(57)【要約】【課題】十分に排ガスと燃料を希薄化できる量の空気を旋回させて供給し、燃焼することで、処理副生成物の溶融や除害部内への付着をさせずに粉体のままで排出することができる除害機能付真空ポンプを提供する。【解決手段】真空ポンプ１の排気口に、真空ポンプ１から排出された排ガスを処理して無害化する除害部１０を付設した真空ポンプ１であって、除害部１０は、筒状体１１の一端部側に処理対象の排ガスを導入する排ガス導入口を設け、他端部側に処理済みのガスを排出するガス出口を設け、筒状体１１の周壁に、燃料を噴出する複数の燃料ノズル１６を設け、筒状体の周壁に、空気を周壁の内周面に沿って旋回流を形成するように噴出する複数の空気ノズル１５を設け、複数の空気ノズル１５は、筒状体の軸心方向に間隔をおいて複数段に配置されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ポンプの排気口に、真空ポンプから排出された排ガスを処理して無害化する除害部を付設した真空ポンプであって、
前記除害部は、一端部が閉塞し他端部が開口した略円筒容器状の筒状体を備え、該筒状体の前記一端部側に処理対象の排ガスを導入する排ガス導入口を設け、前記他端部側に処理済みのガスを排出するガス出口を設け、
前記筒状体の周壁に、燃料を噴出する複数の燃料ノズルを設け、
前記筒状体の周壁に、空気を前記周壁の内周面に沿って旋回流を形成するように噴出する複数の空気ノズルを前記周壁の円周方向に間隔をおいて設け、
前記複数の空気ノズルは、前記筒状体の軸心方向に間隔をおいて複数段に配置されていることを特徴とする除害機能付真空ポンプ。
【請求項２】
前記複数の空気ノズルは、前記複数の燃料ノズルよりも前記排ガス導入口から離れた位置に設けられていることを特徴とする請求項１記載の除害機能付真空ポンプ。
【請求項３】
前記複数の燃料ノズルは、燃料を前記周壁の内周面に沿って旋回流を形成するように燃料を噴出することを特徴とする請求項１または２記載の除害機能付真空ポンプ。
【請求項４】
前記排ガス導入口を、前記筒状体の閉塞側の端部に位置させるか又は前記周壁に位置させ、排ガスの流入方向と空気の流入方向を直交または平行で選択可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の除害機能付真空ポンプ。
【請求項５】
前記排ガスの流入方向と前記空気の流入方向を同一方向または逆方向で選択可能であることを特徴とする請求項４記載の除害機能付真空ポンプ。
【請求項６】
前記筒状体の閉塞側の端部が下方もしくは上方に位置するように前記筒状体を垂直方向に配置したことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の除害機能付真空ポンプ。
【請求項７】
前記複数段の空気ノズルのうち最下段の空気ノズルを斜め下方に向けたことを特徴とする請求項６記載の除害機能付真空ポンプ。
【請求項８】
前記筒状体の前記ガス出口側の周壁に、燃料ガスを冷却するための空気を噴出する複数の空気ノズルを設けたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の除害機能付真空ポンプ。
【請求項９】
前記除害部における排ガス処理運転を停止した後に、所定時間経過してから、前記空気ノズルからの空気の噴出を停止するようにしたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の除害機能付真空ポンプ。
【請求項１０】
前記真空ポンプの排気口を分岐し、分岐した排気口にそれぞれ前記除害部を付設したことを特徴とする請求項９記載の除害機能付真空ポンプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体デバイス、液晶、ＬＥＤ等を製造する製造装置の排気系システムに用いられる真空ポンプに係り、特に製造装置のチャンバを排気するための真空ポンプにチャンバから排出された排ガスを処理して無害化するための除害機能を付加した除害機能付真空ポンプに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス、液晶パネル、ＬＥＤ、太陽電池等を製造する製造プロセスにおいては、真空に排気されたプロセスチャンバ内にプロセスガスを導入してエッチング処理やＣＶＤ処理等の各種処理を行っている。これらエッチング処理やＣＶＤ処理等の各種処理を行うプロセスチャンバは真空ポンプによって真空排気されている。また、プロセスチャンバおよびプロセスチャンバに接続されている排気系機器は、クリーニングガスを流すことによって定期的に洗浄している。これらプロセスガスやクリーニングガス等の排ガスは、シラン系ガス（ＳｉＨ４，ＴＥＯＳ等）、ハロゲン系ガス（ＮＦ３，ＣｌＦ３，ＳＦ６，ＣＨＦ３等）、ＰＦＣガス（ＣＦ４，Ｃ２Ｆ６等）などを含み、人体に悪影響を及ぼしたり、地球温暖化の原因になる等の地球環境に悪影響を及ぼすので、大気にそのまま放出することは好ましくない。そこで、これらの排ガスを真空ポンプの下流側に設置された排ガス処理装置によって無害化処理を行った後に大気に放出している。
【０００３】
従来、真空ポンプと排ガス処理装置は、個別の筐体に納められていたため、設置位置が遠く離れ、両者の間に長い配管が介在し、各々が必要な熱を融通して省エネをはかるという観点では、最適なものでは無かった。そのため、真空ポンプと排ガス処理装置を同一筐体に納め、両者間の配管を短くした装置も開発されて一体型排気システムとして販売されている。こういった一体型排気システムであっても、真空ポンプと排ガス処理装置とを接続する配管は数ｍの距離があり、配管は生成物付着を防止するために保温又はヒータ等で昇温されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３３０５５６６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
真空ポンプと排ガス処理装置とを個別の筺体に納めていた排気系システムおよび真空ポンプと排ガス処理装置とを同一の筺体に納めていた排気系システムのいずれにおいても、従来の排ガス処理装置は、以下に列挙するような問題がある。
１）少量の燃料で排ガスを許容濃度（ＴＬＶ）以下まで処理するために、高温の火炎を形成できるように、燃料と酸素とを予め混合して燃焼させる酸素予混合バーナーを使用しているので、純酸素がユーティリティーとして必要である。
２）高温の火炎による高いガス処理性能が得られる反面、生成物が溶融固化し、燃焼器内に付着するため、メンテナンス周期が短い。
３）旋回空気供給ノズルは単段であり、燃焼器内に空気の旋回流を形成させることを主目的としており、旋回空気に他の機能を持たせてはいない。
４）処理対象の排ガスを高濃度のまま火炎近傍で燃焼させるので、溶融・固化した生成物が燃焼器内に付着しやすく、付着した生成物をスクレーパにより除去しているが、除去しきれない生成物が蓄積していくため、一定周期で燃焼器内のメンテナンスが必要である。
５）処理対象の排ガスの流入方向と旋回空気の流入方向を直交させることで燃焼器内のガスの撹拌効率を上げ、処理対象の排ガスに酸素を効率よく供給して火炎近辺で急速に燃焼させることにより高い処理性能が得られる反面、火炎付近の燃焼器内面に溶融した生成物が付着する。
６）処理対象の排ガスの流入方向は固定されており、処理性能の調節は主に燃料の増減によって行っている。
７）排ガスの処理によって生じた粉体はタンク内に捕集し、一定量が溜まった段階でタンクのメンテナンス／もしくはタンクから水と共に排出している。
８）排ガス処理装置内を小流量の空気、窒素により常時パージしている。
９）排ガスを燃焼処理した後の燃焼ガスを水と接触させることによって冷却している。
【０００６】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、燃料を燃焼させるための酸素供給源として空気を用いた空気燃焼バーナーを使用し、十分に排ガスと燃料を希薄化できる量の空気を旋回させて供給し、燃焼することで、処理副生成物の溶融や除害部内への付着をさせずに粉体のままで排出することができる除害機能付真空ポンプを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した目的を達成するために、本発明の一態様は、真空ポンプの排気口に、真空ポンプから排出された排ガスを処理して無害化する除害部を付設した真空ポンプであって、前記除害部は、一端部が閉塞し他端部が開口した略円筒容器状の筒状体を備え、該筒状体の前記一端部側に処理対象の排ガスを導入する排ガス導入口を設け、前記他端部側に処理済みのガスを排出するガス出口を設け、前記筒状体の周壁に、燃料を噴出する複数の燃料ノズルを設け、前記筒状体の周壁に、空気を前記周壁の内周面に沿って旋回流を形成するように噴出する複数の空気ノズルを前記周壁の円周方向に間隔をおいて設け、前記複数の空気ノズルは、前記筒状体の軸心方向に間隔をおいて複数段に配置されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明においては、燃料を燃焼させるための酸素供給源として空気を用いた空気燃焼バーナーを使用し、旋回空気により酸素を供給している。このため、酸素をユーティリティーとして要求する必要がなくなる。また、燃料と空気とを個別に旋回流として燃焼室内に供給するだけで済むため、除害部の構造を単純化できる。
本発明によれば、燃料を空気で燃焼させかつ処理対象の排ガスを十分に希釈できる量の旋回空気を供給可能な空気ノズルを設置したため、燃焼温度を７００℃〜１２００℃に抑えることができるとともに、旋回空気により処理対象の排ガスを希薄化してから燃焼させることができる。したがって、生成物を溶融させずに粉体のままで除害部から排出することが可能となり、メンテナンスの容易化、メンテナンスの長周期化を図ることができる。また、生成物の燃焼室内への付着も防止できる。
【０００９】
本発明の好ましい態様は、前記複数の空気ノズルは、前記複数の燃料ノズルよりも前記排ガス導入口から離れた位置に設けられていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の好ましい態様は、前記複数の燃料ノズルは、燃料を前記周壁の内周面に沿って旋回流を形成するように燃料を噴出することを特徴とする。
【００１１】
本発明の好ましい態様は、前記排ガス導入口を、前記筒状体の閉塞側の端部に位置させるか又は前記周壁に位置させ、排ガスの流入方向と空気の流入方向を直交または平行で選択可能であることを特徴とする。
本発明においては、処理対象の排ガスの流入方向と旋回空気の流入方向を平行とするまたは直交とすることが選択可能になっている。このように、処理対象の排ガスと旋回空気の互いの流入方向を適宜選択することにより、旋回空気により燃焼室内のガスを撹拌する。そして、燃焼室内のガスの撹拌を緩やかにすることで、処理対象の排ガスを燃焼室全体の広い空間で燃焼させ、生成物の付着を防ぐことができる。
【００１２】
本発明の好ましい態様は、前記排ガスの流入方向と前記空気の流入方向を同一方向または逆方向で選択可能であることを特徴とする。
本発明によれば、排ガスの流入方向を旋回空気の旋回方向と同一方向又は逆方向から選択することで、処理性能を変化させることができる。こうして、旋回空気により燃焼室内のガスを最適な状態に攪拌し、燃料の流量を固定したままで処理性能の調節手段を用意できる。
【００１３】
本発明の好ましい態様は、前記筒状体の閉塞側の端部が下方もしくは上方に位置するように前記筒状体を垂直方向に配置したことを特徴とする。
【００１４】
本発明の好ましい態様は、前記複数段の空気ノズルのうち最下段の空気ノズルを斜め下方に向けたことを特徴とする。
本発明によれば、最下段の空気ノズルの向きを下方へ向けることにより、除害部の底部に吹き溜まりができないようにすることができる。こうして吹き溜まりを無くすことにより、旋回空気により除害部外へ粉体を確実に排出することができ、メンテナンスの長周期化を図ることができる。従来の装置で粉体をタンクに捕集する方式では、メンテナンス周期を伸ばすためにタンクを大型化するか、粉体をタンクから水と共に排出する機構を設置する必要があったが、本発明によれば、これらの対策は不要となる。また従来の装置では燃焼ガスの冷却に水を用いていたが、本発明ではガス冷却が空気によって行われるため、水が不要となる。したがって、供給水のユーティリティー、給排水設備が不要となる。
【００１５】
本発明の好ましい態様は、前記筒状体の前記ガス出口側の周壁に、燃料ガスを冷却するための空気を噴出する複数の空気ノズルを設けたことを特徴とする。
本発明によれば、燃焼用の空気ノズルに加えて、処理後の燃焼ガスを冷却するために旋回空気を供給する空気ノズルを除害部の後段に設置している。すなわち、空気ノズルは、処理後の燃焼ガスの冷却用の空気を供給するノズルである。このように除害部の後段に、空気ノズルを設置することにより、旋回空気により処理後の燃焼ガスを約８０℃以下まで冷却することができる。
【００１６】
本発明の好ましい態様は、前記除害部における排ガス処理運転を停止した後に、所定時間経過してから、前記空気ノズルからの空気の噴出を停止するようにしたことを特徴とする。
本発明においては、排ガス処理運転停止後、所定の遅延時間を経過した後に空気ノズルからの旋回空気の供給を停止する。このように遅延時間を設けることにより、旋回空気により除害部内のガスをパージし、処理運転により生成した酸性ガスを追い出すことにより、部品の消耗を防止することができる。
【００１７】
本発明の好ましい態様は、前記真空ポンプの排気口を分岐し、分岐した排気口にそれぞれ前記除害部を付設したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、以下に列挙する効果を奏する。
（１）燃料を燃焼させるための酸素供給源として空気を用いた空気燃焼バーナーを使用し、旋回空気により酸素を供給するため、酸素をユーティリティーとして要求する必要がなくなる。また、燃料と空気とを個別に旋回流として燃焼室内に供給するだけで済むため、除害部の構造を単純化できる。
（２）燃料を空気で燃焼させ、かつ十分に排ガスと燃料を希薄化できる量の空気を旋回させて供給するため、燃焼温度を比較的低い温度に抑えることができる。具体的な例を挙げると、半導体製造装置からの排ガスを燃焼処理した際に発生する固体生成物であるＳｉＯ２の融点は１７００℃近辺であるため、この温度以上で燃焼処理を行うと、生成物が溶融してバーナー内に付着することになる。排ガスと燃料を希薄化して燃焼させることにより、生成物を溶融させない燃焼温度とすることが可能となる。したがって、生成物を粉体のままで排出することが可能となり、メンテナンスの容易化、メンテナンスの長周期化を図ることができる。また、生成物の燃焼室内への付着も防止できる。
（３）生成物を溶融させずに粉体のままで排出することが可能となり、スクレーパが不要となり、スクレーパを駆動するための各種機器類が不要となり、除害部の小型化を図ることができる。
（４）旋回空気供給用の複数段の空気ノズルを設置し、複数段の空気ノズルのうち、空気を供給する段数は適宜選択可能であり、また空気を供給するノズルと供給しないノズルを適宜選択することにより、燃焼室内への空気の供給量および供給位置を変えることができる。したがって、燃料や空気流量の制御機器を用いずに、排ガス処理性能を維持確保し、かつ処理副生成物の性状を制御できる。
（５）複数段の空気ノズルを設置することにより、粉体を搬送するために十分な量の旋回空気を供給することができる。除害部内に供給する旋回空気により、除害部内において生成した粉体を施設内のスクラバーまで搬送し、排気ダクト内に堆積させないことで、客先排気ダクトのメンテナンス負荷を下げることができる。
（６）燃焼用の空気ノズルに加えて、処理後の燃焼ガスを冷却するために旋回空気を供給する空気ノズルを除害部の後段に設置しているため、旋回空気により処理後の燃焼ガスを冷却することができ、燃焼ガスを水噴霧等を用いて冷却する必要がない。
（７）処理対象の排ガスの流入方向と旋回空気の流入方向を平行とするまたは直交とすることが選択可能になっているため、旋回空気により燃焼室内のガスを緩やかに攪拌することができ、処理対象の排ガスを燃焼室全体の広い空間で燃焼させ、生成物の付着を防ぐことができるとともに、排ガスの性状に合わせて最適な燃焼処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１（ａ），（ｂ）は、本発明の除害機能付真空ポンプの構成例を示す図であり、図１（ａ）は模式的正面図であり、図１（ｂ）は模式的平面図である。
【図２】図２（ａ），（ｂ）は、本発明の除害機能付真空ポンプの他の構成例を示す図であり、図２（ａ）は模式的正面図であり、図２（ｂ）は模式的平面図である。
【図３】図３は、除害機能付真空ポンプの除害部の構成を示す模式的断面図である。
【図４】図４は、図３の要部拡大図である。
【図５】図５は、本発明の除害機能付真空ポンプの他の実施形態を示す図であり、燃焼室内に旋回空気を供給する空気ノズルを複数段に配置した構成を示す模式的断面図である。
【図６】図６は、本発明の除害機能付真空ポンプの更に他の実施形態を示す図であり、処理対象の排ガスの除害部内へ流入方向と空気ノズルから流入する旋回空気の流入方向との関係を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る除害機能付真空ポンプの実施形態について図１乃至図６を参照して説明する。なお、図１乃至図６において、同一または相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の除害機能付真空ポンプの構成例を示す図であり、図１（ａ）は模式的正面図であり、図１（ｂ）は模式的平面図である。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、本発明の除害機能付真空ポンプは、真空ポンプ１の排気口１ａに除害部１０を付設した構成を備えている。真空ポンプ１は、一台のドライ真空ポンプから構成してもよいし、二台のドライ真空ポンプを直列に接続して構成してもよい。これら一台又は二台のドライ真空ポンプは、ルーツ型ドライ真空ポンプ、スクリュー型ドライ真空ポンプなどからなり、これらドライ真空ポンプの構成は周知であるため、図示および説明を省略する。図１（ａ），（ｂ）では、真空ポンプ１は筺体Ｃを備えた形式の真空ポンプを例示している。
【００２１】
図２（ａ），（ｂ）は、本発明の除害機能付真空ポンプの他の構成例を示す図であり、図２（ａ）は模式的正面図であり、図２（ｂ）は模式的平面図である。図２（ａ），（ｂ）に示すように、本発明の除害機能付真空ポンプは、真空ポンプ１の排気口１ａを分岐して二つの除害部１０，１０を付設した構成を備えている。
【００２２】
図３は、除害機能付真空ポンプの除害部１０の構成を示す模式的断面図である。図３に示すように、除害部１０は、全体として円筒状の容器として構成されている。
円筒容器状の除害部１０は、縦方向に配置され、その軸心が垂直方向になるように配置されている。除害部１０は、バーナにより火炎を形成して排ガスを燃焼させる燃焼室Ｓを形成する有底の円筒体１１と、この円筒体１１から所定間隔離間して円筒体１１を包囲するように設けられた外筒１２とを備えている。そして、円筒体１１と外筒１２との間には、Ｎ２ガスを保持して加温する加温室１３が形成されている。Ｎ２ガスは、外筒１２の上部にある入口ポートＰＩＮから加温室１３に流入して外筒１２の下部にある出口ポートＰＯＵＴから流出するようになっている。加温されたＮ２ガスは真空ポンプ１に供給することができるようになっている。
【００２３】
除害部１０の下部の周壁には、処理対象の排ガスを燃焼室内に導入するガス導入口１０ＩＮが形成され、除害部１０の上端には、処理後のガスを排出するガス出口１０ＯＵＴが形成されている。
除害部１０には、燃焼室Ｓに空気を供給する複数の空気ノズル１５と、燃焼室Ｓに燃料を供給する複数の燃料ノズル１６とが設けられている。図１および図２に示すように、空気ノズル１５は、除害部１０の接線方向に対して所定角度をもって延びており、円筒体１１の周壁の内周面に沿って旋回流を形成するように空気を吹き出すようになっている。燃料ノズル１６も同様に除害部１０の接線方向に対して所定角度をもって延びており、円筒体１１の周壁の内周面に沿って旋回流を形成するように燃料を吹き出すようになっている。空気ノズル１５および燃料ノズル１６は、それぞれ、除害部１０の円周方向に所定の間隔を置いて複数個配置されている。円筒体１１の底部には、火炎を検出するためのＵＶセンサ１８と、点火を行うための点火プラグ１９とが設けられている。
【００２４】
図４は、図３の要部拡大図である。図４に示すように、円筒体１１の底部には、点火プラグ１９が設けられ、点火プラグ１９の周囲を囲むように筒状のパイロットバーナ部２０が設けられている。パイロットバーナ部２０には、火炎形成用の燃料を供給する燃料供給口２１と、半予混合空気を供給する空気供給口２２とが形成されており、燃料供給口２１から供給される燃料に点火プラグ１９により点火してパイロットバーナ火炎ＰＢを形成するようになっている。
【００２５】
次に、図３および図４に示す除害部１０における作用について説明する。
燃料は除害部１０に設けられた複数の燃料ノズル１６から燃焼室Ｓに向けて旋回流を作り出すように吹き出される。また、複数の空気ノズル１５から空気が燃焼室Ｓに向けて旋回流を作り出すように吹き出される。そして、燃料と空気の混合気がパイロットバーナ火炎ＰＢにより点火されると、円筒体１１の内周面に火炎の旋回流（旋回炎）を形成する。
【００２６】
一方、処理対象の排ガスは、円筒体１１の内周面に開口する排ガス導入口１０ＩＮから前記燃焼室Ｓに向けて噴出する。この噴出された排ガスは混合気の旋回炎と混合して燃焼するが、この際、円周方向の全ての燃料ノズル１６から燃料が一方向に強く旋回するように吹き出されているため、排ガスの燃焼効率は高くなる。また、空気ノズル１５から噴出された空気も旋回しているため、この空気流が火炎と混合して火炎の旋回流を加速しつつ、排ガスを酸化分解する。処理後のガスは、除害部１０の上端のガス出口１０ＯＵＴから排出されて客先の排気ダクトへ排出される。
【００２７】
上述したように、本発明においては、燃料を燃焼させるための酸素供給源として空気を用いた空気燃焼バーナーを使用し、旋回空気により酸素を供給している。このため、酸素をユーティリティーとして要求する必要がなくなる。また、燃料と空気とを個別に旋回流として燃焼室Ｓ内に供給するだけで済むため、除害部１０の構造を単純化できる。
【００２８】
本発明によれば、燃料を空気で燃焼させかつ処理対象の排ガスを十分に希釈できる量の旋回空気を供給可能な空気ノズル１５を設置したため、燃焼温度を７００℃〜１２００℃に抑えることができるとともに、旋回空気により処理対象の排ガスを希薄化してから燃焼させることができる。したがって、生成物を溶融させずに粉体のままで除害部１０から排出することが可能となり、メンテナンスの容易化、メンテナンスの長周期化を図ることができる。また、生成物の燃焼室内への付着も防止できる。
従来、燃焼室Ｓの内壁面に、溶融した生成物が付着・堆積していたため、付着・堆積物を掻き取って除去するためにスクレーパを設置していたが、本発明によれば、生成物を溶融させずに粉体のままで除害部１０から排出することが可能であるため、スクレーパが不要となり、スクレーパを駆動するための各種機器類が不要となり、除害部１０の小型化を図ることができる。
【００２９】
図５は、本発明の除害機能付真空ポンプの他の実施形態を示す図であり、燃焼室Ｓ内に旋回空気を供給する空気ノズルを複数段に配置した構成を示す模式的断面図である。図４に示すように、除害部１０は、除害部１０の上下方向（垂直方向）に複数段に配置された空気ノズル１５−１，１５−２，１５−３を備えている。図示例では、三段の空気ノズルを例示したが、二段でもよく、四段以上であってもよい。各段の空気ノズル１５−１〜１５−３は、図３に示す空気ノズル１５と同様に、除害部１０の接線方向に対して所定角度をもって延びており、燃焼室Ｓ内に旋回流を形成するように空気を吹き出すようになっている。各段の空気ノズル１５−１〜１５−３は、円筒体１１の円周方向に所定の間隔を置いて複数個配置されている。図５に示す除害機能付真空ポンプのその他の構成は、図３に示す除害部１０と同様である。
【００３０】
図５に示す実施形態によれば、旋回空気供給用の複数段の空気ノズルを設置し、各段の空気ノズル１５−１〜１５−３からの旋回空気により酸素を供給する。この場合、複数段の空気ノズル１５−１〜１５−３のうち、空気を供給する段数は適宜選択可能であり、また空気を供給するノズルと供給しないノズルを適宜選択することにより、燃焼室Ｓ内への空気の供給位置を変えることもできる。
上記構成により、燃料や空気流量の制御機器を用いずに空気の供給段数や位置を変えることによって、生成物の性状を制御できる。旋回空気供給位置を火炎の近くにするか、火炎から離れたところにするかで、処理対象の排ガスが燃焼する速度を調節する。火炎近くの１５００℃以上の領域で燃焼すれば生成物は大きい粒になるが、火炎から離れた１０００℃前後の領域で燃焼すれば微細な粉になる。
【００３１】
本発明によれば、燃料を空気で燃焼させかつ処理対象の排ガスを十分に希釈できる量の旋回空気を供給可能なように、複数段の空気ノズル１５を設置したため、燃焼温度を７００℃〜１２００℃に抑えることができるとともに、旋回空気により処理対象の排ガスを希薄化してから燃焼させることができる。したがって、生成物を溶融させずに粉体のままで除害部１０から排出することが可能となり、メンテナンスの容易化、メンテナンスの長周期化を図ることができる。また、生成物の燃焼室内への付着も防止できる。
【００３２】
本発明によれば、複数段の空気ノズル１５−１，１５−２，１５−３を設置することにより、粉体を搬送するために十分な量の旋回空気を供給することができる。そして、旋回空気により除害部１０の出口以降の排気ダクトをパージすることができる。除害部１０内に供給する旋回空気により、除害部１０内において生成した粉体を施設内のスクラバーまで搬送し、排気ダクト内に堆積させないことで、客先排気ダクトのメンテナンス負荷を下げることができる。また、除害部１０において生成した粉体が全てスクラバーに搬送されれば、スクラバーの負荷は排ガス量から推定可能なので、スクラバーのメンテナンス周期は計画的に決めることができる。
通常、ダクトの閉塞は不定期に起こり、また閉塞箇所の特定、ダクトの洗浄は大掛かりなメンテナンスが必要となるが、本発明によれば、除害部１０から十分な量の空気を排気ダクトに流すことができるので、排気ダクトの閉塞を防止することができる。
【００３３】
図５に示す実施形態において、最下段の空気ノズル１５−１の向きを下方へ向けることにより、除害部１０の底部に吹き溜まりができないようにすることができる。こうして吹き溜まりを無くすことにより、旋回空気により除害部１０外へ粉体を確実に排出することができ、メンテナンスの長周期化を図ることができる。従来の装置で粉体をタンクに捕集する方式では、メンテナンス周期を伸ばすためにタンクを大型化するか、粉体をタンクから水と共に排出する機構を設置する必要があったが、本発明によれば、これらの対策は不要となる。また従来の装置では燃焼ガスの冷却に水を用いていたが、本発明ではガス冷却が空気によって行われるため、水が不要となる。したがって、供給水のユーティリティー、給排水設備が不要となる。
【００３４】
図５に示す実施形態においては、燃焼用の空気ノズルに加えて、処理後の燃焼ガスを冷却するために旋回空気を供給する空気ノズル１５Ｃを除害部１０の後段に設置している。すなわち、空気ノズル１５Ｃは、処理後の燃焼ガスの冷却用の空気を供給するノズルである。このように除害部１０の後段に、空気ノズル１５Ｃを設置することにより、旋回空気により処理後の燃焼ガスを約８０℃以下まで冷却することができる。
【００３５】
図６は、本発明の除害機能付真空ポンプの更に他の実施形態を示す図であり、処理対象の排ガスの除害部１０への流入方向と空気ノズル１５から流入する旋回空気の流入方向との関係を示す模式的断面図である。ただし、図６においては、ＵＶセンサ１８は図示を省略している。
図６において、太い実線で示すように、処理対象の排ガスを除害部１０内に導入する排ガス導入口１０ＩＮは、円筒体１１の内周面に開口しており、排ガスの流入方向と空気ノズル１５から流入する旋回空気の流入方向とは平行になっている。また、太い実線で示すように、処理対象の排ガスを除害部１０内に導入する排ガス導入口１０ＩＮは、円筒体１１の底部に開口しており、排ガスの流入方向と空気ノズル１５から流入する旋回空気の流入方向とは直交している。排ガス導入口１０ＩＮを円筒体１１の周壁に設けるか円筒体１１の底部に設けるかは選択できるようになっている。
【００３６】
本発明においては、処理対象の排ガスの流入方向と旋回空気の流入方向を平行とするまたは直交とすることが選択可能になっている。このように、処理対象の排ガスと旋回空気の互いの流入方向を適宜選択することにより、旋回空気により燃焼室内のガスを撹拌する。そして、燃焼室内のガスの撹拌を緩やかにすることで、処理対象の排ガスを燃焼室全体の広い空間で燃焼させ、生成物の付着を防ぐことができる。排ガスの流入方向は燃焼室内での撹拌効率に大きく影響し、それはそのまま燃焼速度に反映される。燃焼速度を下げ、燃焼室内に固形の生成物の付着を防止できれば、除害部１０のメンテナンスはほぼ必要なくなる。なお、消耗部品（Ｏリング、ＵＶ管、点火プラグ等）の定期交換は除く。
【００３７】
また、排ガス導入口１０ＩＮを円筒体１１の内周面に開口して処理対象の排ガスの流入方向と旋回空気の流入方向とを平行にする場合、処理対象の排ガスを旋回空気と同一方向又は逆方向に旋回するように流入させることができる。このように、排ガスの流入方向を旋回空気の旋回方向と同一方向又は逆方向から選択することで、処理性能を変化させることができる。こうして、旋回空気により燃焼室内のガスを最適な状態に攪拌し、燃料の流量を固定したままで処理性能の調節手段を用意できる。
バーナーの仕様上、安定した燃焼が可能な燃料流量の幅を限定せざるを得ない場合、燃料流量を変えるには、通常、特殊仕様の部品を準備する必要があるが、上述したように排ガスの流入方向の選択という簡易な手段で燃料流量以外に処理性能の調節手段を持つことができるため、特殊仕様の部品を準備する必要がない。
【００３８】
除害部１０においては、処理対象の排ガスの種類によっては酸性ガスが生成され、一方、燃料を燃焼させることにより水が生成されるが、処理運転終了時に燃料の供給を停止し旋回空気の供給も停止した場合、前記水が結露し、そこに酸性ガスが溶け込むことで部品の腐食消耗が急速に進む可能性がある。
そこで、本発明においては、排ガス処理運転停止後、所定の遅延時間を経過した後に空気ノズルからの旋回空気の供給を停止する。このように遅延時間を設けることにより、旋回空気により除害部１０内のガスをパージし、処理運転により生成した酸性ガスを追い出すことにより、部品の消耗を防止することができる。
【００３９】
これまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術思想の範囲内において、種々の異なる形態で実施されてよいことは勿論である。
【符号の説明】
【００４０】
１    真空ポンプ
１ａ  排気口
１０  除害部
１１  円筒体
１２  外筒
１３  加温室
１５  空気ノズル
１５−１，１５−２，１５−３  空気ノズル
１５Ｃ  空気ノズル
１６  燃料ノズル
１８  ＵＶセンサ
１９  点火プラグ
２０  パイロットバーナ部
２１  燃料供給口
２２  空気供給口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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