(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射バーナー、乱流火炎バーナー又は電気加熱酸化装置の入口アセンブリであって、
入口ノズルを備え、
当該入口ノズルは、
前記バーナー又は酸化装置によって処理される排ガス流を供給する入口導管に結合できる円形の入口開口部と、
非円形の出口開口部と、
前記入口開口部と前記出口開口部との間に長手方向軸に沿って延び、前記排ガス流を前記入口開口部から前記出口開口部に運んで前記バーナー又は酸化装置の燃焼室に送出するノズルボアと、を定め、
前記ノズルボアは、前記入口開口部から延びる円形の入口部分と、前記非円形の出口開口部に延びる出口部分とを有し、前記入口部分は、前記入口開口部を画成する円筒形区分と、前記円筒形区分の下流の遷移部分とを含み、前記遷移部分の断面形状は円形から非円形に遷移し、
前記入口アセンブリは、さらに、
前記入口部分を前記出口部分に結合するバッフルを備え、該バッフルは、前記ノズルボア内に位置するバッフル開口部を定め、
該バッフル開口部の形状は、前記バッフルに隣接する前記出口部分の形状と相似であり、前記バッフル内の中央に配置され、かつ、前記バッフルに隣接する前記出口部分の断面積と比べて狭い断面積を有する、
ことを特徴とする入口アセンブリ。
【請求項２】
前記出口開口部は、細長い、
請求項１に記載の入口アセンブリ。
【請求項３】
前記出口開口部は、四角形のスロットである、
請求項１又は２に記載の入口アセンブリ。
【請求項４】
前記出口開口部は、長円形である、
請求項１又は２に記載の入口アセンブリ。
【請求項５】
前記出口開口部は、同じ場所に配置された複数の離散的な開口部で形成される、
請求項１から４のいずれか１項に記載の入口アセンブリ。
【請求項６】
前記出口部分の断面積は、前記長手方向軸に沿って前記出口開口部から前記入口部分に向かって変化する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の入口アセンブリ。
【請求項７】
前記出口部分の前記断面積は、前記長手方向軸に沿って前記出口開口部から前記入口部分に向かって減少する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の入口アセンブリ。
【請求項８】
前記バッフルは、変化可能な断面積を有する前記バッフル開口部をもたらすように構成される、
請求項１から７のいずれか１項に記載の入口アセンブリ。
【請求項９】
前記バッフルは、変化可能な断面積をもたらすシャッターを含む、
請求項１から８のいずれか１項に記載の入口アセンブリ。
【請求項１０】
前記シャッターは、前記排ガス流の速度に応答して変化する前記変化可能な断面積をもたらすように付勢される、
請求項９に記載の入口アセンブリ。
【請求項１１】
バーナーの入口アセンブリを準備するステップであって、前記入口アセンブリは入口ノズルを有し、前記入口ノズルは、前記バーナーによって処理される排ガス流を供給する入口導管に結合できる入口開口部と、非円形の出口開口部と、前記入口開口部と前記出口開口部との間に長手方向軸に沿って延び、前記排ガス流を前記入口開口部から前記出口開口部に運んで前記バーナーの燃焼室に送出するノズルボアとを定め、前記ノズルボアは、前記入口開口部から延びる入口部分と、前記非円形の出口開口部に延びる出口部分とを有する、前記バーナーの入口アセンブリを準備するステップと、
前記排ガス流を前記入口開口部に供給するステップと、
を含み、
前記入口アセンブリは、前記入口部分を前記出口部分に結合するバッフルを備え、該バッフルは、前記ノズルボア内に位置する、変化可能な断面積を有するバッフル開口部を定め、該バッフル開口部は、前記バッフルに隣接する前記出口部分の断面積と比べて狭い断面積を有し、
前記方法は、前記排ガス流の速度に応答して前記変化可能な断面積を変化させるステップを含む、
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バーナーの入口アセンブリ及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射バーナーは周知であり、典型的には、例えば半導体又はフラットパネルディスプレイの製造業で使用される製造工程ツールからの排ガス流を処理するために使用される。このような製造中には、工程ツールから圧送される排ガス流内に、残留性過フッ素化合物（ＰＦＣ）及びその他の化合物が存在する。ＰＦＣは排ガスからの除去が困難であり、環境内に放出されると比較的高い温室効果作用をもたらすことが知られているので望ましくない。
【０００３】
既知の放射バーナーは、燃焼を用いて排ガス流からＰＦＣ及びその他の化合物を除去する。通常、排ガス流は、ＰＦＣ及びその他の化合物を含む窒素流である。燃料ガスを排ガス流と混合させ、このガス流混合物を、有孔ガスバーナーの出口面によって横方向に取り囲まれた燃焼室に運ぶ。有孔バーナーに燃料ガスと空気を同時に供給し、有孔バーナーを通過する空気の量を、バーナーに供給される燃料ガスだけでなく燃焼室に注入されるガス流混合物内の全ての可燃物を消費するのに十分な状態にして、出口面における無炎燃焼に影響を与える。
【０００４】
排ガス流内に存在する化合物の範囲及びこの排ガス流の流れ特性は工程ツール毎に変化することができ、従って燃料ガス及び空気、並びに放射バーナーに導入する必要がある他のガス又は流体の範囲も変化する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許第０６９４７３５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
排ガス流を処理する技術は存在するが、これらはそれぞれ独自の欠点を有する。従って、排ガス流を処理するための改善された技術を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の態様によれば、バーナーの入口アセンブリであって、バーナーによって処理される排ガス流を供給する入口導管に結合できる入口開口部を定める入口ノズルと、非円形の出口開口部と、入口開口部と出口開口部との間に長手方向軸に沿って延び、入口開口部から延びる入口部分と、非円形の出口開口部に延びる出口部分とを有し、排ガス流を入口開口部から出口開口部に運んでバーナーの燃焼室に送出するノズルボアとを含む入口アセンブリが提供される。
【０００８】
第１の態様は、特に排ガスの流れが増すにつれてこれらの排ガスの処理が問題となり得ることを認識するものである。例えば、処理ツールは、処理のための排ガス流を５つ産出することができ、これらはそれぞれ最大毎分３００リットルの流量を有する（すなわち、全体で毎分１，５００リットル）。しかしながら、通常、既存のバーナー入口アセンブリは、４つ又は６つのノズルを有し、これらはそれぞれ毎分約５０リットルの流量しかサポートすることができない（全体で毎分２００〜３００リットルしか処理できない）。この理由は、通常、排出処理機構が放射バーナー内の拡散過程に依拠し、軽減反応を実行するために燃焼副産物が排出流内に拡散する必要があるためである。言換すれば、排出流が放射バーナーから出る前に、燃焼副産物が排出流の外面から排出流内までわざわざ拡散した後に排出流と反応する必要がある。排出流内に完全に拡散しなければ、軽減効力が低下する。仮に排出流の量の増加に対応するために既存のノズルの流量を高めた場合には、高速で移動する排出流が放射バーナーから出る前に確実に拡散及び反応が行われるように、放射性バーナーの長さを比例的に延ばす必要が生じる。同様に、排出流の量の増加に対応するために既存のノズルの直径を大きくした場合には、直径が大きくなった排出流内で拡散及び反応が行われるために必要な時間が増すことにより、放射性バーナーの長さを比例的に延ばす必要が生じる。
【０００９】
従って、バーナーの入口アセンブリを提供する。この入口アセンブリは、入口ノズルを含むことができる。入口ノズルは、入口開口部を定め、又は入口開口部をもたらすように成形することができる。入口開口部は、バーナーによって処理される排ガス流を供給する入口導管に結合又は接続することができる。入口ノズルは、非円形の出口開口部を定め、又は非円形の出口開口部をもたらすように成形することもできる。入口ノズルは、入口開口部と出口開口部の間に延びるノズルボアを定め、又はこのようなノズルボアをもたらすように成形することもできる。ノズルボアは、長手方向軸又は排ガス流の流れ軸に沿って延びて、排出流をバーナーの入口開口部から出口開口部に運んで燃焼室に供給されるようにすることができる。ノズルボアは、入口開口部から延びる又は入口開口部に近接する入口部分で形成することもできる。ノズルボアは、非円形の出口開口部に延びる又は非円形の出口開口部に近接する出口部分を有することもできる。このように、非円形の出口開口部は、非円形の排ガス流の流れを燃焼室に供給する。非円形の排ガス流は、必要な軽減レベルを達成し又は上回りながら、燃焼室内にさらに多くの量の排ガス流を導入できるようにする。この理由は、非円形の排ガス流では、拡散及び反応が生じる必要がある距離が、同等の円形の排ガス流に比べて減少するからである。従って、排ガス流の体積の増加を、同等の円形の排ガス流に比べて軽減することができる。
【００１０】
１つの実施形態では、入口部分の断面積が、長手方向軸に沿って入口開口部から出口部分に向かって減少する。
【００１１】
１つの実施形態では、入口部分の断面形状が、長手方向軸に沿って入口開口部の形状から出口開口部の形状に遷移する。入口開口部の形状から出口開口部の形状に不連続部を伴わずに徐々に遷移させると、層流の維持に役立つとともに、排出流内の残留物によって生じる堆積物が最小限に抑えられる。
【００１２】
１つの実施形態では、入口開口部が円形である。入口開口部は、排出流を供給する入口導管の形状に一致するあらゆる形状にすることができると理解されるであろう。
【００１３】
１つの実施形態では、出口開口部が細長い。細長い形状の出口開口部を設けると、同様の形状の排出流の拡散距離を最小化するのに役立つ。
【００１４】
１つの実施形態では、出口開口部が、概ね四角形のスロットである。これにより、高い流量をもたらしながら、排出流を含むいずれかの地点から排出流のエッジまでの距離を最小化できる、広くて狭い同様の形状の排出流が得られる。
【００１５】
１つの実施形態では、出口開口部が長円形である。２つの半円がその端点に正接する平行線によって接続された形状である長円形では、拡散及び反応が生じる必要がある距離が排出流内で予測可能になる。
【００１６】
１つの実施形態では、出口開口部が、同じ場所に配置された複数の離散的な開口部で形成される。出口開口部は、別個の、ただし同じ場所に配置されたさらに小さな開口部で形成することができると理解されるであろう。
【００１７】
１つの実施形態では、出口部分の断面積が、長手方向軸に沿って出口開口部から入口部分に向かって変化する。
【００１８】
１つの実施形態では、出口部分の断面積が、長手方向軸に沿って出口開口部から入口部分に向かって減少する。
【００１９】
１つの実施形態では、入口アセンブリが、入口部分を出口部分に結合するバッフルを含み、バッフルは、ノズルボア内に位置するバッフル開口部を定め、バッフル開口部は、バッフルに隣接する出口部分の断面積と比べて狭い断面積を有する。ノズルボア内にバッフル又は制約部を配置すると、障害物及び不連続性がもたらされることにより、下流の出口部分内で流れの膨張が生じ、拡散距離が最小になるように排出流を成形するのに役立つ。
【００２０】
１つの実施形態では、入口部分の断面積が、バッフル開口部の断面積に一致するように長手方向軸に沿って入口開口部から出口部分に向かって減少する。従って、排出流内の残留物に起因する堆積のリスクをさらに最小化するために、入口部分のサイズ及び形状が、バッフル開口部のサイズ及び形状に一致するように変化することができる。
【００２１】
１つの実施形態では、入口部分の断面形状が、長手方向軸に沿って入口開口部の形状からバッフル開口部の形状に遷移する。
【００２２】
１つの実施形態では、バッフル開口部の形状が、バッフルに隣接する出口部分の形状に一致する。
【００２３】
１つの実施形態では、バッフル開口部が、同じ場所に配置された複数の開口部で形成される。従って、バッフル開口部は、同じ場所に存在する離散的な開口部で形成することができる。
【００２４】
１つの実施形態では、バッフルが、変化可能な断面積を有するバッフル開口部をもたらすように構成される。従って、バッフル開口部のサイズは、動作条件に合うように変化又は変更することができる。
【００２５】
１つの実施形態では、バッフルが、変化可能な断面積をもたらすシャッターを含む。
【００２６】
１つの実施形態では、シャッターが、排ガス流の速度に応答して変化する変化可能な断面積をもたらすように付勢される。従って、バッフル開口部の面積は、排ガス流の流量に応答して自動的に変化することができる。
【００２７】
第２の態様によれば、バーナーによって処理される排ガス流を供給する入口導管に結合できる入口開口部を定める入口ノズルと、非円形の出口開口部と、入口開口部と出口開口部との間に長手方向軸に沿って延び、入口開口部から延びる入口部分と、非円形の出口開口部に延びる出口部分とを有し、排ガス流を入口開口部から出口開口部に運んでバーナーの燃焼室に送出するノズルボアとを含む、バーナーの入口アセンブリを準備するステップと、排ガス流を入口開口部に供給するステップとを含む方法が提供される。
【００２８】
１つの実施形態では、入口アセンブリが、入口部分を出口部分に結合するバッフルを含み、バッフルは、ノズルボア内に位置する、変化可能な断面積を有するバッフル開口部を定め、バッフル開口部は、バッフルに隣接する出口部分の断面積と比べて狭い断面積を有し、方法は、排ガス流の速度に応答して変化可能な断面積を変化させるステップを含む。
【００２９】
第２の態様の実施形態は、上述した第１の態様の実施形態の特徴に対応する特徴を提供する。
【００３０】
さらなる特定の好ましい態様は、添付の独立請求項及び従属請求項に示す。従属請求項の特徴は、必要に応じて独立請求項の特徴と組み合わせることができ、特許請求の範囲に明示するもの以外の組み合わせとすることもできる。
【００３１】
機能を提供するものとして装置の特徴を説明している場合、この特徴は、その機能を提供する、或いはその機能を提供するように適合又は構成された装置の特徴を含むと理解されたい。
【００３２】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態をさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】１つの実施形態による、ヘッドアセンブリ及びバーナーの下側を示す斜視図である。
【図２】図１のヘッドアセンブリ及びバーナーの下側平面図である。
【図３】１つの実施形態による入口アセンブリを示す図である。
【図４】図３の入口アセンブリの断面図である。
【図５】入口アセンブリの軸方向長さに沿って見た出口開口部を示す図である。
【図６】実施形態によるバッフル部分を示す図である。
【図７】実施形態によるバッフル部分を示す図である。
【図８Ａ】異なる入口アセンブリ構成の、２００Ｌ／分の窒素で希釈したＮＦ3の破壊効率のプロットを示すグラフである。
【図８Ｂ】４つの１６ｍｍの内径の円形入口アセンブリを有する既存のヘッドアセンブリと比較した、実施形態による（２つの異なるバッフル開口部を含む）単一の入口アセンブリを有するヘッドアセンブリの性能を示す、２００Ｌ／分の窒素で希釈したＮＦ3破壊効率のプロットを示す図８Ａの拡大図である。
【図８Ｃ】４つの１６ｍｍの内径の円形入口アセンブリを有する既存のヘッドアセンブリと比較した、実施形態による（２つの異なるバッフル開口部を含む）単一の入口アセンブリを有するヘッドアセンブリの性能を示す、３００Ｌ／分の窒素で希釈したＮＦ3破壊効率のプロットを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
概観
まず、実施形態をさらに詳細に説明する前に概要について説明する。実施形態は、バーナー入口アセンブリを提供する。以下の実施形態は、放射バーナーの使用について説明するものであるが、入口アセンブリは、例えば乱流火炎バーナー又は電気加熱酸化装置などの多くの異なるバーナーのいずれと共に使用することもできると理解されるであろう。当業では、欧州特許第０６９４７３５号に記載されているような放射バーナーが周知である。
【００３５】
実施形態は、入口ノズルを有するバーナー入口アセンブリを提供し、入口ノズルは、その入口開口部から延びる不均一なボアを有し、入口開口部は、出口開口部に排ガス流を供給する入口導管に結合し、出口開口部は、排ガス流をバーナーの燃焼室に供給する。具体的に言えば、ノズルボアの構成は、入口導管に結合して排ガス流を供給できる入口開口部から、非円形の出口開口部にかけて変化する。非円形の出口開口部は、非円形の排ガス流の流れを燃焼室に供給する。非円形の排ガス流は、必要な軽減レベルを達成し又は上回りながら、燃焼室内にさらに多くの量の排ガス流を導入することができる。この理由は、非円形の排ガス流では、拡散及び反応が生じる必要がある距離が、同等の円形の排ガス流に比べて減少するからである。従って、排ガス流の体積の増加を、同等の円形の排ガス流に比べて軽減することができる。
【００３６】
実施形態では、入口ノズル内の入口開口部と出口開口部との間にバッフル又は制約部を設けることにより、この軽減性能がさらに改善される。このバッフルは、出口開口部の形状と概ね一致する形状を有し断面積がわずかに小さなバッフル開口部を用いて制約を行う。これにより、バッフルから下流に急激な不連続性がもたらされ、バッフルから非円形の出口開口部に延びる出口部分分内の流れが拡大するようになる。実施形態では、異なる状況下でバッフル開口部の面積を変化させるように作用するシャッター機構をバッフルに設けることにより、さらに性能を改善することができる。
【００３７】
ヘッドアセンブリ
図１及び図２に、１つの実施形態による、放射バーナーアセンブリ１００に結合されたヘッドアセンブリを大まかに１０で示す。この例の放射バーナーアセンブリ１００は、内側バーナー１３０及び外側バーナー１１０を有する同心バーナーである。外側バーナー１１０、及び内側バーナーへの導管（図示せず）には、プレナムハウジング１２０内のプレナム（図示せず）を介して燃料と酸化剤の混合物が供給される。
【００３８】
ヘッドアセンブリ１０は、３つの主な構成要素の組を含む。第１の要素は、放射バーナーアセンブリ１００に結合するのに必要な機械的強度及び構成をもたらす金属製の（通常はステンレス鋼製の）ハウジング２０である。第２の要素は、放射バーナーアセンブリ１００の内側バーナー１３０と外側バーナー１１０との間に定められる燃焼室内からの熱損失を低減するとともに、ハウジング２０と、ハウジング２０に結合された要素とを燃焼室内で発生した熱から保護するのに役立つ、ハウジング２０内に設けられた断熱体３０である。第３の要素は、ハウジング２０内に設けられた一連の同一の統一された開口部４０（図２を参照）に受け入れられる入口アセンブリ５０である。この構成では、完全なヘッドアセンブリ１０を放射バーナーアセンブリ１００の残り部分から除去又は分解する必要なく個々の入口アセンブリ５０をメンテナンスのために取り外すことができる。
【００３９】
図１に示す実施形態は、対応する開口部４０内にそれぞれ取り付けられた５つの同一の入口アセンブリ５０を利用し、第６の開口部を空の状態で示している。なお、全ての開口部４０が排出流体又はプロセス流体又は他の流体を受け入れる入口アセンブリ５０で満たされるわけではなく、代わりにブランキング用入口アセンブリを受け入れて開口部４０を完全に満たすことも、或いは放射バーナー内の状態をモニタするために計装用入口アセンブリハウジングセンサを受け入れることもできると理解されるであろう。また、６つよりも多くの又は少ない開口部４０を設けることもでき、これらをハウジングの周囲に円周方向に配置する必要もなく、対称的に配置する必要もないと理解されるであろう。
【００４０】
やはり図１及び図２で分かるように、ハウジング２０には、例えば点検窓７０及びパイロット７５Ａなどの他の要素に備えるためにさらなる開口部が設けられる。
【００４１】
入口アセンブリ５０は、入口アセンブリ５０の構造を燃焼室から保護する断熱体６０を含む。入口アセンブリ５０は、例えばその取り外しを容易にするために除去されるボルト（図示せず）などの好適な固定具を用いて保持され、これらも断熱体（図示せず）によって保護される。入口アセンブリ５０は、以下でさらに詳細に説明する出口開口部２６０及びバッフル部分２１０を有する。
【００４２】
入口アセンブリ
図３に、１つの実施形態による入口アセンブリ５０を示す。図４には、入口アセンブリ５０の断面を示す。入口アセンブリ５０は、排ガス流を入口アセンブリ及び燃焼室に送出する入口導管（図示せず）によって供給された排ガス流を送出する導管を形成する。入口アセンブリ５０は、入口導管によって成形された排出流を受け取り、この排出流を再成形して燃焼室に送出する。
【００４３】
入口アセンブリ５０は、入口部分２００、バッフル部分２１０及び出口部分２２０という３つの主要部分を有する。少なくとも開口部４０Ａと嵌合する出口部分２２０の外面には、断熱シュラウド（図示せず）を設けることができると理解されるであろう。
【００４４】
入口部分
入口部分２００は、入口開口部２４０を定める円筒形区分２３０を含む。入口部分２００は、入口導管の形状に一致するあらゆる形状とすることができると理解されるであろう。円筒形区分２３０は、入口導管に結合して、バッフル部分２１０に向かって流れる排ガス流を受け取る。この実施形態では、入口部分２００が、内径５０ｍｍの入口管から供給を受ける。円筒形区分２３０の下流では、入口部分が、円形断面から、出口部分２２０の断面に一致する非円形断面に遷移する。従って、入口部分２００の断面形状が円形から非円形に遷移するロフト状の遷移部分２５０が存在する。この例では、断面形状が円形から長円形に変化する。しかしながら、他の遷移も可能であると理解されるであろう。一致する円筒形区分２３０とロフト部分２５０とをバッフル部分２１０の上流に設けると、堆積物の蓄積を防ぐのに役立つ。
【００４５】
出口部分
出口部分２２０は、その軸方向長さに沿って同じ長円形の断面形状及び面積を維持し、排出流を燃焼室に供給する出口開口部２６０を定める。この実施形態では、出口部分が、中心間５０ｍｍで内半径８ｍｍの長円形断面を有し、長さが７５ｍｍである。この実施形態では、出口部分２２０がその軸方向長さに沿って一定の形状を有するが、この部分をテーパ状にすることもできると理解されるであろう。
【００４６】
バッフル部分
入口部分２００と出口部分２２０との間には、バッフル部分２１０が配置される。この例では、バッフル部分２１０が、バッフル開口部２７０を有するプレートを含む。バッフル部分２１０は、排出流の流れ方向に対して直角に配向され、その流れに制約を与える。この例では、バッフル開口部２７０の形状が出口部分２２０の断面形状に一致し、バッフル部分２１０内に対称的に配置される。バッフル開口部２７０は、出口部分２２０の断面積よりも狭い断面積を有する。この実施形態では、バッフル開口部が中心間４０ｍｍで半径３ｍｍである。これにより、従来の内径１６ｍｍのノズルの、毎分５０リットルで４ｍ／ｓ、及び毎分６０リットルで５ｍ／ｓに比べて、毎分３００リットルで２４ｍ／ｓのスロット速度と５ｍ／ｓの公称ノズル速度とが得られる。
【００４７】
従って、図示のように、円筒形区分２３０の内部容積は、入口導管を連続して延ばすのに対し、ロフト部分２５０は、導管の形状を円形から非円形に遷移させる。これにより、排出流がバッフル部分２１０に達するまでほぼ層流になる。バッフル部分２１０及びその開口部２７０の存在によって急激な不連続性が与えられ、従ってバッフル開口部２７０を通過した排出流は、出口部分２２０内で流れが膨張する。後述するように、バッフル部分２１０の存在は必須ではないが、バッフル部分２１０を含めることによってその後の軽減性能が改善される。
【００４８】
非円形出口
図５に、入口アセンブリ５０の軸方向長さに沿って見た出口開口部２６０を示す。出口開口部２６０は、面積Ａを有する。図５には、出口開口部２６０の面積と同等の面積Ａを有する円形の出口開口部２６０ａも示している。
【００４９】
図示のように、同等の面積をもたらすには、円形の出口開口部２６０ａの拡散距離ｒ2の方が出口開口部２６０の拡散距離ｒ1よりも大幅に長い。
【００５０】
従って、同じ流量の場合、円形の出口開口部２６０Ａによってもたらされる排出流に対して拡散及び軽減を行うために要する時間は、出口開口部２６０によってもたらされる排出流に要する時間よりも大幅に長い。言換すれば、円形の出口開口部２６０Ａによってもたらされる排出流について軽減反応を実行するのに必要な燃焼室の長さは、出口開口部２６０によってもたらされる同じ流量の排出流の場合よりも大幅に長くする必要がある。すなわち、出口開口部２６０を使用すると、円形の出口開口部２６０Ａを使用して実現されるよりも小型の放射バーナーを実現することができる。
【００５１】
バッフル部分−別の実施形態
図６及び図７に、バッフル部分の別の構成を示す。
【００５２】
図６には、可変サイズのバッフル開口部２７０Ａを協働的に定める１対の摺動自在に取り付けられたプレート３３０Ａ、３４０Ａからなるシャッター構成を有するバッフル部分２１０Ａを示している。この例では、プレート３３０Ａ、３４０ＡがＬ字形である。しかしながら、他のシャッター構造及び形状も考えられると理解されるであろう。プレート３３０Ａ、３４０Ａは、バッフル開口部２７０Ａの面積を変化させるために近づいたり離れたりすることができる。
【００５３】
図７には、バネ３５０によって付勢された１対の枢動プレート３３０Ｂ、３４０Ｂを利用してバッフル開口部２７０Ｂのサイズを制限する平行面型スロットノズル構成を示す。排ガス流の流れが枢動プレート２３０Ｂ、２４０Ｂに作用して、バッフル開口部２７０Ｂの面積を広げる。他の付勢シャッター機構を設けることもできると理解されるであろう。
【００５４】
通常、バッフル開口部の寸法は２つの方法で変化させることができ、ノズルを通過するガスの流量が低いことに応答して、処理ガスとポンプ希釈とを合わせた処理量に適する形でスロート部の寸法が最適化されるように手動で行うことができる。例えば、ＮＦ3などのガスを軽減する際には、スロート部をさらに制限すると軽減性能が向上するが、ＳｉＨ4などの粒子形成ガスを軽減する際には、この同じスロート部のサイズではバーナーの表面上に堆積する固形物が増加し、この場合には制約の少ないスロート部の方が有利である。また、バッフル部分のスロート部がバネ作用又はその他の復元力に抗して変形できるように、スロート部の寸法を自動的に最適化することもできる。２つの対向するプレート３３０Ａ、３４０Ａの使用は、同等の円形開口部の面積を調整するよりも調整が容易であると理解されるであろう。
【００５５】
性能結果
図８Ａ〜図８Ｃに示すように、実施形態の入口アセンブリを用いた放射バーナーの性能は、既存装置の性能に比べて改善されている。
【００５６】
図８Ａには、排ガス流が存在しない場合の測定時に９．５％の残留酸素濃度をもたらす３６ＳＬＭの燃料で動作する軸方向長さが３０４．８ｍｍ（１２インチ）の放射バーナーによって内径１５２．４ｍｍ（６インチ）に供給を行う異なる入口アセンブリの構成について、２００Ｌ／分の窒素を含むシミュレートした排出流の一部として測定したＮＦ3の破壊効率のプロットを示す。図示のように、実施形態の入口アセンブリを使用すると、内径３２ｍｍの単一の円形の入口アセンブリを使用する既存の構成よりも大幅な性能の向上が得られる。また、図８Ｂにさらに詳細に示すように、バッフル部分を有する実施形態の入口アセンブリは、内径１６ｍｍの４つの円形の入口アセンブリを使用する既存の装置を上回る大幅な性能の向上をもたらす。
【００５７】
図８Ｂは、内径１６ｍｍのノズルを４つ有する標準的なヘッドアセンブリと同じ条件下で動作した場合の図８Ａの拡大図である。この窒素希釈下では、入口アセンブリ５０（異なるバッフル開口部の構成を有する「スロットノズル」と呼ぶ）の方が、標準的なヘッドアセンブリよりもわずかに優れている。
【００５８】
図８Ｃには、図８Ｂと同じ構成を示すが、ＮＦ3を希釈する窒素の総流量を３００ＳＬＭに増加させている。図示のように、この増加した流体流下では、入口アセンブリ５０（異なるバッフル開口部の構成を有する「スロットノズル」）の方が、標準的なヘッドアセンブリの性能に比べて大幅に性能が向上している。
【００５９】
変化可能なサイズのバッフル開口部の提供は、異なる動作条件下においてバーナーアセンブリの性能をさらに改善するのに役立つ。例えば、１００ＳＬＭの窒素では、広いバッフル開口部（例えば、６ｍｍ幅）の方がＮＦ3の軽減に優れているが、高流量（例えば、２００及び３００ＳＬＭ）の窒素では、狭いスロットの方が良好に機能する。さらに、バッフル開口部又はオリフィスのサイズを変化させて、軽減すべき処理ガスが存在しないチャンバのポンプダウンなどの流れの遷移中に高い背圧を生じないように又は緩和するようにすることもできる。
【００６０】
従って、実施形態は、上流の入口管及び下流の燃焼室と流体連通するスロット又は長円の形に構成された単一のノズルを含む燃焼性軽減システムへの入口アセンブリを提供することが分かる。入口管とノズルとの間の接合面が下流側に急激な不連続性をもたらすことにより、ノズル内で流れの膨張が生じる。この構成は、例えばＮＦ3を含む排出流又は処理ガスの破壊を既存の構成よりも向上させることが明らかである。実際に、この構成を含む単一ノズルの性能は、既存のバーナーアセンブリにおいて使用される複数の別個のノズルの性能を上回る。
【００６１】
本明細書では、添付図面を参照しながら本発明の例示的な実施形態を詳細に開示したが、本発明は、これらの正確な実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲及びその同等物によって定められる本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によって様々な変更及び修正を行うことができると理解される。
【符号の説明】
【００６２】
１０  ヘッドアセンブリ
２０  ハウジング
３０  断熱体
４０  開口部
５０  入口アセンブリ
６０  断熱体
７０  点検窓
７５Ａ  パイロット
１００  放射バーナーアセンブリ
１１０  外側バーナー
１２０  プレナムハウジング
１３０  内側バーナー
２００  入口部分
２１０、２１０Ａ、２１０Ｂ  バッフル部分
２２０  出口部分
２３０  円筒形区分
２４０  入口開口部
２５０  ロフト部分
２６０  出口開口部
２６０Ａ  円形の出口開口部
２７０、２７０Ａ、２７０Ｂ  バッフル開口部
３３０Ａ、３４０Ａ  プレート
３３０Ｂ３４０Ｂ  枢動プレート
３５０  バネ
Ａ  面積
ｒ１、ｒ２  拡散距離
【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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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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