JP2745074B2 - 逆火防止装置及びこれを含む排ガス燃焼処理装置 - Google Patents

逆火防止装置及びこれを含む排ガス燃焼処理装置

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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、発振防止効果・除塵効果・耐粉塵性にすぐ
れた逆火防止装置及びこれを連結した燃焼処理装置に関
するものである。
(従来の技術及びその問題点) 半導体製造工程からは、アルシン、ホスフィン、ジボ
ラン、モノシラン等で代表されるガス状の有害性物質を
含む有害性排ガスが生成する。このような有害性排ガス
は人体に対する毒性が高いので、その排ガスの大気への
放出に際してはそれに含まれる有害性物質の完全除去が
要求される。また排ガスの処理操作中における有害性ガ
スの漏洩も防止する必要がある。
排ガス中に含まれる有害性物質を除去するための有効
な方法の1つとして、燃焼法が知られている(特開昭62
−134414号,特開昭62−152517号)。この方法は、排ガ
ス中の有害性物質を燃焼条件で酸化分解し、単体元素や
酸化物の固体状物質に変換させて除去する方法である。
燃焼法に於いては、安全対策上、逆火防止装置の設置
が必要とされるが、とくに上記半導体製造工程からの有
害性排ガスの燃焼処理装置では下記の点が問題となる。
(1)金網、多孔質材料による逆火防止装置では半導体
製造過程で生成する粉塵によって閉塞されてしまうため
使用できない。
(2)水封構造の逆火防止装置では蒸気圧が高いために
常に水を追加しながら運転しなければならず、また上記
の有害性排ガスが加水分解反応や溶解を生じるため安全
上に問題がある。
(3)逆火防止装置の構造や条件によっては、バブリン
グによるガス圧の脈動を起こし、その上流側にある半導
体製造工程の半導体製造時や、その下流側にある燃焼炉
の燃焼時に悪影響を与える。
(4)排ガスに含まれる粉塵がそのまま下流側にある有
害性排ガスの燃焼炉に到達すると、燃焼部分に悪影響を
与える恐れがあるので除塵効果が高くなければならな
い。
(5)逆火防止装置の構造によっては、粉塵によって閉
塞を起こす恐れがある。
ところで、本出願人は先に水封構造の代りに不燃性オ
イルを用い、この不燃性オイルに下端を浸す排ガス配管
の下縁にバブリング孔を周設した構造の逆火防止装置を
提案した(特願平1−61838号)。
この逆火防止装置によれば、不燃性オイルを用いたこ
とで、前記(1)及び(2)の問題点は解消される。ま
た、この装置においては、バブリング孔が大きいと前記
(3)の問題が生じるが、バブリング孔を小さくする
と、バブリング時の気泡を小さくすることができるた
め、前記(3)の問題を改善することができる。しか
し、この場合には、そのバブリング孔が小さいために目
詰りを起しやすく、前記(5)の問題を生じる。さら
に、除塵効果においても、未だ満足し得るものではな
く、前記(4)の問題を生じる恐れがある。
(発明の効果) 本発明は、前記した各問題点を一挙に解決した逆火防
止装置及びそれを含む燃焼処理装置を提供することをそ
の課題とする。
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ね
た結果、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明によれば、上下面閉塞した容器状主体
に、その上面中央を貫く立管を垂設して排ガス入口配管
ならびに上端近く横管を連設して排ガス出口配管を各形
成し、かつ内部に上記排ガス入口配管の下端部分を浸し
て不燃性オイルを封入してなる逆火防火装置であって、
上記排ガス入口配管の下端部分は口径の違う2本の内外
管よりなる多重管に形成し、外管の周囲には微小径のバ
ブリング孔を設け、内管の周囲にはその外管のバブリン
グ孔より大きいバブリング孔を設けた多重管構造をもつ
逆火防止装置が提供される。
また、本発明によれば、内部上方に拡散径バーナー及
び内面を流下する水膜形成用の給水機構を備え、下部に
燃焼ガス排出口を有する縦型燃焼炉と、上下端閉塞した
円筒容器状主体に、その上面中央を貫く立管を垂設して
排ガス入口配管ならびに上端に近く横管を連設して排ガ
ス出口配管を各形成し、かつ排ガス入口配管の下端部を
口径の違う2本の内外管よりなる多重管に形成し、外管
の周囲には微小径のバブリング孔を設け、内管の周囲に
はその外管のバブリング孔より大きいバブリング孔を設
けるとともに、排ガス入口配管の下端部分を浸して不燃
性オイルを封入した逆火防止装置とからなり、その逆火
防止装置の排ガス出口配管を前記燃焼炉の拡散バーナに
連結させたことを特徴とする排ガス燃焼処理装置が提供
される。
不燃性オイルは、反応性が極めて低く、排ガスに対し
反応により変質を起さず、長期間使用が可能であり、さ
らに蒸気圧が低く長期間使用しても殆んど減少がみられ
ない。従ってオイルの補給などの手間が実質的に不要で
ある。
不燃性オイルとしては、例えばHを含有せずC、F、
Clからなる沸点が100℃以上の化合物が用いられる。こ
のようなものとしては、例えば、CCl2CCl2、CCl2CCl
2F、好ましくは三フッ化塩化エチレン低重合体(CF2CFC
l)nなどが挙げられる。
(発明の実施例) 本発明の実施例を図面について説明すると、第1図は
本発明の逆火防止装置の断面図を示し、全体は上下面閉
塞した容器状主体1にその上面中央を貫ぬく排ガス入口
配管2を垂設するとともに、上端に近く排ガス出口配管
3を形成して構成され、容器状主体1には上記排ガス入
口配管2の延長端である下端部分を内管6と外管5より
なる多重管構造とし、各管には、その下端に近くバブリ
ング孔7.8を周設する。7は外管に穿設されたバブリン
グ孔を、8は内管に穿設されたバブリング孔を示す。そ
して、外管5と内管6の下端を浸して不燃性オイル4が
封入されている。
この場合、外管5のバブリング孔7…は、内管6のバ
ブリング孔8…より上方に設けるとともに、これらのバ
ブリング孔8は、内外管の共通直径位置、即ち、内管の
中心から周方向に直線を延ばした時に、その直線上の位
置に配置させるのが好ましい。そして外管5のバブリン
グ孔7…は、ガス圧の脈動を防止するガス吹出速度とな
るための微小径に作られ、また微小径とすることによっ
て発生するバブルが小さくなり気液接触が高まり、排ガ
スに含まれる粉塵の除塵効果が上がる。図面に示した実
施例においては直径1mmの孔を周面に10個有している。
更に内管6のバブリング孔8…は、排ガスの通過による
圧力損失のない直径、図面に示したの実施例においては
直径3mmの孔が10個設けられている。一般的には、外管
のバブリング孔の直径は0.1〜5mmであり、内管のバブリ
ング孔の直径は1〜10mmである。
第1図に示した逆火防止装置においては、通常の状態
では排ガスは、排ガス入口配管2より入って、不燃性オ
イル4内でまず内管6に開いているバブリング孔8でバ
ブリングし、その際に生じる液滴が外管5の内壁にかか
る。このことによって、外管5のバブリング孔7はその
液滴で洗浄されることになり、排ガスに同伴する粉塵に
よって閉塞するのが防止され、耐粉塵効果があがる。内
管6のバブリング孔8からバブリングした排ガスは、内
外管の間に存在する液体部を上昇して、液面上方にある
外管のバブリング孔7でさらにバブリングし、外管の外
側にある液体部を上昇して液面から空間部に移行し、排
ガス出口配管3より抜出される。そして、この場合、予
め外管5のバブリング孔7の吹き出し面積を所定量に調
節しておくことによってガス圧の脈動を防止することが
出来る。逆火防止装置の出口配管3から排出された排ガ
スは下流の燃焼処理装置において処理され、その際、燃
焼バーナーで逆火が起こっても、その火炎の伝播は不燃
性オイル4の面で遮蔽されるから排ガス入口配管2まで
及ぶことはない。また逆火によって排ガス出口配管3内
の圧力が上昇した場合は、円筒容器状主体1内の圧力が
高まって、排ガス入口配管2内の不燃性オイル4の液面
が上昇して排ガス入口配管2内は不燃性オイル4で充満
された状態となり、排ガスの通路が遮断されて逆火が防
止される。
第2図は、前記外管5の周壁外面をこれらバブリング
孔7…が位置する部分を薄肉の段部に作って、バブリン
グ孔7…の粉塵による目詰りを防止する。
次に第3図は第1図に粉塵の沈降部9を設けたもので
ある。この沈降部9は不燃性オイル4が満たされてお
り、沈降した粉塵が沈降部に落ちるようになっている。
そして底に近いところに沈降した粉塵を取り出すための
バルブ10を取り付けてある。このことによって除塵効果
を長期間保つことが出来、またこの沈降部にバルブを取
り付け、高濃度の粉塵をスラリーとして抜出すことによ
ってオイルの交換等の頻度も少なくなる。
次に、第4図は本発明の逆火防止装置を組み込んだ燃
焼処理装置の一例を示す。同図において、有害性排ガス
は、逆火防止装置の排ガス入口配管2から、主体1に入
り、排ガス出口配管3から排出されてバーナ11の先端で
支燃ガス(酸素又は空気)と共に燃焼される。
燃焼炉本体12上部には、旋回水導管14から供給される
水と圧縮ガス導入管13から供給される圧縮ガス(空気)
との混合物が噴射される。この噴射水は旋回流となって
炉内周壁面に供給され、炉内壁面には上端部から下流へ
向けて流れる水膜15が形成される。この水膜は、有害性
排ガスを燃焼処理した時に生成する固体微粉末を捕捉吸
収して燃焼ガス中の固体微粉末が除去される。固体微粉
末の除去された燃焼ガスは、燃焼ガス排出口16より排気
される。
すなわち、前記第4図に示した排ガス燃焼処理装置に
よれば、有害性排ガスを、燃焼炉本体12のを炉壁内面に
その上端部から下端部へ流下する水膜を形成した炉体内
で燃焼処理し、この燃焼処理により生成した固体状微粉
末を水膜に捕捉させて炉外に排出させることによって燃
焼反応による酸化分解に悪影響を及ぼすことなく燃焼炉
内において燃焼と除塵を一工程で行うことができ、併せ
て燃焼処理における逆火防止を逆火防止装置1により確
実に行うことができる。
(発明の効果) 本発明の逆火防止装置によれば、燃焼炉からの逆火を
確実に防止することができ、しかも、排ガスに含まれて
いる粉塵をバブリング孔の閉塞トラブルを生じることな
く高い除去率で除去することができる。さらに有利なこ
とには、本発明の逆火防止装置では、排ガスを液中にバ
ブリングさせる構造を有しているにもかかわらず、排ガ
ス入口配管の下端部を内外管よりなる多重管構造にし、
外管及び内管の周面にバブリング孔を穿設するととも
に、外管のバブリング孔を微小径にしたことから、バブ
リングによるガス圧の振動を何ら生じない。従って、こ
の逆火防止装置に連なる半導体製造装置や、燃焼炉の運
転に悪影響を与えることができない。
本発明の逆火防止装置は、ガス圧に脈動を生じさせな
い利点を活かし、前記した如き有害性排ガスの燃焼装置
の他、各種可燃性ガスを燃焼処理する装置に対する逆火
防止装置として有利に適用される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の逆火防止装置の縦断面図、第2図
(A)(B)は第1図における排ガス入口配管部分の他
の一例を示す縦断面図、ならびに平面断面図、第3図は
第1図の変形例を示す縦断面図、第4図は本発明の逆火
防止装置を備えた排ガス燃焼処理装置の縦断面図であ
る。 1……容器状主体、9……沈降部 2……排ガス入口配管、10……バルブ 3……排ガス出口配管、11……圧縮ガス導入口 4……不燃性オイル、12……排ガス処理装置本体 5……外管、13……旋回水導入管 6……内管、14……バーナー 7……外管バブリング孔、15……水膜 8……内管バブリング孔、16……燃焼ガス出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星野 伸子 神奈川県横浜市栄区小菅ケ谷町2804― 559 (72)発明者 河合 弘治 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソ ニー株式会社内 (72)発明者 石川 秀人 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソ ニー株式会社内 (72)発明者 森 芳文 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソ ニー株式会社内

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】上下面閉塞した容器状主体に、その上面中
    央を貫く立管を垂設して排ガス入口配管ならびに上端近
    く横管を連設して排ガス出口配管を各形成し、かつ内部
    に上記排ガス入口配管の下端部分を浸して不燃性オイル
    を封入してなる逆火防止装置であって、上記排ガス入口
    配管の下端部分は口径の違う2本の内外管よりなる多重
    管に形成し、外管の周囲には微小径のバブリング孔を設
    け、内管の周囲にはその外管のバブリング孔より大きい
    バブリング孔を設けた多重管構造をもつ逆火防止装置。
  2. 【請求項2】外管のバブリング孔と内管のバブリング孔
    は、内外管の共通直径に沿って設けられ、かつ内管のバ
    ブリング孔は外管のバブリング孔より若干低い位置にあ
    って、そのバブリングが不燃性オイルを外管内面にはね
    かけ、外管内壁を濡れ壁状態にして外管のバブリング孔
    を粉塵による目詰りから保護するようにした請求項1の
    逆火防止装置。
  3. 【請求項3】外管のバブリング孔が、その総孔面積を予
    め設定された所定量となるように集成され、バブリング
    によるガス圧の脈動を防止するようにした請求項1又は
    2の逆火防止装置。
  4. 【請求項4】主体底部に沈降部を設けて除塵効果を高め
    た請求項1〜3のいずれかの逆火防止装置。
  5. 【請求項5】内部上方に拡散型バーナー及び内面を流下
    する水膜形成用の給水機構を備え、下部に燃焼ガス排出
    口を有する縦型燃焼炉と、上下端閉塞した円筒容器状主
    体に、その上面中央を貫く立管を垂設して排ガス入口配
    管ならびに上端に近く横管を連設して排ガス出口配管を
    各形成し、かつ排ガス入口配管の下端部を口径の違う2
    本の内外管よりなる多重管に形成し、外管の周囲には微
    小径のバブリング孔を設け、内管の周囲にはその外管の
    バブリング孔より大きいバブリング孔を設けるととも
    に、排ガス入口配管の下端部分を浸して不燃性オイルを
    封入した逆火防止装置とからなり、その逆火防止装置の
    排ガス出口配管を前記燃焼炉の拡散バーナに連結させた
    ことを特徴とする排ガス燃焼処理装置。
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CN107966039A (zh) * 2017-12-21 2018-04-27 宁夏昇力恒真空设备有限公司 废气油浴处理装置及废气多级处理式真空气氛烧结炉

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