KR102512183B1 - 배기가스 처리 장치용 버너 헤드 및 그 제조 방법, 그리고 배기가스 처리 장치용 연소실, 그 제조 방법 및 메인터넌스 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 메인터넌스가 용이한 배기가스 처리 장치를 실현하기 위한, 버너 헤드 및 그 제조 방법, 그리고 그러한 버너 헤드를 갖는 배기가스 처리 장치용 연소실, 그 제조 방법 및 메인터넌스 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
연소실 본체의 상부에 부착함으로써 배기가스 처리 장치용 연소실을 구성하는 버너 헤드로서, 하방이 개구된 원통부를 갖고, 상기 연소실 본체와 분리 가능하게 체결하기 위한 체결부가 설치되는, 케이스와, 연료를 상기 원통부 내에 취입(吹入)하는 연료용 노즐과, 지연성 가스를 상기 원통부 내에 취입하는 지연성 가스용 노즐과, 처리 가스를 상기 원통부 내에 취입하는 처리 가스용 노즐과, 상기 연료 및/또는 상기 지연성 가스에 점화하는 파일럿 버너를 구비하는 것인, 버너 헤드가 제공된다.

Description

배기가스 처리 장치용 버너 헤드 및 그 제조 방법, 그리고 배기가스 처리 장치용 연소실, 그 제조 방법 및 메인터넌스 방법
본 개시는, 배기가스 처리 장치용 버너 헤드 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 본 개시는, 배기가스 처리 장치용 연소실, 그 제조 방법 및 메인터넌스 방법에 관한 것이다.
반도체 제조 장치로부터는, 실란 가스(SiH4), 혹은 할로겐계의 가스(NF3, ClF3, SF6, CHF3 , C2F6 , CF4)　등의 유해 가연 가스를 포함하는 가스가 배출되지만, 이러한 배기가스(처리 가스)는, 그대로는 대기에 방출할 수 없다. 그래서, 이들 배기가스를 제해(除害) 장치로 유도하여, 연소에 의한 산화 무해화 처리를 행하는 것이 일반적으로 행해지고 있다. 이 처리 방법으로서는, 연료 가스를 이용하여 노(爐) 내에 화염을 형성하여, 배기가스 처리를 행하는 연소식의 배기가스 처리 장치가 널리 채용되고 있다.
특허문헌 1: 일본 특허 제4937886호 공보
이러한 배기가스 처리 장치에서는 분진이 발생하기 때문에, 정기적인 메인터넌스가 필요하다.
본 개시는 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 과제는, 메인터넌스가 용이한 배기가스 처리 장치를 실현하기 위한 버너 헤드 및 그 제조 방법, 그리고 그러한 버너 헤드를 갖는 배기가스 처리 장치용 연소실, 그 제조 방법 및 메인터넌스 방법을 제공하는 것이다.
본 개시에 의하면, 연소실 본체의 상부에 부착함으로써 배기가스 처리 장치용 연소실을 구성하는 버너 헤드로서, 하방이 개구된 원통부를 갖고, 상기 연소실 본체와 분리 가능하게 체결하기 위한 체결부가 설치되는, 케이스와, 연료를 상기 원통부 내에 취입(吹入)하는 연료용 노즐과, 지연성 가스를 상기 원통부 내에 취입하는 지연성 가스용 노즐과, 처리 가스를 상기 원통부 내에 취입하는 처리 가스용 노즐과, 상기 연료 및/또는 상기 지연성 가스에 점화하는 파일럿 버너를 구비하는 것인, 버너 헤드가 제공된다.
상기 연료용 노즐, 상기 지연성 가스용 노즐 및 상기 처리 가스용 노즐은, 상기 원통부의 축선에 직교하는 동일 평면 상에 위치하는 것이 바람직하다. 여기서, 동일 평면 상에 위치하는 것은, 3개의 노즐의 연소실 내주면측의 개구의 일부가 동일 평면 상에 위치하는 것을 말한다.
상기 원통부의 측면에는, 상기 연료용 노즐이 접속되는 제1 개구와, 상기 지연성 가스용 노즐이 접속되는 제2 개구와, 상기 처리 가스용 노즐이 접속되는 제3 개구가 형성되고, 상기 제1 개구, 상기 제2 개구 및 상기 제3 개구의 적어도 일부는, 상기 원통부의 축선에 직교하는 동일 평면 상에 위치하는 것이 바람직하다.
상기 원통부의 측면에는, 상기 처리 가스용 노즐이 접속되는 제3 개구가 형성되고, 상기 제3 개구의 형상은, 상기 원통부의 길이 방향을 따라 연장되는 슬릿형인 것이 바람직하다.
상기 파일럿 버너는, 상기 원통부로부터 분리 가능한 것이 바람직하다.
상기 원통부에는, 상방을 향해 개구되고, 히터를 삽입할 수 있는, 구멍이 형성되는 것이 바람직하다.
상기 체결부는, 상기 케이스에 용접되는 것이 바람직하다.
상기 연료용 노즐, 상기 지연성 가스용 노즐 및 상기 처리 가스용 노즐은, 상기 원통부에 용접되는 것이 바람직하다.
상기 원통부는 두꺼운 관으로 구성되는 것이 바람직하다.
상기 케이스는, 상기 원통부와, 상기 원통부에 끼워진 원환부를 가지며, 상기 체결부는 상기 원환부의 측면으로부터 외측을 향해 돌출되는 것이 바람직하다.
버너 헤드는, 퍼지 가스를 상기 원통부 내에 취입하는 퍼지 가스용 노즐을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 케이스는, 상기 원통부와, 상기 원통부에 끼워진 원환부를 가지며, 상기 퍼지 가스용 노즐은, 상기 원환부에 형성된 개구를 통해 상기 퍼지 가스를 상기 원통부 내에 취입하는 것이 바람직하다.
상기 연료, 상기 지연성 가스 및 상기 처리 가스는, 상기 원통부의 내주면의 접선 방향을 향해 취입되는 것이 바람직하다.
또한, 본 개시의 다른 양태에 의하면, 연소실 본체와, 상기 연소실 본체의 상부에 분리 가능하게 체결되는 상기한 버너 헤드를 구비하는 것인, 배기가스 처리 장치용 연소실이 제공된다.
또한, 본 개시의 다른 양태에 의하면, 상기한 연소실의 메인터넌스 방법으로서, 상기 연소실 본체로부터 상기 버너 헤드를 분리하는 것과, 상기한 새로운 버너 헤드를 상기 연소실 본체에 체결하는 것을 포함하는 것인, 연소실의 메인터넌스 방법이 제공된다.
또한, 본 개시의 다른 양태에 의하면, 상기한 버너 헤드를 연소실 본체의 상부에 분리 가능하게 체결하는 것을 포함하는 것인, 배기가스 처리 장치용 연소실의 제조 방법이 제공된다.
또한, 본 개시의 다른 양태에 의하면, 연소실 본체의 상부에 부착함으로써 배기가스 처리 장치용 연소실을 구성하는 버너 헤드의 제조 방법으로서, 케이스에, 상기 연소실 본체와 분리 가능하게 체결하기 위한 체결부와, 연료를 상기 케이스 내에 취입하는 연료용 노즐과, 지연성 가스를 상기 케이스 내에 취입하는 지연성 가스용 노즐과, 처리 가스를 상기 케이스 내에 취입하는 처리 가스용 노즐을 용접하는 공정을 구비하는 것인, 버너 헤드의 제조 방법이 제공된다.
또한, 본 개시의 다른 양태에 의하면, 연소실 본체의 상부에 부착함으로써 배기가스 처리 장치용 연소실을 구성하는 버너 헤드의 제조 방법으로서, 주조에 의해, 측면에 형성되는 제1 개구에 처리 가스용 노즐이 접속되는 원통부를 형성하는 공정과, 기계 가공에 의해, 상기 원통부의 측면에 제2 개구 및 제3 개구를 형성하는 공정과, 용접에 의해, 연료를 상기 원통부 내에 취입하는 연료용 노즐을 상기 제2 개구에 부착하고, 지연성 가스를 상기 원통부 내에 취입하는 지연성 가스용 노즐을 상기 제3 개구에 부착하는 공정을 구비하는 것인, 버너 헤드의 제조 방법이 제공된다.
상기 원통부를 형성하는 공정에서는, 상기 원통부의 내면에 돌기를 형성하고, 상기 제2 개구 및 상기 제3 개구를 형성하는 공정에서는, 상기 원통부의 외면으로부터 상기 돌기를 향해 드릴을 관통시키는 것이 바람직하다.
배기가스 처리 장치에 있어서의 연소실의 메인터넌스가 용이해진다.
도 1은 배기가스 처리 장치용 연소실(1)의 모식도이다.
도 2는 버너 헤드(100)의 사시도이다.
도 3a는 원통부(11a)의 사시도이다.
도 3b는 원통부(11a)의 측면도이다.
도 3c는 원환부(11b)의 사시도이다.
도 3d는 도 3c에 있어서의 원환부(11b)의 연직 방향 중심을 통과하는 수평 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 버너 헤드(100)에 있어서의 연료용 노즐(13a), 지연성 가스용 노즐(13b) 및 처리 가스용 노즐(13c)을 통과하는 수평 단면도이다.
도 5는 천장부(11c) 및 돌출부(11d)의 사시도이다.
도 6은 도 2에 있어서의 체결부(11b1)를 포함하는 연소실(1)의 연직 단면도(A 단면)이다.
도 7은 도 2에 있어서의 퍼지 가스용 노즐(13d)을 포함하는 연소실(1)의 연직 단면도(B 단면)이다.
도 8a는 도 7에 있어서의 물 공급 노즐(23)을 포함하는 수평 방향 단면도이다.
도 8b는 도 8a의 Q-Q 화살표 방향에서 본 도면이다.
도 9a는 케이스(11)에 있어서의 원환부(11b)의 제조 순서의 일례를 도시한 도면이다.
도 9b는 케이스(11)에 있어서의 원환부(11b)의 제조 순서의 일례를 도시한 도면이다.
도 9c는 케이스(11)에 있어서의 원환부(11b)의 제조 순서의 일례를 도시한 도면이다.
도 10a는 케이스(11)에 있어서의 천장부(11c) 및 돌출부(11d)의 제조 순서의 일례를 도시한 도면이다.
도 10b는 케이스(11)에 있어서의 천장부(11c) 및 돌출부(11d)의 제조 순서의 일례를 도시한 도면이다.
도 10c는 케이스(11)에 있어서의 천장부(11c) 및 돌출부(11d)의 제조 순서의 일례를 도시한 도면이다.
도 11a는 버너 헤드(100)의 제조 순서의 일례를 도시한 도면이다.
도 11b는 버너 헤드(100)의 제조 순서의 일례를 도시한 도면이다.
도 11c는 버너 헤드(100)의 제조 순서의 일례를 도시한 도면이다.
도 11d는 버너 헤드(100)의 제조 순서의 일례를 도시한 도면이다.
도 11e는 버너 헤드(100)의 제조 순서의 일례를 도시한 도면이다.
도 11f는 버너 헤드(100)의 제조 순서의 일례를 도시한 도면이다.
도 12a는 버너 헤드(100)의 제조 순서의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 12b는 버너 헤드(100)의 제조 순서의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 12c는 버너 헤드(100)의 제조 순서의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 13a는 버너 헤드(100)의 제조 순서의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 13b는 버너 헤드(100)의 제조 순서의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 13c는 버너 헤드(100)의 제조 순서의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 14a는 버너 헤드(100)의 제조 순서의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 14b는 버너 헤드(100)의 제조 순서의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 14c는 버너 헤드(100)의 제조 순서의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 15a는 연소실(1)의 부분 수직면도이다.
도 15b는 연소실(1)의 수평 단면도이다.
도 16a는 연소실(1)의 부분 수직면도이다.
도 16b는 연소실(1)의 수평 단면도이다.
도 17a는 연소실(1)의 부분 수직면도이다.
도 17b는 연소실(1)의 수평 단면도이다.
도 18은 연소실(1)을 구비한 배기가스 처리 장치의 전체 구성을 도시한 모식도이다.
이하, 실시형태에 대해 도면을 참조하면서 설명한다.
도 1은 배기가스 처리 장치용 연소실(1)의 모식도이다. 본 실시형태에서는, 연소실(1)이, 버너 헤드(100) 및 연소실 본체(200)로 구성된다. 버너 헤드(100)는, 연소실 본체(200)에 착탈 가능하고, 연소실 본체(200)의 상부에 버너 헤드(100)를 체결함으로써 연소실(1)이 제조된다. 이 연소실(1) 내에서 배기가스(처리 가스)를 연소시킴으로써 배기가스를 무해화한다.
연소실(1)을 하나의 부재로 형성하는 것보다, 버너 헤드(100) 및 연소실 본체(200)로 분할함으로써, 전체의 길이를 억제할 수 있고, 제조가 용이해진다. 또한, 연소실(1)의 상부 내벽에 분진 등이 퇴적되는 것과 같은 경우에도, 연소실 본체(200)로부터 버너 헤드(100)를 분리하고, 새로운 버너 헤드(100)를 연소실 본체(200)에 체결함으로써, 용이하게 메인터넌스를 할 수 있다.
도 2는 버너 헤드(100)의 사시도이다. 버너 헤드(100)는, 케이스(11)와, 점화용의 파일럿 버너(12)와, 연료용 노즐(13a)과, 지연성 가스용 노즐(13b)과, 처리 가스용 노즐(13c)과, 퍼지 가스용 노즐(13d)을 갖는다.
도 2 및 이하의 예에서는, 2개씩의 연료용 노즐(13a) 및 지연성 가스용 노즐(13b)과, 4개의 처리 가스용 노즐(13c)이 설치된다. 보다 구체적으로는, 인접한 2개의 처리 가스용 노즐(13c) 사이에, 하나의 연료용 노즐(13a) 또는 하나의 지연성 가스용 노즐(13b)이 배치된다. 연료용 노즐(13a)은, 예컨대 공기비 1.3 정도로 연료 유량과 지연성 가스 유량을 결정한 경우에, 지연성 가스 유량에 대해, 1/15 정도의 유량이 되기 때문에, 상대적으로 가는 관으로 구성될 수 있다. 지연성 가스용 노즐(13b)은, 내벽에 생성물의 부착을 방지하기 위해서, 내벽에서 균일한 접선 방향의 흐름을 확보하기 위해, 세로로 긴 관으로 구성될 수 있다. 처리 가스용 노즐(13c)은, 승화성 생성물의 부착에 의한 배관 폐색의 가능성이 있기 때문에, 상대적으로 굵은 관으로 구성될 수 있다. 한편, 상기한 것은, 일례에 불과하고, 연료용 노즐(13a), 지연성 가스용 노즐(13b) 및 처리 가스용 노즐(13c)의 수, 형상, 설치 위치 등에 특별히 제한은 없다.
케이스(11)는, 상방 및 하방이 개구된 원통부(11a)와, 원통부(11a)의 하부에 끼워지는 원환부(11b)와, 원통부(11a)의 상방 개구에 설치되고 중앙이 개구된 천장부(11c)와, 천장부(11c)의 개구로부터 상향으로 돌출되는 돌출부(11d)로 이루어진다. 이들은 일체여도 좋고, 착탈 가능한 복수 부재로 구성되어도 좋다.
케이스(11)[보다 상세하게는, 원통부(11a)]의 측면에 개구가 형성되고, 연료용 노즐(13a), 지연성 가스용 노즐(13b) 및 처리 가스용 노즐(13c)로부터, 각각 연료, 지연성 가스 및 처리 가스가, 케이스(11) 내에 취입된다. 처리 가스용 노즐(13c)에는, 착화 전에 처리 가스 도입 노즐 부분에 체류하는 가스, 생성물을 불어내기 위한 처리 가스용 노즐 퍼지 가스 도입 노즐(13e)을 설치한다.
도 3a 및 도 3b는 각각 원통부(11a)의 사시도 및 측면도이다. 원통부(11a)는, 예컨대 두께가 10㎜ 정도, 내경이 70㎜ 정도의 두꺼운 관으로 형성된다. 두꺼운 관을 이용함으로써, 원통부(11a)의 상방을 향해 개구되는 구멍(11a3)을 형성하는 것이 가능하고, 카트리지 히터(도시하지 않음)를 삽입할 수 있도록 이루어진다.
승화성 생성물의 부착을 방지하기 위해서, 스테인리스제 배관의 내부 표면 온도를 올리기 위해, 통상은 배관의 외측으로부터 재킷 히터를 사용하는 것이 일반적이지만, 두꺼운 관을 카트리지 히터로 직접 따뜻하게 함으로써, 재킷 히터보다 효율적으로 승온시킬 수 있기 때문에, 에너지 절약에 기여한다. 복잡한 형상의 버너 헤드의 승온도 가능해진다. 또한 카트리지 히터는 재킷 히터보다 저렴하기 때문에, 비용 절감이 된다.
그리고, 원통부(11a)의 측면에, 연료용 노즐(13a), 지연성 가스용 노즐(13b) 및 처리 가스용 노즐(13c)과 각각 접속되는 개구(15a∼15c)가 형성된다. 이들 개구(15a∼15c)의 적어도 일부는, 원통부(11a)의 축선과 직교하는 동일 평면[도 3b의 일점 쇄선(P)]에 위치하는 것이 바람직하다.
개구(15a∼15c)의 수나 형상은, 연료용 노즐(13a), 지연성 가스용 노즐(13b) 및 처리 가스용 노즐(13c)에 맞춰 형성된다. 연료와 지연성 가스의 취출(吹出) 유속은, 운동량이 거의 동일해지도록 취출 구경(개구)을 설계한다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 예에서는, 연료용 개구(15a)는, 예컨대 연직 방향으로 늘어서는 3개의 직경 2㎜ 정도의 작은 구멍의 집합으로 형성될 수 있다. 지연성 가스용 개구(15b)는, 예컨대 연직 방향으로 늘어서는 10개의 직경 4㎜ 정도의 작은 구멍의 집합으로 형성될 수 있다. 처리 가스용 개구(15c)는, 직경 25㎜ 정도의 하나의 구멍으로 형성될 수 있다.
도 3c는 원환부(11b)의 사시도이다. 또한, 도 3d는 도 3c에 있어서의 원환부(11b)의 연직 방향 중심을 통과하는 수평 단면도이다. 원환부(11b)에는, 측면으로부터 외측을 향해 10㎜ 정도 돌출되는 1개 또는 복수(동 도면에서는 등간격으로 4개)의 체결부(11b1)가 용접에 의해 설치된다. 체결부(11b1)에는 개구(11b2)가 형성되고, 후술하는 바와 같이 볼트로 연소실 본체(200)에 체결될 수 있도록 이루어진다.
또한, 원환부(11b)에는 측면으로부터 내측으로 향하는 2개의 개구(11b3)가 형성되고, 이들 개구(11b3)의 각각에 퍼지 가스용 노즐(13d)이 부착된다. 퍼지 가스용 노즐(13d)은 원통부(11a)의 내주면의 접선 방향으로 향한다.
도 4는 도 2에 도시된 버너 헤드(100)에 있어서의 연료용 노즐(13a), 지연성 가스용 노즐(13b) 및 처리 가스용 노즐(13c)을 통과하는 수평 단면도이다. 도시와 같이, 2개씩의 연료용 노즐(13a) 및 지연성 가스용 노즐(13b) 그리고 4개의 처리 가스용 노즐(13c)이, 원통부(11a)의 측면에 형성된 개구(15a∼15c)의 위치에 각각 부착된다. 개구(15a∼15c)의 적어도 일부가 동일 평면 상에 있기 때문에, 연료용 노즐(13a), 지연성 가스용 노즐(13b) 및 처리 가스용 노즐(13c)도 동일 평면 상에 있다고 할 수 있다.
연료용 노즐(13a), 지연성 가스용 노즐(13b) 및 처리 가스용 노즐(13c)은, 원통부(11a)의 내주면의 접선 방향(혹은, 접선 방향으로부터 약간 기울어진 방향, 이하 동일함)으로 향한다. 원통부(11a)가 10㎜ 정도의 두께인 경우, 원통부(11a)에서 도움닫기(助走) 거리를 확보할 수 있어, 정류된 연료, 지연성 가스 및 처리 가스가 원통부(11a)의 접선 방향을 향해 공급된다.
도 5는 천장부(11c) 및 돌출부(11d)의 사시도이다.
돌출부(11d) 내에는, 연료 및/또는 지연성 가스에 점화하는 파일럿 버너(12)가 배치된다. 그리고, 돌출부(11d)의 측면에는, 2개의 개구(도시하지 않음)가 형성된다. 상방의 개구를 통해, 연료 공급 노즐(11d1)이 돌출부(11d) 내에 연통(連通)되고, 연료가 공급된다. 또한, 하방의 개구를 통해, 공기 공급 노즐(11d2)이 돌출부(11d) 내에 연통되고, 공기가 공급된다. 천장부(11c)를 원통부(11a)로부터 분리 가능하게 하거나, 돌출부(11d)를 천장부(11c)로부터 분리 가능하게 하고, 파일럿 버너(12)를 원통부(11a)로부터 분리 가능하게 하는 것이 바람직하다.
천장부(11c)에는, 1개 또는 복수의 구멍(11c1)이 형성된다. 이 구멍(11c1)은, 원통부(11a)에 있어서의 구멍(11a3)(도 3a 참조)과 대응하는 위치에 형성된다. 구멍(11c1)을 통해, 전술한 바와 같이 구멍(11a3)에 카트리지 히터를 삽입할 수 있다.
도 6은 도 2에 있어서의 체결부(11b1)를 포함하는 연소실(1)의 연직 단면도(A 단면)이다. 연소실 본체(200)는, 상방[버너 헤드(100)측] 및 하방이 개구된 상측 원통부(21)와, 상측 원통부(21)의 하방 개구로부터 하방으로 연장되는 하측 원통부(22)를 갖는다. 이들은 일체여도 좋고, 복수 부재로 구성되어도 좋다.
상측 원통부(21)의 직경은, 버너 헤드(100)에 있어서의 원환부(11b)의 직경과 거의 동일하다. 그리고, 상측 원통부(21) 상에 원환부(11b)가 배치된다. 버너 헤드(100)에 있어서의 원통부(11a)의 하부는, 연소실 본체(200)에 있어서의 상측 원통부(21) 내에 있다. 하측 원통부(22)의 직경은 상측 원통부(21)의 직경보다 작고, 버너 헤드(100)에 있어서의 원통부(11a)의 직경과 거의 동일하다.
상측 원통부(21)의 상단으로부터 외측을 향해 체결부(21a)가 연장된다. 체결부(21a)에는, 버너 헤드(100)의 체결부(11b1)에 형성된 개구와 대향하는 위치에 개구가 있다. 체결부(11b1, 21a)의 개구에 상방[버너 헤드(100)측]으로부터 볼트(14a)를 삽입하고, 하방[연소실 본체(200)측]에서 너트(14b)를 볼트(14a)의 하부에 끼움으로써, 버너 헤드(100)와 연소실 본체(200)를 체결할 수 있다. 이에 의해, 버너 헤드(100) 및 연소실 본체(200)가 일체가 되어 내부에 원통형의 공동을 갖는 연소실(1)이 구성된다.
도 7은 도 2에 있어서의 퍼지 가스용 노즐(13d)을 포함하는 연소실(1)의 연직 단면도(B 단면)이다. 연소실 본체(200)에 있어서의 상측 원통부(21)의 측면에 형성된 개구에 물 공급 노즐(23)이 연통되고, 상측 원통부(21) 내에 물이 공급된다. 한편, 물 공급 노즐(23)은, 반드시 퍼지 가스용 노즐(13d)과 동일 평면 내에 없어도 좋다.
또한, 원환부(11b)에 형성된 개구(11b3)는, 하방이 개구된 원형홈(11b4)에 연결된다. 따라서, 퍼지 가스용 노즐(13d)로부터의 퍼지 가스는, 개구(11b3) 및 원형홈(11b4)을 통해 상측 원통부(21) 내에 공급된다.
한편, 연소실(1) 전체로 보면, 가장 상방에 파일럿 버너(12)가 있고, 그 하방에 연료용 노즐(13a), 지연성 가스용 노즐(13b) 및 처리 가스용 노즐(13c)(도 7에는 도시하지 않음)이 있으며, 그 더욱 하방에 퍼지 가스용 노즐(13d)이 있고, 그 더 더욱 하방에 물 공급 노즐(23)이 있다.
이하, 물 공급 노즐(23) 및 퍼지 가스용 노즐(13d)의 역할에 대해 상세히 설명한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 연소실(1)에는, 연료, 지연성 가스 및 처리 가스가 취입되는 위치보다 약간 하방의 위치에서, 연소실(1)의 내벽면 상에 습윤벽(수막)(23a)을 형성하기 위한 물을 공급하는 물 공급 노즐(23)이 설치된다. 보다 상세하게는, 물 공급 노즐(23)은, 연소실 본체(200)에 있어서의 상측 원통부(21)의 측벽에 설치된다. 물 공급 노즐(23)로부터의 물은 상측 원통부(21)에 저장되기 때문에, 상측 원통부(21)를 물 저장부라고 부를 수도 있다.
상측 원통부(21)는, 하측 원통부(22)의 측벽으로부터 반경 방향 외측으로 연장되어 상측 원통부(21)의 바닥면을 형성하는 환형의 바닥판(21b)과, 바닥판(21b)의 외주단으로부터 대략 수직 방향으로 연장되어 상측 원통부(21)의 측벽을 형성하는 원통형의 측판(21c)으로 구성된다. 물 공급 노즐(23)은 측판(21c)에 고정된다. 물 공급 노즐(23)은 상측 원통부(21)의 내주면의 접선 방향을 향해 물을 분출하도록 배치된다.
물 공급 노즐(23)로부터 상측 원통부(21)의 내주면의 접선 방향을 향해 물을 분출함으로써, 상측 원통부(21)에는, 반경 방향 외측으로부터 내측을 향해 비스듬히 하방으로 경사진 수면을 갖는 선회류(旋回流)로 이루어지는 수막이 형성된다. 그리고, 경사진 수면을 갖는 선회류(수막)의 하단이며 또한 반경 방향 내단(內端), 즉 상측 원통부(21)의 바닥판(21b)의 반경 방향 내단으로부터, 수막은, 하측 원통부(22)의 내벽을 따라 흘러내려 가서, 연소실(1)의 내벽에 습윤벽수(水)(23a)가 형성된다(이 점에 대해서는, 이후에 상세히 서술한다).
상측 원통부(21)의 상방에는, 원형홈(11b4) 및 개구(11b3)로 이루어지는 퍼지 가스 취입부(11b5)가 형성된다. 퍼지 가스 취입부(11b5)를 통해 퍼지 가스를 취입하는 복수의 퍼지 가스용 노즐(13d)이 원주 방향으로 간격을 두고 형성된다. 퍼지 가스용 노즐(13d)로부터 퍼지 가스 취입부(11b5)로 퍼지 가스가 취입되고, 퍼지 가스는 원형홈(11b4)의 하단 개구로부터 하방으로 분출되도록 이루어진다. 퍼지 가스에는 공기 또는 질소가 이용될 수 있다.
보다 상세하게는, 퍼지 가스를 취입하는 퍼지 가스용 노즐(13d)이 원환부(11b)로부터 접선 방향을 향해 설치되고(도 3d도 참조), 퍼지 가스를 원형홈(11b4)의 외주측의 면의 접선 방향을 향해 취입함으로써, 퍼지 가스는 원형홈(11b4)의 전체 둘레에 충만하여 원형홈(11b4)의 하단 개구의 전체 둘레로부터 하방으로 원환형으로 취출(吹出)된다. 이와 같이, 원형홈(11b4)으로부터 퍼지 가스를 원환형으로 취출함으로써, 습윤벽수(23a)의 상단부 및 그 근방[즉, 상측 원통부(21)에 형성되는 물의 선회류(수막)의 상단부 및 그 근방]의 주변 분위기를 퍼지 가스(공기 또는 질소)로 치환할 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 상측 원통부(21)에 습윤벽수(23a)의 선회류를 형성하기 위한 구성을 도시한 도면이다. 보다 상세하게는, 도 8a는 도 7에 있어서의 물 공급 노즐(23)을 포함하는 수평 방향 단면도이고, 도 8b는 도 8a의 Q-Q 화살표 방향에서 본 도면이다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 습윤벽수(23a)는, 상측 원통부(21)의 측판(21c)의 내주의 접선 방향으로 설치되는 물 공급 노즐(23)로부터 임의의 유속으로 공급되고, 그 운동 에너지에 의해 상측 원통부(21)의 벽면 내주를 따라 흐른다. 습윤벽수(23a)는 원주 상을 이동하기 때문에 원심력이 작용하여, 도 8b에 도시된 바와 같이 측판(21c)의 벽면을 따라 주회(周回)를 계속하려고 하는 한편, 물은 연속해서 공급되기 때문에, 1바퀴째, 2바퀴째, 3바퀴째로 주회를 거듭할수록 위로 밀려올라 간다.
단 주회함에 따라 마찰에 의해 운동 에너지가 작아져 가고, 동시에 원심력도 약해지기 때문에, 위로 밀려 올라간 물은 중력에 의해 원주의 내측을 향해 흘러내려 간다. 이와 같이 하여 물 튀김이 일어나지 않고, 도중에 끊기는 일이 없는, 반경 방향 외측으로부터 내측을 향해 비스듬히 하방으로 경사진 수면을 갖는, 수막이 형성된다. 이 경사진 수면을 갖는 수막은, 도 7에 도시된 바와 같이, 상측 원통부(21)의 바닥판(21b)의 내단으로부터 하측 원통부(22)의 내벽을 따라 흘러내려 가서, 연소실(1)의 내벽에 습윤벽수(23a)가 형성된다.
퍼지 가스 취입부(11b5)로부터 퍼지 가스를 적정한 유량으로 취입함으로써, 연소실(1)의 내벽에 고형물이 부착되는 것을 방지할 수 있다.
이상 설명한 연소실(1)에 있어서, 연료용 노즐(13a), 지연성 가스용 노즐(13b) 및 처리 가스용 노즐(13c)로부터, 연료, 지연성 가스 및 처리 가스를 각각 연소실(1)의 내주면의 접선 방향을 향해, 화염의 연소 속도 이상의 유속으로 취입한다. 이에 의해, 연소실(1)의 내벽으로부터 떠 있는 3종 혼합의 원통형 혼합 화염이, 연소실(1)의 축선 방향을 따라 형성된다.
3종의 가스를 함께 접선 방향으로 취입함으로써, 선회 원심력에 의해 원통형 혼합 화염의 외측은, 온도가 낮고 무거운, 미연의 3종 혼합 가스, 내측은, 온도가 높고 가벼운, 3종 혼합의 연소 후 가스의 분포가 형성된다. 따라서, 원통형 혼합 화염은, 온도가 낮은 미연의 3종 혼합 가스에 덮여 자기 단열된 상태가 되기 때문에, 방열에 의한 온도 저하가 없고, 연소 효율이 높은 가스 처리가 행해진다.
또한, 처리 가스는 통상 N2 가스 등에 의해 희석되어 배기가스 처리 장치에 유입되기 때문에, 이 N2 가스를 포함하는 처리 가스를 연료 및 지연성 가스와 혼소(混燒)함으로써, 완만한 연소가 되어, 국소적인 고온부가 형성되지 않기 때문에, NOx의 발생이 억제된다.
또한, N2 가스를 포함하는 처리 가스를 연료 및 지연성 가스와 혼소함으로써, 원통형이 되는 화염의 직경이 작아지고, 연소실(1)의 내벽면 온도가 저하된다. 즉, 본 연소 방식의 특징인 화염의 단열성이 촉진되기 때문에, 도 7에 도시된 바와 같이, 연소실(1)의 내벽면에 습윤벽(수막)을 형성해도 화염 및 화염 내측의 연소 가스 온도가 저하되는 일은 없다.
그리고, 연소 후에 생성되는 SiO2　등의 분체는, 가스 선회류의 원심력에 의해 외측의 습윤벽수(23a)에 포집되어 하부로 씻겨 버려지기 때문에, 연소실(1)의 내벽면에 퇴적되지 않고, 또한 연소실(1)에서 대부분의 분체가 습윤벽수(23a)에 포집되게 되기 때문에, 배기가스 처리 장치의 스크러버 성능(분체 제거 성능)이 향상된다. 부식성 가스도 습윤벽수(23a)에 의해 씻겨 버려져, 연소실(1)의 내벽면의 부식을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 연소실(1)의 내벽면, 나아가서는 버너 헤드(100)에 있어서의 케이스(11)의 내벽면 온도는 낮아, 40도 정도이다. 만일 케이스(11)의 내벽면이 수백도 정도까지 내벽면 온도가 상승한다면, 용접으로 체결부(11b1)를 부착할 수 없고, 플랜지를 이용하게 되어, 연소실(1)이 대형화되지 않을 수 없다.
이에 대해, 본 실시형태에서는 케이스(11)의 내벽면 온도가 낮기 때문에, 열에 의한 응력이 낮다. 따라서, 케이스(11)[도 2의 예에서는 원환부(11b)]에 체결부(11b1)를 용접으로 부착하는 것이 가능해져, 연소실(1)을 소형화할 수 있다. 또한, 연료용 노즐(13a), 지연성 가스용 노즐(13b) 및 처리 가스용 노즐(13c)도, 용접으로 케이스(11)[도 2의 예에서는 원통부(11a)]에 부착할 수 있다.
다음으로, 전술한 연소실(1)에 의한 처리 가스(배기가스)의 처리예를 설명한다.
처리 가스의 연소실(1)에의 유입량에 따라, 처리 가스(주성분의 하나로 N2 가스를 포함함), 연료 가스 및 지연성 가스의 3종의 혼합기(混合氣)의 조성을 연소 범위로 하면서, 가스 처리에 필요한 가스 온도를 확보할 수 있는 적절한 연료 및 지연성 가스의 유량을 설정한다. 이하, 3종의 조성과 연소 범위와의 관계를 연료 가스를 프로판으로 한 경우로 설명한다.
지연성 가스가 순(純)산소이고, 처리 가스의 N2가 없는 경우, 혼합기에 대한 프로판 성분 %는, 연소의 하 한계는 2%이고, 상 한계는 40%이다. 지연성 가스를 공기(N2와 O2의 조성비는 79:21)로 한 경우, 혼합기에 대한 프로판 성분 %는, 연소의 하 한계는 2%이고, 상 한계는 10%인 것이, 알려져 있다.
이것에 처리 가스의 주가 되는 N2가 더해져, 예컨대 N2와 O2의 조성비가, 85:15가 된 경우, 혼합기에 대한 프로판 성분 %는, 연소의 하 한계는 2%이고, 상 한계는 6%인 것이, 알려져 있다. 한편, 연료 가스(연료)가 도시 가스, 천연 가스　등의 다른 가스인 경우에는, 프로판이 연료 가스인 경우와 동일한 수법에 의해 혼합기의 연소 범위를 구하면 된다.
즉, 연료 가스, 지연성 가스(산소와 공기) 및 처리 가스의 N2의 혼합기의 조성과 연소 범위의 관계를 기초로 조정할 수 있다. 동일 평면 상에 설치하는 연료용 노즐(13a), 지연성 가스용 노즐(13b) 및 처리 가스용 노즐(13c)의 세트를, 예컨대 2단 설치한 경우, 연료 유량과 지연성 가스 유량과 처리 가스 유량의 밸런스(조성비)를 변경하여, 예컨대 상단측의 처리 가스 유입량을 줄이고, 하단측을 늘림으로써, 화염의 안정성을 향상시킬 수 있다.
계속해서, 도 2에 도시된 버너 헤드(100)의 제조 방법을 설명한다. 개략으로서는, 케이스(11)에, 체결부(11b1), 연료용 노즐(13a), 지연성 가스용 노즐(13b) 및 처리 가스용 노즐(13c)을 임의의 순서로 용접함으로써, 버너 헤드(100)가 제조된다. 이하, 보다 구체적인 예를 설명한다.
도 9a 내지 도 9c는 케이스(11)에 있어서의 원환부(11b)의 제조 순서의 일례를 도시한 도면이다. 먼저, 도 9a에 도시된 바와 같이, 스테인리스제의 환형 부재(11b2)의 측면에 개구(11b3) 및 원형홈(11b4)(도시하지 않음)을 형성한다. 계속해서, 도 9b에 도시된 바와 같이, 개구(11b3)의 위치에 퍼지 가스용 노즐(13d)을 용접한다. 다음으로, 도 9c에 도시된 바와 같이, 4개의 체결부(11b1)를, 환형 부재(11b2)의 측면이자 개구(11b3)와는 상이한 위치에, 등간격으로 용접한다. 이에 의해 원환부(11b)가 완성된다.
도 10a 내지 도 10c는 케이스(11)에 있어서의 천장부(11c) 및 돌출부(11d)의 제조 순서의 일례를 도시한 도면이다. 도 10a에 도시된 바와 같이, 스테인리스제의 원형 부재(11c2)의 외연부에 구멍(11c1)을, 중앙부에 개구(11c3)를 형성하여, 천장부(11c)를 제작한다. 계속해서, 도 10b에 도시된 바와 같이, 개구(11c3)의 위치에 돌출부(11d)를 부착한다. 다음으로, 도 10c에 도시된 바와 같이, 돌출부(11d)의 상부에 연료 공급 노즐(11d1)을, 그 하방에 공기 공급 노즐(11d2)을 용접한다. 이에 의해, 천장부(11c) 및 돌출부(11d)가 완성된다.
도 11a 내지 도 11f는 버너 헤드(100)의 제조 순서의 일례를 도시한 도면이다. 먼저, 도 11a에 도시된 바와 같이, 스테인리스제이며, 두께 10㎜, 내경 70㎜ 정도의, 두꺼운 관의 측면에 개구(15a∼15c)를 형성하고, 상면에 구멍(11a3)을 형성하여, 원통부(11a)를 제작한다. 계속해서, 도 11b에 도시된 바와 같이, 원통부(11a)의 상부에 천장부(11c)를 부착한다. 이때, 원통부(11a)의 구멍(11a3)과 천장부(11c)의 구멍(11c1)이 연직 방향에서 일치하도록 한다.
다음으로, 도 11c에 도시된 바와 같이, 미리 제작한 2개의 지연성 가스용 노즐(13b)을 원통부(11a)의 개구(15b)의 위치에 용접한다. 그 후, 도 11d에 도시된 바와 같이, 원통부(11a)의 하방으로부터 원환부(11b)를 끼워 고정한다. 계속해서, 도 11e에 도시된 바와 같이, 미리 제작한 4개의 처리 가스용 노즐(13c)을 원통부(11a)의 개구(15c)의 위치에 용접한다. 또한, 도 11f에 도시된 바와 같이, 2개의 연료용 노즐(13a)을 원통부(11a)의 개구(15a)의 위치에 용접한다. 이상에 의해, 버너 헤드(100)가 완성된다.
전술한 버너 헤드(100)는, 2개의 연료용 노즐(13a), 2개의 지연성 가스용 노즐(13b) 및 4개의 처리 가스용 노즐(13c)이 원통형의 연소실(1)의 축선에 직교하는 동일 평면 상에 위치하는 경우를 설명하였으나, 이들이 연소실(1)의 축선 방향으로 어긋나게 배치되는 경우라도, 하기의 (1) 및 (2)의 조건을 만족시키면, 연소실(1)의 내벽으로부터 떠 있는 3종 혼합의 원통형 혼합 화염을 형성할 수 있다. 또한, 연료용 노즐(13a), 지연성 가스용 노즐(13b) 및 처리 가스용 노즐(13c)은, 복수로 분할하여 연소실(1)의 원주 방향으로 이격시켜 배치되어도 좋다.
(1) 연료용 노즐(13a), 지연성 가스용 노즐(13b) 및 처리 가스용 노즐(13c)이, 연료(연료 가스), 지연성 가스 및 처리 가스를 각각 연소실(1)의 내주면의 접선 방향으로 취입하여, 연료, 지연성 가스 및 처리 가스의 3종 혼합의 선회류를 형성한다.
(2) 연소실(1)에 취입되는 연료(연료 가스), 지연성 가스 및 처리 가스 중의 적어도 하나의 가스가, 연소실(1)에 최후에 취입되어 3종 혼합의 선회류가 형성되었을 때에, 3종의 혼합기의 조성이, 연소 범위에 도달한다.
상기 (1) 및 (2)의 조건을 만족시킴으로써, 연소실(1)의 내벽으로부터 떠 있는 3종 혼합의 원통형 혼합 화염을 형성할 수 있으나, 3종 혼합의 원통형 혼합 화염이 형성된 후에 있어서는, 연료용 노즐(13a), 지연성 가스용 노즐(13b) 및 처리 가스용 노즐(13c)의 하류측(후단)에, 또한 연료용 노즐(13a) 및 처리 가스용 노즐(13c)을 설치하고, 이들 노즐로부터 연료와 처리 가스를 취입함으로써, 연소 온도를 향상시켜, 가스 처리 성능을 향상시킬 수도 있다.
다음으로, 상기 (1) 및 (2)의 조건을 만족시키는 각종 변형예에 대해 도면을 참조하여 설명한다.
먼저, 연소실(1)에 최초로 취입되어 선회류를 최초로 형성하는 노즐, 즉 선회류를 개시하는 노즐로서, 연료용 노즐(13a), 지연성 가스용 노즐(13b) 및 처리 가스용 노즐(13c) 중 어떤 노즐을 선정하는지를 설명하고, 선정된 노즐을 기준으로 하여 선회류의 하류측을 향해 다른 노즐을 어떻게 배치하는지에 대해 설명한다.
도 11a 내지 도 11f는 주로 용접에 의해 버너 헤드(100)를 제조하는 예를 도시하였으나, 주물에 의해 제조할 수도 있다.
먼저, 도 12a 내지 도 12c에 도시된 토대(101)를 주조에 의해 작성하고, 하면에 있어서의 탕구(湯口; A)의 절단 및 블라스트 마감(blast finish)을 행한다. 한편, 도 12a 내지 도 12c는 각각 토대(101)의 상면도, 사시도 및 측면도이다. 이 토대(101)는, 주로 버너 헤드(100)의 원통부(11a), 원환부(11b) 및 처리 가스용 노즐(13c)에 대응한다.
여기서, 원통부(11a)에는 처리 가스용 노즐(13c)이 접속되는 개구(15c)가 형성된다(도 12b). 개구(15c)의 형상은 원통부(11a)의 길이 방향(연직 방향)으로 연장되는 슬릿형으로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 처리 가스가 원통부(11a)의 내면을 따르도록 흐르기 때문에, 산화 공기량이 적절해진다. 그 결과, 화염이 꺼지기 어려워진다. 또한, 버너 상부판[도 2의 천장부(11c)] 부근의 정체가 적어져, 생성물의 부착이 억제된다. 또한, 기액 계면의 물의 비말(飛沫)이 감소하여, 생성물의 부착이 억제된다. 주물에 의하면, 개구(15c)의 형상을 비교적 자유롭게 설계할 수 있다.
한편, 도 12a에 도시된 바와 같이, 원통부(11a)의 내측에는 돌기(102)를 형성하는 것이 바람직하다. 그 이유는 후술한다.
이 토대(101)의 제법은 여러 가지로 생각된다. 일례로서, 3D 프린터를 이용한 직접 주조로 제조할 수 있다. 즉, 3D 프린터를 이용하여 표적이 되는 토대(101)와 동형이며 수지제의 틀을 형성한다. 이 틀에 세라믹을 내뿜어 구움으로써 수지가 용해되어, 내부가 공동으로 된 세라믹의 틀이 생긴다. 이 틀에 금속을 유입시켜 굳히고, 세라믹의 틀을 나눔으로써, 금속제의 토대(101)가 생긴다. 이 수법에 의하면, 저렴하고 또한 단시간에 토대(101)를 작성할 수 있다.
그 외, 3D 프린터를 이용하여 금속제의 토대(101)를 작성해도 좋고, 통상의 주형에 의해 작성해도 좋다.
계속해서, 토대(101)에 대해 다음의 기계 가공을 행하여, 도 13a 내지 도 13c의 상태로 한다.
즉, 원통부(11a)에, 연료용 노즐(13a)이 접속되는 개구(15a) 및 지연성 가스용 노즐(13b)이 접속되는 개구(15b)를 드릴 가공에 의해 형성한다(도 13b). 이때, 원통부(11a)의 내측에 돌기(102)가 있음에 따라, 드릴을 원통부(11a)의 외면으로부터 내부의 돌기(102)를 향해 관통시킬 때의 빠져나가는 곳에 수직면이 확보되어, 개구(15a, 15b)의 형성이 용이해진다. 개구(15a, 15b)의 형성 후, 원통부(11a)의 내측의 마무리 절삭에 의해, 돌기(102)를 깎아 내측을 진원(眞圓)으로 한다.
또한, 원환부(11b)의 체결부(11b1)에, 연소실 본체(200)와 볼트로 체결하기 위한 개구(11b2)를 형성한다. 또한, 천장부(11c)를 부착하기 위한 탭 구멍(11c1) 및 O-링홈(11c2)을 원통부(11a)의 상면에 형성한다. 또한 원통부(11a)의 상면에, 카트리지 히터를 삽입하기 위한 구멍(11a3)을 형성한다.
또한, 처리 가스용 노즐(13c)용의 플랜지 부착부(B), 연소실 본체(200)와의 체결부(C) 및 탕구를 겸하는 하향 연장부(D)를 각각 마무리 절삭한다.
그 후, 플랜지(13c1)를 처리 가스용 노즐(13c)에 용접하고, 또한, 연료용 노즐(13a)을 원통부(11a)에 형성된 개구(15a)에 용접하며, 또한, 지연성 가스용 노즐(13b)을 원통부(11a)에 형성된 개구(15b)에 용접하여, 도 14a 내지 도 14c의 상태로 한다. 한편, 덮개부(13b1)를 통해 지연성 가스용 노즐(13b)을 원통부(11a)에 부착함으로써, 덮개부(13b1)와 원통부(11a)의 외면 사이에 공실(空室)이 형성된다. 이에 의해, 지연성 가스용 노즐(13b)로부터 공급된 연료가 상부의 개구(15b)로부터 하부의 개구(15b)까지 구석구석까지 도달하여, 균일하게 원통부(11a) 내에 지연성 가스가 공급된다. 연료용 노즐(13a)도 마찬가지이다.
그 후, 천장부(11c), 돌출부(11d) 및 파일럿 버너(12)를 원통부(11a) 상에 부착함으로써, 버너 헤드(100)가 완성된다.
도 15a 및 도 15b는 연료용 노즐(13a), 지연성 가스용 노즐(13b) 및 처리 가스용 노즐(13c)의 세트가 단일단(單段)(또는 2단의 경우의 상단)이며 처리 가스의 취입 노즐이 적은(1개의) 경우를 도시한 모식도이고, 도 15a는 연소실(1)의 부분 수직면도, 도 15b는 연소실(1)의 수평 단면도이다.
지연성 가스를 공기로 하고, 공기비를 1.3으로 한 경우, 연료 유량의 약 15배의 공기가 필요해진다. 이 경우, 연소실(1) 내의 선회력을 지배하는 것은, 공기의 유량 및 유속이 된다. 따라서, 도 15a 및 도 15b에 도시된 바와 같이, 지연성 가스로서 공기를 취입하는 지연성 가스용 노즐(13b)을, 선회류를 개시하는 노즐로 선정한다. 이에 의해, 연소실(1)에 있어서의 버너 헤드(100)의 천장부(11c)는 화염이 형성되기 직전의 지연성 가스에 의해 냉각되기 때문에, 천장부(11c)의 방열에 의한 열량 손실을 저감할 수 있고, 에너지 절약에 기여한다.
그리고, 선정된 지연성 가스용 노즐(13b)을 기준으로 하여, 선회류의 하류측을 향해 처리 가스용 노즐(13c) 및 연료용 노즐(13a)의 순서로 배치한다. 즉, 지연성 가스용 노즐(13b)과 연료용 노즐(13a) 사이에, 희석 N2를 주체로 한 처리 가스를 취입하는 처리 가스용 노즐(13c)을 설치함으로써, 지연성 가스는 처리 가스(N2 주체)와 혼합한 후에, 연료 가스를 혼합하여 착화되기 때문에, 국소적 고온부가 형성되지 않고, 균일한 온도장(溫度場)을 갖는 화염이 형성된다. 이에 의해, 가스 처리 성능은 향상되면서, 열적 NOx의 발생을 억제할 수 있다.
도 15a 및 도 15b에 있어서는, 연료용 노즐(13a), 지연성 가스용 노즐(13b) 및 처리 가스용 노즐(13c)이 원통형의 연소실(1)의 축선에 직교하는 동일 평면 상에 위치하는 구성을 예시하였으나, 이들을 연소실(1)의 축선 방향으로 어긋나게 해서 배치하는 경우에는, 도 15a에 있어서, 지연성 가스용 노즐(13b)을 최상단에 배치하고, 하방을 향해 처리 가스용 노즐(13c) 및 연료용 노즐(13a)의 순서로 어긋나게 해서 배치하면 된다. 한편, 도 15a에 도시된 단면도에서는, 단면의 앞쪽측(전방측)에 위치하는 처리 가스용 노즐(13c)을 가상선으로 나타내고 있다. 이하의 도면에서도 마찬가지이다.
도 16a 및 도 16b는 처리 가스용 노즐(13c)이 단일단으로 수납되지 않는 경우에, 연료용 노즐(13a), 지연성 가스용 노즐(13b) 및 처리 가스용 노즐(13c)의 세트를 상하로 2단 설치한 경우의 하단의 세트의 일례를 도시한 모식도이고, 도 16a는 연소실(1)의 부분 수직 단면도, 도 16b는 수평 단면도이다.
도 16a 및 도 16b에 도시된 바와 같이, 하단의 세트는, 선회류의 최상류측에 지연성 가스용 노즐(13b)을 배치하고, 이것을 기준으로 하여 선회류의 하류측을 향해 처리 가스용 노즐(13c-1), 처리 가스용 노즐(13c-2), 연료용 노즐(13a) 및 처리 가스용 노즐(13c-3)을 이 순서로 배치하여 구성된다.
이와 같이, 하단의 세트에도, 연료용 노즐(13a), 지연성 가스용 노즐(13b) 및 처리 가스용 노즐(13c-1∼13c-3)을 설치함으로써, 가스 혼합도가 균일화되기 때문에, 국소 고온부를 형성하지 않고, 균일한 온도장의 화염을 형성할 수 있다. 이에 의해, 가스 처리 성능은 향상되면서, 열적 NOx의 발생을 억제할 수 있다.
도 17a 및 도 17b는 처리 가스용 노즐(13c)이 단일단으로 수납되지 않는 경우에, 상하로 2단 설치한 경우의 하단의 세트의 다른 예를 도시한 모식도이고, 도 17a는 연소실(1)의 부분 수직 단면도, 도 17b는 수평 단면도이다.
도 17a 및 도 17b에 도시된 바와 같이, 하단의 세트는, 선회류의 최상류측에 처리 가스용 노즐(13c-1)을 배치하고, 이것을 기준으로 하여 선회류의 하류측을 향해 처리 가스용 노즐(13c-2), 연료용 노즐(13a) 및 처리 가스용 노즐(13c-3)을 이 순서로 배치하여 구성된다.
난분해성 가스 등이 처리 가스로서 연소실(1)에 유입되는 경우, 지연성 가스의 공기에 산소를 추가하여, 고온의 온도장을 형성할 필요가 있다. 이 경우, 상단의 세트는, 도 15a 및 도 15b의 세트와 동일한 구성으로 하고, 하단의 세트는 도 13a 및 도 13b에 도시된 세트로부터 지연성 가스용 노즐(13b)을 제외한 도 17a 및 도 17b에 도시된 세트로 하며, 상단의 세트에만 지연성 가스용 노즐(13b)을 설치한다.
화염의 형성 위치는, 도 16a 및 도 16b에 도시된 하단의 세트로 한 경우보다 선회 상류측으로 이동하여, 화염 체적을 작게 할 수 있기 때문에, 보다 고온의 온도장을 형성할 수 있다.
전술한 연소실(1)에 있어서, 연료 가스, 지연성 가스 및 처리 가스는, 화염의 연소 속도 이상의 유속으로 취입된다. 이 경우, 연료 가스, 지연성 가스 및 처리 가스의 유속은, 스월의 수(number of swirls)(선회 정도를 나타내는 무차원수)가 5∼40이 되도록 조정한다. 이와 같이 스월의 수를 기준으로 하여, 연료 가스, 지연성 가스 및 처리 가스의 유속을 조정함으로써, 소망의 원통형 혼합 화염을 형성할 수 있다. 또한, 화염의 안정성을 향상시키기 위해서, 파일럿 버너(12)가 항상 화염을 형성해 두는 것도 적합하다.
도 18은 연소실(1)을 구비한 배기가스 처리 장치의 전체 구성을 도시한 모식도이다. 도 18에 도시된 바와 같이, 배기가스 처리 장치는, 처리 가스(배기가스)를 연소하여 산화 분해하는 연소실(1)과, 이 연소실(1)의 후단에 배치되는 순환수 탱크(40) 및 배기가스 세정부(60)를 구비한다.
처리 가스(배기가스)는, 바이패스 밸브(삼방 밸브)(31)를 통해 연소실(1)에 있어서의 버너 헤드(100)의 내주면의 접선 방향으로 공급된다(도 18에서는, 모식적으로 상방으로부터 공급되도록 그리고 있음). 배기가스 처리 장치에 문제가 있는 경우에는, 바이패스 밸브(31)가 조작되어, 처리 가스가 배기가스 처리 장치에 도입되지 않고, 도시하지 않은 바이패스관으로 보내지도록 이루어진다. 마찬가지로, 연료 및 지연성 가스도 버너 헤드(100)의 내주면의 접선 방향으로 공급된다.
연료, 지연성 가스 및 처리 가스를 연소실(1)의 내주면의 접선 방향을 향해 화염의 연소 속도 이상의 유속으로 취입함으로써, 연소실(1)의 내벽으로부터 떠 있는 3종 혼합의 원통형 혼합 화염이 형성된다. 연소실 본체(200)의 상부에는 물 공급 노즐(23)로부터 물(W)이 공급되고, 이 물(W)은 연소실 본체(200)의 내면을 따라 아랴로 유동하여, 내면에 습윤벽(수막)을 형성한다. 이 습윤벽수(23a)에 의해, 처리 가스의 연소에 의해 생성되는 SiO2　등의 분체가 포집된다.
연소실(1)은 접속관(32)에 의해 하방으로 연장되고, 하방에 배치된 순환수 탱크(40)에 도달한다. 순환수 탱크(40)의 내부에는 둑(41)이 형성되고, 이 둑(41)에 의해 상류측의 제1 조(槽; 40A)와 하류측의 제2 조(40B)로 구획된다. 습윤벽수(23a)에 포집된 분체 생성물은, 접속관(32)을 통해 순환수 탱크(40)의 제1 조(40A) 내로 낙하하고, 제1 조(40A)의 바닥부에 퇴적된다. 또한, 연소실(1)의 내면을 아래로 유동한 습윤벽수(23a)는 제1 조(40A)에 유입된다. 제1 조(40A)의 물은, 둑(41)을 오버플로우하여 제2 조(40B)에 유입된다.
연소실(1)은 냉각부(50)를 통해 배기가스 세정부(60)와 연통된다. 이 냉각부(50)는, 접속관(32)을 향해 연장되는 배관(51)과, 이 배관(51) 내에 배치되는 스프레이수 공급 노즐(52)을 갖는다. 스프레이수 공급 노즐(52)은, 배관(51)을 흐르는 배기가스에 대향하도록 물을 분사한다. 따라서, 연소실(1)에서 처리된 배기가스는, 스프레이수 공급 노즐(52)로부터 분사되는 물에 의해 냉각된다. 분사된 물은, 배관(51)을 통해 순환수 탱크(40)로 회수된다.
냉각된 배기가스는, 다음으로 배기가스 세정부(60)에 도입된다. 이 배기가스 세정부(60)는, 물로 배기가스를 세정하여, 배기가스에 포함되는 미소한 분진을 제거한다. 이 분진은 주로 연소실(1)에서의 산화 분해(연소 처리)에 의해 생성된 분체 생성물이다.
배기가스 세정부(60)는, 가스 유로(61)를 형성하는 벽 부재(62)와, 가스 유로(61) 내에 배치되는 제1 미스트 노즐(63A), 제1 수막 노즐(63B), 제2 미스트 노즐(64A), 및 제2 수막 노즐(64B)을 구비한다. 이들 미스트 노즐(63A, 64A) 및 수막 노즐(63B, 64B)은, 가스 유로(61)의 중심부에 위치하고, 거의 직선형으로 배열된다. 제1 미스트 노즐(63A) 및 제1 수막 노즐(63B)은 제1 노즐 유닛(63)을 구성하고, 제2 미스트 노즐(64A) 및 제2 수막 노즐(64B)은 제2 노즐 유닛(64)을 구성한다. 따라서, 본 실시형태에서는, 2세트의 노즐 유닛(63, 64)이 설치된다. 한편, 노즐 유닛은 1세트여도 좋고, 3세트 이상의 노즐 유닛을 설치해도 좋다.
제1 미스트 노즐(63A)은, 제1 수막 노즐(63B)보다, 배기가스의 흐름 방향에 있어서 상류측에 배치된다. 마찬가지로, 제2 미스트 노즐(64A)은, 제2 수막 노즐(64B)보다 상류측에 배치된다. 즉, 미스트 노즐과 수막 노즐이 교대로 배치된다. 미스트 노즐(63A, 64A), 수막 노즐(63B, 64B), 벽 부재(62)는, 내부식성이 있는 수지(예컨대 PVC: 폴리염화비닐)로 구성된다.
제1 미스트 노즐(63A)의 상류측에는, 배기가스의 흐름을 정류하는 정류 부재(65)가 배치된다. 이 정류 부재(65)는, 배기가스의 압력 손실을 발생시켜, 가스 유로(61) 중의 배기가스의 흐름을 균일하게 한다. 정류 부재(65)는, 산에 의한 부식을 방지하기 위해서, 금속 이외의 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 정류 부재(65)의 예로서, 수지로 구성된 부직재(不織材)나, 복수의 개공이 형성된 수지 플레이트를 들 수 있다. 정류 부재(65)의 상류측에는, 미스트 노즐(66)이 배치된다. 미스트 노즐(63A, 64A, 66) 및 수막 노즐(63B, 64B)은, 벽 부재(62)에 부착된다.
배기가스는 배관(51)으로부터 배기가스 세정부(60)의 내부로 도입된다. 배기가스는, 배기가스 세정부(60) 내를 아래로부터 위로 흐른다. 보다 상세하게는, 배관(51)으로부터 도입된 배기가스는, 먼저, 배기가스 세정부(60)의 미스트 노즐(66)로 향한다. 그리고, 배기가스는, 미스트 노즐(66)에 의해 형성된 미스트를 통과하고, 정류 부재(65)에 의해 정류된다. 정류 부재(65)를 통과한 배기가스는 균일한 흐름을 형성하여, 가스 유로(61)를 저속으로 상승한다. 가스 유로(61)에는, 미스트, 수막, 미스트, 및 수막이 이 순서로 형성된다.
배기가스에 포함되는 직경 1㎛ 미만의 미소한 분진은, 확산 작용(브라운 운동)에 의해 미스트를 구성하는 물 입자에 용이하게 부착되고, 이에 의해 미스트에 포착된다. 직경 1㎛ 이상의 분진도, 그 대부분은 마찬가지로 물 입자에 포착된다. 물 입자의 직경은 약 100㎛이기 때문에, 이 물 입자에 부착된 분진의 사이즈(직경)는 외관상 커진다. 따라서, 분진을 포함하는 물 입자는, 하류측의 수막에 관성 충돌에 의해 용이하게 부딪치고, 물 입자와 함께 분진은 배기가스로부터 제거된다. 미스트에 포착되지 않은 비교적 직경이 큰 분진도, 동일하게 하여 수막에 포착되어 제거된다. 이와 같이 하여 물에 의해 세정된 배기가스는, 벽 부재(62)의 상단부로부터 배출된다.
도 18에 도시된 바와 같이, 배기가스 세정부(60)의 하방에는, 전술한 순환수 탱크(40)가 위치한다. 미스트 노즐(63A, 64A, 66) 및 수막 노즐(63B, 64B)로부터 공급된 물은, 순환수 탱크(40)의 제2 조(40B)로 회수된다. 제2 조(40B)에 저류된 물은, 순환수 펌프(P)에 의해 미스트 노즐(63A, 64A, 66) 및 수막 노즐(63B, 64B)에 공급된다. 동시에, 순환수는, 물(W)로서 물 공급 노즐(23)에 보내지고, 전술한 바와 같이, 연소실(1)에 있어서의 연소실 본체(200)의 내면에 습윤벽수(23a)를 형성한다.
미스트 노즐(63A, 64A) 및 수막 노즐(63B, 64B)에 공급되는 물은, 순환수 탱크(40)로 회수된 물이고, 분진(분체 생성물 등)을 포함하고 있다. 따라서, 가스 유로(61)를 세정하기 위해서, 샤워 노즐(67)로부터 수도물(市水)이 가스 유로(61)에 공급되도록 이루어진다. 샤워 노즐(67)의 상방에는, 미스트 트랩(68)이 설치된다. 이 미스트 트랩(68)은, 그 내부에 복수의 방해판을 갖고 있어, 미스트를 포착할 수 있다. 이와 같이 하여, 처리되어 무해화된 배기가스는, 배기 덕트를 통해 최종적으로 대기에 방출된다.
순환수 탱크(40)에는 수위 센서(42)가 설치된다. 이 수위 센서(42)는 제2 조(40B)의 수위를 감시하여, 제2 조(40B)의 수위를 소정의 범위로 제어할 수 있다. 또한, 순환수 펌프(P)에 의해 이송되는 물의 일부는, 급수관(33)을 통해 순환수 탱크(40) 내에 설치되는 복수의 이덕터(eductor)(43)에 공급된다. 급수관(33)에는 개폐 밸브(V1)가 설치되고, 개폐 밸브(V1)를 개방함으로써, 이덕터(43)에 급수할 수 있다. 순환수 탱크(40)에는, 순환수 탱크(40) 내를 배수하기 위한 배수 밸브(V2)가 설치된다.
각 이덕터(43)에 순환수 탱크(40) 내의 물을 순환수 펌프(P)에 의해 가압하여 공급하고, 각 이덕터(43)의 노즐에 의해 물의 흐름을 좁힐 때에 발생하는 압력 저하를 이용하여 이덕터(43)의 흡입구로부터 이덕터(43) 내에 순환수 탱크(40) 내의 물을 흡입하며, 이 흡입한 물을 이덕터(43)의 노즐로부터 방출되는 물과 함께 이덕터(43)의 토출구로부터 순환수 탱크(40)의 바닥부로 분사한다. 이덕터(43)의 토출구로부터 분사되는 분사수의 분사 타력에 의해, 순환수 탱크(40)의 바닥부에 있는 분체를 분쇄하여 떠오르게 하고, 순환수 탱크(40)의 배수구(40D)로부터, 배수와 함께 분체를 자동으로 배출한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 배기가스 처리 장치의 연소실(1)을 버너 헤드(100) 및 연소실 본체(200)로 구성한다. 그 때문에, 메인터넌스가 용이해진다.
1: 연소실 11: 케이스
11a: 원통부 11a3: 구멍
11b: 원환부 11b1: 체결부
11b2, 11b3: 개구 11b4: 원형홈
11b5: 퍼지 가스 취입부 11c: 천장부
11c1: 구멍 11d: 돌출부
11d1: 연료 공급 노즐 11d2: 공기 공급 노즐
12: 파일럿 버너 13a: 연료용 노즐
13b: 지연성 가스용 노즐 13c: 처리 가스용 노즐
13d: 퍼지 가스용 노즐
13e: 처리 가스용 노즐 퍼지 가스 도입 노즐
14a: 볼트 14b: 너트
15a∼15c: 개구 100: 버너 헤드
21: 상측 원통부 21a: 체결부
21b: 바닥판 21c: 측판
22: 하측 원통부 23: 물 공급 노즐
23a: 습윤벽수 200: 연소실 본체
31: 바이패스 밸브 32: 접속관
33: 급수관 40: 순환수 탱크
40A, 40B: 조 41: 둑
42: 수위 센서 43: 이덕터
50: 냉각부 51: 배관
52: 스프레이 노즐 60: 배기가스 세정부
61: 가스 유로 62: 벽 부재
63A, 64A, 66: 미스트 노즐 63B, 64B: 수막 노즐
63, 64: 노즐 유닛 65: 정류 부재
67: 샤워 노즐 68: 미스트 트랩

Claims (19)

  1. 연소실 본체의 상부에 부착함으로써 배기가스 처리 장치용 연소실을 구성하는 버너 헤드로서,
    하방이 개구된 원통부를 갖고, 상기 연소실 본체와 분리 가능하게 체결하기 위한 체결부가 설치되는, 케이스와,
    연료를 상기 원통부 내에 취입(吹入)하는 연료용 노즐과,
    지연성 가스를 상기 원통부 내에 취입하는 지연성 가스용 노즐과,
    처리 가스를 상기 원통부 내에 취입하는 처리 가스용 노즐과,
    상기 연료 및 상기 지연성 가스 중 적어도 하나에 점화하는 파일럿 버너
    를 구비하고,
    상기 연료용 노즐, 상기 지연성 가스용 노즐 및 상기 처리 가스용 노즐은, 상기 원통부의 축선에 직교하는 동일 평면 상에 위치하는 것인, 버너 헤드.
  2. 삭제
  3. 연소실 본체의 상부에 부착함으로써 배기가스 처리 장치용 연소실을 구성하는 버너 헤드로서,
    하방이 개구된 원통부를 갖고, 상기 연소실 본체와 분리 가능하게 체결하기 위한 체결부가 설치되는, 케이스와,
    연료를 상기 원통부 내에 취입(吹入)하는 연료용 노즐과,
    지연성 가스를 상기 원통부 내에 취입하는 지연성 가스용 노즐과,
    처리 가스를 상기 원통부 내에 취입하는 처리 가스용 노즐과,
    상기 연료 및 상기 지연성 가스 중 적어도 하나에 점화하는 파일럿 버너
    를 구비하고,
    상기 원통부의 측면에는,
    상기 연료용 노즐이 접속되는 제1 개구와,
    상기 지연성 가스용 노즐이 접속되는 제2 개구와,
    상기 처리 가스용 노즐이 접속되는 제3 개구가 형성되고,
    상기 제1 개구, 상기 제2 개구 및 상기 제3 개구 각각의 적어도 일부는, 상기 원통부의 축선에 직교하는 동일 평면 상에 위치하는 것인, 버너 헤드.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 원통부의 측면에는, 상기 처리 가스용 노즐이 접속되는 제3 개구가 형성되고,
    상기 제3 개구의 형상은, 상기 원통부의 길이 방향을 따라 연장되는 슬릿형인 것인, 버너 헤드.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 파일럿 버너는, 상기 원통부로부터 분리 가능한 것인, 버너 헤드.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 원통부에는, 상방을 향해 개구되고, 히터를 삽입할 수 있는, 구멍이 형성되는 것인, 버너 헤드.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 체결부는, 상기 케이스에 용접되는 것인, 버너 헤드.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 연료용 노즐, 상기 지연성 가스용 노즐 및 상기 처리 가스용 노즐은, 상기 원통부에 용접되는 것인, 버너 헤드.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 원통부는 두꺼운 관으로 구성되는 것인, 버너 헤드.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 케이스는, 상기 원통부와, 상기 원통부에 끼워진 원환부를 가지며,
    상기 체결부는 상기 원환부의 측면으로부터 외측을 향해 돌출되는 것인, 버너 헤드.
  11. 제 1항에 있어서,
    퍼지 가스를 상기 원통부 내에 취입하는 퍼지 가스용 노즐을 구비하는 것인, 버너 헤드.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 케이스는, 상기 원통부와, 상기 원통부에 끼워진 원환부를 가지며,
    상기 퍼지 가스용 노즐은, 상기 원환부에 형성된 개구를 통해 상기 퍼지 가스를 상기 원통부 내에 취입하는 것인, 버너 헤드.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 연료, 상기 지연성 가스 및 상기 처리 가스는, 상기 원통부의 내주면의 접선 방향을 향해 취입되는 것인, 버너 헤드.
  14. 배기가스 처리 장치용 연소실로서,
    연소실 본체와,
    상기 연소실 본체의 상부에 분리 가능하게 체결되는 제 1항에 따른 버너 헤드
    를 구비하는 것인, 배기가스 처리 장치용 연소실.
  15. 제 14항에 기재된 연소실의 메인터넌스 방법으로서,
    상기 연소실 본체로부터 상기 버너 헤드를 분리하는 것과,
    새로운 상기 버너 헤드를 상기 연소실 본체에 체결하는 것
    을 포함하는 것인, 연소실의 메인터넌스 방법.
  16. 배기가스 처리 장치용 연소실의 제조 방법으로서,
    제 1항에 따른 버너 헤드를 연소실 본체의 상부에 분리 가능하게 체결하는 것
    을 포함하는 것인, 배기가스 처리 장치용 연소실의 제조 방법.
  17. 연소실 본체의 상부에 부착함으로써 배기가스 처리 장치용 연소실을 구성하는 버너 헤드의 제조 방법으로서,
    하방이 개구된 원통부를 갖는 케이스에, 상기 연소실 본체와 분리 가능하게 체결하기 위한 체결부와, 연료를 상기 케이스 내에 취입하는 연료용 노즐과, 지연성 가스를 상기 케이스 내에 취입하는 지연성 가스용 노즐과, 처리 가스를 상기 케이스 내에 취입하는 처리 가스용 노즐을 용접하는 공정을 구비하고,
    상기 연료용 노즐, 상기 지연성 가스용 노즐 및 상기 처리 가스용 노즐은, 상기 원통부의 축선에 직교하는 동일 평면 상에 위치하는 것인, 버너 헤드의 제조 방법.
  18. 연소실 본체의 상부에 부착함으로써 배기가스 처리 장치용 연소실을 구성하는 버너 헤드의 제조 방법으로서,
    주조에 의해, 측면에 형성되는 제1 개구에 처리 가스용 노즐이 접속되는 원통부를 형성하는 공정과,
    기계 가공에 의해, 상기 원통부의 측면에 제2 개구 및 제3 개구를 형성하는 공정과,
    용접에 의해, 연료를 상기 원통부 내에 취입하는 연료용 노즐을 상기 제2 개구에 부착하고, 지연성 가스를 상기 원통부 내에 취입하는 지연성 가스용 노즐을 상기 제3 개구에 부착하는 공정
    을 구비하고,
    상기 원통부를 형성하는 공정에서는, 상기 원통부의 내면에 돌기를 형성하고,
    상기 제2 개구 및 상기 제3 개구를 형성하는 공정에서는, 상기 원통부의 외면으로부터 상기 돌기를 향해 드릴을 관통시키는 것인, 버너 헤드의 제조 방법.
  19. 삭제
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2573767A (en) * 2018-05-15 2019-11-20 Edwards Ltd Method for fabricating a component of an abatement apparatus
GB2609436A (en) * 2021-07-30 2023-02-08 Edwards Ltd Inlet head assembly
CN115193234B (zh) * 2022-07-28 2023-06-06 上海协微环境科技有限公司 一种no去除器和半导体尾气处理设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005083745A (ja) * 2003-09-09 2005-03-31 Das-Duennschicht Anlagen System Gmbh 汚染物質を含むプロセス排ガスの熱処理装置
KR100830316B1 (ko) * 2002-08-09 2008-05-19 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 관상화염버너, 그 연소제어방법 및 장치
JP2014190683A (ja) * 2013-03-28 2014-10-06 Ebara Corp 除害機能付真空ポンプ

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2003033A1 (de) 1970-01-23 1971-07-29 Siemens Ag Verfahren zum Gewinnen von reinstem Halbleitermaterial
US3838974A (en) * 1972-07-24 1974-10-01 Midland Ross Corp Rich fume incinerator
GB1585120A (en) * 1976-08-20 1981-02-25 Heenan Environmental Systems Furnaces
US4218426A (en) * 1976-04-09 1980-08-19 Continental Carbon Company Method and apparatus for the combustion of waste gases
US4240785A (en) * 1979-03-05 1980-12-23 Leading Plywood Corporation Wood burner
US4861262A (en) * 1984-08-17 1989-08-29 American Combustion, Inc. Method and apparatus for waste disposal
US5328354A (en) * 1993-03-23 1994-07-12 Mg Industries Incinerator with auxiliary gas evacuation system
JP3195245B2 (ja) * 1996-08-09 2001-08-06 渡辺 清一 バーナー装置及び燃焼式脱臭装置
JP3316619B2 (ja) * 1996-08-14 2002-08-19 日本酸素株式会社 燃焼式排ガス処理装置
TW342436B (en) 1996-08-14 1998-10-11 Nippon Oxygen Co Ltd Combustion type harm removal apparatus (1)
US6969250B1 (en) 1998-12-01 2005-11-29 Ebara Corporation Exhaust gas treating device
JP4579944B2 (ja) 1998-12-01 2010-11-10 株式会社荏原製作所 排ガス処理装置
US7622693B2 (en) * 2001-07-16 2009-11-24 Foret Plasma Labs, Llc Plasma whirl reactor apparatus and methods of use
CN1141508C (zh) * 2002-12-20 2004-03-10 巨化集团公司 用于环己酮皂化废水的焚烧喷嘴
JP4467376B2 (ja) * 2004-08-04 2010-05-26 中国電力株式会社 スチームトレース装置
DE102004047440B4 (de) 2004-09-28 2007-11-08 Centrotherm Clean Solutions Gmbh & Co.Kg Anordnung zur Reinigung von toxischen Gasen aus Produktionsprozessen
JP4937886B2 (ja) 2006-12-05 2012-05-23 株式会社荏原製作所 燃焼式排ガス処理装置
US8591819B2 (en) 2006-12-05 2013-11-26 Ebara Corporation Combustion-type exhaust gas treatment apparatus
GB0706544D0 (en) * 2007-04-04 2007-05-09 Boc Group Plc Combustive destruction of noxious substances
ES2346699T3 (es) * 2007-05-23 2010-10-19 Ws-Warmeprozesstechnik Gmbh Quemador de recuperacion con tubos de intercambio de calor aplanados.
JP5437734B2 (ja) * 2009-08-07 2014-03-12 株式会社荏原製作所 燃焼式排ガス処理装置
KR101435371B1 (ko) * 2012-10-16 2014-08-29 주식회사 글로벌스탠다드테크놀로지 CO, NOx 개별 제어 방식을 이용한 저공해 연소방법
CN203382725U (zh) * 2013-05-31 2014-01-08 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 含碳物料气化—重整变换转化炉
JP6196481B2 (ja) * 2013-06-24 2017-09-13 株式会社荏原製作所 排ガス処理装置
JP5977419B1 (ja) 2015-03-12 2016-08-24 株式会社荏原製作所 排ガス処理装置
US9915479B2 (en) * 2015-08-28 2018-03-13 Kumho Environment Co., Ltd. Heat storage type combustion system equipped with disk type distributor having excellent sealing
CN205481038U (zh) * 2016-02-03 2016-08-17 广东环葆嘉节能科技有限公司 一种蓄热式废气焚烧炉

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100830316B1 (ko) * 2002-08-09 2008-05-19 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 관상화염버너, 그 연소제어방법 및 장치
JP2005083745A (ja) * 2003-09-09 2005-03-31 Das-Duennschicht Anlagen System Gmbh 汚染物質を含むプロセス排ガスの熱処理装置
JP2014190683A (ja) * 2013-03-28 2014-10-06 Ebara Corp 除害機能付真空ポンプ

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