TWI489063B - 燃燒式排氣處理裝置 - Google Patents

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TWI489063B
TWI489063B TW099124862A TW99124862A TWI489063B TW I489063 B TWI489063 B TW I489063B TW 099124862 A TW099124862 A TW 099124862A TW 99124862 A TW99124862 A TW 99124862A TW I489063 B TWI489063 B TW I489063B
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Seiji Kashiwagi
Kotaro Kawamura
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Description

燃燒式排氣處理裝置
本發明係關於一種對包含矽烷系氣體(SiH4 、TEOS等)、鹵系氣體(NF3 、ClF3 、SF6 、CHF3 等)、PFC(CF4 、C2 F6 等)等排氣進行燃燒分解處理而無害化之燃燒式排氣處理裝置。
在半導體、液晶、太陽能電池等之製造過程中會排出矽烷系氣體或PFC氣體等之排氣，而該種排氣會直接對人體造成不良影響，或成為地球暖化之原因等而對地球環境造成不良影響，因此放出至大氣中並不理想。因此，一般係將該等排氣導入至燃燒式排氣處理裝置，以燃燒方式進行氧化無害化處理。就該處理方法而言，係廣泛地採用以下方法：利用燃料氣體將火焰形成在爐內，並藉由該火焰使排氣燃燒之方法。
在該種燃燒式排氣處理裝置中，當對包含矽烷(SiH4 )之排氣進行燃燒處理(氧化處理)時，如以下之反應式所示，會產生二氧化矽(SiO2 )。
SiH4 +2O2 →SiO2 +2H2 O
所產生之二氧化矽(SiO2 )係以粉末狀附著在燃燒處理室之內壁而逐漸堆積。因此，必須定期地去除附著、堆積在燃燒處理室內之包含二氧化矽的粉狀固態物，且在排氣處理裝置設置用以將固態物從燃燒處理室之壁面刮除去除之刮刀。
該種具備刮刀之排氣處理裝置係記載在例如日本特開2006-275307號、日本特開平11-193916號公報等。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本特開2006-275307號公報
專利文獻2：日本特開平11-193916號公報
前述排氣處理裝置係連接在半導體、液晶、太陽能電池等製造裝置的下游側，當排氣處理裝置因維修保養或故障而停止時，亦必須停止連接在該排氣處理裝置之CVD等製造裝置。一旦製造裝置停止時，再啟動要花費時間，製造線之產出量也會降低，因此排氣處理裝置較佳為可長時間連續運轉。
然而，在前述之習知排氣處理裝置中，當二氧化矽等固態物附著/堆積在燃燒處理室內時，通常在停止燃料氣體及排氣之供給且暫時停止排氣之燃燒處理的狀態下驅動刮刀，並從燃燒處理室之壁面刮除去除固態物。這是由於在排氣之燃燒處理中驅動刮刀時，刮刀移動於燃料氣體之燃燒環境氣體中及排氣之燃料環境氣體中，而對燃料氣體之燃燒及排氣之燃燒造成不良影響，難以在安全且穩定之狀態下維持燃燒之故。特別是，在燃燒處理室之內周壁設置有噴出燃料氣體或燃料氣體與氧之混合氣並朝燃燒處理室形成燃燒火焰之主燃燒器之形式的排氣處理裝置，會在主燃燒器運轉之途中刮刀橫切主燃燒器部而有對主燃燒器之燃燒火焰造成莫大之影響的情形。
本發明人等係對在主燃燒器之正前(上游側)具備預先混合燃料氣體與氧之預混合器之形式的排氣處理裝置進行連續運轉，在排氣之燃燒處理中使刮刀動作，以刮除去除堆積在燃燒處理室之內周壁的二氧化矽(SiO2 )等固態物，在反覆進行以上步驟之結果發現，當在排氣之燃燒處理中使刮刀動作時，會有朝主燃燒器配管(連接主燃燒器與預混合器之配管)產生逆火之情形。其理由可能是因為從主燃燒器供給燃料氣體與氧之混合氣，因此由於刮刀之動作造成主燃燒器之噴嘴附近的動壓變動等，而使來自噴嘴之混合氣的噴出流速成為不均勻，朝主燃燒器產生逆火之情形。
本發明係鑑於上述情事而研創者，其第一目的在於提供一種在排氣之燃燒處理中驅動用以刮除附著在燃燒處理室之內壁的固態物之刮刀，並從燃燒處理室之內壁去除固態物，藉此可使裝置長時間連續運轉的燃燒式排氣處理裝置。
再者，本發明之第二目的在於提供一種在排氣之燃燒處理中驅動用以刮除附著在燃燒處理室之內壁的固態物之刮刀，即使刮刀橫切主燃燒器部亦不會在主燃燒器配管產生逆火的燃燒式排氣處理裝置。
為了達成上述目的，本發明之第1樣態的燃燒式排氣處理裝置係具備：燃燒處理室，對排氣進行燃燒分解處理；主燃燒器，供給預先混合有燃料氣體與助燃氣體之混合氣並在前述燃燒處理室內形成火焰；及刮刀，用以刮除附著在前述燃燒處理室之內壁的固態物；該燃燒式排氣處理裝置之特徵為：在對前述排氣進行燃燒分解處理之處理中且前述刮刀之非動作時，將前述混合氣調整在燃燒範圍內並供給至前述主燃燒器，而在對前述排氣進行燃燒分解處理之處理中且為前述刮刀之刮除動作時，將前述混合氣調整在燃燒範圍外並供給至前述主燃燒器。
根據本發明之第1樣態，係在對前述排氣進行燃燒分解處理之處理中且刮刀之非動作時，將預先混合有燃料氣體與助燃氣體之混合氣調整在燃燒範圍內並供給至主燃燒器。由於供給至主燃燒器之混合氣係在燃燒範圍內，因此從主燃燒器噴出時會燃燒而形成火焰，藉由主燃燒器之火焰使導入至燃燒處理室之排氣燃燒並進行處理。此時，助燃氣體係使用例如氧。在對排氣進行燃燒分解處理之處理中且為刮刀之刮除動作時，將預先混合有燃料氣體與助燃氣體之混合氣調整在燃燒範圍外並供給至主燃燒器。由於供給至主燃燒器之混合氣之氧不足而在燃燒範圍外，因此從主燃燒器噴出時不會燃燒。如此，藉由將位於主燃燒器及主燃燒器配管內之混合氣設定在燃燒範圍外，即可防止朝主燃燒器及主燃燒器配管內產生逆火。而且，從主燃燒器噴出之處於燃燒範圍外的混合氣係混合另外供給之氧或空氣等而成為燃燒範圍內以形成火焰，藉由該火焰使導入燃燒處理室之排氣燃燒並進行處理。此時，助燃氣體係使用例如空氣。
在此，燃料氣體係使用都市煤氣、天然氣、液化石油氣等。助燃氣體係指幫助可燃物之燃燒的氣體，在本發明中係指包含氧、空氣等氧氣源之氣體。
燃料氣體與助燃氣體之混合氣係即使燃料氣體之濃度過低或過高皆無法燃燒。將可燃燒之包含於混合氣的燃料氣體之濃度的極限稱為燃燒極限。將燃料氣體之濃度較低者之燃燒極限稱為下極限，將燃料氣體之濃度較高者之燃燒極限稱為上極限，當燃料氣體之濃度在該下極限與上極限之範圍時，燃料氣體會燃料，將該濃度範圍稱為燃燒範圍。將不含在該燃燒範圍之範圍稱為燃燒範圍外。
本發明之較佳態樣係藉由改變前述助燃氣體之氧成分比例，而將前述混合氣調整在燃燒範圍內或燃燒範圍外。
依據本發明，將助燃氣體中之氧成分比設為100%或100%左右，亦即將助燃氣體設為氧，並將助燃氣體與某一定量之燃料氣體的流量混合比設定在燃燒範圍內。在此，藉由將助燃氣體中之氧成分比設為21%，亦即將助燃氣體設為空氣，即可在不改變燃料氣體與助燃氣體之流量混合比的情形下，將混合氣調整在燃燒範圍外。
本發明之較佳態樣為，前述助燃氣體係為氧或空氣。
藉由將前述助燃氣體設為氧，即可將前述混合氣調整在燃燒範圍內。又，藉由將前述助燃氣體設為空氣，即可將前述混合氣調整在燃燒範圍外。
本發明之第2樣態的燃燒式排氣處理裝置係具備：燃燒處理室，供給燃料、氧及空氣並對排氣進行燃燒分解處理；及刮刀，用以刮除附著在該燃燒處理室之內壁的固態物；該燃燒式排氣處理裝置之特徵為：在對前述排氣進行燃燒分解並處理之處理中，在前述刮刀之非動作時及前述刮刀之刮除動作時之間，切換對前述燃燒處理室之氧及/或空氣之供給部位。
根據本發明之第2樣態，係在對前述排氣進行燃燒分解處理之處理中且刮刀之非動作時，例如將燃料與氧供給至主燃燒器以形成火焰，並將空氣供給至噴嘴，該噴嘴係用以將渦流供給至燃燒處理室者。排氣係與主燃燒器之火焰混合而燃燒。在對排氣進行燃燒分解處理之處理中且刮刀之刮除動作時，例如將燃料與空氣供給至主燃燒器，並將空氣及氧供給至噴嘴，該噴嘴係用以將渦流形成在燃燒處理室者。從主燃燒器噴出之燃料係與供給至主燃燒器之空氣及供給至渦流用噴嘴之氧混合燃燒而形成火焰。排氣係與該火焰混合而燃燒。
本發明之較佳態樣為，前述燃燒處理室係具備供給燃料並將火焰形成在前述燃燒處理室內之主燃燒器、及將氣體噴出於前述燃燒處理室內以形成渦流之噴嘴，在前述刮刀之非動作時，將燃料與氧供給至前述主燃燒器並將火焰形成在前述燃燒處理室內，並將空氣供給至前述噴嘴而在前述燃燒處理室內形成渦流並在前述刮刀之刮除動作時，將燃料與空氣供給至前述主燃燒器，並且將空氣及氧供給至前述噴嘴，使燃料在前述燃燒處理室內燃燒而形成火焰。
本發明之第3樣態的燃燒式排氣處理裝置係具備：燃燒處理室，供給燃料、氧及空氣並對排氣進行燃燒分解；及刮刀，用以刮除附著在該燃燒處理室之內壁的固態物；該燃燒式排氣處理裝置之特徵為：前述燃燒處理室係具備在排氣之處理開始時點火之導燃器、及在對排氣進行燃燒分解處理之處理中維持火焰之主燃燒器，在對前述排氣進行燃燒分解處理之處理中且前述刮刀之非動作時，將燃料從前述主燃燒器供給至前述燃燒處理室，並且停止前述導燃器之燃燒，而在對前述排氣進行燃燒分解處理之處理中且為前述刮刀之刮除動作時，將燃料從前述主燃燒器供給至前述燃燒處理室，並且維持前述導燃器之燃燒。
根據本發明之第3樣態，在對排氣進行燃燒分解之處理中且刮刀之刮除動作中，預先使在排氣之處理開始時作為始動用而使用之導燃器點火，藉此即可防止刮刀之動作中的失火。
本發明之較佳態樣為，在將前述燃料供給至前述導燃器之路徑設置噴射機構。
根據本發明，藉由在始動用之導燃器之燃料供給路徑設置噴射機構而增大從導燃器噴出之燃料的壓力，導燃器火焰不易受到壓力變動之影響，可使導燃器火焰穩定。因此，可防止在刮刀之動作中，於燃燒處理室內發生失火。
本發明之較佳態樣為，在對前述排氣進行燃燒分解處理之處理中且前述刮刀之非動作時，將燃料與氧從前述主燃燒器供給至前述燃燒處理室，並在對前述排氣進行燃燒分解處理之處理中且為前述刮刀之刮除動作時，將燃料與空氣從前述主燃燒器供給至前述燃燒處理室。
依據本發明，在對排氣進行燃燒分解處理之處理中且刮刀之非動作時，將燃料與氧從主燃燒器供給至燃燒處理室以形成火焰。排氣係藉由主燃燒器之火焰而燃燒。而在對排氣進行燃燒分解處理之處理中且為刮刀之刮除動作時，將燃料與空氣從主燃燒器供給至燃燒處理室。從主燃燒器噴出之燃料係混合從主燃燒器噴出之空氣及另外供給之助燃氣體而燃燒，以形成火焰。排氣係藉由該火焰而燃燒。
本發明之較佳態樣為，在對前述排氣進行燃燒分解並處理之處理中且前述刮刀之刮除動作時，將氧從與前述主燃燒器不同之場所供給至前述燃燒處理室。
依據本發明，在對前述排氣進行燃燒分解並處理之處理中且前述刮刀之刮除動作時，將氧從與主燃燒器不同之場所供給至燃燒處理室，藉此，從主燃燒器噴出之燃料係與從與主燃燒器不同之場所供給之氧混合而燃燒，以形成火焰。排氣係藉由該火焰而燃燒。
在本發明中，於預先混合燃料與氧之狀態下可從前述主燃燒器供給至前述燃燒處理室。此外，於預先混合燃料與空氣之狀態下可從前述主燃燒器供給至前述燃燒處理室。
本發明之第4樣態的燃燒式排氣處理裝置係具備：圓筒狀之燃燒處理室，對排氣進行燃燒分解處理；排氣流入口，面向該燃燒處理室而形成；燃料之供給口與助燃氣體之供給口，形成在該燃燒處理室之側面；及刮刀，用以刮除附著在前述燃燒處理室之內壁的固態物；該燃燒式排氣處理裝置之特徵為：藉由在對前述排氣進行燃燒分解處理之處理中使前述刮刀動作並朝上下驅動，前述刮刀係橫切前述燃料之供給口並刮除該燃料供給口附近的固態物，而在前述刮刀之非動作時，前述刮刀係退避至與前述燃料之供給口及助燃氣體之供給口隔開的場所。
根據本發明之第4樣態，在對排氣進行燃燒分解處理之間，以預定時序使刮刀動作且朝上下驅動，而可刮除附著在燃燒處理室之具有燃料之供給口之部分的內壁面之固態物。如此，藉由在進行排氣之燃燒分解之間去除固態物，即可進行排氣處理裝置之長時間的連續運轉。
本發明之較佳態樣為，前述刮刀係用以刮除附著在燃燒器部之內壁的固態物，該燃燒器部係供給燃料氣體或燃料並在前述燃燒處理室內形成火焰。
前述刮刀係在非動作時退避至與前述燃燒器部之頂板部鄰接之待機位置。
本發明之較佳態樣為，具備用以刮除附著在燃燒室之內壁之固態物的第2刮刀，該燃燒室係位在前述燃燒器部之下方並對排氣進行燃燒分解處理者。
本發明之較佳態樣為，前述第2刮刀係在非動作時退避至位於前述燃燒室之下方且冷卻排氣之冷卻部的待機位置。
依據本發明，可發揮以下列舉之效果。
(1)藉由在對排氣進行燃燒分解處理之間，使用以刮除附著在燃燒處理室之內壁之固態物的刮刀動作並從燃燒處理室之內壁去除固態物，即可進行裝置之長時間的連續運轉。
(2)在對排氣進行燃燒分解處理之處理中且為刮除附著在燃燒處理室之內壁之固態物的刮刀動作時，藉由將預先混合有燃料氣體與助燃氣體之混合氣調整在燃燒範圍外並供給至主燃燒器，即可防止朝主燃燒器及主燃燒器配管內產生逆火。
(3)在對排氣進行燃燒分解處理之處理中且刮除附著在燃燒處理室之內壁之固態物的刮刀動作時，於啟動用之導燃器進行點火並將火種供給至燃燒處理室內，藉此即可防止刮刀之動作中之燃燒處理室內的失火。
(4)藉由在啟動用之導燃器之燃料供給路徑設置噴射機構並增大從導燃器噴出之燃料的壓力，導燃器火焰不易受到壓力變動之影響，可使導燃器火焰穩定。因此，可防止在刮刀之動作中，於燃燒處理室內發生失火。
以下，參照第1圖至第7圖說明本發明之燃燒式排氣處理裝置之實施形態。此外，在第1圖至第7圖中，對於同一或相當之構成要素賦予同一符號並省略其重複之說明。
第1圖係本發明之燃燒式排氣處理裝置之燃燒處理室的構成例之示意剖面圖。燃燒處理室1之整體係構成為圓筒狀之容器，且由上部之燃燒器部2、及下部之燃燒室3所構成。此外，在第1圖中，省略位於燃燒室3之下方的冷卻部等的圖示。
燃燒器部2係具有：有底之圓筒體11，藉由燃燒器形成火焰並形成使排氣燃燒之空間S；及外筒12，與該圓筒體11隔著預定間隔而設置且以包圍圓筒體11之方式設置。並且，在圓筒體11與外筒12之間，形成有保持燃燒用空氣之空氣室19、及保持燃料氣體(燃料)與助燃氣體(例如氧)之混合氣的混合氣室20。空氣室19與混合氣室20係分別連通於空氣供給源及噴射器(後述)。在圓筒體11之頂板部(頂部)連接有排氣導入管14，該排氣導入管14係將例如從半導體製造裝置排出之含矽烷(SiH4 )等之排氣G1導入前述空間S。
在圓筒體11設置有：複數個空氣噴嘴15，連通空氣室19與空間S；及主燃燒器MB，由連通混合氣室20與空間S之複數個噴嘴16所構成。空氣噴嘴15係以相對於圓筒體11之正切方向具有預定角度之方式延伸，且以在空間S內形成渦流之方式噴出空氣。主燃燒器MB之各噴嘴16亦同樣地，以相對於圓筒體11之正切方向具有預定角度之方式延伸，且以在空間S內形成渦流之方式噴出空氣。空氣噴嘴15及主燃燒器MB用之噴嘴16係隔著預定間隔配置在圓筒體11之圓周方向。
燃燒室3係在燃燒器部2之後段保持以燃燒器部2形成之火焰並使排氣燃燒之空間，藉由以與燃燒器部2連接之方式配置之內筒21區隔形成。在內筒21之外側，以包圍內筒21之方式設置有圓筒狀之外筒22。內筒21係由纖維強化陶瓷所形成，外筒22係由SUS等金屬所形成。纖維強化陶瓷係編織以陶瓷所形成之纖維而作成布，在該布塗布填入有黏著劑之陶瓷，將該布形成為筒狀而固化者，通常係將陶瓷纖維重疊複數個而形成層狀。多孔質陶瓷製之隔熱材23係以陶瓷形成纖維，並以成形吸引器形成隔熱材，而可使用適合內筒21與外筒22之空間形狀者。
就形成隔熱材23及內筒21之陶瓷材料而言，可列舉例如純度80至90.7%之氧化鋁、矽系等。在對包含氟之排氣進行處理時，較佳為使用對於該排氣具有高耐腐蝕性之氧化鋁。在燃燒器部2之圓筒體11的頂板部(頂部)，設置有用以檢測火焰之2個UV感測器25、及進行燃燒器部2之點火的導燃器PB。UV感測器25係為了從斜向檢測出形成之火焰，而傾斜地配置在圓筒體11之頂部。這是由於火焰在燃燒器部2內形成渦流，且火焰相對於直徑方向變短之故。在將UV感測器設置在燃燒器部2之內周面側時，若處理矽烷(SiH4 )等時，則會有SiO2 等固態物附著在燃燒器部2之內周面，而造成UV感測器25無法檢測出火焰之虞，但藉由如此地將UV感測器25安裝在燃燒器部2之頂板部(頂部)，即可避免因固態物附著而無法檢測火焰之問題。此外，為了處理難分解性之PFC氣體，必須為1300℃以上之高溫，因而有配管因熱而腐蝕之虞，如前所述藉由將UV感測器25及導燃器PB安裝在燃燒器部2之頂板部，即可避免因此種高熱所致之腐蝕。
再者，在燃燒器部2內，以可上下動作之方式配置有刮刀30，刮刀30係由大致圓筒狀之刮刀本體30a、及從刮刀本體30a朝上方延伸之棒狀的臂部30b所構成，且在大致圓筒狀之刮刀本體30a的下端形成有鋸齒狀之刮除部30c。棒狀之臂部30b係貫通圓筒體11及外筒12而朝上方延伸，在臂部30b之上部連結有氣壓缸(air cylinder)31。並且，藉由使氣壓缸31動作，刮刀30會下降，可刮除堆積在燃燒器部2之內壁面(即內筒體11之內周面)之包含二氧化矽(SiO2 )的固態物。此外，氣壓缸31係固定在外筒12之頂板部(頂部)。
另一方面，在燃燒器部3內，以可上下動作之方式配置有第2刮刀40，第2刮刀40係由大致圓筒狀之刮刀本體40a、及從刮刀本體40a朝下方延伸之棒狀的臂部40b所構成，且在大致圓筒狀之刮刀本體40a的上端形成有鋸齒狀之刮除部40c。棒狀之臂部40b係貫通位於燃燒處理室1之下方的冷卻部(未圖示)而朝外部延伸，且連結在未圖示之氣壓缸。並且，藉由使氣壓缸動作，第2刮刀40會上昇，可刮除堆積在燃燒室3的內壁面(即內筒21之內周面)之包含二氧化矽(SiO2 )的固態物。此外，堆積在燃燒室3之內壁面之固態物係比堆積在燃燒器部2之內壁面的固態物軟且容易刮除，因此刮刀40亦可作成為在刮除部40c不設置鋸齒的平坦形態。
接著，說明前述燃燒處理室1之動作。
首先，燃料氣體(燃料)與助燃氣體(例如氧)之混合氣係被導入混合氣室20內而被保持，且以從主燃燒器MB朝空間S作成渦流之方式噴出，該主燃燒器MB係由形成在圓筒體11之複數個噴嘴16所構成。此外，當藉由導燃器PB點火時，在圓筒體11之內周面形成火焰之渦流(渦焰)。
在此，混合氣係形成渦焰，而渦焰係具有在廣泛之當量比的範圍可穩定燃燒之特徵。亦即，渦焰係強力地旋轉，火焰彼此供給熱及自由基，且保焰性會變高。因此，即使於通常會產生未燃氣體或熄火之小當量比下，亦不會產生未燃氣體，且在當量比1左右之情形下，亦不會造成振動燃燒而可穩定地燃燒。
另一方面，應處理之排氣G1係從開口於圓筒體11之頂板部下表面的排氣導入管14朝前述空間S噴出。該噴出之排氣G1係與混合氣之渦焰混合而燃燒，但此時混合氣係以從主燃燒器MB(亦即從構成主燃燒器MB之圓周方向之全部噴嘴16)朝下游之一方向強力地旋轉之方式噴出，因此混合氣之全部會充分地與火焰混合，排氣之燃燒效率變得非常高。
此外，來自由複數個噴嘴16所構成之主燃燒器MB的火焰係旋轉而噴射，但由空氣噴嘴15噴出之空氣亦旋轉，因此該空氣流會與火焰混合並更加速火焰之渦流而形成強力之渦焰。如此，當形成渦焰時，旋轉之中心部的氣流壓力會降低，在中心部產生從火焰之前方朝排氣導入管14及主燃燒器MB逆流之自己循環流，該循環流會與來自主燃燒器MB之火焰及燃燒氣體混合而抑制NOx之產生。
賦予從空氣噴嘴15噴出之空氣所含之氧，以形成2次氧化焰。藉由該氧化焰而將排氣氧化分解。
此外，構成主燃燒器MB之複數個噴嘴16在從上方觀看時，即使以朝圓筒體11之正切方向開口且在鉛直面內朝傾斜下方開口之方式設置複數個，火焰亦會朝燃燒器部2之下游形成螺旋狀之渦流。
在燃燒器部2內形成之火焰的渦流亦在燃燒室3內被保持，並使在燃燒器部2內未完全燃燒之排氣預備地或輔助性地燃燒。在燃燒室3中，不僅構成內筒21之陶瓷的耐熱性及耐蝕性佳，因熱或腐蝕所致之消耗少，且因為陶瓷纖維地被以纖維化之方式強化，因而亦防止因熱應力所致之破裂，而可長期使用。而且，由於不具有如金屬時之觸媒效應，因此即使燃燒室3成為高溫，亦可抑制熱NOx之產生。即使分解處理鹵系之氣體，亦可抑制內筒2因伴隨該處理所產生之鹵氣體(HCl、HF等)而在高溫下之腐蝕或蝕刻。
當繼續進行包含矽成分之燃燒時，屬於副產生物之二氧化矽會堆積在燃燒器部2及燃燒室3之內壁。由於形成有朝下方之渦流，因此特別是有以下之情形：在空氣噴嘴15或主燃燒器MB噴嘴16的下方，堆積的二氧化矽會朝中心部成長，而阻擋排氣之流動。為了去除該等固態堆積物，在燃燒處理室1中，如上所述在進行排氣之燃燒處理、亦即進行排氣之燃燒分解之期間，以預定之時序使氣壓缸31動作而驅動刮刀30，以刮除堆積在燃燒器部2之內壁面(亦即圓筒體11之內周面)之包含二氧化矽(SiO2 )之固態堆積物。如此，藉由在進行排氣之燃燒分解之期間亦去除固態堆積物，即可進行排氣處理裝置之長時間的連續運轉。此時，刮刀本體30a係橫切構成主燃燒器MB之各噴嘴16。此時，若從主燃燒器MB將燃料氣體與氧之混合氣供給至燃燒器部2內，則如[發明所欲解決之課題]之項目所說明，由於主燃燒器MB之噴嘴16附近的動壓變動等，而會有來自噴嘴16之混合氣的噴出流速不均勻，且朝主燃燒器配管產生逆火之情形。
因此，本發明係為了即使在對排氣進行燃燒處理(燃燒分解)之間驅動刮刀30也不會朝主燃燒器MB及主燃燒器配管產生逆火，而採取以下的對策。
在燃燒器部2中之刮刀30的動作時，將供給至主燃燒器MB之燃燒氣體與助燃氣體之混合氣調整在燃燒範圍外。
燃燒氣體與助燃氣體之混合氣體係在燃燒氣體的濃度過高或過低時皆無法燃燒。將可燃燒之包含於混合氣的燃料氣體之濃度的極限稱為燃燒極限。將燃料氣體之濃度較低者之燃燒極限稱為下極限，將燃料氣體之濃度較高者之燃燒極限稱為上極限，當燃料氣體之濃度在該下極限與上極限之範圍時，燃料氣體會燃料，將該濃度範圍稱為燃燒範圍。將不含在該燃燒範圍之範圍稱為燃燒範圍外。
當燃燒氣體與助燃氣體之混合氣的組成位於燃燒範圍內時，會有在主燃燒器MB及主燃燒器配管產生逆火之情形。藉由以燃燒範圍外之組成將混合氣供給至主燃燒器MB，即不會產生逆火。
如上所述在燃燒範圍內會有產生逆火之情形，因此必須將混合氣之組成設成為在燃燒範圍外之組成。以燃料氣體為丙烷時來考慮混合氣之組成與燃燒範圍(燃燒範圍外)之關係。在助燃氣體為氧時，相對於混合氣之丙烷成分%其燃燒之下極限為2%，燃燒之上極限為40%，而在助燃氣體為空氣時，相對於混合氣之丙烷成分%其燃燒之下極限為2%，上極限為10%的情事已為人所知。與以氧為助燃氣體時相比較，相對於混合氣之丙烷成分%的燃燒範圍係在以空氣為助燃氣體時其燃燒範圍變窄。例如，燃燒氣體為丙烷且丙烷/(丙烷+助燃氣體)=15%時，助燃氣體為02 時成為燃燒範圍內，助燃氣體為空氣時成為燃燒範圍外。
此外，燃料氣體(燃料)為都市煤氣、天然氣等其他氣體時，藉由與丙烷為燃燒氣體時同樣之手法，即可求出混合氣之燃燒範圍外。亦即，可根據燃料氣體與助燃氣體(氧與空氣)之混合氣的組成及燃燒範圍(燃燒範圍外)的關係來做調整。
依據上述之理論，在排氣之燃燒處理中且為刮刀30之動作時，將供給至主燃燒器MB之燃料氣體與助燃氣體之混合氣調整在燃燒範圍外。然而，當將供給至主燃燒器MB的燃料氣體與助燃氣體之混合氣調整至燃燒範圍外時，會產生以下之新課題。
(1)　混合氣之著火性良好
必須在使位在燃燒範圍外之燃料氣體與助燃氣體之混合氣從主燃燒器MB噴出後，混合氣立即著火(亦即，混合氣需為著火性良好)。
(2)　供給混合氣完全燃燒所需之充分氧氣
位於燃燒範圍外之混合氣係因氧不足，因此從主燃燒器MB噴出混合氣後必須補充氧，以使混合氣完全燃燒。
(3)　火焰保持性與一般運轉時同等
混合氣從主燃燒器MB噴出形成之火焰的火焰保持性必須與一般運轉時(並未使刮刀動作之一般的排氣處理時)同等。
為了解決上述課題(1)至(3)，本發明係採取以下手段。
(1)　處理之排氣為不易燃燒之氣體(CF4 ，C2 F6 等PFC氣體)時
i)　在一般運轉時(不使刮刀動作之一般的排氣處理時)，將預先混合了燃料氣體與氧之混合氣從主燃燒器MB供給至燃燒器部2內。此混合氣係位於燃燒範圍內。然後，從空氣噴嘴15將空氣供給至燃燒器部2內而形成渦流。
ii)在刮刀動作中，將預先混合了燃料氣體與氧之混合氣從主燃燒器MB供給至燃燒器部2內。此時，由於混合氣係位於燃燒範圍外，因此不足之氧(O2 )係從形成渦流之空氣噴嘴15供給。亦即，藉由將位於主燃燒器MB及主燃燒器配管內之混合氣設為燃燒範圍外，而防止朝主燃燒器MB及主燃燒器配管內之逆火。再者，為了確保混合氣之著火性、火焰保持性並且使排氣之處理性能不致降低，且為了補充不足之氧，另外將氧供給至空氣噴嘴15，並將氧從空氣噴嘴15供給至燃燒器部2內。此時，亦將空氣從空氣噴嘴15供給至燃燒器部2內而形成渦流。如此，藉由補充不足之氧，而使在一般運轉時與刮刀動作中，就整體而言，供給至燃燒處理室1之排氣、燃料氣體、氧、空氣之流量比率不變。
(2)　處理之排氣為易燃燒之氣體(SiH4 等矽烷系氣體)時
i)　在一般運轉時(不使刮刀動作之一般的排氣處理時)，將預先混合了燃料氣體與氧之混合氣從主燃燒器MB供給至燃燒器部2內。混合氣係位於燃燒範圍內。然後，從空氣噴嘴15將空氣供給至燃燒器部2內而形成渦流。
ii)　在刮刀動作中，將預先混合了燃料氣體與空氣之混合氣從主燃燒器MB供給至燃燒器部2內。此時，混合氣雖位於燃燒範圍外，但由於排氣為易燃燒氣體，因此無須從空氣噴嘴15補充氧，與一般運轉時同樣地，從將空氣從空氣噴嘴15供給至燃燒器部2內而形成渦流。從主燃燒器MB噴出之混合氣係與從空氣噴嘴15供給之空氣混合而成為燃燒範圍內進行燃燒。
(3)　不論要處理之排氣的種類，在刮刀之動作中，係藉由導燃器供給火種。藉此，可防止刮刀動作中之燃燒器部2內的失火。
接著，參照第2圖說明具備上述手段(1)至(3)之燃燒式排氣處理裝置的整體構成。
如第2圖所示，燃燒器部2之混合氣室20係藉由混合氣供給管26與噴射器(預混合器)50相連接。並且，在噴射器50連接有燃料氣體供給管線L1及氧供給管線L2。在燃料氣體供給管線L1，從噴射器50朝上游側依序設置有開閉閥V11、質流控制器MFC1、壓力調整閥V12，燃料氣體供給管線L1之上游端係連接在燃料氣體供給源(燃料供給源)。在氧供給管線L2，從噴射器50朝上游側依序設置有開閉閥V21、質流控制器MFC2、開閉閥V22、壓力調整閥V23，氧供給管線L2之上游端係連接在氧供給源。
再者，在燃燒器部2之空氣室19連接有空氣供給管線L3。在空氣供給管線L3，從空氣室19朝上游側依序設置有開閉閥V31、V32、流量感測器FS1、壓力調整閥V33、管集箱(header)R1，在空氣供給管線L3之上游端係連接在空氣供給源。在導燃器PB，連接有導燃器用空氣供給管線L4。導燃器用空氣供給量線L4係從導燃器PB朝上游側依序設置有開閉閥V41、流量感測器FS2、壓力調整閥V42、管集箱R1。壓力調整閥V33、V42係設定成：可將從空氣供給源供給之空氣的壓力調整成一次空氣用之壓力(例如0.37MPa)及導燃器用之壓力(例如0.45MPa)之兩階段。
在前述導燃器PB連接有導燃器用燃料氣體供給管線L5。在導燃器用燃料氣體供給管線L5，從導燃器PB朝上游側依序設置有開閉閥V51、流量計FI1。此外，導燃器用燃料氣體供給管線L5之上游端係連接在燃料氣體供給管線L1。
另一方面，從氧供給管線L2分歧設置有氧供給旁通管線BP1，氧供給旁通管線BP1之下游端係連接在空氣供給管線L3。此外，氧供給旁通管線BP1係從氧供給管線L2中之連接氧供給源及控制閥V23之管路部分分歧，且連接在空氣供給管線L3中之連接開閉閥V31與空氣室19之管路部分。在氧供給旁通管線BP1從上游側朝下游側依序設置有壓力調整閥V61、流量計FI2、開閉閥V62、止回閥V63。此外，從空氣供給管線L3分歧設置有空氣供給旁通管線BP2，在空氣供給旁通管線BP2設置有開閉閥V81。此外，空氣供給旁通管線BP2之下游端係連接在氧供給管線L2。此外，空氣供給旁通管線BP2係從空氣供給管線L3中之連接流量感測器FS1及開閉閥V31之管路部分分歧，且連接在氧供給管線L2中之連接開閉閥V22與質流控制器MFC2之管路部分。
第3圖係顯示第2圖所示之噴射器50之詳細構造的剖面圖。如第3圖所示，噴射器50係由供助燃氣體(例如氧)噴出之噴嘴部101、及在內部具有擴散器(diffuser)102a之擴散器部102所構成。在噴嘴部101連接有氧供給管線L2，在擴散器部102連接有燃料氣體供給管線L1及混合氣供給管26。在噴射器50中，當助燃氣體(例如氧)從噴嘴部101以高速噴出時，擴散器102a的壓力會降低，因此從燃料氣體供給管線L1吸入燃料氣體，並預先將燃料氣體與助燃氣體(例如氧)予以混合，以連接在擴散器102a之擴張部103減速增壓，將燃料氣體與助燃氣體之混合氣吐出至混合氣供給管26。
接著，說明第2圖所示之構成之燃燒式排氣處理裝置之排氣處理步驟。
(1)處理之排氣為不易燃燒之氣體時
i)　在一般運轉時(不使刮刀動作之一般的排氣處理時)，將燃料氣體從燃料氣體供給源經由燃料氣體供給管線L1供給至噴射器50，並將氧從氧供給源經由氧供給管線L2供給至噴射器50。此時，藉由質流控制器MFC1正確地控制燃料氣體之質量流量，並且可將所希望流量之燃料氣體供給至噴射器50。再者，藉由質流控制器MFC2正確地控制氧之質量流量，並且可將所希望流量之氧供給至噴射器50。藉由噴射器50預先混合燃料氣體與氧，將混合氣經由混合氣供給管26供給至混合氣室20，並將混合氣從主燃燒器MB噴出至燃燒器部2內。由於混合氣係在燃燒範圍內，因此從主燃燒器MB噴出時會燃燒而形成火焰之渦流(渦焰)。從空氣噴嘴15噴射之空氣亦旋轉，因此該空氣流會與主燃燒器MB之火焰混合而使火焰之渦流更加速而形成強大之渦焰。
另一方面，要處理之排氣G1係從排氣導入管14供給至燃燒器部2內，並與混合氣之渦焰混合而燃燒。在燃燒器部2內形成之火焰的渦流(渦焰)亦在燃燒室3內被保持，並使在燃燒器部2內未完全燃燒之排氣預備地或輔助性地燃燒。
ii)　在刮刀動作中，將燃料氣體從燃料氣體供給源經由燃料氣體供給管線L1供給至噴射器50，並將來自空氣供給源之空氣經由從空氣供給管線L3分歧之空氣供給旁通管線BP2供給至噴射器50。此時，藉由質流控制器MFC1正確地控制燃料氣體之質量流量，並且可將所希望流量之燃料氣體供給至噴射器50。再者，藉由質流控制器MFC2正確地控制空氣之質量流量，並且可將所希望流量之空氣供給至噴射器50。藉由噴射器50預先混合燃料氣體與空氣，將混合氣經由混合氣供給管26供給至混合氣室20，並將混合氣從主燃燒器MB噴出至燃燒器部2內。因混合氣之氧不足而在燃燒範圍外，因此從主燃燒器MB噴出時不會燃燒。如此，藉由將位於主燃燒器MB及主燃燒器配管內之混合氣設為燃燒範圍外，而防止朝主燃燒器MB及主燃燒器配管內之逆火。再者，為了確保混合氣之著火性、火焰保持性並且使排氣之處理性能不致降低，係補充不足之氧。因此，將氧從氧供給源徑由氧供給旁通管線BP1供給至空氣噴嘴15。供給至空氣噴嘴15之氧的流量係藉由流量計FI2所測量而調整。此時，空氣亦經由空氣供給管線3同時供給至空氣噴嘴15。供給至空氣噴嘴15的空氣流量係由流量感測器FS1測量調整。如此，從空氣噴嘴15會噴出氧與空氣之混合氣體，在燃燒器部2內形成混合氣體的渦流，且與從主燃燒器MB噴出之混合氣(燃料氣體與空氣之混合氣)混合。結果，燃料氣體與氧、空氣之混合氣成為燃燒範圍內，且立即燃燒而形成火焰。
另一方面，要處理之排氣G1係從排氣導入管14供給至燃燒器部2內，並與混合氣之渦焰混合而燃燒。在燃燒器部2內形成之火焰的渦流(渦焰)亦在燃燒室3內被保持，並使在燃燒器部2內未完全燃燒之排氣預備地或輔助性地燃燒。
此外，空氣預混合(燃料氣體與空氣之預混合)係在使刮刀動作之前進行，亦在刮刀40之動作後繼續進行。亦即，空氣預混合係在刮刀40之動作前的預定時間、刮刀40之動作中、及刮刀40之動作後的預定時間進行。刮刀40係藉由使氣壓缸41(參照第1圖)動作，而在從待機位置(第2圖之實線所示之位置)下降至燃燒器部2之下端的略下方位置(第2圖之虛線所示之位置)後上昇。
(2)處理之排氣為易燃燒之氣體時
i)　在一般運轉時(不使刮刀動作之一般的排氣處理時)，將燃料氣體從燃料氣體供給源經由燃料氣體供給管線L1供給至噴射器50，並將氧從氧供給源經由氧供給管線L2供給至噴射器50。此時，藉由質流控制器MFC1正確地控制燃料氣體之質量流量，並且可將所希望流量之燃料氣體供給至噴射器50。再者，藉由質流控制器MFC2正確地控制氧之質量流量，並且可將所希望流量之氧供給至噴射器50。藉由噴射器50預先混合燃料氣體與氧，將混合氣經由混合氣供給管26供給至混合氣室20，並將混合氣從主燃燒器MB噴出至燃燒器部2內。由於混合氣係在燃燒範圍內，因此從主燃燒器MB噴出時會燃燒而形成火焰之渦流(渦焰)。從空氣噴嘴15噴射之空氣亦旋轉，因此該空氣流會與主燃燒器MB之火焰混合且使火焰之渦流更加速而形成強大之渦焰。
另一方面，要處理之排氣G1係從排氣導入管14供給至燃燒器部2內，並與混合氣之渦焰混合而燃燒。在燃燒器部2內形成之火焰的渦流(渦焰)亦在燃燒室3內被保持，並使在燃燒器部2內未完全燃燒之排氣預備地或輔助性地燃燒。
ii)　在刮刀動作中，將燃料氣體從燃料氣體供給源經由燃料氣體供給管線L1供給至噴射器50，並將來自空氣供給源之空氣經由從空氣供給管線L3分歧之空氣供給旁通管線BP2供給至噴射器50。此時，藉由質流控制器MFC1正確地控制燃料氣體之質量流量，並且可將所希望流量之燃料氣體供給至噴射器50。再者，藉由質流控制器MFC2正確地控制空氣之質量流量，並且可將所希望流量之空氣供給至噴射器50。藉由噴射器50預先混合燃料氣體與空氣，將混合氣經由混合氣供給管26供給至混合氣室20，並將混合氣從主燃燒器MB噴出至燃燒器部2內。因混合氣之氧不足而在燃燒範圍外，因此從主燃燒器MB噴出時不會燃燒。如此，藉由將位於主燃燒器MB及主燃燒器配管內之混合氣設為燃燒範圍外，而防止朝主燃燒器MB及主燃燒器配管內之逆火。由於排氣為易燃燒之氣體，因此無須從空氣噴嘴15補充氧，與一般運轉時同樣地，從空氣噴嘴15將空氣供給至燃燒器部2。因此，從空氣噴嘴15會噴出空氣，在燃燒器部2內形成空氣的渦流，且與從主燃燒器MB噴出之混合氣(燃料氣體與空氣之混合氣)混合。結果，在混合氣補充氧而成為燃燒範圍內，且立即燃燒而形成火焰。
另一方面，要處理之排氣G1係從排氣導入管14供給至燃燒器部2內，並與混合氣之渦焰混合而燃燒。在燃燒器部2內形成之火焰的渦流(渦焰)亦在燃燒室3內被保持，並使在燃燒器部2內未完全燃燒之排氣預備地或輔助性地燃燒。刮刀40之動作係如前述(1)之說明。(3)在處理之排氣為不易燃燒時及易燃燒時之任一情形時，在排氣之燃燒處理中且在刮刀40之動作中，將燃料氣體從燃料氣體供給源經由導燃器用燃料氣體供給管線L5供給至導燃器PB。亦即，不論要處理之排氣的種類，在刮刀之動作中，係藉由導燃器供給火種。藉此，可防止刮刀動作中之失火。
此外，在排氣處理裝置之始動時對導燃器PB進行點火之技術內容係與習知之排氣處理裝置相同。
本發明人等係反覆進行如第2圖所示構成之燃燒式排氣處理裝置之排氣處理步驟的結果、發現有在刮刀之動作中導燃器PB之火種會消失且在燃燒器部2內會產生失火之情形。
本發明人等係進行各種實驗且進行實驗結果之解析的結果，對於導燃器PB，僅藉由燃料氣體供給源之供給壓(例如2.8kPa)供給燃料，因此查明導燃器火焰係容易受到燃燒器以後之壓力變動的影響，而成為火焰會消失而成為失火之原因。相對於此，在主燃燒器MB中，燃料氣體係由噴射器所吸引，因此亦查明不易受到壓力變動之影響。
因此，本發明係為了使導燃器火焰穩定化，並防止失火，而採取以下之手段。
(1)在對導燃器供給燃料氣體之路徑設置噴射機構。
(2)在導燃器用燃料氣體供給管線設置質流控制器。
接著，參照第4圖說明具備上述手段(1)及(2)之燃燒式排氣處理裝置。
第4圖所示之燃燒式排氣處理裝置係在第2圖所示之燃燒式排氣處理裝置追加噴射機構並且在導燃器用燃料氣體供給管線L5設置質流控制器者。
如第4圖所示，導燃器PB係連接在導燃器用噴射器70。而且，在導燃器用噴射器70連接有導燃器用燃料氣體供給管線L5及空氣供給管線L6。在導燃器用燃料氣體供給管線L5，從導燃器用噴射器70往上游側依序設置開閉閥V51、質流控制器MFC3。導燃器用燃料氣體供給管線L5之上游端係連接在燃料氣體供給管線L1。在空氣供給管線L6，從導燃器用噴射器70往上游側依序設置開閉閥V71、流量控制器FIC、壓力調整閥V72。導燃器用噴射器70係為與第3圖所示之噴射器50相同之構造，因此省略其圖示。第4圖所示之燃燒式排氣處理裝置中之其他構成係與第2圖所示之燃燒式排氣處理裝置相同。
在第4圖所示之燃燒式排氣處理裝置中，將空氣從空氣供給源經由空氣供給管線L6供給至導燃器用噴射器70，且將燃料氣體從燃料氣體供給源經由導燃器用燃料氣體供給管線L5供給至導燃器用噴射器70。在導燃器用噴射器70中，藉由以高速噴出空氣，而使其產生負壓並拉入燃料氣體。燃料氣體供給源之原本壓力係低至例如2.8kPa左右，但燃料氣體係以導燃器用噴射器70昇壓，因此從導燃器用噴射器70吐出且供給至導燃器PB之燃料氣體係成為例如20kPa左右之高壓力。因此，導燃器火焰係不易受到燃燒器以後之壓力變動之影響。與此同時，藉由質流控制器MFC3正確地控制燃料氣體之質量流量，且可將所希望之質量流量的燃料氣體供給至導燃器PB。再者，供給至導燃器用噴射器70之空氣的流量係藉由流量控制器FIC正確地控制，且在導燃器用噴射器70中可形成所希望之負壓。
如此，藉由在對導燃器PB供給燃料氣體之路徑設置噴射機構，即可提升從導燃器PB噴出之燃料氣體的壓力，並且可將質流控制器MFC3設置在導燃器用燃料氣體供給管線L5，藉此可將所希望之質量流量的燃料氣體正確地供給至導燃器PB，且可使導燃器火焰穩定。因此在刮刀40之動作中，導燃器火焰不會消失，且可防止在燃燒器部2內發生失火。
接著，參照第5至7圖說明本發明之燃燒式排氣處理裝置的2個刮刀30、40。
第5圖係顯示2個刮刀30、40與燃燒處理室1之關係的示意剖面圖。如第5圖所示，在燃燒器部2內，以可上下移動之方式配置有刮刀30。刮刀30係由大致圓筒狀之刮刀本體30a、及從刮刀本體30a朝上方延伸之棒狀的臂部30b所構成，且在大致圓筒狀之刮刀本體30a的下端形成有鋸齒狀之刮除部30c。在棒狀的臂部30b之上部連結有氣壓缸31(參照第1圖)，藉由使氣壓缸31動作，刮刀30會下降，可刮除堆積在燃燒器部2之內壁面之包含二氧化矽(SiO2 )的固態物。
並且，在燃燒室3內，以可上下動作之方式配置有第2刮刀40，第2刮刀40係由大致圓筒狀之刮刀本體40a、及從刮刀本體40a朝下方延伸之棒狀的臂部40b所構成，且在大致圓筒狀之刮刀本體40a的上端形成有鋸齒狀之刮除部40c。棒狀之臂部40b係貫通位於燃燒處理室1之下方的冷卻部(未圖示)而朝外部延伸，且連結在未圖示之氣壓缸。並且，藉由使氣壓缸動作，第2刮刀40會上昇，可刮除堆積在燃燒室3之內壁面之包含二氧化矽(SiO2 )的固態物。此外，在刮刀40中，如上所述亦可作成為在刮除部40c不設置鋸齒的平坦形態。
如第5圖所示，刮刀30係進行從燃燒器部2之頂板附近的待機位置下降至燃燒器部2之下端的略下方位置後上昇的一往復動作而結束一次之動作。此一次之動作係設定為約10秒。刮刀30之運轉頻率係設定為例如每15分鐘1次等。相對於此，第2刮刀40係進行從燃燒器3之下方的冷卻部4內的待機位置上昇至燃燒器3之預定位置後下降的一往復動作後，再進行從前述待機位置再度上昇且上昇至比前一次之上昇位置更高的位置後下降的一往復動作等複數次往復運動，而結束一次之動作。刮刀40之運轉頻率係設定為比刮刀30之運轉頻率為低。為了使刮刀30及刮刀40不會在途中停止之狀態下被放置，而設置有用以檢測刮刀本體30a及刮刀本體40a之各位置的位置感測器(未圖示)。
如第5圖所示，在燃燒室3之下方設置有冷卻部4。在冷卻部4係於周方向隔著間隔設置有複數個噴嘴53，藉由從該等噴嘴53往中心將水噴射成噴淋狀，進行排氣之冷卻及排氣中之粒子的捕集。此外，在冷卻部4之下方設置有用以貯留從冷卻部4排出之排水及在排水中捕集之粒子等的捕集器(trap)5。此外，在冷卻部4中經冷卻及洗淨之排氣係經由從冷卻部4之側壁延設之排氣導管6(參照第2圖)排出至裝置外部。
第6圖(a)及第6圖(b)係顯示上下之刮刀30、40的斜視圖，第6圖(a)係從第5圖之VIA方向觀看刮刀30之斜視圖，第6圖(b)係從第5圖之VIB方向觀看第2刮刀40之斜視圖。
如第6圖(a)所示，刮刀30係具備具有頂板部之概略圓筒狀之刮刀本體30a，在刮刀本體30a形成有用以刮除二氧化矽等固態物之鋸齒狀之刮除部30c。而且，在刮刀本體30a之頂板部，形成有排氣流入用之3個開口h1及導燃器用之開口h2。
如第6圖(B)所示，刮刀40係具備環狀之刮刀本體40a，在刮刀本體40a之上端形成有用以刮除二氧化矽等固態物之刮除部40c。此外，在第6圖(b)所示之例中，刮除部40c並非鋸齒狀而形成平坦狀。附著在燃燒室3之內壁之包含二氧化矽的固態物係比附著在燃燒器部2之內壁之包含二氧化矽的固態物軟而容易刮除，因此刮除部40c係形成平坦形態。在環狀之刮刀本體40a的中心部設置有朝直徑方向遠心之桿40d。在桿40d固定有臂部40b(參照第5圖)。
第7圖係顯示第2刮刀40之動作之一例的示意圖。如第7圖所示，刮刀40係設定為，進行從位於燃燒室3之下方的冷卻部4之一次冷卻噴小器的下方待機位置(以實線所示)往燃燒室3內之預定位置(L，M，H)的上下運動3次。亦即，刮刀40係在第1次上昇至L並回到原來位置(待機位置)，在第2次上昇至M並回到原來位置，在第3次上昇至H並回到原來位置，進行上述3次之上下運動而結束一次之刮刀動作，而該動作時間係設定為約20秒。
以上雖係說明本發明之實施形態，但本發明當然不限定在上述實施形態，可在該技術思想的範圍內，以各種不同之形態實施。特別是，在實施形態中，雖例示在混合氣室預先混合燃料與氧氣源後作為混合氣予以供給之例，但本發明係如申請專利範圍第4項至第10項所記載並未限定在預混合式，可廣泛地應用在燃燒式排氣處理裝置。
1．．．燃燒處理室
2．．．燃燒器部
3．．．燃燒室
4．．．冷卻部
5．．．捕集器
6．．．排氣導管
11．．．圓筒體
12．．．外筒
14．．．排氣導入管
15．．．空氣噴嘴
16．．．噴嘴
19．．．空氣室
20．．．混合氣室
21．．．內筒
22．．．外筒
23．．．隔熱材
25．．．UV感測器
26．．．混合氣供給管
30．．．刮刀
30a．．．刮刀本體
30b．．．臂部
30c．．．刮除部
31．．．氣壓缸
40．．．刮刀
40a．．．刮刀本體
40b．．．臂部
40c．．．刮除部
40d．．．桿
50．．．噴射器(預混合器)
53．．．噴嘴
70．．．導燃器用噴射器
101．．．噴嘴部
102．．．擴散器部
102a．．．擴散器
103．．．擴張部
BP1．．．氧供給旁通管線
BP2．．．空氣供給旁通管線
FI1、FI2．．．流量計
FS1、FS2．．．流量感測器
FIC．．．流量控制器
G1．．．排氣
h1、h2．．．開口
L1．．．燃料氣體供給管線
L2．．．氧供給管線
L3．．．空氣供給管線
L4．．．導燃器用空氣供給管線
L5．．．導燃器用燃料氣體供給管線
L6．．．空氣供給管線
MB．．．主燃燒器
MFC1、MFC2、MFC3．．．質流控制器
PB．．．導燃器
R1．．．管集箱
S．．．空間
V11、V21、V22、V31、V32．．．開閉閥
V12、V23、V33、V42、V61、V72．．．壓力調整閥
V41、V51、V62、V71、V81．．．開閉閥
V63．．．止回閥
第1圖係本發明之燃燒式排氣處理裝置之燃燒處理室的構成例之示意剖面圖。
第2圖係本發明之燃燒式排氣處理裝置之整體構成之概略圖。
第3圖係顯示第2圖所示之噴射器之詳細構造的剖面圖。
第4圖係顯示具備噴射機構及質流控制器(Mass Flow Controller)之燃燒式排氣處理裝置的概略圖。
第5圖係顯示2個刮刀與燃燒處理室之關係的示意剖面圖。
第6圖(a)及第6圖(b)係顯示上下之刮刀的斜視圖，
第6圖(a)係從第5圖之VIA方向觀看第1刮刀之斜視圖，
第6圖(b)係從第5圖之VIB方向觀看第2刮刀之斜視圖。
第7圖係顯示第2刮刀之動作之一例的示意圖。
1．．．燃燒處理室
2．．．燃燒器部
3．．．燃燒室
11．．．圓筒體
12．．．外筒
14．．．排氣導入管
15．．．空氣噴嘴
16．．．噴嘴
19．．．空氣室
20．．．混合氣室
21．．．內筒
22．．．外筒
23．．．隔熱材
25．．．UV感測器
30．．．刮刀
30a．．．刮刀本體
30b．．．臂部
30c．．．刮除部
31．．．氣壓缸
40．．．刮刀
40a．．．刮刀本體
40b．．．臂部
40c．．．刮除部
G1．．．排氣
MB．．．主燃燒器
PB．．．導燃器
S．．．空間

Claims (11)

  1. 一種燃燒式排氣處理裝置，係具備：燃燒處理室，對排氣進行燃燒分解處理；主燃燒器，供給預先混合有燃料氣體與助燃氣體之混合氣並在前述燃燒處理室內形成火焰；及刮刀，用以刮除附著在前述燃燒處理室內壁的固態物；該燃燒式排氣處理裝置之特徵為：在對前述排氣進行燃燒分解處理之處理中且前述刮刀之非動作時，將前述混合氣調整在燃燒範圍內並供給至前述主燃燒器，而在對前述排氣進行燃燒分解處理之處理中且為前述刮刀之刮除動作時，將前述混合氣調整在燃燒範圍外並供給至前述主燃燒器。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之燃燒式排氣處理裝置，其中，藉由改變前述助燃氣體中之氧成分比例，而將前述混合氣調整在燃燒範圍內或燃燒範圍外。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之燃燒式排氣處理裝置，其中，前述助燃氣體係為氧或空氣。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之燃燒式排氣處理裝置，其中，前述助燃氣體係為氧或空氣。
  5. 一種燃燒式排氣處理裝置，係具備：燃燒處理室，供給燃料、氧及空氣並對排氣進行燃燒分解處理；及刮刀，用以刮除附著在該燃燒處理室之內壁的固態物；該燃燒式排氣處理裝置之特徵為：在對前述排氣進行燃燒分解並處理之處理中，在前 述刮刀之非動作時及前述刮刀之刮除動作時之間，切換對前述燃燒處理室之氧及/或空氣之供給部位。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之燃燒式排氣處理裝置，其中，前述燃燒處理室係具備供給燃料並將火焰形成在前述燃燒處理室內之主燃燒器、及將氣體噴出至前述燃燒處理室內以形成渦流之噴嘴，在前述刮刀之非動作時，將燃料與氧供給至前述主燃燒器並將火焰形成在前述燃燒處理室內，並將空氣供給至前述噴嘴而在前述燃燒處理室內形成渦流，而在前述刮刀之刮除動作時，將燃料與空氣供給至前述主燃燒器，並且將空氣及氧供給至前述噴嘴，使燃料在前述燃燒處理室燃燒而形成火焰。
  7. 一種燃燒式排氣處理裝置，係具備：燃燒處理室，供給燃料、氧及空氣並對排氣進行燃燒分解；及刮刀，用以刮除附著在該燃燒處理室之內壁的固態物；該燃燒式排氣處理裝置之特徵為：前述燃燒處理室係具備在排氣之處理開始時點火之導燃器、及在對排氣進行燃燒分解處理之處理中維持火焰之主燃燒器，在對前述排氣進行燃燒分解處理之處理中且前述刮刀之非動作時，將燃料從前述主燃燒器供給至前述燃燒處理室，並且停止前述導燃器之燃燒，而在對前述排氣進行燃燒分解處理之處理中且為前述刮刀之刮除動作時，將燃料從前述主燃燒器供給至 前述燃燒處理室，並且維持前述導燃器之燃燒。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之燃燒式排氣處理裝置，其中，在將前述燃料供給至前述導燃器之路徑設置噴射機構。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之燃燒式排氣處理裝置，其中，在對前述排氣進行燃燒分解處理之處理中且前述刮刀之非動作時，將燃料與氧從前述主燃燒器供給至前述燃燒處理室，而在對前述排氣進行燃燒分解處理之處理中且為前述刮刀之刮除動作時，將燃料與空氣從前述主燃燒器供給至前述燃燒處理室。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之燃燒式排氣處理裝置，其中，在對前述排氣進行燃燒分解並處理之處理中且前述刮刀之刮除動作時，將氧從與前述主燃燒器不同之場所供給至前述燃燒處理室。
  11. 一種燃燒式排氣處理裝置，係具備：圓筒狀之燃燒處理室，對排氣進行燃燒分解處理；排氣流入口，面向該燃燒處理室而形成；燃料之供給口與助燃氣體之供給口，形成在該燃燒處理室之側面；及刮刀，用以刮除附著在前述燃燒處理室之內壁的固態物；該燃燒式排氣處理裝置之特徵為：藉由在對前述排氣進行燃燒分解處理之處理中使前述刮刀動作並朝上下驅動，前述刮刀係橫切前述燃料之供給口並刮除該燃料供給口附近的固態物； 而在前述刮刀之非動作時，前述刮刀係退避至離開前述燃料之供給口及助燃氣體之供給口的場所；前述刮刀係用以刮除附著在燃燒器部之內壁的固態物，該燃燒器部係供給燃料氣體或燃料並在前述燃燒處理室內形成火焰；並具備用以刮除附著在燃燒室之內壁之固態物的第2刮刀，該燃燒室係位在前述燃燒器部之下方並對排氣進行燃燒分解處理；前述第2刮刀係在非動作時退避至位於前述燃燒室之下方且冷卻排氣之冷卻部的待機位置。
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