(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内向き燃焼多孔バーナーの出口面により包囲された燃焼ゾーンを有し、前記多孔バーナーは開口端部を備え、該開口端部を通して燃焼生成物が燃焼ゾーンから排出され、少なくとも１種類の有害物質を含むガス流を燃焼ゾーン内に注入する手段と、燃料ガスおよびオキシダントを前記内向き燃焼多孔バーナーに供給して前記出口面で燃焼させる手段とを有する有害物質の燃焼破壊装置において、前記内向き燃焼多孔バーナーの少なくとも開口端部を加熱する第２バーナーを更に有し、
前記第２バーナーは、内向き燃焼多孔バーナーおよび燃焼ゾーンにより包囲された外向き燃焼多孔バーナーからなり、燃焼破壊装置は、燃料ガスおよびオキシダントを外向き燃焼多孔バーナーに供給する手段を更に有する、ことを特徴とする燃焼破壊装置。
【請求項２】
前記第２バーナーは、少なくとも一部が前記内向き燃焼多孔バーナーにより包囲されている、請求項１に記載の燃焼破壊装置。
【請求項３】
前記第２バーナーは、前記内向き燃焼多孔バーナーと同心である、請求項１または２に記載の燃焼破壊装置。
【請求項４】
開口端部を備えた内向き燃焼多孔バーナーの出口面により包囲され、且つ前記内向き燃焼多孔バーナーの少なくとも開口端部を加熱する外向き燃焼多孔バーナーの出口面を包囲する環状燃焼ゾーンと、少なくとも１種類の有害物質を含むガス流を燃焼ゾーン内に注入する手段と、燃料ガスおよびオキシダントを前記内向き燃焼多孔バーナーに供給して出口面で燃焼させる手段とを有し、
前記燃料ガスおよびオキシダントを前記内向き燃焼多孔バーナーに供給する手段は、燃料ガスおよびオキシダントの同じ混合気を両方の多孔バーナーに供給するように構成されている、
ことを特徴とする有害物質の燃焼破壊装置。
【請求項５】
前記燃料ガスおよびオキシダントを前記内向き燃焼多孔バーナーに供給する手段は、燃料ガスおよびオキシダントの第１の混合気を前記内向き燃焼多孔バーナーに供給し、且つ第１の混合気とは異なる燃料ガスおよびオキシダントの第２の混合気を外向き燃焼多孔バーナーに供給するように構成されている、請求項４に記載の燃焼破壊装置。
【請求項６】
前記内向き燃焼多孔バーナーは、各々、セラミックおよび金属ファイバーの少なくとも一方からなる多孔層を有している、請求項４又は５に記載の燃焼破壊装置。
【請求項７】
前記内向き燃焼多孔バーナーは、外向き燃焼多孔バーナーとは異なる組成を有している、請求項６に記載の燃焼破壊装置。
【請求項８】
前記ガス流を燃焼ゾーン内に注入する手段は、ガス流を燃焼ゾーン内に注入する複数群のノズルからなる、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の燃焼破壊装置。
【請求項９】
前記環状燃焼ゾーンは長手方向軸線の周りに延びており、ノズルの群は、前記長手方向軸線の周りで等距離に間隔を隔てられている、請求項８に記載の燃焼破壊装置。
【請求項１０】
前記ノズルの各群は複数のノズルからなり、該複数のノズルは、前記長手方向軸線に対して平行に延び且つ前記長手方向軸線から間隔を隔てられている、それぞれの軸線の周りに配置されている、請求項９に記載の燃焼破壊装置。
【請求項１１】
各ノズル群は少なくとも３つのノズルからなる、請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の燃焼破壊装置。
【請求項１２】
少なくとも４つのノズル群からなる、請求項８乃至１１のいずれか１項に記載の燃焼破壊装置。
【請求項１３】
前記各ノズルは、燃料ガスおよびオキシダントの一方を、ノズルを通る前記ガス流の部分に供給すべくノズル内に突出しているそれぞれのランスを有している、請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の燃焼破壊装置。
【請求項１４】
前記ノズルはランスの周りに延びている、請求項１３に記載の燃焼破壊装置。
【請求項１５】
前記ノズルは、ランスと同心である、請求項１３または１４に記載の燃焼破壊装置。
【請求項１６】
前記各ノズルは、燃料ガスおよびオキシダントの一方を、ノズルを通る前記ガス流の部分に供給するための、各ノズルの周りに延びているそれぞれのスリーブを有している、請求項８乃至１５のいずれか１項に記載の燃焼破壊装置。
【請求項１７】
前記スリーブは、ノズルと同心である、請求項１６に記載の燃焼破壊装置。
【請求項１８】
前記ノズルはスリーブ内に終端している、請求項１６または１７に記載の燃焼破壊装置。
【請求項１９】
前記内向き燃焼多孔バーナーのアスペクト比は、１より小さい値を有する、請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の燃焼破壊装置。
【請求項２０】
前記燃焼ゾーンの下に配置され、且つ前記燃焼ゾーンに流通している冷却カラムと、該冷却カラムの内面に沿う水の流れを維持する手段と、前記冷却カラムの底部に連結された気−液セパレータとを有する、請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の燃焼破壊装置。
【請求項２１】
少なくとも１種類の有害物質を含むガス流を、開口端部を備えた内向き燃焼多孔バーナーの出口面により包囲された燃焼ゾーン内に注入する段階と、燃料ガスおよびオキシダントを前記内向き燃焼多孔バーナーに供給して出口面で燃焼させる段階と、燃焼生成物を前記内向き燃焼多孔バーナーの開口端部を通して燃焼ゾーンから排出させる段階とを有する有害物質の燃焼破壊方法において、
前記内向き燃焼多孔バーナーの開口端部は、第２のバーナーによって加熱され、
前記内向き燃焼多孔バーナーの開口端部は、内向き燃焼多孔バーナーにより包囲された外向き燃焼多孔バーナーにより加熱され、燃料ガスおよびオキシダントを前記内向き燃焼多孔バーナーに供給してその出口面で燃焼させ、
燃料ガスおよびオキシダントの同じ混合気が、前記内向き燃焼多孔バーナー及び前記外向き燃焼多孔バーナーに供給される、ことを特徴とする燃焼破壊方法。
【請求項２２】
少なくとも１種類の有害物質を含むガス流を、内向き燃焼多孔バーナーの出口面により包囲され且つ外向き燃焼多孔バーナーの出口面を包囲する環状燃焼ゾーン内に注入する段階と、燃料ガスおよびオキシダントを前記内向き燃焼多孔バーナーに供給してこれらの出口面で燃焼させる段階とを有し、
燃料ガスおよびオキシダントの同じ混合気が、前記内向き燃焼多孔バーナー及び前記外向き燃焼多孔バーナーに供給される、ことを特徴とする有害物質の燃焼破壊方法。
【請求項２３】
燃料ガスおよびオキシダントの異なる混合気が、前記内向き燃焼多孔バーナー及び前記外向き燃焼多孔バーナーのそれぞれに供給される、請求項２１または２２に記載の燃焼破壊方法。
【請求項２４】
燃料ガスおよびオキシダントの一方が、燃焼ゾーン内に注入される前に、前記ガス流中に供給される、請求項２１乃至２３のいずれか１項に記載の燃焼破壊方法。
【請求項２５】
前記ガス流は、燃焼ゾーンの開いた底部を通して、水の流れが維持される内面を備えたカラム中に排出される、請求項２１乃至２４のいずれか１項に記載の燃焼破壊方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有害物質、より詳しくはガス流中に含まれる地球温暖化ガスの燃焼破壊に関し、及び半導体またはフラットパネルディスプレイ製造工業に使用されるプロセスツールから排出されるガスの処理に使用を見出すものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6、ＮＦ3およびＳＦ6等のパーフルオロ（ＰＦＣ）ガスは、一般に、例えば誘電体層エッチングおよび／またはチャンバクリーニングの目的で、半導体およびフラットパネルディスプレイ製造工業で使用されるプロセスチャンバに供給される。製造プロセスまたはクリーニングプロセスの後、典型的には、プロセスチャンバから排出されるガス中には、プロセスチャンバに供給されたガスの或る残留分が含まれている。上記パーフルオロ化合物は温室効果ガスとして知られており、したがって、ガスを大気中に排出する前に、排出ガスからこれらの種を除去することが望まれている。
【０００３】
欧州特許出願公開第０６９４７３５号には、ガス流を処理して、ガス流から有害物質を除去するガス除害装置であって、燃料ガスが、円筒状の内向き燃焼多孔ガスバーナーの出口面により横方向に包囲された燃焼ゾーン内にノズルを通して注入される前に、ガス流と予め混合される構成のガス除害装置が開示されている。燃料ガスおよび空気は、多孔バーナーを包囲するプレナムに同時に供給されて出口面で無炎燃焼を行い、多孔バーナーを通る空気の量は、バーナーに供給される燃料だけでなく燃焼ゾーン内に注入される混合気中のあらゆる可燃性物質を消費するのに充分な量である。燃焼ゾーンの底部開放端は、燃焼ゾーンを出るガス流を冷却する水の流れで覆われる内面を備えた冷却カラムに連結されている。続いて、ガス流は冷却水から分離され、大気中に排出される前にスクラバーに通される。
【０００４】
燃焼ゾーン内にガス流が入る前にガス流と燃料とを予め混合させることにより、装置のＰＦＣ除害効率を改善できることが判明した。この技術は、Ｃ2Ｆ6、ＳＦ6およびＮＦ3については良い結果が得られたが、燃焼ゾーン内で達成できる最高温度のため、ＣＦ4の除害には適用できなかった。
【０００５】
上記技術の改良が欧州特許出願公開第０８０２３７０号に開示されている。この技術では、予め混合された燃料およびガス流が、燃焼ゾーンに流入する前に酸素を混合気中に導入するランスと同心のノズルを通して燃焼ゾーン内に注入される。この技術を用いると、ＣＦ4を含む全てのＰＦＣガスについて良い結果が得られた。国際公開第２００６／０１３３５５号には他の改良が開示され、この技術では、ガス流と燃料とを予め混合するのではなく、燃料ガスをガス流と一緒に燃焼ゾーン内に注入できるスリーブにより、ノズルも包囲されている。ランスおよびスリーブの両方に供給されるガスの性質を変えることにより、単一の注入化学量論を用いて一定範囲の有害物質を処理できる。この構成は、燃焼副生物としてＣＦ4を発生させることなく、フッ素（Ｆ2）含有ガス流を特に有効に処理できることが判明している。
【０００６】
このような装置を所有することのコストは、種々ある中で、多孔ガスバーナーに供給される燃料ガスの量に基いて定まる。燃料消費を低減させるのに使用されている１つの技術は、多孔バーナーの長さを短縮し、これにより、バーナーを包囲するプレナムの体積と、バーナーの出口面での無炎燃焼を行うべくプレナムに供給する必要がある燃料ガスおよび空気の量との両方を小さくすることである。
【０００７】
多孔バーナーの出口面は、燃焼ゾーン内に高温を維持する補助をする赤外放射線を放射する。しかしながら、放射熱交換が小さいため、多孔バーナーの底部に向かって比較的低温の状態が支配する。バーナーの長さが小さくなると、これらの比較的低温の状態が支配するバーナーの比率が減少する。バーナーのアスペクト比（長さ／内径）が１より小さい値になると、装置から排出されるガス流内のＣＯおよび未燃焼燃料ガスが増大し始め、装置の除害性能は低下し始める。この劣った性能は、比較的低温で作動するバーナーの割合が大きく、事実上、多孔バーナーのアスペクト比が減少された範囲に制限されることに帰する。
【０００８】
ガス除害装置を所有するコストに影響を与えている他のファクタは、半導体およびフラットパネルのプロセスチャンバのサイズの増大である。このようなデバイスの製造には、スケールの経済性を得るため、ますます大きくなる基板の加工を行う傾向があり、基板は、必要サイズの個々の多くのデバイスを製造する加工段階の完了時にさいの目に刻まれる。この結果、大きい基板に適合できかつ満足できる加工速度を得るため、プロセスチャンバのサイズ、および該プロセスチャンバに供給されかつ後でここから排出されるガスの流量も増大される。
【０００９】
ガス除害装置に流入するガスの量の増大は、燃焼ゾーン内に注入される排出ガスが通る入口の数および燃焼ゾーンの体積の両方を増大させることにより適合される。上記理由から、（排出ガスの増大した流量により必要とされる入口数の増大に適合させるべく）多孔バーナーの内径を増大させるだけでは、除害装置の性能を損なうことなく燃焼ゾーンの体積の増大を実現することはできない。このため、バーナーの内径を増大するときは、燃焼ゾーンの長さ、したがって多孔バーナーの長さおよび該バーナーを包囲するプレナムの体積の両方をも増大させなくてはならず、このため、装置の燃料ガス消費も増大する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０６９４７３５号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第０８０２３７０号明細書
【特許文献３】国際公開第２００６／０１３３５５号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明の少なくとも好ましい実施形態の目的は、多孔ガスバーナーを備えたガス除害装置であって、比較的大きい流量のガス流を、比較的少ないガス消費のみで処理できるガス除害装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、内向き燃焼多孔バーナーの出口面により包囲された燃焼ゾーンを有し、前記多孔バーナーは開口端部を備え、該開口端部を通して燃焼生成物が燃焼ゾーンから排出され、少なくとも１種類の有害物質を含むガス流を燃焼ゾーン内に注入する手段と、燃料ガスおよびオキシダントを多孔バーナーに供給して前記出口面で燃焼させる手段とを有する有害物質の燃焼破壊装置において、多孔バーナーの少なくとも開口端部を加熱する第２バーナーを更に有することを特徴とする燃焼破壊装置を提供する。
【００１３】
多孔バーナーの少なくとも開口端部を加熱する第２バーナーを設けることにより、使用中に多孔バーナーの開口端部とその残部との間の温度差を著しく小さくできる。これにより、装置の除害性能を大きく低下させることなく、多孔バーナーのアスペクト比を１より小さい値、例えば０．４と１との間に低減できる。この結果、装置の性能を損なうことなく、装置の燃料ガス消費を低減できる。また、ガス流を燃焼ゾーン内に注入させる入口または他のそのような手段の数の増大に適合させるべく装置の直径を増大でき、これにより、装置の性能を損なうことなく装置のキャパシティを増大できる。
【００１４】
第２バーナーは、少なくとも一部が多孔バーナーにより包囲され、かつ多孔バーナーと実質的に同心であるのがよい。好ましい実施形態では、第２バーナーは、内向き燃焼多孔バーナーおよび燃焼ゾーンにより包囲された外向き燃焼多孔バーナーからなり、燃焼破壊装置は、燃料ガスおよびオキシダントを外向き燃焼多孔バーナーに供給する手段を更に有している。
【００１５】
本発明はまた、内向き燃焼多孔バーナーの出口面により包囲されかつ外向き燃焼多孔バーナーの出口面を包囲する環状燃焼ゾーンと、少なくとも１種類の有害物質を含むガス流を燃焼ゾーン内に注入する手段と、燃料ガスおよびオキシダントを多孔バーナーに供給して出口面で燃焼させる手段とを有する有害物質の燃焼破壊装置を提供する。
【００１６】
燃料ガスおよびオキシダントを多孔バーナーに供給する手段は、燃料ガスおよびオキシダントの同じ混合気を両方の多孔バーナーに供給するように構成できる。変形例では、燃料ガスおよびオキシダントを多孔バーナーに供給する手段は、燃料ガスおよびオキシダントの第１の混合気を外側の内向き燃焼多孔バーナーに供給し、かつ第１の混合気とは異なる燃料ガスおよびオキシダントの第２の混合気を内側の外向き燃焼多孔バーナーに供給するように配置するのがよい。例えば、内側バーナーの出口面での低い表面燃焼速度（バーナー表面のkg-cal／時間／cm2で測定される）で必要とされる除害性能を達成できる場合には、内側バーナーに供給される混合気中に含まれる燃料ガスの割合は、外側バーナーに供給される混合気中の燃料ガスの割合より小さくでき、これによりコストを低下できる。
【００１７】
多孔バーナーは、各々、セラミックおよび／または金属ファイバーからなる多孔層を有する。外側バーナーは、内側バーナーとは異なる組成を有してもよいし、或いは両バーナーは同じ組成を有してもよい。
【００１８】
ガス流を燃焼ゾーン内に注入する手段は、ガス流を燃焼ゾーン内に注入する複数群のノズルによって提供される。これらのノズル群は、長手方向軸線の周りで実質的に等間隔に配置され、該長手方向軸線の周りに環状燃焼ゾーンが延びる。
【００１９】
ノズルの各群は複数のノズルで構成するのがよく、該複数のノズルは、前記長手方向軸線に対して実質的に平行に延び且つ前記長手方向軸線から間隔を隔てられた、それぞれの軸線の周りに配置され、これらの軸線は、環状燃焼ゾーンの長手方向軸線の周りで実質的に等距離に間隔を隔てられるのがよい。
【００２０】
各ノズル群は少なくとも３つのノズルで構成するのがよい。これらのノズルは、長手方向軸線から第一半径距離に位置する第一部分集合と、長手方向軸線から第２半径距離に位置する第２部分集合とを形成するように長手方向軸線の周りに配置される。装置には少なくとも４つのノズル群、好ましくは少なくとも６つのノズル群を設けるのがよい。これにより、装置には少なくとも１８個のノズルを設けることができ、このため、装置内へのガス流の流量を少なくとも９００リットル／分にすることができる。
【００２１】
各ノズルには、燃料ガスおよびオキシダントの一方を、ノズルを通るガス流の部分に供給すべくノズル内に突出しているそれぞれのランスを設けるのがよい。ノズルはランスの周りに延び、好ましくはランスと実質的に同心に配置するのがよい。
【００２２】
各ノズルは、また、燃料ガスおよびオキシダントの一方を、ノズルを通るガス流の部分に供給すべく各ノズルの周りに延びているそれぞれのスリーブを有する。このスリーブは、ノズルと実質的に同心で、ノズルはスリーブ内で終端するのがよい。
【００２３】
各ノズルにランスおよびスリーブの両方を設けることにより、燃焼ゾーン内の燃焼条件を、ガス流内に含まれる単一のまたは複数の特定有害物質に最適化することができる。例えば、ランスがオキシダントをガス流中に選択的に注入し、スリーブが燃料をガス流中に選択的に注入することができる。かくして、ランスおよびスリーブへの流体の流れを簡単にスイッチオンまたはオフすることにより、必要に応じて、燃料またはオキシダント、または燃料およびオキシダントの両方をガス流中に注入できる。
【００２４】
燃焼ゾーンの下には該燃焼ゾーンに流通する冷却カラムを設けることができ、これとともに、冷却カラムの内面に沿う水の流れを維持する手段と、冷却カラムの底部に連結された気−液セパレータとを更に設けるのがよい。これにより、燃焼ゾーンを出る燃焼生成物の流れを冷却できると同時に、ＨＦおよびＨＣｌ等のガス流中に含まれる酸性ガスの幾分かを、カラムの内面を覆う水の流れに溶解でき、かつ固体粒子をこの水流により捕捉することができる。
【００２５】
本発明はまた、少なくとも１種類の有害物質を含むガス流を、開口端部を備えた内向き燃焼多孔バーナーの出口面により包囲された燃焼ゾーン内に注入する段階と、燃料ガスおよびオキシダントを多孔バーナーに供給して出口面で燃焼させる段階と、燃焼生成物を多孔バーナーの開口端部を通して燃焼ゾーンから排出させる段階とを有する、有害物質の燃焼破壊方法を提供する。
【００２６】
本発明は更に、少なくとも１種類の有害物質を含むガス流を、内向き燃焼多孔バーナーの出口面により包囲され且つ外向き燃焼多孔バーナーの出口面を包囲する環状燃焼ゾーン内に注入する段階と、燃料ガスおよびオキシダントを多孔バーナーに供給してこれらの出口面で燃焼させる段階とを有する、有害物質の燃焼破壊方法を提供する。
【００２７】
本発明の装置の観点に関連して上述した特徴は、本発明の方法の観点にも等しく適用でき、これと逆に方法の観点を装置の観点に適用することもできる。
【００２８】
本発明の好ましい特徴を、単なる例示として、添付図面を参照して以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】有害物質の燃焼破壊装置を示す断面図である。
【図２】図１の装置の燃焼ゾーン内にガス流を注入するノズルの構成を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
最初に図１を参照すると、装置は、半導体またはフラットパネルディスプレイのプロセスツールから真空排気システムによりポンプ送出されるガス流を受入れる複数（この例では６つ）の入口１０を有している。ガス流は、各入口１０からそれぞれのノズル群１２に搬送され、ノズル群１２はガス流を燃焼ゾーン１４内に注入する。この例では、各ノズル群１２は、燃焼ゾーン１４の長手方向軸線１８に実質的に平行に延びているそれぞれの軸線１６の周りに配置された３つのノズルからなる。これらの軸線１６は、好ましくは、長手方向軸線１８から半径方向に実質的に等距離で、かつ好ましくは、長手方向軸線１８の周りで実質的に等角度で間隔を隔てられている。各群内でノズル１２はそれぞれの共通軸線１６の周りで所望通りに配置できるが、図２に示す好ましい配置では、ノズルの１つは長手方向軸線１８から第１半径距離ｒ1に位置し、他の２つのノズルは長手方向軸線１８からより大きい第２半径距離ｒ2に位置している。
【００３１】
各ノズル１２は、（図示するように）燃焼チャンバ１４の上面を構成するセラミックプレート２０に形成されたそれぞれのボア内に配置されている。燃焼チャンバ１４内の燃焼条件を、ガス流中に含まれる特定有害物質に最適化できるようにするため、各ノズル１２は、オキシダント入口２４からのオキシダント（例えば空気）の供給を受けるランス２２の周りに延び、実質的に同心に配置されている。図１に示すように、１つのガス入口１０のノズル１２と関連する各ランス２２には、共通のオキシダント入口２４を介してオキシダントを供給することができる。６つのオキシダント入口２４は、共通のオキシダント源に連結するのが便利である。
【００３２】
選択的に、各ノズル１２は、プレート２０に形成されたそれぞれのボア内に配置される、ノズル１２と同心の第２ノズルすなわちスリーブ２６により包囲される。各スリーブ２６は、ノズル１２からの出口がスリーブ２６内に配置されるように、それぞれのノズル１２を包囲している。燃料ガス入口２８は、ノズル１２の外面とスリーブ２６の内面との間に画成された環状ガス通路３０に燃料ガス（例えばメタン）を供給し、該燃料ガスは、ガス流およびランス２２によりガス流中に注入されている任意のオキシダントとともに燃焼ゾーン１４内に搬送される。図１に示すように、１つのガス入口１０のノズル１２と関連するスリーブ２６の各々には、共通の燃料ガス入口２８を介して燃料ガスが供給される。６つの燃料ガス入口２８は、共通の燃料ガス源に連結するのが便利である。
【００３３】
ガス流中に含まれる単一または複数の有害物質の燃焼を最適化するため、燃料ガス入口２８およびオキシダント入口２４に供給される燃料ガとスオキシダントとの相対量を制御するコントローラ（図示せず）を設けるのがよい。例えば、有機シランの燃焼除害のために、酸素が、ランス２２を通してガス流中に注入される。他の例として、ガス流中に含まれるＦ2／ＮＦ3種の燃焼除害のために、燃料ガスがガス通路３０を通してガス流中に注入され、必要な低減種をもたらす。選択的に、装置からの低残留炭化水素および低一酸化炭素の排出を生じさせる燃焼条件を作るため、ランス２２を通して酸素をガス流中に注入することもできる。
【００３４】
図１に戻ると、この例では、欧州特許出願公開第０６９４７３５号に開示されているように、燃焼ゾーン１４は環状で、かつ外側の内向き燃焼多孔バーナー３２の出口面により包囲されている。外側バーナー３２は、環状スクリーン３６上に置かれまたは取付けられたセラミックおよび／または金属ファイバーからなる多孔層３４を有している。バーナースクリーン３６と円筒状の外側シェル４０との間にはプレナム容積３８が形成されている。天然ガスまたは炭化水素等の燃料ガスと空気との混合気が、１つ以上の入口ノズル（図示せず）を介してプレナム容積３８内に導入され、これにより混合気は、使用中に、外側バーナー３２の出口面に可視炎を生じさせることなく燃焼する。図面に示すように燃焼ゾーン１４の下端部は開いており、燃焼生成物を燃焼ゾーン１４から排出させることができる。
【００３５】
使用中に、外側バーナー３２の出口面は赤外放射線を放射し、燃焼ゾーン１４内に高温を維持することを補助する。外側バーナー３２の開口端部での低下した放射熱交換に関連した問題を回避するため、外側バーナー３２の少なくとも開口端部を加熱するための第２バーナーが設けられる。この例では、第２バーナーは、環状燃焼ゾーン１４により包囲され且つ該燃焼ゾーン１４に実質的に同心に配置された内側の外向き燃焼多孔バーナー４２により設けられる。外側バーナー３２と同様に、内側バーナー４２はセラミックおよび／または金属ファイバーからなる多孔層４４を有し、該多孔層４４は外側バーナー３２の多孔層３４と同じ組成でもよいし、異なる組成であってもよい。図１に示すように、多孔層４４は、燃焼ゾーン１４により包囲された環状側壁４６と、内側バーナー４２の端部を閉じる端壁４８とを有している。多孔層４４は、内側バーナー４２の円筒状プレナム容積５２を画成する管状スクリーン５０上に置かれている。天然ガスまたは炭化水素等の燃料ガスと空気との混合気が、入口５４を介してこのプレナム容積５２内に導入され、これにより、使用中に、この燃料ガスと空気との混合気は内側バーナーの出口面４４に可視炎を生じることなく燃焼する。円筒状プレナム容積５２に供給される燃料ガスと空気との混合気は、外側バーナー３２の環状プレナム容積３８に供給される燃料ガスと空気との混合気と同じでもよいし、異なってもよい。
【００３６】
使用中、例えばハロゲン化種のような１種類以上の有害物質を含むガス流が、入口１０に供給される。ガスが環状燃焼ゾーン１４内に注入される前に、必要に応じて、燃料ガスおよびオキシダントがランス２２およびスリーブ２６によりガス流に添加される。バーナー３２、４２の多孔ファイバー層から出る過剰空気が、燃焼ゾーン１４内での有害物質の燃焼破壊を達成する。
【００３７】
外側バーナー３２および内側バーナー４２に点火するための点火パイロットバーナーが設けられている。パイロットバーナーは、付加ノズル３１に供給される燃料ガスおよびオキシダントの混合気に点火するためのスパークプラグを備えた従来形式のものでよく、ノズル１２と同様なサイズを有し、かつセラミックプレート２０を通って延びているボア内に配置するのがよい。図２に示すように、パイロットバーナーは、内側バーナー４２に点火すべく内側バーナー４２の近くに配置されるのがよく、内側バーナー４２が外側バーナー３２に点火する。変形例では、外側バーナー３２に点火するための第２パイロットバーナーを外側バーナー３２の近くに設けることができる。単一または複数のパイロットバーナーは、外側バーナー３２および内側バーナー４２に点火する目的だけで設けられ、したがってこれらのバーナー３２、４２がひとたび点火されたならば消火される。図２にまた示すように、ノズル３１に隣接して覗き窓３１ａを設けるのがよい。
【００３８】
内側バーナー４２の長さ（長手方向軸線１８の方向に測定した長さ）は、外側バーナー３２の長さと実質的に等しい。一例では、各バーナー３２、４２は約６インチの長さを有し、内側バーナー４２は約２．５インチの外径を有し、外側バーナー３２は約１２インチの内径を有している。これにより、環状燃焼ゾーン１４内にガス流を注入するための１８個までのノズルを装置に備えることが可能になり、またこれにより、装置は、少なくとも９００リットル／分のガスを受入れることが可能になる。欧州特許出願公開第６９４７３５号に記載された例と比べると、（単一の）内向き燃焼多孔バーナーは３インチの直径および１２インチの長さを有し、したがって、容積容量は非常に小さい。内側バーナー４２により外側多孔バーナー３２の開口端部を加熱することを考慮して、４０−５０リットル／分の範囲内の燃料消費で、ＣＯおよび燃料ガスエミッションの低い優れた除害性能を達成できる。
【００３９】
燃焼ゾーン１４の開口端部は、燃焼ゾーン１４から流出する燃焼生成物の流れを受入れる水冷カラム６２を備えた円筒状の後燃焼チャンバ６０に連結される。冷却カラム６２を包囲する環状トラフ６４には、パイプ（図示せず）を通して水が供給され、これにより、水はトラフ６４の頂部から溢流して冷却カラム６２の内面を流下する。水は、燃焼生成物の流れを冷却するのに役立ち、且つ固体粒子が冷却カラム６２の表面上に堆積することを防止する。更に、燃焼生成物の流れのあらゆる酸性成分が水溶液となる。チャンバ６０の長さは、装置の除害性能を最適化すべく選択される。チャンバ６０の出口６６を通して排出されるガス流および水はセパレータ（図示せず）に搬送され、セパレータは、固体粒子および酸性種を含んだ水をガス流から分離する。次にガス流は、大気に排出される前にガス流から残留酸性種を除去すべく、ウェットスクラバーを通して搬送される。
【符号の説明】
【００４０】
１０  ガス入口
１２  ノズル
１４  燃焼ゾーン（燃焼チャンバ）
２６  第２ノズル（第２スリーブ）
２８  燃料ガス入口
３２  外側バーナー
３８  プレナム容積
４２  内側バーナー
６０  後燃焼チャンバ
６２  水冷カラム
６４  トラフ
【図１】
0005509483.tif 000002
【図２】
0005509483.tif 000003