氨气的水气去除装置的制作方法

本发明是有关于一种氨气的水气去除装置，可有效去除氨气中的水气，以提高输出氨气的纯度。

背景技术：

氨气是半导体制程中重要的材料，以发光二极体(led)为例，纯氨是制造led的氮化镓晶体的重要材料，一般led厂使用的纯氨虽为6n5(99.99995％)以上的等级。氨气通常会在高压低温的条件下，以液态的方式存放在储存槽中。在使用时仅需要开启连接储存槽的管线，便可输出纯氨。

然而在实际应用时，液氨中通常会存在部分的水，当开启连接储存槽的管线时，液氨中的水亦会蒸发为水气，并与氨气一同由连接储存槽的管线输出。

当输出的氨气具有水气时，势必会降低氨气的纯度，并有可能会后续的制程造成不利的影响，进而降低制程的良率。

技术实现要素：

本发明提出一种氨气的水气去除装置，主要用以去除氨气中的水气，以提高氨气的纯度。

本发明提出一种氨气的水气去除装置，主要在一液氨储存槽中设置至少一冷却单元及至少一加热单元。加热单元直接或间接接触液氨储存槽内的液氨及水，并用以提高液氨及水的温度，使得液氨及水蒸发成为氨气及水气。加热单元不接触液氨储存槽内的液氨，并用以降低氨气及水气的温度，使得水气凝结在加热单元的表面，以去除氨气中的水气。

本发明提出一种氨气的水气去除装置，其中冷却单元包括一管线及一导热板，并位于液氨储存槽的气体容置区内。管线用以输送一冷却流体，以降低管线及导热板的温度。输送至气体容置区的水气及氨气会与管线及导热板接触，使得水气在管线及导热板的表面凝结成水，并回流至液氨储存槽的液体容置区，而去除水气的氨气则由连接气体容置区的管线导出。

为了达到上述的目的，本发明提出一种氨气的水气去除装置，包括：一液氨储存槽，包括一液体容置区及一气体容置区，其中液体容置区流体连接气体容置区，且液体容置区用以存放一液氨及一水；一加热单元，连接液氨储存槽，并用以加热液氨储存槽内的液氨，使得液氨及水受热形成一氨气及一水气，其中氨气及水气传送至气体容置区；至少一冷却单元，位于气体容置区内，并用以冷却气体容置区的氨气及水气，并包括：一管体，用以输送一冷却流体；至少一导热板，连接管体，其中管体及导热板与气体容置区内的氨气及水气接触，并降低氨气及水气的温度，使得水气凝结在管体及导热板的表面；及一输出管线，连接气体容置区，并用以输送气体容置区内的氨气。

所述的氨气的水气去除装置，其中冷却单元的数量为复数个。

所述的氨气的水气去除装置，其中复数个冷却单元在气体容置区内排列成复数层的冷却构造，设置在相同高度的两个相邻的冷却单元之间具有一间隙，而设置在不同高度的冷却单元则位于间隙上方。

所述的氨气的水气去除装置，其中管体及导热板为金属材质，且冷却单元的导热板为连接管体表面的一散热鳍片。

所述的氨气的水气去除装置，其中冷却单元的导热板包括一弯折部，弯折位于导热板的一侧边，并朝液体容置区的方向凸出或弯折。

所述的氨气的水气去除装置，其中加热单元为一电热器或一加热管，电热器或加热器位于液体容置区内，并接触液体容置区内的液氨。

所述的氨气的水气去除装置，其中加热单元为一热水套，热水套设置在液氨储存槽的液体容置区的一外表面，并通过液氨储存槽加热液体容置区内的液氨。

所述的氨气的水气去除装置，包括至少一输入管线连接液体容置区，并用以传输液氨及水至液体容置区。

所述的氨气的水气去除装置，其中气体容置区位于液体容置区上方，而输出管线则位于冷却单元的上方。

本发明的有益效果在于：

本发明提供一种氨气的水气去除装置，将可有效去除氨气中的水气，并提高输出的氨气的纯度。

附图说明

图1为本发明氨气的水气去除装置一实施例的立体示意图。

图2为本发明氨气的水气去除装置又一实施例的立体示意图。

图3为本发明氨气的水气去除装置又一实施例的立体示意图。

图4为本发明氨气的水气去除装置又一实施例的立体示意图。

图5为本发明氨气的水气去除装置又一实施例的剖面示意图。

图6为本发明氨气的水气去除装置又一实施例的剖面示意图。

附图标记

10：氨气的水气去除装置；11：液氨储存槽；110：容置空间；111：液体容置区；113：气体容置区；12：液氨；13：冷却单元；131：管体；133：导热板；135：弯折部；14：间隙；15：加热单元；171：输出管线；173：输入管线；a1：截面积；a2：截面积。

具体实施方式

请参阅图1，为本发明氨气的水气去除装置一实施例的构造示意图。如图所示，本发明所述氨气的水气去除装置10包括一液氨储存槽11、至少一冷却单元13、至少一加热单元15及一输出管线171，液氨储存槽11用以存放一液氨12，其中液氨12中含有水。

加热单元15连接液氨储存槽11，并用以加热液氨储存槽11存放的液氨12及水，使得液氨12及水的温度上升并蒸发为氨气及水气。

在实际应用时可将液氨储存槽11区分为一液体容置区111及一气体容置区113，其中液体容置区111流体连接气体容置区113，并用以存放液氨12及水。在本发明实施例中，液体容置区111与气体容置区113的界线并非固定，基本上液氨储存槽11内存放液氨12及水的容置空间皆可被定义为液体容置区111，而液氨储存槽11内未存放液氨12及水的空间则被定义为气体容置区113。此外当液氨12及水的量减少时，液体容置区111的体积将会减少，而气体容置区113的体积则会增加。

在本发明实施例中，如图1至图4所示，液氨储存槽11的外观为长方体，并具有一容置空间110，其中容置空间110的下半部用以存放液氨12及水，而容置空间110的上半部则不存放液氨12及水。因此容置空间110的下半部可定义为液体容置区111，而上半部则被定义为气体容置区113。此外液氨储存槽11的外观为长方体仅为本发明一实施例，在实际应用时液氨储存槽11的外观可为任意形状，例如为圆柱体。

在本发明实施例中，加热单元15可连接液体容置区111，并与液体容置区111存放的液氨12及/或水直接或间接接触。如图1所示，加热单元15可为一电热器或一加热管，设置在液体容置区111内，并通过热传导的方式加热接触的液氨12及/或水。当加热单元15为加热管时，可连接一外部的高温流体供应器，并通过高温流体供应器将高温流体输送至加热管内，以提高加热管的温度，与加热管接触的液氨12及/或水的温度将会增加，并蒸发为氨气及水气。

氨气及水气离开液氨12及/或液体容置区111，并传送到气体容置区113。冷却单元13设置在气体容置区113内，并与气体容置区113内的氨气及水气接触，以降低气体容置区113内的氨气及水气的温度。在实际应用时，冷却单元13的温度可低于摄氏0度，使得水气凝结在冷却单元13的表面，相对的氨气则不会凝结在冷却单元13上，藉此将以分离氨气及水气。

冷却单元13主要包括一管体131及至少一导热板133，其中导热板133连接管体131的表面，例如导热板133的数量可为两个，并设置在管体131的两侧。

管体131及导热板133可由具导热特性的材质所制作，例如金属材质，而导热板133为连接管体131表面的散热鳍片。在实际应用时管体131可连接一冷却液体供应器，并通过冷却液体供应器将冷却流体输送至管体131内，以降低管体131的温度。由于导热板133连接管体131，因此导热板133的温度亦会下降。气体容置区113内与管体131及导热板133接触的氨气及水气的温度将会下降，使得水气凝结在管体131及导热板133的表面。

通过导热板133的设置，可增加冷却单元13与气体容置区113内的氨气及水气的接触面积，并提高水气的凝结及去除效率。具体而言，冷却单元13位于液氨12及/或液体容置区111的上方，凝结在管体131及导热板133表面的水会因为重力的作用，而流回至液体容置区111。

气体容置区113连接至少一输出管线171，使得去除水气的氨气由输出管线171导出液氨储存槽11。具体而言，输出管线171以连接位于冷却单元13上方的气体容置区113为较佳，例如输出管线171可连接液氨储存槽11的侧壁或上壁。液体容置区111可连接至少一输入管线173，并可通过输入管线173将液氨12及/或水输送至液氨储存槽11。

在本发明另一实施例中，如图2所示，各个导热板133还包括一弯折部135，其中弯折部135位于导热板133的一侧边，弯折部135可朝向液体容置区111的方向弯折或凸出。具体而言，导热板133的数量可为两个，其中各的导热板133的一侧边连接管体131的表面，而导热板133未连接管体131的一侧边则设置弯折部135。

通过弯折部135的设置可进一步增加导热板133与氨气及水气的接触面积，并提高水气的去除效率。此外弯折部135是朝液体容置区111的方向弯折或凸出，因此凝结在导热板133及/或弯折部135表面的水，可通过弯折部135流回液体容置区111。

在本发明附图中，导热板133以平板的方式表示，但在不同实施例中，导热板133亦可为圆弧状或弯折的板体，同样可去除氨气中的水气。

在图2的实施例中，加热单元15为一热水套，并包覆在液体容置区111的外表面，其中热水套可通过液氨储存槽11加热液体容置区111内的液氨12及水。当加热单元15为热水套时，液氨储存槽11可由具有导热特性的材质所制作，例如金属材质，以利于将加热单元15提供的热量传导至液体容置区111内的液氨12及水。

在本发明另一实施例中，冷却单元13的数量可为复数个，并排列成复数层的冷却构造，其中设置在相同高度的两个相邻的冷却单元之间具有一间隙，而设置在不同高度的冷却单元则位于间隙上方。

如图3及图4所示，冷却单元13的数量为三个，并形成双层的冷却构造，其中靠近液体容置区111的两个冷却单元13设置在相同的高度，而另一个冷却单元13则设置在两个冷却单元13上方。在一具体实施例中，位于下方的两个冷却单元13之间具有一间隙14，而位于上方的冷却单元13则位于间隙14上方，使得通过间隙14的氨气及水气可与上方的冷却单元13接触，并进一步提高去除水气的效果及效率。

在本发明另一实施例中，复数个冷却单元13可在气体容置区113内排列成三层或三层以上的构造，如图5及图6。例如冷却单元13的数量可为八个，其中最下层及最上层的冷却单元13的数量为三个，而位于中间层的冷却单元13的数量则为两个，且位于中间层的冷却单元13与最上层及最下层的冷却单元13交错设置。具体而言，位于最上层及/或最下层的相邻的两个冷却单元13之间具有间隙14，而位于中间层的冷却单元13则位于间隙14的上方及/或下方。

当然上述冷却单元13的设置数量及排列方式仅为本发明一实施例，而非本发明权利范围的限制。此外在本发明一实施例中，液体容置区111的截面积a1及/或体积可大于气体容置区113的截面积a2及/或体积，如图5及图6所示。

以上所述，仅为本发明的一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。