JPH03160207A - 逆火防止装置及びこれを含む排ガス燃焼処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【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或する。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
製造過程で生戊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、バブノン
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′！Ａ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）の問題を生しる。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κく鋭意研究を重ねた
結果、本発明を完或するに至った。

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
防止装置が提供される。

また、本発明によれば、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、陶管の周囲には
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，　
ＣＲからなる沸点が１０　０　’Ｃ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、ｃｃＱ２ｃ
ｃＱ２、ＣＣＱ，　ＣＣＩ２２Ｆ、好ましくは三フッ化
塩化エチレン低重合体（ＣＦ２ＣＦＣＱ）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
を形成して構或され、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ｖ６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１〜１０
ｍｍ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、パフリ
ング孔７・・の粉塵による目詰まりを防止する。

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が濶たされており、
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ｌ１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ｌ５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或する固体微粉末を
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ｌ６
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、燃焼炉本休１２の炉壁内面にそ
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戊した固体状微粉末
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しることなく
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
管及び内管の局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。 ｌ・・・容器状主体 ２・・・排ガス入口配管 ３・排ガス出口配管 ４・・・不燃性オイル ５・・外管 ６・・・内管 ７・・外管バブリング孔 ８・・・内管バブリング孔 ９・・・沈降部 １０・・−バルブ １１・・・圧縮ガス導入口 １２・・排ガス処理装置本体 １３・・・旋回水導入管 １４・・バーナー １５・・・水膜 １６・・燃焼ガス出口 （ほか１名）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （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. （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. （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. （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. （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。