(57)【要約】【課題】チャンバを形成する筒状壁が高温腐食する現象や、熱分解時に生成された粉体が上記筒状壁の内面に付着堆積する現象などを好適に抑制することが可能な排ガス処理方法、を提供する。【解決手段】周囲が筒状壁３によって囲まれている排ガス処理用のチャンバ１内に排ガスを導入し、この排ガスを加熱して分解する熱分解工程を有している排ガス処理方法であって、上記熱分解工程時において、チャンバ１内にバリア形成用の気体を導入させて筒状壁３の内面に沿わせて流れさせることにより、筒状壁３の内面を上記気体の流れによって覆う。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲が筒状壁によって囲まれている排ガス処理用のチャンバ内に排ガスを導入し、この排ガスを加熱して分解する熱分解工程を有している、排ガス処理方法であって、
上記熱分解工程時において、上記チャンバ内にバリア形成用の気体を導入させて上記筒状壁の内面に沿わせて流れさせることにより、上記筒状壁の内面を上記気体の流れによって覆うことを特徴とする、排ガス処理方法。
【請求項２】
周囲が筒状壁によって囲まれている排ガス処理用のチャンバ内に排ガスを導入し、この排ガスを加熱して分解する熱分解工程を有している、排ガス処理方法であって、
上記筒状壁として、通気性を有するポーラス状のものを使用し、
上記熱分解工程時において、バリア形成用の気体を上記筒状壁に向けて供給することにより上記筒状壁に透過させ、上記筒状壁の内面から上記チャンバ内に向けて進出させることを特徴とする、排ガス処理方法。
【請求項３】
上記熱分解工程時において、上記バリア形成用の気体の一部、または上記バリア形成用の気体とは別のバリア形成用の気体を、上記筒状壁に透過させることなく上記チャンバ内に導入させて上記筒状壁の内面に沿わせて流れさせ、この気体の流れによって上記筒状壁の内面を覆う、請求項２に記載の排ガス処理方法。
【請求項４】
上記バリア形成用の気体を上記チャンバ内に導入させる以前に加熱する工程をさらに有している、請求項１ないし３のいずれかに記載の排ガス処理方法。
【請求項５】
上記筒状壁として、この筒状壁の素地よりも耐熱性が高い酸化物保護層が内面に形成されたものを使用するとともに、上記バリア形成用の気体としては、酸素または酸素を含む気体を使用し、
上記筒状壁が加熱され、または発熱している際には、上記筒状壁の内面に酸化を生じさせて、上記酸化物保護層の維持または再生を図る、請求項１ないし４のいずれかに記載の排ガス処理方法。
【請求項６】
上記バリア形成用の気体として、不活性ガスを用いる、請求項１ないし４のいずれかに記載の排ガス処理方法。
【請求項７】
排ガスの導入口および排出口を有し、かつ周囲が筒状壁によって囲まれている排ガス処理用のチャンバと、
このチャンバ内に導入された排ガスを加熱して熱分解するための加熱手段と、
を備えている、排ガス処理装置であって、
バリア形成用の気体を上記チャンバ内に導入させて上記筒状壁の内面に沿わせて流れさせるバリア形成手段を備えていることを特徴とする、排ガス処理装置。
【請求項８】
上記チャンバの上部には、上記排ガスの導入口を略中央部に有する蓋部材が設けられているとともに、上記チャンバの下部には、上記排ガスの排出口が設けられており、
上記蓋部材は、上記筒状壁の上部の内面との間に環状の空隙部を形成するように設けられ、
上記バリア形成用の気体は、上記チャンバの外部から上記環状の空隙部に導入されて、この空隙部の略全周の各所から下方に進行することにより、上記筒状壁の内面に沿って流れるように構成されている、請求項７に記載の排ガス処理装置。
【請求項９】
排ガスの導入口および排出口を有し、かつ周囲が筒状壁によって囲まれている排ガス処理用のチャンバと、
このチャンバ内に導入された排ガスを加熱して熱分解するための加熱手段と、
を備えている、排ガス処理装置であって、
上記筒状壁は、通気性を有するポーラス状であり、
バリア形成用の気体を上記筒状壁に向けて供給することにより上記筒状壁に透過させて上記筒状壁の内面から上記チャンバ内に向けて進出させるバリア形成手段を備えていることを特徴とする、排ガス処理装置。
【請求項１０】
上記バリア形成用の気体の一部、または上記バリア形成用の気体とは別のバリア形成用の気体が、上記筒状壁を透過することなく上記チャンバ内に導入されて上記筒状壁の内面に沿って流れることが可能な構成とされている、請求項９に記載の排ガス処理装置。
【請求項１１】
上記バリア形成用の気体は、上記チャンバ内に導入される以前に、上記加熱手段により、または上記加熱手段とは異なる加熱手段により予め加熱されるように構成されている、請求項７ないし１０のいずれかに記載の排ガス処理装置。
【請求項１２】
電磁誘導用コイルと、
上記筒状壁を一重または複数重に取り囲むように設けられて、外部から上記バリア形成用の気体を上記チャンバ内に導くための気体流路を形成しており、かつ上記電磁誘導用コイルの駆動によって発熱可能な１または複数の補助筒状壁と、を備えており、
上記補助筒状壁が発熱することによって、上記気体流路を通過するバリア形成用の気体が加熱されるとともに、上記チャンバ内に導入された排ガスが加熱されるように構成されている、請求項１１に記載の排ガス処理装置。
【請求項１３】
上記気体流路に対して外部から流入する空気量を調整可能な流量調整弁またはブロアを備えており、
この流量調整弁またはブロアの制御により、上記補助筒状壁の発熱温度、排ガス分解温度、および上記チャンバ内へのバリア形成用の気体の導入量が制御可能とされている、請求項１１または１２に記載の排ガス処理装置。
【請求項１４】
上記チャンバ内に配された加熱補助用の発熱体と、
この発熱体を覆うポーラス状の部材と、
このポーラス状の部材によって囲まれた空間部に気体を導入させるための気体導入手段と、を備えており、
上記気体導入手段から上記空間部に導入された気体は、上記ポーラス状の部材を透過してその外表面の各所から上記チャンバに向けて流出してバリアを形成するように構成されている、請求項７ないし１３のいずれかに記載の排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製造や液晶機器の製造などに伴って排出される各種の排ガスの熱分解処理を好適に行なうことが可能な排ガス処理方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、ＣＦ4，Ｃ2Ｆ6，Ｃ3Ｆ6のなどの狭義のＰＦＣガス（Per Fluoro Carbon)や、ＮＦ3，ＳＦ6，ＣＨＦ3などは、半導体製造工程におけるエッチング処理やＣＶＤ装置におけるクリーニング処理などに利用されており、排ガスとして排出される。ただし、これらのガスは、赤外線吸収量が多く、地球温暖化の原因となるため、そのまま大気中に放出することは規制されている。
【０００３】
上記したような排ガスの除害処理を行なうための手段としては、排ガス処理用のチャンバ内に排ガスを導入し、この排ガスを電熱式のヒータを利用して、あるいは電磁誘導によって発熱する部材を利用して高温に加熱し、熱分解する手段がある（たとえば、特許文献１、２を参照）。このような熱分解方式によれば、たとえば排ガスを燃焼させて炭酸ガス、水、およびハロゲン化物に分解する燃焼分解方式と比較すると、設備コスト、ランニングコスト、およびメンテナンスコストをかなり廉価に抑えることができる。また、地球温暖化ガスとしての炭酸ガスの発生も抑制されるために、環境保護の面からも好ましい。
【０００４】
しかしながら、前記従来技術においては、次に述べるように、未だ改善すべき点がある。
【０００５】
第１に、排ガス処理用のチャンバは、たとえばその周囲が円筒状などの筒状壁によって囲まれた構成を有しているが、チャンバ内に排ガスを導入させて加熱分解する際、上記筒状壁の内面は、高温条件下において上記排ガスや、上記排ガスの腐食性の強い分解生成物に直接晒される。このため、上記筒状壁の内面が腐食し易くなっていた。より具体的には、ＰＦＣガスやＮＦ3などの排ガスを好適に熱分解するには、その加熱温度をたとえば８００〜１１００℃、あるいはそれよりも高温の１３００〜１４００℃程度のかなりの高温にする必要がある。このような高温条件下においてチャンバを囲む筒状壁の内面に排ガスや、この排ガスの分解生成物が直接接触すると、その部分が高温腐食し易くなる。このため、前記従来技術においては、チャンバを形成する筒状壁の部品交換を比較的頻繁に行なう必要があった。また、上記筒状壁の内面に高温腐食を生じると、この腐食生成物の金属スラッジが排ガス分解生成物に混入する虞がある。このような事態を生じたのでは、上記金属スラッジがたとえば後段の粉体処理工程用のブロアやその他の機器内に進入し、これらの機器が破損するといった不具合も生じる。
【０００６】
第２に、排ガスのなかには、加熱酸化分解によって固化し、粉体となるものがある（たとえば、ＳｉＦ4）。前記従来技術においては、このようにして生成された粉体がチャンバを囲む筒状壁の内面に付着し、堆積する現象も生じており、このような現象も好適に解消することが望まれる。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１８８２３１号公報
【特許文献２】特開２００２−１５３７２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、前記したような事情のもとで考え出されたものであって、チャンバを形成する筒状壁が高温腐食する現象や、熱分解時に生成された粉体が上記筒状壁の内面に付着堆積する現象などを好適に抑制することが可能な排ガス処理方法、および排ガス処理装置を提供することを、その課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１０】
本発明の第１の側面により提供される排ガス処理方法は、周囲が筒状壁によって囲まれている排ガス処理用のチャンバ内に排ガスを導入し、この排ガスを加熱して分解する熱分解工程を有している、排ガス処理方法であって、上記熱分解工程時において、上記チャンバ内にバリア形成用の気体を導入させて上記筒状壁の内面に沿わせて流れさせることにより、上記筒状壁の内面を上記気体の流れによって覆うことを特徴としている。
【００１１】
このような構成によれば、チャンバの周囲を囲む筒状壁の内面がバリア形成用の気体の流れによって覆われるために、排ガスや排ガスの腐食性を有する分解生成物が上記筒状壁の内面に直接接触する度合いが少なくなり、この部分に腐食を生じ難くすることができる。その結果、上記筒状壁を有する部材の部品交換頻度を少なくすることができる。また、筒状壁の内面の腐食生成物の金属スラッジなどが排ガス分解生成物に混入する虞も少なくすることができる。さらに、本発明によれば、熱分解によって生成された粉体が筒状壁の内面に付着堆積することも好適に抑制される。
【００１２】
本発明の第２の側面により提供される排ガス処理方法は、周囲が筒状壁によって囲まれている排ガス処理用のチャンバ内に排ガスを導入し、この排ガスを加熱して分解する熱分解工程を有している、排ガス処理方法であって、上記筒状壁として、通気性を有するポーラス状のものを使用し、上記熱分解工程時において、バリア形成用の気体を上記筒状壁に向けて供給することにより上記筒状壁に透過させ、上記筒状壁の内面から上記チャンバ内に向けて進出させることを特徴としている。
【００１３】
このような構成によれば、バリア形成用の気体がチャンバの周囲を囲むポーラス状の筒状壁の内面からチャンバ内に向けて進出するために、排ガスや排ガスの腐食性を有する分解生成物が上記筒状壁の内面に直接接触する度合いが少なくなる。したがって、筒状壁の内面に腐食を生じ難くして、部品交換頻度を少なくし、また腐食生成物の金属スラッジなどが排ガス分解生成物に混入するといった不具合も解消することができる。さらに、熱分解によって生成された粉体が筒状壁の内面に付着堆積することも好適に抑制される。
【００１４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記熱分解工程時において、上記バリア形成用の気体の一部、または上記バリア形成用の気体とは別のバリア形成用の気体を、上記筒状壁に透過させることなく上記チャンバ内に導入させて上記筒状壁の内面に沿わせて流れさせ、この気体の流れによって上記筒状壁の内面を覆う。
【００１５】
このような構成によれば、ポーラス状の筒状壁の内面からバリア形成用の気体がチャンバ内に向けて進出する作用と、これとは別ルートでチャンバ内に導入されたバリア形成用の気体が上記筒状壁の内面に沿って流れる作用とが相乗して得られ、排ガスまたはその分解生成物が上記筒状壁の内面に直接接触することをより徹底して防止することができる。
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記バリア形成用の気体を上記チャンバ内に導入させる以前に加熱する工程をさらに有している。
【００１７】
このような構成によれば、バリア形成用の気体が加熱されてからチャンバ内に導入される。バリア形成用の気体が低温状態でチャンバ内に導入された場合には、チャンバ内の温度（排ガスの加熱温度）が大きく低下する虞を生じるが、上記構成によれば、そのような虞を適切に解消することができる。また、上記加熱により、バリア形成用の気体を乾燥気体とすれば、水分が高温分解されることによって水素ラジカルが発生するようなことなく、水素ラジカルに起因して筒状壁の内面がダメージを受けることも防止することができる。
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記筒状壁として、この筒状壁の素地よりも耐熱性が高い酸化物保護層が内面に形成されたものを使用するとともに、上記バリア形成用の気体としては、酸素または酸素を含む気体を使用し、上記筒状壁が加熱され、または発熱している際には、上記筒状壁の内面に酸化を生じさせて、上記酸化物保護層の維持または再生を図る。
【００１９】
このような構成によれば、筒状壁の内面の耐熱性に優れる酸化物保護層の維持または再生が好適に図られ、筒状壁の高温腐食を防止するのにより好ましいものとなる。
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記バリア形成用の気体として、不活性ガスを用いる。
【００２１】
このような構成によれば、筒状壁の内面の腐食防止により好ましいものとなる。たとえば、上記筒状壁をＮｉ合金系のステンレス金属製、あるいはＩｎｃｏｎｅｌ合金製とした場合、酸素が存在する高温雰囲気条件下では高温酸化スケールの発生が多く筒状壁の消耗が大きくなり易い。これに対し、上記バリア気体をアルゴンや窒素などの不活性気体とすれば、そのような不具合は解消される。
【００２２】
本発明の第３の側面により提供される排ガス処理装置は、排ガスの導入口および排出口を有し、かつ周囲が筒状壁によって囲まれている排ガス処理用のチャンバと、このチャンバ内に導入された排ガスを加熱して熱分解するための加熱手段と、を備えている、排ガス処理装置であって、バリア形成用の気体を上記チャンバ内に導入させて上記筒状壁の内面に沿わせて流れさせるバリア形成手段を備えていることを特徴としている。
【００２３】
このような構成によれば、本発明の第１の側面により提供される排ガス処理方法によって得られるのと同様な効果が得られる。
【００２４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記チャンバの上部には、上記排ガスの導入口を略中央部に有する蓋部材が設けられているとともに、上記チャンバの下部には、上記排ガスの排出口が設けられており、上記蓋部材は、上記筒状壁の上部の内面との間に環状の空隙部を形成するように設けられ、上記バリア形成用の気体は、上記チャンバの外部から上記環状の空隙部に導入されて、この空隙部の略全周の各所から下方に進行することにより、上記筒状壁の内面に沿って流れるように構成されている。
【００２５】
このような構成によれば、筒状壁の内面の略全域に沿わせてバリア形成用の気体を流すことが、簡易な構成によって適切に実現される。
【００２６】
本発明の第４の側面により提供される排ガス処理装置は、排ガスの導入口および排出口を有し、かつ周囲が筒状壁によって囲まれている排ガス処理用のチャンバと、このチャンバ内に導入された排ガスを加熱して熱分解するための加熱手段と、を備えている、排ガス処理装置であって、上記筒状壁は、通気性を有するポーラス状であり、バリア形成用の気体を上記筒状壁に向けて供給することにより上記筒状壁に透過させて上記筒状壁の内面から上記チャンバ内に向けて進出させるバリア形成手段を備えていることを特徴としている。
【００２７】
このような構成によれば、本発明の第２の側面により提供される排ガス処理方法によって得られるのと同様な効果が得られる。
【００２８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記バリア形成用の気体の一部、または上記バリア形成用の気体とは別のバリア形成用の気体が、上記筒状壁を透過することなく上記チャンバ内に導入されて上記筒状壁の内面に沿って流れることが可能な構成とされている。
【００２９】
このような構成によれば、ポーラス状の筒状壁の内面からバリア形成用の気体がチャンバ内に向けて進出する作用と、これとは別ルートでチャンバ内に導入されたバリア形成用の気体が上記筒状壁の内面に沿って流れる作用とが相乗して得られ、排ガスまたはその分解生成物が上記筒状壁の内面に直接接触することをより徹底して防止することができる。
【００３０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記バリア形成用の気体は、上記チャンバ内に導入される以前に、上記加熱手段により、または上記加熱手段とは異なる加熱手段により予め加熱されるように構成されている。
【００３１】
このような構成によれば、バリア形成用の気体を高温に加熱してからチャンバ内に導入することができる。したがって、バリア形成用の気体がチャンバ内に導入されることに起因してチャンバ内の温度が大きく低下するといった不具合を生じないようにすることができる。
【００３２】
本発明の好ましい実施の形態においては、電磁誘導用コイルと、上記筒状壁を一重または複数重に取り囲むように設けられて、外部から上記バリア形成用の気体を上記チャンバ内に導くための気体流路を形成しており、かつ上記電磁誘導用コイルの駆動によって発熱可能な１または複数の補助筒状壁と、を備えており、上記補助筒状壁が発熱することによって、上記気体流路を通過するバリア形成用の気体が加熱されるとともに、上記チャンバ内に導入された排ガスが加熱されるように構成されている。
【００３３】
このような構成によれば、排ガスとバリア形成用の気体との双方の加熱を簡易な手段によって合理的に行なうことができる。
【００３４】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記気体流路に対して外部から流入する空気量を調整可能な流量調整弁またはブロアを備えており、この流量調整弁またはブロアの制御により、上記補助筒状壁の発熱温度、排ガス分解温度、および上記チャンバ内へのバリア形成用の気体の導入量が制御可能とされている。
【００３５】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記チャンバ内に配された加熱補助用の発熱体と、この発熱体を覆うポーラス状の部材と、このポーラス状の部材によって囲まれた空間部に気体を導入させるための気体導入手段と、を備えており、上記気体導入手段から上記空間部に導入された気体は、上記ポーラス状の部材を透過してその外表面の各所から上記チャンバに向けて流出してバリアを形成するように構成されている。
【００３６】
このような構成によれば、上記加熱補助用の発熱体を利用した排ガス加熱も可能となるため、排ガスの加熱温度をより高くすることができる。また、上記発熱体は、ポーラス状の部材によって覆われているために、この発熱体自体が排ガスに直接接触することが回避され、保護される。また、ポーラス状の部材の外表面上には、このポーラス状の部材を透過した気体の流れによってバリアが形成されるために、このポーラス状の部材の外表面が高温腐食を生じたり、あるいはその外表面に排ガスの分解生成物が多量に付着堆積するといったことも適切に抑制される。
【００３７】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう発明の実施の形態の説明から、より明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００３９】
図１は、本発明に係る排ガス処理装置の一例を示している。本実施形態の排ガス処理装置Ａ１は、排ガス処理用のチャンバ１、このチャンバ１の周囲を囲む筒状壁３、この筒状壁３を囲む補助筒状壁６、電磁誘導用コイル２、および外部の空気を加熱乾燥させてチャンバ１内に供給するための空気乾燥装置７０ならびにブロア７１を備えている。本実施形態においては、本発明でいう「バリア形成用の気体」として、空気乾燥装置７０によって加熱乾燥された空気が用いられている。
【００４０】
電磁誘導用コイル２は、たとえば内部に冷却水が流通する銅管を用いて構成されており、ハウジング２０内に配されている。このハウジング２０は、たとえば断熱材からなる略円筒状であり、筒状壁３および補助筒状壁６を囲んでいる。電磁誘導用コイル２には、高周波電源（図示略）が配線接続されており、電磁誘導用コイル２に高周波電流が流されると、筒状壁３が電磁誘導作用により発熱する。筒状壁３の内部空間が、チャンバ１である。
【００４１】
筒状壁３は、たとえば円筒状の部材を用いて構成されており、ベース管体１２のフランジ１２ｃ上に載設された下部材４３ｂによってその下端部が支持されて、上下方向（略鉛直方向）に起立した姿勢に設けられている。この筒状壁３の材質は、たとえばＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金（Ｃｒ：５〜２５％、Ａｌ：２〜８％）、またはこれにＣｏが加えられたＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ−Ａｌ合金などのアルミニウム合金である。図面には示されていないが、この筒状壁３の内周面全域には、酸化保護層としてのアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）層が形成されている。このアルミナ層は、筒状壁３の表層部を酸化させることによって形成されたものであり、筒状壁３の素地よりも耐熱性に優れる。
【００４２】
チャンバ１の上部および下部には、排ガス用の導入口１０および排出口１１が形成されている。より具体的には、チャンバ１の上部には、蓋部材４０が配されており、この蓋部材４０の略中央部には上下に貫通した孔部が設けられている。この孔部が排ガス用の導入口１０であり、排ガスはこの導入口１０からチャンバ１内に進入し、下向きに進行する。蓋部材４０の上部には、複数の管体接続用の配管部Ｊ１〜Ｊ５を有する部材４１が設けられている。配管部Ｊ１〜Ｊ３は、たとえば半導体設備（図示略）から送られてくるシランガスやＴＥＯＳなどのプロセス排ガス、ＮＦ3，Ｃ2Ｆ6などのＰＦＣガスのクリーニング排ガス、あるいはＳＦ6やＣｌＦ3などのエッチング排ガスを受けるためのものであり、これらはいずれも導入口１０からチャンバ１内に導入される。
【００４３】
配管部Ｊ４には、プロセス排ガスに混合させるための空気が供給される。この空気の供給は、たとえばブロア７１の後段に接続された配管部７２ａから行なわれるが、バルブＶ１，Ｖ２の制御により、空気乾燥装置７０を通過した空気と非通過の空気との選択が可能である。配管部Ｊ５には、クリーニング排ガスやエッチング排ガスに混合させるための水蒸気が供給される。この水蒸気としては、電磁誘導用コイル２の銅管内を流通して加熱された水、あるいはこの排ガス処理装置Ａ１の高温になり易い箇所を冷却することを目的として設けられた水冷配管４４ａ，４４ｂ内を流通して加熱された水を利用して生成することができる。導入口１０の一部分は、前記した排ガス、空気、および水蒸気を個々に通過させ得る多重管構造部１０ａとされている。
【００４４】
導入口１０の下部およびその近傍部分は、上側よりも下側の方が開口径が段階的に大きくなるような多段形状に形成されており、チャンバ１に向けて下向きに吐出された排ガスが大きな角度で広がることが抑制されるようになっている。配管部Ｊ１〜Ｊ５から導入口１０に至るまでの排ガス経路を構成する部材は、好ましくは、ステンレスなどの耐食性に優れた材質とされ、さらに好ましくは、その表面にフッ素コーティングが施されたものが用いられている。この排ガス処理装置Ａ１のうち、とくに明示しないその他の部材についても、耐食性や耐熱性に優れた材質とされている。具体例を挙げると、耐食性ステンレスやその他の耐熱性金属、セラミック、あるいは高密度アルミナファイバ製などとされている。
【００４５】
排ガス用の排出口１１は、ベース管体１２の内部空間に繋がっており、排ガスの分解処理成分は、ベース管体１２の下部開口部１２ａからその下方に排出される。図面には示されていないが、下部開口部１２ａの下方には、貯水部が設けられており、排出ガスはこの貯水部の水に通されることにより、冷却され、また成分によってはこの水に捕捉されるようになっている。加えて、下部開口部１２ａには、ブロアやエゼクタの吸気配管（いずれも図示略）が接続されており、チャンバ１内への排ガスの導入などは、上記ブロアが駆動してチャンバ１に負圧が発生する作用によりなされる。本実施形態においては、後述するように、空気乾燥装置７０によって加熱乾燥された空気がブロア７１を利用してチャンバ１に導入されるように構成されているが、本発明はこれに限定されない。本発明においては、ブロア７１を省略し、下部開口部１２ａに接続されたブロアの負圧によって上記した空気導入がなされるようにすることもできる。
【００４６】
ベース管体１２の内周面は、下方ほど内径が徐々に小さくなるテーパ状であり、このベース管体１２の上部には、その内方に冷却水を供給するための給水管１３が接続されている。この給水管１３からベース管体１２の内方に供給された水は、旋回流となってベース管体１２の内周面の上部から下部に向けて進行する。旋回流は、ベース管体１２を冷却することに加えて、排ガスの熱分解によって生じた粉体がベース管体１２の内面上に落ちたときにこれを洗い落とす作用をも発揮する。
【００４７】
補助筒状壁６は、たとえばセラミック製の円筒体を用いて構成されており、筒状壁３を囲むように配置され、この筒状壁３との間に空気流路４６を形成している。下部材４３ｂには、この空気流路４６に連通する平面視環状の空気流路４５が形成されている。この空気流路４５には、空気乾燥装置７０の出口側の配管部７２ｂが接続されており、空気乾燥装置７０によって加熱乾燥された空気は、空気流路４５に供給されてから、この空気流路４５の全周域から空気流路４６に流入するように構成されている。蓋部材４０の下面部には、下向きの凸部４０ａが形成されており、この凸部４０ａの外周面と筒状壁３の上部の内周面との間には、環状の空隙部４７が上下方向に延びて形成されている。空気流路４６を上向きに進行した空気は、この空隙部４７に流入してからチャンバ１内のうち、筒状壁３の内周面に沿って下向きに進行するように構成されている。
【００４８】
次に、上記した排ガス処理装置Ａ１を用いて排ガスを熱分解処理する方法について説明する。
【００４９】
排ガスの熱分解処理を行なうには、まず電磁誘導用コイル２に高周波電流を流して、筒状壁３を電磁誘導加熱させるとともに、空気乾燥装置７０によって加熱乾燥された空気を配管部７２ｂから空気流路４５，４６に供給し、チャンバ１内にその上部の隙間４７から導入させる。このような状態において、導入口１０からチャンバ１内に排ガスを導入させると、この排ガスは高温に加熱されて熱分解する。隙間４７から下向きに進行する空気は、筒状壁３の内周面に沿って流れており、この空気流は、排ガスや排ガスの分解成分が筒状壁３の内周面に接触することを抑制するバリアとなる。このため、筒状壁３の内周面が腐食し難くなる。また、排ガスのなかには、熱分解によって個化し、粉体となるものもあるが、このような粉体が筒状壁３の内周面に付着して堆積することも上記空気流によって阻止される。したがって、筒状壁３の耐久性などが向上し、この筒状壁３を頻繁に交換する必要がなくなる。なお、筒状壁３の交換作業は、蓋部材４０を取り外して筒状壁３の上方にメンテナンス用の開口部を形成することによって行なうことが可能である。
【００５０】
筒状壁３は、その内周面が酸化することによって、この筒状壁３の素地よりも耐熱性に優れるアルミナ層を有しているために、この内周面は、より腐食し難いものとすることができる。また、このアルミナ層が仮にダメージを受けたとしても、高温条件下においてこの筒状壁３の内周面上に空気が継続して供給されているために、このことにより酸化を生じて、上記アルミナ層は再生される。したがって、筒状壁３の耐久性が一層高められる。
【００５１】
筒状壁３の内周面に沿って流れる乾燥空気の流量は、バルブＶ１，Ｖ２の開度や、ブロア７１の駆動速度によって適宜変更することが可能である。したがって、排ガスや排ガスの分解成分が筒状壁３の内面に接触することを適切に抑制し得るのに適する空気流を形成することができる。また、チャンバ１内に導入される空気の総量も調整可能となるため、排ガスの種類などに応じて排ガスと空気との混合比率についても、加熱分解に適する比率にすることができる。
【００５２】
隙間４７からチャンバ１内に導入される空気は、空気乾燥装置７０によって予め加熱乾燥されており、しかも空気流路４６を通過する際にも筒状壁３によってさらに加熱されている。このため、前記空気がチャンバ１内に導入されることによって、チャンバ１内の温度が大きく低下するといった不具合もない。また、上記空気は、水分を含まない乾燥空気とされているために、筒状壁３の表面上において水分の高温分解に起因する水素ラジカルの発生が無くなり、アルミナ層の寿命を延ばす効果も得られる。なお、空気流路４６を空気が通過する際にこの空気を十分な温度に加熱し得る場合、空気乾燥装置７０を省略した構成とすることもできる。また、空気流路４６を空気が通過する際に、その加熱効率を高めるための一手段として、この空気流路４６に螺旋コイルを配置し、この螺旋コイルに沿って空気が空気流路４６を螺旋状に進行するようにしてもよい。このようにすると、空気の加熱時間を長くとり、チャンバ１内に導入される空気をより高温に加熱することができる。上記螺旋コイルを電磁誘導作用によって発熱させれば、空気の温度をさらに高温にすることもできる。
【００５３】
図２〜図７は、本発明の他の実施形態を示している。これらの図において、前記実施形態と同一または類似の要素には、前記実施形態と同一の符号を付している。
【００５４】
図２に示す排ガス処理装置Ａ２においては、チャンバ１を囲む筒状壁３Ａが、セラミック製の内筒３０と、この内筒３０に外嵌する外筒３１とを組み合わせた二重壁構造とされている。外筒３１は、たとえば前記実施形態の筒状壁３と同様に、表面にアルミナ層が形成されたアルミニウム合金製である。内筒３０は、外筒３１よりも上下方向の寸法が長く、外筒３１が排ガスや排ガスの分解成分に直接接触しないように外筒３０の内面側を覆っている。補助筒状壁６Ａは、電磁誘導用コイル２の駆動により電磁誘導発熱可能な材質（たとえば、外筒３１と同材質）である。この補助筒状壁６Ａが発熱すると、ハウジング２０が高温となり、その輻射熱も高くなるために、これを防止する手段として、補助筒状壁６Ａと電磁誘導用コイル２との間には、熱交換コイル２９が設けられている。
【００５５】
本実施形態によれば、外筒３１と補助筒状壁６Ａとが電磁誘導作用により発熱するために、排ガスの加熱温度、および空気流路４６を通過する空気の加熱温度をより高くすることができる。また、外筒３１は、内筒３０によってその内周面が覆われており、排ガスとの接触が防止されているために、この外筒３１の腐食はより好適に防止される。内筒３０については、隙間４７から下向きに流れる空気流の作用によって排ガスやその分解生成物との接触が抑制されているために、その内周面がダメージを受け難くなり、また粉体の付着堆積なども生じ難いものとなる。
【００５６】
図３に示す排ガス処理装置Ａ３においては、チャンバ１を囲む筒状壁３Ｂが、微細な孔部を多数有するポーラス状のセラミック製の筒体を用いて構成されている。この筒状壁３Ｂの外周囲には、電磁誘導作用により発熱する２つの補助筒状壁６Ｂ，６Ｃが設けられており、空気流路４５に供給された乾燥空気は、それらの間に形成されている空気流路４６ａを加熱されながら流通して、補助筒状壁６Ｃと筒状壁３Ｂとの間に形成されている空気流路４６ｂに流通するように構成されている。この空気流路４６ｂに上記乾燥空気が流入すると、この空気は、筒状壁３Ｂの微細な孔部を通過してチャンバ１内に流通するようになっている。
【００５７】
また、チャンバ１内には、排ガスの加熱を補助するための手段として、電磁誘導作用により発熱する内筒部８１と、この内筒部８１を覆う外筒部８２とが設けられている。内筒部８１の下端部には、配管部８３が連設されており、この配管部８３には外部から乾燥空気を供給可能である。外筒部８２は、筒状壁３Ｂと同様に、ポーラス状のセラミック製であり、その上端部は閉塞している。配管部８３を介して乾燥空気が内筒部８１内に供給されると、この乾燥空気は、内筒部８１と外筒部８２との隙間に流入してから、外筒部８２の略全域において微細な孔部を通過し、チャンバ１内に流出するように構成されている。
【００５８】
本実施形態によれば、空気乾燥路４６ｂに流入した加熱乾燥空気がポーラス状の筒状壁３Ｂを透過してチャンバ１内に進行するために、筒状壁３Ｂの内周面の近傍には、排ガスが筒状壁３Ｂの内周面に向けて進行してくることを阻止するバリアが形成される。このため、筒状壁３Ｂの内周面に排ガスや排ガスの分解成分が接触することを抑制し、筒状壁３の保護や、分解生成物の付着堆積の防止を図ることができる。また、排ガスは、補助筒状壁６Ｂ，６Ｃの発熱によって加熱されるだけではなく、内筒部８１の発熱によっても加熱されるために、排ガスの加熱温度をより高めることができる。チャンバ１内のうち、内筒部８１が設けられている部分は、排ガスの流路面積が狭められた状態となっているために、この部分において集中的な高温加熱処理が可能となる。ポーラス状の外筒部８１の表面からは加熱乾燥空気がチャンバ１内に向けて流出するために、この外筒部８２の表面に排ガスやその分解成分が直接接触する虞も少ない。したがって、外筒部８２の耐久寿命も長くすることができる。もちろん、内筒部８１は、外筒部８２によって覆われており、排ガスとの接触が防止されているために、この内筒部８１の耐久寿命も長いものとすることができる。
【００５９】
図４および図５に示す排ガス処理装置Ａ４においては、上部材４３ａに環状の空気流路４５が形成され、この部分に配管７２ｂを介して外部から乾燥空気を供給可能な構成とされている。また、ポーラス状のセラミックス製の筒状壁３Ｂの周囲には、補助筒状壁６Ｄ〜６Ｆが設けられており、これらの間には、複数の空気流路４６ｃ〜４６ｅが形成されている。補助筒状壁６Ｄ〜６Ｆのうち、少なくとも最内周に位置する補助筒状壁６Ｄは、発熱可能である。空気流路４５に供給された乾燥空気は、複数の空気流路４６ｃ，４６ｄを順次通過して空気流路４６ｅに流入し、この空気流路４６ｅを流入する過程において、ポーラス状の筒状壁３Ｂを透過してチャンバ１内に進行するようになっている。本実施形態においても、加熱乾燥空気がポーラス状の筒状壁３Ｂの内周面からチャンバ１に向けて進行するために、この筒状壁３Ｂが排ガスやその排ガスの分解生成物によってダメージを受けるといったことが適切に防止される。
【００６０】
本実施形態においては、筒状壁３Ｂの上部を蓋部材４０の溝部に嵌合させており、加熱乾燥空気としては、空気流路４６ｃに流入したもののみが筒状壁３Ｂを透過してチャンバ１に流入するようにしている。ただし、本発明においては、このような構成に代えて、図６または図７に示すような構成とすることもできる。
【００６１】
図６に示す構成においては、筒状壁３Ｂの上部に複数の孔部３９が形成されており、空気流路４６ｄの上方に到達した加熱乾燥空気の一部は、それら複数の孔部３９を通過して隙間４７に流入し、この隙間４７からその下方に向けて進行するようになっている。図７に示す構成においては、筒状壁３Ｂの上部と蓋部材４０の下向き面との間に隙間３８を形成しており、空気流路４６ｄの上方に到達した加熱乾燥空気の一部は、その隙間３８を通過して隙間４７に流入し、その下方に向けて進行するようになっている。
【００６２】
図６および図７に示した実施形態によれば、空気流路４６ｅに流入した加熱乾燥空気がポーラス状の筒状壁３Ｂを透過してチャンバ１内に進行するとともに、隙間４７に流入した加熱乾燥空気が筒状壁３Ｂの内周面に沿って下向きに進行することとなる。したがって、筒状壁３Ｂの内周面を覆う加熱乾燥空気のバリアが高密度となり、排ガスやその分解成分が筒状壁３Ｂの内周面に接触することを防止するのにより好ましいものとなる。
【００６３】
本発明は、上述した実施形態の内容に限定されない。本発明でいうバリア形成用の気体としては、空気や不活性ガスに代えて、それ以外の種々の気体を用いることも可能である。チャンバを形成する筒状壁としては、上記したＡｌ合金などに限らない。たとえば、誘導加熱効率や融点の高い２硼化チタンや２硼化ジルコニウムなどの焼結体を用いることもできる。このような焼結体を用いて筒状壁を構成した場合には、一層の高温化が可能となり、排ガス処理量を増やすことができる結果、装置全体の小型化を図ることができる。本発明においては、処理対象となる排ガスの具体的種類なども限定されない。加熱方式としては、電磁誘導コイル方式を採用することが好ましいが、これに代えて、電熱式ヒータなどの他の加熱手段を用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る排ガス処理装置の一例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る排ガス処理装置の他の例を示す断面図である。
【図３】本発明に係る排ガス処理装置の他の例を示す断面図である。
【図４】本発明に係る排ガス処理装置の他の例を示す断面図である。
【図５】図４のＢ部拡大図である。
【図６】本発明に係る排ガス処理装置の他の例を示す要部断面図である。
【図７】本発明に係る排ガス処理装置の他の例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００６５】
Ａ１〜４    排ガス処理装置
１          チャンバ
２          電磁誘導用コイル
３，３Ａ，３Ｂ  筒状壁（チャンバを囲む）
６，６Ａ〜６Ｅ  補助筒状壁６  補助発熱加熱体
１０        導入口
１１        排出口
４０        蓋部材
４５        空気流路
４６，４６ａ〜４６ｅ    空気流路
４７        隙間
【図１】
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【図２】
2009034636.tif 000004
【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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