物气流。在这种制造期间，热消减室通常产生固体颗粒和气态副产物，这些固体颗粒和气态副产物是由在所述室内发生的过程产生的。例如，当硅烷燃烧时，产生大量二氧化硅（SiO2）颗粒。同样，当减少六氟化钨（WF6）时，除气态氟化氢（HF）以外，还产生大量固体氧化钨颗粒。

在流出物气流排出到大气中之前，对其进行处理以从其去除选定气体和固体颗粒。通常使用填充塔洗涤器从流出物气流去除诸如HF和HCl等酸性气体，其中所述酸性气体通过流过所述洗涤器的洗涤液体而带到溶液中。另外，颗粒可以通过填充塔洗涤器内的洗涤液体被带到悬浮液中。

虽然此类填充塔提供对流出物气流的处理，但是其具有许多缺点。因此，期望提供一种经改进填充塔。

从GB2528444B2还已知在高程上在填充塔下方提供径向风扇以在流出物气流进入填充塔之前从其去除颗粒。

发明内容

根据第一方面，提供一种用于处理来自消减装置的包括流体和颗粒的流出物流的填充塔，所述填充塔包括：填充塔壳体，所述填充塔壳体具有：用于接收流出物流的入口；用于排出流出物流的出口；在所述入口与所述出口之间容纳在填充塔壳体内的填充基材，所述填充基材被配置成当流出物流从中流过时从所述流体中带走颗粒中的至少一些；以及容纳在填充塔壳体内的风扇，所述风扇被配置成从入口朝向出口推进流出物流并且从所述流体去除颗粒中的至少一些。

所述第一方面认识到，现有填充塔的问题在于其性能是次佳的。因此，提供一种填充塔。所述填充塔可以处理或加工流出物流。所述流出物流可以包括流体（例如气体）以及颗粒或固体微粒物质。所述流出物流可以由消减装置提供。所述填充塔可以包括填充塔壳体或室。所述壳体可以具有接收流出物流的入口。所述壳体可以具有排出、提供或输出流出物流的出口。所述壳体可以包括填充基材。所述填充基材可以位于入口与出口之间。所述填充基材可以在流出物流流过所述填充基材时带走或捕获流出物流内的颗粒。所述壳体可以包括位于所述壳体内的风扇。所述风扇可以在入口与出口之间推进、输送或推动流出物流通过填充基材，并且从流出物流的流体去除或分离颗粒中的至少一些。以此方式，所述风扇帮助产生负压以将流出物流抽吸到填充塔中并通过填充基材，这减小由例如提供流出物流的半导体加工工具经历的背压，改善流出物流通过填充塔和上游消减装置的流动，并且帮助改善颗粒从流出物流内的去除。

在一个实施例中，所述风扇包括组合质量流和离心分离器风扇。

在一个实施例中，所述风扇被配置成产生原动力以引发流出物流从入口到出口的流动。

在一个实施例中，所述风扇被配置成在入口与出口之间产生压力差以引发流出物流从入口到出口的流动。

在一个实施例中，所述风扇包括具有离心叶轮的轴向离心风扇。

在一个实施例中，所述离心叶轮被配置成从所述流体去除颗粒中的至少一些。因此，所述离心叶轮可以帮助从流出物流的流体去除或分离颗粒中的一些。

在一个实施例中，所述离心叶轮与流出物流从入口到出口的主要流动方向轴向对准。因此，在大致圆柱形填充塔中，所述叶轮可以在填充塔内沿周向旋转。

在一个实施例中，所述离心叶轮被配置成沿着流出物流从入口到出口的主要流动方向推进流出物流，并且在横向于所述主要流动方向的引导器中推进颗粒。因此，对于大致圆柱形填充塔，所述叶轮可以沿着填充塔的主圆柱形轴线输送流出物流，并且朝向圆柱形壁沿大致径向方向输送颗粒。

在一个实施例中，所述风扇限定被配置成朝向出口输送流出物流的至少一个轴向开口。因此，所述风扇可以设置有一个或多个开口以提供从入口到出口的流体路径。

在一个实施例中，所述风扇包括限定所述至少一个轴向开口的环形环。

在一个实施例中，所述风扇被机械地和/或电磁地和/或流体地驱动。

在一个实施例中，所述风扇包括布置在其上沿周向定位的磁体，并且填充塔包括位于填充塔壳体上的对应沿周向定位的驱动器线圈。因此，所述风扇可以作为马达被驱动，其中定子部件由填充塔上的线圈提供，并且转子部件由风扇上的磁体提供。

在一个实施例中，所述沿周向定位的驱动器线圈位于填充塔壳体的外表面上。

在一个实施例中，所述风扇包括被配置成输送塔流体的至少一个孔口，通过从所述至少一个孔口输送塔流体产生的力致使风扇旋转。因此，可以使用由风扇自身喷射的流体来使风扇旋转。

在一个实施例中，填充塔包括被配置成朝向风扇输送塔流体的至少一个孔口，通过由风扇接收塔流体产生的力致使风扇旋转。因此，可以使用被引导到风扇的流体来使风扇旋转。

在一个实施例中，填充塔壳体包括与风扇联接并且被配置成致使风扇旋转的轴。因此，可以由马达制成机械联接以使风扇旋转。

在一个实施例中，填充塔壳体包括被配置成集中流出物流朝向风扇的流动的会聚结构。因此，所述会聚或圆锥形结构可以引导和增加流出物流朝向风扇的流率。

在一个实施例中，填充塔壳体包括被配置成阻止流出物流朝向入口的流动的流体捕集器结构。所述流体捕集器结构提供背压，所述背压阻止流出物流的流动，并且反而促进朝向出口的流动。所述流体捕集器可以形成在所述圆锥形结构的外表面上。

在一个实施例中，所述会聚结构包括被配置成集中流出物流朝向风扇的中心的流动的圆锥形结构。

在一个实施例中，所述会聚结构定位在风扇的上游和入口的下游。

在一个实施例中，填充塔壳体包括被配置成接收来自风扇的流出物流的至少一个气旋分离器。

在一个实施例中，所述至少一个气旋分离器定位在风扇的下游和出口的上游。

在一个实施例中，填充塔壳体包括被配置成用塔流体喷洒风扇的至少一个喷洒喷嘴。

在所附独立权利要求和从属权利要求中阐述另外特定且优选方面。从属权利要求的特征可以视情况并且以除权利要求中明确阐述的那些组合以外的组合与独立权利要求的特征组合。

在一装置特征被描述为可操作以提供一功能的情况下，将了解，这包括提供所述功能或者被适于或配置成提供所述功能的装置特征。

附图说明

现在将参考附图进一步描述本发明的实施例，其中：

图1是根据一个实施例的并入风扇的填充塔的一部分的示意图；

图2是风扇的下侧的示意图；

图3是风扇的示意性立体图。

具体实施方式

在论述实施例之前，将首先提供概述。实施例提供一种具有风扇的填充塔装置，所述风扇促进进入的流出物流的流动，并且帮助从流出物流去除颗粒。这帮助减轻任何否则将限制流出物流的流动的背压，以及提高填充塔的颗粒去除性能。通常，所述风扇是组合质量流和离心分离器风扇，诸如例如，轴向离心风扇。所述风扇可以定位在填充塔内的多个不同位置处，并且视需要，可以提供多于一个风扇。风扇的操作可以以多种不同方式实现，诸如使用电驱动器、机械驱动器和/或由填充塔内的流体驱动。

填充塔

图1是根据一个实施例的并入风扇20的填充塔（通常为10）的一部分的示意图。图2是风扇20的下侧的示意图。图3是风扇20的示意性立体图。

填充塔10将通常形成消减装置的更后级。填充塔10具有接收来自消减装置的上游级（诸如例如，消减室堰）的流出物流5的入口30。流出物流5抵抗重力向上流过填充介质40。与流出物流流动相反，填充塔流体50（诸如水）在重力的作用下向下流过填充介质40。这帮助带走流出物流5内的颗粒并溶解任何水溶性气体。提供填充塔流体出口35以允许从填充塔10去除填充塔流体50。输运填充塔流体50的喷嘴60定位在填充介质40的下游，并且通常在高程上定位在填充介质40上方。如果需要，可以在别处（诸如在风扇20的下游）提供其他喷嘴。填充塔流体50被发送到排水管（一次通过设计）或者（部分）再循环——两者都有其优点——一次通过方法使用淡水，其可以溶解更大量的水溶性气体，而再循环***在耗水量方面更经济，但是具有较低洗涤能力（取决于再循环程度），因为水已经包含溶解的气体。

同样，圆锥形结构70定位在填充介质40的下游，并且通常在高程上定位在喷嘴60上方。圆锥形结构70具有靠近入口30定位的较大横截面积开口80，并且在开口80的下游并远离入口30变窄成较小横截面积开口90。开口80具有径向延伸的唇缘部分，所述唇缘部分向外弯曲并且沿朝向较窄开口90的方向向后延伸以形成槽100。协作的边沿结构110被定位成延伸到限定在槽100与圆锥形结构70的平坦表面120之间的空隙中。槽100连同边沿结构110一起形成水捕集器，如下文将更详细描述的。开口90具有弯曲部分130，弯曲部分130遵循朝向填充塔壳体200的壁径向向外延伸的弧。

风扇20靠近开口90定位在圆锥形结构70的下游。风扇20具有壳体140，壳体140具有圆形端板150和圆柱形壁160。端板150承载风扇轮叶170和圆柱形壁160。如图2和图3中最佳可见，排出口240形成在端板150中。在此实例中，排出口240是圆形的，并且围绕端板沿周向定位。然而，将了解，排出口240可以具有任何合适形状和位置以准许通过风扇20的流体连通。如可见，风扇轮叶170的形状与弯曲部分130匹配。风扇轮叶170和弯曲部分130被定位成在风扇轮叶170与弯曲部分130之间提供运行间隙。风扇轮叶170以轴向离心风扇的方式成形。圆柱形壁160承载磁体180。对应线圈190围绕填充塔壳体200的圆周定位。浮动环210沿着圆柱形壁160的开口端的周向边缘定位。环形槽220从填充塔壳体200的内表面径向向内延伸，浮动环210接收在环形槽220内。出口230定位在风扇20的下游。

在操作中，喷嘴60在圆锥形结构70附近喷洒填充塔流体50。线圈190被通电，这致使风扇20旋转。当浮动环210浮动时，在槽220中存在填充塔流体50提供流体轴承。风扇20的旋转在填充塔壳体200内引起流体的质量流。圆锥形结构70的几何形状、弯曲部分130的存在、排出口240的存在以及由在槽100（其充当流体捕集器）中存在填充塔流体50引起的背压致使填充塔壳体200内的流出物流5通常从入口30通过排出口240输送到出口230。此质量流帮助形成减小的压力，所述减小的压力帮助将流出物流5抽吸通过消减装置的更早级并且通过填充介质40，从而减小上游半导体加工工具经历的背压。

填充塔流体50的存在帮助带走流出物流5内的颗粒并溶解可溶性化合物。填充塔流体50还帮助保持填充塔壳体200内的结构清洁，以及为风扇20和槽100中的流体捕集器提供流体轴承以提供背压来推动流出物流通过排出口240。风扇轮叶170的操作帮助从流出物流5分离填充塔流体50和任何微粒物质。经分离材料通常被朝向填充塔壳体200推进并且通常由圆柱形壁160和端板150容纳，在那里，其在重力的作用下落入圆锥形结构70与填充塔壳体200之间的空隙中，进入到槽100中，其溢出回到填充介质40上。

一实施例提供一种布置，其中离心叶轮垂直地安装在水洗填充塔的上部中，在其周边由通过填充塔的壁作用的磁性联接驱动。叶轮在圆锥形入口的退出口处位于流体动力轴承上，圆锥形入口将过程流引导到叶轮的中心中，并且径向加速以撞击填充塔的壁。雾化喷雾将水滴添加到进入的过程流中，以便带走粉末颗粒，并且还清洗叶轮/入口组件。然后通过气旋作用分离水和过程流，使得水（和带走的微粒物质）被冲入到填充塔中，并且气体从填充塔的顶部逸出，因此提供通过***的增加的抽吸以及水和微粒去除的益处。此布置通过机械手段而非使用空气放大器提供通过消减***的附加气体抽吸。替代地，将旋转风扇配合在填充塔的排放口中，垂直地安装在管道内部。将风扇定位在填充塔内部使得可以使用喷雾来冲洗风扇。使用离心叶轮允许朝向填充塔的壁排出水/微粒。

一实施例提供一种离心压缩机转子，其包含在圆柱形管的壁内并且安装在流体动力轴承表面上。磁性联接提供一种使压缩机旋转，而无需在驱动轴或驱动带的壁中提供气密密封件的手段。圆锥形入口结构将进入的气流引导到离心压缩机转子的中心中，由此其被向外加速，并且气体通过用于转子的支撑件中的开口逸出，从而带走的物质被分离并且落入入口结构与管的壁之间的间隙。提供附加水雾喷雾以帮助转子的清洁并且带走气流中的悬浮颗粒。叶片提供在下部面上，并且开口允许气体在其周边附近流过转子。这提供一种带有垂直地安装的离心叶轮的布置，所述垂直地安装的离心叶轮实现水被回收和再循环（其他实施例具有一次通过操作和水平叶轮）。边沿驱动器和轴承器具意味着转子可以密封在填充塔内。

可以在离心转子上方配合一个或多个空气旋流器（cyclone），以从排气去除水雾液滴并且防止过多水携带到排气中。

在另一变型中，离心压缩机转子安装在从动旋转中心轴上，而非通过边沿驱动器被驱动。所述轴使用穿过填充塔盖中的旋转密封件的直接轴或者通过联接在洗涤管盖中的磁性轴由安装在洗涤管的顶部上的马达驱动。磁性联接是有利的，因为转子可以密封在填充塔内。所述轴还可以具有安装在空气旋流器组件的中心中的磁性或机械轴承，以为所述轴提供支撑。此配置减小***的直径，因为其并不需要围绕管的边沿驱动器，但是因马达的高度而增加组件的高度。当驱动马达在中心中时，排放端口通常偏离管的中心。

在另一变型中，使用塔流体来驱动风扇。这通过将流体引导到风扇上以致使风扇旋转和/或通过在风扇上具有喷射流体的孔口来实现。

进一步变型将是将驱动马达放置在洗涤管下方。然而，这不是优选的，因为驱动轴、馈通件和轴承将通过未经洗涤的排气流，并且因此暴露至更多粉末和酸，这可能缩短部件的寿命。

虽然在本文中已经参考附图详细公开本发明的说明性实施例，但是应理解，本发明并不限于所述精确实施例，并且本领域技术人员可以在不背离如由所附权利要求书及其等效内容限定的本发明的范围的情况下在本文中实现各种改变和修改。

附图标记列表：

流出物流5

填充塔10

风扇20

入口30

出口35

填充介质40

填充塔流体50

喷嘴60

圆锥形结构70

开口80、90

槽100、220

边沿结构110

平坦表面120

弯曲部分130

壳体140

端板150

圆柱形壁160

风扇轮叶170

磁体180

线圈190

填充塔壳体200

浮动环210

出口230

排出口240。

Claims (16)

1.一种用于处理来自消减装置的包括流体和颗粒的流出物流的填充塔，所述填充塔包括：

填充塔壳体，所述填充塔壳体具有

用于接收所述流出物流的入口；

用于排出所述流出物流的出口；

在所述入口与所述出口之间容纳在所述填充塔壳体内的填充基材，所述填充基材被配置成当所述流出物流从中流过时从所述流体带走所述颗粒中的至少一些；

容纳在所述填充塔壳体内的风扇，所述风扇被配置成从所述入口朝向所述出口推进所述流出物流并且从所述流体去除所述颗粒中的至少一些；以及

会聚结构，其被配置成集中所述流出物流朝向所述风扇的流动，所述会聚结构包括流体捕集器结构，其被配置成阻止所述流出物流朝向所述入口的流动，

其中，所述会聚结构具有圆锥形结构，所述圆锥形结构具有靠近所述入口定位的较大横截面积的开口，所述开口具有径向延伸的唇缘部分，所述唇缘部分向外弯曲并且沿朝向所述风扇的方向向后延伸以形成槽；

其中，所述填充塔壳体还包括边沿结构，其被定位成延伸到限定在所述槽与所述圆锥形结构的平坦表面之间的空隙中；

其中，所述槽连同所述边沿结构一起形成所述流体捕集器结构。

2.根据权利要求1所述的填充塔，其中所述风扇被配置成产生原动力以引发所述流出物流从所述入口到所述出口的流动。

3.根据权利要求1或2所述的填充塔，其中所述风扇包括具有离心叶轮的轴向离心风扇。

4.根据权利要求3所述的填充塔，其中所述离心叶轮与所述流出物流从所述入口到所述出口的主要流动方向轴向对准。

5.根据权利要求3或4中的任何一项权利要求所述的填充塔，其中所述离心叶轮被配置成沿着所述流出物流从所述入口到所述出口的主要流动方向推进所述流出物流，并且在横向于所述主要流动方向的引导器中推进所述颗粒。

6.根据任何前述权利要求所述的填充塔，其中所述风扇限定被配置成朝向所述出口输送所述流出物流的至少一个轴向开口。

7.根据任何前述权利要求所述的填充塔，其中所述风扇是机械驱动、电磁驱动和流体驱动的中的至少一者，和/或其中所述风扇包括布置在其上的沿周向定位的磁体，并且所述填充塔包括位于所述填充塔壳体上的对应沿周向定位的驱动器线圈。

8.根据任何前述权利要求所述的填充塔，其中所述风扇包括至少一个被配置成输送塔流体的孔口，通过从所述至少一个孔口输送所述塔流体产生的力致使所述风扇旋转。

9.根据任何前述权利要求所述的填充塔，其包括被配置成朝向所述风扇输送塔流体的至少一个孔口，通过由所述风扇接收所述塔流体产生的力致使所述风扇旋转。

10.根据任何前述权利要求所述的填充塔，其中所述填充塔壳体包括与所述风扇联接并且被配置成致使所述风扇旋转的轴。

11.根据权利要求1所述的填充塔，其中所述会聚结构定位在所述风扇的上游和所述入口的下游。

12.根据任何前述权利要求所述的填充塔，其中所述填充塔壳体包括被配置成接收来自所述风扇的所述流出物流的至少一个气旋分离器。

13.根据权利要求8至12中的任何一项权利要求所述的填充塔，其中所述填充塔壳体包括被配置成用所述塔流体喷洒所述风扇的至少一个喷洒喷嘴。

14.根据权利要求3所述的填充塔，其中所述离心叶轮被配置成从所述流体去除所述颗粒中的至少一些。

15.根据权利要求6所述的填充塔，其中所述风扇包括限定所述至少一个轴向开口的环形环。

16.根据权利要求12所述的填充塔，其中所述至少一个气旋分离器定位在所述风扇的下游和所述出口的上游。