TW202122149A - 填充塔 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種填充塔。用於處理包括來自一減量裝置之一流體及顆粒之一廢氣流之該填充塔包括一填充塔外殼，其具有：一入口，其用於接收該廢氣流；一出口，其用於排放該廢氣流；一填充基板，其收容於該入口與該出口之間的該填充塔外殼內，該填充基板經構形以在該廢氣流流動通過其時截留來自該流體之至少一些該等顆粒；及一風扇，其收容於該填充塔外殼內，該風扇經構形以推動該廢氣流自該入口朝向該出口且自該流體移除至少一些該等顆粒。依此方式，該風扇有助於產生一負壓來汲取該廢氣流進入該填充塔且通過該填充基板，此減小因(例如)一半導體處理工具提供該廢氣流而經受之背壓，增加廢氣流通過該填充塔及上游減量裝置之流量，且有助於增加自該廢氣流內移除顆粒。

Description

填充塔
本發明之領域係關於一種填充塔。
吾人已知減量處理裝置。此裝置用於處理來自用於(例如)半導體或平板顯示器製造業中之一製程工具之一廢氣流。在此製造期間，熱減量室通常產生由室內發生之程序所致之固體顆粒及氣體副產物。例如，當矽烷燃燒時，產生大量二氧化矽(SiO2 )顆粒。再者，當减少六氟化鎢(WF6 )時，產生大量固體氧化鎢顆粒及氣體氟化氫(HF)。
在將廢氣流排放至大氣中之前，對其進行處理以自其移除選定氣體及固體顆粒。通常使用一填充塔淨化器自廢氣流移除諸如HF及HCl之酸性氣體，其中酸性氣體藉由流動通過淨化器之一淨化液進入溶液中。另外，顆粒可藉由填充塔淨化器內之淨化液進入懸浮液中。
儘管此等填充塔提供廢氣流處理，但其存在若干缺點。因此，期望提供一種改良填充塔。
亦自GB2528444B2獲知在一填充塔豎向下方提供一輻流式風扇以在顆粒進入填充塔之前自一廢氣流移除其。
根據一第一態樣，提供一種用於處理一廢氣流之填充塔，該廢氣流包括來自一減量裝置之一流體及顆粒，該填充塔包括一填充塔外殼，其具有：一入口，其用於接收該廢氣流；一出口，其用於排放該廢氣流；一填充基板，其收容於該入口與該出口之間的該填充塔外殼內，該填充基板經構形以在該廢氣流流動通過其時截留來自該流體之至少一些該等顆粒；及一風扇，其收容於該填充塔外殼內，該風扇經構形以推動該廢氣流自該入口朝向該出口且自該流體移除至少一些該等顆粒。
該第一態樣認識到既有填充塔之一問題在於其效能係次佳的。因此，提供一種填充塔。該填充塔可處理(treat)或處理(process)一廢氣流。該廢氣流可包括例如一氣體之一流體及顆粒或固體顆粒物。該廢氣流可由一減量裝置提供。該填充塔可包括一填充塔外殼或室。該外殼可具有接收該廢氣流之一入口。該外殼可具有排放、提供或輸出該廢氣流之一出口。該外殼可包括一填充基板。該填充基板可位於該入口與該出口之間。當該廢氣流流動通過該填充基板時，該填充基板可截留或捕獲該廢氣流內之顆粒。該外殼可包括位於該外殼內之一風扇。該風扇可推動、輸送或促使該入口與該出口之間的該廢氣流通過該填充基板且自該廢氣流之該流體移除或分離至少一些該等顆粒。依此方式，該風扇有助於產生一負壓來汲取該廢氣流進入該填充塔且通過該填充基板，此減小因(例如)一半導體處理工具提供該廢氣流而經受之背壓，增加通過該填充塔及上游減量裝置之廢氣流之流量，且有助於增加自該廢氣流內移除顆粒。
在一實施例中，該風扇包括一經組合質量流與離心分離器風扇。
在一實施例中，該風扇經構形以產生一動力來誘發該廢氣流自該入口流動至該出口。
在一實施例中，該風扇經構形以在該入口與該出口之間產生一壓差來誘發該廢氣流自該入口流動至該出口。
在一實施例中，該風扇包括具有一離心葉輪之一軸向離心風扇。
在一實施例中，該離心葉輪經構形以自該流體移除至少一些該等顆粒。因此，該離心葉輪可有助於自該廢氣流之該流體移除或分離一些該等顆粒。
在一實施例中，該離心葉輪與該廢氣流自該入口流動至該出口之一主方向軸向對準。因此，在一大體上呈圓柱形之填充塔中，該葉輪可在該填充塔內周向旋轉。
在一實施例中，該離心葉輪經構形以沿該廢氣流自該入口流動至該出口之該主方向推動該廢氣流且在橫向於該流動主方向之一導向上推動該等顆粒。因此，針對一大體上呈圓柱形之填充塔，該葉輪可沿該填充塔之該主圓柱軸輸送該廢氣流且在一大體徑向方向上輸送該等顆粒朝向圓柱壁。
在一實施例中，該風扇界定經構形以輸送該廢氣流朝向該出口之至少一軸向開口。因此，該風扇可具有提供自該入口至該出口之一流體路徑之一或多個開口。
在一實施例中，該風扇包括界定該至少一軸向開口之一圓環。
在一實施例中，該風扇經機械及/或電磁及/或流體驅動。
在一實施例中，該風扇包括配置於其上之周向定位磁鐵且該填充塔包括位於該填充塔外殼上之對應周向定位驅動器線圈。因此，該風扇可驅動為一馬達，其中定子組件由該填充塔上之線圈提供且轉子組件由該風扇上之磁鐵提供。
在一實施例中，該等周向定位驅動器線圈位於該填充塔外殼之一外表面上。
在一實施例中，該風扇包括經構形以輸送一塔流體之至少一孔，自該至少一孔輸送該塔流體產生之一力引起該風扇旋轉。因此，由該風扇本身噴出之流體可用於使該風扇旋轉。
在一實施例中，該填充塔包括經構形以輸送一塔流體朝向該風扇之至少一孔，自由該風扇接收該塔流體產生之一力引起該風扇旋轉。因此，導引至該風扇上之流體可用於使該風扇旋轉。
在一實施例中，該填充塔外殼包括與該風扇耦合且經構形以引起該風扇旋轉之一軸件。因此，一機械耦合可由一馬達製成以使該風扇旋轉。
在一實施例中，該填充塔外殼包括經構形以使該廢氣流朝向該風扇集中流動之一會聚結構。因此，該會聚或錐形結構可導引該廢氣流朝向該風扇及增大該廢氣流朝向該風扇之流速。
在一實施例中，該填充塔外殼包括經構形以抵制該廢氣流朝向該入口流動之一流體阱結構。該流體阱結構提供抵制該廢氣流回流而是促進朝向該出口流動之一背壓。該流體阱可形成於該錐形結構之一外表面上。
在一實施例中，該會聚結構包括經構形以使該廢氣流朝向該風扇之一中心集中流動之一錐形結構。
在一實施例中，該會聚結構位於該風扇上游及該入口下游。
在一實施例中，該填充塔外殼包括經構形以自該風扇接收該廢氣流之至少一旋風分離器。
在一實施例中，該至少一旋風分離器位於該風扇下游及該出口上游。
在一實施例中，該填充塔外殼包括經構形以使用該塔流體噴射該風扇之至少一噴射噴嘴。
隨附獨立及附屬技術方案中闡述進一步特定及較佳態樣。附屬技術方案之特徵可與獨立技術方案之特徵適當組合，且呈除技術方案中明確闡述之組合之外的組合。
當將一裝置特徵描述為可操作以提供一功能時，應瞭解，此包含提供該功能或經調適或構形以提供該功能之一裝置特徵。
在討論實施例之前，首先將提供一概述。實施例提供一種填充塔裝置，其具有促進輸入廢氣流流動且有助於自該廢氣流移除顆粒之一風扇。此有助於減輕原本會限制廢氣流流動之任何背壓及提高該填充塔之顆粒移除效能。通常，該風扇係諸如(例如)一軸向離心風扇之一經組合質量流與離心分離器風扇。該風扇可位於該填充塔內之各種不同位置處，且可視需要提供一個以上風扇。該風扇之操作可依各種不同方式實現，諸如使用一電驅動、一機械驅動及/或藉由該填充塔內之流體驅動。填充塔
圖1係根據一實施例之併入一風扇20之一填充塔(大體上以10表示)之一部分之一示意圖。圖2係風扇20之一底側之一示意圖。圖3係風扇20之一示意透視圖。
填充塔10通常將形成一減量裝置之一稍後級。填充塔10具有自減量裝置(諸如(例如)一減量室堰)之一上游級接收一廢氣流5之一入口30。廢氣流5抵抗重力向上流動通過填充介質40。一填充塔流體50 (諸如水)藉由重力向下流動通過填充介質40，與廢氣流流動相反。此有助於截留廢氣流5內的顆粒且溶解任何水溶性氣體。提供一填充塔流體出口35以允許自填充塔10移除填充塔流體50。遞送填充塔流體50之噴嘴60位於填充介質40下游且通常位於填充介質40之豎向上方。可視需要在別處(諸如，在風扇20下游)提供更多噴嘴。填充塔流體50被發送至排放口(一單流設計)或(部分)再循環，兩者各有其優點，單流方法使用可溶解更多水溶性氣體量之清水，而一再循環系統在用水方面更經濟但具有較低淨化能力(取決於再循環程度)，因為水已含有溶解氣體。
一錐形結構70亦位於填充介質40下游且通常位於噴嘴60之豎向上方。錐形結構70具有位於入口30接近處之一較大橫截面積開口80，且朝向開口80之下游及遠離入口30之一較小橫截面積開口90變窄。開口80具有向外彎曲且在朝向較窄開口90之方向上向後延伸以形成一槽100之一徑向延伸唇緣部分。一配合緣邊結構110經定位以延伸至界定於槽100與錐形結構70之一平坦表面120之間的一空隙中。槽100與緣邊結構110一起形成一水阱，如下文將更詳細描述。開口90具有依循朝向填充塔外殼200之壁徑向向外延伸之一弧之一彎曲部分130。
風扇20位於錐形結構70下游，接近開口90。風扇20具有一外殼140，其具有一圓形端板150及一圓柱壁160。端板150承載風扇葉片170及圓柱壁160。如圖2及圖3中最佳可見，通氣孔240形成於端板150中。在此實例中，通氣孔240呈圓形且圍繞端板周向定位。然而，應瞭解，通氣孔240可具有任何適合形狀及位置以容許流體透過風扇20連通。可看出，風扇葉片170之形狀與彎曲部分130係匹配的。風扇葉片170及彎曲部分130經定位以在風扇葉片170與彎曲部分130之間提供一運行間隙。風扇葉片170依一軸向離心風扇之方式塑形。圓柱壁160承載磁鐵180。對應線圈190圍繞填充塔外殼200之圓周定位。一懸浮環210沿圓柱壁160之一開口端之一圓周邊緣定位。一環形槽220自填充塔外殼200之一內表面徑向向內延伸，其內接收懸浮環210。一出口230位於風扇20下游。
在操作中，噴嘴60在錐形結構70附近噴射填充塔流體50。使線圈190通電以引起風扇20旋轉。當懸浮環210浮動時，槽220中存在填充塔流體50提供一流體軸承。風扇20之旋轉引起填充塔外殼200內之流體之一質量流。錐形結構70之幾何形狀、彎曲部分130之存在、通氣孔240之存在及由槽100 (其用作一流體阱)中存在填充塔流體50引起之背壓引起填充塔外殼200內之廢氣流5大體上自入口30輸送通過通氣孔240而至出口230。此質量流有助於產生一減壓，其有助於汲取廢氣流5通過減量裝置之較早級及通過填充介質40以減小由一上游半導體處理工具經受之背壓。
填充塔流體50之存在有助於截留廢氣流5內的顆粒且溶解可溶化合物。填充塔流體50亦有助於使填充塔外殼200內之結構保持清潔及提供風扇20之一流體軸承及槽100中之一流體阱以提供促進廢氣流通過通氣孔240的一背壓。風扇葉片170之操作有助於使填充塔流體50及任何顆粒物與廢氣流5分離。經分離材料一般被推向填充塔外殼200且一般由圓柱壁160及端板150容納，其中經分離材料在重力作用下落入錐形結構70與填充塔外殼200之間的空隙中以進入槽100以溢流回填充介質40上。
一實施例提供一配置，其中一離心葉輪垂直安裝於一水洗填充塔之上部分中，在其周邊由透過填充塔之壁作用之一磁性耦合驅動。葉輪位於將處理流導引至葉輪中心之一錐形入口之出口處之一動壓軸承上，且經徑向加速以撞擊填充塔之壁。霧化噴射將水滴添加至輸入處理流以截留粉末顆粒且亦清洗葉輪/入口總成。接著，水與處理流由旋風作用分離，使得水(及截留顆粒物)被下沖至填充塔中，且氣體自填充塔之頂部逸出以因此提供透過系統及水及顆粒物移除增加汲取之益處。此配置由機械構件而非使用一空氣放大器來提供透過減量系統之額外氣體汲取。相反地，一旋轉風扇裝配於填充塔之排放口中，垂直安裝於管內部。將風扇定位於填充塔內部使一霧化噴射能夠用於沖洗風扇。使用一離心葉輪允許水/顆粒物朝向填充塔之壁排出。
一實施例提供一離心壓縮機轉子，其含於一圓柱管之壁內且安裝於一動壓軸承表面上。一磁性耦合提供使壓縮機旋轉之一方法，無需在壁中提供驅動軸件或驅動帶之一氣密密封。一錐形入口結構將輸入氣流導引至離心壓縮機轉子之中心，其中向外朝向轉子之支撐件中之開口加速輸入氣流且氣體透過轉子之支撐中之開口逸出且分離藉此截留之液體且使其下落入入口結構與管壁之間的間隙中。提供額外水霧化噴射以幫助清潔轉子且截留氣流中之懸浮顆粒物。葉片提供於下表面上且開口允許氣體流動通過其周邊附近之轉子。此提供具有一垂直安裝之離心葉輪之一配置以回收及再循環水(其他實施例具有單流操作及水平葉輪)。緣邊驅動及軸承機構意謂轉子可密封於填充塔內。
可在離心轉子上方裝配一空氣渦錐或多個空氣渦錐以自廢氣移除水霧滴及防止過多水轉移至廢氣。
在另一變動中，離心壓縮機轉子安裝於一驅動旋轉中心軸件上，而非由緣邊驅動驅動。軸件由安裝於淨化管之頂部上之一馬達驅動，使用通過填充塔蓋中之一旋轉密封之一直接軸件，或透過淨化管蓋中之一磁性軸件耦合。磁性耦合之優點在於轉子可密封於填充塔內。軸件亦可具有安裝於一空氣渦錐總成之中心之一磁性或機械軸承以為軸件提供支撐。此構形减小系統之直徑(因為其無需圍繞管之一緣邊驅動)，但由於馬達之高度而增大總成之高度。當驅動馬達位於中心時，排放口自管之中心偏移。
在另一變動中，塔流體用於驅動風扇。此藉由將流體導引至風扇上以引起其旋轉及/或藉由在風扇上具有自其噴射流體之孔來達成。
另一變動係將驅動馬達放置於淨化管下方。然而，此不是首選，因為驅動軸件、饋通及軸承將通過被淨化廢氣流且因此暴露於更多粉末及酸，其會縮短部件之壽命。
儘管本文已參考附圖詳細揭示本發明之繪示性實施例，但應瞭解，本發明不受限於精確實施例且熟習技術者可在不背離由隨附申請專利範圍及其等效物界定之本發明之範疇之情況下對本文進行各種改變及修改。
5:廢氣流 10:填充塔 20:風扇 30:入口 35:填充塔流體出口 40:填充介質 50:填充塔流體 60:噴嘴 70:錐形結構 80:開口 90:開口 100:槽 110:緣邊結構 120:平坦表面 130:彎曲部分 140:外殼 150:端板 160:圓柱壁 170:風扇葉片 180:磁鐵 190:線圈 200:填充塔外殼 210:懸浮環 220:槽 230:出口 240:通氣孔
現將參考附圖進一步描述本發明之實施例，其中：
圖1係根據一實施例之併入一風扇之一填充塔之一部分之一示意圖；
圖2係風扇之一底側之一示意圖；
圖3係風扇之一示意透視圖。
5:廢氣流
10:填充塔
20:風扇
30:入口
35:填充塔流體出口
40:填充介質
50:填充塔流體
60:噴嘴
70:錐形結構
80:開口
90:開口
100:槽
110:緣邊結構
120:平坦表面
130:彎曲部分
140:外殼
150:端板
160:圓柱壁
170:風扇葉片
180:磁鐵
190:線圈
200:填充塔外殼
210:懸浮環
220:槽
230:出口
240:通氣孔

Claims (15)

  1. 一種用於處理一廢氣流之填充塔，該廢氣流包括來自一減量裝置之一流體及顆粒，該填充塔包括： 一填充塔外殼，其具有 一入口，其用於接收該廢氣流； 一出口，其用於排放該廢氣流； 一填充基板，其收容於該入口與該出口之間的該填充塔外殼內，該填充基板經構形以在該廢氣流流動通過其時截留來自該流體之至少一些該等顆粒；及 一風扇，其收容於該填充塔外殼內，該風扇經構形以推動該廢氣流自該入口朝向該出口且自該流體移除至少一些該等顆粒。
  2. 如請求項1之填充塔，其中該風扇經構形以產生一動力來誘發該廢氣流自該入口流動至該出口。
  3. 如請求項1或2之填充塔，其中該風扇包括具有一離心葉輪之一軸向離心風扇，較佳地，其中該離心葉輪經構形以自該流體移除至少一些該等顆粒。
  4. 如請求項3之填充塔，其中該離心葉輪與該廢氣流自該入口流動至該出口之一主方向軸向對準。
  5. 如請求項3或4中任一項之填充塔，其中該離心葉輪經構形以沿該廢氣流自該入口流動至該出口之該主方向推動該廢氣流且在橫向於該流動主方向之一導向上推動該等顆粒。
  6. 如前述請求項中任一項之填充塔，其中該風扇界定經構形以輸送該廢氣流朝向該出口之至少一軸向開口，較佳地，其中該風扇包括界定該至少一軸向開口之一圓環。
  7. 如前述請求項中任一項之填充塔，其中該風扇由機械、電磁及流體之至少一者驅動，及/或其中該風扇包括配置於其上之周向定位磁鐵且該填充塔包括位於該填充塔外殼上之對應周向定位驅動器線圈。
  8. 如前述請求項中任一項之填充塔，其中該風扇包括經構形以輸送一塔流體之至少一孔，自該至少一孔輸送該塔流體產生之一力引起該風扇旋轉。
  9. 如前述請求項中任一項之填充塔，其包括經構形以輸送一塔流體朝向該風扇之至少一孔，由該風扇自該塔流體產生之一力引起該風扇旋轉。
  10. 如前述請求項中任一項之填充塔，其中該填充塔外殼包括與該風扇耦合且經構形以引起該風扇旋轉之一軸件。
  11. 如前述請求項中任一項之填充塔，其中該填充塔外殼包括經構形以使該廢氣流朝向該風扇集中流動之一會聚結構，較佳地，其中該會聚結構包括經構形以使該廢氣流朝向該風扇之一中心集中流動之一錐形結構。
  12. 如請求項11之填充塔，其中該會聚結構位於該風扇上游及該入口下游。
  13. 如前述請求項中任一項之填充塔，其中該填充塔外殼包括經構形以抵制該廢氣流朝向該入口流動之一流體阱結構。
  14. 如前述請求項中任一項之填充塔，其中該填充塔外殼包括經構形以自該風扇接收該廢氣流之至少一旋風分離器，較佳地，其中該至少一旋風分離器位於該風扇下游及該出口上游。
  15. 如請求項8至14中任一項之填充塔，其中該填充塔外殼包括經構形以使用該塔流體噴射該風扇之至少一噴射噴嘴。
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