TWI754084B - 排氣處理裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種在燃燒式排氣處理裝置中處理含有氫之要處理氣體之際,藉由將要處理氣體及助燃性氣體朝向燃燒室的內周面的切線方向吹入,以形成從燃燒室內壁浮起的兩種混合的圓筒狀混合火焰,而可防止燃燒室的熱損傷之排氣處理裝置。該排氣處理裝置係對含有氫之要處理氣體進行燃燒處理使之無害化之排氣處理裝置,其中,進行含有氫之要處理氣體的燃燒之燃燒室1係構成為圓筒狀的燃燒室1,燃燒室1具備有分別將要處理氣體及助燃性氣體朝向燃燒室的內周面的切線方向吹入之要處理氣體用噴嘴3A及助燃性氣體用噴嘴3B,要處理氣體用噴嘴3A及助燃性氣體用噴嘴3B係位於與燃燒室1的軸線正交之同一平面上。
Description
本發明係關於對從製造半導體裝置等之製造裝置排出的排出氣體進行燃燒處理使之無害化之排氣處理裝置,尤其關於對從EUV(Extreme Ultra Violet:極紫外光)曝光裝置排出的排出氣體進行燃燒處理使之無害化之排氣處理裝置。
MPU(微處理器)、DRAM等之半導體積體電路的高度積體化及其所需之微細化,係藉由曝光裝置(進行電路圖案的轉印之裝置)的光學系統的短波長化、浸潤式微影(immersion lithography)、多重曝光微影(multi-patterning lithography)等之技術而實現。
光學系統的短波長化雖然有人說已經到了技術的極限,但近年來EUV曝光裝置卻又好像來到了實用化的階段。所謂的EUV,係將至今歷經數十年而階段性地從365nm→248nm→193nm(現行)之短波長化一口氣推進到13.5nm之技術,因為是這樣的技術所以仍有各式各樣的技術瓶頸有待克服。
其中之一係裝置內污染的防治對策。EUV 曝光裝置為超精密機器,其性能會因為特別是有異物進入其光學系統而急遽降低。EUV曝光裝置係由使EUV產生之光源部、及利用光源部所產生的EUV進行晶圓的曝光之曝光部所構成,在光源部中由於雷射對於標靶的照射而產生之錫(Sn)的氧化物、在曝光部中從感光性物質(光阻)脫離的有機物質都已知分別是代表性的污染源,這些都是在裝置的運用上必然產生的物質,並無法防止其產生。
防治該等污染之對策,有使用氫氣之方法。在光源部使用數百L/分鐘之氫氣使錫的氧化物成為氣體狀的氫化物而加以去除,在曝光部同樣地使用數十L/分鐘之氫氣使有機物質氣體化而加以去除。使用的氫氣大半未參與反應,其係作為前述氣體化的污染物質的載體而從裝置排出。然而,由於存在有使曝光部內成為真空之動作程序、光源部及曝光部係某種程度獨立地動作、及定期的維護等原因,所以排出的氫氣的量會大幅地變動。
因此,從EUV曝光裝置排出的是包含具有百數十至數百L/分鐘的變動幅度的氫氣之要處理氣體(排氣)。
(專利文獻1)日本特許第4937886號公報
從半導體裝置等的製造裝置排出的要處理 氣體(排氣),通常係經排氣處理裝置進行無害化處理後排出到大氣中。該無害化處理方法,大多都是採用如專利文獻1等所揭示的使燃料(燃料氣體)與助燃性氣體(含有氧的氣體)混合然後使燃料燃燒而形成火焰,再使要處理氣體(排氣)混合到火焰中而對要處理氣體進行燃燒處理之燃燒式排氣處理裝置。
然而,從EUV曝光裝置排出的要處理氣體(排氣)因為含有大量的氫氣,所以有如下之可能性,亦即不用另外供應燃料,只要供應助燃性氣體(含有氧的氣體)就可對要處理氣體進行燃燒處理。
氫具有:即使在可燃性氣體之中燃燒速度也特別快,且燃燒範圍廣(不管是高濃度還是低濃度都會燃燒)之特徵。因此,氫流入燃燒室後會立刻急速燃燒而形成局部的高溫部,燃燒室會有熱損傷之可能性。熱損傷之可能性係氫的流入量越多越高,就一般之手法而言,可使用大量的助燃性氣體(空氣)使之燃燒來防止熱損傷。但是在此情況下,必須要有大容積的燃燒室,燃燒氣體量也會變多,所以裝置會大型化。此外,也必須配合氫的流量而調整助燃性氣體量。此係因為在想要對於大量的助燃性氣體混合少量的氫氣而使之燃燒的情況下,若低於可燃燒的下限濃度(在氫與空氣混合之情況時,氫濃度為4%)就不會燃燒。
不過因為氫的流量會隨著EUV曝光裝置的運轉狀態而變動,所以要隨著氫的流量而調整助燃性氣體量會有困 難。因此必須對於大量的氫以必需的最小限度的助燃性氣體使之燃燒,且必須要有防止燃燒室熱損傷之對策。
本發明的發明人係針對可使從EUV曝光裝置排出的含有大量的氫之要處理氣體(排氣)燃燒,且可防止燃燒室的熱損傷的可能性之燃燒方式,想出了一種藉由將含有氫之要處理氣體及助燃性氣體朝向燃燒室的內周面的切線方向吹入,而形成從燃燒室內壁浮起的兩種混合的圓筒狀混合火焰之斷熱混燒方式。
因此,本發明之目的在於提供一種在燃燒式排氣處理裝置中處理含有氫之要處理氣體之際,藉由將要處理氣體及助燃性氣體朝向燃燒室的內周面的切線方向吹入,以形成從燃燒室內壁浮起的兩種混合的圓筒狀混合火焰,而可防止燃燒室的熱損傷之排氣處理裝置。
為了達成上述目的,本發明之排氣處理裝置的一態樣係對含有氫之要處理氣體進行燃燒處理使之無害化之排氣處理裝置,其中,進行含有氫之要處理氣體的燃燒之燃燒室係構成為圓筒狀的燃燒室,前述燃燒室係具備有分別將要處理氣體及助燃性氣體朝向燃燒室的內周面的切線方向吹入之要處理氣體用噴嘴及助燃性氣體用噴嘴,前述要處理氣體用噴嘴及助燃性氣體用噴嘴係位於與前述燃燒室的軸線正交之同一平面上。此處,所謂的位於同一平面上,係指要處理氣體用噴嘴及助燃性氣體用噴嘴的燃燒室內周面側的開口的一部分位在同一平面上。
根據本發明,將要處理氣體及助燃性氣體朝向燃燒室的內周面的切線方向吹入使圓筒狀混合火焰形成,而會形成因旋轉離心力使得圓筒狀混合火焰的外側較重且溫度較低的未燃的兩種混合氣體、與內側為較輕且溫度較高的兩種氣體混合燃燒後的氣體之分佈。因此,圓筒狀混合火焰會為由溫度較低的未燃的兩種混合氣體所包覆住之自我斷熱的狀態,所以燃燒火焰不會直接接觸於燃燒室的內壁,燃燒室的內壁不易受到熱損傷。
根據本發明的較佳的態樣,係將冷卻水供給配管連接至前述助燃性氣體用噴嘴,使助燃性氣體與冷卻水一起從前述助燃性氣體用噴嘴朝向燃燒室的內周面的切線方向吹入。
根據本發明,與助燃性氣體一同吹入燃燒室之冷卻水的水滴因為比氣體重,所以冷卻水的水滴會比圓筒狀混合火焰中的未燃的兩種混合氣體更靠壁面邊緣迴旋,而不會妨礙到燃燒。而且,冷卻水的水滴在迴旋過程中會冷卻燃燒室的內壁。因此,即使在要處理氣體中含有多量的氫之情況時,也不會在燃燒室內形成局部的高溫部,可確保氣體處理性能,同時防止燃燒室的熱損傷。
根據本發明的較佳態樣,係藉由從前述冷卻水供給配管使冷卻水與流動在前述助燃性氣體用噴嘴內的助燃性氣體合流而使冷卻水細粒化,並將含有細粒化的冷卻水之助燃性氣體吹入前述燃燒室。
根據本發明的較佳態樣,係在前述燃燒室的上部壁形 成有供給冷卻水以冷卻前述上部壁之冷卻套(cooling jacket)。
根據本發明的較佳態樣,係將從前述冷卻套排出的冷卻水供給至前述冷卻水供給配管。
根據本發明的較佳態樣,係在供給助燃性氣體至前述助燃性氣體用噴嘴之助燃性氣體供給管線(line)設置逆止閥,使前述燃燒室內的要處理氣體不會逆流至助燃性氣體供給管線。
根據本發明的較佳態樣,係在前述冷卻水供給配管設置逆止閥,使前述燃燒室內的要處理氣體不會逆流至前述冷卻水供給配管。
根據本發明的較佳態樣,前述含有氫之要處理氣體係從EUV曝光裝置排出的排出氣體。
本發明的一態樣,係一種對含有氫之要處理氣體進行燃燒處理使之無害化之排氣處理方法,其中,進行含有氫之要處理氣體的燃燒之燃燒室係構成為圓筒狀的燃燒室,且從位於與前述燃燒室的軸線正交的同一平面上的要處理氣體用噴嘴及助燃性氣體用噴嘴,分別將要處理氣體及助燃性氣體朝向燃燒室的內周面的切線方向吹入,從而形成要處理氣體及助燃性氣體之兩種氣體混合的迴旋流。
根據本發明的較佳態樣,係將冷卻水供給至前述助燃性氣體用噴嘴,使助燃性氣體與冷卻水一起從前述助燃性氣體用噴嘴朝向前述燃燒室的內周面的切線方向吹入。
根據本發明的較佳態樣,係藉由使冷卻水與流動在前述助燃性氣體用噴嘴內的助燃性氣體合流而使冷卻水細粒化,以將含有細粒化的冷卻水之助燃性氣體吹入前述燃燒室。
根據本發明的較佳態樣,係將冷卻水供給至前述燃燒室的上部壁以冷卻前述上部壁。
根據本發明的較佳態樣,係將冷卻前述上部壁後的冷卻水供給至前述助燃性氣體用噴嘴。
根據本發明的較佳態樣,前述含有氫之要處理氣體係從EUV曝光裝置排出的排出氣體。
根據本發明的較佳態樣,係在前述燃燒室中,在與要處理氣體及助燃性氣體的吹入位置於前述燃燒室的軸線方向上相分離的位置,從供水噴嘴供給水,在前述燃燒室的內周面上形成水膜。
根據本發明的較佳態樣,係藉由從前述供水噴嘴將水朝向積水部的內周面的切線方向噴出,而在前述積水部形成由具有從半徑方向外側往內側朝斜下方傾斜的水面之迴旋流所構成的水膜。
根據本發明,將要處理氣體及助燃性氣體朝向燃燒室的內周面的切線方向吹入而使圓筒狀混合火焰形成,會形成因旋轉離心力使得圓筒狀混合火焰的外側為較重且溫度較低的未燃的兩種混合氣體、與內側為較輕且溫度較高的兩種氣體混合燃燒後的氣體之分佈。因此,圓 筒狀混合火焰會成為由溫度較低的未燃的兩種混合氣體所包覆住之自我斷熱的狀態,所以燃燒火焰不會直接接觸於燃燒室的內壁,且燃燒室的內壁不易受到熱損傷。
另外,根據本發明,與助燃性氣體一起吹入燃燒室之冷卻水的水滴因為比氣體重,所以冷卻水的水滴會比圓筒狀混合火焰中的未燃的兩種混合氣體更靠壁面邊緣迴旋,而不會妨礙到燃燒。而且,冷卻水的水滴在迴旋過程中會冷卻燃燒室的內壁。因此,即使在要處理氣體中含有多量的氫之情況時,也不會發生要處理氣體中的氫急速燃燒而在燃燒室內形成局部的高溫部之情形,而可防止燃燒室的熱損傷。
1‧‧‧燃燒室
2‧‧‧導燃器
3A‧‧‧要處理氣體用噴嘴
3B‧‧‧助燃性氣體用噴嘴
5‧‧‧供水噴嘴
6‧‧‧積水部
6a‧‧‧底板
6b‧‧‧側板
10‧‧‧冷卻水供給配管
11‧‧‧冷卻套
12‧‧‧熱電偶
L1‧‧‧助燃性氣體供給管線
L2‧‧‧冷卻水供給管線
CV1‧‧‧逆止閥
CV2‧‧‧逆止閥
第1圖係顯示本發明之排氣處理裝置的燃燒室的構成例之示意剖視圖。
第2圖係第1圖的II-II線剖視圖。
第3圖係顯示具備有將冷卻水注入助燃性氣體的構成之燃燒室之示意剖視圖。
第4圖係第3圖的A部分的放大圖。
第5圖係第3圖的V-V線剖視圖。
第6圖係顯示在燃燒室的頂板具備有冷卻套的實施例之示意剖視圖。
第7圖係顯示在第1圖所示的排氣處理裝置的助燃性氣體供給管線設置有逆止閥的實施形態之示意剖視圖。
第8圖係顯示在第3圖所示的排氣處理裝置的助燃性氣體供給管線及冷卻水供給管線分別設置有逆止閥的實施形態之示意剖視圖。
第9圖係顯示在第6圖所示的排氣處理裝置的助燃性氣體供給管線及冷卻水供給管線分別設置有逆止閥的實施形態之示意剖視圖。
以下,參照第1至9圖來說明本發明之排氣處理裝置的實施形態。第1至9圖中,相同或相當的構成元件都標以相同的元件符號並省略重複的說明。在實施形態中,係說明對從EUV曝光裝置排出的排出氣體進行燃燒處理使之無害化之排氣處理裝置。
第1圖係顯示本發明之排氣處理裝置的燃燒室的構成例之示意剖視圖。燃燒室1係構成為一端(就圖示的例子而言為上端)被封閉而另一端(就圖示的例子而言為下端)形成開口之圓筒容器狀的燃燒室。在圓筒容器狀的燃燒室1,係在封閉端部附近將要處理氣體(排氣)及助燃性氣體(含有氧的氣體)吹入。
在燃燒室1的封閉端部中,設置有點火用兼火種供給用的導燃器(pilot burner)2,且將燃料及空氣供給至導燃器2。在第1圖中,省略了位在燃燒室1的下方之洗淨部等之圖示。
第2圖係第1圖的II-II線剖視圖。如第2圖所示,用來將要處理氣體(排氣)吹入之要處理氣體用噴 嘴3A、及用來將助燃性氣體(含有氧的氣體)吹入之助燃性氣體用噴嘴3B係朝向燃燒室1的內周面的切線方向而設置。在第2圖所示的例子中,要處理氣體用噴嘴3A及助燃性氣體用噴嘴3B係各設置兩個,但各噴嘴3A,3B的個數係可對應於燃燒室的尺寸及設置空間等而適當地變更。用來將要處理氣體吹入之要處理氣體用噴嘴3A、及用來將助燃性氣體吹入之助燃性氣體用噴嘴3B係位於與圓筒狀的燃燒室1的軸線正交之同一平面上。此處,所謂的位於同一平面上,係指要處理氣體用噴嘴3A及助燃性氣體用噴嘴3B的燃燒室內周面側的開口的一部分位於同一平面上。
如第1圖所示,燃燒室1係在比要處理氣體及助燃性氣體吹入的位置略下方之位置,設置有供水噴嘴5,供水噴嘴5係供給用來在燃燒室1的內壁面上形成濕潤壁(水膜)之水。供水噴嘴5係設置於積水部6,積水部6係從燃燒室1的側壁朝半徑方向外側擴展而成。積水部6係由從燃燒室1的側壁向半徑方向外側延伸而形成積水部6的底面之環狀的底板6a、及從底板6a的外周端朝大致垂直的方向延伸而形成積水部6的側壁之圓筒狀的側板6b所構成。供水噴嘴5係固定於側板6b。供水噴嘴5係配置成朝向積水部6的內周面的切線方向噴出水。藉由從供水噴嘴5將水朝向積水部6的內周面的切線方向噴出,而在積水部6形成由具有從半徑方向外側向內側往斜下方傾斜的水面之迴旋流所構成之水膜。然後,從具有傾斜的水面 之迴旋流(水膜)的下端且為半徑方向內端,亦即從積水部6的底板6a的半徑方向內端,水膜係沿著燃燒室1的內壁流下,在燃燒室1的內壁形成濕潤壁(水膜)。
然後,在如第1圖及第2圖所示的構成之燃燒室1中,從要處理氣體用噴嘴3A及助燃性氣體用噴嘴3B朝向燃燒室1的內周面的切線方向,將要處理氣體及助燃性氣體以火焰的燃燒速度以上的流速吹入。藉此,形成從燃燒室1的內壁浮起的兩種混合的圓筒狀混合火焰。圓筒狀混合火焰係沿著燃燒室1的軸線方向而形成。藉由將兩種氣體朝向切線方向吹入,而形成因旋轉離心力使得圓筒狀混合火焰的外側為較重且溫度較低的未燃的兩種混合氣體、及內側為較輕且溫度較高的兩種氣體混合燃燒後的氣體之分佈。因此,圓筒狀混合火焰會成為由溫度較低的未燃的兩種混合氣體所包覆住之自我斷熱的狀態,所以燃燒火焰不會直接接觸於燃燒室1的內壁,且燃燒室的內壁不易受到熱損傷。另外,因為圓筒狀混合火焰為該自我斷熱的狀態,所以溫度不會因為散熱而降低,可進行燃燒效率高之氣體處理。又,要處理氣體通常係以氮氣等加以稀釋後才流入排氣處理裝置,因此將此含有該氮氣的要處理氣體與助燃性氣體予以混燒,燃燒會變緩慢,而不會形成局部的高溫部,所以會抑制NOX之產生。
如上所述,根據本發明,藉由從燃燒室1的內壁浮起的兩種混合的圓筒狀混合火焰本身所產生的自我斷熱效果,會使得燃燒室1的內壁不易受到熱損傷,但 在要處理氣體中含有300L/min以上的氫之情況時,即使是要處理氣體及助燃性氣體之兩種混合的圓筒狀混合火焰,也會有在燃燒室1內形成局部的高溫部而造成燃燒室1熱損傷之可能性。在如此的情況下,適量地將冷卻水注入至助燃性氣體,可確保氣體處理性能同時防止燃燒室1之熱損傷。以下,針對此構成進行說明。
第3圖係顯示具備有將冷卻水注入至助燃性氣體的構成之燃燒室之示意剖視圖。如第3圖所示,使冷卻水與助燃性氣體合流,然後將含有冷卻水的水滴之助燃性氣體吹入燃燒室1。冷卻水雖採用自來水,但亦可採用鹼性水(氫氧化鈉、氫氧化鉀等的水溶液)。
第4圖係第3圖的A部分的放大圖。第5圖係第3圖的V-V線剖視圖。如第4圖所示,有冷卻水供給配管10連接至助燃性氣體用噴嘴3B,使冷卻水與助燃性氣體合流,而將含有冷卻水的水滴之助燃性氣體吹入燃燒室1。在助燃性氣體用噴嘴3B與冷卻水供給配管10兩者合流之合流部的助燃性氣體的流速為數十m/s,當冷卻水與此助燃性氣體流合流之際,冷卻水會成為細水滴(利用與噴霧相同的原理),水滴係隨著燃燒室內的氣體的迴旋流而流動於助燃性氣體入口週邊的壁面及燃燒室的頂板的下表面。
如第3圖及第4圖所示,將含有冷卻水的水滴之助燃性氣體、及要處理氣體朝向燃燒室1的內周面的切線方向吹入,就會形成從燃燒室1的內壁浮起的兩種 混合的圓筒狀混合火焰。圓筒狀混合火焰係沿著燃燒室1的軸線方向而形成。藉由將兩種氣體朝向切線方向吹入,而形成因旋轉離心力使得圓筒狀混合火焰的外側為較重且溫度較低的未燃的兩種混合氣體、及內側為較輕且溫度較高的兩種氣體混合燃燒後的氣體之分佈。因此,圓筒狀混合火焰會成為由溫度較低的未燃的兩種混合氣體所包覆住之自我斷熱的狀態,所以燃燒火焰不會直接接觸於燃燒室1的內壁,燃燒室的內壁不易受到熱損傷。另外,因為圓筒狀混合火焰為該自我斷熱的狀態,所以溫度不會因為散熱而降低,可進行燃燒效率高之氣體處理。
另一方面,因為冷卻水的水滴比氣體重,所以如第5圖所示,冷卻水的水滴會比圓筒狀混合火焰中的未燃的兩種混合氣體更靠壁面邊緣迴旋(第5圖中以虛線圓表示),而不會妨礙到燃燒。而且,冷卻水的水滴在迴旋過程中會使燃燒室1的內壁附近冷卻。因此,即使在要處理氣體中含有多量的氫之情況時,也不會發生要處理氣體中的氫急速燃燒而在燃燒室1內形成局部的高溫部之情形,而可防止燃燒室1的熱損傷。
第6圖係顯示燃燒室的頂板具備有冷卻套的實施例之示意剖視圖。如第6圖所示,燃燒室1係在頂板的內部具備有冷卻套11,在冷卻套11供給有冷卻水以間接冷卻頂板。從冷卻套11排出的冷卻水係供給至冷卻水供給配管10並吹入燃燒室1內(參照第4圖)。亦即,冷卻水係在用於燃燒室頂板的間接冷卻後吹入燃燒室內,而使 燃燒室的上部內壁附近冷卻。
本發明的發明人等係使用第6圖所示的排氣處理裝置進行了氫氣的處理試驗。處理試驗係在只供給助燃性氣體的情況(未含有冷卻水的情況)及在供給助燃性氣體及冷卻水的情況(含有冷卻水的情況)進行,且使用熱電偶12來測量氣體處理中的燃燒室之外壁的溫度。
首先,在進行試驗時,將流入排氣處理裝置之要處理氣體假設為EUV曝光裝置的排出氣體,且將其組成及流量設定為如以下的表1。
針對表1的條件之氫最大時的流量而設定所需最小限度的助燃性氣體量(空氣量),然後進行在將助燃性氣體量(空氣量)固定不變的情況下氫流量為最小時是否成為可燃燒的濃度之試算,結果如表2所示。
即使是在氫流量最小時氫濃度也高於可燃燒之下限濃度4%,從此資料結果可知:即使氫的量變動,在助燃性氣體量固定不變的情況下也都可燃燒。
接著,以表2的條件供給要處理氣體及助燃性氣體至實際的排氣處理裝置,驗證是否可穩定地燃燒、以及燃燒室溫度是否保持在安全的溫度。將驗證的結果顯示於表3中。
從表3可知:即使在未含有冷卻水之情況下也由於圓筒狀混合火焰本身所產生的自我斷熱效果而相當程度地抑制了燃燒室溫度上升,但在氫流量最大時(620L/min)除了借重圓筒狀混合火焰本身所產生的自我斷熱效果之外,還是以含有冷卻水之情況為佳。
第7圖係顯示在第1圖所示的排氣處理裝置的助燃性氣體供給管線設置有逆止閥的實施形態之示意 剖視圖。如第7圖所示,藉由在供給助燃性氣體至助燃性氣體用噴嘴3B之助燃性氣體供給管線L1設置逆止閥CV1,而使得燃燒室1內的未燃燒的要處理氣體不會逆流至助燃性氣體供給管線L1。
第8圖係顯示在第3圖所示的排氣處理裝置的助燃性氣體供給管線及冷卻水供給管線分別設置有逆止閥的實施形態之示意剖視圖。如第8圖所示,藉由在供給助燃性氣體至助燃性氣體用噴嘴3B之助燃性氣體供給管線L1設置逆止閥CV1,而且在供給冷卻水至助燃性氣體用噴嘴3B之冷卻水供給管線L2設置逆止閥CV2,而使得燃燒室1內的未燃燒的要處理氣體不會逆流至助燃性氣體供給管線L1及冷卻水供給管線L2。
第9圖係顯示在第6圖所示的排氣處理裝置的助燃性氣體供給管線及冷卻水供給管線分別設置有逆止閥的實施形態之示意剖視圖。如第9圖所示,藉由在供給助燃性氣體至助燃性氣體用噴嘴3B之助燃性氣體供給管線L1設置逆止閥CV1,而且在從冷卻套11供給冷卻水至助燃性氣體用噴嘴3B之冷卻水供給管線L2設置逆止閥CV2,而使得燃燒室1內的未燃燒的要處理氣體不會逆流至助燃性氣體供給管線L1及冷卻水供給管線L2。
第7圖至第9圖所示的實施形態中使用的逆止閥CV1,CV2係為以允許管路內的流體僅朝一方向流動之目的而使用之閥,且為閥體受到因其上游側與下游側的壓力差而產生的力而作動,但當壓力差變為與正流的情 況相反時閥體會迅速推抵於閥座而防止逆流之閥,其係以平板狀的閥體做擺動之擺動式逆止閥(swing type check valve)或球狀的閥體做往復動作之球式逆止閥為佳。
以上針對本發明的實施形態進行了說明,但本發明並不限定上述的實施形態,當然可在其技術思想的範圍內以各種不同的形態實施。
1‧‧‧燃燒室
2‧‧‧導燃器
3A‧‧‧要處理氣體用噴嘴
3B‧‧‧助燃性氣體用噴嘴
5‧‧‧供水噴嘴
6‧‧‧積水部
6a‧‧‧底板
6b‧‧‧側板
Claims (14)
- 一種排氣處理裝置,係對含有氫之要處理氣體進行燃燒處理使之無害化之排氣處理裝置,其中,進行含有氫之要處理氣體的燃燒之燃燒室係構成為圓筒狀的燃燒室,前述燃燒室係具備有分別將要處理氣體及助燃性氣體朝向燃燒室的內周面的切線方向吹入之要處理氣體用噴嘴及助燃性氣體用噴嘴,前述要處理氣體用噴嘴及助燃性氣體用噴嘴係位於與前述燃燒室的軸線正交之同一平面上,且該排氣處理裝置係構成為:於前述助燃性氣體用噴嘴連接有冷卻水供給配管,且助燃性氣體係與冷卻水一起從前述助燃性氣體用噴嘴朝向前述燃燒室的內周面的切線方向吹入。
- 如申請專利範圍第1項所述之排氣處理裝置,其中,藉由從前述冷卻水供給配管使冷卻水與流動在前述助燃性氣體用噴嘴內的助燃性氣體合流而使冷卻水細粒化,以將含有細粒化的冷卻水之助燃性氣體吹入前述燃燒室。
- 如申請專利範圍第1項所述之排氣處理裝置,其中,在前述燃燒室的上部壁形成有供給冷卻水以冷卻前述上部壁之冷卻套。
- 如申請專利範圍第3項所述之排氣處理裝置,其中,將從前述冷卻套排出的冷卻水供給至前述冷卻水供給配 管。
- 如申請專利範圍第1項所述之排氣處理裝置,其中,在供給助燃性氣體至前述助燃性氣體用噴嘴之助燃性氣體供給管線設置逆止閥,使前述燃燒室內的要處理氣體不會逆流至助燃性氣體供給管線。
- 如申請專利範圍第1項所述之排氣處理裝置,其中,在前述冷卻水供給配管設置逆止閥,使前述燃燒室內的要處理氣體不會逆流至前述冷卻水供給配管。
- 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之排氣處理裝置,其中,前述含有氫之要處理氣體係從EUV曝光裝置排出的排出氣體。
- 一種排氣處理方法,係對含有氫之要處理氣體進行燃燒處理使之無害化之排氣處理方法,其中,進行含有氫之要處理氣體的燃燒之燃燒室係構成為圓筒狀的燃燒室,且從位於與前述燃燒室的軸線正交的同一平面上的要處理氣體用噴嘴及助燃性氣體用噴嘴,分別將要處理氣體及助燃性氣體朝向燃燒室的內周面的切線方向吹入,從而形成要處理氣體及助燃性氣體之兩種混合的迴旋流,對前述助燃性氣體用噴嘴供給冷卻水,且助燃性氣體係與冷卻水一起從前述助燃性氣體用噴嘴朝向前述燃燒室的內周面的切線方向吹入。
- 如申請專利範圍第8項所述之排氣處理方法,其中,藉 由使冷卻水與流動在前述助燃性氣體用噴嘴內的助燃性氣體合流而使冷卻水細粒化,以將含有細粒化的冷卻水之助燃性氣體吹入前述燃燒室。
- 如申請專利範圍第8項所述之排氣處理方法,其中,將冷卻水供給至前述燃燒室的上部壁,以冷卻前述上部壁。
- 如申請專利範圍第10項所述之排氣處理方法,其中,將冷卻前述上部壁後的冷卻水供給至前述助燃性氣體用噴嘴。
- 如申請專利範圍第8項所述之排氣處理方法,其中,前述含有氫之要處理氣體係從EUV曝光裝置排出的排出氣體。
- 如申請專利範圍第8項所述之排氣處理方法,其中,在前述燃燒室中,在與要處理氣體及助燃性氣體的吹入位置於前述燃燒室的軸線方向上相分離的位置,從供水噴嘴供給水,在前述燃燒室的內周面上形成水膜。
- 如申請專利範圍第13項所述之排氣處理方法,其中,藉由從前述供水噴嘴將水朝向積水部的內周面的切線方向噴出,而在前述積水部形成由具有從半徑方向外側往內側朝斜下方傾斜的水面之迴旋流所構成的水膜。
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---|---|---|---|---|
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JP7181176B2 (ja) * | 2019-10-10 | 2022-11-30 | 株式会社荏原製作所 | 排気システムおよび排気方法 |
GB2609436A (en) * | 2021-07-30 | 2023-02-08 | Edwards Ltd | Inlet head assembly |
CN114904355B (zh) * | 2022-05-31 | 2023-10-13 | 北京北方华创微电子装备有限公司 | 尾气处理装置 |
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 (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120128541A1 (en) * | 2009-08-07 | 2012-05-24 | Seiji Kashiwagi | Combustion-type exhaust gas treatment apparatus |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2003033A1 (de) | 1970-01-23 | 1971-07-29 | Siemens Ag | Verfahren zum Gewinnen von reinstem Halbleitermaterial |
EP1143197B1 (en) * | 1998-12-01 | 2017-03-29 | Ebara Corporation | Exhaust gas treating device |
JP2000193224A (ja) * | 1998-12-25 | 2000-07-14 | Nkk Corp | 含塵排ガス燃焼処理装置 |
DE60025933T2 (de) * | 1999-11-02 | 2006-11-09 | Ebara Corp. | Brennvorrichtung zur behandlung von abgas |
KR100413057B1 (ko) * | 2000-08-22 | 2003-12-31 | 한국과학기술연구원 | 토네이도의 원리를 이용한 그라운드 플레어의 소각 용량증대방법 및 그 장치 |
TW536604B (en) * | 2000-10-02 | 2003-06-11 | Ebara Corp | Combustion type waste gas treatment system |
JP3569677B2 (ja) * | 2000-10-10 | 2004-09-22 | カンケンテクノ株式会社 | 半導体排ガス処理装置の排ガス処理塔と該処理塔用の電熱ヒータ |
JP3710750B2 (ja) * | 2002-01-08 | 2005-10-26 | 川崎重工業株式会社 | 廃棄物熱分解ガスの再燃焼炉とその制御方法 |
KR100830316B1 (ko) * | 2002-08-09 | 2008-05-19 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 관상화염버너, 그 연소제어방법 및 장치 |
CN1314585C (zh) * | 2003-05-16 | 2007-05-09 | 华东理工大学 | 利用辅助燃烧反应器制备纳米二氧化硅的方法 |
DE102004017975A1 (de) * | 2004-04-06 | 2005-11-03 | Technische Universität Dresden | Verfahren und Vorrichtung zum Aufschluss von organischem Material in einem fließfähigen Stoffsystem |
TWI321205B (en) * | 2006-07-19 | 2010-03-01 | Yoshio Gomi | Rotary burn type incinerator |
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 |
JP5362515B2 (ja) * | 2008-10-17 | 2013-12-11 | ギガフォトン株式会社 | 極端紫外光源装置のターゲット供給装置及びその製造方法 |
KR101285223B1 (ko) * | 2011-09-08 | 2013-07-11 | 연세대학교 산학협력단 | 물 플라즈마를 이용한 금속 분말 점화방법, 소형 연소장치 및 연소방법 |
JP6151945B2 (ja) * | 2013-03-28 | 2017-06-21 | 株式会社荏原製作所 | 除害機能付真空ポンプ |
CN104498075B (zh) * | 2014-12-19 | 2016-03-30 | 中美新能源技术研发(山西)有限公司 | 一种快速加氢热解反应器及其工艺 |
JP5977419B1 (ja) * | 2015-03-12 | 2016-08-24 | 株式会社荏原製作所 | 排ガス処理装置 |
-
2018
- 2018-07-20 TW TW107125183A patent/TWI754084B/zh active
- 2018-07-31 US US16/049,927 patent/US10557631B2/en active Active
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- 2018-08-02 CN CN201810871736.4A patent/CN109386833B/zh active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20120128541A1 (en) * | 2009-08-07 | 2012-05-24 | Seiji Kashiwagi | Combustion-type exhaust gas treatment apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102537741B1 (ko) | 2023-05-26 |
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CN109386833B (zh) | 2021-06-18 |
KR20190015139A (ko) | 2019-02-13 |
CN109386833A (zh) | 2019-02-26 |
US10557631B2 (en) | 2020-02-11 |
TW201911454A (zh) | 2019-03-16 |
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