(57)【要約】【課題】燃焼筒内での被処理ガスの滞留時間を引き延ばすことにより、燃焼除害効率を向上させることができ、省スペースや運転コストの低減を図ることができる燃焼除害装置を提供する。【解決手段】燃焼除害装置の燃焼筒１３内に被処理ガスを導入する被処理ガス導入ノズル１４の燃焼筒内開口部（ガス導入口１８）に、該被処理ガス導入ノズルから燃焼筒内に導入される被処理ガスを燃焼筒軸線方向とは異なる方向にガイドするための整流板１９を設ける。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナーを備えた燃焼筒内に有害成分を含む被処理ガスを導入し、該燃焼筒内で前記有害成分を燃焼処理又は加熱処理することによって有害成分の除害処理を行う燃焼除害装置において、燃焼筒内に被処理ガスを導入する被処理ガス導入ノズルの燃焼筒内開口部に、該被処理ガス導入ノズルから燃焼筒内に導入される被処理ガスを燃焼筒軸線方向とは異なる方向にガイドするための整流板を設けたことを特徴とする燃焼除害装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼除害装置に関し、詳しくは、半導体製造工程や液晶製造工程で使用されるシラン、アンモニア、亜酸化窒素、その他の各種特殊材料ガスのような有害物質、また、地球温暖化等の環境に対して悪影響を及ぼす四フッ化メタン、六フッ化エタン、両者の特性を有する三フッ化窒素等を含む排ガスをバーナーを備えた燃焼筒内に導入し、該バーナーにより形成される高温雰囲気下で有害成分を燃焼又は加熱することによってこれらの除害処理又は除去処理を行う燃焼除害装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体工業プロセス、例えば、半導体製造装置やＬＣＤ製造装置から排出される排ガス中には、毒性ガス、腐食性ガス、可燃性ガス、地球環境に悪影響を及ぼす不燃性ガスや支燃性ガス等の有害成分が含まれているため、これらの有害成分の除害（無害化、除去）処理を行ってから排ガスを排出する必要がある。このような、排ガスの除害を行うための装置の一つとして、燃焼式除害装置が知られている。
【０００３】
この燃焼式除害装置は、燃焼筒内に導入された排ガス中に含まれる各種有害成分を、メインバーナーの火炎によって高温に加熱された燃焼筒内で燃焼させたり、熱分解させたりして除害処理を行うもので、例えば、特開平１０−１１０９２６号公報等に各種形状のものが開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような燃焼除害装置では、燃焼筒内に導入された排ガス、即ち被処理ガスは、燃焼筒内の高温雰囲気部分を通過することによって無害化される。通常、燃焼除害効率は、燃焼筒内を通過するガスの流速や滞留時間に反比例し、被処理ガスの流量が増大するのに伴い、被処理ガスを効率よく燃焼除害することが困難となってくる。したがって、所望の燃焼除害効率を得るためには、燃焼筒を大型化したり、燃焼筒内の温度をより高めなければならなくなり、スペース的な問題や燃料等の経済的な問題が発生することになる。
【０００５】
そこで本発明は、燃焼筒内での被処理ガスの滞留時間を引き延ばすことにより、燃焼除害効率を向上させることができ、省スペースや運転コストの低減を図ることができる燃焼除害装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の燃焼除害装置は、バーナーを備えた燃焼筒内に有害成分を含む被処理ガスを導入し、該燃焼筒内で前記有害成分を燃焼処理又は加熱処理することによって有害成分の除害処理を行う燃焼除害装置において、燃焼筒内に被処理ガスを導入する被処理ガス導入ノズルの燃焼筒内開口部に、該被処理ガス導入ノズルから燃焼筒内に導入される被処理ガスを燃焼筒軸線方向とは異なる方向にガイドするための整流板を設けたことを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３は、本発明の燃焼除害装置の一形態例を示すもので、図１は一部断面正面図、図２は図３のＩＩ−ＩＩ線断面図、図３は整流板を設けた蓋体の底面図である。
【０００８】
まず、本形態例に示す燃焼除害装置は、上端に蓋体１１を有し、下端が冷却筒１２内に連通する燃焼筒１３と、前記蓋体１１に取付けられて燃焼筒１３内に被処理ガス（例えば、半導体製造装置やＬＣＤの製造装置から排出される排ガス）を導入する被処理ガス導入ノズル１４と、前記燃焼筒１３内で被処理ガスを燃焼及び／又は熱分解するための火炎を形成するメインバーナー１５とを備えている。なお、燃焼筒１３に通常設置されているパイロットバーナーや温度測定手段等の付帯機器の図示は省略する。
【０００９】
前記メインバーナー１５は、内周面がＶ字状の周溝に形成された環状体であって、該Ｖ字状の周溝を形成する一方の面に燃料ガス供給管１６から供給される燃料ガスを噴出する燃料ガス噴出ノズル１６ａを、他方の面に支燃性ガス供給管１７から供給される支燃性ガスを噴出する支燃性ガス噴出ノズル１７ａをそれぞれ多数個ずつ開口させたものであって、両噴出ノズル１６ａ，１７ａのノズル軸は、該バーナー１５の中心方向に向けられるとともに、燃焼筒１３内で交差するように設定されている。
【００１０】
なお、燃料ガスとしては、ＬＰＧのような炭化水素や、水素ガスが用いられ、支燃性ガスとしては、空気、空気と酸素ガスとの混合ガス、あるいは、酸素ガスのいずれかが用いられる。このようなメインバーナー１５からは、燃焼筒１３内を径方向に横切る平面状の火炎が形成され、燃焼筒内を下方に向かって流れる被処理ガスが必ず火炎を横切る状態となる。
【００１１】
前記蓋体１１には、被処理ガス導入ノズル１４の燃焼筒内開口部となるガス導入口１８が、各被処理ガス導入ノズル１４に対応するように設けられており、該ガス導入口１８の下方に、被処理ガスの流れを制御するための整流板１９がそれぞれ設けられている。
【００１２】
この整流板１９は、被処理ガス導入ノズル１４から燃焼筒１３内に導入される被処理ガスを燃焼筒軸線方向とは異なる方向にガイドするためのものであって、このような整流板１９を設けることにより、燃焼筒１３内における被処理ガスの流れ方向や流速を制御することができ、燃焼筒１３内に流入した被処理ガスが燃焼筒１３内を瞬時に通り抜けることを抑制できる。すなわち、燃焼筒１３内における高温雰囲気部分での被処理ガスの滞留時間を延長することが可能となり、被処理ガス中の有害成分の燃焼除害効率を高めることができる。
【００１３】
整流板１９の形状や設置状態は、燃焼筒１３の形状、メインバーナー１５の構成、ガス導入口１８の大きさ、被処理ガスの流入量、その他の条件によって適宜設定することが可能であり、例えば、本形態例に示すように、ガス導入口１８から燃焼筒１３内に流入した被処理ガスが燃焼筒１３内で旋回流を形成するようにしたり、複数のガス導入口１８を備えている場合は、燃焼筒１３内に流入する被処理ガス同士を衝突させたりすることにより、被処理ガスが燃焼筒軸線方向に素通りしてしまうような状態を回避できる。また、整流板１９として多孔板を用いたり、格子状や網状のものを使用することもでき、一つのガス導入口１８に対して複数の整流板を組み合わせることもできる。
【００１４】
なお、燃焼筒１３、メインバーナー１５、冷却筒１２等は、従来からの一般的な燃焼除害装置と同様に構成することが可能であり、被処理ガス導入ノズル１４は１個のみであってもよい。
【００１５】
【実施例】
蓋体１１に設けた４個の口径５ｃｍのガス導入口１８の下方に、図２，図３に示すように、１０ｃｍ×１５ｃｍの金属板からなる整流板１９を斜めに取り付け、ガス導入口１８から燃焼筒１３内に流入した被処理ガスが燃焼筒１３内で旋回流を形成するようにした。また、比較として、整流板１９を取り付けない蓋体を用意し、両蓋体を交換することにより、整流板１９の効果を確認する実験を行った。被処理ガスには、有害成分として六フッ化エタンを含む窒素ガスを用いた。なお、整流板１９の有無以外の条件は全て同一とした。
【００１６】
まず、４個のガス導入口１８から、合計で六フッ化エタン毎分１リットルと窒素ガス毎分６００リットルとを燃焼筒１３に導入した。その結果、整流板１９を設けたものの燃焼除害効率は９９％であったのに対し、整流板１９を設けていないものの燃焼除害効率は９０％であった。また、窒素ガスを毎分８００リットルに増量した場合、整流板１９を設けたものの燃焼除害効率は９０％となったのに対し、整流板１９を設けていないものの燃焼除害効率は７０％となった。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の燃焼除害装置によれば、燃焼筒内での被処理ガスの滞留時間を引き延ばすことができるので、燃焼除害効率を向上させることができる。したがって、装置の小型化が図れるとともに、燃焼筒内の温度を低くすることができるので、燃料等に要する運転コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の燃焼除害装置の一形態例を示す一部断面正面図である。
【図２】図３のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】整流板を設けた蓋体の底面図である。
【符号の説明】
１１…蓋体、１２…冷却筒、１３…燃焼筒、１４…被処理ガス導入ノズル、１５…メインバーナー、１６…燃料ガス供給管、１７…支燃性ガス供給管、１８…ガス導入口、１９…整流板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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