CN1308619C - 废气处理装置 - Google Patents

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Abstract

一种废气处理装置，能够用剥离构件有效地刮落附在燃烧室内面上的粉体，并能延长使在剥离构件上发生冲击的冲击构件的寿命。杠杆(7a)是剥离构件，沿着燃烧室(1)的内面向圆周方向移动而剥离附在该燃烧室(1)内面上的粉体，在杠杆(7a)上面对燃烧室(1)内面的位置上设置刀刃部或锐角边缘部(7a1)。

Description

废气处理装置
技术领域
本发明涉及使废气燃烧以作无害化处理的废气处理装置，这种废气例如为用于半导体制造工序且被排出来的气体，由含有可燃性气体成分或助燃性气体成分的气体组成。
背景技术
众所周知，在半导体制造过程的特定工序中，会生成硅烷(SiH4)、乙硅烷(Si2H6)、乙硼烷(B2H6)、磷化氢(PH3)、砷化三氢(AsH3)、三氟化氮(NF3)等有害的废气。这种有毒性废气对人体有很高的毒性，所以要求在排放于大气时完全去除有毒性物质。
此外，在半导体制造过程的其他特定工序中会生成四氟化碳(CF4)等对地球环境造成恶劣影响的氟利昂气体的废气。要求这种废气在放出于大气时要去除。
日本特许第2963792号公报中记载了通过使上述废气燃烧而无毒化后排放于大气、以满足上述要求的有毒性废气的处理方法及装置。
上述技术是通过将上述废气导入一端被封闭的筒状燃烧室，用配置于该燃烧室的燃烧器，在氢、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等燃料燃烧时生成的高温部进行分解，或者利用助燃用空气的作用使之燃烧，以实现无毒化，其后由燃烧气体运送通路排出。
在上述构成的废气处理装置中，随着废气的燃烧，各种废气中所含的固型化成分变成粉体。虽然大部分粉体在由燃烧部排出到燃烧气体运送通路后，聚集于设在该燃烧气体运送通路上的洗涤器中，但有一部分附在构成废气供给路及燃烧部的筒状体的内面上。
例如，当在燃烧室内发生粉体、且该粉体堆积于构成废气供给路及燃烧部的筒状体内面上时，会对废气的流动或燃烧状态有不良影响，可能降低除害性能，所以必须除去粉体，而这样就导致效率降低。
为了有效地除去粉体，考虑设置一种刮板，该刮板的一部分一边接触燃烧室的筒状体内面一边在圆周方向移动，从外部操纵该刮板，使之沿着筒状体内面旋转而将附着于筒状体内面的粉体剥离。
在导入燃烧气流以及助燃用空气或燃烧气体冷却用空气等时，被上述刮板从筒状体的内面剥离的粉体由于这些空气的流动而经由燃烧气体运送通路排出。
如上所述，附在筒状体内面上的粉体可被前述刮板剥离后排出，但在只是用扁杆等来构成刮板时，由于对附在筒状体内面上的粉体进行刮除的面相对于燃烧室的内径而略成直角，所以不能有效地刮除粉体，仍会有粉体固着在筒状体内面上。
此外，为了使附在刮板本体上的粉体落下，虽然可用板簧来使刮板挠曲，以其发生冲击，但是当板簧的固定部位为单点或为线接触时，在板簧挠曲时容易发生固定部位折损的问题。
此外，前述的刮板是单臂支承，所以有时该刮板的前端部很难一边可靠地接触筒状体内面一边将粉体剥离，所以希望有能够一边在筒状体的轴向可靠地接触一边将粉体剥离的结构。
发明内容
本发明是为了解决前述课题，第1目的为能将附着于燃烧室内面的粉体通过剥离构件而有效地刮落，并且能延长使在剥离构件上发生冲击的冲击构件的寿命；第二目的是提供一种废气处理装置，其剥离构件能够一边在废气流经该燃烧室的整个范围内确实地接触燃烧室内面一边将粉体剥离。
为了实现前述目的，本发明的废气处理装置具有燃烧室和燃烧气体运送通路，前述燃烧室的一端被封闭，另一端与前述燃烧气体运送通路连接，并且在被封闭的端部配置有废气供给路，同时在比该废气供给路更靠近前述燃烧气体运送通路的部位配置燃烧器，通过前述燃烧器使已被供给到前述燃烧室的废气形成高温，以使之分解或燃烧后从前述燃烧气体运送通路排出，其特征在于，具有：在前述燃烧室的内面沿圆周方向移动、以将附着于该燃烧室内面的粉体剥离的剥离构件，该剥离构件是由杠杆构成，该杠杆的一端安装在设于该燃烧室外部的驱动构件上，另一端为自由端，在前述杠杆的面对前述燃烧室内面的位置上设有刀刃部或者锐角边缘部。
本发明采用上述构成，具有：将从废气供给路供给的废气用燃烧器的火焰加热成高温后分解、燃烧的燃烧室，以及燃烧气体运送通路，燃烧室的一端被封闭，在该端部配置有废气供给路，且在比该废气供给路更靠近燃烧气体运送通路的位置上配置燃烧器，所以可通过燃烧器使从废气供给路供给的废气燃烧或分解，并能将该燃烧气体由燃烧气体运送通路排出。
此外，通过在构成剥离构件的杠杆上的面对燃烧室内面的位置上设置刀刃部或者锐角边缘部，能使该杠杆的刮除粉体的面相对于燃烧室的内面而成锐角，由此能将附在燃烧室内面上的粉体通过剥离构件有效地刮除而清扫燃烧室内。
此外，具有使在前述剥离构件上发生冲击的冲击构件，前述冲击构件由多块板簧以不同高度重叠而成，前述板簧在与前述杠杆接触时使该杠杆挠曲，而在脱离接触时伴随着该杠杆的复原而发生冲击。在这种场合，作用于板簧的应力可形成面接触，由此可缓和作用于板簧的应力而防止折断，能延长冲击构件的寿命。
通过使废气处理装置如此构成，在通过驱动构件而操作剥离构件(以下称为“刮板”)时，构成该刮板的杠杆与冲击构件接触而发生挠曲，并且随着与冲击构件的接触解除，被挠曲的杠杆恢复到初期的形状，随之发生冲击，能将附着于该杠杆的粉体弹去。
此外，本发明其他构成的废气处理装置具有燃烧室和燃烧气体运送通路，前述燃烧室的一端被封闭，另一端与前述燃烧气体运送通路连接，并且在被封闭的端部配置有废气供给路，同时在比该废气供给路更靠近前述燃烧气体运送通路的部位配置燃烧器，通过前述燃烧器使已被供给到前述燃烧室的废气形成高温，以使之分解或燃烧后从前述燃烧气体运送通路排出，其特征在于，利用设于前述燃烧室外部的驱动构件使将附着于该燃烧室内面的粉体剥离的剥离构件沿着燃烧室的内面而向废气流经该燃烧室的方向移动。
采用上述构成，可利用设于燃烧室外部的驱动构件使剥离构件沿着该燃烧室的内面向废气流经将该燃烧室的方向移动，因此剥离构件可在废气流经该燃烧室的方向一边可靠地接触燃烧室的内面一边且剥离粉体，能容易地将牢固地附在燃烧室内面上的粉体刮除。
附图说明
图1为揭示本发明的废气处理装置的第1实施例的构成的立体说明图。
图2(a)为揭示第一实施例的剥离构件的构成的主视图，图2(b)为揭示第1实施例的剥离构件的构成的俯视图，图2(c)为揭示第1实施例的剥离构件的构成的左视图，图2(d)为揭示第1实施例的剥离构件的构成的右视图。
图3说明第1实施例的剥离构件的刀刃部或者锐角边缘部的角度。
图4为揭示第1实施例的冲击构件的构成的剖视图。
图5为揭示本发明废气处理装置的第2实施例的构成的立体说明图。
具体实施方式
以下结合附图具体说明本发明的废气处理装置的实施例。图1为揭示本发明的废气处理装置的第1实施例的构成的立体说明图。图2(a)为揭示第一实施例的剥离构件的构成的主视图，图2(b)为揭示第1实施例的剥离构件的构成的俯视图，图2(c)为揭示第1实施例的剥离构件的构成的左视图，图2(d)为揭示第1实施例的剥离构件的构成的右视图。图3说明第1实施例的剥离构件的刀刃部或者锐角边缘部的角度。图4为揭示第1实施例的冲击构件的构成的剖视图。
首先，用图1～图4说明涉及本发明废气处理装置的第1实施例的构成。在图1中，废气处理装置A能使由半导体制造工序生成的含有硅烷、乙硅烷、乙硼烷、磷化氢、砷化三氢、三氟化氮等毒性特殊材料气体、或四氟化碳等对地球环境有不良影响的氟利昂气体等废气完全燃烧或分解后无害化排出。
废气处理装置A具有使从一方端部供给的废气分解、燃烧的燃烧室1；配置于该燃烧室1的一方端部侧、供给要处理的废气的废气供给路2a、2b；在燃烧室1中设于废气供给路2a、2b的下游侧的燃烧器3；与燃烧室1的另一方端部连接的燃烧气体运送通路4；作为设置在燃烧室1的剥离构件而由杠杆构成的刮板7；使在该刮板7上发生冲击的冲击构件8。
  燃烧室1的圆筒状筒体1a、1b隔着密封构件且经由突缘1c而以螺栓等连接，在设于筒体1a一端的突缘1c上，盖体10隔着密封构件以螺栓等固定而被封闭，而设置在筒体1b另一端的突缘1c在构成燃烧气体运送通路4的T形筒体4a的突缘4b上隔着密封构件而以螺栓等来连接并开口。
在燃烧室1的靠近盖体10的筒体1a的既定位置上配置有废气供给路2a、2b，在此废气供给路2a、2b的下游侧、即靠近燃烧气体运送通路4的筒体1b上配置有一个或者多个燃烧器3。并且，在燃烧器3与燃烧室气体运送通路4之间设有温度传感器11a，通过该温度传感器11a来检测出燃烧室1内的温度。
废气供给路2a、2b与未图示的废气发生部位(例如半导体的制造工序中所用的处理装置)连接，能够将发生于该废气发生部位的废气供给于燃烧室1。对废气供给路2a、2b，既可以供给来自于同一个或者不同废气发生部位的同一种废气，也可以有选择地供给来自于不同废气发生部位的不同种类的废气。
在废气供给路2a、2b的既定位置上设有温度传感器11b、11c，通过持续监视该废气供给路2a、2b的各温度，可以监视废气导入温度，同时可以监视逆火现象的发生。
对燃烧器3有选择地供给作为燃烧气体的氢气或LNG(天然气)、LPG(液化石油气)、都市煤气等，并通过对所选择的反应促进气体点火而形成火焰，并通过该火焰使废气形成高温。
燃烧气体运送通路4使在燃烧室1中燃烧的废气流通并被吸引到与该燃烧气体运送通路4的燃烧气体运送通路下游侧4d连续的未图示的洗涤器中。此外，在燃烧气体运送通路4，在燃烧室1的下游侧设有温度传感器11d。
作为剥离构件的刮板7，如图1及图2图所示，具有：配置在由筒体1a、1b构成的燃烧室1的内壁附近且一部分接触该内壁的杠杆7a、支承该杠杆7a且一部分接触盖体10的内壁的支承构件7c、增强该杠杆7a与支承构件7c间的接合部的增强构件7b、安装在该支承构件7c上且贯穿盖体10的轴部7d、及安装在该轴部7d的把手7e。
轴部7d通过设在盖体10上的轴承5而在保持气密性的状态下可旋转地被轴支。
因此，刮板7的杠杆7a的一端为自由端而另一端通过支承构件7c而与轴部7d连接，通过对在该轴部7d的一端设于燃烧室1外部的驱动构件、即把手7e进行操作来使其旋转，使杠杆7a的刀刃部或者锐角边缘部7a1沿着燃烧室1的筒体1a、1b的内面，一边沿圆周方向接触一边移动，以将附在燃烧室1的筒体1a、1b内面上的粉体剥离，同时支承构件7c的刀部或者锐角边缘部7c1沿着燃烧室1的盖体10的内面一边沿圆周方向接触一边移动，以将附在燃烧室1的盖体10的内面上的粉体剥离。
在杠杆7a及支承构件7c上的面对燃烧室1内面的位置上，设有刀刃部或者锐角边缘部7a1、7c1，由此能够有效地剥离附在筒体1a、1b的内壁面及盖体10的内壁面上的粉体。
如图3所示，杠杆7a的刀刃部或者锐角边缘部7a1对筒体1a、1b的内周面进行剥离的角度(即图3所示的直线b与直线c之间形成的角度，直线b在杠杆7a的刀刃部或者锐角边缘部7a1的前端与连接轴部7d的旋转中心的直线a正交、直线c是将刀刃部或者锐角边缘部7a1的面延长而成)γ最好为30°以上且小于90°的锐角。
此外，杠杆7a的逃料角度(即图3所示的杠杆7a的底面与前述直线b之间形成的角度)β最好为1°以上30°以下，而1°以上15°以下更佳。本实施例是将杠杆7a的逃料角度β设定为15°左右。
从而，杠杆7a的刀刃部或者锐角边缘部7a1的倾斜角度α最好为30°以上60°以下。
此外，杠杆7a的刀刃部或者锐角边缘部7a1的前端与燃烧室1的筒体1a、1b的内周面之间的间隔最好为1mm以上10mm以下，支承构件7c的刀刃部或者锐角边缘部7c1的先端与燃烧室1的盖体10的内面之间的间隔最好为3mm以上13mm以下。
例如，在单纯用扁平杆等来构成杠杆7a的场合，对附在筒体1a、1b的内面上的粉体进行刮除的面与该内面大致成直角，所以不能有效地将粉体刮落，而且有时从扁平杆的前端角部逃离的粉体会在该扁平杆的后续角部由于类似镘刀的作用而被压在于筒体1a、1b或盖体10的内面上而牢固附着。
为此，本实施例在构成剥离构件的杠杆7a及支承构件7c上，在面对燃烧室1的筒体1a、1b及盖体10的内面的位置上设置刀刃部或者锐角边缘部7a1、7c1，并且在杠杆7a上设置逃料角度β，使杠杆7a的刀刃部或者锐角边缘部7a1对粉体的刮除角度γ相对于燃烧室1及盖体10的内面而形成锐角，从而能用杠杆7a及支承构件7c更有效地将附在燃烧室1的内面上的粉体刮落，以清扫燃烧室1内，并且利用设置在杠杆7a上的逃料角度β，可如刨刀那样将硬的粉体刮除，使从杠杆7a逃出的粉体不会因为类似镘刀的作用而压在筒体1a、1b的内面上而牢固附在筒体1a、1b的内面上。
附在燃烧室1的内面上的附着物主要是要处理的废气燃烧时产生的燃烧生成物的粉体。该粉体的粒子非常细，大部分与燃烧后的废气一起通过燃烧气体运送通路4而集中于未图示的洗涤器。但是当粉体浮游在燃烧室1中并落下时，会附在燃烧室1的内面及刮板7的杠杆7a上。
因此，刮板7能够使附在燃烧室1的内面上的粉体剥离，通过操作此刮板7可持续保持燃烧室1的内面的清洁。
为此，杠杆7a至少有一方比燃烧室1的筒体1a、1b的长度更长，端部由燃烧室1伸出到燃烧气体运送通路4。
杠杆7a及支承构件7c最好用耐高温、耐腐蚀性、并且可形成与燃烧室1的内面可靠接触而得以将该内壁的附着物剥离的刀刃部或者锐角边缘部7a1、7c1的耐热钢来构成，例如采用英高镍(Inconel)(Inco社的商品名)等耐热性合金。
不过也可以是杠杆7a、增强构件7b以前述英高镍来构成，而支承构件7c以SUS304等不锈钢等来构成。
图1所示的冲击构件8为了使附在刮板7的杠杆7a上的粉体掉落而使该杠杆7a上发生冲击。冲击构件8只要可发挥前述功能即可，其构造没有特别限定。
本实施例的冲击构件8如图4所示，由设置在能够与刮板7的杠杆7a的自由端接触的位置上的板簧8a与高度不同的一对板簧8b、8c重叠而成。
例如，图4所示的冲击构件8是在构成燃烧气体运送通路4的T型筒体4a的既定位置将支架8d固定，将高度不同且多块重叠的板簧8a、8b、8c沿着该支架8d配置，且使中央板簧8a的前端从燃烧室1的内面突出适当的长度，并用压板8e来固定板簧8a、8b、8c束。
采用上述冲击构件8，一旦使刮板7旋转而使杠杆7a与板簧8a抵接，随着刮板7的继续旋转，杠杆7a使板簧8a及该杠杆7a的旋转方向下游侧的板簧8b、8c发生双点虚线所示的挠曲，同时在杠杆7a上也发生如双点虚线所示的圆周方向的挠曲量δ。
随着刮板7的继续旋转，板簧8a、8b、8c的挠曲量增大，该板簧8a与杠杆7a的接触被解除。此时，板簧8a、8b、8c及杠杆7a恢复原来的形状，而在杠杆7a上发生随着挠曲量δ瞬间恢复产生的冲击，该杠杆7a振动，可使附在该杠杆7a上的粉体掉落。
采用上述构成，是将与杠杆7a接触时使该杠杆7a挠曲、在接触解除时随着该杠杆7a恢复原来形状而使冲击发生的板簧8a、8b、8c以不同高度重叠，由此可使作用于各板簧8a、8b、8c上的应力成为面接触，可缓和作用于该板簧8a、8b、8c上的应力而防止折断，能延长冲击构件8的寿命。
不过，对冲击构件8的配置位置并没有特别限定，设置在燃烧气体运送通路4的流动方向下游侧(从燃烧气体运送通路上游侧4c往燃烧气体运送通路下游侧4d的方向的下游侧)也无妨。
采用上述构成的废气处理装置A时，一旦使与燃烧气体运送通路4的下游侧连接的未图示的洗涤器工作，由于该洗涤器的吸引作用，要处理的废气就由废气供给路2a、2b供给至燃烧室1，并经过该燃烧室1的内部而向燃烧气体运送通路4流动。同时外壳9内的空气由燃烧气体运送通路4的上游侧4c往下游侧4d方向流入。
用燃烧器3点燃的火焰使由废气供给路2a、2b供给至燃烧室1的废气形成高温后分解、燃烧，该燃烧气体流向燃烧气体运送通路4。此时产生作为燃烧生成物的粉体，大部分与废气分解或燃烧后生成的废气共同流向燃烧气体运送通路4而被排出。流入燃烧气体运送通路4的废气及粉体沿图1的箭头方向流动，粉体被未图示的洗涤器捕捉。此外在燃烧室1产生的粉体的一部分飞散后附在燃烧室1的内面及刮板7的杠杆7a上。
因此，定期地操作刮板7的把手7e，用设置在杠杆7a及支承构件7c上的刀刃部或者锐角边缘部7a1、7c1来剥离附在燃烧室1的内面上的粉体，同时使杠杆7a与冲击构件8接触，以在该杠杆7a上发生冲击，就能使附在杠杆7a上的粉体掉落。此外，所剥离的粉体及掉落的粉体由于未图示的洗涤器的吸引作用而从燃烧室1经过燃烧气体运送通路4被吸引至未图示的洗涤器而被捕捉。
以下结合图5说明本发明的废气处理装置的第2实施例，图5为揭示本发明的废气处理装置的第2实施例的构成的立体说明图。对与前述第1实施例相同的构成部分加上同一符号并省略说明。
在图5中，本实施例的剥离构件如图5(a)所示，具有可沿着燃烧室1的筒体1a、1b的内周面并沿着废气在该燃烧室1流通的方向(图5(a)的左右方向)移动的环状构件21。燃烧器3等则与前述第1实施例同样地装设在筒体1b上，图5中省略。
环状构件21具有与燃烧室1的筒体1a、1b的内径对应的外径，如图5(b)所示，在其径中心固定有轴部22，在既定位置上形成一定数量的通气孔21a，该轴部22通过设置在盖体10上的轴承23而可于保持气密性的状态下旋转，并且可在图5(a)的左右方向移动。
并且，在轴部22的端部设有把手24，该把手24成为设于燃烧室1外部的驱动构件，操作该把手24可使与轴部22固定为一体的环状构件21沿着燃烧室1的筒体1a、1b的内面在图5(a)的左右方向移动，能将附在燃烧室1的内面上的粉体刮除。
在通常的使用状态下，环状构件21退缩于与盖体10抵接的突缘1c的内部，在清扫燃烧室1时，作业员握持把手24而使环状构件21沿图5(a)的左右方向移动，以刮取附在燃烧室1内壁上的粉体。
在本实施例中，作业员还可用槌子等来敲击把手24的端部，将环状构件21向图5(a)的右方压入，将牢固地附在筒体1a、1b的内面上的粉体去除。
此外，也可以用螺钉来构成轴部22，在轴承23上设置与该螺钉对应的母螺纹，通过未图示的马达等来对轴部22作旋转驱动，以自动地使环状构件21向图5(a)的左右方向移动。
采用上述构成，通过对设置在燃烧室1外部的、成为驱动构件的把手24进行操作，使成为剥离构件的环状构件21沿着该燃烧室1的内面而向废气流经该燃烧室1的方向移动，可使成为剥离构件的环状构件21一边沿着废气流经该燃烧室1的方向可靠地接触燃烧室1的内面一边剥离粉体，连牢固附在燃烧室1内面上的粉体也能容易地刮除。其他构成与前述第1实施例同样，也能得到同样的效果。
产业上的可利用性
本发明是通过剥离构件来将附在燃烧室内壁的粉体刮除，使燃烧器的火焰从出口完全地朝向燃烧室内射出，使燃烧效率得以提升。
此外，本发明在构成剥离构件的杠杆上的面对燃烧室内面的位置上设置刀刃部或者锐角边缘部，使刮落粉体的面相对燃烧室的内面而形成锐角，由此可通过剥离构件有效地刮落附在燃烧室内面上的粉体，以清扫燃烧室内。
此外，本发明具有使在剥离构件上发生冲击的冲击构件，当冲击构件是用与杠杆接触时使该杠杆挠曲、解除接触时伴随着该杠杆恢复原来形状而发生冲击、以不同高度重叠的多块板簧构成时，能使附加于板簧的应力成为面接触，由此缓和附加于板簧的应力而能防止折断，并能延长冲击构件的寿命。
此外，当本发明设计成剥离构件由于设置在燃烧室外部的驱动构件的作用而沿着该燃烧室的内面向废气在该燃烧室中流动的方向移动时，剥离构件能够一边沿着废气在该燃烧室流通的方向可靠地接触燃烧室的内面，一边将粉体剥离，连牢固附在燃烧室内面上的粉体也能容易地刮除。

Claims (3)

1.一种废气处理装置，具有燃烧室和燃烧气体运送通路，前述燃烧室的一端被封闭，另一端与前述燃烧气体运送通路连接，并且在被封闭的端部配置有废气供给路，同时在比该废气供给路更靠近前述燃烧气体运送通路的部位配置燃烧器，通过前述燃烧器使已被供给到前述燃烧室的废气形成高温，以使之分解或燃烧后从前述燃烧气体运送通路排出，其特征在于，
具有：在前述燃烧室的内面上沿圆周方向移动、以将附在该燃烧室内面上的粉体剥离的剥离构件，该剥离构件由杠杆构成，该杠杆的一端安装在设于该燃烧室外部的驱动构件上，另一端为自由端，在前述杠杆上的面对前述燃烧室内面的位置上设有刀刃部或者锐角边缘部。
2.如权利要求1所述的废气处理装置，其特征在于，具有使在前述剥离构件上发生冲击的冲击构件，前述冲击构件由多块板簧以不同高度重叠而成，前述板簧在与前述杠杆接触时使该杠杆挠曲，而在脱离接触时伴随着该杠杆的复原而发生冲击。
3.一种废气处理装置，具有燃烧室和燃烧气体运送通路，前述燃烧室的一端被封闭，另一端与前述燃烧气体运送通路连接，并且在被封闭的端部配置有废气供给路，同时在比该废气供给路更靠近前述燃烧气体运送通路的部位配置燃烧器，通过前述燃烧器使已被供给到前述燃烧室的废气形成高温，以使之分解或燃烧后从前述燃烧气体运送通路排出，其特征在于，
利用设于前述燃烧室外部的驱动构件，使将附在该燃烧室内面上的粉体剥离的剥离构件沿着燃烧室的内面而向废气流经该燃烧室的方向移动。
CNB038122634A 2002-05-30 2003-05-30 废气处理装置 Expired - Fee Related CN1308619C (zh)

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