JPWO2020100190A1 - 排ガス除害装置 - Google Patents
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Abstract
熱源の種類にかかわらず、より少ない燃料消費で排ガス中の有害成分、とりわけ高温分解性のＰＦＣｓなどの難分解成分をも効率よく熱分解できる蓄熱式の排ガス除害装置を提供する。すなわち、ガス通流方向の中心軸が同心円上に並ぶように各蓄熱体(１６)が配設され、且つ、その同心円の中心に対応する燃焼室(２２)の天面の位置に熱源(２４)が配置される。各蓄熱室(１８)におけるガスの流路が、燃焼室(２２)への吸気側１室に対して排気側が複数室となるように制御される。また、そのガスの流路が平面視で上記の同心円内にてシンメトリーとなるように燃焼室(２２)の内面が形成される。
Description
本発明は、主としてＰＦＣｓ(パーフルオロコンパウンド)などの難分解性排ガスの除害処理に好適な排ガス除害装置に関する。
より少ない燃料消費で排ガス中の有害物質を効率よく加熱分解処理(除害)することができる装置として、例えば下記の特許文献１に記載のような蓄熱式の排ガス除害装置が知られている。この蓄熱式の排ガス除害装置は、ハニカム状セラミックス製蓄熱体を有する蓄熱室を複数設け、その蓄熱室の一端を加熱手段を有する燃焼室で連通すると共に、他端を排ガス供給ダクトおよび処理ガス排気ダクトに開閉弁を介して連通し、排ガスの蓄熱室への供給と、前記燃焼室で有害成分を加熱分解した処理済みの排ガスの排気とを、前記開閉弁の駆動により前記各蓄熱室で順次切り換えながら実施する。
しかしながら、上記の従来技術には、次のような問題があった。
すなわち、従来のこの種の除害装置は、ＰＦＣｓを主体とする半導体製造工程より排出される排ガスの除害処理にも利用されており、比較的低温での熱分解が可能な排ガスの大風量処理には非常に有効であるが、例えばＣＦ４のようにその熱分解に概ね１５００℃以上の高温が必要なものの除害にはあまり向いていないという問題があった。なぜなら、この種の除害装置では、処理対象の排ガスを熱源で直接加熱して分解するのではなく、ある程度の広がりを持った燃焼室という空間全体を熱源で加熱すると共に、排ガスがその加熱された空間を通過する際に加熱され分解する。このため、ＣＦ４のように熱分解温度が高いものを除害する場合、燃焼室全体の温度がＣＦ４の熱分解温度以上となるように昇温させる必要があるが、そうすると、燃焼室を構成する部材の耐熱性を強化しなければならず、また、多くの燃料を消費することになる。さらには、熱源の種類によっては、例えば非移行型の大気圧プラズマなどのように、燃焼室全体をＣＦ４の熱分解温度まで均一に昇温させるのがあまり得意でない場合もある。
すなわち、従来のこの種の除害装置は、ＰＦＣｓを主体とする半導体製造工程より排出される排ガスの除害処理にも利用されており、比較的低温での熱分解が可能な排ガスの大風量処理には非常に有効であるが、例えばＣＦ４のようにその熱分解に概ね１５００℃以上の高温が必要なものの除害にはあまり向いていないという問題があった。なぜなら、この種の除害装置では、処理対象の排ガスを熱源で直接加熱して分解するのではなく、ある程度の広がりを持った燃焼室という空間全体を熱源で加熱すると共に、排ガスがその加熱された空間を通過する際に加熱され分解する。このため、ＣＦ４のように熱分解温度が高いものを除害する場合、燃焼室全体の温度がＣＦ４の熱分解温度以上となるように昇温させる必要があるが、そうすると、燃焼室を構成する部材の耐熱性を強化しなければならず、また、多くの燃料を消費することになる。さらには、熱源の種類によっては、例えば非移行型の大気圧プラズマなどのように、燃焼室全体をＣＦ４の熱分解温度まで均一に昇温させるのがあまり得意でない場合もある。
それゆえに、本発明の主たる目的は、熱源の種類にかかわらず、より少ない燃料消費で排ガス中の有害成分、とりわけ高温分解性のＰＦＣｓなどの難分解成分をも効率よく熱分解できる蓄熱式の排ガス除害装置を提供することである。
上記の目的を達成するため、本発明は、例えば、図１から図３に示すように、排ガス除害装置１０を次のように構成した。
蓄熱体１６を有し、上下方向にガスが通流する３室以上の蓄熱室１８と、上記蓄熱室１８の上端を連通すると共にその内部を加熱する熱源２４が設けられた燃焼室２２とで構成された熱分解炉１２、及び、排ガス供給ダクト３０を通じて供給される排ガスＥを上記蓄熱室１８に対して一定時間間隔をおいて順次供給すると共に、上記燃焼室２２で加熱分解された後、上記排ガスＥが供給されていない排気側の蓄熱室１８を通過して熱分解炉１２から排出される処理済みの排ガスＥを処理ガス排気ダクト３２へと送給する排ガス給排機構１４を具備する。
上記の各蓄熱室１８内の蓄熱体１６は、それらのガス通流方向の中心軸が同心円上に並ぶよう配設されると共に、その同心円の中心に対応する上記の燃焼室２２の天面の位置に熱源２４が配置される。また、上記の各蓄熱室１８におけるガスの流路は、燃焼室２２への吸気側１室に対して排気側が複数室となるように制御されると共に、そのガスの流路が平面視で上記の同心円内にてシンメトリーとなるように上記の燃焼室２２が形成される。
蓄熱体１６を有し、上下方向にガスが通流する３室以上の蓄熱室１８と、上記蓄熱室１８の上端を連通すると共にその内部を加熱する熱源２４が設けられた燃焼室２２とで構成された熱分解炉１２、及び、排ガス供給ダクト３０を通じて供給される排ガスＥを上記蓄熱室１８に対して一定時間間隔をおいて順次供給すると共に、上記燃焼室２２で加熱分解された後、上記排ガスＥが供給されていない排気側の蓄熱室１８を通過して熱分解炉１２から排出される処理済みの排ガスＥを処理ガス排気ダクト３２へと送給する排ガス給排機構１４を具備する。
上記の各蓄熱室１８内の蓄熱体１６は、それらのガス通流方向の中心軸が同心円上に並ぶよう配設されると共に、その同心円の中心に対応する上記の燃焼室２２の天面の位置に熱源２４が配置される。また、上記の各蓄熱室１８におけるガスの流路は、燃焼室２２への吸気側１室に対して排気側が複数室となるように制御されると共に、そのガスの流路が平面視で上記の同心円内にてシンメトリーとなるように上記の燃焼室２２が形成される。
この発明では、ガス通流方向の中心軸が同心円上に並ぶように各蓄熱体１６が配設され、且つ、その同心円の中心に対応する燃焼室２２の天面の位置に熱源２４が配置されると共に、各蓄熱室１８におけるガスの流路が、燃焼室２２への吸気側１室に対して排気側が複数室となるように制御されるのに加え、そのガスの流路が平面視で上記の同心円内にてシンメトリーとなるように燃焼室２２の内面が形成されるので、吸気側の蓄熱室１８を経由して燃焼室２２内に取り込まれた処理対象の排ガスＥの大部分は、必ず熱源２４付近を通過するようになる。このため、従来の蓄熱式の排ガス除害装置のように燃焼室全体が排ガスの熱分解温度となるように昇温させなくとも、排ガスＥ中の熱分解性成分を非常に効率よく熱分解させることができる。
本発明においては、前記の熱源２４が、非移行型のプラズマトーチであり、燃焼室２２の天面に設けられたプラズマ導入孔４０を、下方に向けてその内径が拡大するテーパー状に形成するのが好ましい。
この場合、吸気側の蓄熱室１８から排気側の蓄熱室１８に向けて燃焼室２２内を通過する排ガスＥが、より一層、非移行型のプラズマトーチからプラズマ導入孔４０を介して燃焼室２２内へと供給されるプラズマアーク２４ａ付近を通過するようになる。このプラズマアーク２４ａは非常に高温であるため、排ガスＥの除害効率を一段と向上させることができる。
この場合、吸気側の蓄熱室１８から排気側の蓄熱室１８に向けて燃焼室２２内を通過する排ガスＥが、より一層、非移行型のプラズマトーチからプラズマ導入孔４０を介して燃焼室２２内へと供給されるプラズマアーク２４ａ付近を通過するようになる。このプラズマアーク２４ａは非常に高温であるため、排ガスＥの除害効率を一段と向上させることができる。
さらに、本発明は、後述する実施形態に記載された特有の構成を付加することが好ましい。
本発明によれば、熱源の種類にかかわらず、より少ない燃料消費で排ガス中の有害成分、とりわけ高温分解性のＰＦＣｓなどの難分解成分をも効率よく熱分解できる蓄熱式の排ガス除害装置を提供することができる。
以下、本発明の一実施形態を図１から図３によって説明する。
図１は、本発明の排ガス除害装置１０の概略を示すもので、図１Ａは部分断面図であり、図１Ｂは図１Ａの天板を取り外した状態でのＡ矢視図である。この排ガス除害装置１０は、図示しない排出源より排出される排ガスＥを除害処理する装置であり、熱分解炉１２，排ガス給排機構１４で大略構成される。
なお、この排ガス除害装置１０は、処理対象となる排ガスＥの種類を限定するものではないが、半導体製造装置から排出されたＰＦＣｓ(パーフルオロコンパウンド)，モノシラン（ＳｉＨ４），塩素系ガスなどのようにその排出基準が定められている難分解性の排ガスＥを除害処理するのに特に好適である。したがって、以下では、この排ガス除害装置１０について、半導体製造装置から排出された排ガスＥの除害処理に用いるものを念頭に置いて説明する。
また、本明細書及び図面における各符号に関し、各部位を上位概念で示す場合にはアルファベットの枝番をつけずアラビア数字のみで示し、各部位を区別する必要がある場合（すなわち下位概念で示す場合）にはアルファベット大文字の枝番をアラビア数字に付して区別する。
図１は、本発明の排ガス除害装置１０の概略を示すもので、図１Ａは部分断面図であり、図１Ｂは図１Ａの天板を取り外した状態でのＡ矢視図である。この排ガス除害装置１０は、図示しない排出源より排出される排ガスＥを除害処理する装置であり、熱分解炉１２，排ガス給排機構１４で大略構成される。
なお、この排ガス除害装置１０は、処理対象となる排ガスＥの種類を限定するものではないが、半導体製造装置から排出されたＰＦＣｓ(パーフルオロコンパウンド)，モノシラン（ＳｉＨ４），塩素系ガスなどのようにその排出基準が定められている難分解性の排ガスＥを除害処理するのに特に好適である。したがって、以下では、この排ガス除害装置１０について、半導体製造装置から排出された排ガスＥの除害処理に用いるものを念頭に置いて説明する。
また、本明細書及び図面における各符号に関し、各部位を上位概念で示す場合にはアルファベットの枝番をつけずアラビア数字のみで示し、各部位を区別する必要がある場合（すなわち下位概念で示す場合）にはアルファベット大文字の枝番をアラビア数字に付して区別する。
熱分解炉１２は、排ガスＥを加熱分解するための装置であり、具体的には、例えばスチール(ＳＳ)やステンレス(ＳＵＳ)或いはハステロイ（ヘインズ社登録商標）と言った金属等の高耐熱材料を角筒形状或いは円筒形状(図示実施形態では変則六角筒状)に形成した本体ケーシング２６を有する。この本体ケーシング２６は、その軸が鉛直方向(上下方向)を向くように立設されており、その内部には、下側の蓄熱部１２ａと上側の燃焼部１２ｂとが設けられる。このうち、蓄熱部１２ａは、鉛直方向に延在する複数の隔壁２８によってその内部空間が複数の蓄熱室１８(図示実施形態の場合は、３つの蓄熱室１８Ａ〜１８Ｃ；図１Ｂ参照)に区画される。
蓄熱室１８の内部には、蓄熱体１６が配設され、この蓄熱体１６が排ガスＥの通流路となる。
蓄熱体１６は、アルミナやコーディエライト等と言ったセラミックからなり、正四角柱形状に形成されたハニカム構造の固体蓄熱材であり、各蓄熱室１８Ａ〜１８Ｃに配設される蓄熱体１６は、それらのガス通流方向の中心軸が同心円上に並ぶよう配設される（図１Ｂ参照）。換言すれば、各蓄熱体１６は、その同心円の中心を通る軸(＝本体ケーシング２６の軸)周りに回転対称となるように配設されている。
蓄熱体１６は、アルミナやコーディエライト等と言ったセラミックからなり、正四角柱形状に形成されたハニカム構造の固体蓄熱材であり、各蓄熱室１８Ａ〜１８Ｃに配設される蓄熱体１６は、それらのガス通流方向の中心軸が同心円上に並ぶよう配設される（図１Ｂ参照）。換言すれば、各蓄熱体１６は、その同心円の中心を通る軸(＝本体ケーシング２６の軸)周りに回転対称となるように配設されている。
なお、図示実施形態では、蓄熱体１６としてセラミックからなり、正四角柱形状に形成されたハニカム構造の固体蓄熱体を例示しているが、この蓄熱体１６は、熱分解炉１２内で熱分解された処理済の排ガスＥから熱を奪って蓄熱し、蓄熱したその熱で熱分解炉１２内に供給される処理対象の排ガスＥを予熱できるものであれば、その形状や構造は如何なるものであってもよく、上述したものに限定されるものではない。但し、各蓄熱室１８内に配設され、排ガスＥの通流路となる蓄熱体１６は、そのガス通流方向の中心軸が同心円上に並ぶよう配設させる必要がある。
また、図示はしないが、蓄熱室１８内における蓄熱体１６で構成された排ガスＥの通流路以外の部分に、必要に応じて断熱材などを充填するようにしてもよい。
また、図示はしないが、蓄熱室１８内における蓄熱体１６で構成された排ガスＥの通流路以外の部分に、必要に応じて断熱材などを充填するようにしてもよい。
以上のように構成された蓄熱部１２ａの内部を区画する隔壁２８よりも上側に形成される本体ケーシング２６内の空間が、蓄熱室１８Ａ〜１８Ｃの上端を連通する燃焼室２２が形成される燃焼部１２ｂとなる。
また、蓄熱部１２ａの下部には、各蓄熱室１８の排ガスＥの通流路それぞれと個別に連通して後述する排ガス給排機構１４の一部を形成するチャンバー５４が連結されている。
また、蓄熱部１２ａの下部には、各蓄熱室１８の排ガスＥの通流路それぞれと個別に連通して後述する排ガス給排機構１４の一部を形成するチャンバー５４が連結されている。
燃焼部１２ｂの内部では、本体ケーシング２６の内壁に、断熱材３４や耐火材３６が積層され、所定形状の燃焼室２２が形成される。具体的には、この燃焼室２２は、各蓄熱室１８における排ガスＥの流れを燃焼室２２への吸気側１室に対して排気側が複数室(図示実施形態の場合は２室)となるようにした際の平面視での燃焼室２２内の排ガスＥの流路が、各蓄熱体１６のガス通流方向中心軸を通る同心円内にてシンメトリーとなるような内面形状に形成される(図１Ｂおよび図２参照)。このため、平面視での燃焼室２２を通流する排ガスＥは、必ず上記の同心円の中心付近を通るようになっている。
また、燃焼部１２ｂの天面には、金属板の内側に耐火材３８ａを内貼りして一体化された天板３８が、本体ケーシング２６の上端に形成されたフランジ２６ａにボルト止めされている。この天板３８の中央部、すなわち、平面視で各蓄熱体１６のガス通流方向中心軸を通る同心円の中心部分(図１Ｂの点線円)に対応する位置に、熱源２４が配置される。このため、燃焼室２２の形状とも相俟って、燃焼室２２を通流する排ガスＥの大部分は、必ず熱源２４付近を通過するようになる。
熱源２４は、燃焼室２２内の温度を除害対象の排ガスＥの熱分解温度にまで加熱するための手段である。除害対象の排ガスＥがＰＦＣｓを主体とする半導体製造工程より排出されるものの場合には、燃焼室２２内を最大で１５００℃前後位まで昇温させることができるものが好ましく、例えば、電熱式ヒーター，火炎式バーナー，非移行型或いは移行型のプラズマトーチなどを好適に用いることができる。
ここで、図示実施形態では、この熱源２４としてプラズマアーク２４ａを噴射する非移行型のプラズマトーチを用いることから、天板３８におけるプラズマトーチ設置位置には、プラズマ導入孔４０が穿設される。このプラズマ導入孔４０は、下方に向けてその内径が拡大するテーパー状にて形成されおり(図１Ａ参照)、これにより、プラズマアーク２４ａによって天板３８内側の耐火材３８ａが損傷するのを防止できると共に、吸気側の蓄熱室１８から排気側の蓄熱室１８に向けて燃焼室２２内を通過する排ガスＥが、より一層、プラズマトーチからプラズマ導入孔４０を介して燃焼室２２内へと供給されるプラズマアーク２４ａ付近を通過するようになる。因みに、テーパー状に形成するプラズマ導入孔４０のテーパー角を１２０°以上の広角とすることにより、上記の効果がより一層顕著となる。
ここで、図示実施形態では、この熱源２４としてプラズマアーク２４ａを噴射する非移行型のプラズマトーチを用いることから、天板３８におけるプラズマトーチ設置位置には、プラズマ導入孔４０が穿設される。このプラズマ導入孔４０は、下方に向けてその内径が拡大するテーパー状にて形成されおり(図１Ａ参照)、これにより、プラズマアーク２４ａによって天板３８内側の耐火材３８ａが損傷するのを防止できると共に、吸気側の蓄熱室１８から排気側の蓄熱室１８に向けて燃焼室２２内を通過する排ガスＥが、より一層、プラズマトーチからプラズマ導入孔４０を介して燃焼室２２内へと供給されるプラズマアーク２４ａ付近を通過するようになる。因みに、テーパー状に形成するプラズマ導入孔４０のテーパー角を１２０°以上の広角とすることにより、上記の効果がより一層顕著となる。
なお、図１Ａ中における符号４２は、必要に応じて燃焼室２２内に水分などの分解・反応補助剤を導入するためのノズルであり、符号４４は燃焼室２２内の温度を計測する温度計測手段である。
排ガス給排機構１４は、排ガス供給ダクト３０を通じて供給される排ガスＥを複数の蓄熱室１８Ａ〜１８Ｃに対して一定時間間隔をおいて順次供給すると共に、上記燃焼室２２で加熱分解された後、上記排ガスＥが供給されていない蓄熱室１８を通過して熱分解炉１２から排出される処理済みの排ガスＥを処理ガス排気ダクト３２へと送給する配管系であり、上述したチャンバー５４に加え、排ガス供給ダクト３０に連通する第１〜第３のガス導入配管４６Ａ〜４６Ｃと、これに対応した第１〜第３のガス導入開閉弁４８Ａ〜４８Ｃ、および処理ガス排気ダクト３２に連通する第１〜第３のガス排出配管５０Ａ〜５０Ｃと、これに対応した第１〜第３のガス排出開閉弁５２Ａ〜５２Ｃとを有する。
このうち、第１ガス導入配管４６Ａの下流端と第１ガス排出配管５０Ａの上流端とは、蓄熱室１８Ａの排ガスＥの通流路に連通するチャンバー５４Ａに連通接続される。また、第２ガス導入配管４６Ｂの下流端と第２ガス排出配管５０Ｂの上流端とは、蓄熱室１８Ｂの排ガスＥの通流路に連通するチャンバー５４Ｂに連通接続される。さらに、第３ガス導入配管４６Ｃの下流端と第３ガス排出配管５０Ｃの上流端とは、蓄熱室１８Ｃの排ガスＥの通流路に連通するチャンバー５４Ｃに連通接続される（図１Ａおよび図３参照）。
上記の処理ガス排気ダクト３２には、図示しない排気ファンが接続されており、この排気ファンが稼働することによって排ガス除害装置１０の内部が常に大気圧よりも低い圧力（＝負圧）に保たれる。このため、熱分解処理前の排ガスＥや処理済みで排ガスＥなどが誤って排ガス除害装置１０から外部へ漏れ出すことがない。
なお、本実施形態の排ガス除害装置１０における熱分解炉１２内を除く他の部分には、排ガスＥに含まれる、或いは排ガスＥを分解することによって生じるフッ酸などの腐食性成分による腐食から各部を確実に守るため、塩化ビニル樹脂，ポリエチレン樹脂，不飽和ポリエステル樹脂及びフッ素樹脂などによる耐腐食性のライニングやコーティングを施すのが好ましい。
次に、以上のように構成された排ガス除害装置１０を用いて排ガスＥの除害処理を行う際には、まず始めに、排ガス除害装置１０の運転スイッチ(図示せず)をオンにして熱分解炉１２の熱源２４を作動させ、熱分解炉１２内の加熱を開始する。続いて、燃焼室２２内の温度が当該排ガスＥに含まれる除害対象成分の熱分解温度に達し、且つ、蓄熱体１６にある程度の熱が蓄積されると、排気ファンを作動させ、排ガス除害装置１０への排ガスＥの導入を開始させる。
ここで、排ガス除害装置１０への排ガスＥ導入開始時に、排ガス給排機構１４を図３Ａの状態、すなわち、第１ガス導入開閉弁４８Ａと第２ガス排出開閉弁５２Ｂおよび第３ガス排出開閉弁５２Ｃとを開操作し、第２ガス導入開閉弁４８Ｂおよび第３ガス導入開閉弁４８Ｃと第１ガス排出開閉弁５２Ａとを閉操作した状態にする。すると、排ガス供給ダクト３０を通じて供給される排ガスＥは、先ず第１ガス導入配管４６Ａからチャンバー５４Ａを通って蓄熱室１８Ａへと導入され、ここで蓄熱体１６より熱を与えられて予熱された後、燃焼室２２へと送られる。そして、燃焼室２２で所定の処理対象成分が加熱分解されて処理済みと成った排ガスＥは、蓄熱室１８Ｂと蓄熱室１８Ｃとを分配されてこれらを通り、蓄熱体１６と間で熱交換して冷却された後、チャンバー５４Ｂおよび５４Ｃから第２ガス排出配管５０Ｂおよび第３ガス排出配管５０Ｃを通過して処理ガス排気ダクト３２へと与えられる。その後、排気ファンを通って大気中へと放出される。
続いて、上記排ガス除害装置１０の稼働開始から所定時間が経過すると、排ガス給排機構１４が図３Ｂの状態へと切り換わる。すなわち、第２ガス導入開閉弁４８Ｂと第１ガス排出開閉弁５２Ａおよび第３ガス排出開閉弁５２Ｃとを開操作し、第１ガス導入開閉弁４８Ａおよび第３ガス導入開閉弁４８Ｃと第２ガス排出開閉弁５２Ｂとを閉操作した状態へと切り換わる。そうすると、排ガス供給ダクト３０を通じて供給される排ガスＥは、第２ガス導入配管４６Ｂからチャンバー５４Ｂを通って蓄熱室１８Ｂへと導入され、そこで蓄熱体１６より熱を与えられて予熱された後、燃焼室２２へと送られる。そして、燃焼室２２で所定の処理対象成分が加熱分解されて処理済みと成った排ガスＥは、蓄熱室１８Ａと蓄熱室１８Ｃとを分配されてこれらを通り、蓄熱体１６と間で熱交換して冷却された後、チャンバー５４Ａおよび５４Ｃから第１ガス排出配管５０Ａおよび第３ガス排出配管５０Ｃを通過して処理ガス排気ダクト３２へと与えられる。
さらに、上記排ガス除害装置１０の稼働開始から所定時間が経過すると、排ガス給排機構１４が図３Ｃの状態へと切り換わる。すなわち、第３ガス導入開閉弁４８Ｃと第１ガス排出開閉弁５２Ａおよび第２ガス排出開閉弁５２Ｂとを開操作し、第１ガス導入開閉弁４８Ａおよび第２ガス導入開閉弁４８Ｂと第３ガス排出開閉弁５２Ｃとを閉操作した状態へと切り換わる。そうすると、排ガス供給ダクト３０を通じて供給される排ガスＥは、第３ガス導入配管４６Ｃからチャンバー５４Ｃを通って蓄熱室１８Ｃへと導入され、そこで蓄熱体１６より熱を与えられて予熱された後、燃焼室２２へと送られる。そして、燃焼室２２で所定の処理対象成分が加熱分解されて処理済みと成った排ガスＥは、蓄熱室１８Ａと蓄熱室１８Ｂとを分配されてこれらを通り、蓄熱体１６と間で熱交換して冷却された後、チャンバー５４Ａおよび５４Ｂから第１ガス排出配管５０Ａおよび第２ガス排出配管５０Ｂを通過して処理ガス排気ダクト３２へと与えられる。
以下、所定時間が経過すると、再び排ガス給排機構１４が作動して、図３Ａの状態へと切り換わり、これ以降の排ガス除害装置１０稼働中は、所定時間間隔をおいて上述の動作が繰り返される。
本実施形態の排ガス除害装置１０では、熱分解炉１２内に蓄熱室１８が３室設けられ、各蓄熱室１８におけるガスの流路が、燃焼室２２への吸気側１室に対して排気側が２室となるように制御される。
一般的に通路を気体が通るとき、その流速は通路の中心部が速く、周囲が遅くなる。このことから、吸気側の流路となっていた蓄熱室１８が排気側の流路に切り替わったとき、吸気中の処理前の排ガスＥは一気に排気側に押し出されるのではなく、燃焼室２２で処理後の排ガスＥと混ざりながら排気される。ここで、上述の通り、本実施形態の排ガス除害装置１０では、蓄熱室１８を吸気側１室に対して排気側２室としているので、排ガスＥの流路の断面積は排気側の方が大きくなる。このため、燃焼室２２の高温で熱膨張している排気側のガスの流速が遅くなり、処理前の排ガスＥと熱分解後の処理済の排ガスＥとが混ざり易くなる。加えて、蓄熱室１８では蓄熱体１６から処理前の排ガスＥに熱が与えられているので、その処理前の排ガスＥの一定量は熱分解される。その結果、従来の吸気と排気とを切り替える方式の排ガス除害装置で必要とされているパージ処理が不要となる。ここで、吸気側の流路となっていた蓄熱室１８を排気側の流路に切り替える際に、ガス導入開閉弁４８を閉操作して、導入路を一定期間閉鎖する方法もある。かかる方法では、上記処理前の排ガスＥの蓄熱体１６による熱分解作用がより一層顕著となる。
一般的に通路を気体が通るとき、その流速は通路の中心部が速く、周囲が遅くなる。このことから、吸気側の流路となっていた蓄熱室１８が排気側の流路に切り替わったとき、吸気中の処理前の排ガスＥは一気に排気側に押し出されるのではなく、燃焼室２２で処理後の排ガスＥと混ざりながら排気される。ここで、上述の通り、本実施形態の排ガス除害装置１０では、蓄熱室１８を吸気側１室に対して排気側２室としているので、排ガスＥの流路の断面積は排気側の方が大きくなる。このため、燃焼室２２の高温で熱膨張している排気側のガスの流速が遅くなり、処理前の排ガスＥと熱分解後の処理済の排ガスＥとが混ざり易くなる。加えて、蓄熱室１８では蓄熱体１６から処理前の排ガスＥに熱が与えられているので、その処理前の排ガスＥの一定量は熱分解される。その結果、従来の吸気と排気とを切り替える方式の排ガス除害装置で必要とされているパージ処理が不要となる。ここで、吸気側の流路となっていた蓄熱室１８を排気側の流路に切り替える際に、ガス導入開閉弁４８を閉操作して、導入路を一定期間閉鎖する方法もある。かかる方法では、上記処理前の排ガスＥの蓄熱体１６による熱分解作用がより一層顕著となる。
なお、上述の実施形態では、熱分解炉１２に３室の蓄熱室１８Ａ〜１８Ｃで形成される場合を示したが、この蓄熱室１８は、本体ケーシング２６の軸回りに３室以上設けられるものであれば良く、図示しないが４室や５室或いは８室設けるようにしてもよい。但し、これらの何れの場合においても、蓄熱室１８内の蓄熱体１６は、それらのガス通流方向の中心軸が同心円上に並ぶよう配設される必要がある。
また、上述の実施形態では、排ガス供給ダクト３０からの排ガスＥを直接、熱分解炉１２に供給すると共に、熱分解炉１２で除害処理した排ガスＥを直接、処理ガス排気ダクト３２に放出する場合を示しているが、排ガス供給ダクト３０と熱分解炉１２との間または熱分解炉１２と処理ガス排気ダクト３２との間の少なくとも何れか一方に排ガスＥを液洗する湿式のスクラバーを設けるようにしてもよい。
その他に、当業者が想定できる範囲で種々の変更を行えることは勿論である。
１０：排ガス除害装置，１２：熱分解炉，１４：排ガス給排機構，１６：蓄熱体，１８：蓄熱室，２２：燃焼室，２４：熱源，３０：排ガス供給ダクト，３２：処理ガス排気ダクト，４０：プラズマ導入孔，Ｅ：排ガス．
Claims (2)
- 蓄熱体(１６)を有し、上下方向にガスが通流する３室以上の蓄熱室(１８)と、上記蓄熱室(１８)の上端を連通すると共にその内部を加熱する熱源(２４)が設けられた燃焼室(２２)とで構成された熱分解炉(１２)、及び、排ガス供給ダクト(３０)を通じて供給される排ガス(Ｅ)を上記蓄熱室(１８)に対して一定時間間隔をおいて順次供給すると共に、上記燃焼室(２２)で加熱分解された後、上記排ガス(Ｅ)が供給されていない排気側の蓄熱室(１８)を通過して熱分解炉(１２)から排出される処理済みの排ガス(Ｅ)を処理ガス排気ダクト(３２)へと送給する排ガス給排機構(１４)を具備する排ガス除害装置であって、
上記の各蓄熱室(１８)内の蓄熱体(１６)は、それらのガス通流方向の中心軸が同心円上に並ぶよう配設されると共に、その同心円の中心に対応する上記の燃焼室(２２)の天面の位置に熱源(２４)が配置されており、
上記の各蓄熱室(１８)におけるガスの流路は、燃焼室(２２)への吸気側１室に対して排気側が複数室となるように制御されると共に、そのガスの流路が平面視で上記の同心円内にてシンメトリーとなるように上記の燃焼室(２２)が形成されている、
ことを特徴とする排ガス除害装置。 - 請求項１の排ガス除害装置において、
前記の熱源(２４)が、非移行型のプラズマトーチであり、
前記の燃焼室(２２)の天面に設けられたプラズマ導入孔(４０)が、下方に向けてその内径が拡大するテーパー状に形成されている、ことを特徴とする排ガス除害装置。
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