(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バーナ部と、該バーナ部の下流側に燃焼室を備え、バーナ部より前記燃焼室に向けて燃焼火炎を形成し、該燃焼火炎に排ガスを導入して、該排ガスを酸化分解させる燃焼式排ガス処理装置において、
前記バーナ部の外部に混合器を設け、該混合器に酸素ガス供給ラインから酸素ガスを燃料ガス供給ラインから燃料ガスを供給して混合し、該混合したガスを前記バーナ部に供給し、燃焼させて前記燃焼火炎を形成するように構成すると共に、
前記バーナ部の外周に前記混合器からの混合ガスを供給する燃料ガス室を設け、該燃料ガス室からノズルを通してバーナ部内に混合ガスを噴射するように構成すると共に、該燃料ガス室内の温度を検出する温度センサを設け、該燃料ガス室内の温度が混合ガスの自然着火温度以下の所定の温度となった場合、自動的にバーナ部を消火させる手段を設けたことを特徴とする燃焼式排ガス処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃焼式排ガス処理装置において、
前記混合器の上流側の前記酸素ガス供給ライン及び燃焼ガス供給ラインの最下段のそれぞれに第１ストップ弁と第１逆止弁を順次設け、最上段のそれぞれに第２逆止弁と第２ストップ弁を設け、更に酸素ガス供給ライン及び燃料ガス供給ラインのそれぞれの第１ストップ弁と第２ストップ弁の間にリークチェック用ガスを注入する分岐弁を設けたことを特徴とする燃焼式排ガス処理装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の燃焼式排ガス処理装置において、
前記混合器の上流側の前記酸素ガス供給ライン及び燃料ガス供給ラインのそれぞれに酸素ガス供給弁及び燃料ガス供給弁を設けると共に不燃ガス供給ラインを設け、該不燃ガス供給ラインからの不燃ガスを前記酸素ガス供給弁及び燃料ガス供給弁の下流側に注入する不燃ガス注入手段を設け、消火時に前記酸素ガス供給弁及び燃料ガス供給弁を閉じると共に、該酸素ガス供給ライン及び燃料ガス供給ラインに不燃ガスをパージガスとして供給することを特徴とする燃焼式排ガス処理装置。
【請求項４】
請求項１乃至は３のいずれか１つに記載の燃焼式排ガス処理装置において、
前記混合器は、酸素ガスを駆動力として燃料ガスを吸引混合させるエジェクターであることを特徴とする燃焼式排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばシランガス（ＳｉＨ4）、或いはハロゲン系ガス（ＮＦ3、ＣｌＦ3、ＳＦ6、ＣＨＦ3、Ｃ2Ｆ6、ＣＦ4等）を含む有害可燃性、若しくは難分解性の排ガスを燃焼処理するための燃焼式排ガス処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記のような燃焼式排ガス処理装置は、バーナ部と、該バーナ部の下流側に燃焼室を備え、バーナ部に助燃ガスを供給し、該助燃ガスを燃焼させて火炎を形成し、この火炎により排ガスを燃焼させるように構成されている。助燃ガスには、水素ガス、都市ガス、プロパンガス等を燃料ガスとして用い、酸化剤としては酸素若しくは空気が通常使用されている。
【０００３】
上記のような燃焼式排ガス処理装置において、助燃ガスがバーナ部内で安定して燃焼火炎が得られ、燃料ガス配管への逆火や異常燃焼による圧力上昇による破壊、或いは燃料ガス供給ラインや酸素ガス供給ラインからの燃料ガスや酸素ガス漏れによる危険、特に燃料ガスとして水素ガスを用いる場合、水素ガス及び酸素ガスがリークすると爆発する危険性がある。そこで、これらの危険に対処でき、助燃ガスの燃焼が安定し、安全で且つ効率よく排ガスの燃焼処理ができる燃焼式排ガス処理装置の実現が要望されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、特に着火時や消火時には燃料ガス配管への逆火や異常燃焼による圧力上昇による破壊を防止でき、酸素ガスや燃料ガス漏れを簡単にチェックでき、助燃ガスの安定した燃焼が得られ安全で且つ効率よく排ガスの燃焼処理ができる燃焼式排ガス処理装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため請求項１に記載の発明は、バーナ部と、該バーナ部の下流側に燃焼室を備え、バーナ部より前記燃焼室に向けて燃焼火炎を形成し、該燃焼火炎に排ガスを導入して、該排ガスを酸化分解させる燃焼式排ガス処理装置において、バーナ部の外部に混合器を設け、該混合器に酸素ガス供給ラインから酸素ガスを燃料ガス供給ラインから燃料ガスを供給して混合し、該混合したガスをバーナ部に供給し、燃焼させて燃焼火炎を形成するように構成すると共に、バーナ部の外周に混合器からの混合ガスを供給する燃料ガス室を設け、該燃料ガス室からノズルを通してバーナ部内に混合ガスを噴射するように構成すると共に、該燃料ガス室内の温度を検出する温度センサを設け、該燃料ガス室内の温度が混合ガスの自然着火温度以下の所定の温度となった場合、自動的にバーナ部を消火させる手段を設けたことを特徴とする。
【０００６】
上記のようにバーナ部の外部に混合器を設け、該混合器に酸素ガス供給ラインから酸素ガスと燃料ガス供給ラインから燃料ガスを供給して混合して、バーナ部に供給するので、混合器内での酸素ガスと燃料ガスの混合比を調整することが容易となり、排ガスの効率的な燃焼処理、着火時及び消火時の異常着火や逆火の防止が容易となる。
【０００７】
また、上記のように燃料ガス室内の温度を検出する温度センサを設け、該燃料ガス室内の温度が混合ガスの自然着火温度以下の所定の温度となった場合、自動的にバーナ部を消火させる手段を設けたことにより、燃焼ガス室内の温度が混合ガスの自然着火温度以下の所定の温度となったら、自動的にバーナ部を消火させるので、逆火の恐れはなくなる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃焼式排ガス処理装置において、混合器の上流側の酸素ガス供給ライン及び燃焼ガス供給ラインの最下段のそれぞれに第１ストップ弁と第１逆止弁を順次設け、最上段のそれぞれに第２逆止弁と第２ストップ弁を設け、更に酸素ガス供給ライン及び燃料ガス供給ラインのそれぞれの第１ストップ弁と第２ストップ弁の間にリークチェック用ガスを注入する分岐弁を設けたことを特徴とする。
【００１０】
上記のように酸素ガス供給ライン及び燃料ガス供給ラインの双方に逆止弁を設けることにより、これにより下流側の圧力上昇に対して、燃料ガス供給ラインから燃料ガスの酸素ガス供給ラインへの逆流、酸素ガス供給ラインから酸素ガスの燃料ガス供給ラインへの逆流を防止することができ、これら供給ラインの逆火を防止することができる。また、第１ストップ弁と第２ストップ弁の間にリークチェック用ガスを注入できる分岐弁を設けたことにより、リークチェックが極めて容易となる。特に燃料ガスにリークしやすい水素ガスを用いる場合は、簡単にリークをチェックできる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の燃焼式排ガス処理装置において、混合器の上流側の酸素ガス供給ライン及び燃料ガス供給ラインのそれぞれに酸素ガス供給弁及び燃料ガス供給弁を設けると共に不燃ガス供給ラインを設け、該不燃ガス供給ラインからの不燃ガスを酸素ガス供給弁及び燃料ガス供給弁の下流側に注入する不燃ガス注入手段を設け、消火時に酸素ガス供給弁及び燃料ガス供給弁を閉じると共に、該酸素ガス供給ライン及び燃料ガス供給ラインに不燃ガスをパージガスとして供給することを特徴とする。
【００１２】
上記のように、消火時に酸素ガス供給弁及び燃料ガス供給弁を閉じて該酸素ガス及び燃料ガスを止めた後、該酸素ガス供給ライン及び燃料ガス供給ラインに不燃ガスをパージガスとして供給することにより、流量の変動をなくすることができ、消火時の逆火を防止できる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の燃焼式排ガス処理装置において、混合器は、酸素ガスを駆動力として燃料ガスを吸引混合させるエジェクターであることを特徴とする。
【００１４】
上記のように、混合器は酸素ガスを駆動力として燃料ガスを吸引混合させるエジェクターであるので、例えばプロパンガスのような供給圧力の低い燃料ガスで、ガス供給圧力に所定範囲の変動若しくはバーナ部側の圧力変動があっても実際の燃料ガス流量変動を低く抑えることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る燃焼式排ガス処理装置の構成例を示す図である。同図において、矢印Ａと矢印Ａ、矢印Ｂと矢印Ｂ、矢印Ｃと矢印Ｃはそれぞれ接続される。本燃焼式排ガス処理装置は燃焼ガスに水素（Ｈ2）ガスを用い、該水素ガスに酸素（Ｏ2）ガスを混合させ燃焼火炎を形成し、該燃焼火炎に排ガスを導入して、該排ガスを酸化分解させる燃焼式排ガス処理装置である。図１において、１０は排ガス処理装置本体であり、該排ガス処理装置本体１０はバーナ部１１と、該バーナ部１１の下流側に燃焼室１２を備えている。
【００１６】
バーナ部１１の外周上部には燃焼用空気を保持する空気室１３、外周中部には水素ガスと酸素ガスの混合ガスを保持する燃料ガス室１４、外周下部には冷却水を保持する冷却水室１５が設けられている。バーナ部１１の頂部には複数本（最大４本）の排ガス流入口管１６が設けられ、各排ガス流入口管１６はそれぞれ排ガス流入圧力センサ１９及び排ガス流入温度センサ２０が設けられている。バーナ部１１の頂部中央にはパイロットバーナ１７が設けられている。なお、排ガス処理装置本体１０の詳細構造はＰＣＴ／ＪＰ９９／００６３２の明細書及び図面に開示しており、本発明には直接関係が少ないのでその説明は省略する。
【００１７】
燃焼室１２に燃焼火炎を検出するためのＵＶセンサ１８が設けられている。また、燃料ガス室１４には燃料ガス室温度センサ２１が設けられている。燃料ガス室１４には、混合ガス配管２２を通して混合器２３が接続され、該混合ガス配管２２には逆火検知用温度センサ２４が設けられている。混合器２３は酸素（Ｏ2）ガス供給ライン２５と水素（Ｈ2）ガス供給ライン２６が接続されている。
【００１８】
酸素ガス供給ライン２５には下流側からストップ弁２７、逆止弁２８、供給弁２９、マスフローコントローラ３０、減圧弁３１、逆止弁３２、ストップ弁３３が順次接続され、更にマスフローコントローラ３０と減圧弁３１の間に酸素ガス圧を検出する酸素圧力センサ３４、逆止弁３２とストップ弁３３の間にリークチェック用ガス注入のための分岐弁３５が接続されている。また、酸素ガス供給ライン２５は図示しない酸素源に接続されている。
【００１９】
また、水素ガス供給ライン２６には下流側からストップ弁３６、逆止弁３７、供給弁３８、供給弁３９、マスフローコントローラ４０、減圧弁４１、逆止弁４２、ストップ弁４３が順次接続され、更にマスフローコントローラ４０と減圧弁４１の間に水素ガス圧を検出する水素圧力センサ４４、逆止弁４２とストップ弁４３の間にリークチェック用ガス注入のための分岐弁４５が接続されている。また、水素ガス供給ライン２６は図示しない水素ガス源に接続されている。
【００２０】
また、本燃焼式排ガス処理装置は、逆止弁４６を介して空気供給源（図示せず）に接続された空気供給ライン４７、減圧弁４９及び逆止弁４８を介して窒素（Ｎ2）源（図示せず）に接続された窒素ガス供給ライン５０を設けている。
【００２１】
パイロットバーナ１７には、水素ガス供給ライン２６のマスフローコントローラ４０の上流側から分岐するパイロットバーナ用水素ガス供給ライン８３から水素ガスが供給されるようになっており、該パイロットバーナ用水素ガス供給ライン８３には流量センサ（面積式流量計）５１、供給弁５２、供給弁５３、逆止弁５４及びストップ弁５５が接続されている。また、パイロットバーナ１７には、空気供給ライン４７から減圧弁５６、流量センサ（挿入型流量計）５７、流量調整弁５８、供給弁５９及び逆止弁６０を通して空気が供給できるようになっている。
【００２２】
排ガス処理装置本体１０の空気室１３には空気供給ライン４７から減圧弁６１、流量センサ（挿入型流量計）６２、流量調整弁６３、供給弁６４及び逆止弁６５を通して空気が供給できるようになっている。また、排ガス処理装置本体１０の燃焼室１２の外周に設けられた断熱材充填室１２ａには空気供給ライン４７から減圧弁６６、流量センサ（挿入型流量計）６７及び流量センサ（面積式流量計）６８を通してパージ用空気が供給できるようになっている。また、ＵＶセンサ１８にもパージ用空気が供給され、該パージ用空気は流量センサ（面積式流量計）９１で監視できるようになっている。
【００２３】
水素ガス供給ライン２６の逆止弁４２とストップ弁４３の間には窒素ガス供給ライン５０からストップ弁６９及び逆止弁７０を通して窒素ガスが供給できるようになっている。酸素ガス供給ライン２５の逆止弁２８と供給弁２９の間には窒素ガス供給ライン５０から流量センサ（挿入型流量計）７１、流量調整弁７２、供給弁７３及び逆止弁７４を通して窒素ガスが供給できるようになっている。また、水素ガス供給ライン２６の逆止弁３７と供給弁３８の間には窒素ガス供給ライン５０から流量センサ（挿入型流量計）７５、流量調整弁７６、供給弁７７及び逆止弁７８を通して窒素ガスが供給できるようになっている。
【００２４】
パイロットバーナ用水素ガス供給ライン８３の供給弁５３と逆止弁５４の間には窒素ガス供給ライン５０から流量センサ（挿入型流量計）７９、流量調整弁８０、供給弁８１及び逆止弁８２を通して窒素ガスが供給できるようになっている。また、排ガス処理装置本体１０の冷却水室１５には、図示しない冷水源から流量センサ（挿入型流量計）９２、流量調整弁８９を通して冷水（Ｈ2Ｏ）が供給され、該流量センサ９２で監視されるようになっている。
【００２５】
図２は本発明に係る燃焼式排ガス処理装置の構成例を示す図である。本燃焼式排ガス処理装置は燃焼ガスに、１３Ａ都市ガス等の低圧力（１００ｋＰａ程度以下）で供給される燃料ガスやプロパンガスを用いる。ここでは該プロパンガスに酸素ガスを混合させ燃焼火炎を形成し、該燃焼火炎に排ガスを導入して、該排ガスを酸化分解させる燃焼式排ガス処理装置である。図２において、図１と同一符号を付した部分は同一又は相当部分を示す。図２において、矢印Ａと矢印Ａ、矢印Ｂと矢印Ｂ、矢印Ｃと矢印Ｃはそれぞれ接続される。
【００２６】
本燃焼式排ガス処理装置が図１に示す燃焼式排ガス処理装置と大きく異なる点は、水素ガス供給ライン２６に替えプロパンガス供給ライン８７を設け、混合器２３でプロパンガスと酸素ガスを混合するようにした点である。該プロパンガス供給ライン８７には下流側から逆止弁３７、供給弁３８、供給弁３９、流量センサ(面積式流量計)８５及びストップ弁４３を順次接続している。また、パイロットバーナ用プロパンガス供給ライン８３’はプロパンガス供給ライン８７のストップ弁４３の上流側から分岐して設けられている。
【００２７】
上記構成の燃焼式排ガス処理装置において、酸素ガス供給ライン２５から供給される酸素と水素ガス供給ライン２６から供給される水素（又はプロパンガス供給ライン８７から供給されるプロパンガス）は混合器２３で混合され、混合ガス配管２２を通って、排ガス処理装置本体１０の燃料ガス室１４に供給され、該燃料ガス室１４から燃料ガス噴射ノズル（図示せず）でバーナ部１１内に供給される。また、空気室１３から空気噴射ノズル（図示せず）を通して燃焼用空気がバーナ部１１内に供給される。また、パイロットバーナ１７に水素ガス（又はプロパンガス）及び空気を供給し、着火装置９０で着火すると、水素（又はプロパンガス）と酸素の混合ガスは燃焼し燃焼火炎をバーナ部１１から燃焼室１２に向かって形成する。この燃焼火炎はバーナ部１１から燃焼室１２の中心部に向かって斜め下方に旋回するように形成するとよい。
【００２８】
上記燃焼火炎に排ガス流入口管１６を通して、半導体製造装置や液晶パネル製造装置からの、例えばシラン（ＳｉＨ4）やジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）等の有害可燃ガスを含む排ガスを導入することにより、該排ガスを酸化分解させて無害化する。
【００２９】
図１に示すように燃料に水素ガスを用い、混合器２３で該水素ガスと酸素ガスを混合しバーナ部１１に供給する配管について、下記のように構成することにより、安全で且つ確実に着火消火できるうえ、異常の検知ができる燃焼式排ガス処理装置となる。
【００３０】
酸素ガス供給ライン２５に下流側からストップ弁２７、逆止弁２８、供給弁２９、マスフローコントローラ３０、減圧弁３１、逆止弁３２、ストップ弁３３を順次接続し、水素ガス供給ライン２６に下流側からストップ弁３６、逆止弁３７、供給弁３８、供給弁３９、マスフローコントローラ４０、減圧弁４１、逆止弁４２、ストップ弁４３を順次接続している。これは、耐圧が弱い機器をより上流側に、耐圧が強いか若しくは壊れても問題になりにくい機器を下流側に配置することにより、燃焼等の現象が起こっている下流側が異常燃焼等により圧力が上昇した場合に、これら酸素ガス供給ライン２５及び水素ガス供給ライン２６を保護することが可能になる。なお、図２に示す燃料にプロパンガスを用いる燃焼式排ガス処理装置においても、同様なことが言える。
【００３１】
また、酸素ガスと水素ガスを混合する混合器２３の容積を小さくすると共に、該混合器２３とバーナ部１１を接続する混合ガス配管２２の長さを短くする。これにより、逆火が発生した場合は、混合器２３からバーナ部１１にある混合ガスは一気に燃えてしまうが、混合器２３の容積を小さく、混合ガス配管２２の長さを短くすることにより、その燃焼エネルギーが小さくなり、配管の温度上昇や圧力上昇による機器の破損等を最小限に抑えることができる。
【００３２】
また、混合器２３の上流の酸素ガス供給ライン２５と水素ガス供給ライン２６の双方に逆止弁３２、逆止弁４２を設ける。これにより、下流の圧力上昇に対して、水素ガスの酸素ガス供給ライン２５側へ、逆に酸素ガスの水素ガス供給ライン２６側への逆流を防止することができ、酸素ガス供給ライン２５又は水素ガス供給ライン２６への逆火を防止することができる。
【００３３】
排ガス流入口管１６から流入する排ガスが極端に減少した場合に、それによって冷却されていたバーナ部１１が加熱し、燃料ガス室１４の温度が上昇し、燃料ガス（水素と酸素の混合ガス）が自然着火温度を超えると逆火が発生する。このため燃料ガス室温度センサ２１で燃料ガス室１４の温度を監視し、自然着火の恐れがある温度以下で所定の温度に達したら自動的に消火し、逆火の危険を防止する。
【００３４】
マスフローコントローラ３０及び４０を流量計＋流量調整弁のかわりに使用する場合、図３に示すように、マスフローコントローラ３０をマスフローメータ３０−１とマスフローコントローラ３０−２、マスフローコントローラ４０をマスフローメータ４０−１とマスフローコントローラ４０−２の組み合わせとする。なお、３０−３、４０−３はそれぞれ流量指示計である。この組合せで流量指示計３０−３、４０−３はマスフローメータ３０−１、４０−１の検出値を表示し、流量調整はマスフローコントローラ３０−２、４０−２単独に設定した値で行うようにする。これにより、マスフローメータ３０−１、４０−１の流量検出機能、若しくはマスフローコントローラ３０−２、４０−２の流量調整機能のどちらか一方が故障したとき、どちらの場合も表示値の異常として故障を検知できる。
【００３５】
酸素ガス供給ライン２５に酸素ガス圧を検知する酸素圧力センサ３４を、水素ガス供給ライン２６（又はプロパンガス供給ライン８７）に水素ガス圧を検知する水素圧力センサ４４（又はプロパンガス圧を検出するプロパンガス圧力センサ４４’）を設け、供給する酸素ガス圧及び水素ガス圧（又はプロパンガス圧）を監視できるようにする。これにより、酸素ガスや水素ガス流量(又はプロパンガス流量)の変動の最大原因である供給圧力の変動を検出することができ、火炎の逆火や吹き消え等の原因となる流量変動が発生する前に、異常が検知できる。
【００３６】
酸素ガス供給ライン２５と水素ガス供給ライン２６のそれぞれ最下流側の逆止弁２８、３７と混合器２３の間にストップ弁２７、３６を設け、最上流側の逆止弁３２、４２の上流側にストップ弁３３、４３を設けると共に、該ストップ弁３３、４３と逆止弁３２、４２の間にそれぞれ分岐弁３５、４５を設けているので、最下流のストップ弁２７、３６及び最上流のストップ弁３３、４３を閉じ、分岐弁３５、４５を通してリークチェック用ガス（例えばヘリウムガス、窒素ガス）を注入することにより、容易に気密試験（リークチェック試験）を実施することができる。このように、気密試験が容易に実施できることは、リークしやすい水素ガスを燃料とする場合、特に有効である。
【００３７】
水素ガス供給ライン２６、パイロットバーナ用水素ガス供給ライン８３にそれぞれ供給弁３８、３９、供給弁５２、５３を２重に設けた。これにより、一方の水素ガス供給弁がゴミのかみ込み等の故障により確実に水素ガスを遮断できなくなっても、他方の供給弁がバックアップして水素ガスを遮断することができる。
【００３８】
混合器２３以降の混合ガス配管２２の内部を流れる混合ガスの流速が燃焼速度よりも遅くなる様な配管径とする。また、混合器２３の出口直後の混合ガス配管２２に図４に示すように屈曲部２２ａを設け、そこに逆火検知用温度センサ２４を設けて温度を監視するようにする。これらにより、逆火が発生した場合この屈曲部２２ａで流れの淀みが生じ、必ず火炎が形成されるから、確実に逆火を検知できる。
【００３９】
特に、図２の燃料にプロパンガスを用いる燃焼式排ガス処理装置で、プロパンガスの供給圧力が低い（２ｋＰａ程度）燃料を使う場合、燃料であるプロパンガスと酸素ガスを混合される混合器として、図５に示すように酸素ガスを駆動力とし、吸引口の圧力を−１５ｋＰａ以下とすることが可能なエジェクター１００を使用した。これにより、低いプロパンガス供給圧力でも、１．５ｋＰａ以内のプロパンガス供給圧力変動若しくは、バーナ部１１側の圧力変動が発生しても、実際の燃料流量変動を５％以内に抑えることができた。
【００４０】
混合器２３に図５に示すような構成のエジェクターを使用する場合、エジェクターの引圧センサ８６を設け、吸引口圧力を監視し、少なくとも吸込口圧力が−１５ｋＰａとなった場合、異常と判断し、混合器２３に流入する燃料ガスや酸素ガスを遮断するようにした。エジェクターの吸引圧力の上昇は、酸素ガス流量の低下や燃料配管の詰まり・下流のバーナ部１１内での異常な圧力上昇により発生する。従って、上記のようにエジェクターの吸引圧力の上昇によって燃料ガスや酸素ガスを遮断することにより、異常燃焼や酸素のプロパンガス供給ライン側への逆流を防止できる。
【００４１】
また、混合器２３に図５に示す構成のエジェクターを使用する場合、駆動ガスである酸素ガスが供給されるノズル部１０１と実際に吸引圧力が発生するディフューザ部１０２に分割できる構造とし、ノズル部１０１のノズル１０１ａの径とディフューザ部１０２のディフューザ１０２ａの径の組合せを容易に変えることができるようにした。これにより、燃料であるプロパンガスの流量と酸素ガスの流量を変える場合に、必要な性能を持つエジェクターを容易に選定できる。
【００４２】
また、上記のように、酸素ガス供給ライン２５に窒素ガス供給ライン５０から流量センサ７１、流量調整弁７２、供給弁７３及び逆止弁７４を通して窒素ガスが供給できるパージラインを設け、水素ガス供給ライン２６に逆止弁３７と供給弁３８の間には窒素ガス供給ライン５０から流量センサ７５、流量調整弁７６、供給弁７７及び逆止弁７８を通して窒素ガスが供給できるパージラインを設け、それぞれの注入点を供給弁２９、供給弁３８の下流側としたので、消火時に燃料ガス（水素ガス又はプロパンガス）と同量の窒素ガスと置きかえることができ、流量の変動が無くなって、消火時の逆火防止ができる。
【００４３】
上記のように酸素ガスと燃料ガス（水素ガス又はプロパンガス）を混合器２３で混合し、バーナ部１１に供給し着火する燃焼式排ガス処理装置において、燃料ガス、特に図２に示すプロパンガスを燃料とするものにおいて、プロパンガスの供給圧力が低い（２ｋＰａ程度）、若しくは燃焼速度が遅い（空気中の燃焼速度が１ｍ／ｓ以下）燃料を使用する場合、バーナ部１１の着火を下記の手順で行い、安全且つ確実に着火・燃焼させることができる。
【００４４】
混合器２３であるエジェクター（図５参照）に、着火時は当初駆動圧力として酸素ではなく、着火用空気の供給弁２９、供給弁８７’を開いて、空気供給ライン４７から空気を流し、吸引圧力を確保した後、供給弁３８、供給弁３９を開いて燃料ガス（プロパンガス）を流し始め、それから供給弁８７’を閉じるとともに、供給弁８４を開いて着火空気から酸素に切替える。これにより、一時的に燃料ガスに対する酸素ガスの比率が高くなり、燃焼速度が上昇することによる逆火を防止することができる。
【００４５】
パイロットバーナ１７によるメインバーナであるバーナ部１１への着火の際、バーナ部１１の着火後に供給弁６４を開いて空気供給ライン４７から旋回空気を流入させる。もし使用する燃料が火炎の伝播速度の遅い燃料ならば、旋回空気の流入当初は１〜数回、１秒おきに供給弁６４を開閉し流入・遮断を繰返す。これにより、メインバーナであるバーナ部１１の着火後、一部の燃料噴射ノズルに未着火のものがあっても、強い流れの旋回空気により着火済み燃料噴射ノズルの火炎の向きが変化し、確実に全ての燃料噴射ノズルに火炎を形成できる。
【００４６】
【発明の効果】
以上、説明したように各請求項に記載の発明によれば下記のような優れた効果が得られる。
【００４７】
請求項１に記載の発明によれば、バーナ部の外部に混合器を設け、該混合器に酸素ガス供給ラインか酸素ガスと燃料ガス供給ラインから燃料ガスを供給して混合して、バーナ部に供給するので、混合器内での酸素ガスと燃料ガスの混合比を調整することが容易となり、排ガスの効率的な燃焼処理、着火時及び消火時の異常着火や逆火の防止が容易となる。
【００４８】
また、請求項１に記載の発明によれば、燃料ガス室内の温度を検出する温度センサを設け、該燃料ガス室内の温度が混合ガスの自然着火温度以下の所定の温度となった場合、自動的にバーナ部を消火させる手段を設けたことにより、燃焼ガス室内の温度が混合ガスの自然着火温度以下の所定の温度となったら、自動的にバーナ部を消火させるので、逆火の恐れはなくなる。
【００５０】
請求項２に記載の発明によれば、酸素ガス供給ライン及び燃料ガス供給ラインの双方に逆止弁を設けることにより、これにより下流側の圧力上昇に対して、燃料ガス供給ラインから燃料ガスの酸素ガス供給ラインへの逆流、酸素ガス供給ラインから酸素ガスの燃料ガス供給ラインへの逆流を防止することができ、これら供給ラインの逆火を防止することができる。また、第１ストップ弁と第２ストップ弁の間にリークチェック用ガスを注入できる分岐弁を設けたことにより、リークチェックが極めて容易となる。特に燃料ガスにリークしやすい水素ガスを用いる場合は、簡単にリークをチェックできる。
【００５１】
請求項３に記載の発明によれば、消火時に酸素ガス供給弁及び燃料ガス供給弁を閉じて酸素ガス及び燃料ガスを止めた後、酸素ガス供給ライン及び燃料ガス供給ラインに不燃ガスをパージガスとして供給することにより、流量の変動をなくすることができ、消火時の逆火を防止することが可能となる。
【００５２】
請求項４に記載の発明によれば、混合器は酸素ガスを駆動力として燃料ガスを吸引混合させるエジェクターであるので、例えばプロパンガスのような供給圧力の低い燃料ガスで、ガス供給圧力に所定範囲の変動若しくはバーナ部側の圧力変動があっても実際の燃料ガス流量変動を低く抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る燃焼式排ガス処理装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明に係る燃焼式排ガス処理装置の構成例を示す図である。
【図３】本発明に係る燃焼式排ガス処理装置に用いるマスフローコントローラの構成例を示す図である。
【図４】本発明に係る燃焼式排ガス処理装置の混合器の出口部近傍を示す図である。
【図５】本発明に係る燃焼式排ガス処理装置に用いる混合器の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０          排ガス処理装置本体
１１          バーナ部
１２          燃焼室
１３          空気室
１４          燃料ガス室
１５          冷却水室
１６          排ガス流入口管
１７          パイロットバーナ
１８          ＵＶセンサ
１９          排ガス流入圧力センサ
２０          排ガス流入温度センサ
２１          燃料ガス室温度センサ
２２          混合ガス配管
２３          混合器
２４          逆火検知用温度センサ
２５          酸素ガス供給ライン
２６          水素ガス供給ライン
２７          ストップ弁
２８          逆止弁
２９          供給弁
３０          マスフローコントローラ
３１          減圧弁
３２          逆止弁
３３          ストップ弁
３４          酸素圧力センサ
３５          分岐弁
３６          ストップ弁
３７          逆止弁
３８          供給弁
３９          供給弁
４０          マスフローコントローラ
４１          減圧弁
４２          逆止弁
４３          ストップ弁
４４          水素圧力センサ
４４’        プロパンガス圧力センサ
４５          分岐弁
４６          逆止弁
４７          空気供給ライン
４８          逆止弁
４９          減圧弁
５０          窒素ガス供給ライン
５１          流量センサ
５２          供給弁
５３          供給弁
５４          逆止弁
５５          ストップ弁
５６          減圧弁
５７          流量センサ
５８          流量調整弁
５９          供給弁
６０          逆止弁
６１          減圧弁
６２          流量センサ
６３          流量調整弁
６４          供給弁
６５          逆止弁
６６          減圧弁
６７          流量センサ
６８          流量センサ
６９          ストップ弁
７０          逆止弁
７１          流量センサ
７２          流量調整弁
７３          供給弁
７４          逆止弁
７５          流量センサ
７６          流量調整弁
７７          供給弁
７８          逆止弁
７９          流量センサ
８０          流量調整弁
８１          供給弁
８２          逆止弁
８３          パイロットバーナ用水素ガス供給ライン
８３’        パイロットバーナ用プロパンガス供給ライン
８４          供給弁
８５          流量センサ
８６          エジェクター引圧センサ
８７          プロパンガス供給ライン
８７’        供給弁
８８          流量センサ
８９          流量調整弁
９０          着火装置
９１          流量センサ
【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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