CN110864309A - 产生磁场的有害性废气处理装置的燃烧炉 - Google Patents
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Abstract
本发明提供产生磁场的有害性废气处理装置的燃烧炉，其通过延长导入的废气在高温区域滞留的时间，来提高除害效率。以使废气成为高温而燃烧或分解的方式进行排气的废气处理装置(B)的燃烧炉(A)具有：筒体(1)，其一方侧的端部封闭，另一方侧的端部开放；废气的供给喷嘴(9)，其配置在筒体(1)的封闭的端部侧；燃烧器(8)，其配置在筒体的封闭的端部侧；以及磁场线圈(10)，其配置在筒体的外周面。
Description
技术领域
本发明涉及例如使从半导体的制造工序排出的废气燃烧或热分解而进行除害产生磁场的有害性废气处理装置的燃烧炉。
背景技术
已知从半导体装置的制造工序排出硅烷(SiH4)、乙硅烷(Si2H6)、乙硼烷(B2H6)、磷化氢(PH3)、砷化三氢(AsH3)、三氟化氮(NF3)等具有毒性的废气、以四氟化碳(CF4)、六氟化硫(SF6)等为代表的氟化物等对地球环境产生不利影响的废气。而且，这样的排气在向大气放出时，要求预先除害。
因此，提出了一种有毒性废气的处理方法以及装置，其使如上所述的废气燃烧并进行除害后向大气放出，从而能够满足上述要求(例如参照专利文献1)。专利文献1所记载的技术将上述那样的废气导入一端封闭的筒状的燃烧室，通过配置在该燃烧室的燃烧器，利用氢、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等燃料气体在燃烧时生成的高温部将废气分解，或通过助燃用空气的作用燃烧废气从而进行除害，随后，通过燃烧废气搬运通路将废气供给至水洗涤器，通过该水洗涤器将废气冷却并将粉末状的固体物、有害的燃烧副产物气体等吸收，通过规定的烟道将废气向大气排出。
另外，专利文献2所记载的阻燃性物质处理燃烧器具有一端被堵塞壁堵塞的燃烧筒体，将多个燃烧器以能够将火焰会聚在燃烧筒体的中心轴线上的大致相同的点的方式安装在该堵塞壁，并且将含有阻燃性物质的废气以轴线的延长线在火焰的会聚点的附近或下游侧相交的方式设置。在该技术中，能发挥较高的燃烧分解效率，从而能够将废气完全地无害化。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第2963792号公报
专利文献2：日本专利第4528141号公报
发明内容
发明所要解决的课题
通过利用上述的专利文献1、2所记载的发明，能够对从半导体的制造工序排出的废气进行除害。然而，实际情况是，始终要求开发能够以更高的效率进行除害的处理装置。
本发明的目的在于提供产生磁场的有害性废气处理装置的燃烧炉，其通过延长导入的废气在高温区域滞留的时间，来提高除害效率。
用于解决课题的方案
为了解决上述课题，本发明的代表性的产生磁场的有害性废气处理装置的燃烧炉是以使废气成为高温而燃烧或分解的方式进行排气的废气处理装置的燃烧炉，所述燃烧炉具有：筒体，其一方侧的端部封闭，另一方侧的端部开放；废气的供给口，其配置在所述筒体的封闭的端部侧；燃烧器，其配置在所述筒体的封闭的端部侧；以及磁场产生构件，其配置在所述筒体的外周面。
发明效果
在本发明的产生磁场的有害性废气处理装置的燃烧炉(以下仅称为“燃烧炉”)中，在筒体的封闭的端部侧配置有燃烧器、以及废气的供给口，燃烧后的废气从封闭的端部侧朝向开放的端部呈大致直线地流动。此时，燃烧后的废气等离子化。
因此，通过配置在筒体的外周面的磁场产生构件使磁场作用于筒体，从而能够使等离子化的废气在外筒体的内部呈螺旋状地流动。因此，能够在筒体的内部的高温区域长时间地捕获废气，从而能够提高除害效率。
附图说明
图1是对本实施例的燃烧炉的结构进行说明的示意图。
图2是对利用本实施例的燃烧炉的废气处理装置的主要部分进行说明的图。
附图标记说明
A 燃烧炉
B 废气处理装置
1 筒体
1a 外筒
1b 内筒
1c 中心轴
3 堵塞构件
4 排气筒
5 间隙
6a、6b、6c 密封件
8 燃烧器
8a 燃料气体配管
8b 助燃性气体配管
9 废气喷嘴
9a 废气配管
10 磁场线圈
15 水洗涤器
16 燃烧气体通路
17 槽
18 筒
18a 开口
18b 排出口
19 过滤构件
20 除水构件
21 槽入口排气端口
22 槽入口凸缘。
具体实施方式
以下，对本发明的燃烧炉进行说明。本发明的燃烧炉在产生磁场的有害性废气处理装置(以下称为“废气处理装置”)中使用，其使从半导体的制造装置、液晶面板的制造装置排出的含有有害成分的废气热分解或燃烧从而进行除害。
尤其是使磁场作用于使废气燃烧的筒体从而使燃烧并等离子化的废气呈螺旋状地回旋，进而将高温区域中流动的距离增长并推进伴随燃烧的除害。即，通过使等离子化的废气成为螺旋状的回旋流，废气在比筒体的长度更长的距离中流动，从而能够将筒体的每单位长度的除害效率提高。
在本发明中，筒体的一方侧的端部封闭，另一方侧的端部开放。并且，在封闭的端部配置有燃烧器和废气的供给口，由燃烧器产生的燃烧气体、废气从该端部朝向开放的端部流动，在该流动的过程中进行基于废气的燃烧的除害。
配置在筒体的封闭的端部的燃烧器使燃料气体与助燃气体混合并燃烧。作为燃料气体并没有特别限定，但能够优选使用甲烷气体。另外，作为助燃气体也没有特别限定，能够使用空气、氧气。但是，若使用氧气作为助燃气体，则能够提高燃烧温度且降低燃料气体的消耗，因此优选。
另外，对应配置在端部的燃烧器的位置以及数量也没有限定，可以在与筒体的中心轴一致的位置配置1个燃烧器，或在以筒体的中心轴为中心的圆周上配置多个燃烧器。尤其是在圆周上配置多个燃烧器的情况下，优选各燃烧器以向中心轴侧倾斜从而在该中心轴上交叉的方式配置。
对配置在筒体的封闭的端部的废气的供给口的位置和数量也没有限定，可以在与筒体的中心轴一致的位置配置1个供给口，或在以筒体的中心轴为中心的圆周上配置多个供给口。尤其是在圆周上配置多个供给口的情况下，优选各供给口以向中心轴侧倾斜从而在该中心轴上交叉的方式配置。
作为配置在筒体的外周面的磁场产生构件，对材质、结构没有特别限定，可以使用卷绕在筒体的外周面的磁场线圈或配置在筒体的外周面的规定位置的永磁铁。
筒体可以由1个筒构成，也可以构成为多重体，该多重体使用直径不同的多个筒，并将直径较小的筒装嵌于直径较大的筒的内部。在筒体采用多重体的情况下，优选预先在内装的内筒与外筒之间形成间隙，且优选预先将氮气气体封入该间隙。另外，筒体可以横向地配置，也可以纵向地配置。但是，考虑到粉尘的自然落下的容易度，优选纵向地配置。通过纵向地设置筒体，能够使随着废气的燃烧而离子化且被除电的粉尘、或附着于筒体而由于振动被剥离的粉尘顺畅地落下。
接下来，使用图1的示意图对本实施例的燃烧炉A进行说明。
在本实施例中，筒体1构成为由外筒1a和内筒1b构成的双重结构。筒体1的一方侧的端部被堵塞构件3堵塞，另一方侧的端部开放。在开放的端部配置有排气筒4，构成为能够通过该排气筒4将除害后的废气向后续工序排气。并且，在外筒1a与内筒1b之间构成有间隙5，在该间隙5封入有氮气气体。
如上所述，筒体1成为被堵塞构件3和排气筒4夹持的结构，通过在堵塞构件3与筒体1的连接部分配置的密封件6a来保持气密。通过密封件6b来保持筒体1与槽入口排气端口21的连接部分的气密。通过密封件6c来保持槽入口排气端口21与槽入口凸缘22的连接部分的气密。在外筒1a与内筒1b之间构成有间隙5，在该间隙5封入有氮气气体。基于气体(封入的氮气气体)的热传导较小，筒体1具有较高的隔热性，从而能够保持内筒1b内的温度。
在堵塞构件3以与筒体1的中心轴1c一致的方式配置有燃烧器8，在该燃烧器8连接有燃料气体配管8a和助燃性气体配管8b。而且，燃料气体配管8a与未图示的甲烷气体供给源连接，助燃性气体配管8b与未图示的氧气供给源连接。
因此，能够从各气体的供给源供给预先设定的流量的甲烷气体和氧气，使其在燃烧器8混合并燃烧。尤其是通过利用氧气作为助燃性气体，能够提高火焰温度，进而能够使供给的废气在高温区域燃烧或分解从而进行除害。
在堵塞构件3的以燃烧器8为中心的圆周上配置有成为废气的供给口的多个废气喷嘴9。各废气喷嘴9以预先设定的角度朝向筒体1的中心轴1c，且以彼此能够在大致相同的位置交叉的方式倾斜地配置。另外，在各废气喷嘴9连接有与未图示的废气的供给源连接的废气配管9a。
磁场线圈10以在构成筒体的外筒1a的外周面卷绕的状态配置。磁场线圈10与未图示的电源连接，通过对该磁场线圈10通电，能够产生朝向筒体1的长度方向的磁场。
在如上述那样构成的燃烧炉A中，对配置在筒体1的外周面的磁场线圈10通电从而形成磁场，从燃烧器8喷射并燃烧甲烷气体和氧气的混合气体，并且从废气喷嘴9供给废气。废气随着来自燃烧器8的混合气体的燃烧而燃烧并等离子(带电粒子)化。
燃烧并等离子化的废气一边受到磁场的影响而呈螺旋状地回旋一边从筒体1的堵塞构件3侧朝向排气筒4流动，并在该过程中被除害。
即，在带电粒子的前进方向与磁场的方向相同的情况下，磁场中的带电粒子的运动以维持初始的状态的方式进行。另外，在带电粒子相对于磁场垂直入射的情况下，带电粒子由于劳伦兹力的作用而进行等速圆周运动。
然而，不存在以下情况：废气喷嘴9相对于筒体1的中心轴1c而倾斜、受到燃烧器8的火焰的影响而燃烧并等离子化的废气与磁场的方向成为相同的方向。另外，等离子化的废气具有与来自废气喷嘴9的喷射速度相应的速度，因此采用将基于相对于磁场的垂直成分的等速圆周运动、以及基于相对于磁场的相同方向的成分的等速直线运动合成的螺旋运动。
因此，等离子化的废气在筒体1的内部从堵塞构件3侧朝向排气筒4侧呈螺旋状地前进，因此废气的行进距离与筒体1的长度相比而充分地增大，从而长时间受到燃烧器8的火焰的影响。因此，无需增大筒体1的长度就能够对废气进行除害。即，能够提高燃烧炉A中的除害效率。
需要说明的是，燃烧炉A并非仅限定于本实施例所示的将筒体1向纵向立起的结构，也可以是将筒体1水平地配置的结构。即，作为燃烧炉A，具有纵向或横向地配置的筒体1、配置在筒体1的封闭的端面的燃烧器8、以及废气喷嘴9即可。
在本实施例中，使用磁场线圈作为配置在筒体1的外周面的磁场产生构件，但也可以使用永磁铁。在使用永磁铁作为磁场产生构件的情况下，使用将厚度方向设为N极和S极的多个圆弧状的永磁铁，将上述的永磁铁以包围筒体的外周面的方式配置且配置在沿长度方向的规定的范围即可。
接下来，使用图2的示意图对利用如上所述的燃烧炉A的废气处理装置B的结构进行简单地说明。
在配置在构成燃烧炉A的筒体1的下方的排气筒4连接有与水洗涤器15连通的燃烧气体通路16。该燃烧气体通路16将筒体1与水洗涤器15连接，且在预先设定的范围内升降，但以能够在该范围内保持大致恒定的水位的方式形成于贮存水的槽17。
水洗涤器15用于将燃烧后的废气所含的粉尘成分、气体成分去除，且经由槽17而与燃烧炉A一体地构成。该水洗涤器15由配置在槽17的上部的筒18构成，在该筒18的下方形成与燃烧气体通路16连接的开口18a，在上方形成排出口18b。另外，在筒18的内部配置有过滤构件19、除水构件20。
在水洗涤器15的排出口18b连接有未图示的吸引构件，构成为由该吸引构件而产生的负压经由水洗涤器15的排出口18b而作用于燃烧炉A。
在如上述那样构成的废气处理装置B中，向水洗涤器15的过滤构件19供给水从而形成水膜，在使吸引构件运转时，随着该吸引构件的运转，水洗涤器15、燃烧炉A的内部成为负压，从而通过上述构件形成一系列的气体通路。
另外，在筒体1中，从燃烧器8形成甲烷气体以及氧气燃烧而得到的火焰，且从废气喷嘴9供给废气。通过在燃烧器8形成的火焰，废气的有害成分一边通过燃烧、或热分解而被除害一边呈螺旋状地通过排气筒4被而供给至水洗涤器15。由于废气的燃烧、热分解而产生的粉尘成分向槽17落下。
在水洗涤器15中，高温的燃烧气体通过形成在过滤构件19的水膜而被清洗。然后，被除害且被冷却的废气从水洗涤器15的排出口18b经由吸引构件而向大气被排出。
工业实用性
本发明的燃烧炉在对从半导体等的制造工序排出的废气进行除害时利用是有利的。
Claims (3)
1.一种产生磁场的有害性废气处理装置的燃烧炉，其以使废气成为高温而燃烧或分解的方式进行排气，其特征在于，
所述燃烧炉具有：
筒体，其一方侧的端部封闭，另一方侧的端部开放；
废气的供给口，其配置在所述筒体的封闭的端部侧；
燃烧器，其配置在所述筒体的封闭的端部侧；以及
磁场产生构件，其配置在所述筒体的外周面。
2.根据权利要求1所述的产生磁场的有害性废气处理装置的燃烧炉，其特征在于，
所述筒体由内筒和外筒构成，所述磁场产生构件是配置在外筒的外周面的磁场线圈或永磁铁，并且在所述筒体的内筒与外筒之间形成有间隙。
3.根据权利要求1所述的产生磁场的有害性废气处理装置的燃烧炉，其特征在于，
所述筒体以立起的方式配置，所述筒体的上端部封闭且下端部开放，并且在封闭的上端部的大致中心处配置有所述燃烧器且在以所述燃烧器为中心的多个位置配置有所述废气的供给口。
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