(57)【要約】      （修正有）【課題】処理の過程で流体から顆粒が形成される現象を緩和し、顆粒が反応部内に蓄積される欠点を改善し、保守・メンテナンスしやすい利点を有する、ガス状汚染物の分解・酸化をコントロールする装置及びシステムの提供。【解決手段】反応部１０と、洗浄部２０と、水力旋回部３０と、水タンク４０とを有し、反応部１０は、側壁を有するチャンバー１１、１３、１５と、チャンバーに連通して縦方向以外の方向から廃ガスを取り入れる、少なくとも１つの廃ガス入口と、廃ガス入口の下方に設けられる誘導火炎入口と、チャンバーの下方において、廃ガス入口の下方に位置するように形成された火炎領域と、急冷ユニットを、下方において接続するように設けられた熱反応ユニットとを含む、廃ガスから汚染物を除去する熱反応器。【選択図】図１Ａ
2020201030.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側壁を有するチャンバーと、
前記側壁に穿設され、前記チャンバーに連通して縦方向以外の方向から前記チャンバー内に廃ガスを取り入れる少なくとも１つの廃ガス入口と、
前記廃ガス入口の下方に設けられる誘導火炎入口と、
火炎領域であって、廃ガスが取り入れられる前記チャンバーの下方において、前記廃ガス入口の下方に位置するように形成され、ただし、前記廃ガスは前記チャンバーに入ったら一定の垂直距離で下向きに移動してから前記火炎領域に入る火炎領域と、
急冷ユニットであって、熱反応ユニットからの気流を受け入れるように、前記熱反応ユニットの下方において前記熱反応ユニットに接続されるように設けられ、前記急冷ユニットの内壁を流れる水幕を含む急冷ユニットとを含む熱反応ユニットを含む廃ガスから汚染物を除去する熱反応器。
【請求項２】
前記熱反応ユニットは、前記チャンバーに連通して、前記チャンバーでの前記廃ガスの分解過程に使用される燃料を取り入れる少なくとも１つの燃料入口をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の熱反応器。
【請求項３】
チャンバーと、
前記チャンバーに連通して前記チャンバー内に廃ガスを取り入れる少なくとも１つの廃ガス入口と、
前記チャンバーに連通して、前記チャンバーでの前記廃ガスの分解過程に使用される燃料を取り入れるは少なくとも１つの燃料入口と、
誘導火炎入口であって、前記チャンバーに連通して前記燃料を点火し、ただし、前記燃料入口及び前記誘導火炎入口は前記廃ガス入口の下方に設けられ、且つ、前記廃ガス入口は前記燃料入口とも前記誘導火炎入口とも燃焼遅延距離を隔てる誘導火炎入口と、
急冷ユニットであって、熱反応ユニットからの気流を受け入れるように、熱反応ユニットの下方において前記熱反応ユニットに接続されるように設けられ、前記急冷ユニットの内壁を流れる水幕を含む急冷ユニットとを含む熱反応ユニットを含む廃ガスから汚染物を除去する熱反応器。
【請求項４】
チャンバーと、前記チャンバーに連通して前記チャンバー内に廃ガスを取り入れる少なくとも１つの廃ガス入口とを含む熱反応ユニットと、
前記熱反応ユニットの下方において前記熱反応ユニットに接続されるように設けられ、前記チャンバーの下方において前記チャンバーに連通する火炎チャンバーを含み、前記火炎チャンバー内に燃料と、前記燃料を点火する誘導火炎とが設けられ、ただし、前記廃ガスは前記チャンバーに入ったら一定の垂直距離で下向きに移動して前記火炎チャンバーに入ってから前記燃料及び前記誘導火炎に接触する点火ユニットと、
急冷ユニットであって、前記熱反応ユニットからの気流を受け入れるように、前記点火ユニットの下方において前記点火ユニットに接続されるように設けられ、前記急冷ユニットの内壁を流れる水幕を含む急冷ユニットとを含む廃ガスから汚染物を除去する熱反応器。
【請求項５】
前記点火ユニットは、前記チャンバーに連通して、前記チャンバーでの前記廃ガスの分解過程に使用される前記燃料を取り入れる少なくとも１つの燃料入口をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の熱反応器。
【請求項６】
前記点火ユニットは、前記チャンバーに連通して前記燃料を点火する誘導火炎入口をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の熱反応器。
【請求項７】
チャンバーと、前記チャンバーに連通して前記チャンバー内に廃ガスを取り入れる少なくとも１つの廃ガス入口とを含む熱反応ユニットと、
前記熱反応ユニットに接続され、前記チャンバーの下方において前記チャンバーに連通する火炎チャンバーを含み、前記火炎チャンバー内に燃料と、前記燃料を点火する誘導火炎とが設けられ、ただし、前記廃ガスは前記チャンバーに入ったら一定の垂直距離で下向きに移動して前記火炎チャンバーに入ってから前記燃料及び前記誘導火炎に接触し、前記廃ガス入口と前記誘導火炎との間に鉛直距離に沿って軸方向において温度が漸次増加する温度勾配が形成される点火ユニットと、
急冷ユニットであって、前記熱反応ユニットからの気流を受け入れるように、前記熱反応ユニットの下方において前記熱反応ユニットに接続されるように設けられ、前記急冷ユニットの内壁を流れる水幕を含む急冷ユニットとを含む廃ガスから汚染物を除去する熱反応器。
【請求項８】
前記点火ユニットは、前記チャンバーに連通して、前記チャンバーでの前記廃ガスの分解過程に使用される前記燃料を取り入れる少なくとも１つの燃料入口をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の熱反応器。
【請求項９】
前記点火ユニットは、前記チャンバーに連通して前記燃料を点火する誘導火炎入口をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の熱反応器。
【請求項１０】
チャンバーと、前記チャンバーに連通して前記チャンバー内に廃ガスを取り入れる少なくとも１つの廃ガス入口とを含む熱反応ユニットと、
前記熱反応ユニットの下方において前記熱反応ユニットに接続されるように設けられ、外壁、内壁、前記外壁と前記内壁との間に限定される予混合チャンバーと、前記内壁によって限定される火炎チャンバーとを含む点火ユニットと、
急冷ユニットであって、前記熱反応ユニットからの気流を受け入れるように、前記点火ユニットの下方において前記点火ユニットに接続されるように設けられ、前記急冷ユニットの内壁を流れる水幕を含む急冷ユニットとを含む廃ガスから汚染物を除去する熱反応器。
【請求項１１】
前記点火ユニットは、前記内壁に設けられ、前記火炎チャンバーに連通して、前記火炎チャンバーでの前記廃ガスの分解過程に使用される燃料を取り入れる少なくとも１つの燃料入口をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の熱反応器。
【請求項１２】
前記点火ユニットは、前記内壁に設けられ、前記火炎チャンバーに連通して燃料を点火する誘導火炎入口をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の熱反応器。
【請求項１３】
前記予混合チャンバー内に燃料と、前記燃料と混合するガスとが設けられ、前記火炎チャンバーは前記内壁に設けられる少なくとも１つの貫通孔を介して前記予混合チャンバーに連通し、前記燃料は前記予混合チャンバーで前記ガスと混合されてから前記貫通孔を介して前記火炎チャンバーに入り誘導火炎によって点火されることを特徴とする請求項１０に記載の熱反応器。
【請求項１４】
チャンバーと、前記チャンバーに連通して前記チャンバー内に廃ガスを取り入れる少なくとも１つの廃ガス入口とを含む第１の熱反応ユニット、
前記第１の熱反応ユニットの下方に設けられ、前記チャンバーに連通する火炎チャンバーを含み、前記火炎チャンバー内に燃料と、前記燃料を点火する誘導火炎とが設けられる点火ユニットと、
前記点火ユニットの下方に設けられ、前記点火ユニットは傾斜内壁と、前記傾斜内壁によって限定される円錐状のチャンバーと、前記傾斜内壁に穿設され、気流を供給する少なくとも１つの吸気通路とを含み、ただし、前記気流は下向きに斜め噴射されて前記円錐状のチャンバーに入り前記傾斜内壁への前記廃ガスの顆粒の堆積を緩和する第２の熱反応ユニットと、
急冷ユニットであって、前記第２の熱反応ユニットからの気流を受け入れるように、前記第２の熱反応ユニットの下方において前記第２の熱反応ユニットに接続されるように設けられ、前記急冷ユニットの内壁を流れる水幕を含む急冷ユニットとを含む廃ガスから汚染物を除去する熱反応器。
【請求項１５】
前記円錐状のチャンバーは前記火炎チャンバーに連通する上部開口と、口径が前記上部開口より大きい底部開口とを有することを特徴とする請求項１４に記載の熱反応器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
「関連出願の相互参照」
本発明は、２０１７年７月７日に提出された米国仮出願第６２／５２９７９５号の優先権を主張し、その全ての記載内容は参照する形で本発明に援用する。
【０００２】
本発明は、ガス状汚染物用の装置に関し、特に、半導体又はその他の産業の製造プロセスでガス状汚染物の分解・酸化をコントロールするために用いる装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体の製造プロセスで使用される各種の化学物質、及び発生し得る有毒副産物は、いずれも人体と環境に深刻な悪影響を与えるものである。これらの化学物質としては、アンチモン、ヒ素、ホウ素、ゲルマニウム、窒素、リン、ケイ素、セレン、ハロゲン、ハロシラン又はペルフルオロ化合物（ＰＦＣｓ）を含有する混合ガス、又はペルフルオロ化合物（ＰＦＣｓ）が分解して形成された副産物などが挙げられる。
【０００４】
従来技術においては、上記の有害な混合ガス又は副産物は、ガス状汚染物の分解・酸化をコントロールする装置内で流体を用いて処理することで、環境への悪影響が軽い産物に変換して環境に排出することができる。
【０００５】
しかしながら、上述したガス状汚染物の分解・酸化をコントロールする装置には改善する余地がある。例えば、現在使用されている装置では、二酸化ケイ素などの顆粒が形成されて当該装置の燃焼室の壁部に堆積するため、燃焼室に詰まっていて燃焼しきれないなどの問題は生じやすい。これらの問題を回避し装置の耐用年数を延長させるためには、より頻繁にシステムの洗浄を実施し装置の保守により多くの費用を投入する必要があるが、このような保守作業は、労力の面においても費用の面においてもメーカーにとってマイナスな要因になる。
【０００６】
上記の欠点及びその他の欠点を解消するために、多くの研究グループが関連の開発に力を入れている。例えば、特許文献１によれば、反応の過程で生じた顆粒の堆積を緩和するために、熱反応チャンバーを積層された網状のセラミックリングを有する構造として設計している。空気がこれらの網状のセラミックリングの穴を通過すると、境界層を形成するように顆粒が当該熱反応チャンバーの内壁に堆積することを抑制する。当該特許は、さらに、その他の顆粒の堆積を回避する方法を提供する。例えば、廃ガス中の顆粒が付着しにくいように、吸気通路の内壁に電解研磨を施すことでその表面粗さ（Ｒａ）を３０未満にすることが言及されている。
【０００７】
上記の方法は、顆粒の付着を可能な限り緩和してはいるが、その効果は限定的なものである。その他の角度として、顆粒の発生をいかに軽減するかも着眼すべき分野であり、さらに研究を行う価値がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国登録特許第ＵＳ７９８５３７９Ｂ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の主な目的は、従来の排出削減システムで、燃焼室が詰まっていて燃焼しきれないことが生じやすいという課題を解決することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記の目的を達成するためになされるものであって、ガス状汚染物の分解・酸化をコントロールする装置を提供する。当該装置は、顆粒が装置に残留するという上記の問題を緩和できるだけでなく、洗浄・メンテナンスしやすいという利点もある。
【００１１】
具体的には、本発明の一つの実施例は、ガス状汚染物の分解・酸化をコントロールする装置を提供する。当該装置は反応部と、洗浄部と、水力旋回部と、当該反応部、当該洗浄部及び当該水力旋回部に連通する水タンクとを有し、以下の特徴を有する。当該反応部は、第１のチャンバーであって、環状の第１の内壁と、当該第１の内壁と同心に設けられる第１の外壁とを含み、当該第１の内壁によって第１のチャンバーが画成され、且つ、当該第１の外壁に少なくとも１つの廃ガス吸気通路が設けられ、当該廃ガス吸気通路は当該第１の外壁及び当該第１の内壁を通して当該第１のチャンバーに連通し、当該廃ガス吸気通路は第１の部材と、第２の部材と、接続部材とを含み、ただし、当該接続部材の両端は当該第１の部材及び当該第２の部材にそれぞれ接続され、当該第１の部材は横方向に延伸し、当該接続部材に接続されていない一端は当該第１のチャンバーに連通し、当該第２の部材は鉛直方向に延伸する第１のチャンバーと、
第１の内側環状壁と、当該第１の内側環状壁と同心に設けられる第１の外側環状壁と、当該第１の内側環状壁と当該第１の外側環状壁との間に設けられ且つ当該第１のチャンバーに連通して燃料を供給する少なくとも１つのガス通路と、当該第１の内側環状壁の誘導火炎入口に設けられ、当該第１の内側環状壁によって画成される当該第１のチャンバーに連通する第１の内部空間とを含む第１の中間層と、
第２のチャンバーであって、環状の第２の内壁と、当該第２の内壁と同心に設けられる第２の外壁とを含み、当該第２の内壁によって当該第１の中間層に連通する第２のチャンバーが画成され、当該第２の外壁はガスが内側に向かって第２のチャンバーに流動する少なくとも１つの吸気通路を含む第２のチャンバーと、
第２の内側環状壁と、当該第２の内側環状壁と同心に設けられる第２の外側環状壁とを含み、当該第２の内側環状壁によって当該第２のチャンバーに連通する第２の内部空間が画成される第２の中間層と、
第３のチャンバーであって、環状の第３の内壁と、当該第３の内壁と同心に設けられる第３の外壁とを含み、当該第３の内壁によって当該第２の中間層に連通する第３のチャンバーが画成され、少なくとも１つの液体通路は当該第３の外壁に設けられ、且つ、当該第３の内壁を通して液体を当該第３のチャンバー内に取り入れる第３のチャンバーとを含む。
【００１２】
本発明の別の実施例は、ガス状汚染物の分解・酸化をコントロールする装置を提供する。当該装置は反応部と、洗浄部と、水力旋回部と、当該反応部、当該洗浄部及び当該水力旋回部に連通する水タンクとを有し、以下の特徴を有する。当該反応部は、第１のチャンバーであって、環状の第１の内壁と、当該第１の内壁と同心に設けられる第１の外壁とを含み、当該第１の内壁によって第１のチャンバーが画成され、且つ、当該第１の外壁に少なくとも１つの廃ガス吸気通路が設けられ、当該廃ガス吸気通路は当該第１の外壁及び当該第１の内壁を通して当該第１のチャンバーに連通する第１のチャンバーと、
第１の内側環状壁と、当該第１の内側環状壁と同心に設けられる第１の外側環状壁と、当該第１の内側環状壁と当該第１の外側環状壁との間に設けられ且つ当該第１のチャンバーに連通して燃料を供給する少なくとも１つのガス通路と、当該第１の内側環状壁に設けられる誘導火炎入口と含み、ただし、当該第１の内側環状壁によって当該第１のチャンバーに連通する第１の内部空間が画成される第１の中間層と、
第２のチャンバーであって、環状の第２の内壁と、当該第２の内壁と同心に設けられる第２の外壁とを含み、当該第２の内壁によって当該第１の中間層に連通する第２のチャンバーが画成される第２のチャンバーと、
第２の内側環状壁と、当該第２の内側環状壁と同心に設けられる第２の外側環状壁とを含み、当該第２の内側環状壁によって当該第２のチャンバーに連通する第２の内部空間が画成される第２の中間層と、
第３のチャンバーであって、環状の第３の内壁と、当該第３の内壁と同心に設けられる第３の外壁とを含み、当該第３の内壁によって当該第２の中間層に連通する第３のチャンバーが画成され、少なくとも１つの液体通路は当該第３の外壁に設けられ、且つ、当該第３の内壁を通して液体を当該第３のチャンバー内に取り入れる第３のチャンバーとを含む。
【００１３】
さらに、本発明は、ガス状汚染物の分解・酸化をコントロールするシステムを提供する。当該システムは設備部と、コントロール部とを含み、以下の特徴を有する。当該設備部は反応部と、洗浄部と、水力旋回部と、水タンクとを含み、ただし、当該反応部、当該洗浄部及び当該水力旋回部は当該水タンクの少なくとも３つの連通口を介して当該水タンクに連通し、
当該コントロール部は当該反応部、当該洗浄部、又は当該水力旋回部の片側において地面に対して垂直であるように上向きに延伸し、且つ、平行に隣接するように設けられ、当該コントロール部は当該設備部の当該反応部、当該洗浄部、当該水力旋回部及び当該水タンクにそれぞれ電気的に接続される複数のコントロールスイッチを含む。
【００１４】
さらに、本発明は廃ガスから汚染物を除去する熱反応器を提供する。当該熱反応器は、熱反応ユニットを含み、当該熱反応ユニットは、側壁を有するチャンバーと、当該側壁に穿設され、当該チャンバーに連通して縦方向以外の方向から当該チャンバー内に廃ガスを取り入れる少なくとも１つの廃ガス入口と、火炎領域であって、当該廃ガスが当該チャンバーに取り入れられたら一定の垂直距離で下向きに移動して当該火炎領域に入るように、当該チャンバーにおいて当該廃ガス入口の下方に位置するように形成される火炎領域と、急冷ユニットであって、当該熱反応ユニットからの気流を受け入れるように、熱反応ユニットの下方において当該熱反応ユニットに接続されるように設けられ、当該急冷ユニットの内壁を流れる水幕を含む急冷ユニットとを含む。
【００１５】
さらに、本発明は廃ガスから汚染物を除去する熱反応器を提供する。当該熱反応器は、熱反応ユニットを含み、当該熱反応ユニットは、チャンバーと、当該チャンバーに連通して当該チャンバー内に廃ガスを取り入れる少なくとも１つの廃ガス入口と、当該チャンバーに連通して、当該チャンバーでの当該廃ガスの分解過程に使用される燃料を取り入れるは少なくとも１つの燃料入口と、誘導火炎入口であって、当該チャンバーに連通して当該燃料を点火し、ただし、当該燃料入口及び当該誘導火炎入口は当該廃ガス入口の下方において、当該廃ガス入口と燃焼遅延距離を隔てるように設けられる誘導火炎入口と、急冷ユニットであって、当該熱反応ユニットからの気流を受け入れるように、熱反応ユニットの下方において当該熱反応ユニットに接続されるように設けられ、当該急冷ユニットの内壁を流れる水幕を含む急冷ユニットとを含む。
【００１６】
さらに、本発明は廃ガスから汚染物を除去する熱反応器を提供する。当該熱反応器は、熱反応ユニットを含み、当該熱反応ユニットは、チャンバーと、当該チャンバーに連通して当該チャンバー内に廃ガスを取り入れる少なくとも１つの廃ガス入口と、当該熱反応ユニットの下方において当該熱反応ユニットに接続されるように設けられ、当該チャンバーに連通する火炎チャンバーを含み、当該火炎チャンバー内に燃料と、当該燃料を点火する誘導火炎とが設けられ、ただし、当該廃ガスが当該チャンバーに入ったら一定の垂直距離で下向きに移動して当該火炎チャンバーに入る点火ユニットと、急冷ユニットであって、当該熱反応ユニットからの気流を受け入れるように、熱反応ユニットの下方において当該熱反応ユニットに接続されるように設けられ、当該急冷ユニットの内壁を流れる水幕を含む急冷ユニットとを含む。
【００１７】
本発明は廃ガスから汚染物を除去する熱反応器を提供する。当該熱反応器は、熱反応ユニットを含み、当該熱反応ユニットは、チャンバーと、当該チャンバーに連通して当該チャンバー内に廃ガスを取り入れる少なくとも１つの廃ガス入口と、当該熱反応ユニットに接続され、当該チャンバーに連通する火炎チャンバーを含み、当該火炎チャンバー内に燃料と、当該燃料を点火する誘導火炎とが設けられ、ただし、当該廃ガス入口と当該誘導火炎との間に鉛直の軸方向に沿って温度が漸次増加する温度勾配が形成される点火ユニットと、急冷ユニットであって、当該熱反応ユニットからの気流を受け入れるように、熱反応ユニットの下方において当該熱反応ユニットに接続されるように設けられ、当該急冷ユニットの内壁を流れる水幕を含む急冷ユニットとを含む。
【００１８】
本発明は廃ガスから汚染物を除去する熱反応器を提供する。当該熱反応器は、熱反応ユニットを含み、当該熱反応ユニットはチャンバーと、当該チャンバーに連通して当該チャンバー内に廃ガスを取り入れる少なくとも１つの廃ガス入口と、当該熱反応ユニットの下方において当該熱反応ユニットに接続されるように設けられ、外壁、内壁、当該外壁と当該内壁との間に限定される予混合チャンバーと、当該内壁によって限定される火炎チャンバーとを含む点火ユニットと、急冷ユニットであって、当該熱反応ユニットからの気流を受け入れるように、熱反応ユニットの下方において当該熱反応ユニットに接続されるように設けられ、当該急冷ユニットの内壁を流れる水幕を含む急冷ユニットとを含む。
【００１９】
本発明は廃ガスから汚染物を除去する熱反応器を提供する。当該熱反応器は、第１の熱反応ユニットを含み、当該第１の熱反応ユニットは、チャンバーと、当該チャンバーに連通して当該チャンバー内に廃ガスを取り入れる少なくとも１つの廃ガス入口と、当該第１の熱反応ユニットの下方に設けられ、当該チャンバーに連通する火炎チャンバーを含み、当該火炎チャンバー内に燃料と、当該燃料を点火する誘導火炎とが設けられる点火ユニットと、当該点火ユニットの下方に設けられ、当該点火ユニットは傾斜する内壁（以下、傾斜内壁という）と、当該傾斜内壁によって限定される円錐状のチャンバーと、当該傾斜内壁に穿設され、気流を供給する少なくとも１つの吸気通路とを含み、ただし、当該気流は下向きに斜め噴射されて当該円錐状のチャンバーに入り当該傾斜内壁への当該廃ガスの顆粒の堆積を緩和する第２の熱反応ユニットと、急冷ユニットであって、当該第２の熱反応ユニットからの気流を受け入れるように、第２の熱反応ユニットの下方において当該第２の熱反応ユニットに接続されるように設けられ、当該急冷ユニットの内壁を流れる水幕を含む急冷ユニットとを含む。
【発明の効果】
【００２０】
これにより、本発明は従来技術と比べて以下の効果を得ることができる。
（１）本発明は、２段階に設計されている反応部により、廃ガスが当該反応部に入ったら一定の距離で移動しながら漸次加熱される。廃ガスが装置に入ったらすぐに燃焼されるという従来の装置とは異なり、本発明は、廃ガス中の顆粒が燃焼室に詰まっていて燃焼しきれないという問題を効果的に緩和できる。
【００２１】
（２）本発明において、電荷結合素子センサー（ＣＣＤ）を設けることで当該第１のチャンバーの温度を直接検出する。従来の技術と比べ、当該第１のチャンバーの温度を直接かつ効果的にコントロールすることができる。
【００２２】
本発明のガス状汚染物の分解・酸化をコントロールするシステムは、そのハウジングにはシステムの内部に設けられる装置とモジュール化させて対応するように複数の開口が設けられるため、保守・メンテナンスしやすいという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１Ａ】本発明の一つの実施例のガス状汚染物の分解・酸化をコントロールする装置の正面図である。
【図１Ｂ】本発明の一つの実施例のガス状汚染物の分解・酸化をコントロールする装置の背面図である。
【図２】本発明の一つの実施例の第１のチャンバーの断面を概略的に示す図である。
【図３】本発明の一つの実施例の第１のチャンバーを概略的に示す図である。
【図４Ａ】本発明の一つの実施例の第１の中間層を概略的に示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａの一部断面を概略的に示す図である。
【図５】本発明の一つの実施例の第２のチャンバーの断面を概略的に示す図である。
【図６】本発明の一つの実施例の第２の中間層の断面を概略的に示す図である。
【図７】本発明の一つの実施例の第３のチャンバーの断面を概略的に示す図である。
【図８】本発明の一つの実施例の洗浄部を概略的に示す図である。
【図９】本発明の一つの実施例の水タンクを概略的に示す図である。
【図１０】本発明の一つの実施例のガス状汚染物の分解・酸化をコントロールするシステムを概略的に示す図である。
【図１１】本発明の別の実施例のガス状汚染物の分解・酸化をコントロールするシステムを概略的に示す図である。
【図１２】本発明の一つの実施例の廃ガスから汚染物を除去する熱反応器を概略的に示す図である。
【図１３】図１２に係る当該廃ガス入口の別の形態を概略的に示す図である。
【図１４】本発明の別の実施例の廃ガスから汚染物を除去する熱反応器を概略的に示す図である。
【図１５】図１４に係るＡ−Ａ’の温度勾配を概略的に示す図である。
【図１６】本発明の別の実施例の廃ガスから汚染物を除去する熱反応器を概略的に示す図である。
【図１７】本発明のその他の実施例の廃ガスから汚染物を除去する熱反応器を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
次に、本発明の技術内容を関連の各図を参照して詳細に説明する。
図１Ａは、本発明のガス状汚染物の分解・酸化をコントロールする装置１の正面図であり、図１Ｂはその背面図である。当該装置は主に反応部１０と、洗浄部２０と、水力旋回部３０と、当該反応部１０、当該洗浄部２０及び当該水力旋回部３０にそれぞれ接続される水タンク４０と含む。
【００２５】
当該反応部１０は上部と、底部とを有する。当該上部から当該底部に至るまで、第１のチャンバー１１と、第１の中間層１２と、第２のチャンバー１３と、第２の中間層１４と、第３のチャンバー１５とはこの順に設けられる。
【００２６】
さらに、図２が参照されるように、当該第１のチャンバー１１は、第１の内壁１１１と、第１の外壁１１２とを含み、当該第１の内壁１１１は第１のチャンバー１１３を画成するように環状に設けられ、当該第１の外壁１１２は当該第１の内壁１１１を取り囲んで当該第１の内壁１１１と同心に設けられる。当該第１の外壁１１２に少なくとも１つの廃ガス吸気通路１１４が設けられ、当該廃ガス吸気通路１１４は当該第１の外壁１１２と、当該第１の内壁１１１とを通して当該第１のチャンバー１１３に連通し、これによって廃ガスは当該廃ガス吸気通路１１４を経由して当該第１のチャンバー１１３に入ることができる。
【００２７】
さらに、図２と結び付けて図３が参照されるように、本発明の一つの実施例において、当該廃ガス吸気通路１１４は第１の部材１１４１と、第２の部材１１４２と、接続部材１１４３とを含む。ただし、当該接続部材１１４３の両端は当該第１の部材１１４１と当該第２の部材１１４２とにそれぞれ接続される。地面を基準として、当該第１の部材１１４１は地面に対して横方向に延伸し、当該接続部材１１４３に接続されていない一端は当該第１のチャンバー１１３に連通し、当該第２の部材１１４２は地面に対して垂直である方向に延伸し、当該第１のチャンバー１１に対して平行の方向に設けられる。当該第１の部材１１４１と当該第１の外壁１１２とには７５°〜１３５°の角度が形成される。好ましい実施例において、当該角度は７５°〜９０°であり、具体的には、例えば、９０°である。したがって、チャンバーに対して垂直に挿入される長管である従来の廃ガス吸気通路と比べ、本発明に係るガス状汚染物の分解・酸化をコントロールする装置１は廃ガスが装置１内で移動する時間を延長し、廃ガスはすぐに当該第１のチャンバー１１３に入って燃焼されることが避けられる。本発明において、当該廃ガス吸気通路１１４の直径は特に限定されず、実施時の要件に応じて変更することができる。
【００２８】
従来の装置と比べ、本発明において、当該反応部１０及び当該廃ガス吸気通路１１４はより小さい寸法としてもよい。その一例として、当該第１のチャンバー１１３の上部から当該水タンク４０の底部までの高さは１６０ｃｍ未満であり、好ましくは１５０ｃｍ未満である。本発明において、実施時の要件に応じて変更することができる。
【００２９】
さらに、図３が参照されるように、当該廃ガス吸気通路１１４の当該第１の外壁１１２での位置と当該第１の外壁１１２の上部との間の距離をＨ１と、当該廃ガス吸気通路１１４の当該第１の外壁１１２での位置と当該第１の外壁１１２の底部との間の距離をＨ２と定義する場合、本発明の一つの実施例において、Ｈ１はＨ２より大きい。なお、その他の実施例において、実施時の要件に応じてＨ１はＨ２以下であってもよい。上記のＨ１及びＨ２はいずれも０以外の数値であり、且つ、Ｈ２は具体的に４インチ〜５インチの間であってもよい。したがって、廃ガスが従来の装置のチャンバーに入ったらすぐに燃焼されるという技術案と比べ、本発明は廃ガスが当該第１のチャンバー１１３に取り入れられたら当該第１の中間層１２で燃焼されるまでは距離Ｈ２で移動するため、燃焼される前に廃ガスは予め加熱され、廃ガスの過大の温度差異により濃縮の現象が生じるため顆粒を発生させることが効果的に緩和され、これらの顆粒が当該第１のチャンバー１１３に堆積されたり第１のチャンバーに詰まっていたりする確率も低減される。
【００３０】
本実施例において、当該反応部１０は、当該第１のチャンバー１１の上部に設けられる上蓋板１６をさらに含んでもよい。当該上蓋板１６は一切の接続部材を含まず当該第１のチャンバー１１３の上部に配置されてもよく、これによって当該第１のチャンバー１１３と外部環境との連通が遮断される。また、その他の実施例において、当該上蓋板１６は枢着部材を介して当該第１のチャンバー１１に接続されることで上蓋板の操作により開放又は閉鎖させるように構成されてもよい。本発明の一つの実施例において、当該廃ガス吸気通路１１４は当該上蓋板１６に設ける代わりに、側縁に設けることにより、廃ガスの燃焼を遅延して、充分に反応させるという効果が得られる。その他の実施例において、当該廃ガス吸気通路１１４は当該上蓋板１６に設けられてもよく、その他の構造と結び付けて、同様に廃ガスの燃焼を遅延させる効果を得ることができる。
【００３１】
さらに、図４Ａ及び図４Ｂが参照されるように、当該第１の中間層１２は当該第１のチャンバー１１の底部に接続され、燃焼が開始する場所である。当該第１の中間層１２は第１の内側環状壁１２１と、当該第１の内側環状壁１２１と同心に設けられる第１の外側環状壁１２２と、第１の中間空間１２３と、第１のガス通路１２４と、第２のガス通路１２５と、冷却水通路１２６とを含む。その他の実施例において、当該第１の中間層１２は上方ガス通路１２７ａと、下方ガス通路１２７ｂとをさらに含むか、又は当該上方ガス通路１２７ａ及び当該下方ガス通路１２７ｂで当該第１のガス通路１２４及び当該第２のガス通路１２５を置き換えてもよい。
【００３２】
当該第１の内側環状壁１２１によって第１の内部空間１２１１が画成され、当該第１の内部空間１２１１は当該第１のチャンバー１１３に連通し、当該第１の内側環状壁１２１と当該第１の外側環状壁１２２との間に当該第１の中間空間１２３が限定される。当該第１の内側環状壁１２１は複数のノズル１２１２と、少なくとも１つの誘導火炎（ｐｉｌｏｔ  ｆｌａｍｅ）入口１２１３とを含み、当該第１のガス通路１２４及び当該第２のガス通路１２５はそれぞれ当該第１の外側環状壁１２２を通して当該第１の中間空間１２３に連通し、当該冷却水通路１２６は当該第１の外側環状壁１２２の外側に設けられ、冷却水が当該冷却水通路１２６を流れることで、当該第１の中間空間１２３の温度をコントロールする目的を達成し、当該上方ガス通路１２７ａ及び当該下方ガス通路１２７ｂは当該第１の中間層１２の上面及び下面にそれぞれ設けられ、当該上方ガス通路１２７ａ、当該下方ガス通路１２７ｂと当該第１の中間空間１２３とはそれぞれ貫通孔（不図示）を介して連通する。
【００３３】
当該第１の中間層１２において、少なくとも２種のガスを混合させて燃料富化ガスを形成し、当該第１の内部空間１２１１に取り入れて当該誘導火炎（ｐｉｌｏｔ  ｆｌａｍｅ）入口１２１３によって供給される誘導火炎（ｐｉｌｏｔ  ｆｌａｍｅ）とともに当該第１の内部空間１２１１で高温にして燃焼させる。例えば、当該第１の内部空間１２１１の温度は５００℃以上であり、例えば、５００℃〜２５００℃である。当該第１の中間層１２でのガスの輸送に関する構成は、以下のいくつかのものが挙げられる。
一つの実施例において、第１のガスは当該第１のガス通路１２４を経由して当該第１の中間空間１２３に入り、第２のガスは当該第２のガス通路１２５を経由して当該第１の中間空間１２３に入り、当該第１のガスと当該第２のガスとが当該第１の中間空間１２３で混合され、混合後これらのノズル１２１２によって当該第１の内部空間１２１１に送り込まれる。別の実施例において、当該第１のガスと当該第２のガスとが外部で混合されて予混合ガスになり、当該予混合ガスは当該第１のガス通路１２４及び当該第２のガス通路１２５を経由して当該第１の中間空間１２３に入り、さらに当該第１の中間空間１２３において混合後、これらのノズル１２１２によって当該第１の内部空間１２１１に送り込まれる。また、別の実施例において、当該第１のガスは当該上方ガス通路１２７ａを経由して下向きに移動して当該第１の中間空間１２３に入り、当該第２のガスは当該下方ガス通路１２７ｂを経由して上向きに移動して当該第１の中間空間１２３に入り、当該第１のガスと当該第２のガスとが当該第１の中間空間１２３で混合され、混合後これらのノズル１２１２によって当該第１の内部空間１２１１に送り込まれる。また、別の実施例において、当該第１のガスと当該第２のガスとが外部で混合されて当該予混合ガスになり、当該予混合ガスは当該上方ガス通路１２７ａ及び当該下方ガス通路１２７ｂを経由して当該第１の中間空間１２３に入り、さらに当該第１の中間空間１２３において混合後、これらのノズル１２１２によって当該第１の内部空間１２１１に送り込まれる。当該第１のガスは燃料であってもよく、水素ガス、メタン、天然ガス、プロパン、液化石油ガス（ＬＰＧ）又はこれらの混合物を含むがこれらに限定されず、当該第２のガスは酸化剤（ｏｘｉｄａｎｔ）であってもよく、酸素ガス、オゾン、空気、圧縮空気（ＣＤＡ）、酸素富化空気又はこれらの混合物を含むがこれらに限定されない。
【００３４】
本発明において、当該第１の中間層１２におけるガス管路の構成は、実施時の要件に応じて調整することができる。これによって燃焼を促すガスは環状の当該第１の中間空間１２３に取り入れられてから、当該第１のチャンバー１１の下方に配置される当該第１の内部空間１２１１に取り入れられて高温にして燃焼に有利な環境を形成させてもよいが、上記の構成に限定されない。
【００３５】
本発明において、誘導火炎（ｐｉｌｏｔ  ｆｌａｍｅ）は、吸気通路中のガスが突然増加するために生じた消火の問題（不図示）を緩和するために、当該第１の中間層１２によって点火されるか、又は特殊の設計とした誘導体において形成されてから、当該第１の中間層１２に誘導されてもよい。第１の中間空間１２３は、環状通路１２３１をさらに含んでもよく、冷却水が当該環状通路１２３１を流れることで、当該第１の中間空間１２３の温度を制限する目的を達成する。
【００３６】
さらに、図１Ａ、図３及び図４Ａが参照されるように、本発明において、これらのノズル１２１２及び当該誘導火炎入口１２１３は当該廃ガス吸気通路１１４の下方に設けられ、且つ、所定の距離を隔てるように設計される。これにより、当該廃ガスは当該第１のチャンバー１１３に入ると、当該第１の中間層１２の火炎環境に入るまでは、下向きに垂直距離Ｈ２で移動して温度勾配領域を通過するため、従来技術において廃ガスがすぐに直接高温の火炎環境に入るため、分解しきれなかったり、顆粒が堆積されたりする問題は避けられる。
【００３７】
さらに、図１Ａ及び図５が参照されるように、当該第２のチャンバー１３は酸素富化の反応状態にして一酸化炭素が酸化されて二酸化炭素が形成される。当該第２のチャンバー１３は第２の内壁１３１と、当該第２の内壁１３１と同心に設けられる第２の外壁１３２とを有する。当該第２の内壁１３１によって第２のチャンバー１３３が画成され、且つ、当該第１の内部空間１２１１と、当該第１のチャンバー１１３とに連通する。当該第２のチャンバー１３３はガスが内側に流動するように設計された槽体であり、顆粒が堆積されたり、顆粒が当該第２の内壁１３１に詰まっていたりする確率を低減できる。燃焼を継続させる目的を達成するために、当該第２の外壁１３２に吸気通路１３２１が設けられ、当該第２の内壁１３１を通して当該第２のチャンバー１３３にガスを取り入れる。一つの実施例において、当該ガスは酸素ガスであってもよい。
【００３８】
さらに、図６が参照されるように、当該第２の中間層１４は、第２の内側環状壁１４１と、当該第２の内側環状壁１４１と同心に設けられる第２の外側環状壁１４２とを含み、且つ、少なくとも１つの酸化剤通路１４２１は、酸化剤を取り入れるように当該第２の外側環状壁１４２に設けられる。当該第２の内側環状壁１４１によって第２の内部空間１４１１が画成され、且つ、第２の内側環状壁１４１と当該第２の外側環状壁１４２との間に第２の中間空間１４３が限定され、当該第２の内部空間１４１１は当該第２のチャンバー１３３に連通する。
【００３９】
当該酸化剤通路１４２１は、当該酸化剤を当該第２の中間空間１４３を経由して当該第２の内部空間１４１１に取り入れるように、当該第２の内側環状壁１４１を通すように設けられる。好ましい実施例において、取り入れた酸化剤は、当該第２のチャンバー１３３からの流体を燃料富化状態から燃料欠乏の混合物に変換するのに十分な量である。
【００４０】
さらに、図７が参照されるように、当該第３のチャンバー１５は冷却チャンバーであり、通過する流体に液体を噴射することで冷却させる。好ましい実施例において、前記液体は水流である。当該第３のチャンバー１５は第３の内壁１５１と、当該第３の内壁１５１と同心に設けられる第３の外壁１５２とを有し、当該第３の内壁１５１によって第３のチャンバー１５３が画成され、且つ、当該第３のチャンバー１５３は当該第２の内部空間１４１１と、当該第２のチャンバー１３３とに連通する。少なくとも１つの液体通路１５４は当該第３の外壁１５２を通すように当該第３の外壁１５２に設けられ、且つ、当該第３の内壁１５１と当該第３の外壁１５２との間に貯蔵空間１５５が設けられる。これにより、当該液体通路１５４によって水流が取り入れられると、当該貯蔵空間１５５が漸次満たされていき、最終的に当該貯蔵空間１５５から溢れ出して滝を形成し、当該第３の内壁１５１に沿って下向きに流動し、これによって当該反応部１０への顆粒の沈殿と凝集が緩和される。
【００４１】
本発明の当該ガス汚染物の分解・酸化をコントロールする装置１は、当該反応部１０が２段階の燃焼反応部であり、当該第１のチャンバー１１３と当該第２のチャンバー１３３とを２段に設計することで、ＮＯｘ及びＣＯの形成を最大限に抑える。実験結果によると、本発明の当該ガス汚染物の分解・酸化をコントロールする装置１でＮＯｘの検出量はＮＯの１５ｐｐｍの検出限界、ＮＯ２の２０ｐｐｍの検出限界を下回っている。
【００４２】
さらに、図８が参照されるように、本発明の当該洗浄部２０は長い円筒状であり、且つ、廃ガスと充填物との間の接触面積を増加させるための複数の充填物（不図示）を含む。また、当該洗浄部２０の内壁に複数の噴射流体（不図示）が設けられ、且つ、当該洗浄部２０のこれらの充填物より高い部位に複数のドリッパー２３が設けられる。これらの充填物は例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）からなってもよいが、当該材料に限定されない。これらの噴射流体はこれらの充填物の間に流出物処理剤を供給して流体が通過する時これらの充填物の間に残留する残留物を除去する。これらのドリッパー２３は、流出物処理剤を大きな液滴として供給することで、上方からこれらの充填物を湿潤させリンスする。本発明の一つの実施例において、当該洗浄部２０の湿潤面積を増やすとともに、流体の流動速度を低減することにより顆粒の捕捉率を高めることができる。
【００４３】
図９は、本発明の一つの実施例の当該水タンク４０を概略的に示す図である。当該水タンク４０は前面４１と、当該前面４１に対向する背面４２と、当該前面４１と当該背面４２とに接続される上面４３とを有する。当該上面４３は少なくとも３つの連通口４３１を含み、当該反応部１０、当該洗浄部２０及び当該水力旋回部３０（図９では不図示）にそれぞれ連通する。また、当該前面４１及び／又は当該背面４２に少なくとも１つの開口部４４が設けられ、当該開口部４４によって、当該反応部１０又は当該洗浄部２０などその他の部材を除去しなくても当該水タンク４０の清掃を容易に実施することができる。
【００４４】
また、本発明の一つの実施例において、流体が当該反応部１０の当該第３のチャンバー１５から流出する場所に対応して吐水ユニット（不図示）がさらに設けられ、これによって当該流体中の顆粒が当該洗浄部２０に入ることが避けられる。別の実施例において、当該水タンク４０の当該上面４３には当該水タンク４０内のｐＨ値を監視するｐＨセンサー（不図示）がさらに設けられてもよく、数値が異常である時、注意情報を発する。又は、その他の実施例において、水量監視装置（不図示）を用いて当該水タンク４０内の水量を監視して収容可能な最大量を超えることを避ける。
【００４５】
図１Ｂが参照されるように、当該水力旋回部３０は当該水タンク４０に接続されて、フィルターとして当該水タンク４０中の顆粒を捕捉することで、当該装置１の保守周期を延長することができる。本発明は、センサー５０をさらに含んでもよく、当該センサー５０の種類は実施時の要件に応じて選択することができる。例えば、当該反応部１０は当該センサー５０によって監視することでより高い分解除去効率（ＤＲＥ）を実現できるため、燃焼時の温度を速やかに検出できる温度センサー、例えば、抵抗式温度検出器（ＲＴＤ）、熱電対、サーミスタ、赤外線センサー、半導体センサー、温度計などを選択できるが、本発明でこれらに限定されない。当該センサー５０は、廃ガスの反応状況を速やかに検出又は監視できるように、当該反応部１０内の任意の１つ以上のチャンバーを通すように設けられてもよい。
【００４６】
本発明の一つの具体例において、当該センサー５０は燃焼温度を監視する電荷結合素子（ＣＣＤ）であってもよく、当該電荷結合素子（ＣＣＤ）は一端が当該上蓋板１６を通して当該第１のチャンバー１１３内に延伸するように当該上蓋板１６に装着されてもよい（図１Ａ、図１Ｂ及び図２を参照する）。又は、他端が当該第１の外壁１１２を通して当該第１のチャンバー１１３内に延伸して監視を実施する（不図示）ように、当該第１のチャンバー１１の当該第１の外壁１１２に設けられてもよい。この場合、図１０が参照されるように、本発明の装置１は使用者が適切な有線又は無線装置８０（例えば、スマートフォン）を介して当該装置１を遠隔監視又は制御できるマンマシンインタフェースをさらに含んでもよい。当該電荷結合素子（ＣＣＤ）と当該マンマシンインタフェースとは、有線の形式で接続されていてもよいし無線の形式で接続されていてもよく、本発明はこれに関して特に限定されない。
【００４７】
さらに、本発明は上記の装置１にコントロール部７０を追加してガス状汚染物の分解・酸化をコントロールするシステムとして構成させてもよい。
【００４８】
図１０が参照されるように、当該システムは設備部（即ち、当該装置１）と、当該コントロール部７０とを含み、当該設備部は上述した各部材を含み、ここでその具体的な説明は省略する。当該コントロール部７０は当該装置１の片側において、地面に対して垂直であるように上向きに延伸し、且つ、平行に隣接するように設けられ、当該コントロール部７０は複数のコントロールスイッチを含み、これらのコントロールスイッチは当該装置１の当該反応部１０、当該洗浄部２０、当該水力旋回部３０（図１０では不図示）及び当該水タンク４０にそれぞれ電気的に接続されて当該装置１をコントロールする。
【００４９】
さらに、本発明において、図１０が参照されるように、上記の当該有線又は無線装置８０を利用して当該コントロール部７０を遠隔制御することができる。
【００５０】
本発明の一つの実施例において、当該装置１はハウジング２内に装着されてもよく、図１１が参照されるように、ポンプ６０をさらに含んでもよい。
【００５１】
一つの実施例において、当該装置１のハウジングの背側の開口は除去されてもよく、これによって当該ポンプ６０を収容する別のハウジングは当該装置１に融合される。この場合、その他の装置（例えば、当該ポンプ６０）が使用するスペースを節約し、限られるスペース内により多くの部材を取り付けることができ、且つ、当該ポンプ６０同士間の配線を減らし、取付けのための費用を削減し時間を節約する目的を達成する。
【００５２】
さらに、本発明は廃ガスから汚染物を除去する熱反応器９０を提供する。一つの実施例において、図１２が参照されるように、当該熱反応器９０は熱反応ユニット９１と、急冷ユニット９２とを含み、当該熱反応ユニット９１はチャンバー９１１と、少なくとも１つの廃ガス入口９１２と、火炎領域９１３とを含み、当該チャンバー９１１は側壁９１４を有し、当該廃ガス入口９１２は当該側壁９１４に穿設されて当該チャンバー９１１に連通することで縦方向以外の方向から当該チャンバー９１１に廃ガスＧｗを取り入れ、当該火炎領域９１３は、当該廃ガスＧｗが当該チャンバー９１１に取り入れられた垂直距離Ｄｖで下向きに移動してから当該火炎領域９１３に入るように、当該チャンバー９１１において当該廃ガス入口９１２の下方に形成される。本実施例において、当該縦方向以外の方向は水平方向であり、その他の実施例において、例えば、図１３が参照されるように、当該方向は水平面と９０度未満の角度を形成する斜め方向であって、その他の非垂直の方向である。これにより、当該廃ガスＧｗが当該チャンバー９１１に取り入れられたら、すぐには当該火炎領域９１３に接触しないことになり、当該熱反応器９０において、当該廃ガスＧｗが分解しきれず当該チャンバー９１１の内壁に堆積されることが避けられる効果が得られる。当該急冷ユニット９２は、当該熱反応ユニット９１からの気流Ｇｓを受け入れるように、当該熱反応ユニット９１の下方において当該熱反応ユニット９１に接続されるように設けられ、ただし、当該急冷ユニット９２は当該急冷ユニット９２の内壁９２１を流れる水幕Ｗを含む。
【００５３】
本実施例において、当該熱反応ユニット９１は少なくとも１つの燃料入口９１５と、誘導火炎入口９１６とをさらに含み、当該燃料入口９１５は燃料Ｆを当該チャンバー９１１に取り入れ、当該誘導火炎入口９１６は当該燃料Ｆを点火する誘導火炎９１７を供給する。図１２及び図１３において、当該燃料入口９１５及び当該誘導火炎入口９１６は、当該廃ガス入口９１２の下方に設けられているが、これは説明するための一例に過ぎず、その他の例において、当該燃料入口９１５及び当該誘導火炎入口９１６は、当該火炎領域９１３が当該チャンバー９１１において当該廃ガス入口９１２の下方に形成されているのであれば、その他の位置に設けられてもよい。また、一つの実施例において、当該燃料Ｆは予混合チャンバー９１８の中で空気又はその他のガスと混合されてから当該チャンバー９１１に送り込まれてもよい。
【００５４】
別の実施例において、また、図１２及び図１３が参照されるように、当該熱反応器９０は熱反応ユニット９１と、急冷ユニット９２とを含み、当該熱反応ユニット９１はチャンバー９１１と、少なくとも１つの廃ガス入口９１２と、少なくとも１つの燃料入口９１５と、誘導火炎入口９１６とを含み、当該廃ガス入口９１２は当該チャンバー９１１に連通して当該チャンバー９１１に廃ガスＧｗを取り入れ、当該燃料入口９１５は当該チャンバー９１１に連通して燃料Ｆを取り入れ、当該燃料Ｆは当該チャンバー９１１での当該廃ガスＧｗの分解過程に使用され、当該誘導火炎入口９１６は当該チャンバー９１１に連通して誘導火炎９１７を供給して当該燃料Ｆを点火する。本実施例において、当該燃料入口９１５及び当該誘導火炎入口９１６は当該廃ガス入口９１２の下方において、当該廃ガス入口９１２と燃焼遅延距離Ｄｄを隔てるように設けられ、当該急冷ユニット９２は当該熱反応ユニット９１からの気流Ｇｓを受け入れるように、当該熱反応ユニット９１の下方において当該熱反応ユニット９１に接続されるように設けられ、ただし、当該急冷ユニット９２は当該急冷ユニット９２の内壁９２１を流れる水幕Ｗを含む。図１２及び図１３において、当該廃ガス入口９１２は当該側壁９１４に穿設されて当該チャンバー９１１に連通することで縦方向以外の方向から当該チャンバー９１１に廃ガスＧｗを取り入れる。その他の例において、当該廃ガス入口９１２は、当該燃料入口９１５及び当該誘導火炎入口９１６が当該廃ガス入口９１２の下方において、当該燃焼遅延距離Ｄｄを隔てるように設けられ、点火を遅延させる目的を達成できるのであれば、その他の方向から廃ガスＧｗを当該チャンバー９１１に取り入れてもよい。
【００５５】
また、別の実施例において、図１４が参照されるように、当該熱反応器９０は、熱反応ユニット９１と、急冷ユニット９２と、点火ユニット９３とを含み、当該熱反応ユニット９１は、チャンバー９１１と、少なくとも１つの廃ガス入口９１２とを含み、当該廃ガス入口９１２は当該チャンバー９１１に連通して当該チャンバー９１１に廃ガスＧｗを取り入れ、当該点火ユニット９３は当該熱反応ユニット９１に接続され、当該点火ユニット９３は火炎チャンバー９３１を含み、当該火炎チャンバー９３１は当該チャンバー９１１に連通し、当該火炎チャンバー９３１内に燃料Ｆと、当該燃料Ｆを点火する誘導火炎９３２と、少なくとも１つの燃料入口９３３と、誘導火炎入口９３４とが設けられ、当該燃料入口９３３は燃料Ｆを当該チャンバー９１１に取り入れ、当該誘導火炎入口９３４は当該誘導火炎９３２を供給する。当該急冷ユニット９２は、当該熱反応ユニット９１からの気流Ｇｓを受け入れるように、熱反応ユニット９１の下方において当該熱反応ユニット９１に接続されるように設けられ、ただし、当該急冷ユニット９２は当該急冷ユニット９２の内壁９２１を流れる水幕Ｗを含む。本実施例において、当該廃ガスＧｗが当該チャンバー９１１に入ったら一定の垂直距離Ｄｖで下向きに移動してから当該火炎チャンバー９３１に入る。
【００５６】
別の実施例において、当該廃ガス入口９１２と当該誘導火炎９３２との間に、鉛直の軸方向において下向きに漸次昇温する温度勾配が形成され、即ち、図１５が参照されるように、当該廃ガス入口９１２に隣接するＡ箇所から当該火炎チャンバー９３１のＡ’箇所に至るまで、当該温度勾配は漸次上昇する。本実施例において、当該廃ガス入口９１２の角度の設計、当該燃料入口９１５及び当該誘導火炎入口９１６の設けられる位置又は当該火炎領域９１３の設けられる位置は上記の図１２〜図１４を参照することができる。又は、当該廃ガス入口９１２と当該誘導火炎９３２との間に当該温度勾配が形成されているのであれば、その他の設計を採用してもよい。
【００５７】
その他の実施例において、図１２又は図１３が参照されるように、当該熱反応器９０は、熱反応ユニット９１と、急冷ユニット９２とを含み、当該熱反応ユニット９１はチャンバー９１１と、少なくとも１つの廃ガス入口９１２とを含み、当該廃ガス入口９１２は当該チャンバー９１１に連通して当該チャンバー９１１に廃ガスＧｗを取り入れる。当該急冷ユニット９２は、当該熱反応ユニット９１からの気流Ｇｓを受け入れるように、熱反応ユニット９１の下方において当該熱反応ユニット９１に接続されるように設けられ、ただし、当該急冷ユニット９２は当該急冷ユニット９２の内壁９２１を流れる水幕Ｗを含む。
別の実施例において、図１４が参照されるように、当該熱反応器９０は、熱反応ユニット９１と、急冷ユニット９２と、点火ユニット９３とを含み、当該熱反応ユニット９１はチャンバー９１１と、少なくとも１つの廃ガス入口９１２とを含み、当該廃ガス入口９１２は当該チャンバー９１１に連通して当該チャンバー９１１に廃ガスＧｗを取り入れ、当該点火ユニット９３は当該熱反応ユニット９１の下方において当該熱反応ユニット９１に接続されるように設けられ、当該点火ユニット９３は外壁と、内壁と、当該外壁と当該内壁との間に限定される予混合チャンバーと、当該内壁によって限定される火炎チャンバー９３１とを含み、当該点火ユニット９３の構造に関して図４Ａ及び図４Ｂを参照することができる。当該急冷ユニット９２は、当該熱反応ユニット９１からの気流Ｇｓを受け入れるように、点火ユニット９３の下方において当該点火ユニット９３に接続されるように設けられ、ただし、当該急冷ユニット９２は当該急冷ユニット９２の内壁９２１を流れる水幕Ｗを含む。
別の実施例において、図１６が参照されるように、当該熱反応器９０は第１の熱反応ユニット９１Ａと、急冷ユニット９２と、点火ユニット９３と、第２の熱反応ユニット９４と、酸素富化ガス供給ユニット９５とを含み、当該第１の熱反応ユニット９１はチャンバー９１１と、少なくとも１つの廃ガス入口９１２とを含み、当該廃ガス入口９１２は当該チャンバー９１１に連通して当該チャンバー９１１に廃ガスＧｗを取り入れ、当該点火ユニット９３は火炎チャンバー９３１を含み、当該火炎チャンバー９３１は当該チャンバー９１１に連通し、当該火炎チャンバー９３１内に燃料Ｆと、当該燃料Ｆを点火する誘導火炎９３２とが設けられ、当該第２の熱反応ユニット９４は当該点火ユニット９３の下方に設けられ、当該第２の熱反応ユニット９４はセラミック部９４１と、内壁９４２と、当該内壁９４２によって限定されるチャンバー９４３と、当該内壁９４２に穿設されて気流Ａを供給する少なくとも１つの吸気孔９４４と、当該気流Ａを供給する気流通路９４５とを含む。本実施例において、当該気流Ａは室温の空気であってもよく、当該酸素富化ガス供給ユニット９５は少なくとも１つの吸気孔９５１を含むように、当該第２の熱反応ユニット９４の下方に設けられ、当該酸素富化ガス供給ユニット９５は当該吸気孔９５１から酸素富化ガスＧｏを当該熱反応器９０の当該チャンバー９１１に輸送し、当該急冷ユニット９２は当該第１の熱反応ユニット９１Ａからの気流Ｇｓを受け入れるように、第１の熱反応ユニット９１Ａの下方において当該チャンバー９１１に連通するように設けられ、ただし、当該急冷ユニット９２は当該急冷ユニット９２の内壁９２１を流れる水幕Ｗを含む。
【００５８】
図１７が参照されるように、その他の実施例において、当該第２の熱反応ユニット９４は傾斜内壁９４２ａと、当該傾斜内壁９４２ａによって限定される円錐状のチャンバー９４３ａと、当該傾斜内壁９４２ａに穿設されて気流Ａを供給する少なくとも１つの斜め吸気孔９４４ａとを含む。当該円錐状のチャンバー９４３ａは当該火炎チャンバー９３１に連通する上部開口９４３１ａと、口径が当該上部開口９４３１ａより大きい底部開口９４３２ａとを有する。ただし、当該気流Ａは下向きに斜め噴射されて当該円錐状のチャンバー９４３ａに入り、当該傾斜内壁９４２ａを設けることにより、当該廃ガスＧｗの顆粒の当該傾斜内壁９４２ａへの堆積を緩和できる。
【００５９】
図１２〜図１７の実施例に係る部材は、相互参照することができ、さらに、図１〜図１６の実施例に係る部材と相互参照することもできる。
【００６０】
上記の内容において本発明を詳細に説明しているが、上述した記載は本発明の実施範囲を限定するものではない。本発明の特許請求の範囲に基づいてなされる均等な変更、補正などは、いずれも本発明の特許請求の範囲に含まれるものとする。
【符号の説明】
【００６１】
１                          装置
２                          ハウジング
１０                        反応部
１１                        第１のチャンバー
１１１                      第１の内壁
１１２                      第１の外壁１１２
１１３                      第１のチャンバー
１３１                      第２の内壁
１３２                      第２の外壁
１３２１                    吸気通路
１３３                      第２のチャンバー
１１４                      廃ガス吸気通路
１１４１                    第１の部材
１１４２                    第２の部材
１１４３                    接続部材
１２                        第１の中間層
１２１                      第１の内側環状壁
１２１１                    第１の内部空間
１２１２                    ノズル
１２１３                    誘導火炎入口
１２２                      第１の外側環状壁
１２３                      第１の中間空間
１２３１                    環状通路
１２４                      第１のガス通路
１２５                      第２のガス通路
１２６                      冷却水通路
１２７ａ                    上方ガス通路
１２７ｂ                    下方ガス通路
１３                        第２のチャンバー
１４                        第２の中間層
１４１                      第２の内側環状壁
１４１１                    第２の内部空間
１４２                      第２の外側環状壁
１４２１                    酸化剤通路
１４３                      第２の中間空間
１５                        第３のチャンバー
１５１                      第３の内壁
１５２                      第３の外壁
１５３                      第３のチャンバー
１５４                      液体通路
１５５                      貯蔵空間
１６                        上蓋板
２０                        洗浄部
３０                        水力旋回部
４０                        水タンク
４１                        前面
４２                        背面
４３                        上面
４３１                      連通口
４４                        開口部
５０                        センサー
７０                        コントロール部
８０                        有線又は無線装置
９０                        熱反応器
９１                        熱反応ユニット
９１１                      チャンバー
９１２                      廃ガス入口
９１３                      火炎領域
９１４                      側壁
９１５                      燃料入口
９１６                      誘導火炎入口
９１７                      誘導火炎
９１８                      燃料Ｆは予混合チャンバー
９２                        急冷ユニット
９２１                      内壁
９３                        点火ユニット
９３１                      火炎チャンバー
９３２                      誘導火炎
９３３                      燃料入口
９３４                      誘導火炎入口
９１Ａ                      第１の熱反応ユニット
９４                        第２の熱反応ユニット
９４１                      セラミック部
９４２                      内壁
９４３                      チャンバー
９４３ａ                    円錐状のチャンバー
９４３１ａ                  上部開口
９４３２ａ                  底部開口
９４４                      吸気孔
９４４ａ                    斜め吸気孔
９４５                      気流通路
９５                        酸素富化ガス供給ユニット
９５１                      吸気孔
【図１Ａ】
2020201030.tif 000003
【図１Ｂ】
2020201030.tif 000004
【図２】
2020201030.tif 000005
【図３】
2020201030.tif 000006
【図４Ａ】
2020201030.tif 000007
【図４Ｂ】
2020201030.tif 000008
【図５】
2020201030.tif 000009
【図６】
2020201030.tif 000010
【図７】
2020201030.tif 000011
【図８】
2020201030.tif 000012
【図９】
2020201030.tif 000013
【図１０】
2020201030.tif 000014
【図１１】
2020201030.tif 000015
【図１２】
2020201030.tif 000016
【図１３】
2020201030.tif 000017
【図１４】
2020201030.tif 000018
【図１５】
2020201030.tif 000019
【図１６】
2020201030.tif 000020
【図１７】
2020201030.tif 000021