TWI794173B - 用於一燃燒器之入口總成及使用該入口總成的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種用於一燃燒器之入口總成及一種方法。一種用於一燃燒器之入口總成包括：一入口噴嘴，其界定可與提供一廢氣流以藉由該燃燒器處理之一入口導管耦合之一入口孔隙、一非圓形出口孔隙、沿著該入口孔隙與該出口孔隙之間的一縱向軸延伸以將該廢氣流從該入口孔隙輸送至該出口孔隙以遞送至該燃燒器之該燃燒室之一噴嘴內孔，該噴嘴內孔具有從該入口孔隙延伸之一入口部分及延伸至該非圓形出口孔隙之一出口部分；一擋板，其將該入口部分與該出口部分耦合，該擋板界定安置於該噴嘴內孔內之一擋板孔隙，該擋板孔隙具有相較於鄰近於該擋板之該出口部分之橫截面積減小之一橫截面積；及一輔助氣流噴嘴，其可與提供一輔助氣流之一輔助氣流導管耦合，該輔助氣流噴嘴經安置以將該輔助氣流與該噴嘴內孔內之該廢氣流混合。如此，該非圓形出口孔隙將與該輔助氣體混合之一非圓形廢氣流流量提供至該燃燒室中。該非圓形廢氣流量使與該輔助氣體混合之一更大體積之廢氣流能夠被引入該燃燒室中，同時仍達成或超過所需減量位準。此係因為一非圓形廢氣流提供相較於一等效圓形廢氣流減小之一距離，擴散及反應需要沿著該距離發生。因此，可使一增大體積之廢氣流相較於一等效圓形廢氣流及輔助氣流混合物之體積減量。

Description

用於一燃燒器之入口總成及使用該入口總成的方法
本發明係關於一種用於一燃燒器之入口總成及一種方法。
輻射燃燒器已知且通常用於處理來自用於(例如)半導體或平板顯示器製造產業中之一製程工具之一廢氣流。在此製造期間，自製程工具泵送之廢氣流中存在殘留全氟化合物(PFC)及其他化合物。難以自廢氣流移除PFC且不希望其等釋放至環境中，此係因為其等已知具有相對較高的溫室活性。
已知輻射燃燒器使用燃燒以自廢氣流移除PFC及其他化合物。通常，廢氣流係含有PFC及其他化合物之氮氣流。使一燃料氣體與廢氣流混合且將該氣流混合物輸送至一燃燒室中，該燃燒室由一小孔氣體燃燒器之離開表面橫向包圍。將燃料氣體及空氣同時供應至小孔燃燒器以影響離開表面處之無焰燃燒，其中通過小孔燃燒器之空氣量足以不僅消耗供應至燃燒器之燃料氣體而且消耗注入燃燒室中之氣流混合物中之所有可燃物。
廢氣流中存在之化合物範圍及該廢氣流之流動特性可隨製程工具而變化，且故燃料氣體及空氣之範圍以及需被引入至輻射燃燒器中之其他氣體或流體亦將變化。
雖然存在用於處理廢氣流之技術，但是其等各具有其等本身之缺 點。相應地，期望提供一種用於處理一廢氣流之改良技術。
根據一第一態樣，提供一種用於一燃燒器之入口總成，該入口總成包括：一入口噴嘴，其界定可與提供一廢氣流以藉由該燃燒器處理之一入口導管耦合之一入口孔隙、一非圓形出口孔隙、沿著該入口孔隙與該出口孔隙之間的一縱向軸延伸以將該廢氣流從該入口孔隙輸送至該出口孔隙以遞送至該燃燒器之該燃燒室之一噴嘴內孔，該噴嘴內孔具有從該入口孔隙延伸之一入口部分及延伸至該非圓形出口孔隙之一出口部分；一擋板，其將該入口部分與該出口部分耦合，該擋板界定安置於該噴嘴內孔內之一擋板孔隙，該擋板孔隙具有相較於鄰近於該擋板之該出口部分之橫截面積減小之一橫截面積；及一輔助氣流噴嘴，其可與提供一輔助氣流之一輔助氣流導管耦合，該輔助氣流噴嘴經安置以將該輔助氣流與該噴嘴內孔內之該廢氣流混合。
該第一態樣認識到廢氣之處理可係有問題的，尤其由於該等廢氣之流量增大。例如，一處理工具可輸出五個廢氣流以用於處理，各具有高達每分鐘300公升之一流速(即，總共每分鐘1500公升)。然而，現有燃燒器入口總成通常具有四個或六個噴嘴，各能夠支援約僅每分鐘50公升之一流速(實現總共僅每分鐘200至300公升之處理)。此係因為該廢氣處理機制通常依賴於輻射燃燒器內之一擴散程序；燃燒副產物需要擴散至該廢氣流中以便執行減量反應。換言之，該等燃燒副產物需要從該廢氣流之一外表面一路擴散至該廢氣流中且接著在該廢氣流離開該輻射燃燒器之前與該廢氣流反應。無法完全擴散至該廢氣流中減小減量功效。若通過現有噴嘴之流速增大以適應增加之廢氣流量，則該輻射燃燒器之長度將需要成比例地增 大以確保該擴散及反應可在該快速移動之廢氣流離開該輻射燃燒器之前發生。同樣地，若該等現有噴嘴之直徑增大以適應增加之廢氣流量，則該輻射燃燒器之長度將歸因於該擴散及反應在更大直徑之廢氣流中發生所花費之增加的時間而需成比例地增大。
相應地，提供一種用於一燃燒器之入口總成。該入口總成可包括一入口噴嘴。該入口噴嘴可界定或經塑形以提供一入口孔隙或開口。該入口孔隙可與提供一廢氣流以藉由該燃燒器處理之該入口導管耦合或連接。該入口噴嘴亦可界定或經塑形以提供一非圓形出口孔隙。該入口噴嘴亦可界定或經塑形以提供一噴嘴內孔，該噴嘴內孔在該入口孔隙與該出口孔隙之間延伸。該噴嘴內孔可沿著一縱向或廢氣流流動軸延伸以將該廢氣流從該入口孔隙輸送至該出口孔隙以便被遞送至該燃燒器之該燃燒室。該噴嘴內孔亦可由從該入口孔隙延伸或靠近該入口孔隙之一入口部分形成。該噴嘴內孔亦可具有一出口部分，該出口部分延伸至該非圓形出口孔隙或靠近該非圓形出口孔隙。該入口噴嘴亦可具有一輔助氣流噴嘴，該輔助氣流噴嘴可與提供一輔助氣流之一輔助氣流導管耦合或連接。該輔助氣流噴嘴可經安置或定位以將該輔助氣流與該噴嘴內孔內之該廢氣流混合、摻合或組合。如此，該非圓形出口孔隙將與該輔助氣體混合之一非圓形廢氣流流量提供至該燃燒室中。該非圓形廢氣流量使與該輔助氣體混合之一更大體積之廢氣流能夠被引入該燃燒室中，同時仍達成或超過所需減量位準。此係因為一非圓形廢氣流提供相較於一等效圓形廢氣流減小之一距離，擴散及反應需要沿著該距離發生。因此，可使一增大體積之廢氣流相較於一等效圓形廢氣流及輔助氣流混合物之體積減量。
在一項實施例中，該輔助氣流噴嘴經定位以使該廢氣流與該輔助氣 流交叉。相應地，該輔助氣流噴嘴可經定位或安置使得該廢氣流流量及該輔助氣流流量交叉、相交或重疊以便改良該輔助氣流與該廢氣流之混合。
在一項實施例中，該輔助氣流噴嘴經定向以橫向於該縱向軸注入該輔助氣流。相應地，該輔助氣流噴嘴可經定向或安置以在橫向、偏斜或傾斜於該廢氣流大體沿著其流動之該縱向軸之一方向上注入或提供該輔助氣流流量。再次，此幫助改良該輔助氣流與該廢氣流之混合。
在一項實施例中，該擋板孔隙經構形以在該出口部分內之該廢氣流中產生一渦流，且該輔助氣流噴嘴經安置以注入該輔助氣流以相切於該渦流流動。相應地，該擋板孔隙可經構形或配置以在該出口部分內之該氣流中產生一渦流、紊流或漩渦。此一渦流可在該廢氣流當離開該擋板孔隙時之膨脹期間產生。該輔助氣流噴嘴可經安置、定向或定位以在相切於該渦流之一交叉部分流動之一方向上注入或提供該輔助氣流。
在一項實施例中，該輔助氣流噴嘴經安置以注入該輔助氣流以與該渦流之一流動方向相切地流動。相應地，該輔助氣流噴嘴可經安置、定位或定向以在與該渦流之該交叉部分之該流動方向一起相切地流動之一方向上注入或提供該輔助氣流。相應地，該輔助氣流可與該渦流之該部分一起流動以幫助傳播該渦流，此進一步協助該輔助氣流與該廢氣流之穩定混合。
在一項實施例中，該渦流具有靠近該擋板孔隙之一內部流動區域及靠近該出口部分噴嘴內孔之一外部流動區域，且該輔助氣流噴嘴經安置以注入該輔助氣流以與該內部流動區域中之該渦流之一流動方向相切地流動。相應地，該渦流可具有兩個區域或部分。一內部流動區域可經提供為徑向最內，最接近該擋板孔隙，且一外部流動區域可經提供為徑向最外， 最接近該出口部分噴嘴內孔。該輔助氣流噴嘴可經安置、定位或定向以在相切於該內部流動區域中之該渦流之該流動方向之一方向上注入或提供該輔助氣流流量。此幫助改良以一穩定方式混合該輔助氣流與該廢氣流。
在一項實施例中，該輔助氣流噴嘴經安置為靠近於該擋板。相應地，該輔助氣流可經安置或定位為靠近於、接近於或鄰近於該擋板。此幫助確保在該混合係最劇烈之一點處引入該輔助氣流。
在一項實施例中，該輔助氣流噴嘴經安置於該入口部分及該出口部分之至少一者內。相應地，該輔助氣流噴嘴可經安置於該入口部分或該出口部分內，或輔助氣流噴嘴可經放置於二者中。
在一項實施例中，該輔助氣流噴嘴經定向以按相對於該縱向軸之0°與90°之間的一角度注入該輔助氣流。相應地，該輔助氣流噴嘴可經定向、定位或安置以按相對於該廢氣流之該流動方向之從0°至90°之一角度注入或提供該輔助氣流流量。此幫助混合該輔助氣流與該廢氣流。
在一項實施例中，該輔助氣流噴嘴經定向以按相對於該縱向軸之10°與40°之間的一角度注入該輔助氣流。在一項實施例中，該輔助氣流噴嘴經定向以按相對於該縱向軸之10°與30°之間的一角度注入該輔助氣流。在一項實施例中，該輔助氣流噴嘴經定向以按相對於該縱向軸之15°與30°之間的一角度注入該輔助氣流。相應地，該輔助氣流可經定向、定位或安置以提供按相對於該廢氣流之該流動方向之一角度流動之該輔助氣流。
在一項實施例中，該出口孔隙係長形的，沿著一主軸延伸，且輔助氣流噴嘴經定向以在藉由該主軸界定之一平面內注入該輔助氣流。相應地，該輔助氣流噴嘴可經定向、安置或定位以在延伸穿過該長形出口孔隙之該主軸之一平面內提供該輔助氣流流量。此幫助提供穩定混合。
在一項實施例中，該輔助氣流噴嘴經安置於該出口部分內，靠近該擋板孔隙。相應地，該輔助氣流噴嘴可經安置於該出口部分內，靠近於、接近於或鄰近於該擋板孔隙。
在一項實施例中，該輔助氣流噴嘴包括一孔隙及一噴管之一者。將瞭解，各種結構可支援該輔助氣流之引入。
在一項實施例中，該入口總成包括複數個氣流噴嘴。相應地，可提供超過一個氣流噴嘴。在一項實施例中，提供圍繞該縱向軸對稱定位之至少一對氣流噴嘴。
在一項實施例中，該擋板孔隙經構形以在該出口部分內之該廢氣流中產生複數個渦流，且各輔助氣流噴嘴經安置以注入該輔助氣流以相切於該等渦流之一者流動。相應地，一輔助氣流噴嘴可經安置、定位或定向以將一輔助氣流提供至該等渦流之各者。
在一項實施例中，該入口部分之一橫截面積沿著該縱向軸從該入口孔隙朝向該出口部分減小。
在一項實施例中，該入口部分之一橫截面形狀沿著該縱向軸從該入口孔隙之一形狀過渡至該出口孔隙之一形狀。提供從該入口孔隙之該形狀至該出口孔隙之該形狀之不間斷之一逐漸過渡幫助維持一層流且最小化由該廢氣流內之殘留物導致之沈積物。
在一項實施例中，該入口孔隙係圓形的。將瞭解，該入口孔隙可為與提供該廢氣流之該導管之形狀匹配之任何形狀。
在一項實施例中，該出口孔隙係長形的。提供一長形出口孔隙幫助最小化類似形狀之廢氣流之擴散距離。
在一項實施例中，該出口孔隙係一大體四邊形槽。此提供寬且窄之 一類似形狀廢氣流，既提供一更大之流速，同時最小化從該廢氣流之任何點至該廢氣流之一邊緣之距離。
在一項實施例中，該出口孔隙係一長圓孔。一長圓孔(其係由兩個半圓構成之一形狀，該兩個半圓係藉由相切於其等之端點之平行線連接)提供具有一可預測距離之一廢氣流，擴散及反應需要沿著該距離在該廢氣流內發生。
在一項實施例中，該出口孔隙係由複數個共同定位、離散孔隙形成。將瞭解，該出口孔隙可由分離、但共同定位、更小之孔隙形成。
在一項實施例中，該出口部分之一橫截面積沿著該縱向軸從該出口孔隙朝向該入口部分改變。
在一項實施例中，該出口部分之該橫截面積沿著該縱向軸從該出口孔隙朝向該入口部分減小。
在一項實施例中，該入口總成包括將該入口部分與該出口部分耦合之一擋板，該擋板界定安置於該噴嘴內孔內之一擋板孔隙，該擋板孔隙具有相較於鄰近於該擋板之該出口部分之橫截面積減小之一橫截面積。將一擋板或限制物放置於該噴嘴內孔內提供一阻礙及一間斷，使得流量之一膨脹在該下游出口部分內發生，此幫助塑形該廢氣流以最小化該擴散距離。
在一項實施例中，該入口部分之一橫截面積沿著該縱向軸從該入口孔隙朝向該出口部分減小以匹配該擋板孔隙之該橫截面積。相應地，該入口部分之該大小及該形狀可改變以匹配該擋板孔隙之大小及形狀，以便進一步最小化歸因於該廢氣流中之殘留物之沈積物之風險。
在一項實施例中，該入口部分之一橫截面形狀沿著該縱向軸從該入口孔隙之一形狀過渡至該擋板孔隙之一形狀。
在一項實施例中，該擋板孔隙之一形狀匹配鄰近於該擋板之該出口部分之形狀。
在一項實施例中，該擋板孔隙係由複數個共同定位之孔隙形成。相應地，該擋板孔隙可由共同定位但離散之孔隙形成。
在一項實施例中，該擋板經構形以提供具有一可改變之橫截面積之該擋板孔隙。因此，該擋板孔隙之該大小可經變化或改變以便適合操作條件。
在一項實施例中，該擋板包括可操作以提供該可改變之橫截面積之一擋門。
在一項實施例中，該擋門經偏置以提供該可改變之橫截面積，該可改變之橫截面積回應於該廢氣流之一速度而變化。相應地，該擋板孔隙之該面積可回應於該廢氣流之該流速而自動改變。
根據一第二態樣，提供一種方法，其包括：提供用於一燃燒器之一入口總成，該入口總成包括：一入口噴嘴，其界定可與提供一廢氣流以藉由該燃燒器處理之一入口導管耦合之一入口孔隙、一非圓形出口孔隙、沿著該入口孔隙與該出口孔隙之間的一縱向軸延伸以將該廢氣流從該入口孔隙輸送至該出口孔隙以遞送至該燃燒器之該燃燒室之一噴嘴內孔，該噴嘴內孔具有從該入口孔隙延伸之一入口部分及延伸至該非圓形出口孔隙之一出口部分；一擋板，其將該入口部分與該出口部分耦合，該擋板界定安置於該噴嘴內孔內之一擋板孔隙，該擋板孔隙具有相較於鄰近於該擋板之該出口部分之橫截面積減小之一橫截面積；及一輔助氣流噴嘴，其可與提供一輔助氣流之一輔助氣流導管耦合，該輔助氣流噴嘴經安置以將該輔助氣流與該噴嘴內孔內之該廢氣流混合；及將該廢氣流供應至該入口孔隙且將 該輔助氣流供應至該輔助氣流噴嘴。
在一項實施例中，該方法包括定位該輔助氣流噴嘴以使該廢氣流與該輔助氣流交叉。
在一項實施例中，該方法包括定向該輔助氣流噴嘴以橫向於該縱向軸注入該輔助氣流。
在一項實施例中，該方法包括使用該擋板孔隙在該出口部分內之該廢氣流中產生一渦流，且安置該輔助氣流噴嘴以注入該輔助氣流以相切於該渦流流動。
在一項實施例中，該方法包括安置該輔助氣流噴嘴以注入該輔助氣流以與該渦流之一流動方向相切地流動。
在一項實施例中，該渦流經產生具有靠近該擋板孔隙之一內部流動區域及靠近該出口部分噴嘴內孔之一外部流動區域，且該方法包括安置該輔助氣流噴嘴以注入該輔助氣流以與該內部流動區域中之該渦流之一流動方向相切地流動。
在一項實施例中，該方法包括將該辅助氣流噴嘴安置為靠近該擋板。
在一項實施例中，該方法包括將該輔助氣流噴嘴安置於該入口部分與該出口部分之至少一者內。
在一項實施例中，該方法包括定向該輔助氣流噴嘴以按相對於該縱向軸之0°與90°之間的一角度注入該輔助氣流。
在一項實施例中，該出口孔隙係長形的，沿著一主軸延伸，且該方法包括定向該輔助氣流噴嘴以在藉由該主軸界定之一平面內注入該輔助氣流。
在一項實施例中，該方法包括定向該輔助氣流噴嘴以按相對於該縱向軸之10°與40°之間、較佳地10°與30°之間且更佳地15°與30°之間的一角度注入該輔助氣流。
在一項實施例中，該方法包括將該辅助氣流噴嘴安置於該出口部分內，靠近該擋板孔隙。
在一項實施例中，該輔助氣流噴嘴包括一孔隙及一噴管之一者。
在一項實施例中，該方法包括提供複數個氣流噴嘴。
在一項實施例中，該方法包括使用該擋板孔隙在該出口部分內之該廢氣流中產生複數個渦流，且安置各輔助氣流噴嘴以注入該輔助氣流以相切於該等渦流之一者流動。
在一項實施例中，該入口部分之一橫截面積沿著該縱向軸從該入口孔隙朝向該出口部分減小。
在一項實施例中，該入口部分之一橫截面形狀沿著該縱向軸從該入口孔隙之一形狀過渡至該出口孔隙之一形狀。
在一項實施例中，該入口孔隙係圓形的。
在一項實施例中，該出口孔隙係長形的。
在一項實施例中，該出口孔隙係一大體四邊形槽。
在一項實施例中，該出口孔隙係一長圓孔。
在一項實施例中，該方法包括由複數個共同定位、離散孔隙形成該出口孔隙。
在一項實施例中，該出口部分之一橫截面積沿著該縱向軸從該出口孔隙朝向該入口部分改變。
在一項實施例中，該出口部分之該橫截面積沿著該縱向軸從該出口 孔隙朝向該入口部分減小。
在一項實施例中，該入口部分之一橫截面積沿著該縱向軸從該入口孔隙朝向該出口部分減小以匹配該擋板孔隙之該橫截面積。
在一項實施例中，該入口部分之一橫截面形狀沿著該縱向軸從該入口孔隙之一形狀過渡至該擋板孔隙之一形狀。
在一項實施例中，該擋板孔隙之一形狀匹配鄰近於該擋板之該出口部分之形狀。
在一項實施例中，該方法包括由複數個共同定位之孔隙形成該擋板孔隙。
在一項實施例中，該擋板經構形以提供具有一可改變之橫截面積之該擋板孔隙。
在一項實施例中，該擋板包括可操作以提供該可改變之橫截面積之一擋門。
在一項實施例中，該方法包括偏置該擋門以提供該可改變之橫截面積，該可改變之橫截面積回應於該廢氣流之一速度而變化。
在隨附獨立技術方案及附屬技術方案中陳述進一步特定及較佳之態樣。該等附屬技術方案之特徵可酌情與該等獨立技術方案之特徵組合，且可為除在技術方案中具體陳述外之組合。
在一裝置特徵描述為可操作以提供一功能的情況下，將瞭解此包含提供該功能或經調適或構形以提供該功能之一裝置特徵。
10:頭部總成
20:外殼
30:絕緣體
40:孔隙
50:入口總成
60:絕緣體
70:窺鏡
75A:導桿
100:輻射燃燒器總成
110:外燃燒器
120:充氣外殼
130:內燃燒器
200:入口部分
200A:入口部分
210:擋板部分
210A:擋板部分
210B:擋板部分
220:出口部分
220A:出口部分
230:圓柱形部分
240:入口孔隙
250:成角度部分
260:出口孔隙
260A:圓形出口孔隙
270:擋板孔隙
270A:擋板孔隙
270B:擋板孔隙
300:燃燒室
310:肩部
330A:板
340A:板
330B:樞轉板
340B:樞轉板
350:彈簧
(i):入口位置
(ii):入口位置
(iii):入口位置
(iv):入口位置
(v):入口位置
(vi):入口位置
A:面積
r1:擴散長度
r2:擴散長度
X:軸
Y:軸
Z:軸
現將參考隨附圖式進一步描述本發明之實施例，在圖式中：圖1係展示根據一項實施例之一頭部總成及燃燒器之底側之一透視 圖；圖2係圖1之頭部總成及燃燒器之一底側平面圖；圖3展示根據一項實施例之入口總成；圖4展示穿過圖3之入口總成之一橫截面；圖5展示當沿著入口總成之軸向長度觀看時之出口孔隙；圖6及圖7展示根據實施例之擋板部分；圖8A係展示針對不同入口總成構形之使用200 l/min之氮氣稀釋之NF3之降解率效率之一作圖之一圖表；圖8B係圖8A之一放大，其展示使用200 l/min之氮氣稀釋之NF3降解率效率之一作圖且展示相較於具有四個16mm內徑圓形入口總成之一現有頭部總成之具有實施例之一單一入口總成(具有兩個不同擋板孔隙)之一頭部總成之效能；圖8C係展示使用300 l/min之氮氣稀釋之NF3之降解率效率之一作圖之一圖表，其展示相較於具有四個16mm內徑圓形入口總成之一現有頭部總成之具有實施例之一單一入口總成(具有兩個不同擋板孔隙)之一頭部總成之效能；圖9展示根據一項實施例之一入口總成之氣體體積；圖10展示根據實施例之輔助氣流噴嘴之位置；圖11展示不具有輔助氣流噴嘴之一入口總成之一流動型態；圖12至圖22展示根據實施例之具有定位於不同位置處之輔助氣流噴嘴之入口總成之流動型態；及圖23展示根據一項實施例之輔助氣流噴嘴之一位置。
在更詳細討論實施例之前，將首先提供一概述。實施例提供一種燃燒器入口總成。雖然下列實施例描述輻射燃燒器的使用，但將瞭解，入口總成可與多個不同的燃燒器(諸如紊流火焰燃燒器或電加熱氧化器)之任一者一起使用。輻射燃燒器在此項技術中眾所周知，諸如EP 0 694 735中所描述之輻射燃燒器。
實施例提供具有一入口噴嘴之一燃燒器入口總成，該入口噴嘴具有從其入口孔隙延伸之一非均勻內孔，該入口孔隙與一入口導管耦合，該入口孔隙將該廢氣流提供至一出口孔隙，該出口孔隙將該廢氣流提供至該燃燒器之燃燒室。特定言之，該噴嘴內孔之構形從一入口孔隙改變，該入口孔隙可與入口導管耦合且將該廢氣流提供至一非圓形出口孔隙。非圓形出口孔隙將一非圓形廢氣流流量提供至該燃燒室中。非圓形廢氣流量使一更大體積之廢氣流能夠被引入該燃燒室中，同時仍達成或超過所需減量位準。此係因為一非圓形廢氣流提供相較於一等效圓形廢氣流減小之一距離，擴散及反應需要沿著該距離發生。因此，可使一增大體積之廢氣流相較於一等效圓形廢氣流之體積減量。
藉由在入口噴嘴內之入口孔隙與出口孔隙之間提供一擋板或限制物而在實施例中進一步改良減量之效能。此擋板使用一擋板孔隙來執行該限制物，該限制物具有大體匹配該出口孔隙之形狀之一形狀且在橫截面積上略小。此在該擋板之下游提供一急劇間斷，此導致流量之一膨脹在從擋板延伸至非圓形出口孔隙之出口部分內發生。
引入協助減量之一輔助氣體。輔助氣體可為任何適當氣體，諸如氧氣、水或其他化學物。入口噴嘴之形狀不適於一中心噴管或同軸噴嘴的使用。然而，入口噴嘴具有鄰近於擋板孔隙之兩個肩部，且隨著廢氣流膨脹 通過擋板孔隙，產生渦流。渦流可用於在廢氣流流動至燃燒室時，改良廢氣流內之輔助氣流之分散。以維持此等渦流之穩定性之一方式引入輔助氣流使得提供輔助氣流與廢氣流之可靠、可預測且一致之混合且改良減量。
可藉由提供具有一擋門機構之擋板而在實施例中進一步改良效能，該擋門機構操作以在不同情形下改變擋板孔隙之面積。
頭部總成
圖1及圖2繪示與一輻射燃燒器總成100耦合之根據一項實施例之一頭部總成(大體為10)。在此實例中，輻射燃燒器總成100係具有一內燃燒器130及一外燃燒器110之一同心燃燒器。燃料及氧化劑之一混合物經由一充氣外殼120內之一充氣室(未展示)供應至外燃燒器110且經由一導管(未展示)供應至內燃燒器130。
頭部總成10包括三組主要組件。第一組為一金屬(通常為不銹鋼)外殼20，其提供用於與輻射燃燒器總成100耦合之必要機械強度及構形。第二組為一絕緣體30，其經提供於外殼20內且幫助降低來自輻射燃燒器總成100之內燃燒器130與外燃燒器110之間界定之一燃燒室內之熱損失，以及保護外殼20及耦合至其之零件免受燃燒室內產生之熱的影響。第三組為入口總成50，其等由提供於外殼20中之一系列相同、標準化孔隙40(見圖2)接收。此配置使個別入口總成50能夠被移除以進行維護，而不需要將整個頭部總成10從輻射燃燒器總成100之剩餘部分移除或拆卸。
在圖1中展示之實施例利用五個相同入口總成50，各安裝於一對應孔隙40內，第六孔隙經展示為空的。將瞭解，並非每一孔隙40可填充有接收一廢氣或製程流體或其他流體之一入口總成50，且可替代地接收一空白入口總成來完全填充孔隙40，或可替代地接收容納感測器以便監測輻射燃 燒器內之條件之一儀器入口總成。同樣地，將瞭解，可提供大於或小於六個孔隙40，此等不需要圍繞外殼周邊定位，且其等不需要對稱定位。
如在圖1及圖2中亦可見，在外殼20中提供額外孔隙以提供用於其他零件(諸如，例如一窺鏡70及一導桿75A)。
入口總成50配備一絕緣體60來保護入口總成50之結構免受燃燒室的影響。入口總成50使用適當固定件(諸如，例如螺栓(未展示))保持，該等固定件經移除以便促成入口總成50之移除，且此等固定件亦使用一絕緣體(未展示)來保護。入口總成50具有一出口孔隙260及一擋板部分210，如將在下文更詳細解釋。
入口總成
圖3展示根據一項實施例之入口總成50。圖4展示穿過入口總成50之一橫截面。入口總成50形成用於遞送由一入口導管(未展示)提供之廢氣流之一導管，該入口導管將廢氣流遞送至入口總成且至燃燒室。入口總成50接收藉由入口導管塑形之廢氣流且使廢氣流重新塑形以遞送至燃燒室。
入口總成50具有三個主要部分，其等為一入口部分200、一擋板部分210及一出口部分220。將瞭解，一絕緣護罩(未展示)可提供於與孔隙40A配合之至少出口部分220之外表面上。
入口部分
入口部分200包括一圓柱形區段230，該圓柱形區段230界定一入口孔隙240。將瞭解，入口部分200可為匹配該入口導管之形狀之任何形狀。圓柱形部分230與入口導管耦合以接收廢氣流，該廢氣流朝向擋板部分210流動。在此實施例中，從一50mm內徑入口管饋給入口部分200。在圓柱形部分230之下游，入口部分從一圓形橫截面過渡至一非圓形橫截面， 其匹配出口部分220之橫截面。相應地，存在一成角度(lofted)過渡部分250，其中入口部分200之橫截面形狀從圓形過渡至非圓形。在此實例中，橫截面形狀從一圓形改變至一長圓孔。然而，將瞭解，其他過渡係可能的。在擋板部分210之上游提供匹配的圓柱形部分230及成角度部分250幫助防止沈積物之累積。
出口部分
出口部分220沿著其軸向長度維持相同之長圓孔橫截面形狀及面積，且界定一出口孔隙260，該出口孔隙260將廢氣流提供至燃燒室。在此實施例中，出口部分為50mm中心距上之8mm內半徑之長圓孔橫截面，且為75mm長。儘管在此實施例中，出口部分220具有沿著其軸向長度之一不變形狀，但將瞭解，此部分可係錐形的。
擋板部分
一擋板部分210經定位於入口部分200與出口部分220之間。在此實例中，擋板部分210包括具有一擋板孔隙270之一板。擋板部分210經定向正交於廢氣流之流動方向且對該流量提供一限制物。在此實例中，擋板孔隙270之形狀匹配出口部分220之橫截面之形狀，且經對稱定位於擋板部分210內。擋板孔隙270具有小於出口部分220之橫截面積之一橫截面積。在此實施例中，擋板孔隙為40mm中心距上之3mm半徑。相較於一習知16mm內徑噴嘴在每分鐘50升的情況下之4m/s及在每分鐘60升的情況下之5m/s，此在每分鐘300升的情況下分別賦予24m/s之一槽速度及5m/s之標稱噴嘴速度。
相應地，如可見，圓柱形區段230之內體積提供入口導管之一連續延伸，而成角度部分250使導管之形狀從圓形過渡至非圓形。此提供廢氣流 之近層流直至其到達擋板部分210。擋板部分210及其孔隙270之存在提供一急劇間斷，使得通過擋板孔隙270之廢氣流經歷出口部分220內之流量之一膨脹。儘管不需要存在擋板部分210，但如將在下文中討論，包含一擋板部分210改良後續減量效能。
非圓形出口
圖5展示當沿著入口總成50之軸向長度觀看時之出口孔隙260。出口孔隙260具有一面積A。圖5亦繪示一圓形出口孔隙260a，其具有等同於出口孔隙260之面積之一面積A。
如可見，為提供一等同面積，圓形出口孔隙260a之擴散長度r2明顯長於出口孔隙260之擴散長度r1。
因此，針對相同流速，在由圓形出口孔隙260A提供之一廢氣流上發生擴散及減量所花費之時間明顯長於藉由出口孔隙260提供之廢氣流上發生之擴散及減量所花費之時間。換言之，執行由圓形出口孔隙260A提供之相同流速廢氣流之減量反應所需之燃燒室之長度將需要明顯長於由出口孔隙260提供之相同流速廢氣流之減量反應所需之燃燒室之長度。換言之，可使用出口孔隙260之一輻射燃燒器比可使用圓形出口孔隙260A之一輻射燃燒器更緊湊。
擋板部分-替代性實施例
圖6及圖7繪示擋板部分之替代性配置。
圖6展示具有由一對可滑動地安裝之板330A、340A組成之擋門配置之一擋板部分210A，該對可滑動地安裝之板330A、340A一起界定一可變大小之擋板孔隙270A。在此實例中，板330A、340A係L形的。然而，將瞭解，其他擋門結構及形狀係可設想的。板330A、340A可移動至一起或 分開以便改變擋板孔隙270A之面積。
圖7展示利用一對樞轉板330B、340B之一平行側槽噴嘴配置，該對樞轉板330B、340B藉由彈簧350偏置以限制擋板孔隙270B之大小。廢氣流之流量作用於樞轉板330B、340B上，此增大擋板孔隙270B之面積。將瞭解，可提供其他經偏置擋門機構。
通常，可以兩個方式改變擋板孔隙之尺寸：回應於通過噴嘴之氣體之低流速而手動改變，使得喉部尺寸經最佳化以適合製程氣體加上泵稀釋之處理量。例如，當使一氣體(諸如NF3)減量時，一更縮窄之喉部賦予改良之減量效能，但此相同喉部大小導致當使一顆粒形成氣體(諸如SiH4)減量時固體在燃燒器表面上之增大沈積，在此情況中，一縮窄程度較小之喉部係有利的。同樣地，喉部尺寸可經自動最佳化，使得擋板部分之喉部可對抗一彈簧作用或其他回復力而變形。將瞭解，使用兩個相對之板330A、340A比調整一等效圓形孔隙之面積更易於調整。
效能結果
如在圖8A至圖8C中可見，相較於現有配置之效能，使用實施例之入口總成之一輻射燃燒器之效能得以改良。
圖8A展示NF3之降解率效率之一作圖，其作為針對不同入口總成構形之具有200 l/min之氮氣之經模擬廢氣流之部分量測，該等入口總成構形饋給使用每分鐘36標準公升(SLM)之燃料(其當在不存在廢氣流的情況下量測時，提供9.5%之一殘留氧濃度)操作之一152.4mm(6英吋)內徑×304.8mm(12英吋)軸向長度之輻射燃燒器。如可見，使用實施例之入口總成提供相對於使用一單一32mm內徑圓形入口總成之一現有配置之明顯效能改良。同樣地，具有擋板部分之實施例之該等入口總成提供相對於使 用四個16mm內徑圓形入口總成之一現有配置之明顯效能改良，如在圖8B中更詳細可見。
圖8B係當在與具有4×16mm內徑噴嘴之一標準頭部總成相同之條件下操作時之圖8A之一放大。在此氮氣稀釋情況下，入口總成50(被稱為具有不同擋板孔隙配置之「槽噴嘴」)略優於標準頭部總成。
圖8C展示與圖8B相同之配置，但稀釋NF3之氮氣總流量已增大至300SLM。如可見，在此增大之流體流量下，入口總成50(具有不同擋板孔隙配置之「槽噴嘴」)具有相較於標準頭部總成之效能明顯改良之效能。
提供一可改變大小之擋板孔隙幫助在不同操作條件下進一步改良燃燒器總成之效能。例如，對於100SLM之氮氣，NF3減量使用一更大擋板孔隙(例如，6mm寬)係較優的，而對於更高流速(例如，200及300SLM)之氮氣，較窄之槽表現更佳。此外，擋板孔隙或孔口之大小可改變以在流量瞬變(諸如當不存在待減量之製程氣體時之腔室排空)期間不產生或減輕一高背壓。
因此，可見，實施例提供至一燃燒減量系統之一入口總成，該入口總成包括以一槽或長圓孔之形式構造之一單一噴嘴，其與上游之一入口管及下游之一燃燒室流動連通。入口管與噴嘴之間的介面提供下游側上之一急劇間斷，使得在噴嘴內發生流量之一膨脹。此配置經展示賦予相對於現有構形之含有(例如)NF3之廢氣流或製程氣體之增強降解。當然，具有此構形之一單一噴嘴之效能超過用於現有燃燒器總成中之複數個單獨噴嘴之效能。
輔助氣流
如上文提及，可引入一輔助氣流以便進一步改良減量。圖9繪示藉由 根據一項實施例之一入口噴嘴(為清晰起見未展示)界定之氣體體積，該氣體體積經排放至一燃燒室(亦為清晰起見未展示)中。界定此氣體體積之入口噴嘴類似於在圖1至圖7中繪示(及特定言之如在圖3及圖4中展示)之入口噴嘴，但成角度過渡部分250從圓形過渡至非圓形，從入口孔隙直接過渡至擋板孔隙270。換言之，入口部分200從圓柱形區段230直接過渡至擋板孔隙270，而非過渡至擋板部分210之外邊緣。此意謂，不存在與廢氣流之流量交叉之板，但由擋板孔隙270之間斷導致之膨脹及擋板孔隙270之下游經歷之流量之膨脹仍發生。在此實施例中，提供一單一入口總成，其排放至燃燒室300中，但將瞭解，可提供超過一個入口總成，如在圖1及圖2中展示。如亦在圖9中可見，接近擋板孔隙之氣體體積之兩個肩部區域310係用於提供輔助氣流之適當位置，如現將解釋。
圖10展示用於引入輔助氣流之六個位置，其將參考下文之模擬結果討論。針對各位置，一個噴管經放置於各肩部310上且具有0.004米之一內徑。噴管入口點在Z軸上大體放置於中心(見圖9)且僅在X方向上移動以調整幾何形狀。在一項實施例中，如在圖23中展示，噴管入口點在Z軸上放置於中心(見圖9)且在X方向及Z方向兩者上移動以調整幾何形狀。
配置1-垂直至肩部中
嘗試三個位置：(i)緊靠擋板孔隙；(ii)在肩部上定位於中心；及(iii)緊靠出口部分噴嘴內孔之外側。
配置2-水平至肩部中
嘗試一個位置： (iv)水平地，進入肩部310之頂部外側邊緣，徑向進入噴嘴內孔之出口部分。
配置3-傾斜至肩部中
嘗試一個位置：(v)噴管在與(i)相同之位置處引入至肩部310中，但在XY平面中自垂直(Y)軸傾斜10°與40°之間，遠離擋板孔隙傾斜。在一項實施例中，噴管在與(i)相同之位置處引入至肩部310中，但自垂直(Y)軸及Z軸傾斜20°，遠離擋板孔隙傾斜(見圖23)。
配置4-傾斜至擋板孔隙中，在擋板孔隙正上方
嘗試一個位置：(vi)噴管按偏離垂直面10°之一角度引入，在XY平面中遠離入口部分傾斜，在擋板孔隙之正上游。
使用計算流體動力學(CFD)模型化模擬此等配置，以及不具有輔助氣流之一配置，如在圖11至圖21中繪示。結果展示各種入口位置之混合及流量剖面。主入口部分(200A)中之廢氣流之主製程流量經設定為300SLM之氮氣中之一1% NF3混合物。噴管各具有33SLM之氧氣之一流量。
以兩個方式呈現資料。第一方式為展示氧氣對NF3之比率之一影像。該比率已限於0至200之範圍，其中0表示僅存在NF3，且其中200表示僅存在氧氣。理想地，低混合之區域將透過出口部分220A中或附近之混合效應消散。僅NF3或僅氧氣之長「射流」係無效混合之一標示。第二方式係展示通過入口總成且進入燃燒室之流動型態之一影像。此展示流量之分離效應及因此與燃燒器氣體之良好混合之可能性是否得到維持。
圖11展示當不存在噴管入口時之流動型態及特定言之藉由擋板部分 與出口部分之間的膨脹產生之流動型態以及其如何傳播至燃燒器中。
如在圖12至圖14中可見，垂直入口(指定為(i)、(ii)及(iii))皆為部分成功的。圖12展示針對入口位置(i)之氧氣對NF3之比率(上圖)及出口部分下方之氣體之有效散佈(下圖)。
圖13展示針對入口位置(ii)之氧氣對NF3之比率(上圖)及出口部分下方之氣體之有效散佈(下圖)。圖14展示針對入口位置(iii)之氧氣對NF3之比率(上圖)及出口部分下方之氣體之有效散佈(下圖)。在所有三個設置中發生氧氣與NF3之混合。藉由將氧氣引入出口部分220A之肩部310中而大體上使氣體至出口部分220A下游之燃燒室300中之散佈(藉由在圖11中之系統之出口部分220A中所見之渦流產生)失效。
失效之程度從(i)增大至(ii)至(iii)。此可能係不令人意外的，此係因為在設置(i)中，氧氣幾乎相切地被引入渦流中，且結合流動方向引入，但在(iii)中，其等目標係朝向噴管入口點向上旋轉回來之渦流之一部分。
圖15展示針對入口位置(iv)之氧氣對NF3之比率(上圖)及出口部分下方之氣體之有效散佈(下圖)。如在圖15中可見，位置(iv)具有遠比三個之前選項短之氧氣「射流」(圖15，上圖)(暗示與NF3之更佳混合)，但氣體至燃燒室300中的混合(圖15，下圖)明顯更差，此係因為渦流被完全中斷，且在此處未見在之前選項中所見之流量之分離。額外，歸因於離開出口部分220A之不對稱流量，來自燃燒室300之氣體被向上汲取至出口部分220A中，此為不合意的。
圖16展示針對入口位置(v)之氧氣對NF3之比率(上圖)及出口部分下方之氣體之有效散佈(下圖)，該入口位置(v)經設定為偏離垂直(縱向)(Y)軸10°，在XY平面中遠離入口部分傾斜。圖17展示針對入口位置(v)之氧氣 對NF3之比率(上圖)及出口部分下方之氣體之有效散佈(下圖)，該入口位置(v)經設定為偏離垂直(縱向)(Y)軸15°，在XY平面中遠離入口部分傾斜。圖18展示針對入口位置(v)之氧氣對NF3之比率(上圖)及出口部分下方之氣體之有效散佈(下圖)，該入口位置(v)經設定為偏離垂直(縱向)(Y)軸20°，在XY平面中遠離入口部分傾斜。圖19展示針對入口位置(v)之氧氣對NF3之比率(上圖)及出口部分下方之氣體之有效散佈(下圖)，該入口位置(v)經設定為偏離垂直(縱向)(Y)軸30°，在XY平面中遠離入口部分傾斜。
如在圖16至圖19中可見，傾斜入口(在10°與30°之間)皆表現良好，其中一「最佳」範圍在15°與30°之間。此等皆維持渦流以產生分流效應且使氧氣「射流」快速消散，此係歸因於氧氣經相切地饋送至渦流中(圖8至圖11)。
圖20展示針對入口位置(v)之氧氣對NF3之比率(上圖)及出口部分下方之氣體之有效散佈(下圖)，該入口位置(v)經設定為偏離垂直(縱向)(Y)軸40°，在XY平面中遠離入口部分傾斜。如在圖20中可見，在40°下，角度變得過大，且混合效應更類似於藉由圖15中之位置(iv)展示之完全水平入口所見之效應。
圖22展示針對入口位置(v)之氧氣對NF3之比率(上圖)及出口部分下方之氣體之有效散佈(下圖)，該入口位置(v)經設定為偏離垂直(縱向)(Y)軸及Z軸20°，遠離入口部分傾斜。如在圖22中可見，此配置並不完全破壞渦流，但其中斷渦流，且因此不如在中心(XY)平面上具有噴管之配置有效。
圖21展示針對入口位置(vi)之氧氣對NF3之比率(上圖)及出口部分下 方之氣體之有效散佈(下圖)。如在圖21中可見，引入氧氣係經由位置(vi)且至擋板孔隙正上游之入口部分200A中。雖然可見此尚未中斷渦流，但資料係不對稱的，此意味著流量係不穩定的。
如從圖8A可見，不具有噴管之噴嘴配置展示取決於擋板部分之構形之降解移除效率(DRE)之一範圍。當與CFD資料比較時，導致良好DRE之擋板構形係所見在圖11中所見之出口部分中產生渦流之該等構形。因此，期望在引入額外氧氣或其他輔助氣流時維持此等渦流。上文提及之CFD(其使氧氣傾斜至出口部分中使得其切向地流動至渦流中且在相同流動方向上流動)產生氧氣與NF3之良好混合且亦維持改良DRE之渦流。
實施例提供具有側噴管之一槽噴嘴。實施例認識到，為將輔助氣體引入至一標準噴嘴系統中，將需要一中心噴管或同軸噴嘴。歸因於槽噴嘴之形狀，其不直接適用於此方法。然而，存在槽噴嘴之兩個「肩部」，其中製程氣體膨脹通過窄間隙至更大之扁圓區段中。CFD分析暗示，噴嘴之「肩部」產生渦流，其等改良製程氣體至燃燒器區段中的分散且因此改良DRE。至噴嘴之此區域中之任何側噴管注入理想地不會中斷此功能。
儘管參考相對於圖9描述之入口總成描述實施例，但將理解，亦可藉由將輔助氣體出口定位於參考圖1至圖7繪示之入口總成上之類似位置處而提供輔助氣流。
儘管本文已參考隨附圖式詳細揭示本發明之繪示性實施例，但應理解，本發明不限於該精確實施例，且可在不脫離如由隨附發明申請專利範圍及其等等效物所定義之本發明之範疇之情況下由熟習此項技術者在其中執行各種改變及修改。
200A:入口部分
220A:出口部分
300:燃燒室
310:肩部
X:軸
Y:軸
Z:軸

Claims (14)

  1. 一種用於一燃燒器之入口總成，該入口總成包括：一入口噴嘴，其界定一入口孔隙，其可與提供一廢氣流以藉由該燃燒器處理之一入口導管耦合，一非圓形出口孔隙，一噴嘴內孔，其沿著該入口孔隙與該出口孔隙之間的一縱向軸延伸以將該廢氣流從該入口孔隙輸送至該出口孔隙以遞送至該燃燒器之一燃燒室，該噴嘴內孔具有從該入口孔隙延伸之一入口部分及延伸至該非圓形出口孔隙之一出口部分，一擋板，其將該入口部分與該出口部分耦合，該擋板界定安置於該噴嘴內孔內之一擋板孔隙，該擋板孔隙具有相較於鄰近於該擋板之該出口部分之橫截面積減小之一橫截面積，及一輔助氣流噴嘴，其可與提供一輔助氣流之一輔助氣流導管耦合，該輔助氣流噴嘴經安置以將該輔助氣流與該噴嘴內孔內之該廢氣流混合；其中該擋板孔隙經構形以在該出口部分內之該廢氣流中產生一渦流，且該輔助氣流噴嘴經安置以注入該輔助氣流以相切於該渦流流動；且其中該渦流具有靠近該擋板孔隙之一內部流動區域及靠近該出口部分噴嘴內孔之一外部流動區域，且該輔助氣流噴嘴經安置以注入該輔助氣流以與該內部流動區域中之該渦流之一流動方向相切地流動。
  2. 如請求項1之入口總成，其中該輔助氣流噴嘴經定位以使該廢氣流與 該輔助氣流交叉。
  3. 如請求項1之入口總成，其中該輔助氣流噴嘴經定向以橫向於該縱向軸注入該輔助氣流。
  4. 如請求項1之入口總成，其中該輔助氣流噴嘴經安置為靠近該擋板。
  5. 如請求項1之入口總成，其中該輔助氣流噴嘴經安置於該入口部分與該出口部分之至少一者內。
  6. 如請求項1之入口總成，其中該輔助氣流噴嘴經定向以按相對於該縱向軸之0°與90°之間的一角度注入該輔助氣流。
  7. 如請求項1之入口總成，其中該輔助氣流噴嘴經定向以按相對於該縱向軸之10°與40°之間的一角度注入該輔助氣流。
  8. 如請求項1之入口總成，其中該輔助氣流噴嘴經定向以按相對於該縱向軸之10°與30°之間的一角度注入該輔助氣流。
  9. 如請求項1之入口總成，其中該輔助氣流噴嘴經定向以按相對於該縱向軸之15°與30°之間的一角度注入該輔助氣流。
  10. 如請求項1之入口總成，其中該出口孔隙係長形的，沿著一主軸延 伸，且輔助氣流噴嘴經定向以在藉由該主軸界定之一平面內注入該輔助氣流。
  11. 如請求項1之入口總成，其中該輔助氣流噴嘴經安置於該出口部分內，靠近該擋板孔隙。
  12. 如請求項1之入口總成，其包括複數個該輔助氣流噴嘴。
  13. 如請求項12之入口總成，其中該擋板孔隙經構形以在該出口部分內之該廢氣流中產生複數個渦流，且各該輔助氣流噴嘴經安置以注入該輔助氣流以相切於該等渦流之一者流動。
  14. 一種使用一入口總成的方法，其包括：提供用於一燃燒器之一入口總成，該入口總成包括：一入口噴嘴，其界定可與提供一廢氣流以藉由該燃燒器處理之一入口導管耦合之一入口孔隙、一非圓形出口孔隙、沿著該入口孔隙與該出口孔隙之間的一縱向軸延伸以將該廢氣流從該入口孔隙輸送至該出口孔隙以遞送至該燃燒器之一燃燒室之一噴嘴內孔，該噴嘴內孔具有從該入口孔隙延伸之一入口部分及延伸至該非圓形出口孔隙之一出口部分；一擋板，其將該入口部分與該出口部分耦合，該擋板界定安置於該噴嘴內孔內之一擋板孔隙，該擋板孔隙具有相較於鄰近於該擋板之該出口部分之橫截面積減小之一橫截面積；及一輔助氣流噴嘴，其可與提供一輔助氣流之一輔助氣流導管耦合，該輔助氣流噴嘴經安置以將該輔助氣流與該噴嘴內孔內之該廢氣流混合；及 將該廢氣流供應至該入口孔隙且將該輔助氣流供應至該輔助氣流噴嘴；其中該擋板孔隙經構形以在該出口部分內之該廢氣流中產生一渦流，且該輔助氣流噴嘴經安置以注入該輔助氣流以相切於該渦流流動；且其中該渦流具有靠近該擋板孔隙之一內部流動區域及靠近該出口部分噴嘴內孔之一外部流動區域，且該輔助氣流噴嘴經安置以注入該輔助氣流以與該內部流動區域中之該渦流之一流動方向相切地流動。
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