JP2001193918A

JP2001193918A - 排ガス処理用燃焼器

Info

Publication number: JP2001193918A
Application number: JP2000334694A
Authority: JP
Inventors: Yoshiro Takemura; 與四郎竹村; Tetsuo Komai; 哲夫駒井; Kotaro Kawamura; 興太郎川村; Takeshi Tsuji; 健辻; Kazutaka Okuda; 和孝奥田; Hiroyuki Yamada; 宏幸山田
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1999-11-02
Filing date: 2000-11-01
Publication date: 2001-07-17
Anticipated expiration: 2020-11-01
Also published as: JP3812638B2

Abstract

(57)【要約】【課題】半導体製造装置等からの排ガス、特にＳｉＨ
_４を含んだデポジット系のガス及びハロゲン系のガスを
同時に高い分解率で分解できて、ＳｉＯ_２粉が付着・堆
積し難く、しかも低ＮＯｘ燃焼を実現でき、且つ安全性
を確保できる燃焼式排ガス処理装置用の燃焼器を提供す
る。【解決手段】燃焼室１１に向けて開口し、周壁１２で
囲まれて燃焼室の反対側を板体１４で閉塞させた保炎室
１５を設け、保炎室１５に、排ガスと、助燃剤と、空気
とを導入して混合すると共に、混合したガスが板体１４
に対して垂直方向に燃焼室１１に向けて噴出するように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体製造
装置から排出されるＳｉＨ_４を含んだデポジット系のガ
ス及びハロゲン系のガス（ＣＨＦ_３、Ｃ_２Ｆ_６、ＣＦ_４
等）を含む有害排ガスを、燃焼処理するための燃焼式排
ガス処理設備に用いられる排ガス処理用燃焼器（バー
ナ）に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、半導体製造装置からはＳｉＨ_４
を含んだデポジット系のガス及びハロゲン系のガス（Ｃ
ＨＦ_３、Ｃ_２Ｆ_６、ＣＦ_４等）等の有害ガスを含むガス
が排出されるが、このような排ガスは、そのままでは大
気に放出することはできない。そこで、これらの排ガス
を除害装置に導いて、燃焼による酸化無害化処理を行う
ことが一般に行われている。この処理方法としては、助
燃ガスを用いて炉内に火炎を形成し、この火炎により排
ガスを燃焼させるようにしたものが広く採用されてい
る。

【０００３】このような燃焼式排ガス処理装置において
は、助燃ガスとして、水素、都市ガス、ＬＰＧ等を燃料
ガスとし、酸素もしくは空気を酸化剤としたものが通常
使用されており、この装置の運転費用は、これらの燃料
ガスや酸化剤の消費に伴うコストが大半を占めている。
そこで、少ない助燃ガスによって如何に多くの有害な排
ガスを高効率のもとで分解するかが、この種の装置の性
能を評価する尺度の一つになっている。また、デポジッ
ト系のガスであるＳｉＨ_４を酸化分解すると粉末状のＳ
ｉＯ_２が生成し、このＳｉＯ_２粉が燃焼室内に付着堆積
して種々の障害を起こすことが知られている。そこで、
ＳｉＯ_２粉が燃焼室内に付着堆積し難い構成であること
も装置を評価する重要な要素になっている。

【０００４】従来の前記燃焼式排ガス処理装置に使用さ
れる燃焼器の一般的な構成を図２３及び図２４に示す。
これは、円筒型燃焼室１の天井中心部に処理すべき排ガ
スＡを燃焼室１内に導入する排ガス用ノズル２と、この
排ガス用ノズル２の外周部に酸化剤を混合した助燃ガス
Ｂを燃焼室１内に導入する複数の助燃ガス用ノズル３と
をそれぞれ設けると共に、燃焼室１の下端に燃焼ガス出
口４を一体に連接している。これによって、前記助燃ガ
ス用ノズル３から噴出される助燃ガスＢで円状に並んで
形成される火炎の中心部に排ガスＡを通過させ、この通
過の際に排ガスＡを火炎と混合させて燃焼させて、この
燃焼後の燃焼排ガスを燃焼ガス出口から外部に排出する
ようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にあっては、助燃ガスの火炎は助燃ガス用ノズルの
先方に形成されて、その内側に設けた排ガス用ノズルか
ら前方に吹き出す排ガスは助燃ガスの火炎と必ずしも充
分に混合せず、排ガスの分解率が充分ではなかった。こ
の分解率を向上させるためには、助燃ガス量を増加させ
て大きな火炎を形成することで排ガスを燃焼分解し易く
する必要があるが、このようにすると、排ガスの分解に
寄与しない助燃ガス量も増大して、装置の運転コストが
増大してしまう。

【０００６】また、ＳｉＨ_４ガスを酸化分解すると、生
成する粉状態のＳｉＯ_２が排ガス流れの緩慢な壁面に付
着して堆積する。排ガス中のＳｉＨ_４濃度が高い場合に
はＳｉＯ_２粉の生成量も多くなって壁面への堆積が激し
くなり、最悪の場合、燃焼の継続が困難となり粉除去の
ために運転を停止する場合もあった。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みて為されたもの
で、半導体製造装置等からの排ガス、特にＳｉＨ_４を含
んだデポジット系のガス及びハロゲン系のガスを同時に
高い分解率で分解できて、ＳｉＯ_２粉が付着・堆積し難
く、しかも低ＮＯｘ燃焼を実現でき、且つ安全性を確保
できる燃焼式排ガス処理装置用の燃焼器を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の排ガス処理用燃
焼器は、燃焼室に向けて開口し、周壁で囲まれて前記燃
焼室の反対側を板体で閉塞させた保炎室を設け、前記保
炎室に、排ガスと、助燃剤と、空気とを導入して混合す
ると共に、該混合したガスが前記板体に対して垂直方向
に前記燃焼室に向けて噴出するようにしたことを特徴と
する。ここで、前記板体に前記保炎室に向けて排ガスを
噴出する排ガス用炎孔と助燃ガスを噴出する助燃ガス用
炎孔を設け、前記保炎室周壁に旋回流を作り出すように
略周方向に噴出する空気噴出ノズルを設けることが好ま
しい。

【０００９】上記本発明によれば、燃焼室に向けて開口
した保炎室に、デポジット系のガス及びハロゲン系のガ
ス等の排ガスと、助燃剤と、空気とが導入されて十分に
混合される。そして、これらが混合したガスが分散する
ことなく十分な混合状態を保ちつつ、板体に対して垂直
方向に燃焼室に向けて噴出される。従って、燃焼室にお
ける燃焼炎が長炎を形成して、高温領域を下流側に拡大
して排ガスの高温領域の滞留時間を長くとることができ
る。それ故、排ガスの分解効率の高い良好な燃焼が行わ
れると共に、形成されるＳｉＯ_２粉等も燃焼ガスの流れ
により効率的に排出することができる。

【００１０】周壁から略周方向に空気を噴出すること
で、空気は強い旋回流を形成するが、その中心部は旋回
する空気流の渦の目を形成し、その周辺部に自由渦域が
形成される。そして、排ガス及び助燃ガスの各炎孔を板
体に設けることにより、各炎孔から噴出する排ガス及び
助燃ガスは、この自由渦域に噴出されて旋回流に取り込
まれる。各炎孔から噴出する排ガス及び助燃ガスは、旋
回空気流の自由渦域により、流速変化によるせん断作用
を受けて、充分に空気と混合して、排ガス、助燃ガス、
及び空気の混合ガスが旋回状の火炎を形成する。従っ
て、助燃ガスと空気とは、旋回空気流中で混合後に燃焼
するため、予混合火炎を形成して低ＮＯｘ燃焼が実現す
る。また、助燃剤と空気は保炎室内で混合する方式を採
用しているため、保炎室の周壁が火炎により加熱されて
も、助燃剤がガス室で発火することがなく、極めて安全
性が高い。

【００１１】また、前記保炎室の軸方向に沿って前記空
気噴出ノズルよりも下流側の保炎室周壁に助燃ガスを噴
出する第２の助燃ガス用炎孔を設けることが好ましい。
この助燃ガスにより形成される火炎は、この第２の助燃
ガス用炎孔の下流に形成されて、１次燃焼と合わせて長
炎となる。そして、高温領域を下流側に拡大して、排ガ
スの高温滞留時間を延長することができる。このよう
に、火炎による高温領域を下流側に延ばすことによって
特にハロゲン系排ガスを完全に分解することができる。

【００１２】また、前記空気噴出ノズルを、前記保炎室
の軸方向に沿って複数群に分けて配置することが好まし
い。これにより、空気を複数群に分けて、保炎室に供給
すると、各群から噴出される空気量は少なくなる。即
ち、保炎室の入り口側では、助燃ガスの燃焼に必要な空
気量が不足し、過濃燃料による火炎を形成し、これによ
りＮＯｘの生成を抑制する。そして保炎室の出口側では
充分な空気量が供給され、希薄炎を形成して同様に低Ｎ
Ｏｘ燃焼する。更に、この様に複数群の空気噴出ノズル
から噴出される空気により形成される火炎は、長炎とな
り、高温領域を下流側に拡大して、排ガスの高温滞留時
間を延長することができ、これにより特にハロゲン系排
ガスを完全に分解することができる。

【００１３】また、前記保炎室は円筒状であることが好
ましい。これにより、略周方向に噴出する空気噴出ノズ
ルを備えることで保炎室内に空気の旋回流を容易に形成
することができる。

【００１４】本発明の第２の態様の排ガス処理用燃焼器
は、前記保炎室の軸方向に沿って下流側に第２の保炎室
を設け、前記第２の保炎室周壁に助燃ガスを噴出する第
２の助燃ガス用炎孔を設け、前記第２の保炎室の軸方向
に沿って前記第２の助燃ガス用炎孔よりも下流側に燃焼
室を設けたことを特徴とする。これにより、保炎室の下
流で１次予混合希薄火炎を形成し、次に第２の保炎室よ
り助燃ガスを噴出してその下流に２次高温低酸素火炎を
形成する。従って、ＳｉＨ_４を含んだデポジット系のガ
ス及びハロゲン系のガスを高効率のもとに同時に分解で
き、生成されるＳｉＯ_２粉も燃焼ガスの流れにより効率
的に排出することができる。従って、ＳｉＯ_２粉の燃焼
室内への付着堆積が防止される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の態様を図１
乃至６を参照して説明する。図１及び図２は、本発明の
第１の実施の形態を示すもので、炉壁１０に囲まれた燃
焼室１１に臨んで、円筒体１２の内周面で構成された周
壁１３で囲まれて板体１４で閉塞させた保炎室１５が設
けられている。ここに、前記円筒体１２は、前記板体１
４と一体に形成されている。

【００１６】そして、前記板体１４の内部には、例えば
半導体製造装置から排出されたハロゲン系のガス等を含
んだ窒素を主成分とする排ガス等の処理すべき排ガスＡ
を保持し導く複数（図示では４個）の排ガス室２０、お
よび水素、都市ガスやＬＰＧ等の燃料ガスである助燃ガ
スＢを保持し導く複数（図示では４個）の助燃ガス室２
１が、また、該板体１４から延出する円筒体１２の内部
には空気Ｃを保持し導く空気室２２がそれぞれ設けられ
ている。

【００１７】前記板体１４の下面には、前記排ガス室２
０から延びて前記保炎室１５に向けて開口する複数の排
ガス用炎孔２３及び前記助燃用ガス室２１と保炎室１５
とを連通する複数の助燃ガス用炎孔２４がドーナツ状に
設けられている。ここでドーナツ状とは保炎室板体の略
中央部を円心とする略円周上に、各助燃ガス用炎孔２４
が排ガス用炎孔２３の隣になるように配置されていると
いう意味であり、この実施例においては排ガス用炎孔２
３と助燃ガス用炎孔２４が交互に配置されていて、この
円周は後述する空気の旋回流の流速の速い自由渦域部と
一致する。また、前記円筒体１２の内周壁面１３には、
前記空気室と保炎室１５とを連通する複数の空気噴出ノ
ズル２５が設けられている。そして、空気噴出ノズル２
５は保炎室１５の円周の略接線方向に延びて保炎室１５
に向けて略周方向に空気Ｃを旋回流を形成して噴出する
ように構成されている（図２参照）。

【００１８】更に、前記円筒体１２の周壁１３から円錐
状に延びて燃焼室１１の側面と連接して燃焼室１１の一
部を構成する円錐面１２ａを備えている。また、燃焼室
１１の下端には、燃焼ガス出口３０が一体に連接されて
いる。

【００１９】次に、この実施の形態の作用について説明
する。先ず、空気Ｃは空気室２２内に導かれて保持さ
れ、円筒体１２の内周面に設けられた空気噴出ノズル２
５から保炎室１５に向けて強い旋回流を作り出すよう
に、略周方向に噴出する。排ガスＡはガス室２０内に導
かれて保持され、板体１４の下面に設けられた排ガス用
炎孔２３から保炎室１５に向けて噴出する。また、助燃
ガスＢは助燃ガス室２１に導かれて保持され、板体１４
の下面に設けられた助燃ガス用炎孔２４から保炎室１５
に向けて噴出する。ここで、助燃ガスＢは、円孔から噴
出した後、その隣から噴出する排ガスＡと直ちに合流
し、旋回空気流と混合する。そして、図示しない着火元
により点火されると、円筒体１２の内周面に旋回炎を形
成する。

【００２０】この際、周壁から略周方向に噴出した空気
は強い旋回流を形成するが、旋回流はその中心部には一
体になって旋回する渦の目を形成し、その周辺部には外
周程流速が低下するドーナツ状の自由渦域を形成する。
そして、排ガスＡ及び助燃ガスＢの各炎孔は板体の下面
に自由渦域と一致した円周状に設けられているため、排
ガスＡ及び助燃ガスＢはこの自由渦域に噴出されて旋回
流に取り込まれる。すると、これらのガスは空気旋回流
の気流の流速変化によるせん断作用を受けて、充分に空
気Ｃと混合する。そして、この排ガスＡ、助燃ガスＢお
よび空気Ｃの混合ガスが旋回状の火炎を形成する。この
ように、空気の旋回流により排ガスＡの全てが助燃ガス
Ｂおよび空気Ｃと充分に混合した後に火炎を形成するた
め、排ガスＡは火炎に充分に曝されて排ガスの燃焼分解
が進み、分解効率は高くなる。

【００２１】さらに助燃ガスＢと空気Ｃは保炎室に別々
に吹き出されているにも拘わらず、混合後に燃焼するた
め、予混合火炎を形成して低ＮＯｘ燃焼を実現する。こ
の予混合火炎は、燃料ガスが燃焼前に空気と充分に混合
して始めて実現できるものであり、本発明のように板体
のドーナツ状の位置から旋回空気流の流速の速い自由渦
域部に燃料ガスを噴出することによって可能になるもの
である。また、燃料ガスである助燃ガスＢと空気は保炎
室内で混合する方式を採用しているため、円筒体が火炎
により加熱されても、助燃ガスＢが助燃用ガス室２１内
で発火することがなく極めて安全である。

【００２２】また、前記空気噴出ノズル２５から燃焼室
１１内に噴出された空気は次のように円筒体１２を冷却
する。即ち、旋回炎は円筒体１２を加熱するが、燃焼を
継続するためには円筒体１２の構成材料の耐熱温度を超
えないように冷却する必要がある。ここで、空気噴出ノ
ズル２５から燃焼室１１内に噴出された空気は、排ガス
Ａおよび助燃ガスＢと混合しつつ保炎室１５内を旋回し
て周壁１３の表面を冷却する作用を有している。

【００２３】図３及び図４は、本発明の第１の実施の形
態の変形例を示すものである。これは、第１の実施の形
態において、円筒体１２の内径と燃焼室１１の内径を略
同一として構成している。円筒体の周壁１３と燃焼室１
０の側面を接続する円錐面１２ａを円筒面１２ｂとした
ものである。この様に構成することにより、旋回流の旋
回径が出口まで略同一となって、保炎室から出口まで良
好な旋回流を維持でき、流れの停滞域をなくして、排ガ
スと旋回炎との混合を旺盛にして排ガスの分解率を向上
することができる。尚、この実施の形態においては、助
燃ガス室２１及び助燃ガス用炎孔２４は各２個として、
２個の助燃ガス用炎孔２４を４個の排ガス用炎孔２３の
隣になるように、つまり、４個の排ガス用炎孔２３のそ
れぞれの間に配置して構成している。このようにして
も、１次助燃ガスＢは、隣接して噴出する排ガスＡと十
分に混合する。

【００２４】図５及び図６は、本発明の実施の形態の他
の変形例を示すものである。前記円筒体１２の内部に設
けた空気室２２を円筒体１２の周壁１３の軸方向の略全
長にわたって設けてある。そして、前記空気室２２と保
炎室１５を連通する空気噴出ノズル２５を同一円周上に
４個設けたグループを１群として、板体に近い周壁に第
１群２５ａ、周壁長手方向のほぼ中央に第２群２５ｂ、
そして燃焼室に臨む位置の周壁に第３群２５ｃと３分割
して設けてある。また、燃焼室１１の下端には、燃焼ガ
ス出口３０が一体に連接されている。

【００２５】次にこの実施の形態の作用について説明す
る。空気室２２から保炎室１５に向けて噴出される空気
は周壁１３の軸方向に沿い３群に分割される。通常、供
給される全空気量は、助燃ガス量の数倍から１０数倍多
い。そこで、空気を軸方向に沿って３段階に分けて保炎
室に供給すると、各群から噴出される空気量は少なくな
り、空気と排ガスおよび助燃ガスとの混合が促進されて
これにより分解率が向上する。また、第１群と第２群の
空気噴出ノズル２５ａ、２５ｂから噴出される空気だけ
では、全燃料ガスの燃焼に必要な空気量が不足して、保
炎室内に燃料過濃状態の火炎を形成し、ＮＯｘの生成を
抑制する。そして第３群の空気噴出ノズル２５ｃから空
気が供給された段階で燃料ガスに対して充分な空気量が
供給されて、希薄炎を形成して、同様に低ＮＯｘ燃焼す
る。

【００２６】また、この第３群の空気噴出ノズル２５ｃ
から噴出される空気により形成される火炎は、この空気
噴出ノズル２５ｃの下流に形成される。このため、火炎
は長炎となり、高温領域を下流側に拡大して、排ガスの
高温滞留時間を延長することができる。このように、火
炎による高温領域を下流側に延ばすことによって、ハロ
ゲン系排ガスを完全に分解することができる。ここで各
群の空気噴出ノズルは、必ずしもそれらの全てを保炎室
に向けて旋回流を形成するように噴出しなくても良い。
例えば、第３群の空気噴出ノズルは接線方向ではなく単
に下流側に空気を噴出しても良い。また、保炎室の中心
方向に向けて空気を噴出して、排ガスとの間に乱れを起
こして混合するようにしても良い。

【００２７】図７、図８及び図９は、本発明の第２の実
施の形態を示すもので、炉壁１０に囲まれた燃焼室１１
に臨んで、円筒体１２の内周面で構成された周壁１３で
囲まれて板体１４で閉塞させた保炎室１５が設けられて
いる。ここに、前記円筒体１２は、前記板体１４と一体
に形成されている。そして、前記板体１４の内部には、
例えば半導体製造装置から排出されたハロゲン系のガス
等を含んだ窒素を主成分とする排ガス等の処理すべき排
ガスＡを保持し導く複数（図示では４個）の排ガス室２
０及び水素、都市ガスやＬＰＧ等の燃料ガスである１次
助燃ガスＢ１を保持し導く複数（図示では４個）の第１
の助燃ガス室２１ａが設けられている。また、該板体１
４から延出する円筒体１２の内部には空気Ｃを保持し導
く空気室２２及び前記保炎室の軸方向に沿って前記空気
室よりも燃焼室に近い位置に（下流側に）燃料ガスであ
る２次助燃ガスＢ２を保持し導く第２の助燃ガス室２１
ｂがそれぞれ設けられている。

【００２８】前記板体１４の下面には、前記排ガス室２
０から延びて前記保炎室１５に向けて開口する前記保炎
室１５より小径の複数の排ガス用炎孔２３及び前記第１
の助燃用ガス室２１ａと保炎室１５とを連通する複数の
第１の助燃ガス用炎孔２４ａがドーナツ状に設けられて
いる。ここでドーナツ状とは保炎室板体の略中央部を円
心とする略円周上に、各第１の助燃ガス用炎孔２４ａが
排ガス用炎孔２３の隣になるように配置されているとい
う意味であり、この実施例においては排ガス用炎孔２３
と第１の助燃ガス用炎孔２４ａが交互に配置されてい
て、この円周は後述する空気の旋回流の流速の速い自由
渦域部と一致する。

【００２９】また、前記円筒体１２の内周面１３には、
前記空気室と保炎室１５とを連通する複数の空気噴出ノ
ズル２５及び前記保炎室の軸方向に沿って前記空気噴出
ノズル２５よりも下流側の燃焼室に近い円周面１３に第
２の助燃ガス用炎孔２４ｂがそれぞれ設けられている。
そして、空気噴出ノズル２５は、保炎室１５の円周の略
接線方向に延びて保炎室１５に向けて略周方向に空気Ｃ
を旋回流を形成して噴出するように構成されている。ま
た、第２の助燃ガス用炎孔２４ｂは保炎室１５の中心方
向に２次助燃ガスＢ２を噴出するように構成されてい
る。

【００３０】次に、この実施の形態の作用について説明
する。先ず、空気Ｃは、空気室２２内に導かれて保持さ
れ、円筒体１２の内周面に設けられた空気噴出ノズル２
５から保炎室１５に向けて強い旋回流を作り出すように
略周方向に噴出する。排ガスＡはガス室２０内に導かれ
て保持され、板体１４の下面に設けられた排ガス用炎孔
２３から保炎室１５に向けて噴出する。また、１次助燃
ガスＢ１は第１の助燃ガス室２１ａ内に導かれて保持さ
れ、板体１４の下面に設けられた第１の助燃ガス用炎孔
２４ａから保炎室１５に向けて噴出する。排ガスＡ及び
１次助燃ガスＢ１は旋回空気流と混合する。そして、図
示しない着火元により点火されると、円筒体１２の内周
面に１次火炎である旋回炎を形成する。ここで、１次助
燃ガスＢ１の流量は空気Ｃの流量に対する理論的当量よ
りも少なく与えられ、形成される１次火炎は燃料が希薄
な希薄燃焼火炎となる。

【００３１】この際、周壁から略周方向に噴出した空気
は強い旋回流を形成するが、旋回流はその中心部には一
体になって旋回する渦の目を形成し、その周辺部には外
周程流速が低下するドーナツ状の自由渦域を形成する。
そして、排ガスＡ及び１次助燃ガスＢ１の各炎孔は板体
の下面に自由渦域と一致した円周状に設けられているた
め、排ガスＡ及び１次助燃ガスＢ１はこの自由渦域に噴
出されて旋回流に取り込まれる。すると、これらのガス
は空気旋回流の気流の流速変化によるせん断作用を受け
て、充分に空気Ｃと混合する。そして、この排ガスＡ、
１次助燃ガスＢ１及び空気Ｃの混合ガスが旋回状の希薄
火炎を形成して１次燃焼する。ここで、１次助燃ガスＢ
１と空気Ｃは保炎室に別々に吹き出されているにもかか
わらず混合後に燃焼するため、予混合火炎を形成する。
この火炎は、燃料ガスが燃焼前に空気と充分に混合して
始めて実現できるものであり、本発明のように板体のド
ーナツ状の位置から旋回空気流の流速の速い自由渦域部
に燃料ガスを噴出することによって可能になるものであ
る。更に、予混合火炎の場合には希薄燃焼であれば低Ｎ
Ｏｘ燃焼になるが、ここで形成された予混合火炎は燃料
が希薄な火炎であるため、低ＮＯｘ燃焼を実現する。

【００３２】次に、この１次火炎である旋回炎に第２の
助燃ガス用炎孔２４ｂから２次助燃ガスＢ２が保炎室の
中心に向けて噴出される。すると、この２次助燃ガスＢ
２は、旋回している１次火炎流のせん断作用により１次
火炎とよく混合し、１次火炎中に残存する酸素と酸化反
応して２次燃焼する。ここで、１次火炎に残存している
酸素は空気中に含まれる酸素よりもその濃度がはるかに
低いため、２次燃焼では低酸素濃度燃焼を行う。低酸素
濃度燃焼では発生するＮＯｘはわずかとなって、低ＮＯ
ｘ燃焼を実現することができる。また、２次燃焼により
形成される火炎は、この第２の助燃ガス用炎孔２４ｂの
下流に形成され、合わせて長炎となる。そして、高温領
域を下流側に拡大して、排ガスの高温滞留時間を延長す
ることができる。このように、火炎による高温領域を下
流側に延ばすことによってハロゲン系排ガスを完全に分
解することができる。

【００３３】このように、低ＮＯｘ燃焼を実現しつつ空
気の旋回流により排ガスＡの全てが１次助燃ガスＢ１、
２次助燃ガスＢ２及び空気Ｃと充分に混合した後に下流
に長い火炎を形成して、排ガスＡは火炎に充分に曝され
て排ガスの燃焼分解が進み、分解効率は高くなる。

【００３４】また、燃料ガスである１次、２次助燃ガス
Ｂ１、Ｂ２と空気Ｃは保炎室内で混合する方式を採用し
ているため、円筒体が火炎により加熱されても助燃ガス
が第１、第２の助燃用ガス室２１ａ、２１ｂ内で発火す
ることがなく、極めて安全である。しかも、この実施の
形態のように空気室２２に対してその円周方向に空気Ｃ
を供給すると空気室２２内において空気Ｃが旋回して、
空気室を均等に冷却して円筒体の加熱を防ぐ作用をす
る。同様に、第２の助燃ガス室２１ｂに対してその円周
方向に２次助燃ガスＢ２を供給すると第２の助燃ガス室
２１ｂ内において２次助燃ガスＢ２が旋回して、第２の
助燃ガス室２１ｂを均等に冷却する作用をする。

【００３５】図１０、図１１及び図１２は、本発明の第
２の実施の形態の変形例を示すものである。これは、第
２の実施の形態において、円筒体１２の内径と燃焼室１
１の内径を略同一として構成している。円筒体の周壁１
３と燃焼室１１の側面を接続する円錐面１２ａを円筒面
１２ｂとしたものである。このように構成することによ
り、旋回流の旋回径が出口まで略同一となって、保炎室
から出口まで良好な旋回流を維持でき、流れの停滞域を
なくして、排ガスと旋回炎との混合を旺盛にして排ガス
の分解率を向上することができる。尚、この実施の形態
においては、１次の助燃ガス室２１ａ及び１次の助燃ガ
ス用炎孔２４ａは各２個として、２個の１次の助燃ガス
用炎孔２４ａを４個の排ガス炎孔２３の隣になるよう
に、つまり、４個の排ガス用炎孔２３のそれぞれの間に
配置して構成している。このようにしても、１次助燃ガ
スＢ１は、隣接して噴出する排ガスＡと十分に混合す
る。

【００３６】図１３、図１４及び図１５は、本発明の第
２の実施の形態の他の変形例を示すものである。前記円
筒体１２の内部に設けた空気室２２を円筒体１２の周壁
１３の軸方向に延長して設けてある。そして、前記空気
室２２と保炎室１５を連通する空気噴出ノズル２５を同
一円周状に４個設けたグループを１群として、板体に近
い周壁に第１群２５ａ、周壁長手方向のほぼ中央に第２
群２５ｂそして燃焼室に近い位置の周壁に第３群２５ｃ
と３分割して設けてある。また、燃焼室１１の下端に
は、燃焼ガス出口３０が一体に連接されている。また、
この例においては第２の助燃ガス用炎孔２４ｂはやや下
流側に噴出するように設けてある。

【００３７】この実施の形態では、空気室２２から保炎
室１５に向けて噴出される空気は周壁１３の軸方向に沿
い３群に分割される。この作用は、図５及び図６に示す
実施の形態と同様である。

【００３８】前記各実施の形態において、助燃ガス用炎
孔２４もしくは第１の助燃ガス用炎孔２４ａを各１個と
して、これを排ガス用炎孔２３のいずれかの間に配置し
ても良い。また、排ガス用炎孔２３及び助燃ガス用炎孔
２４もしくは第１の助燃ガス用炎孔２４ａを各１個とし
て、保炎室の略中央部を円心とする略円周上に各１個ず
つ配置しても良い。あるいは、排ガス用炎孔２３を１個
とし助燃ガス用炎孔２４もしくは第１の助燃ガス用炎孔
２４ａを各２個とし、保炎室の略中央部を円心とする略
円周上にこれら各３個を配置しても良い。また、第２の
助燃ガス用炎孔２４ｂは保炎室内径の略接線方向に向け
て旋回流を加速するように設けても良い。あるいは、図
１３、図１４、図１５の例と組み合わせて、保炎室内径
の略接線方向であって、やや下流側に向けて噴出するよ
うに設けても良い。

【００３９】次に、本発明の第２の態様を図１６乃至図
２２を参照して説明する。図１６、図１７及び図１８
は、本発明の第３の実施の形態を示すもので、第１の炉
壁１０ａに囲まれた第１の燃焼室１１ａに臨んで、第１
の円筒体１２ａの内周面で構成された第１の周壁１３ａ
で囲まれて板体１４で閉塞させた第１の保炎室１５ａが
設けられている。ここで、前記第１の円筒体１２ａは、
前記板体１４と一体に形成されている。そして、前記板
体１４の内部には、例えば半導体製造装置から排出され
たＳｉＨ_４を含んだデポジット系のガスやハロゲン系の
ガスを含んだ窒素を主成分とする排ガス等の処理すべき
排ガスＡを保持し導く複数（図示では４個）の排ガス室
２０及び水素、都市ガスやＬＰＧ等の燃焼ガスである１
次助燃ガスＢ１を保持し導く複数（図示では４個）の第
１の助燃ガス室２１ａが設けられている。また、該板体
１４から延出する第１の円筒体１２ａの内部には空気Ｃ
を保持し導く空気室２２が設けられ、更に前記第１の円
筒体１２ａの周壁１３ａはその内径が第１の燃焼室１１
ａの周壁１０ａの内径と略同一であって、この周壁１０
ａと連接している。そして、前記第１の燃焼室１１ａの
軸方向に沿って下流側に第２の円筒体１２ｂの内周面で
構成された第２の周壁１３ｂで囲まれた第２の保炎室１
５ｂが設けられている。

【００４０】そして、第２の円筒体１２ｂの内部には燃
焼ガスである２次助燃ガスＢ２を保持し導く第２の助燃
ガス室２１ｂが設けられている。第２の円筒体１２ｂの
周壁１３ｂの内径は第１の燃焼室１１ａの周壁１０ａの
内径と略同一である。更に前記第２の助燃ガス室２１ｂ
の周壁は軸方向に沿って下流側に略同一内径の第２の燃
焼室１１ｂの周壁１０ｂと連接している。燃焼室１１ｂ
の下端には、燃焼ガス出口３０が一体に連接されてい
る。

【００４１】前記板体１４の下面には、前記排ガス室２
０から延びて前記第１の保炎室１５ａに向けて開口す
る、前記第１の保炎室１５ａより小径の複数（図示では
４個）の排ガス用炎孔２３及び前記第１の助燃用ガス室
２１ａと第１の保炎室１５ａとを連通する複数（図示で
は４個）の第１の助燃ガス用炎孔２４がドーナツ状に設
けられている。ここで、ドーナツ状とは保炎室板体の略
中央部を円心とする略円周上に、各第１の助燃ガス用炎
孔２４が排ガス用炎孔２３の隣になるように配置されて
いるという意味であり、この実施例においては排ガス用
炎孔２３と第１の助燃ガス用炎孔２４が交互に配置され
ていて、この円周は後述する空気の旋回流の流速の速い
自由渦域部と一致する。

【００４２】また、前記第１の円筒体１２ａの内周面１
３ａであって板体から離れて第１の燃焼室１１ａに近い
ところには、前記空気室２２と第１の保炎室１５ａとを
連通する複数（図示では４個）の空気噴出ノズル２５が
設けられ、第２の助燃ガス室２１ｂの周壁１３ｂには、
第２の保炎室１５ｂと第２の助燃ガス室２１ｂとを連通
する複数（図示では４個）の第２の助燃ガス用炎孔２６
がそれぞれ設けられている。そして、空気噴出ノズル２
５は、第１の保炎室１５ａの円周の略接線方向に延びて
第１の保炎室１５ａに向けて略周方向に空気Ｃが旋回流
を形成して噴出するように構成されている。また、第２
の助燃ガス用炎孔２６は第２の保炎室１５ｂの中心方向
に２次助燃ガスＢ２を噴出するように構成されている。

【００４３】次に、この実施の形態の作用について説明
する。先ず、空気Ｃは、空気室２２内に導かれて保持さ
れ、円筒体１２ａの内周面に設けられた空気噴出ノズル
２５から第１の保炎室１５ａに向けて強い旋回流を作り
出すように略周方向に噴出する。排ガスＡはガス室２０
内に導かれて保持され、板体１４の下面に設けられた排
ガス用炎孔２３から第１の保炎室１５ａに向けて噴出す
る。また、１次助燃ガスＢ１は第１の助燃ガス２１ａ内
に導かれて保持され、板体１４の下面に設けられた第１
の助燃ガス用炎孔２４から第１の保炎室１５ａに向けて
噴出する。噴出された排ガスＡ及び１次助燃ガスＢ１は
旋回空気流と混合する。そして、図示しない着火元によ
り点火されると、第１の円筒体１２ａの内周面に１次火
炎である旋回炎を形成する。ここで、空気Ｃの流量は１
次助燃ガスＢ１の流量に対する理論的当量よりも多く与
えられ、形成される１次火炎は燃料が希薄な希薄火炎と
なる。

【００４４】この際、周壁から略周方向に噴出した空気
は強い旋回流を形成するが、旋回流はその中心部には一
体になって旋回する渦の目を形成し、その周辺部には外
周程速度が低下するドーナツ状の自由渦域を形成する。
そして、排ガスＡ及び１次助燃ガスＢ１の各炎孔は板体
の下面に自由渦域と一致した円周状に設けられているた
め、排ガスＡ及び一次助燃ガスＢ１はこの自由渦域に噴
出されて旋回流に取り込まれる。すると、これらのガス
は空気旋回流の気流の流速変化による剪断作用を受け
て、空気Ｃと混合する。そして、この排ガスＡ、１次助
燃ガスＢ１及び空気Ｃの混合ガスが旋回流状の希薄火炎
を形成して１次燃焼する。第１の保炎室１５ａ内で形成
された火炎は下流の第１の燃焼室１１ａ内で燃焼を完了
する。ここで、１次助燃ガスＢ１と空気Ｃは保炎室に別
々に吹き出されているにも拘わらず混合後に燃焼するた
め予混合火炎を形成する。

【００４５】この予混合火炎は本発明のように板体のド
ーナツ状の位置から旋回空気流の流速が早くて流速変化
の大きい自由渦域部に排ガスＡと１次助燃ガスＢ１を噴
出することによって空気Ｃと混合して実現できるもので
ある。この際、旋回流は火炎を保持する作用をなして、
燃料が希薄な火炎であっても吹き消えることなく燃焼を
維持することができる。そして、一般に予混合希薄火炎
は燃焼温度が低くＮＯｘの生成が少ない燃焼となるが、
ここで形成された予混合火炎も希薄火炎であるため燃焼
温度が低く、低ＮＯｘ化が図れる。形成された希薄火炎
によって排ガスＡ中に含まれるＳｉＨ_４ガスは酸化分解
されて粉末状のＳｉＯ_２を生成する。そして、１次の希
薄火炎は板体から離れた位置から形成し始めて第１の燃
焼室１１ａ内で燃焼が完了するので、排ガス中に含まれ
ているＳｉＨ_４も板体から離れた位置から酸化分解し始
め、その全量が第１の燃焼室１１ａ内でＳｉＯ_２粉とな
る。粉末状のＳｉＯ_２は高温にさらされるとガラス状に
なって周壁１０ａに一層固着しやすくなるが、希薄火炎
は温度が低いために、ＳｉＯ_２粉は粉状のままである。

【００４６】加えて、第１の保炎室１５ａ及び第１の燃
焼室１１ａは略同一内径であって、火炎及び燃焼ガス流
れに停滞域を生じない構成になっている。そして、燃焼
排ガスの軸方向に沿って下流向き流速をＳｉＯ_２粉を吹
き飛ばすのに適した流速となるように設定してあるの
で、生成したＳｉＯ_２粉はこの燃焼排ガスの流れによっ
て、壁に付着することなく下流向きに吹き飛ばされる。
また、ＳｉＨ_４の酸化分解反応を板体１４から離れた領
域で起こすことができて、生じるＳｉＯ_２粉が排ガス用
炎孔２３及び第１の助燃ガス用炎孔２４の周囲に付着堆
積するのを防止することができる。

【００４７】次に、第１の燃焼室１１ａ内で１次火炎に
よる燃焼が完了した後の１次燃焼排ガスは、第２の保炎
室１５ｂに入る。そして、第２の助燃ガス用炎孔２６か
ら２次助燃ガスＢ２が第２の保炎室１５ｂの中心に向け
て噴出される。すると、この２次助燃ガスＢ２は１次燃
焼排ガスと混合し、１次燃焼排ガス中に残存する酸素と
２次燃焼する。第２の保炎室１５ｂ内で形成された火炎
は下流の第２の燃焼室１１ｂ内で燃焼を完了する。ここ
で、１次燃焼排ガス中に残存している酸素は空気中に含
まれる酸素よりもその濃度がはるかに低いため、２次燃
焼では低酸素濃度のもとで燃焼を行う。低酸素濃度燃焼
では発生するＮＯｘは僅かとなって低ＮＯｘ燃焼を実現
することができる。そして、この燃焼によって、１次燃
焼排ガスを更に高温にできる。ハロゲン系のガスを熱分
解するには高温を要するが、形成された高温火炎により
ハロゲン系のガスを熱分解することができる。

【００４８】このように、第１の保炎室１５ａにおいて
空気の旋回流により排ガスＡの全てが１次助燃ガスＢ１
及び空気Ｃと充分に混合して１次希薄火炎を形成し、第
１の燃焼室に及ぶ希薄旋回火炎によってＮＯｘの生成を
抑制しつつデポジット系のＳｉＨ_４ガスを酸化分解す
る。そして、同時に生成したＳｉＯ_２粉を下流側に吹き
飛ばす。そして、第２の燃焼室において低酸素のもとで
高温燃焼を行いハロゲン系のガスを低ＮＯｘ燃焼のもと
に熱分解する。

【００４９】また、燃料ガスである１次、２次助燃ガス
Ｂ１，Ｂ２と空気Ｃは第１及び第２の保炎室内で混合す
る方式を採用しているため、第１及び第２の円筒体が火
炎により加熱されても第１及び第２の助燃ガスが第１、
第２の各助燃用ガス室２１ａ、２１ｂ内で発火すること
がなく安全である。しかも、この実施の形態のように空
気室２２に対してその円周方向に空気Ｃを供給すると空
気室２２内において空気Ｃが旋回して、空気室を均等に
冷却して円筒体の加熱を防ぐ作用をする。同様に、第２
の助燃ガス室２１ｂに対してもその円周方向に２次助燃
ガスＢ２を供給すると第２の助燃ガス室２１ｂ内におい
て２次助燃ガスＢ２が旋回して、第２の助燃ガス室２１
ｂを均等に冷却する作用をする。

【００５０】また、第３の実施の形態において、第１の
円筒体１２ａと第２の円筒体１２ｂ、即ち、第１の燃焼
室１１ａと第２の燃焼室１１ｂの各内径は略同一として
構成している。このように構成することにより、旋回流
の旋回径が出口まで略同一となって、保炎室から出口ま
で流れの停滞域をなくして、デポジット系のＳｉＨ_４ガ
スを分解して生成する粉末状のＳｉＯ_２が壁面に付着す
るのを防止する。また、この実施の形態においては、空
気噴出ノズル２５は円周上に４個設けてあるが、これに
限らず、４個より多くとも少なくともよい。同様に、第
２の助燃ガス用炎孔２６も円周上に４個設けてあるが、
これに限らず多くても少なくてもよい。

【００５１】図１９、図２０及び図２１は、本発明の第
４の実施の形態を示すものである。前記第１の円筒体１
２ａの内部に設けた空気室２２を第１の円筒体１２ａの
周壁１３ａの軸方向に延長して設けてある。そして、前
記空気室２２と第１の保炎室１５ａを連通する空気噴出
ノズル２５を同一円周上に４個設けたグループを１群と
して、周壁に板体の方から第１群２５ａ、第２群２５ｂ
そして燃焼室に近い位置の周壁に第３群２５ｃと３分割
して設けてある。ここで、第１群の空気噴出ノズル２５
ａは第３の実施の形態と同様に、前記第１の円筒体１２
ａの板体１４から離れて設けてある。

【００５２】次に、この実施の形態の作用について説明
する。空気室２２から第１の保炎室１５ａに向けて噴出
される空気は周壁１３ａの軸方向に沿い３群に分割され
る。通常、供給される全空気量は助燃ガス量の数倍から
十数倍多い。そこで、空気を軸方向に沿って３段階に分
けて第１の保炎室１５ａに供給すると、各群から噴出さ
れる空気量は少なくなり、第１群の空気噴出ノズル２５
ａから噴出される空気だけでは全燃料ガスの燃焼に必要
な空気量が不足して、保炎室内に先ず燃料過濃状態の火
炎を形成する。次に、第２群、第３群の空気噴出ノズル
２５ｂ、２５ｃから空気が供給された段階で、燃料ガス
に対して充分な空気量が供給されて希薄火炎を形成す
る。このように空気が段階的に供給されると、燃焼が緩
慢に行われ、局部的高温域の発生を防止して火炎温度を
低温にして広範囲に均等化する作用をなし、形成される
１次の希薄旋回炎は下流側に長炎となる。これにより、
低ＮＯｘ燃焼を実現すると共に、ＳｉＨ_４の酸化分解を
広い領域で緩慢に起こすことができる。同時にＳｉＯ_２
粉の生成も緩慢になるので、火炎及び燃焼ガスの流れに
よるＳｉＯ_２粉の壁面からの除去作用を一層高める作用
をする。

【００５３】この実施の形態においては、空気噴出ノズ
ル２５は保炎室の軸方向に沿って３群に分けてあるが、
これに限らず、２群に分けても４群以上に分けてもよ
い。また、ここで各群の空気噴出ノズルは全て保炎室に
向けて旋回流を形成するように噴出しなくともよい。例
えば、第３群の空気噴出ノズルは接線方向ではなく単に
下流側に空気を噴出してもよい。また、保炎室の中心方
向に向けて噴出し、排ガスとの間に乱れを起こして混合
するようにしてもよい。なお、この実施の形態において
は、第１の助燃ガス室２２ａ及び第１の助燃ガス用炎孔
２４は各２個として、２個の第１の助燃ガス用炎孔２４
を排ガス用炎孔２３が挟むように構成している。このよ
うにしても、第１の助燃ガスＢ１は、排ガスＡと隣接し
て噴出して排ガスＡとの混合が促進する。

【００５４】図２２は本発明の第５の実施の形態を示す
ものである。第２の助燃ガス室２１ｂを第２の円筒体１
２ｂの軸方向に延長して設けてある。そして、前記第２
の助燃ガス室２１ｂと第２の保炎室１５ｂを連通する第
２の助燃ガス用炎孔２６を同一円周上に４個設けたグル
ープを１群として、上流側から周壁に第１群２６ａ、周
壁長手方向のほぼ中央に第２群２６ｂ、そして燃焼室に
近い位置の周壁に第３群２６ｃと３分割して設けてあ
る。

【００５５】次に、この実施の形態の作用について説明
する。第２の助燃ガス室２１ｂから第２の保炎室１５ｂ
に向けて噴出される２次助燃ガスＢ２は周壁１３ｂの軸
方向に沿い３群に分割される。２次助燃ガスＢ２を軸方
向に沿って３段階に分けて第２の保炎室１５ｂに供給す
ると、各炎孔から噴出される２次助燃ガスＢ２は少量と
なり、各炎孔先に形成される２次火炎は小さくなる。そ
して、第２群、第３群の第２の助燃ガス用炎孔２６ｂ、
２６ｃから２次助燃ガスが段階的に供給されて、下流側
に段階的に小さな低酸素火炎が形成される。これにより
高温の火炎帯を第２の保炎室１５ｂ及び第２の燃焼室１
１ｂにわたり広範囲に形成することができる。こうし
て、ハロゲン系ガスの分解に要する高温域をより広い領
域に形成して、ハロゲン系のガスの分解に要する高温域
滞留時間を延長して、これらのガスを高効率のもとに分
解できる。

【００５６】この実施の形態において、第２の助燃ガス
用炎孔２６は保炎室の軸方向に沿って３群に分けてある
が、これに限らず、２群に分けても４群以上に分けても
よい。また、第２の助燃ガス用炎孔２６，２６ａ，２６
ｂ，２６ｃは保炎室の中心方向に向けて噴出しなくとも
よい。例えば、やや下流側に噴出するように設けてもよ
く、あるいは、空気噴出ノズル２５のように保炎室の略
接線方向に向けて旋回流を加速するように噴出してもよ
い。あるいは、これらを組み合わせたように噴出しても
よい。また、前記各実施の形態において、第１の助燃ガ
ス用炎孔２４を１個として、これを複数の排ガス炎孔２
３のいずれかの間に配置してもよい。また、この際、排
ガス炎孔２３は前記各実施の形態のように４個でなくと
も、２個でも３個でもよいのは当然のことである。ま
た、排ガス用炎孔２３及び第１の助燃ガス用炎孔２４を
各１個として、第１の保炎室の略中央部を円心とする略
円周上に各１個ずつ配置してもよい。あるいは、排ガス
用炎孔２３を１個とし第１の助燃ガス用炎孔２４を複数
個として、これらを第１の保炎室の略中央部を円心とす
る略円周上に配置してもよい。

【００５７】図２３は本発明の第６の実施の形態を示す
ものである。第１の保炎室１５ａと第１の燃焼室１１ａ
を上方から下方に向けて順次配置し、第１の燃焼室１１
ａの下部をＵ字型に曲げて延長し、延長した先に下方か
ら上方に向けて第２の保炎室１５ｂ、第２の燃焼室１１
ｂおよび燃焼排ガス出口３０ａを順次設けてある。Ｕ字
型の第１の燃焼室の底部にＳｉＯ_２粉を燃焼室外に排出
する排出管３０ｂを設けてある。この様に構成すること
により、第１の燃焼室で生成したＳｉＯ_２粉をＵ字型に
曲げた形状部で排ガスから分離し、ＳｉＯ_２粉を第２の
保炎室１５ｂと第２の燃焼室１１ｂを経由せずに排出管
３０ｂから燃焼室外に排出できる。よって、ＳｉＯ_２粉
をより一層燃焼室内に堆積し難くして、ＳｉＨ_４の処理
効率を更に向上させることができる。

【００５８】図２４は本発明の第７の実施の形態を示す
ものである。第１の燃焼室１１ａの下部をＬ字型に曲げ
て延長し、延長した先に水平方向に第２の保炎室１５
ｂ、第２の燃焼室１１ｂおよび燃焼排ガス出口３０ａを
順次設けてある。そして、Ｌ字型の第１の燃焼室１１ａ
の底部にＳｉＯ_２粉を燃焼室外に排出する排出管３０ｂ
を設けてある。この様に構成しても、第１の燃焼室で生
成したＳｉＯ_２粉をＬ字型に曲げた形状部で排ガスから
分離し、第６の実施の形態と同様の効果が得られる。

【００５９】なお、前記各実施の形態において、燃焼器
を形成する材料としてはセラミックスや耐熱金属材が好
適である。また、助燃剤としては、水素、都市ガス及び
ＬＰＧ等のガス燃料に限定されることなく、爆発下限濃
度以下の酸素を含んだガス燃料、或いは液体燃料でも良
いことは勿論である。また、保炎室は必ずしも円筒状で
なくてもよく、例えば四角形等の多角形状のものに適用
しても良いことも勿論である。また、空気噴出ノズルか
ら噴出される空気は酸素濃度が２１％より濃い高酸素濃
度の空気であっても良いことも勿論である。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の態
様によれば、次の効果を生じる。即ち、排ガスと助燃剤
と空気とが充分に混合してから燃焼室において長炎を形
成して燃焼することにより、排ガスを高効率で燃焼分解
することができる。また、予混合火炎を形成して低ＮＯ
ｘ燃焼を実現できる。更に、空気噴出ノズルを保炎室軸
方向に複数群に分けて配置することにより燃焼火炎を更
に長くすることができる。従って、低ＮＯｘ化を更に進
め、またハロゲン系の排ガスの分解効率を向上できる。

【００６１】また、本発明の第２の態様によれば次の効
果を生じる。即ち、空気と助燃ガスと処理対象である排
ガスを充分に混合してから１次予混合希薄火炎を形成
し、次に、第２の保炎室から助燃ガスを噴出して２次高
温低酸素火炎を形成することにより、低ＮＯｘ燃焼を実
現しつつ、ＳｉＨ_４を含んだデポジット系のガス及びハ
ロゲン系のガスを高効率のもとに同時に分解できる。更
に、空気噴出ノズルを保炎室軸方向に複数群に分けて配
置することにより、ＳｉＨ_４を含んだデポジット系のガ
スの分解作用を広い領域で緩慢に起こすことができる。
これにより、ＳｉＯ_２粉も緩慢に生成するので、燃焼ガ
スの流れによる除去作用を一層高める作用をする。更
に、第２の保炎室の助燃ガス用炎孔を保炎室軸方向に複
数群に分けて配置することにより、ハロゲン系のガスの
分解に要する高温域を広い領域に形成できる。これによ
り、ハロゲン系のガスを高効率に分解できる。

【００６２】そして、本発明の排ガス処理用燃焼器によ
れば、助燃ガスと空気は保炎室内で混合する方式を採用
しているため、円筒体が火炎により加熱されても助燃ガ
スが助燃用ガス室内で発火することが無く、極めて安全
である。また、空気噴出ノズルから噴出される空気が保
炎室内部で旋回流を形成することにより、円筒体の周壁
表面を冷却して耐熱寿命を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す縦断面図。

【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図。

【図３】本発明の第１の実施の形態の変形例を示す縦断
面図。

【図４】図３のII−II線断面図。

【図５】本発明の第１の実施の形態の他の変形例を示す
縦断面図。

【図６】図５のIII−III線断面図。

【図７】本発明の第２の実施の形態を示す縦断面図。

【図８】図７のＩ−Ｉ線断面図。

【図９】図７のII−II線断面図。

【図１０】本発明の第２の実施の形態の変形例を示す縦
断面図。

【図１１】図１０のIII−III線断面図。

【図１２】図１０のIV−IV線断面図。

【図１３】本発明の第２の実施の形態の他の変形例を示
す縦断面図。

【図１４】図１３のV−V線断面図。

【図１５】図１３のVI−VI線断面図。

【図１６】本発明の第３の実施の形態を示す縦断面図。

【図１７】図１６のI−I線断面図。

【図１８】図１６のII−II線断面図。

【図１９】本発明の第４の実施の形態を示す縦断面図。

【図２０】図１９のIII−III線断面図。

【図２１】図１９のIV−IV線断面図。

【図２２】本発明の第５の実施の形態を示す縦断面図。

【図２３】本発明の第６の実施の形態を示す縦断面図。

【図２４】本発明の第７の実施の形態を示す縦断面図。

【図２５】従来例を示す縦断面図。

【図２６】図２５のVII−VII線断面図。

【符号の説明】

１１，１１ａ，１１ｂ燃焼室１２，１２ａ，１２ｂ円筒体１３周壁１４板体１５，１５ａ，１５ｂ保炎室２０排ガス室２１，２１ａ，２１ｂ助燃ガス室２２空気室２３排ガス用炎孔２４，２４ａ，２４ｂ助燃ガス用炎孔２５空気噴出ノズル２５ａ第１群空気噴出ノズル２５ｂ第２群空気噴出ノズル２５ｃ第３群空気噴出ノズル２６，２６ａ，２６ｂ，２６ｃ助燃ガス用炎孔３０燃焼ガス出口Ａ排ガスＢ，Ｂ１，Ｂ２助燃ガスＣ空気

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者川村興太郎東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者辻健東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者奥田和孝東京都大田区羽田旭町11番１号株式会社荏原製作所内 (72)発明者山田宏幸神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号株式会社荏原総合研究所内Ｆターム(参考） 3K078 AA05 BA20 BA26 BA28 CA02 CA12 CA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃焼室に向けて開口し、周壁で囲まれて
前記燃焼室の反対側を板体で閉塞させた保炎室を設け、
前記保炎室に、排ガスと、助燃剤と、空気とを導入して
混合すると共に、該混合したガスが前記板体に対して垂
直方向に前記燃焼室に向けて噴出するようにしたことを
特徴とする排ガス処理用燃焼器。
【請求項２】前記板体に前記保炎室に向けて排ガスを
噴出する排ガス用炎孔と助燃ガスを噴出する助燃ガス用
炎孔を設け、前記保炎室周壁に旋回流を作り出すように
略周方向に噴出する空気噴出ノズルを設けたことを特徴
とする請求項１記載の排ガス処理用燃焼器。
【請求項３】前記排ガス用炎孔は、前記保炎室内径よ
りも小径であることを特徴とする請求項２記載の排ガス
処理用燃焼器。
【請求項４】前記排ガス用炎孔と助燃ガス用炎孔と
は、前記保炎室の略中央部を円心とする略円周上に、前
記助燃ガス用炎孔が前記排ガス用炎孔の隣になるように
配置したことを特徴とする請求項２記載の排ガス処理用
燃焼器。
【請求項５】前記保炎室の軸方向に沿って前記空気噴
出ノズルよりも下流側の保炎室周壁に助燃ガスを噴出す
る第２の助燃ガス用炎孔を設けたことを特徴とする請求
項２記載の排ガス処理用燃焼器。
【請求項６】前記空気噴出ノズルを、前記保炎室の軸
方向に沿って複数群に分けて配置したことを特徴とする
請求項１乃至５のいずれかに記載の排ガス処理用燃焼
器。
【請求項７】前記保炎室は円筒状であることを特徴と
する請求項１乃至６のいずれかに記載の排ガス処理用燃
焼器。
【請求項８】前記保炎室および燃焼室は円筒状で略同
一径であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか
に記載の排ガス処理用燃焼器。
【請求項９】前記保炎室の軸方向に沿って下流側に第
２の保炎室を設け、前記第２の保炎室周壁に助燃ガスを
噴出する第２の助燃ガス用炎孔を設け、前記第２の保炎
室の軸方向に沿って前記第２の助燃ガス用炎孔よりも下
流側に燃焼室を設けたことを特徴とする請求項１乃至８
のいずれかに記載の排ガス処理用燃焼器。
【請求項１０】空気噴出ノズルを、前記第１の保炎室
の軸方向に沿って複数群に分けて配置したことを特徴と
する請求項９記載の排ガス処理用燃焼器。
【請求項１１】前記第２の助燃ガス用炎孔を、前記第
２の保炎室の軸方向に沿って複数群に分けて配置したこ
とを特徴とする請求項９または１０に記載の排ガス処理
用燃焼器。
【請求項１２】前記第１および第２の保炎室と、前記
燃焼室とはそれぞれ円筒状で略同一径であることを特徴
とする請求項９乃至１１のいずれかに記載の排ガス処理
用燃焼器。