KR102501513B1 - 유독가스 소각용 복사 버너 - Google Patents

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Abstract

복사 버너(80) 및 방법이 개시된다. 복사 버너(8)는 제조 공정 툴로부터 노즐(12)을 통해 공급된 배출 가스 스트림을 처리하기 위한 것이고, 소결 금속 섬유 슬리브(20)로서, 이 소결 금속 섬유 슬리브의 내부 연소면(20의 일부분) 근방에서의 연소를 위해 연소 물질이 소결 금속 섬유 슬리브를 통과하는, 상기 소결 금속 섬유 슬리브와, 소결 세라믹 섬유로 제조되고 소결 금속 섬유 슬리브를 둘러싸며 연소 물질이 통과하는 절연 슬리브(20의 일부분)를 포함한다. 이렇게 하여, 버너가 꺼지는 빈번한 아이들 단계에 의해 야기된 급속 사이클로 인해 부서지지 않는 복사 버너(8)가 제공된다. 또한, 절연 슬리브를 제공하는 것에 의해, 복사 버너(8) 내에서의 온도 및 복사 버너(8)의 외부면의 온도는 기존의 세라믹 버너와 유사한 상태로 있다. 이는 복사 버너(8)가, 공정 툴의 이러한 빈번하고 짧은 휴지 기간 동안, 부서지지 않는 현장 교체용 부품으로서 기존의 세라믹 버너를 대신하도록 할 수 있다.

Description

유독가스 소각용 복사 버너{RADIANT BURNER FOR NOXIOUS GAS INCINERATION}
본 발명은 복사 버너 및 방법에 관한 것이다.
복사 버너는 알려져 있고, 전형적으로, 예를 들면, 반도체 또는 평판 디스플레이 제조 산업에서 사용되는 제조 공정 툴(manufacturing process tool)로부터의 배출 가스 스트림을 처리하는데 사용된다. 이러한 제조 동안에, 잔여 탄화플루오르옥탄술폰산(perfluorinated compounds; PFCs) 및 다른 화합물은 공정 툴로부터 펌핑되는 배출 가스 스트림 내에 존재한다. PFCs는 배출 가스로부터 제거하기 어렵고, 환경 중으로의 그들의 방출은 이들이 비교적 높은 온실 활동도(greenhouse activity)를 갖는 것으로 알려져 있기 때문에 바람직하지 않다.
알려진 복사 버너는 배출 가스 스트림으로부터 PFCs 및 다른 화합물을 제거하기 위해 연소를 사용한다. 전형적으로, 배출 가스 스트림은 PFCs 및 다른 화합물을 함유하는 질소 스트림이다. 연료 가스는 배출 가스 스트림과 혼합되고, 이 가스 스트림 혼합물은 유공 가스 버너(foraminous gas burner)의 출구면에 의해 측방향으로 둘러싸인 연소 챔버 내로 이송된다. 연료 가스 및 공기는 유공 버너에 동시에 적용되어 출구면에서의 무염 연소에 영향을 주고, 유공 버너를 통과하는 공기의 양은 버너로의 연료 가스 공급량뿐만 아니라, 연소 챔버 내로 주입된 가스 스트립 혼합물 내의 모든 가연물을 소모하기에 충분하다.
배출 가스 스트림을 처리하기 위한 기술이 존재하지만, 이 기술은 각각 고유의 단점을 갖는다. 따라서, 배출 가스 스트림을 처리하기 위한 개선된 기술을 제공하는 것이 바람직하다.
제 1 관점에 따르면, 제조 공정 툴로부터의 배출 가스 스트림을 처리하기 위한 복사 버너가 제공되고, 이 복사 버너는, 소결 금속 섬유 슬리브로서, 이 소결 금속 섬유 슬리브의 내부 연소면 근방에서의 연소를 위해 연소 물질이 소결 금속 섬유 슬리브를 통과하는, 상기 소결 금속 섬유 슬리브와, 소결 금속 섬유 슬리를 둘러싸고 연소 물질이 통과되는 절연 슬리브를 포함한다.
제 1 관점은 배출 스트림의 처리 또는 감소(abatement)의 에너지 효율을 향상시키기 위해서, 전형적으로, 처리의 아이들(idle) 단계 동안에 발생하는 공정 툴의 휴지 기간 동안에 복사 버너는 꺼지는 것이 바람직할 수도 있다는 것을 인식한다. 그러나, 제 1 관점은 또한, 이러한 아이들 단계가 빈번하고 짧은 기간을 가질 수도 있고, 이러한 급속 사이클이 크랙킹(cracking)으로 인해 기존의 복사 버너 슬리브 또는 라이너의 조기 실패로 이어질 수 있다는 것을 인식한다.
따라서, 복사 버너가 제공될 수도 있다. 복사 버너는 제조 공정 툴로부터 배출 또는 배기된 배출 가스 스트림을 처리 또는 감소시킬 수도 있다. 복사 버너는 소결될 수도 있는 금속 섬유 슬리브를 포함할 수도 있다. 금속 섬유 슬리브의 내부 연소면의 근방에서 또는 내부 연소면에 인접하여 연소하기 시작되기 위해서, 연소 물질이 금속 섬유 슬리브를 통과할 수도 있다. 연소 버너는 또한, 절연 슬리브를 포함할 수도 있다. 절연 슬리브는 금속 섬유 슬리브를 둘러싸거나, 적어도 부분적으로 포함할 수도 있다. 연소 물질이 또한, 금속 섬유 슬리브에 도달하도록 절연 슬리브를 통과할 수도 있다. 이렇게 하여, 버너가 꺼지는 빈번한 아이들 단계에 의해 야기된 금속 사이클로 인해 부서지지 않는 복사 버너가 제공된다. 또한, 절연 슬리브를 제공하는 것에 의해, 복사 버너 내에서의 온도 및 복사 버너의 외부면의 온도는 기존의 세라믹 버너와 유사한 상태로 있다. 이는 공정 툴의 이러한 빈번하고 짧은 휴지 기간 동안 부서지지 않는 현장 교체용 부품(line-replaceable unit)으로서 기존의 세라믹 버너를 대신하도록 할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 소결 금속 섬유 슬리브는 80 내지 90%의 기공률을 갖는다.
일 실시예에 있어서, 소결 금속 섬유 슬리브는 150 내지 300cc/min/㎠의 공기 투과도를 갖는다.
일 실시예에 있어서, 소결 금속 섬유 슬리브는 690 내지 1110㎏/㎥의 밀도를 갖는다.
일 실시예에 있어서, 절연 슬리브는 세라믹 섬유 블랭킷(ceramic fibre blanket)이다.
일 실시예에 있어서, 절연 슬리브는 100 내지 150㎏/㎥의 밀도를 갖는다.
일 실시예에 있어서, 절연 슬리브는 연소 물질이 이 절연 슬리브를 통과할 때 40 내지 60㎩의 압력 강하를 제공하는 밀도를 갖는다.
일 실시예에 있어서, 소결 금속 섬유 슬리브는 절연 슬리브 내에 동심으로 보유된다.
일 실시예에 있어서, 복사 버너는 소결 금속 섬유 슬리브 및 절연 슬리브를 보유하도록 작동 가능한 지지체를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 절연 슬리브는 지지체 내에 동심으로 보유된다.
일 실시예에 있어서, 소결 금속 섬유 슬리브는 원주 방향으로 연장되는 플리트(pleat)를 포함한다. 플리트를 제공하는 것은 상이한 온도에서 소결 금속 섬유 슬리브의 크기의 변화를 수용하는데 도움이 된다.
일 실시예에 있어서, 복사 버너는 소결 금속 섬유 슬리브와 열적으로 결합되고, 소결 금속 섬유 슬리브의 온도의 표시를 제공하도록 작동 가능한 온도 센서를 포함한다. 따라서, 금속 섬유 슬리브의 온도의 표시는 복사 버너의 작동 온도가 설정될 수 있도록 하기 위해 제공될 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 온도 센서는 외부면 상에서 소결 금속 섬유 슬리브와 열적으로 결합된다. 따라서, 온도 센서는 연소 챔버 내의 물질로부터 온도 센서를 보호하기 위해서, 금속 섬유 슬리브에 의해 형성된 연소 챔버의 외측에 제공될 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 복사 버너는 온도에 응답하여 선택된 복수의 혼합비 중 하나의 혼합비로 연소 물질을 공급하도록 작동 가능한 소스(source)를 포함한다. 따라서, 연소 물질의 혼합비는 복사 버너의 작동 조건 및/또는 온도를 최적화시키기 위해 온도에 응답하여 변화될 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 소스는 소결 금속 섬유 슬리브의 온도가 작동 온도를 초과하는데 실패할 때, 실질적인 화학양론적 혼합비로 연소 물질을 공급하도록 작동 가능하다. 따라서, 화학양론적 또는 연료-농후 혼합비는 복사 버너의 예열 시간을 개선시키기 위해 제공될 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 소스는 소결 금속 섬유 슬리브의 온도가 작동 온도를 초과할 때, 실질적인 희박(lean) 혼합비로 연소 물질을 공급하도록 작동 가능하다. 따라서, 적합한 작동 조건에 도달하였다면, 연료량이 감소될 수도 있다.
제 2 관점에 따르면, 제조 공정 툴로부터의 배출 가스 스트림을 처리하기 위한 복사 버너를 작동하는 방법이 제공되고, 이러한 방법은, 복사 버너의 소결 금속 섬유 슬리브의 외부면의 온도를 결정하는 단계로서, 소결 금속 섬유 슬리브의 내부 연소면 근방에서의 연소를 위해 연소 물질이 소결 금속 섬유 슬리브를 통과하는, 온도 결정 단계와, 이러한 온도에 응답하여 선택된 복수의 혼합비중 하나의 혼합비로 연소 물질을 공급하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 공급 단계는 소결 금속 섬유 슬라브가 작동 온도를 초과하는데 실패할 때, 실질적인 화학양론적 혼합비로 연소 물질을 공급하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 공급 단계는 소결 금속 섬유 슬리브가 작동 온도를 초과할 때, 실질적인 희박 혼합비로 연소 물질을 공급하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 공급 단계는 선택된 기간 동안 실질적인 화학양론적 혼합비로 연소 물질을 공급하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 공급 단계는 선택된 기간의 만료 시에 실질적인 희박 혼합비로 연소 물질을 공급하는 단계를 포함한다.
본 실시예에 있어서, 복사 버너는 제 1 관점의 특징부를 포함한다.
또한, 특정한 및 바람직한 관점이 첨부된 독립청구항 및 종속청구항 내에 개시된다. 종속청구항의 특징부는 적절하게 독립청구항의 특징부 및 특허청구범위 내에서 명시적으로 개시된 것 외의 조합물의 특징부와 조합될 수도 있다.
장치 특징부가 기능을 제공하기 위해 작동 가능한 것으로 설명되지만, 이는 그 기능을 제공하는, 또는 그 기능을 제공하도록 조정 또는 구성되는 장치를 포함한다는 것이 인식된다.
본 발명의 실시예는 이제, 첨부 도면을 참조하여 더 설명될 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 복사 버너를 도시하는 도면,
도 2는 도 1에 도시된 유공 버너 라이너의 구성을 보다 상세하게 도시하는 도면.
본 실시예를 보다 상세하게 논의하기 전에, 먼저, 개요가 제공될 것이다. 본 실시예는 특히, 소위 "그린 모드(green mode)"에서 작동하는데 적합한 복사 버너를 제공하고, 이 버너는 공정 툴의 휴지의 기간 동안[예를 들면, 아이들(idle) 단계 동안] 꺼지며, 이러한 기간은 빈번하고 기간이 짧다. 복사 버너 라이너는 절연 슬리브에 의해 둘러싸인 소결 금속 섬유 슬리브를 구비하고, 이 버너 라이너는 종래의 세라믹 복사 버너 라이너를 대신한다. 소결 금속 섬유 슬리브와 절연 슬리브의 조합은 거의 동일한 조건 하에서 작동하고, 기존의 복사 버너에 비해 향상된 효율을 갖지만, 열 사이클(thermal cycling)로 인한 쇼크에 저항할 수 있는 복사 버너를 제공한다. 또한, 저온으로부터의 복사 버너의 예열 시간을 향상시키기 위해, 연소 물질의 혼합은 정상 작동 동안에 희박 조건(lean condition)으로 되돌아가기 전에, 혼합물을 농후하게 하도록 조정될 수도 있다.
복사 버너 - 일반적인 구성 및 작동
도 1은 일 실시예에 따른 복사 버너(일반적으로 8)를 도시한다. 복사 버너(8)는 전형적으로, 진공-펌핑 시스템에 의해 반도체 또는 평판 디스플레이 공정 툴과 같은 제조 공정 툴로부터 펌핑된 배출 가스 스트림을 처리한다. 배출 스트림은 유입구(10)에서 수용된다. 배출 스트림은 유입구(10)로부터, 배출 스트림을 원통형 연소 챔버(14) 내로 주입하는 노즐(12)로 이송된다. 본 실시예에 있어서, 복사 버너(8)는, 각자의 진공-펌핑 시스템에 의해 각자의 툴로부터 펌핑된 배출 가스 스트림을 각각 이송하고 둘레 방향으로 배치되는 4개의 유입구(10)를 포함한다. 대안적으로, 단일의 공정 툴로부터의 배출 스트림이 복수의 스트림으로 분할될 수도 있고, 각 하나의 스트림은 각자의 유입구로 이송된다. 각각의 노즐(12)은 연소 챔버(14)의 상부면 또는 유입면을 형성하는 세라믹 상부 플레이트(18) 내에 형성된 각자의 보어(16) 내에 위치된다. 연소 챔버(14)는 유공 버너 요소(20)의 출구면(21)에 의해 형성된 측벽을 구비하고, 도 2에 개략적으로, 그리고 보다 상세하게 도시된다. 이러한 버너 요소(20)는 원통형이고, 원통형 외부 쉘(24) 내에 보유된다.
버너 요소(20)의 입구면(entry surface)과 원통형 외부 쉘(24) 사이에 플리넘 체적부(plenum volume)(22)가 형성된다. 천연 가스 또는 탄화수소와 같은 연료 가스와 공기의 혼합물은 유입 노즐을 거쳐서 플리넘 체적부(22) 내로 도입된다. 연료 가스 및 공기의 혼합물은 연소 챔버(14) 내에서 연소되기 위해, 버너 요소의 입구면(23)으로부터 버너 요소의 출구면(21)으로 통과한다.
연료 가스 및 공기의 혼합물의 공칭 비는 연소 챔버(14) 내의 공칭 온도를 처리될 배출 가스 스트림에 적절한 온도로 변화시키기 위해 변경된다. 또한, 연료 가스 및 공기의 혼합물이 플리넘 체적부(22) 내로 도입되는 속도는, 버너 요소(20)의 출구면(21)에서 가시 불꽃 없이 이 혼합물이 연소되도록 조정된다. 연소 챔버(40)의 유출구(15)는 개방되어, 연소 생성물이 복사 버너(8)로부터 배출될 수 있게 한다.
따라서, 유입구(10)를 통해 수용되고 노즐(12)에 의해 연소 챔버(14)에 공급된 배출 가스가, 버너 요소의 출구면(21) 근처에서 연소하기 시작하는 연료 가스 및 공기의 혼합물에 의해 가열되는 연소 챔버(14) 내에서 연소되기 시작한다는 것을 알 수 있다. 이러한 연소는 연소 챔버(14)의 가열을 야기하고, 연료 공기 혼합물(CH4, C3H8 및 C4H10) 및 버너의 표면 발화율에 따라 전형적으로, 7.5% 내지 10.5%의 공칭 범위를 갖는 산소와 같은 연소 생성물을 연소 챔버(14)에 제공한다. 열 및 연소 생성물은 연소 챔버(14) 내에서 배출 가스 스트림과 반응하여, 이 배출 가스 스트림을 깨끗하게 한다. 예를 들어, SiH4 및 NH3이 배출 가스 스트림 내에 제공될 수 있으며, 이는 연소 챔버 내의 O2와 반응하여 SiO2, N2, H2O, NOx를 생성한다. 유사하게, N2, CH4, C2F6가 배출 가스 스트림 내에 제공될 수 있으며, 이는 연소 챔버 내의 O2와 반응하여 CO2, HF, H2O를 생성한다.
유공 버너 라이너 구성
이제, 유공 버너 라이너(20)의 구성을 참조하면, 이 버너 라이너(20)의 구조가 도 2 내에 상세하게 도시된다. 본 구성에 있어서, 유공 버너 라이너(20)는 플랜지(120A, 120B) 사이에 보유된 천공 스크린(110)에 소결 금속 섬유 시트(100)를 압연(rolling) 및 시임 용접(seam welding)함으로써 구성된다.
소결 금속 섬유 시트(100)는 대한민국의 파이버테크 컴퍼니에 의해 공급된 SFF1-35 또는 SFFE-30, 대안적으로는, 미국의 마이크론 파이버-테크 컴퍼니에 의해 공급된 S-매트(mat) 또는 D-매트와 같은 임의의 적합한 소결 금속 섬유일 수도 있다. 전형적으로, 이러한 소결 금속 섬유는 80%와 90% 사이의 기공률과, 150 내지 300cc/min/㎠의 공기 투과도와, 약 694 내지 1111㎏/㎥의 시트 밀도를 갖는다.
이제, 표 1을 참조하면, 천공 지지체(110)에 용접된 소결 금속 섬유 시트를 구비하는 유공 버너 라이너가 기존의 세라믹 유공 버너 라이너와 동일한 조건 하에서 작동한다는 것이 발견되었다. 본 예에 있어서, 145,931㎟(226 제곱인치)의 표면적을 갖는 소결 금속 섬유 시트(및, 이하에 언급되는 세라믹 섬유 블랭킷을 갖는 다른 예시)를 구비하는, 152.4㎜(6 인치)의 내경과 304.8㎜(12 인치)의 축방향 길이를 갖는 유공 버너 라이너는, 610slm의 공기 중 36slm의 천연 가스를 사용하여 발화되어, 대략 80㎾/㎡(5,000BTU/hr/ft2)의 표면 연소율 및 9%의 잔여 산소 농도(배출 스트림이 존재하지 않을 때 측정됨)를 제공한다. 연소 배출물은 200l/min의 질소의 가상의 배출 스트림의 존재 시에 측정된다. 알 수 있는 바와 같이, 배출 스트림이 그 다음에 도입될 때의 연소 배출물(소결 금속 섬유 시트/소결 금속 섬유 시트 + 세라믹 섬유 블랭킷)이 기존의 버너(세라믹)보다 양호하다.

종류		 농도(ppm)
세라믹 소결 금속 섬유 시트 소결 금속 섬유 시트 + 세라믹 섬유 블랭킷
CO 22 18 7
NO 3 3 3
NO2 2 1 1
그러나, 이러한 구성을 위한 저온으로부터의 예열 시간은 대략 15분일 수 있다. 이는 예를 들면, 10초와 같은 단기간 후에 희박 조건으로 되돌아가기 전에, 화학양론적인 조건 하에서 라이팅 오프(lighting off)에 의해 10초 미만으로 단축될 수 있다.
게다가, 소결 금속 섬유 시트(100)의 외부면(105)의 정상 상태 온도는 세라믹 유공 버너 라이너의 정상 상태 온도보다 높다(50℃ 미만에 비해 120 내지 140℃). 이 온도는 연소 챔버(14)보다 훨씬 더 천천히 올라가고, 그래서 이러한 파라미터를 사용하여, 농후 개시(rich start)를 직접 제어하는 것은 가능하지 않을 수도 있는 반면, 외부면(105) 온도는 농후 개시 기능을 억제하는데 효율적으로 사용될 수도 있다.
예를 들면, 천공 스크린(100) 및 플랜지(120A, 120B)와 같은 기계적인 외부 지지체, 가스 투과성 세라믹 섬유 블랭킷(130), 및 소결 금속 섬유 시트(100)를 포함하는 3개의 구성요소 구조를 구성하면, 표 2 및 표 3에 도시된 바와 같이, 성능을 향상시킨다. 본 예에 있어서, 72,965㎟(113 제곱인치)의 표면적을 갖는 천공 지지체(및, 세라믹 섬유 블랭킷을 갖는 다른 예시)에 용접된 소결 금속 섬유 시트를 구비하는, 152.4㎜(6 인치)의 내경과 152.4㎜(6 인치)의 축방향 길이를 갖는 유공 버너 라이너는 310slm의 공기 중 19slm의 천연 가스를 사용하여 발화되어, 9%의 잔여 산소 농도(배출 스트림이 존재하지 않을 때 측정됨)를 제공한다. 삼플루오르화질소(nitrogen trifluoride) 감소가 200l/min의 질소를 갖는 가상의 배출 스트림의 일부로서 측정되었다. 알 수 있는 바와 같이, 배출 스트림이 그 다음에 도입될 때 연소 배출물(나금속/절연 금속)은 기존의 버너(세라믹)보다 양호하다.
NF3 유입(SLM)
 NF3 유출(ppm)
세라믹 소결 금속 섬유 시트 + 천공 지지체 소결 금속 섬유 시트 + 천공 지지체 + 세라믹 섬유 블랭킷
0.25 69 57 38
0.5 108 96 59
0.75 158 173 91
1.00 183 208 110
1.25 219 202 116
1.50 215 192 126
1.75 201 205 121
2.00 219 275 122
NF3 유입(SLM)
 NF3 파괴 효율(%)
세라믹 소결 금속 섬유 시트 + 천공 지지체 소결 금속 섬유 시트 + 천공 지지체 + 세라믹 섬유 블랭킷
0.25 86.3 88.7 92.4
0.5 89.3 90.4 94.1
0.75 89.4 88.5 94.0
1.00 90.9 89.6 94.5
1.25 91.2 91.9 95.4
1.50 92.8 93.6 95.8
1.75 94.2 94.1 96.5
2.00 94.5 93.1 96.9
세라믹 섬유 블랭킷(130)은 상기 언급된 표면 발화율과 동등한 표면 유동율에서 최소의 압력 강하를 갖기 위해 선택된다. 전형적으로, 128㎏/㎥의 밀도의 Isofrax 1260(규산칼슘) 또는 Saffil(알루미나)과 같은 상용 가능한 블랭킷 물질의 6과 12㎜ 사이의 어느 곳에서나, 바람직하게는 10㎜에서, 선형 압력-유동 관계로 0.1㎧의 면 속도에서 40 내지 60㎩의 압력 강하의 범위 내에서 허용 가능한 성능을 갖는다. 이러한 물질 양자는 유니프락스 리미티드사(Unifrax Limited)로부터 이용 가능하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 소결 금속 섬유 시트(100)의 외부면(105)과 열적으로 결합되는 열전쌍(140)이 제공된다. 열전쌍(140) 또는 다른 온도 센서는 소결 금속 섬유 시트(100)의 온도를 측정한다. 열전쌍(140)이 소결 금속 섬유 시트(100)의 온도가 [연소 챔버(14)의 작동 온도가 작동 온도보다 낮다는 것을 나타내는] 문턱 값 미만이라는 것을 나타낼 때, 공기에 대한 연료의 비는 증가한다. 열전쌍(140)에 의해 보고된 온도가 연소 챔버(14)의 작동 온도가 작동 온도를 초과한다는 것을 나타내는 문턱 값을 초과할 때, 공기에 대한 연료의 비는 감소된다.
본 실시예에 있어서, 천공 스크린(110) 및 금속 플랜지(120A, 120B)가 기계적인 지지체를 제공하는데 사용되지만, 소결 금속 섬유 시트(100) 및 세라믹 섬유 블랭킷(130)을 보유하기 위한 다른 구성이 제공될 수도 있다는 것이 인식될 것이다.
도 2에 도시되지는 않았지만, 상이한 온도에서 소결 금속 섬유 시트(100)의 길이의 변화를 수용하도록, 소결 금속 섬유 시트(100) 내에 원주 방향의 플리트가 제공된다.
본 발명의 나타낸 실시예가 첨부 도면을 참조하여, 본 명세서 내에 상세하게 개시되었지만, 본 발명은 명확한 실시예에 한정되지 않고, 다양한 변화 및 변경이 첨부된 특허청구범위 및 이들의 동등물에 의해 규정된 바와 같이, 본 발명의 범위로부터 일탈하는 일 없이, 당업자에 의해 본 명세서 내에서 달성될 수 있다는 것이 이해된다.
8: 복사 버너 10 : 유입구
12 : 노즐 14 : 연소 챔버
15 : 유출구 16 : 보어
18 : 세라믹 상부 플레이트 20 : 유공 버너 요소
21 : 출구면 22 : 플리넘 체적부
23 : 입구면 24 : 외부 쉘
100 : 소결 금속 섬유 시트 105 : 외부면
110 : 천공 스크린 120A, 120B : 플랜지
130 : 세라믹 섬유 블랭킷 140 : 열전쌍

Claims (20)

  1. 제조 공정 툴로부터의 배출 가스 스트림을 처리하기 위한 복사 버너에 있어서,
    상기 배출 가스 스트림을 수용하기 위한 유입구와,
    소결 금속 섬유 슬리브로서, 사용시 상기 소결 금속 섬유 슬리브의 내부 연소면 근방에서의 연소를 위해 연소 물질이 상기 소결 금속 섬유 슬리브를 통과하는, 상기 소결 금속 섬유 슬리브와,
    상기 소결 금속 섬유 슬리브를 둘러싸는 세라믹 섬유 블랭킷의 절연 슬리브로서, 사용시 상기 연소 물질이 상기 절연 슬리브를 통과하여 상기 소결 금속 섬유 슬리브에 도달하는, 상기 절연 슬리브를 포함하는
    복사 버너.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소결 금속 섬유 슬리브는 80 내지 90%의 기공률, 150 내지 300cc/min/㎠의 공기 투과도 및 690 내지 1110㎏/㎥의 밀도 중 적어도 하나를 갖는
    복사 버너.
  3. 삭제
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 절연 슬리브는 100 내지 150㎏/㎥의 밀도와, 상기 연소 물질이 상기 절연 슬리브를 통과할 때 40 내지 60㎩의 압력 강하를 제공하는 밀도 중 적어도 하나를 갖는
    복사 버너.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소결 금속 섬유 슬리브는 상기 절연 슬리브 내에 동심으로 보유되는
    복사 버너.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소결 금속 섬유 슬리브 및 상기 절연 슬리브를 보유하도록 작동 가능한 지지체를 포함하는
    복사 버너.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 절연 슬리브는 상기 지지체 내에 동심으로 보유되는
    복사 버너.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소결 금속 섬유 슬리브는 원주 방향으로 연장되는 플리트를 포함하는
    복사 버너.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 소결 금속 섬유 슬리브와 열적으로 결합되고, 상기 소결 금속 섬유 슬리브의 온도의 표시를 제공하도록 작동 가능한 온도 센서를 포함하는
    복사 버너.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 온도 센서는 외부면 상에서 상기 소결 금속 섬유 슬리브와 열적으로 결합되는
    복사 버너.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 온도에 응답하여 선택된 복수의 혼합비 중 하나의 혼합비로 상기 연소 물질을 공급하도록 작동 가능한 소스(source)를 포함하는
    복사 버너.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 소스는 상기 소결 금속 섬유 슬리브의 온도가 작동 온도를 초과하는데 실패할 때, 화학양론적 혼합비로 상기 연소 물질을 공급하도록 작동 가능한
    복사 버너.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 소스는 상기 소결 금속 섬유 슬리브의 온도가 작동 온도를 초과할 때, 희박(lean) 혼합비로 상기 연소 물질을 공급하도록 작동 가능한
    복사 버너.
  14. 제조 공정 툴로부터의 배출 가스 스트림을 처리하기 위한, 제 1 항에 따른 복사 버너를 작동하는 방법에 있어서,
    상기 복사 버너의 소결 금속 섬유 슬리브의 외부면의 온도를 결정하는 단계로서, 상기 소결 금속 섬유 슬리브의 내부 연소면 근방에서의 연소를 위해 연소 물질이 상기 소결 금속 섬유 슬리브를 통과하는, 온도 결정 단계와,
    상기 온도에 응답하여 선택된 복수의 혼합비 중 하나의 혼합비로 상기 연소 물질을 공급하는 단계를 포함하는
    복사 버너 작동 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 공급 단계는 상기 소결 금속 섬유 슬리브가 작동 온도를 초과하는데 실패할 때, 화학양론적 혼합비로 상기 연소 물질을 공급하는 단계를 포함하는
    복사 버너 작동 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 공급 단계는 상기 소결 금속 섬유 슬리브가 작동 온도를 초과할 때, 희박 혼합비로 상기 연소 물질을 공급하는 단계를 포함하는
    복사 버너 작동 방법.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 공급 단계는 선택된 기간 동안 상기 화학양론적 혼합비로 상기 연소 물질을 공급하는 단계를 포함하는
    복사 버너 작동 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 공급 단계는 상기 선택된 기간의 만료 시에 상기 희박 혼합비로 상기 연소 물질을 공급하는 단계를 포함하는
    복사 버너 작동 방법.
  19. 삭제
  20. 삭제
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