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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vakuumleitung und ein Verfahren zum Steuern einer Vakuumleitung.
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In der Halbleiter-, Flachbildschirm- und Photovoltaikherstellungsindustrie verwenden Herstellungsverfahren Gase, die nach Durchströmen der Grobvakuumpumpen allgemein durch Gasbehandlungsvorrichtungen behandelt werden.
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Einige dieser Verfahren werden als riskant angesehen, da die in den Vakuumleitungen beförderten Gase entflammbar oder explosiv sind. Es können beispielsweise Wasserstoff, Silan, TEOS und Hydride erwähnt werden.
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Zusätzlich zu diesen gefährlichen Gasarten kann es auch Ablagerungen von reduzierten Feststoffen in den Vakuumleitungen geben, das heißt Nichtoxiden, wie zum Beispiel Siliciumstaub oder Polysilanpolymeren. Diese Ablagerungen können sich im Laufe der Zeit ansammeln und das Entstehen von zusätzlichen gefährlichen Bedingungen fördern. Einige nicht oxidierte Ablagerungen sind hoch entflammbar. Sie können sich insbesondere zum Beispiel aufgrund des plötzlichen Pumpens eines starken Gasstroms oder einfach aufgrund des Lüftens der Rohre oder Vakuumpumpen durch die Bediener während der Wartung entzünden.
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Einige Explosionen können aufgrund der sehr hohen freigesetzten Energiemenge besonders zerstörerisch sein. Dies ist insbesondere bei Kettenexplosionen der Fall. Zunächst wird eine erste Explosion durch entflammbare Gase ausgelöst. Diese Explosion wühlt Ablagerungen von reduzierten Feststoffen auf, die sich potenziell in den Rohren befinden. Diese durch die Stoßwelle von der Explosion aufgewühlten entflammbaren festen Ablagerungen explodieren wiederum in einer „Superexplosion“.
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Die Gefahr eines Personenschadens und einer Beschädigung von Vorrichtungen ist daher sehr hoch.
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Das zum Beheben dieses Problems derzeit verwendete Verfahren besteht darin, die gepumpten Gase mit einem neutralen Gas, im Allgemeinen Stickstoff, kontinuierlich zu verdünnen. Der Durchfluss des neutralen Gases wird so bestimmt, dass er auf die ungünstigsten Pumpsituationen reagieren kann, plus einer Sicherheitsmarge.
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Die Lösung ist jedoch mit einer Reihe von Nachteilen verbunden.
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Zunächst bringt die signifikante Stickstoffzufuhr in der Vakuumleitung zusätzliche Kosten mit sich, die mit dem Gasverbrauch und auch dem Energieverbrauch der Vakuumpumpe, der Heizvorrichtung und der Gasbehandlungsvorrichtung zum Behandeln der signifikanten Ströme von verdünntem Gas verbunden sind. Darüber hinaus führt das durch das Verdünnen der Gase verursachte Kühlen der Vakuumleitungen zu anderen Nachteilen, insbesondere aufgrund der Kosten der Heizelemente und der Gefahr von Versagen. Diese signifikante Zufuhr von neutralem Gas erfordert auch die Überdimensionierung der Gasbehandlungsvorrichtungen und der Grobpumpvorrichtungen.
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Der Verdünnungsstickstoff führt darüber hinaus zu der Bildung von Stickoxiden oder „NOx“, wie zum Beispiel NO2, in den Gasbehandlungsvorrichtungen. Stickoxide sind toxisch und bilden atmosphärisch Verunreinigungen, die wiederum behandelt werden müssen.
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Schließlich ist beobachtet worden, dass diese Lösung ihre Grenzen erreicht, da bei einigen jüngsten Prozessen die Zunahme von Verdünnungsgas unzureichend wird, entweder deshalb, weil die Vakuumpumpe eine unzureichende Pumpkapazität hat oder weil die Gasbehandlungsvorrichtungen eine unzureichende Behandlungskapazität haben. Unter diesen extremen Betriebsbedingungen kann es zu mit der Zuverlässigkeit der Vakuumpumpe oder der Gasbehandlungsvorrichtungen in Verbindung stehenden Problemen kommen.
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Eine andere Lösung könnte darin bestehen, die Temperatur der Rohre und der Vakuumpumpen zu verringern, insbesondere, um die thermische Zersetzung der Vorläufer zu verhindern und die chemischen Reaktionen zu minimieren. Es ist jedoch auch wichtig, hohe Temperaturen aufrechtzuerhalten, um Gefahren einer Ablagerung durch Kondensation zu verhindern.
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Ein anderes Problem besteht in der Tendenz einiger Herstellungsprozesse, insbesondere in der Halbleiterindustrie, zunehmend instabile Vorläufer zu verwenden. Die Substratmuster werden immer dünner, und die Substrate werden immer dicker, das heißt, sie weisen viele Schichten auf, die in vielen Prozessschritten hergestellt werden. Um die Wärmebilanz zu verringern, wodurch die Chips der Substrate beschädigt werden können, werden neue Generationen von Molekülen verwendet, die sich bei niedrigeren Temperaturen zersetzen. Der Nachteil besteht darin, dass sie in der Vakuumleitung auch leichter abgelagert werden, was zu beträchtlichen Ablagerungen führen kann.
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Darüber hinaus können sich einige verwendete kondensierbare gasförmige Spezies zu festen Nebenprodukten verfestigen und auf die sich bewegenden oder statischen Teile der Vakuumpumpen oder Rohre abgelagert werden, insbesondere in Form von Schichten, was zu der Verstopfung der Leitungen führen kann.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Sicherheit der Pumpvorrichtungen und Vakuumleitungen, die entflammbare und/oder explosive Gase befördern, zu erhöhen. Ein anderes Ziel besteht darin, das Vorhandensein von Ablagerungen von kondensierbaren Spezies zu reduzieren oder die Zersetzung von Vorläufern, die sich bei niedrigeren Temperaturen zersetzen, in den Ablassrohren und in den Pumpvorrichtungen zu verzögern/zu minimieren.
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Dazu betrifft die Erfindung eine Vakuumleitung, die Folgendes umfasst:
- - eine Pumpvorrichtung, die mindestens eine Grobpumpvorrichtung aufweist, die so konfiguriert ist, dass sie die gepumpten Gase bei Atmosphärendruck ablassen kann,
- - eine Gasbehandlungsvorrichtung, die Folgendes umfasst:
- - eine Behandlungskammer, die dazu konfiguriert ist, die durch die Grobpumpvorrichtung gepumpten Gase bei Atmosphärendruck zu behandeln, und
- - ein Ablassrohr, das einen Ablass der Grobpumpvorrichtung mit einem Einlass der Behandlungskammer verbindet,
dadurch gekennzeichnet, dass die Gasbehandlungsvorrichtung Folgendes umfasst: - - mindestens eine Hilfspumpvorrichtung, die dazu konfiguriert ist, den Druck im Ablassrohr zu verringern,
- - eine Vorrichtung zum Einspritzen eines Verdünnungsgases, die dazu konfiguriert ist, ein Verdünnungsgas in den Strom der gepumpten Gase stromabwärts eines Einlasses der Grobpumpvorrichtung, wie zum Beispiel in das Ablassrohr und/oder in die Grobpumpvorrichtung und/oder in die Hilfspumpvorrichtung, einzuspritzen, wobei die Vakuumleitung ferner Folgendes umfasst:
- - einen Drucksensor, der dazu konfiguriert ist, den im Ablassrohr herrschenden Druck zu messen, und
- - eine Steuereinheit, die dazu konfiguriert ist, die Hilfspumpvorrichtung und die Vorrichtung zum Einspritzen des Verdünnungsgases gemäß einem ersten Betriebsmodus, in dem der im Ablassrohr herrschende Druck auf weniger als oder gleich 20.000 Pa (200 mbar) gehalten wird, oder gemäß einem zweiten Betriebsmodus, in dem der im Ablassrohr herrschende Druck größer als 20.000 Pa (200 mbar) ist, zu steuern, wobei die Steuereinheit dazu konfiguriert ist, das Einspritzen eines Verdünnungsgases mittels der Vorrichtung zum Einspritzen des Verdünnungsgases im zweiten Betriebsmodus zu steuern.
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Die Vorrichtung zum Einspritzen des Verdünnungsgases ist zum Beispiel dazu konfiguriert, ein Verdünnungsgas in das Ablassrohr und/oder in die Grobpumpvorrichtung und/oder in die Hilfspumpvorrichtung einzuspritzen.
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Im ersten Betriebsmodus, der standardmäßig der optimale Betriebsmodus ist, wird der Druck somit unter den Bedingungen der im Ablassrohr beförderten entflammbaren Gase gehalten. Im zweiten Betriebsmodus kann die Gefahr der Entflammbarkeit durch Verdünnen gemanagt werden. Das Verringern des Drucks im Ablassrohr ermöglicht somit, das Einspritzen von Verdünnungsgas in den kritischsten Situationen zu begrenzen. Der Verbrauch von Verdünnungsgas kann daher reduziert werden, während sichere Betriebsbedingungen herrschen. Es sollte auch darauf hingewiesen werden, dass im zweiten Betriebsmodus die Menge von verwendetem Verdünnungsgas verglichen mit den gemäß dem Stand der Technik injizierten Mengen gering ist.
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Zusätzlich zu dem Absichern der Vakuumleitung ermöglicht ein gleichzeitiges Verringern des Drucks, Ablagerungen der kondensierbaren Spezies im Ablassrohr und in der Grobpumpvorrichtung zu verhindern, während es ermöglicht wird, die Heizanforderungen der Leitungen zu reduzieren. Das Verringern der Heizung der Leitungen ermöglicht es, eine thermische Zersetzung zu verhindern und somit die Umwandlung der Vorläufer in der Grobpumpvorrichtung und die Kinetik der chemischen Aktivität zu reduzieren, wodurch es ermöglicht wird, unerwünschte Reaktionen zu reduzieren. Das Verringern der Heizung ermöglicht auch, die Qualität der Schmierstoffe zu bewahren und die Zuverlässigkeit der mechanischen Teile der Grobpumpvorrichtung, insbesondere der Lager, zu verbessern. Die Abstände zwischen Wartungsvorgängen können daher vergrößert werden.
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Darüber hinaus ist der Verbrauch von Verdünnungsgas begrenzt, wodurch auch ermöglicht wird, den Energieverbrauch der Grobpumpvorrichtung und der Gasbehandlungsvorrichtungen zu reduzieren und die Bildung von Stickoxiden in der Gasbehandlungsvorrichtung zu minimieren oder sogar zu eliminieren.
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Das Verringern des Drucks in der Vakuumleitung reduziert auch den Druck in der Grobpumpvorrichtung, wodurch ermöglicht wird, deren Größe zu reduzieren und weniger starke und daher kostengünstigere Materialien zu verwenden.
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Die Vakuumleitung kann ferner ein oder mehrere der nachfolgend beschriebenen Merkmale, allein oder in Kombination, umfassen.
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Die Steuereinheit kann so konfiguriert sein, dass der Durchfluss des in den Strom der gepumpten Gase stromabwärts eines Einlasses der Grobpumpvorrichtung, wie zum Beispiel in das Ablassrohr und/oder in die Grobpumpvorrichtung und/oder in die Hilfspumpvorrichtung im zweiten Betriebsmodus, eingeleiteten Verdünnungsgases als eine Funktion des durch den Drucksensor gemessenen Drucks und als eine Funktion der Informationen über die zu pumpenden entflammbaren Gase bestimmt wird, so dass der durch eine Zündung erzeugte Druck unter 160.000 Pa (1600 mbar) bleibt, insbesondere unter den schwersten Bedingungen im Fall einer Explosion, wie zum Beispiel unter stöchiometrischen Bedingungen.
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Das Verdünnungsgas kann einen Brennstoff und/oder ein neutrales Gas aufweisen.
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Die Steuereinheit kann dazu konfiguriert sein, die Mengen und Anteile von Brennstoff und neutralem Gas als eine Funktion von Informationen über die in die Prozesskammer eingeleiteten entflammbaren Gase zu bestimmen.
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Die Steuereinheit kann dazu konfiguriert sein, das Einspritzen eines hohen Durchflusses von Verdünnungsgas in den Strom der gepumpten Gase stromabwärts eines Einlasses der Grobpumpvorrichtung, wie zum Beispiel in das Ablassrohr und/oder in die Grobpumpvorrichtung und/oder in die Hilfspumpvorrichtung, wenn der gemessene Druck 50.000 Pa (500 mbar) übersteigt, zu steuern.
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Der hohe Durchfluss von Verdünnungsgas kann vorbestimmt werden, so dass die Konzentration des entflammbaren Gases weniger als 25% der unteren Explosionsgrenze (LEL, lower explosive limit) beträgt. Die ungünstigsten Pumpsituationen werden somit sicher gemacht, plus einer Sicherheitsmarge. Dies ist ein Notbetriebsmodus, der gelegentlich unter extremen Umständen verwendet wird, ähnlich wie es im Stand der Technik ständig praktiziert wurde, was im Stand der Technik zu einem übermäßigen Stickstoffverbrauch führte. Daher kommt es gelegentlich zu einer maximalen Verdünnung.
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Die Steuereinheit kann dazu konfiguriert sein, das Einspritzen des Spülgases in die Grobpumpvorrichtung im ersten Betriebsmodus auszuschalten.
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Die Hilfspumpvorrichtung kann eine Wasserstrahlpumpe und/oder eine Venturi-Gasstrahlpumpe und/oder eine Flüssigkeitsringpumpe und/oder eine Trockenvakuumpumpe und/oder eine Flügelzellenpumpe sein.
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Die Behandlungskammer kann einen Brenner und/oder ein elektrisches System und/oder ein Plasma und/oder einen Wäscher und/oder eine Chemisorptions- und/oder Physisorptions-Kartusche aufweisen.
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Die Hilfspumpvorrichtung kann eine Venturi-Gasstrahlpumpe aufweisen, deren Antriebsgas einen Brennstoff und/oder ein Verbrennung bewirkendes Mittel und/oder ein neutrales Gas aufweist.
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Die Hilfspumpvorrichtung kann dazu konfiguriert sein, die Mengen und Anteile von Brennstoff, dem Verbrennung bewirkenden Mittel und neutralem Gas des Antriebsgases in Abhängigkeit von aus der Prozesskammer kommenden Informationen zu bestimmen.
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Die Venturi-Gasstrahlpumpe kann ein Heizelement aufweisen, das dazu konfiguriert ist, das Antriebsgas zu erwärmen.
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Die Hilfspumpvorrichtung kann sich weniger als 1 Meter, wie zum Beispiel weniger als 50 cm, von dem Einlass der Gasbehandlungskammer befinden.
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Die Hilfspumpvorrichtung kann eine Wasserstrahlpumpe und eine Hydraulikpumpe aufweisen, von der ein Einlass in Verbindung mit einer Flüssigkeit eines Bads eines Wäschers der Gasbehandlungsvorrichtung platziert ist und von der ein Auslass dazu konfiguriert ist, durch die Steuereinheit dahingehend gesteuert zu werden, der Wasserstrahlpumpe Antriebsflüssigkeit zuzuführen.
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Die Vakuumleitung kann ein Umgehungsrohr aufweisen, das dazu konfiguriert ist, die Hilfspumpvorrichtung im Fall von Überdruck zu umgehen.
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Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Steuern einer Vakuumleitung wie oben beschrieben, bei dem die Hilfspumpvorrichtung und die Vorrichtung zum Einspritzen von Verdünnungsgas gemäß einem ersten Betriebsmodus, in dem der im Ablassrohr herrschende Druck auf weniger als oder gleich 20.000 Pa (200 mbar) gehalten wird, oder gemäß einem zweiten Betriebsmodus, in dem der im Ablassrohr herrschende Druck größer als 20.000 Pa ist, gesteuert werden und das Einspritzen eines Verdünnungsgases in den Strom der gepumpten Gase stromabwärts eines Einlasses der Grobpumpvorrichtung, wie zum Beispiel in das Ablassrohr und/oder in die Grobpumpvorrichtung und/oder in die Hilfspumpvorrichtung, mittels der Vorrichtung zum Einspritzen des Verdünnungsgases im zweiten Betriebsmodus gesteuert wird.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung, die als nicht einschränkendes Beispiel angeführt wird, unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen hervor; darin zeigen:
- [1] 1 eine schematische Ansicht eines Beispiels für eine Anlage, in der nur die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Elemente gezeigt werden.
- [2A] 2A eine schematische Ansicht eines Beispiels für eine Variante einer Vakuumleitung.
- [2B] 2B eine schematische Ansicht einer anderen Variante einer Vakuumleitung.
- [2C] 2C eine schematische Ansicht einer anderen Variante einer Vakuumleitung.
- [2D] 2D eine schematische Ansicht eines anderen Beispiels für eine Vakuumleitung.
- [3] 3 zeigt ein Schaubild der Explosionsdrücke P in mbar (die Symbole stellen die gemessenen Werte dar, und die durchgezogene Linien stellen die theoretischen Werte dar) als eine Funktion der Konzentration C (Molekularanteil in der Luft) von Wasserstoff für verschiedene Anfangsdruckwerte vor der Explosion: 100 mbar (10.000 Pa) (leere Dreiecke), 150 mbar (15.000 Pa) (leere Quadrate), 200 mbar (20.000 Pa) (leere Rauten), 300 mbar (30.000 Pa) (Kreise), 500 mbar (50.000 Pa) (ausgefüllte Dreiecke), 750 mbar (75.000 Pa) (ausgefüllte Quadrate), 1000 mbar (100.000 Pa) (ausgefüllte Rauten).
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In diesen Figuren tragen identische Elemente gleiche Bezugszahlen.
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Die folgenden Implementierungen sind Beispiele. Obgleich die Beschreibung eine oder mehrere Ausführungsformen betrifft, bedeutet dies nicht zwangsweise, dass sich jeder Bezug auf die gleiche Ausführungsform bezieht oder dass die Merkmale nur für eine einzige Ausführungsform gelten. Einzelne Merkmale verschiedener Ausführungsformen können auch kombiniert oder ausgetauscht werden, um weitere Ausführungsformen bereitzustellen.
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Als Grobvakuumpumpe soll eine Verdrängervakuumpumpe verstanden werden, die dazu konfiguriert ist, ein bei Atmosphärendruck zu pumpendes Gas anzusaugen, zu übertragen und dann abzulassen. Die Rotoren der Grobvakuumpumpe können vom Roots-, Klauen-, Schrauben-, Flügelzellen- oder Scroll-Typ sein. Eine Grobvakuumpumpe ist auch so konfiguriert, dass sie bei Atmosphärendruck gestartet werden kann.
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Eine Verdrängervakuumpumpe, die dazu konfiguriert ist, unter Verwendung von zwei Roots-Rotoren ein Gas anzusaugen, zu übertragen und dann abzulassen, wird als Wälzkolben- oder Wälzkolben-Gebläse-Vakuumpumpe bezeichnet. Die Wälzkolben-Vakuumpumpe ist stromaufwärts und in Reihe mit einer Grobvakuumpumpe angebracht. Die Rotoren werden durch zwei Wellen gehalten, die durch einen Motor der Wälzkolben-Vakuumpumpe gedreht werden.
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Die Wälzkolben-Vakuumpumpe unterscheidet sich von der Grobvakuumpumpe hauptsächlich darin, dass sie aufgrund der höheren Pumpkapazitäten größere Pumpstufenabmessungen und größere Toleranzen hat und dass die Wälzkolben-Vakuumpumpe bei Atmosphärendruck nicht ablassen kann, sondern stromaufwärts einer Grobvakuumpumpe in Reihe angebracht verwendet werden muss.
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Ein „stromaufwärtiges“ Element ist eines, das bezüglich der Strömungsrichtung der gepumpten Gase vor einem anderen positioniert ist. Ein „stromabwärtiges“ Element ist hingegen eines, das bezüglich der Strömungsrichtung der gepumpten Gase hinter einem anderen positioniert ist. Der Strom der gepumpten Gase bezeichnet die durch Pumpvorgänge in den Rohren der Vakuumleitung beförderten Gase.
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Eine Anlage 1 weist eine Einrichtung 2 auf, die eine oder mehrere Prozesskammern 3 umfasst, welche mit einer oder mehreren Vakuumleitungen 4 verbunden sind. Die Prozesskammer 3 ist zur Aufnahme eines oder mehrerer Substrate, wie zum Beispiel eines Halbleiterwafers oder eines Flachbildschirms oder einer Photovoltaikplatte, geeignet.
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Eine Vakuumleitung 4 weist eine oder mehrere Pumpvorrichtungen 5 auf, die mit mindestens einer Prozesskammer 3 verbunden sind, eine oder mehrere Gasbehandlungsvorrichtungen 6, die ein oder mehrere Ablassrohre 7 aufweisen, die den Ablass 8 mindestens einer Grobpumpvorrichtung 10 mit einem Einlass 9 einer Behandlungskammer 26 einer Gasbehandlungsvorrichtung 6 verbinden. In 1 wird beispielsweise eine Halbleitereinrichtung 2 gezeigt, von der eine Prozesskammer 3 mit einer Vakuumleitung 4 verbunden ist. Die Ablassrohre 7 können verschiedene Längen aufweisen. Zwischen dem Ausgang der Grobpumpvorrichtung 10 und dem Eingang 9 der Behandlungskammer 26 können diese eine Länge von zwischen einem und vier Metern aufweisen.
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Die Pumpvorrichtung 5 weist mindestens eine Grobpumpvorrichtung 10 auf, die dazu konfiguriert ist, zum Ablassen der gepumpten Gase bei Atmosphärendruck am Ablass 8 oder bei einem Druck, der größer als Atmosphärendruck ist, insbesondere bis zu 1200 mbar (120.000 Pa), in der Lage zu sein, wobei die Grobpumpvorrichtung 10 auch in der Lage ist, die gepumpten Gase bei niedrigerem Druck als Atmosphärendruck abzulassen.
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Die Pumpvorrichtung 5 kann auch eine Hochvakuumpumpvorrichtung, die in Strömungsrichtung der gepumpten Gase stromaufwärts und in Reihe mit der Grobpumpvorrichtung 10 zwischen der Prozesskammer 3 und der Grobpumpvorrichtung 10 angeordnet ist, aufweisen. Die Hochvakuumpumpvorrichtung kann einen Wälzkolben-Kompressor 11 und/oder eine Turbomolekularvakuumpumpe 12 aufweisen.
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Die Behandlungskammer 26 ist dazu konfiguriert, die durch die Grobpumpvorrichtung 10 gepumpten Gase bei Atmosphärendruck zu behandeln.
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Auf an sich bekannte Weise weist die Behandlungskammer 26 zum Beispiel einen Brenner 23 auf, der dazu konfiguriert ist durch Verbrennung von Kohlenwasserstoffen Wärmereaktionen bei hohen Temperaturen zu erzeugen, und/oder ein elektrisches System, das dazu konfiguriert ist, mittels Heizwiderständen und/oder eines Plasmas und/oder eines Wäschers und/oder einer Chemisorptions- und/oder Physisorptionskartusche Wärmereaktionen bei hohen Temperaturen zu erzeugen.
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Gemäß einem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Behandlungskammer 26 einen Brenner 23 und einen Wäscher 24 auf, der in Reihe mit dem und in Strömungsrichtung der Gase stromabwärts des Brenners angeordnet ist. Der Brenner 23 kann ein Verbrennungs-, elektrischer oder Plasma-Brenner sein. Ein reaktives Gas, wie zum Beispiel Sauerstoff oder Luft, wird den gepumpten Gasen zugesetzt, die durch den Brenner 23 auf eine sehr hohe Temperatur gebracht werden, wodurch die Bildung von neuen chemisch reaktiven löslichen Spezies, die durch den Wäscher 24 eingefangen werden können, aktiviert werden. Mittels Wassereinspritzdüsen (auch gemeinhin als Quench-Düsen bekannt) kann in dem Brenner 23 ein Nebel erzeugt werden, um die Gase schnell abzukühlen und die chemischen Gleichgewichte zu blockieren, anstatt die abgespaltenen heißen Gase sich wieder vereinigen und zu einem umgekehrten Gleichgewicht reagieren zu lassen. Der Wäscher 24 weist zum Beispiel eine Füllkörpersäule auf, in der die gepumpten Gase im Gegenstrom zu einer Wasserströmung aufsteigen können. Am Auslass 31 der Gasbehandlungsvorrichtung 6 können die Gase in die Atmosphäre oder zu einem zentralen Wäscher der Produktionsanlage abgelassen werden.
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Die Gasbehandlungsvorrichtung 6 weist ferner mindestens eine Hilfspumpvorrichtung 13 auf, die dazu konfiguriert ist, den Druck in dem mindestens einen Ablassrohr 7 zu verringern.
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Die Hilfspumpvorrichtung 13 kann von beliebiger Art sein. Sie weist zum Beispiel eine Wasserstrahlpumpe (oder Wasserstoßpumpe) auf, wie in 1 gezeigt, und/oder eine Venturi-Gasstrahlpumpe und/oder eine Flüssigkeitsringpumpe und/oder eine Trockenvakuumpumpe, wie zum Beispiel eine Wälzkolben-, Klauen- und/oder Schrauben-Vakuumpumpe und/oder eine Flügelzellen- und/oder Scroll- und/oder Membranpumpe.
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Wenn die Hilfspumpvorrichtung 13 eine Venturi-Gasstrahlpumpe aufweist, kann das Antriebsgas, das dazu eingespritzt wurde, ein Verringern des Drucks zu bewirken, ein neutrales Gas, wie zum Beispiel Stickstoff, umfassen. Das Antriebsgas trägt dann dazu bei, die von dem Ablassrohr 7 kommenden gepumpten Gase weiter zu verdünnen. Das Antriebsgas kann auch einen Brennstoff, wie zum Beispiel Methan, und/oder ein Verbrennung bewirkendes Mittel umfassen. Das Antriebsgas trägt dann auch dazu bei, die von dem Ablassrohr 7 kommenden Gase weiter zu verdünnen, aber ohne den Wirkungsgrad des Brenners 23 der Gasbehandlungsvorrichtung 6 zu reduzieren und ohne Stickoxide zu erzeugen.
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Die Venturi-Gasstrahlpumpe kann ein Heizelement aufweisen, das dazu konfiguriert ist, das Antriebsgas zu erwärmen. Das Antriebsgas kann zum Beispiel auf eine Temperatur von über 50°C, wie zum Beispiel über 500°C, erwärmt werden. Durch das Erwärmen des Antriebsgases wird ermöglicht, den Wirkungsgrad des Brenners 23 der Gasbehandlungsvorrichtung 6 zu verbessern, und es wird ermöglicht, die Ablagerung von Pulver am Strahlpumpenauslass zu verhindern. Das Antriebsgas kann zum Beispiel mittels eines Wärmetauschers, der mit heißen Teilen der Behandlungskammer 26 oder der Pumpvorrichtung 5 in Kontakt steht, erwärmt werden, wodurch ermöglicht wird, den Elektrizitätsverbrauch zu reduzieren.
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Die Gasstrahlpumpe weist den Vorteil auf, dass sie keine Elektrizität verbraucht. Sie ist kompakt und leicht und kann daher leicht in die Pumpvorrichtung 5 oder in die Gasbehandlungsvorrichtung 6 (2A) eingebaut werden.
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Wenn die Hilfspumpvorrichtung 13 eine Trockenvakuumpumpe aufweist, kann das Spülgas der Trockenvakuumpumpe der Hilfspumpvorrichtung 13 ein neutrales Gas, wie zum Beispiel Stickstoff, und/oder einen Brennstoff, wie zum Beispiel Methan, und/oder ein Verbrennung bewirkendes Mittel aufweisen. Das Spülgas kann ferner beispielsweise mittels eines Wärmetauschers, der mit heißen Teilen der Behandlungskammer 26 oder der Pumpvorrichtung 5 in Kontakt steht, zum Beispiel auf eine Temperatur von über 50°C, wie zum Beispiel über 500°C, erwärmt werden.
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Die mindestens eine Hilfspumpvorrichtung 13 befindet sich vorzugsweise am Einlass 9 der Behandlungskammer 26, das heißt zum Beispiel in einem Abstand von weniger als 1 Meter, wie zum Beispiel weniger als 50 cm, wodurch es im Allgemeinen erforderlich wird, die Hilfspumpvorrichtung 13 anzuheben, da der Einlass 9 des Brenners 23 im Allgemeinen um mehr als 1,50 Meter vom Boden positioniert ist.
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Im Allgemeinen ist die Pumpkapazität der Hilfspumpvorrichtung 13 geringer als die Pumpkapazität der Grobpumpvorrichtung 10, wie zum Beispiel mehr als 5 m3/h und/oder beispielsweise weniger als 100 m3/h. Unter diesen Bedingungen kann eine Hilfspumpvorrichtung 13, die insbesondere eine Trockenvakuumpumpe oder eine Flüssigkeitsringpumpe oder eine Flügelzellenpumpe umfasst, ausreichend leicht sein, so dass sie so nahe wie möglich am Einlass 9 der Behandlungskammer 26 positioniert werden kann (2A), zum Beispiel in der Behandlungskammer 26 (2B), ohne jegliches Risiko und ohne dass bestimmte Handhabungsmittel erforderlich sind.
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Die Hilfspumpvorrichtung 13 der Venturi-Gasstrahlpumpe ist zum Beispiel in einem Kopf des Brenners 23 der Gasbehandlungsvorrichtungen 6 angebracht (2B). Der Brennstoff, das Verbrennung bewirkende Mittel des Antriebsgases, wird dann das Gas, das die Flamme des Brenners 23 versorgt.
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Die Vakuumleitung 4 kann ferner ein Umgehungsrohr 14 aufweisen, das dazu konfiguriert ist, die Hilfspumpvorrichtung 13 zu umgehen (2C).
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Das Umgehungsrohr 14 weist ein Rohr auf, das die Hilfspumpvorrichtung 13 umgeht, und ein steuerbares Ventil oder ein Rückschlagventil, das in dem Rohr angeordnet ist und dazu konfiguriert ist, sich als eine Funktion der Druckdifferenz auf beiden Seiten des Rückschlagventils/Ventils zu öffnen oder zu schließen. Das Umgehungsrohr 14 ermöglicht es, die Hilfspumpvorrichtung 13 zu umgehen, um die Pumpkapazitätsbeschränkungen zu verhindern, die sie verursachen kann, insbesondere im Fall des Pumpens starker Gasströme oder im Fall des Versagens der Hilfspumpvorrichtung 13.
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Wenn die Trockenvakuumpumpe oder die Hilfspumpvorrichtung 13 eine Venturi-Gasstrahlpumpe aufweist, kann diese in dem Rückschlagventil des Umgehungsrohrs 14 eingebaut sein (2D). Der bewegliche Verschluss des Rückschlagventils weist dann einen Venturi-Durchgang auf. Das Rückschlagventil kann eine geschlossene Position einnehmen, in der das Rückschlagventil die Strahlpumpe der Hilfsvakuumpumpe 13 bildet, wenn ein Antriebsgas am Einlass des Venturi-Durchgangs eingespritzt wird. Das Rückschlagventil kann auch eine geöffnete Position einnehmen, in der die gepumpten Gase den Venturi-Durchgang umgehen, wenn die Druckdifferenz auf beiden Seiten des Rückschlagventils größer als ein Belastungsschwellenwert des Rückschlagventils ist.
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Erneut auf 1 Bezug nehmend, ist zu sehen, dass die Vakuumleitung 4 ferner eine Vorrichtung 15 zum Einspritzen von Verdünnungsgas, einen Drucksensor 16, der dazu konfiguriert ist, den im Ablassrohr 7 herrschenden Druck zu messen, und eine Steuereinheit 17, die mit dem Drucksensor 16 verbunden ist, umfasst.
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Die Vorrichtung 15 zum Einspritzen von Verdünnungsgas ist dazu konfiguriert, ein Verdünnungsgas, wie zum Beispiel ein neutrales Gas wie beispielsweise Stickstoff und/oder einen Brennstoff, stromabwärts eines Einlasses der Grobpumpvorrichtung 10 oder insbesondere stromabwärts der Hochvakuumpumpvorrichtung 11, 12, falls zutreffend, wie beispielsweise in das Ablassrohr 7 und/oder in die Grobpumpvorrichtung 10 und/oder in die Hilfspumpvorrichtung 13, in den Strom der gepumpten Gase einzuspritzen. Das Verdünnungsgas wird zum Beispiel am Einlass und/oder Ablass 8 der Grobpumpvorrichtung 10 und/oder in die letzten beiden Pumpstufen einer mehrstufigen Grobvakuumpumpe der Grobpumpvorrichtung 10 und/oder stromaufwärts oder stromabwärts der oder in die Hilfspumpvorrichtung 13 eingespritzt.
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Der Drucksensor 16 ist zum Beispiel am Ablass 8 der Grobpumpvorrichtung 10 angeordnet.
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Die Steuereinheit 17 weist eine Steuerung, eine Mikrosteuerung, einen Speicher und Computerprogramme auf, die es ermöglichen, ein Verfahren zum Steuern der Vakuumleitung zu implementieren. Sie ist zum Beispiel ein Rechner oder eine speicherprogrammierbare Steuerung.
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Die Steuereinheit 17 ist dazu konfiguriert, die Hilfspumpvorrichtung 13 und die Vorrichtung 15 zum Einspritzen von Verdünnungsgas als eine Funktion des durch den Drucksensor 16 gemessenen Drucks gemäß einem ersten Betriebsmodus oder gemäß einem zweiten Betriebsmodus zu steuern.
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Im ersten Betriebsmodus wird der im Ablassrohr 7 herrschenden Druck auf weniger als oder gleich 200 mbar (20.000 Pa) gehalten.
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Die Hilfspumpvorrichtung 13, die es ermöglicht, den Druck im Ablassrohr 7 zu verringern, kann zum kontinuierlichen oder intermittierenden Pumpen gesteuert werden.
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Zum Beispiel weist die Hilfspumpvorrichtung 13 eine Venturi-Gasstrahlpumpe auf, und die Steuereinheit 17 ist dazu konfiguriert, das Antriebsgas der Strahlpumpe zum Verringern des Drucks zu steuern.
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Gemäß einem anderen Beispiel weist die Hilfspumpvorrichtung 13 eine Wasserstrahlpumpe auf, und eine Steuereinheit 17 ist dazu konfiguriert, die Antriebsflüssigkeit der Wasserstrahlpumpe zu steuern, wodurch ermöglicht wird, den Druck zu verringern (1).
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In diesem Fall weist gemäß einer Ausführungsform die Hilfspumpvorrichtung 13 ferner eine Hydraulikpumpe 19 auf, von der ein Auslass dazu konfiguriert ist, durch die Steuereinheit 17 dahingehend gesteuert zu werden, die Wasserstrahlpumpe mit Antriebsflüssigkeit zu versorgen. Der Einlass der Hydraulikpumpe 19 ist zum Beispiel in Verbindung mit einer Flüssigkeit eines Bads 22 des Wäschers 24 der Gasbehandlungsvorrichtung 6 platziert. Die Gasbehandlungsvorrichtung 6 kann dann einen Gas-/Wasserabscheider 20 aufweisen, der zwischen der Wasserstrahlpumpe der Hilfspumpvorrichtung 13 und dem Einlass 9 des Brenners 23 der Gasbehandlungsvorrichtung 6 angeordnet ist. Die Flüssigkeitsreste können über ein Tauchrohr 21 in das Bad 22 abgelassen werden.
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Im ersten Betriebsmodus, der standardmäßig der optimale Betriebsmodus ist, wird der Druck somit unter den Bedingungen der meisten in das Ablassrohr 7 beförderten entflammbaren Gase gehalten.
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Dies wird unter Bezugnahme auf das Beispiel in 3 verständlicher, die zeigt, dass für Drücke von Wasserstoffgas von 100 mbar (10.000 Pa), 150 mbar (15.000 Pa) und 200 mbar (20.000 Pa) die Explosionsdrücke unter stöchiometrischen Bedingungen, das heißt, die zu der schwersten Explosion führen können, unter 1600 mbar (160.000 Pa) bleiben. Somit wird ein Satz von sicheren Bedingungen in der Grobpumpvorrichtung 10 und im Ablassrohr 7 erstellt, die Gasexplosionen verhindern können. Es wird davon ausgegangen, dass bei einem Druck von weniger als oder gleich 200 mbar (20.000 Pa) der durch eine Zündung erzeugte Druck (auch als Explosionsdruck bekannt) unter stöchiometrischen Bedingungen leicht eingedämmt werden kann, das heißt, er verursacht keine signifikante mechanische Beschädigung der Pumpvorrichtung 5 oder der Rohrleitungen. Obgleich 3 für den speziellen Fall von Wasserstoff gilt, lässt sich das gleiche Verhalten bei allen entflammbaren Gasen beobachten: Die Explosionsdrücke unter stöchiometrischen Bedingungen, das heißt Drücke, die zu der schwersten Explosion führen können, bleiben unter 1600 mbar (160.000 Pa).
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Im ersten Betriebsmodus ist darüber hinaus das Einspritzen eines Verdünnungsgases, so dass man sich außerhalb der Entflammbarkeit und/oder von Explosionsbedingungen befindet, nicht erforderlich, da Sicherheit durch das Vakuumniveau bei einem Druck von weniger als 200 mbar (20.000 Pa) gewährleistet wird. Die Steuereinheit 17 kann daher das Anhalten des Einspritzens des Verdünnungsgases steuern.
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Es kann auch vorgesehen werden, dass die Steuereinheit 17 dazu konfiguriert ist, das Einspritzen des Spülgases in die Grobpumpvorrichtung 10 im ersten Betriebsmodus auszuschalten. Somit ist es leichter, niedrigen Druck im Ablassrohr 7 aufrechtzuerhalten.
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Die Steuereinheit 17 ist dazu konfiguriert, in den zweiten Betriebsmodus zu schalten, wenn es nicht möglich ist, den Druck auf weniger als 200 mbar (20.000 Pa) abzusenken.
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Im zweiten Betriebsmodus ist der im Ablassrohr 7 herrschende Druck größer als 20.000 Pa. Die Steuereinheit 17 ist ferner dazu konfiguriert, das Einspritzen eines Verdünnungsgases in den Strom der gepumpten Gase, wie zum Beispiel in das Ablassrohr 7 und/oder in die Grobpumpvorrichtung 10 und/oder in die Hilfspumpvorrichtung 13, mittels der Vorrichtung 15 zum Einspritzen von Verdünnungsgas zu steuern. In diesem zweiten Betriebsmodus, der als ein „herabgesetzter“ Betriebsmodus angesehen werden kann, kann das Risiko der Entflammbarkeit durch Verdünnung gesteuert werden.
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Die Steuereinheit 17 kann so konfiguriert sein, dass der Durchfluss des in den Strom von gepumpten Gasen eingeleiteten Verdünnungsgases im zweiten Betriebsmodus als eine Funktion des durch den Drucksensor 16 gemessenen Drucks und als eine Funktion der Informationen über die zu pumpenden entflammbaren Gase bestimmt wird, so dass der durch eine Zündung erzeugte Druck (oder Explosionsdruck) unter 160.000 Pa (1600 mbar) bleibt, insbesondere unter stöchiometrischen Bedingungen, das heißt, unter den Bedingungen der Konzentration des entflammbaren Gases, die explosive Bereiche, die die verheerendsten Wirkungen verursachen, erreichen.
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Unter Bezugnahme auf 3 ist so zum Beispiel zu sehen, dass, wenn der Anfangsdruck vor der Explosion, gemessen durch den Drucksensor 16, 300 mbar (30.000 Pa) (Kreise) beträgt, die [H2]-Konzentration von 32% unter stöchiometrischen Bedingungen auf eine Ziel-[H2]-Konzentration, die durch ein neutrales Gas verdünnt ist, von 15% reduziert werden muss, so dass der Druck den Explosionsdruck von 1600 mbar (160.000 Pa) nicht übersteigt.
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Gemäß einem anderen Beispiel in der Figur muss, wenn der durch den Drucksensor 16 gemessenen Druck 500 mbar (50.000 Pa) (Dreiecke) beträgt, die Konzentration unter stöchiometrischen Bedingungen durch Verdünnung auf 6-7% reduziert werden, um unter dem Explosionsdruck von 1600 mbar (160.000 Pa) zu bleiben.
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Obgleich diese Beispiele Fälle von Konzentration unter stöchiometrischen Bedingungen beschreiben, wird im Betrieb die Konzentration der entflammbaren Gase vor der Verdünnung durch den Benutzer basierend auf einem Wert des in die Prozesskammer 3 eingeleiteten maximalen Stroms entflammbarer Gase bestimmt.
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Wenn es mehrere entflammbare Gase gibt, wird die Verdünnungsrate des neutralen Gases basierend auf den maximalen Durchflüssen der gleichzeitig in die Prozesskammer 3 eingeleiteten entflammbaren Gase bestimmt.
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Insbesondere wird zunächst unter Verwendung einer Datentabelle, die für jedes Gas spezifisch ist, wie durch das Schaubild in 3 dargestellt ist, als eine Funktion des durch den Drucksensor 16 gemessenen Drucks eine Verdünnungsrate getrennt für jedes entflammbare Gas bestimmt. Die Datentabellen können in der Steuereinheit 17 gespeichert werden. Dann werden die Zielkonzentrationen, das heißt die (zu erhaltenen) verdünnten Konzentrationen, jedes Gases für alle der gleichzeitig in die Prozesskammer 3 eingeleiteten entflammbaren Gase neu berechnet; alle gleichzeitig eingespritzten Gase tragen miteinander dazu bei, ihre jeweiligen Konzentrationen abzusenken.
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Somit wird die Verdünnungsrate als eine Funktion der Menge (Strom, Druck) entflammbarer/explosiver Gase so eingestellt, dass der durch eine Zündung (oder Explosionsdruck) erzeugte Druck unter 160.000 Pa (1600 mbar) bleibt.
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Die Steuereinheit 17 kann ferner dazu konfiguriert sein, das Einspritzen eines hohen Durchflusses von Verdünnungsgas in den Strom der gepumpten Gase stromabwärts eines Einlasses der Grobpumpvorrichtung 10, wie zum Beispiel in das Ablassrohr 7 und/oder in die Grobpumpvorrichtung 10 und/oder in die Hilfspumpvorrichtung 13, wenn der gemessene Druck 50.000 Pa (500 mbar) übersteigt, zu steuern. Die hohe Durchflussrate von Verdünnungsgas kann vorrangig in die Grobpumpvorrichtung 10 und wahlweise gleichzeitig in das Ablassrohr 7 eingespritzt werden.
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Die hohe Durchflussrate von Verdünnungsgas wird zum Beispiel als eine Funktion des maximalen Stroms entflammbarer Gase, die in die Prozesskammer 3 eingespritzt werden können, vorbestimmt. Diese Informationen werden im Voraus von dem Benutzer basierend auf einem Wert des maximalen Stroms entflammbarer Gase, die in die Prozesskammer eingeleitet werden, bestimmt. Die hohe Durchflussrate des Verdünnungsgases wird zum Beispiel so vorbestimmt, dass die Konzentration der entflammbaren Gase weniger als 25% der unteren Explosionsgrenze (LEL) beträgt.
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Somit werden die ungünstigsten Pumpsituationen als eine Funktion beispielsweise der schlechtesten Bedingungen der in der Prozesskammer 3 implementierten Rezepturen sicher gemacht, plus einer durch die 25% der LEL bereitgestellten Sicherheitsmarge. Dies ist ein Notbetriebsmodus, der gelegentlich unter extremen Bedingungen verwendet wird, ähnlich wie es im Stand der Technik ständig praktiziert wurde, was im Stand der Technik zu einem übermäßigen Stickstoffverbrauch führte. Daher kommt es gelegentlich zu einer maximalen Verdünnung, was Einsparungen hinsichtlich des Verdünnungsgasverbrauchs und der Energiebilanz ermöglicht.
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Unter Bezugnahme auf 3 kann, wenn der Wasserstoffdruck größer als 500 mbar (50.000 Pa) ist, die Wasserstoff[H2]-Konzentration auf Werte von weniger als 1% im Ablassrohr 7, das heißt 25% der unteren Explosionsgrenze (LEL), wie im Stand der Technik empfohlen, reduziert werden.
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Im ersten Betriebsmodus hält die Steuereinheit 17 somit den Druck im Ablassrohr 7 unter 200 mbar (20.000 Pa).
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Wenn der im Ablassrohr 7 gemessene Druck unter 200 mbar (20.000 Pa) bleibt, bleibt die Steuereinheit im ersten Betriebsmodus.
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Wenn es unmöglich ist, weniger als 200 mbar (20.000 Pa) mit der Hilfspumpvorrichtung 13 zu halten, insbesondere aufgrund von ungenügender Kapazität der Hilfspumpvorrichtung 13, schaltet die Steuereinheit in den zweiten Betriebsmodus.
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Im zweiten Betriebsmodus steuert die Steuereinheit 17 das Einspritzen eines Verdünnungsgases in den Strom der gepumpten Gase stromabwärts eines Einlasses der Grobpumpvorrichtung 10, wie zum Beispiel in das Ablassrohr 7 und/oder in die Grobpumpvorrichtung 10 und/oder in die Hilfspumpvorrichtung 13.
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Wenn der Druck zwischen 200 mbar (20.000 PA) und 500 mbar (50.000 PA) liegt, kann der Durchfluss des in den Strom der gepumpten Gase eingeleiteten Verdünnungsgases als eine Funktion des durch den Drucksensor 16 gemessenen Drucks und als eine Funktion von Informationen über die in die Prozesskammer 3 eingeleiteten entflammbaren Gase so bestimmt werden, dass der Explosionsdruck unter den schwersten Explosionsbedingungen im Fall einer Explosion, wie zum Beispiel stöchiometrischen Bedingungen, unter 1600 mbar (160.000 Pa) bleibt.
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Der Druck im Ablassrohr 7 wird daher zunächst durch die Kapazität der Hilfspumpvorrichtung 13, dann durch den zum Verdünnen der gepumpten Gase als eine Funktion des im Ablassrohr 7 gemessenen Drucks und als eine Funktion von Informationen über die in die Prozesskammer 3 eingeleiteten entflammbaren Gase erforderlichen Verdünnungsgassollwerte geregelt, wenn der im Ablassrohr 7 gemessene Druck größer als 200 mbar (20.000 Pa) und kleiner als 500 mbar (50.000 Pa) ist.
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Wenn der gemessene Druck im zweiten Betriebsmodus auf weniger als 200 mbar (20.000 PA) zurückkehrt, dann schaltet die Steuereinheit in den ersten Betriebsmodus zurück.
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Wenn der Druck 500 mbar (50.000 Pa) übersteigt, kann das Verdünnungsgas, zum Beispiel direkt in die Grobpumpvorrichtung 10 bei einem vorbestimmten hohen Durchflusswert, eingespritzt werden, das heißt, um die ungünstigsten Pumpsituationen sicher zu machen, plus einer Sicherheitsmarge.
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Aus dem Obigen geht hervor, dass das Verringern des Drucks im Ablassrohr 7 ermöglicht, das Einspritzen von Verdünnungsgas auf die kritischsten Situationen zu beschränken. Zusätzlich zu dem Sichermachen der Vakuumleitung 4 ermöglicht gleichzeitiges Verringern des Drucks, Ablagerungen der kondensierbaren Spezies im Ablassrohr 7 zu verhindern, wodurch ermöglicht wird, die Heizanforderungen der Leitungen zu reduzieren. Das Verringern der Heizung der Leitungen ermöglicht darüber hinaus, eine thermische Zersetzung zu verhindern und somit die Umwandlung der wärmeempfindlichen Vorläufer in der Grobpumpvorrichtung 10 zu reduzieren. Diese Kombination aus einem niedrigen Druck und einer niedrigen Temperatur ermöglicht auch, die Kinetik der chemischen Aktivität zu reduzieren, wodurch ermöglicht wird, unerwünschte chemische Reaktionen zu reduzieren, seien sie korrosiv oder in der Lage, die Elemente der Vakuumleitung 4 zu verstopfen. Das Verringern der Heizung ermöglicht auch, die Qualität der Schmierstoffe zu bewahren und die Zuverlässigkeit der mechanischen Teile der Grobpumpvorrichtung 10, insbesondere der Lager, zu verbessern. Die Abstände zwischen Wartungsvorgängen können daher signifikant vergrößert werden, wodurch die wirtschaftliche Rentabilität der Vakuumleitung 4 und die Betriebszeit der Produktionsausstattung verbessert werden. Immer noch aus ökonomischer Sicht kann auch die Verwendung von teuren hochwertigen Materialien reduziert werden. Die Elemente der Grobpumpvorrichtung 10 können sowohl hinsichtlich Design als auch Materialien standardisiert werden, was das Angebot vereinfacht und sie universell macht.
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Darüber hinaus ist der Verbrauch von Verdünnungsgas beschränkt, was auch ermöglicht, den Energieverbrauch der Grobpumpvorrichtung 10 und gleichzeitig der Gasbehandlungsvorrichtung 6 zu reduzieren und die Bildung von Stickoxiden in der Gasbehandlungsvorrichtung 6 zu minimieren oder sogar zu eliminieren.
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Gemäß einem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Gasbehandlungsvorrichtung 6 auch mindestens eine Umgehungsvorrichtung 25 umfassen, die zwischen dem Ablassrohr 7 und der Hilfspumpvorrichtung 13 angeordnet ist.
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Die Umgehungsvorrichtung 25 umfasst eine Einlassöffnung 25a, die mit dem Ablassrohr 7 verbunden ist, eine erste Auslassöffnung 25b, die mit der Hilfspumpvorrichtung 13 verbunden ist, welche wiederum mit der Behandlungskammer 26 verbunden ist, eine zweite Auslassöffnung 25c, die dazu konfiguriert ist, die Behandlungskammer 26 zu umgehen, und ein Steuerglied, das dazu konfiguriert ist, die Einlassöffnung 25a mit der ersten Auslassöffnung 25b oder der zweiten Auslassöffnung 25c in Verbindung zu setzen. Die Umgehungsvorrichtung 25 ist zum Beispiel ein steuerbares Dreiwegeventil.
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Die Umgehungsvorrichtung 25 ermöglicht es, die Hilfspumpvorrichtung 13 und die Behandlungskammer 26 über die zweite Auslassöffnung 25c nur dann zu umgehen, wenn die gepumpten Gase nicht behandelt werden müssen. Sie können somit direkt zu dem zentralen Wäscher der Produktionsanlage geleitet werden.
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Das Steuerglied kann ein manuelles Glied sein. Die Wartungstechniker können das Steuerglied während der Wartung dahingehend bedienen, beispielsweise während Wartungsarbeiten an der Kammer, die Gase von der Behandlungskammer 26 umzuleiten. Im Falle beispielsweise des Versagens oder der Wartung des Brenners 23 können die gepumpten Gase durch die Umgehungsvorrichtung 25 somit umgeleitet werden.
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Das Steuerglied kann die erste oder die zweite Auslassöffnung 25b, 25c zum Beispiel als eine Funktion einer Information von der Prozesskammer 3, wie zum Beispiel des Status der Prozesskammer 3 (Behandlung, abgeschaltet oder im Standby) oder einer Information, die anzeigt, ob die Gase behandelt werden müssen oder nicht, auswählen. Die aus einer Prozesskammer 3, die abgeschaltet ist oder sich im Standby befindet, kommenden Gase können somit nicht behandelt werden und umgehen den Brenner 23 über die Umgehungsvorrichtung 25. Die Informationen, wie zum Beispiel ein Trockenkontakt oder eine pneumatische Steuerung, können das Schalten des Steuerglieds direkt steuern.
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Es sind zum Beispiel eine Umgehungsvorrichtung 25 pro Prozesskammer 3 und mehrere Prozesskammern 3 pro Einrichtung 2 vorgesehen.
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Mehrere Prozesskammern 3 und daher mehrere Umgehungsvorrichtungen 25 können ferner mit einer einzigen Behandlungskammer 26 verbunden sein. Die zweiten Auslassöffnungen 25c der Umgehungsvorrichtungen 25 können ferner an einem gemeinsamen Rohr 35 zusammengeführt sein.
