WO2000032990A1 - Dispositif de traitement des gaz d'echappement - Google Patents

Description

明 細 書 排ガス処理装置 技術分野

本発明は、 燃焼処理場合、 ダス ト を発生 し易い排ガス処理装置に関す る ものであ る。 例えぱシ ラ ンガス （ S i H ₄ )、 或いはハ ロ ゲン系ガス ( N F 3 , C 1 F 3 , S F ₆ , C H F 3 , C ₂ F ₆ , C F ₄等） を含む有害 可燃性、 若 し く は難分解性の排ガスを燃焼処理するための燃焼式の排ガ ス処理装置に関する ものである。 背景技術

燃焼処理する とダス ト を発生 し易い排ガスには、 半導体製造装置や液 晶パネル製造装置か らの例えばシラ ン （ S i H ₄ ) ゃジ シ ラ ン （ S i ₂ H 6 ) 等の有害可燃性ガスが有る。 また、 難分解性の地球温暖化ガス （ P F C s ) を含むガスがあるが、 これ ら の排ガスは、 そのま までは人体に 悪影響を及ぼした り 、 地球環境が変化するので大気に放出する こ とが出 来ない。 そこで これらの排ガスを除害装置に導いて、 燃焼に よる酸化無 害化処理を行な う こ とが一般に行われている。 こ の処理方法 と しては、 助燃ガスを用いて炉内に火炎を形成 し、 この火炎に よ り 排ガスを燃焼さ せる よ う に した ものが広 く 採用されてい る。

このよ う な燃焼式排ガス処理装置において、 助燃ガスは、 水素、 都市 ガス、 L P G等を燃料ガス と して用い、 酸化剤 と しては酸素若 し く は空 気が通常使用されてお り 、 この装置の運転費用は、 これらの燃焼ガスや 酸化剤の消費に伴う コス ト が大半を 占めている。 そこで、 少ない助燃ガ ス によって如何に多 く の有害排ガス を高効率のも とで分解するかが、 こ の種の装置の性能を評価する尺度の一つになっている。

従来の前記燃焼式の排ガス処理装置に使用される燃焼器の一般的な構 成を図 2 7 及び図 2 8 に示す。 これは、 バ一ナ部 1 0 1 と該バ一ナ部 1 0 1 の後段で排ガス を加熱酸化分解させる燃焼反応部 （燃焼室） 1 0 2 とを備えている。 パーナ部 1 0 1 は、 燃焼反応部 1 0 2 の天井中心部に 開口 した燃焼反応部 1 0 2 内に処理すべき排ガス G 1 を導入する排ガス 用ノ ズル 1 0 3 と、 この排ガス用ノ ズル 1 0 3 の外周部に開口 して燃焼 反応部 1 0 2 内に助燃ガス G 2 を導入する複数の助燃ガス用 ノ ズル 1 0 4 とを有 してお り 、 燃焼反応部 1 0 2 の下端には燃焼ガス出口 1 0 5 が 一体に連接されている。 これによつて、 前記助燃ガス用ノ ズル 1 0 4 か ら噴出される助燃ガス G 2 で環状に並んで形成される火炎の中心部に排 ガス G 1 を通過させ、 こ の通過の際に排ガス G 1 を火炎 と混合させて燃 焼させて、 こ の燃焼後の燃焼ガスを燃焼ガス出口 1 0 5 か ら外部に排出 する よ う になっている。

こ こ に、 燃焼反応部 1 0 2 は、 一般にステ ン レ ス系等の金属製の筒状 の炉体 1 0 6 の内壁面 1 0 6 aで区画形成されてお り 、 こ の炉体 1 0 6 の外周面に、 必要に応 じて、 熱遮断用の断熱材を設置 した り 、 或いは水 冷する構造を採用 していた。

一方、 現在、 地球温暖化の要因 と されている フ ルォロ カ一ボン系等の ガスを分解処理する方法と しては、 高温環境における加熱分解式若 し く はプラズマ中での分解が主流となっている。 これ らの手法を用いる ため に、 ヒータ等の加熱装置やプラ ズマ発生装置及び安全装置等を制御する 複雑な制御機構を備えた分解処理設備において、 加熱プラズマ生成のた めに膨大なエネルギーを付与 して フルォロ カ一ボン系のガスの分解処理 を行っている。

しか しながら、 図 2 7 及び図 2 8 に示すよ う な従来例においては、 燃 焼反応部 1 0 2 が金属製の炉体 1 0 6 で構成されていて、 燃焼火炎形成 時 （運転時） に 1 3 0 0 °C以上の高温雰囲気に曝される ため、 炉体 1 0 6 の消耗が激 し く 、 長時間の運転に耐え る こ とが出来なかっ た。 特に、 この装置でハロ ゲン系のガスを分解処理する際には、 処理反応後に生成 ハロゲンガス （ H C 1 、 H F等） によ り 炉体が高温下でエッチングや腐 食を受け、 激 し く 消耗する。

このよ う に炉体 1 0 6 が短時間で消耗する と、 これを頻繁に交換する 必要が生 じ設備コス ト が高 く なる。 さ ら に、 金属製の炉体が消耗する と 周囲の構造物 （断熱材、 水冷容器等） まで消耗が進む危険性が生 じる た め、 炉体の消耗度合いを頻繁に分解 し点検する必要があ り 、 設備と して 稼動率を著 し く 低下させ、 運転コス ト の増大を招いて しま う 。

さ ら に、 燃焼反応部 1 0 2 内の燃焼火炎で金属製の炉体 1 0 6 の内壁 面が高温に熱せ られるため、 金属の触媒効果によ って、 サ一マル N O X の生成が助長されて しま う 。 例えば、 半導体産業設備内における この種 の排ガス燃焼設備は、 一般にク リ ーンルーム内に設置する こ とを前提と してお り 、 設備の小型化を図る必要があ るが、 N 0 Xが多量に生成され る と、 これを処理する専用の処理機構を別途備え る必要が生 じて、 結果 的に小型化する こ とがで きない。

また、 上記の よ う に燃焼火炎を形成する燃焼器では、 パーナ部 1 0 1 の下端に火炎が形成される結果、 ステ ン レス鋼材等か らなるパーナ部 1 0 1 の開口部近傍の温度が上昇 し、 パーナ部 1 0 1 に供給する助燃ガス G 2 が引火爆発するな どの危険があっ た。

また、 半導体ディ バイ スの製造工程、 特に C V D工程等で使用される S i H ₄ の よ う に加熱分解式の排ガス処理装置で無害化する と S i 0 ₂ 等のダス ト を発生するガスある。 このよ う なダス ト は排ガス と と も に流 れ配管等の内壁面に付着 し、 排気圧損を大き く する という 問題がある。 このダス ト の配管等の内壁面への付着の防止方法 と して、 従来、 ク リ 一 エングガスに よる吹き払い方法、 間欠手動搔き取 り 装置によ る搔き取る 方法、 多孔質内壁よ り ク リ ーニングガス を常時流すこ と によるダス ト の 付着を防止する方法があっ た。

ク リ 一ニングガスによる吹き払い方法は、 配管の周方向全域に固定ノ ズルを設け、 常時若 し く は間欠的にク リ 一ニングガス を噴出させてダス ト を除去する方法である。 この方法はノ ズルの場所がダス ト の付着位置 から離れている と、ダス 卜 除去効果が下がって しま う とい う 問題があ り 、 効果が下が らないよ う に多量のク リ ーニ ングガス を流す と、 ク リ ーニ ン グガス 自体のコス 卜 が掛かるだけでな く 、 多量のガスが流れる こ と に よ り圧損を少な く するために配管を太 く しなければな らない という 問題が めった。

間欠手動搔き取 り 装置に よる搔き取 り 方法は、 ダス ト が大き く 成長 し てから搔き取 り を行う こ と になる ため、 搔き取っ た大きなダス ト の塊を 貯めて置 く タ ン クが必用 となる。

また、 多孔質内壁よ り ク リ 一ニングガス を常時流すこ と に よる付着防 止では、 ダス ト 付着を防 ぐ ため内壁か ら のク リ 一ニングガスの流速を配 管内全体で維持 しょ う と する と、 多量の ク リ ーニ ングガス を流さなけれ ばな らず、 多量のガス流れによる圧損を少な く する ため、 配管を太 く し なければ成らない とい う 問題がある。

また、 ク リ ーニングガス 自体のコス ト がかかっ た り 、 除害装置か ら排 出されたガス を建物内か ら建物外に排気するためのダク ト 等の設備も大 き く しなければな らない という 問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされた もので、 高温に曝される燃焼反応 部を構成する内壁の消耗を抑えて寿命を向上させ、 設備コス ト と稼動効 率を向上させる と共に、 N O xの発生を抑制する こ とがで き る排ガス処 理装置を提供する こ と を 目的とする。

また、 燃焼バーナーの開口部近傍の火炎による温度の上昇を抑え、 助 燃ガスの爆発等の危険のない排ガス処理装置を提供する こ と を 目的 とす る。

また、 配管内壁面に付着 したダス ト を確実に除去で き、 ク リ ーニング ガスの噴射を行う場合も ク リ ーニングガス量が少な く て済む排ガス処理 装置を提供する こ と を 目的 とする。 発明の開示

本発明は、 パーナ部と、 該バ一ナ部の下流側に設けた燃焼室と を備え、 パーナ部よ り燃焼室に向けて燃焼炎を形成し、 該燃焼炎に排ガス を導入 して、 該排ガス を酸化分解させる排ガス処理装置において、 燃焼室は繊 維強化セ ラ ミ ッ クス製の内壁で形成されるので、 内壁の熱や腐食に よ る 消耗が少な く 、 熱応力によ る割れの発生も減少 し、 装置の寿命が向上 し、 設備コス ト と稼動率を向上させる こ とができる と共に、 内壁が触媒効果 を発揮 しないのでサ一マル N 0 Xの発生が抑制され、 環境の維持と処理 機器の簡略化を図る こ とができる。 また、 内壁と外側容器の間の空間を 前記燃焼室の圧力よ り 高い圧力のパージガス雰囲気に維持するので、 燃 焼室内の有害ガスが外部に漏れる こ とを防止でき る。

また、 排ガス処理装置において、 バ一ナ部は、 頂部が閉塞 し下部が開 口 した筒状体を具備 し、該筒状体の頂部に排ガス導入口を設ける と共に、 側壁の所定の位置に空気ノ ズルを設け、 開口近傍の側壁に助燃ガス ノ ズ ルを設け、 排ガス導入口よ り 導入された排ガス と空気ノ ズルから吹き出 された空気を混合する と共に、 助燃ノ ズルから吹き出された助燃ガス に 着火 し、 開口下方に向かって燃焼炎を形成する よ う に構成し、 助燃ガス ノ ズルに燃料ガスを導入する助燃ガス導入部を冷却する冷却手段を設け たこ と によ り 、 助燃ガス導入部が火炎に よ り加熱されて も温度上昇を助 燃ガスの発火点以下に抑えるから、 助燃ガスの爆発等のする危険がな く なる。

また、 排ガス処理装置において、 バ一ナ部及び/又は燃焼室内壁に付 着 したダス 卜 の除去又はダス ト を付着 しないよ う にする ダス ト除去手段 を設け、 排ガス処理装置長時間運転を可能に した。

ダス ト を多 く 含むガス体が流れる配管内壁に付着するダス ト を除去す るダス ト除去装置であって、 配管内に配置され主軸に配管長手方向に伸 びる棒状の搔き取 り 部材を取 り 付けた構成の搔き取 り機構と、 該搔き取 り機構の主軸を搔き取 り 部材が配管内面に接触 し又は微小な間隔をおい て内周方向に移動する よ う 支持する支持機構と、 該搔き取 り 機構を主軸 を中心に連続的又は周期的に揺動又は回転させる駆動機構を具備する。 従って、 配管外部から主軸及び搔き取 り 部材の中空を通 して、 搔き取 り 部材の先端又は該表面の多数の孔又はス リ ッ ト か ら ク リ ーニ ングガス を 吹き出すこ とに よ り 、 搔き取り 部材の届かない配管内のダス ト を除去で きるだけでな く 、 搔き取 り 機構自身に付着するダス ト も除去する こ とが 可能となる。

また、 排ガス処理装置は、 バ一ナ部は、 頂部閉塞 し下部が開口 した筒 状体を具備 し、 該筒状体の頂部に排ガス導入口を設ける と共に、 側壁の 所定の位置に空気ノ ズルを設け、 開口近傍の側壁に助燃ガス ノ ズルを設 け、 空気ノ ズルは助燃ノ ズルから噴射された助燃ガスの着火を促進 し、 開口下方に向かって形成された燃焼炎に、 旋回空気流を下方に向かって 吹き付ける よ う に構成 したので、 バ一ナ部内壁にダス 卜 が付着 し難 く な る

また、 排ガス処理装置において、 パーナ部は、 頂部閉塞 し下部が開口 した筒状体を具備 し、 該筒状体の頂部に排ガス導入口を設ける と共に、 側壁の所定の位置に空気ノ ズルを設け、 開口近傍の側壁に助燃ガス ノ ズ ルを設け、 排ガス導入口及び筒状体の内径は燃焼室に向かって徐々 に大 き く なつている。 これによ り 、 パーナ部内に直角のよ う な角部がな く な り 、 ノ ズル部の内壁にダス ト が付着 しに く く なる。

また、 パーナ部と、 該バ一ナ部の下流側に設けた燃焼室と、 該燃焼室 の下流側に設けた燃焼ガス冷却部と を一体的に設けて排ガス処理装置を 構成し、 バ一ナ部には排ガスを導入する排ガス導入口 と、 空気を導入 し 旋回流を発生させる空気ノ ズル と を設け、 燃焼ガス冷却部には燃焼室か ら流入する排ガスを冷却 し、 該排ガス 中のダス ト を捕捉する ための液体 を噴霧する液体噴霧ノ ズル と、 該排ガス を排出する ための排気管と、 液 体噴霧ノ ズルで噴霧された液体を排液する ための排液管と を設けた。 排 ガス処理装置を このよ う に構成する こ と によ り 、 排ガスの分解処理と、 排ガス導入口か ら導入される排ガス中のダス ト ゃ H C 1 や H F を噴霧ノ ズルか ら噴霧される液体に効率良 く 捕捉 · 吸収させる こ とができる。 図面の簡単な説明

図 1 は、 本発明に係る排ガス処理装置の排ガス燃焼器の構成を示す図 である。

図 2 は、 図 1 の I 一 I 断面図である。

図 3 は、 本発明に係る排ガス処理装置のバーナー部の構成例を示す図 である。

図 4 は、 図 3 の矢視 A図である

図 5 は、 本発明に係る排ガス処理装置のパーナ一部の構成例を示す図 である。

図 6 は、 図 5 の矢視！）図である。

図 7 は、 本発明に係る排ガス処理装置のバーナー部の構成例を示す図 である。

図 8 は、 図 7 の矢視 E図である。

図 9 は、 本発明に係る排ガス処理装置の.バーナー部の構成例を示す図 である。

図 1 0 は、 図 9 の矢視 F図である。

図 1 1 は、 本発明に係る排ガス処理装置のバーナー部の構成例を示す 図である。

図 1 2 は、 図 1 1 の冷却ジャケ ッ ト の外観図である。

図 1 3 は、 本発明に係る排ガス処理装置のダス ト除去装置の構成例を 示す図である。 図 1 4 は、 図 1 3 の搔き取 り 板の平面図である。

図 1 5 は、 本発明に係る排ガス処理装置のダス ト除去装置の構成例を 示す面である。

図 1 6 は、 図 1 5 の II一 II断面矢視図である。

図 1 7 は、 本発明に係る排ガス処理装置のダス ト除去装置の構成例を 示す面である。

図 1 8 は、 図 1 7 の III一 III断面矢視図である。

図 1 9 は、 本発明に係る配管内のダス ト除去装置の構成例を示す図で ある。

図 2 0 は、 本発明に係る排ガス処理装置内のダス ト 除去装置の構成例 を示す図である。

図 2 1 は、 本発明に係る配管内のダス ト除去装置の構成例を示す図で ある。

図 2 2 は、 本発明に係る配管内のダス ト除去装置の構成例を示す図で ある。

図 2 3 は、 本発明に係る配管内のダス ト除去装置の構成例を示す図で ある。

図 2 4 は、 本発明に係る排ガス処理装置のバーナー部の構成例を示す 図である。

図 2 5 は、 図 2 4 の矢視 L図である。

図 2 6 は、 本発明に係る排ガス処理装置のバーナー部の構成例を示す 図である。

図 2 7 は、 従来の排ガス処理装置の構成例を示す図である 。

図 2 8 は、 図 2 7 の IV— IV断面矢視図である。 発明を実施する ための最良の形態

図 1 及び図 2 は本発明に係る排ガス処理装置の排ガス燃焼器の構成を 示す図で、 図 1 は縦断面図、 図 2 は図 1 の I — I 断面図である。 本排ガ ス燃焼器は、 全体と して円筒状の密閉容器と して構成され、 上段のバ一 ナ部 1 0 と、 中段の燃焼室 （燃焼反応部） 3 0 とか らな り 、 下段に冷却 部 5 1 、 排出部 5 2 とを備えている。 冷却部 5 1 の冷却媒体と しては、 例えば水等の液体や空気等の気体を用いる。

バ一ナ部 1 0 は、 燃焼室 3 0 に向かって開口する保炎部 1 8 を形成す る 円筒体 1 1 と、 この円筒体 1 1 の周囲を所定間隔離間 して包囲する外 筒 1 2 とを有 してお り 、 円筒体 1 1 と外筒 1 2 と の間には、 燃焼用空気 を保持する空気室 1 9 と、 例えば水素と酸素の予混合気等の助燃ガスを 保持する助燃ガス室 2 0 が形成されている。 これ ら空気室 1 9 及び助燃 ガス室 2 0 は図示 しない空気源、 ガス源に連通されている。 こ こで助燃 ガスには、 水素、 プロパン、 都市ガス等を用いる。

保炎部 1 8 の上側を覆う 円筒体 1 1 の頂部には、 例えば半導体製造装置 から排出されたシラ ン （ S i H ₄ ) 等を含む排ガス G 1 を保炎部 1 8 に 導入する排ガス導入管 1 4 が接続されている。

円筒体 1 1 には、 空気室 1 9 と保炎部 1 8 を連通する複数の空気ノ ズ ル 1 5 と、 助燃ガス室 2 0 と保炎部 1 8 を連通する複数の助燃ガス ノ ズ ル 1 6 が設け られている。 空気ノ ズル 1 5 は図 2 に示すよ う に、 円筒体 1 1 の接線方向に対 して所定角度を も って延びてお り 、 保炎部 1 8 内に 旋回流を形成する よ う に空気を吹き出すよ う にな つている。 助燃ガス ノ ズル 1 6 も 同様に、 円筒体 1 1 の接線方向に対 して所定角度を も って延 びてお り 、 保炎部 1 8 内に旋回流を形成する よ う に助燃ガス を吹き出す よう になっている。 空気ノ ズル 1 5 、 助燃ガス ノ ズル 1 6 は円筒体 1 1 の円周方向に均等に配置されている。

保炎部 1 8 と燃焼室 3 0 の境界部の周囲には、 保炎部 1 8 の開口部を 囲むよ う に 2 次空気室 3 1 が形成されてお り 、 該 2 次空気室は 2 次空気 を供給するための空気源 （図示せず） に連通 している。 2 次空気室 3 1 と助燃室 3 0 との間を区画する仕切板 3 2 には、 燃焼室 3 0 の内部に排 ガス を酸化させるための 2 次空気を吹き出す 2 次空気ノ ズル 3 3 が周方 向に均等配置されて設け られている。

燃焼室 3 0 は、 バ一ナ部 1 0 の後段で排ガス を酸化分解させる空間で あ り 、 金属等か ら形成された気密な筒状の外側容器 3 4 の内部に、 保炎 部 1 8 と連続する よ う に配置された円筒状の内壁 3 5 で区画形成されて いる。 こ の内壁 3 5 は、 後述する よ う に、 繊維強化セラ ミ ッ ク によって 形成されている。 また、 内壁 3 5 と外側容器 3 4 の間の空間 3 6 に、 多 孔質セラ ミ ヅ ク製の断熱材 3 7 が挿入されている。 こ の外側容器 3 4 に は、 空間 3 6 にパージ用の空気を導入するパージ空気導入管 4 0 が接続 されている。

内壁 3 5 を構成する繊維強化セラ ミ ッ クは、 セ ラ ミ ッ クスで形成 した 繊維を織って布に し、 こ れにバイ ンダ入 り のセラ ミ ッ ク ス を塗布 し、 こ れを筒状に形成 して固化 したもので、 通常、 セラ ミ ッ ク繊維を複数枚重 ねて層状にする。 このよ う に、 セラ ミ ッ ク 自体をセラ ミ ッ ク繊維で強化 する こ と によ り 、 機械的強度、 高温強度を向上させる こ とができ る。 こ れによ り 内壁 3 5 が燃焼に伴って高温に曝され、 熱応力が作用 した場合 でも、 割れの発生を軽減させる こ とがで き る。 ま た、 燃焼処理に伴って 生成するハロ ゲ ンガスのよ う な腐食性のガスによ って もエ ッチングや腐 食がされに く い。 従って、 長期の耐用期間を得る こ とができ る。 一方、 多孔質セラ ミ ヅ ク製の断熱材 3 7 は、 セ ラ ミ ヅ ク で繊維を形成しこれを 成形吸引器で形成 し、 空間 3 6 の形状に適合する よ う に した ものを用い る こ とができる。

断熱材 3 7 及び内壁 3 5 はセラ ミ ッ ク の材料と しては、 例えば純度が 8 0 - 9 9 . 7 %のアル ミ ナや、 S i 系のもの等が挙げられる。 フ ッ素 を含むガスを処理する場合には、 こ の排ガスに対 して高い耐腐食性を有 するアル ミ ナを用いる こ とが望ま しい。 内壁 3 5 用の繊維強化セラ ミ ッ クス と して、 アル ミ ナ連続繊維を用いる と、 耐熱性、 耐風速性、 耐摩耗 性が高 く 、 大きな熱衝撃、 温度勾配に耐える もの となる。

燃焼室 3 0 には、 火炎を検出するための U Vセ ンサ 3 8 と、 バ一ナ部 1 0 の点火を行うパイ ロ ッ ト バ一ナ 3 9 が設け られている。 なお、 U V セ ンサ 3 8及びパイ ロ ッ ト ノ 一ナ 3 9 は、 図 3 に示すよ う に、 円筒体 1 1 の頂部 （バ一ナ部 1 0 の天板） に取 り つけて も良いよい。 U Vセ ンサ 3 4 は形成される火炎を斜めから検出する ため、 円筒体 1 1 の頂部に対 して傾けて配置する。 これは火炎が燃焼室 3 0 では、 旋回流を形成 し、 径方向に対 して火炎が短 く な るためである。 シラ ン （ S i H ₄ ) 等を処 理する と S i 0 ₂のダス 卜 が燃焼室 3 ◦ の内壁面に付着 し、 U Vセ ンサ 3 8 が火炎を検出で きな く なるが、 こ の よ う に U Vセ ンサ 3 8 をバ一ナ 部 1 0 の天板に取り つける こ と よ り 、 ダス ト付着によ り 火炎が検出で き な く なる という 問題を回避で きる。 ま た、 難分解性の地球温暖化ガス （ P F C s ) を処理するためには、 1 3 0 0 °C以上の高温が必要となる ため、 配管が熱に よ り 腐食する が、 上記のよ う に U Vセ ンサ 3 8 及びパイ ロ ヅ トバ一ナ 3 9 をパーナ部 1 0 の天板に取 り つける こ と によ り 、 このよ う な高熱による腐食を回避で きる。

燃焼室 3 0 の下部には、 冷却される冷却部 5 1 を介 して排出部 5 2 が 設け られている。 冷却部 5 1 には、 下縁部に複数のノ ズル 5 3 が周方向 に等間隔に設け られてお り 、 このノ ズル 5 3 から 中心に向けて水を噴射 する こ と によって水の力一テ ンを形成 して、 排ガスの冷却と排ガス 中の 粒子の捕促とを行う よ う になっている。 排出部 5 2 の側壁には処理済み の排ガスを排気する排気管 5 4 が、 底部にはノ ズル 5 3 よ り 噴射された 水を排出する排水ポー ト 5 5 が設け られている。

次に上記実施の形態の排ガス処理装置の動作について説明する。先ず、 助燃ガスは、 助燃ガス室 2 0 内に導かれ保持され、 円筒体 （内筒） 1 1 の内周面に設け られた助燃ガスノ ズル 1 6 から保炎部 1 8 に向けて旋回 流を作 り 出すよ う に吹き出される。 そ して、 パイ ロ ッ トノ 一ナ 3 9 によ り点火される と、 円筒体 （内筒） 1 1 の内周面に旋回炎を形成する。 こ こで、 助燃ガスは旋回炎を形成する が、 旋回炎は広い当量比の範囲 にわたつて安定 して燃焼で き る特徴を備えている。 即ち、 強 く 旋回 して いる ために火炎相互に熱と ラ ジカルを供給 し合い、 保炎性が高 く なる。 そのため、 通常であれば未燃ガスを発生 した り 消炎する よ う な小さな当 量比において も未燃ガスが発生する こ とな く 、 ま た、 当量比 1 付近にお いて も振動燃焼を誘発する こ とな く 安定 して燃焼させる こ と がで き る。 一方、 処理すべき排ガス G 1 は、 円筒体 1 1 の頂部の下面に開口する 排ガス導入管 1 4 から保炎部 1 8 に向けて噴出する。 この噴出された排 ガス G 1 は助燃ガスの旋回流と混合 して燃焼する が、 この際、 助燃ガス が円周方向の全ての助燃ノ ズルか ら下流の一方向に強 く 旋回する よ う に 吹き出されているため、 助燃ガスの全てが火炎と充分に混合 して、 排ガ スの燃焼効率は非常に高 く なる。

また、 助燃ガスはその発火温度を超え る温度以上に過熱する と、 助燃 ガスに酸化剤が含まれている場合には、 助燃用ガス室 2 0内で燃焼を開 始する場合があるため、 その発火温度を超えない よ う に冷却する必要が ある。 更に、 本発明者等の研究によ り 、 旋回炎は円筒体 1 1 及び助燃用 ガス室 2 0 内の助燃ガス を加熱する こ とがわかっ た。 そのため、 安定 し た燃焼を継続するためには、 円筒体 1 1 の構成材料の耐熱温度を超えな いよ う に冷却する必要がある。 前記空気のズル 1 5 から保円炎部 1 8 に 噴射される旋回空気流は助燃用ガス室 2 0 を冷却する作用を有する。 更にまた、 助燃ガス ノ ズル 1 6からの火炎は旋回 して噴射されるが、 空気ノ ズル 1 5 から噴射された空気も旋回 している ため、 この空気流が 火炎と混合 して火炎の旋回流を一層加速 して強い旋回流を形成する。 旋 回炎を形成する と旋回の中心部の気流の圧力が低下 して、 中心部に、 火 炎の先方か ら排ガス導入管 1 4及び助燃ガス ノ ズル 1 0 に向けて逆流す る 自己循環流が発生 し、 こ の循璟流が助燃ガス ノ ズル 1 6か らの火炎及 び燃焼ガス と混合して N O xの生成を抑制する。 或いは助燃ガス と して 予混合気を使用 し助燃ガスの当量比を小さ く して も低 N O x燃焼が可能 となる。

また、 助燃ガス ノ ズル 1 6 からの火炎は強 く 旋回 している ため、 こ の 旋回流がシラ ンガス等のよ う に燃焼によ り ダス ト を生成する ガスを対象 とする場合、 燃焼 して生成される シ リ カ （ S i 0 ₂ ) が排ガス導入管 1 4及び助燃ガス ノ ズル 1 6 に付着するのを防 ぐ作用をする。 即ち、 シラ ン （ S i H ₄ ) 等が燃焼する と、 粉末状の シ リ カ （ S i 0 ₂ ) が生成さ れるが、 この シ リ カ （ S i 0 ₂ ) が排ガス導入管 1 4や助燃ガス ノ ズル 1 6 の付近に付着する と、 助燃ガスの噴き出 し量を減ら した り 、 噴き 出 し方向を変えた り して、 吹き出 しを不安定にする こ とがある。 この よ う な状況になる と、 ガスの吹き出 しが静定せず、 安定な燃焼が不可能とな る。

本実施の形態にあっては、 助燃ガス ノ ズル 1 6 の旋回炎があるため、 この旋回炎に よ り排ガス導入管 1 4及び助燃ガス ノ ズル 1 6 の先端部に も速い流れが発生 して、 こ の流れが排ガス導入管 1 4及び助燃ガス ノ ズ ル 1 6 の先端部をク リ ーニ ングする作用 をな し、 生成 した粉末のシ リ カ ( S i 0 ₂ ) が排ガス導入管 1 4 及び助燃ガス ノ ズル 1 6 の先端部に付 着するのを防 ぐ働きをする。 この効果は空気噴射ノ ズル 1 5 からの旋回 空気流がある こ とによ り 、 一層、 顕著となる。

更に、 この効果は排ガス導入管 1 4及び助燃ガス ノ ズル 1 6 の先端部 だけに と どま ら ない。 つま り 、 火炎が燃焼室 3 0 内部で旋回 している こ とから、 燃焼室 3 0 の壁表面に も速い流れが発生 して燃焼室 3 0 の壁を ク リ ーニ ング して、 こ の表面に付着 した シ リ カ （ S i 0 ₂ ) を除去する 働きをする。 こ のよ う に、 旋回流に よ り 、 排ガス導入管 1 4及び助燃ガ ス ノ ズル 1 6 の先端部及び燃焼室 3 0 の壁面に付着 したシ リ カ （ S i 0 2 ) をセル フ ク リ ーニ ン グする こ と に よ り 、 こ の表面に付着 したシ リ カ ( S i 0 ₂ ) を除去する働きをする。

一例 と して、 供給する助燃ガスを酸化剤を含んだ予混合気と し、 こ の 予混合気の燃焼ガス に対する酸化剤の混合比を化学量論値で求める酸化 剤混合比よ り 少な く した燃料過濃予混合気と し、 これを助燃ガス ノ ズル 1 6 から旋回噴射 して、 保温部 1 8 の内部に一次旋回流還元炎を形成す る。 この還元炎 と排ガス導入管 1 4 か ら の排ガス を接触させて、 排ガス と り わけ P F C s 系の排ガスを還元分解する。

次に、 空気ノ ズル 1 5及び 2 次空気ノ ズル 3 3 から噴射する空気か ら 化学量論値以上の充分な酸素を与え られ、 酸素過剰な状態と して 2 次酸 化炎を形成する。 こ の酸化炎によ り排ガス を酸化分解する。 そ して、 排 ガスは還元炎と酸化炎の 2段の火炎に曝されて、 火炎と接触時間を長 く して高温滞留時間を延ばすこ とができ る。 こ こで、 P F C s 系の排ガス は雰囲気温度を高 く して、 その状態を長 く 維持すれば分解で きる特性を 有する。 このよ う に、 排ガスは酸化 · 還元の異なる 2 段の火炎に曝され、 しかも、 火炎に よ る高温状態を延ばすこ と によって、 排ガス、 と り わけ P F C s 系のガス を完全に分解する こ とができる。

助燃ガスノ ズル 1 6 を保炎部 1 8 の斜め下流に向けて助燃ガス を旋回 流を形成して吹き出すよ う に構成したため、 助燃ガス ノ ズル 1 6 か ら吹 き出 した火炎は保炎部 1 8 の下流に向けて螺旋状の旋回流を形成する。 したがって、 旋回流が円筒体 1 1 の内側を流れる際の旋回長が、 助燃ガ スを水平に吹き出 した場合よ り短 く なつて、 火炎が円筒体 1 1 の内壁面 を加熱する領域が狭 く な り 、 旋回流に よ る 円筒体 1 1 の内側の周壁の加 熱と温度上昇が抑制される。

これによ り 、円筒体 1 1 の構成材料の耐熱寿命を延ばすこ とがで きる。 また、 空気ノ ズル 1 5 から の冷却空気量を少な く で き、 冷却による火炎 の温度の低下を抑制 し、 高温状態を維持 して、 ハ ロゲン系、 特に フ ルォ 口 カーボンを含んだ排ガスの分解効率を向上で き る。 また、 助燃ガス ノ ズル 1 6 は、 上か ら見た場合、 円筒体 1 1 の接線方向に開口 し、 かつ鉛 直面内では斜め下方に開口する よ う に複数設ける よ う に して も、 火炎が 保炎部 1 8 の下流へ向かって螺旋状の旋回流を形成する こ と が可能であ る。

また、 本実施の形態では、 2 次空気ノ ズル 3 3 は下方に向けてあるが、 円筒体 1 1 の中心方向に向けて噴射する よ う に して も よ く 、 また、 2 次 空気ノ ズル 3 3 を該ノ ズルから噴射される空気が燃焼室内部で旋回流を 形成する よ う に設ける こ と も考え られる。 これに よ り 、 燃焼処理 したガ ス冷却及び燃焼室 3 0 外への排出、 さ ら には燃焼室 3 0 の壁面に付着す る シ リ カ （ S i 0 ₂ ) の除去を よ り 効果的に行 う こ とがで きる。 こ の場 合のノ ズルの設け方は前述の助燃ガス ノ ズル 1 6 と 同様である。

また、 円筒体 1 1 の頂部に空気噴射ノ ズルを設け、 必要に応 じて こ の 空気噴射ノ ズルから保炎部 1 8 に空気を供給 して酸素濃度を増大させる こ と によ り 、 燃焼性を向上する こ と もで きる。

また、 前記助燃ガスノ ズル 1 6 よ り 下流の保炎部 1 8 の周壁を延伸 し て 2 次燃焼用の空気孔をさ ら に設け、 保炎部 1 8 に 1 次燃焼の還元炎 と 空気による 2 次燃焼の酸化炎を形成して、 排ガス G 1 と り わけハ ロ ゲン 系、 特にフルォ ロ カ一ボンを含むガスの分解率を向上させる こ とがで き る。 この場合、 前述 した理由によ り 、 こ の空気孔は保炎部 1 8 に向けて 旋回流を形成する よ う に噴射するのが好ま しい。 また、 円筒体 1 1 の中 心方向に向けて噴射 して、 還元炎による 1 次燃焼後の排ガス との間に乱 れを起こ して混合する よ う に して も よい。

また、 火炎は上方か ら下方に吹き出す例を示 しているが、 水平方向に 噴出する よ う に した火炎に適用 して も よい。 また、 助燃ガス と しては水 素と酸素の予混合気に限定される こ とな く 、 水素、 都市ガス及び L P G 等の燃料ガス、 若 し く は都市ガス、 L P G と酸素、 空気若 し く は酸素富 化空気との予混合気でも よいこ とは勿論である。 一実施例と しては、 次の通 り である。

処理対象ガス ； C F ₄

還元炎中の還元分解反応と しては、

C F ₄ + H ₂→C H m F n + H F + F ₂ ( m， nは 0〜 4 ) さ ら に酸化分解反応と しては、

C H m F n + 0₂→C 0₂ + H ₂0

燃焼室 3 0 においては、 内壁を構成するセラ ミ ッ ク スが耐熱性及び耐 食性に優れてお り 、 熱や腐食による消耗が少ないばか り ではな く 、 繊維 に強化されている もので熱応力によ る割れも防止され、 長期に渡って使 用が可能である。 しかも、 金属の場合のよ う な触媒効果がないために燃 焼室 3 0が高温になってもサ一マル N O xの発生が抑制される。 ハロ ゲ ン系のガスを分解処理 して も、 それに伴い生成するハロゲンガス （ H C 1、 H F等） に よる内壁 3 5の高温下での腐食やエ ッチングが抑制され る。

特に、アル ミ ナを素材と する繊維強化セラ ミ ッ ク ス を用いる場合には、 通常の運転条件下 （ 6 0 0 〜 1 3 0 0 °C) での熱伝導率が、 0 . 6 5 〜 0 . 8 8 ( W/ m . K ) 程度であ り 、 ステ ン レ ス系金属の平均熱伝導率 = 0 . 0 0 1 7 (W/m . K ) 程度に対 して、 数百倍程度高い。 従って、 熱応力による割れが一層少な く なる。 また、 内壁 3 5の外周に多孔質セ ラ ミ ッ クス製の断熱材 3 7 が配置されているので、 ステ ン レス系金属製 の従来の内壁使用時よ り も さ ら に熱損失量を低減させる こ とができる。 このこ とは、 S i系等、 他のセ ラ ミ ッ ク スを使用 して も 同様である。 パージ空気導入管 4 0か らは、 パージ用の空気が外側容器 3 4 と内壁 3 5 の間の空間 3 6 内に燃焼室 1 2 の圧力よ り やや高い程度の圧力で導 入される。 この空気は内壁 3 5 やその端部の微細な隙間から燃焼室 3 0 内に噴出 し、 燃焼ガスゃ排ガス と混合して排出部 5 2 か ら外部に排出さ れる。 これに よ り 、 燃焼室 3 0 内の有害で腐食性を有する ガスが外側容 器 3 4から外部に漏洩する こ とが防止する こ とができる。

また、 上記の よ う に燃焼室 3 0 の内壁 3 5 をセ ラ ミ ッ クスで作成する こ とによって触媒作用を防止 して低 N O x化を図っている。 さ ら に、 助 燃ガスの当量比を小さ く すればさ らなる低 N 0 X燃焼が可能となる。 セラ ミ ッ ク ス製の内壁を用いた燃焼器の場合の N O xの生成量を、 ス テン レス製の内壁を用いた燃焼器の場合と比較 した結果を以下に示す。 燃焼器の形式等の条件は双方と も 同 じである。

燃焼温度 ： 1 3 0 0 °C以上

処理する ガス ： N ₂ ガス

排出ガスの N 0 X濃度

セラ ミ ッ ク ス製の内壁 ： 2 5 p p m

ステン レス製の内壁 ： 数 1 0 0 〜数 l O O O p p m

図 3 及び図 4 は本発明の排ガス処理装置のパーナ一部の他の構成例を 示す図で、 図 3 は縦断面図、 図 4 は図 3 の矢視 A図である。 同図におい て、 図 1 及び図 2 と同 じ符号を付 した部分は同一又は相当部分を示す。 また、 他の図面において も 同様とする。 本パーナ部 1 0 は円筒体 1 1 の 外周部に助燃ガス室 2 0 に隣接 して冷却ジャ ケ ッ ト 2 1 を設けている。 該冷却ジャケ ッ ト 2 1 ；こは冷却媒体を供給 している。 該冷却ジャ ケ ッ ト 2 1 に冷却媒体を供給する こ と によ り 、 該冷却ジ ャケ ッ ト 2 1 は開口部 に形成される火炎によ り 加熱された円筒体 1 1 を冷却する。 冷却媒体に は、 温度差のある ものな ら ばよ く 、 水等の液体や空気等の気体を用いる。 また、 パイ ロ ッ トパーナ部 3 9 は、 円筒体 1 1 の頂部 （バーナ部 1 0 の天板） に所定の角度で傾斜させて設けている。 これは助燃ガス ノ ズル 1 6 から噴射される助燃ガス （火炎） は径方向に対 して短 く なるため、 パイ 口 ッ トバ一ナは所定の角度傾斜させて設けた方がよい。

図 1 に示す燃焼器の燃焼バ一ナ部 1 0 においては、 円筒体 1 1 の内部 温度は 4 0 0 °Cまで上昇 していたが、 特に水冷の場合、 本バ一ナ部 1 0 では 7 0 てに低下する。 従って、 助燃ガス室 2 0 に保持された助燃ガス が引火 して爆発する危険はな く なる。 但 し、 前述の 2 次空気ノ ズルがな く なる ため、 その空気は空気ノ ズル 1 5 から 1 次空気を増やすか若 し く は予混合の 0 ₂量を増や して対処する。 なお、 こ こでは空気ノ ズル 1 5 を斜め下方を向 く よ う に設け、 斜め下方に旋回空気流を形成する よ う に しているが、 空気ノ ズル 1 5 を図 1 に示すよ う に、 水平に も う け、 水平 の旋回空気流を形成する よ う に して も よいこ とは当然である。

上記のよ う に、 パーナ部 1 0 を冷却構造とする こ と によ り 、 円筒体 1 1 の温度は低下する が、 難分解性ガスである C ₂ F ₆ ( こ のガス は地球 温暖化係数が C 0 ₂の 1 0 , 0 0 0 倍 と言われ、 地球温暖化対策と して は 1 0 0 %分解される こ とが要望されている） の処理能力は 8 0 %か ら 4 1 %に低下 した。 これはバ一ナ部 1 0 の温度が低下 し、 それに よ り 火 炎温度の低下が影響 している ため と考え られる。 そこで、 加熱され高温 となる爆発の危険がある助燃ガス ノ ズル 1 6 に助燃ガス を導入する燃料 ガス導入部を効果的に冷却できるパーナ部の構成を以下に説明する。 図 5 及び図 6 は本発明に係る排ガス処理装置のパーナ部の他の構成例 を示す図で、 図 5 は縦断面図、 図 6 は図 5 の矢視 D図である 。 本パーナ 部 1 0 は円筒体 1 1 の上部外周に空気室 2 2 を設け、 更に下部外周には 冷却ジャケ ッ ト 2 4 と助燃ガス室 2 3 と冷却ジャ ケ ッ ト 2 4 を同心円状 に設けている。 そ して円筒体 1 1 の内周壁には空気室 2 2 に連通する空 気ノ ズル 1 5 が設け られ、 助燃ガス室 2 3 の下面には該助燃ガス室 2 3 に連通する助燃ガスノ ズル 1 6 を設けている。

助燃ガス ノ ズル 1 6 から の助燃ガスは矢印 B に示すよ う に、 円筒体 1 1 の開口下方の中心部に向かって又は斜め下方に且つ旋回流となる よ う に噴射される。 また、 空気ノ ズル 1 5 から噴射さ れる空気は矢印 Cに示 すよ う に、 円筒体 1 1 内で旋回する旋回流となる。

上記構成のバ一ナ部 1 0 において、 円筒体 1 1 内に導入された処理ガ ス G 1 は空気ノ ズル 1 5 か ら の旋回空気流と混合される と共に、 助燃ガ スノ ズル 1 6 か らバ一ナ部 1 0 の下方に噴射される助燃ガス と混合され、 着火によ り 火炎が円筒体 1 1 の開口下方に向かって形成される。 こ の時 助燃ガス室 2 3 は両側から冷却ジャケ ッ ト 2 4 で冷却される こ とにな り 、 温度は低 く 抑え られる。 ま た、 火炎は円筒体 1 1 から下方に形成される ので、 円筒体 1 1 の温度低下は火炎に大きな影響を与えない。

図 7 及び図 8 は本発明に係る排ガス処理装置のパーナ部の他の構成例 を示す図で、 図 7 は縦断面図、 図 8 は図 7 の矢視 E 図である。 本パーナ 部 1 0 が図 5 及び図 6 に示すバ一ナ部 1 0 と異なる点は、 円筒体 1 1 の 外周に設けた冷却ジャケ ッ ト 2 4 内に助燃ガス室 2 3 を設け、 該助燃ガ ス室 2 3 の周囲を冷却媒体で囲んでいる。 また、 助燃ガス室 2 3 の下面 には該助燃ガス室 2 3 に連通する助燃ガス ノ ズル 1 6 が設け られている。 助燃ガス ノ ズル 1 6 からの助燃ガスは矢印 B に示すよ う に、 円筒体 1 1 の開口下方の中心部に向かって又は斜め下方に且つ旋回流 となる よ う に噴射される点、 及び空気ノ ズル 1 5 か ら噴射される空気は矢印 C に示 すよ う に、 円筒体 1 1 内で旋回する旋回流となる点は図 5及び図 6 に示 すバ一ナ部 1 0 と同一である。

上記構成のバ一ナ部 1 0 において、 円筒体 1 1 内に導入された処理す べき排ガス G 1 は空気ノ ズルからの旋回空気流と混合される と共に、 助 燃ガスノ ズル 1 6 か らパーナ部 1 0 の下方に噴射される助燃ガス と混合 され、 着火に よ り 火炎が円筒体 1 1 の開口下方に向かって形成される。 この時助燃ガス室 2 3 は外周を冷却ジャ ケ ッ ト 2 4 内の冷却媒体で囲ま れているか ら、 助燃ガス室 2 3 は冷却され温度は低 く 抑え られる。 また、 火炎は円筒体 1 1 から下方に形成されるので、 図 5 及び図 6 に示すバー ナ部 1 0 と同様、円筒体 1 1 の温度低下は火炎に大きな影響を与えない。 図 9及び図 1 0 は本発明に係る排ガス処理装置のパーナ部の他の構成 例を示す図で、 図 9 は縦断面図、 図 1 0 は図 9 の矢視 F図である。 本バ —ナ部 1 0 が図 5 及び図 6 に示すバ一ナ部 1 0 と異なる点は、 円筒体 1 1 の下部外周に形成された冷却ジャ ケ ッ ト 2 4 内に円筒状の助燃ガス室 2 5 を配置 している点である。 該円筒状の助燃ガス室 2 5 は先端に助燃 ガス ノ ズル 1 6 が設け られ、 該助燃ガス ノ ズル 1 6 が下方になる よ う に 傾斜させて冷却ジャケ ッ ト 2 4 を貫通 して配置されている。

助燃ガス ノ ズル 1 6 からの助燃ガスは矢印 B に示すよ う に、 円筒体 1 1 の開口下方の中心部に向かって又は斜め下方に且つ旋回流となる よ う に噴射される、 及び空気ノ ズル 1 5 から噴射される空気は矢印 C に示す よ う に、 円筒体 1 1 内で旋回する旋回流となる点は、 図 5 及び図 6 に示 すパーナ部 1 0 と略同一である。

上記構成のバ一ナ部において、 円筒体 1 1 内に導入された処理すべき 排ガス G 1 は空気ノ ズル 1 5 からの旋回空気流と混合される と共に、 助 燃ガス ノ ズル 1 6 からバ一ナ部 1 0 の下方に噴射された燃料ガス と混合 され、 着火によ り 火炎が円筒体 1 1 の開口下方に向かって形成される。 この時円筒状の助燃ガス室 2 5 は外周を冷却ジャ ケ ッ ト 2 4 内の水で囲 まれているから、 冷却され温度は低 く 抑え られる。 また、 火炎は円筒体 1 1 から下方に形成されるので、 図 5 及び図 6 に示すパーナ部 1 0 と 同 様、 円筒体 1 1 の温度低下は火炎に大きな影響を与えない。

図 1 1 及び図 1 2 は本発明に係る排ガス処理装置のパーナ部の他の構 成例を示す図で、 図 1 1 は縦断面図、 図 1 2 は冷却ジャケ ッ ト 2 6 の外 観図である。 本バ一ナ部 1 0 が図 5 及び図 6 に示すバ一ナ部 1 0 と異な る点は、 円筒体 1 1 の下部外周に冷却ジャ ケ ッ ト 2 6 が設け られ、 該冷 却ジャ ケ ッ ト 2 6 内に円筒状の助燃ガス室 2 7 が配置されている点であ る。 該円筒状の助燃ガス室 2 7 の先端には円筒体 1 1 の開口下方に向か つて傾斜し、 内周面の接線方向に対 して所定の角度を有する助燃ガス ノ ズル 1 6 が設け られている。

助燃ガスノ ズル 1 6 か ら噴射される助燃ガスは矢印 B に示すよ う に、 円筒体 1 1 の開口下方の中心部に向かって又は斜め下方に且つ旋回流と なる よ う に噴射される。 ま た、 空気ノ ズル 1 5 か ら噴射される空気は図 5 及び図 6 に示すパーナ部 1 0 と同様、 円筒体 1 1 内に旋回する よ う に なっている。

上記構成のパーナ部 1 0 において、 円筒体 1 1 内に導入された処理ガ スは空気ノ ズル 1 5 か らの旋回空気流と混合される と共に、 助燃ガス ノ ズル 1 6 からパーナ部 1 0 の下方に噴射される助燃ガス と混合され、 着 火によ り 火炎が円筒体 1 1 の開口下方に向かって形成される。 この時助 燃ガス室 2 7 は外周を冷却ジャケ ッ ト 2 1 の冷却水で囲まれている ので、 冷却され温度は低 く 抑え られる。 また、 火炎は円筒体 1 1 か ら下方に形 成されるので、 図 5 及び図 6 のバ一ナ部 1 0 と同様、 円筒体 1 1 の温度 低下は火炎に大きな影響を与えない。

S i H ₄等を含む排ガスのよ う に、 燃焼器で加熱分解 し無害化する と S i 0 ₂等のダス ト が発生 し、 該ダス ト がバ一ナ部 1 0 の 円筒体 1 1 の 内壁や燃焼室 3 0 の内壁及び燃焼室以降の配管内壁に付着 し、 排気圧損 を大き く する という 問題を起こすガスがある。 そ こで本発明の排ガス処 理装置の排ガス燃焼器にはその内壁に付着 したダス ト を除去するダス ト 除去装置を設けている。

図 1 3 はダス ト除去装置の構成例を示す図である。 図示する よ う に、 ダス ト除去装置はバ一ナ部 1 0 と燃焼室 3 0 に渡って上下動する シャ フ ト 5 7 の先端に取 り付けた搔き取 り 板 5 6 を設け、 該搔き取 り板 5 6 を 上下動させる こ とによ り 、 パーナ部 1 0 及び燃焼室 3 0 の内壁面に付着 したダス ト を搔き落とす。 搔き取り 板 5 6 には図 1 4 ( A )、 ( B ) に示 すよ う に、 排ガス導入管 1 4 の開口よ り 大きい円孔 5 6 a又は線形孔 5 6 bが形成されている。 これによ り 、 搔き取 り 板 5 6 を最上部 （図 1 3 の実線の位置） の退避位置まで上昇させた場合、 孔 5 6 a が排ガス導入 管 1 4 の開口部に対応 して位置 し、 該排ガス導入管 1 4 か らバ一ナ部 1 0 内 （円筒体 1 1 内） に流入する排ガスの流れを阻害 しない よ う にな つ ている。 また、 搔き取 り 板 5 6 を この退避位置まで上昇させた と き、 空 気ノ ズル 1 5 及び助燃ガス ノ ズル 1 6 か ら吹き出 した空気の旋回流及び 助燃ガスの旋回流を阻害 しないよ う にな っている。

燃焼室 3 0 の下端には燃焼室 3 0 で燃焼 した排ガス を冷却する と共に、 搔き取 り 板 5 6 で搔き落されたダス ト を受ける冷却受部 4 4 が設け られ てお り 、 該冷却受部 4 4 の下端には閉止バルブ 4 5 が取 り つけ られ、 該 閉止バルブ 4 5 の下端にはク ラ ンプ 4 6 を介 してダス ト 収容タ ンク 4 7 が取 り付け られている。 また、 冷却受部 4 4 には排気管 5 4 、 排水ポ一 ト 5 2 が設け られている。 また、 ダス ト収容タ ン ク 4 7 にはバルブ V 1 を介 して U ト ラ ッ プ 5 8 が接続され、 該 U ト ラ ッ プにはバルブ V 2 を介 して排水管 5 9 が接続されている。

上記構成のダス ト除去装置において、 パーナ部 1 0 及び燃焼室 3 0 の 内壁面に所定量のダス ト が付着 した こ と を検出 した ら、

手動又は自動的にシャ フ ト 5 7 を上下動させ、 搔き取 り 板 5 6 でこの付 着したダス ト を冷却受部 4 4 に搔き落とす。 冷却受部 4 4 にはバルブ V 3 を開けて排水ポー ト 5 2 によ り 、 排水 しながら ダス ト を溜め、 ダス ト が所定量になっ た ら、 閉止バルブ 4 5 を開いてダス ト をダス ト収容タ ン ク 4 7 に入れる。 それから、 閉止バルブ 4 5 を閉 じてバルブ V 1 、 V 2 を開いてダス ト 収容タ ンク 4 7 内の排水を U ト ラ ッ プ 5 8 を経て排水管 5 9 を通 して排水する。 こ こで U ト ラ ッ プ 5 8 を設ける理由は、 直接排 水管 5 9 で排水する と、同時に有害ガス も排出されて しま う ためである 。 なお、 ダス ト の搔き取 り は付着 したダス ト量を何 らかの検出手段 （例 えば、 燃焼室 3 0 の圧力を検出する圧力セ ンサ、 燃焼室 3 0 の壁面温度 を検出する温度セ ンサ、 内壁面に付着するダス ト 量をモニタ するモニタ —装置） で検出 し、 その付着量が所定量となっ た ら シャ フ ト 5 7 を 自動 的に上下動させて、 ダス ト を搔き取る よ う に して も よい し、 またタ イ マ 一を設け、 所定の運転時間が経過 した ら シャ フ ト 5 7 を上下動させて、 ダス ト を搔き取る よ う に して も よい。 また、 上記搔き取 り 板 5 6 等をセ ラ ミ ッ クス等の耐食、 耐熱材質で製作する。

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訂正された用紙 （規則 91 ) また、 ダス ト 収容タ ンク 4 7 に図示は省略する力 、 内部に溜ま っ たダ ス ト の量を確認するための透明な視窓や、 所定量のダス ト が溜まった こ とを検知する光電セ ンサ等のダス ト検知セ ンサ及びダス ト収容タ ンク 4 7 に水を供給する給水管が設け られてお り 、 ダス ト収容タ ン ク 4 7 内に 所定量のダス ト が溜ま った ら、 閉止バルブ 4 5 を閉 じ、 バルブ V 1、 V 2 を開いて、 上記給水管よ り ダス ト収容タ ンク 4 7 内に水を流してダス ト を流すこ とに よ り 、 ダス ト収容タ ンク 4 7 内のダス ト を U ト ラ ッ プ 5 8 を通 して流すよ う に して も よい。

また、 排水ポー ト 5 2 を設ける こ とな く 、 閉止バルブ 4 5 、 バルブ V 1、 V 2 を開放 して冷却部 4 4 から、 水とダス ト をダス ト収容タ ンク 4 7 に投入 し、 水を U ト ラ ッ プ 5 8 を通 して排水する よ う に しても よい。 また、 図 1 3 の構成例では、 搔き取 り 板 5 6 がバ一ナ部 1 0 から燃焼 室 3 0 にかけて上下動する よ う ななっているが、 図 1 5 に示すよ う にバ —ナ部 1 0 のみを上下動する よ う に して も よい。 また、 退避位置もバ一 ナ部 1 0 の上部に限定される ものてはな く 、 例えばシャ フ ト 5 7 を上下 動させる駆動機構を燃焼室 3 0 又は冷却受部 4 4 の下方に設け、 退避位 置を燃焼室 3 0 の底部でも よい。

図 1 5 はダス ト 除去装置の他の構成例を示す図である。 図示する よ う に、 ダス ト除去装置は、 パーナ部 1 0 の内部には、 図 1 3 に示すよ う な シャ フ ト 5 7 の先端に搔き取 り板 5 6 を設けた構成の搔き取 り 装置を配 置 し、 該シャ フ ト 5 7 の上下動によ り 内壁に付着 したダス ト を搔き取る よ う に構成 している。 また、 燃焼室 3 0 の上部には リ ング状の空気室 4 1 を設け、 該空気室 4 1 の下面から には図 1 6 に示すよ う に、 多数の空 気噴射ノ ズル 4 2 を設けている。 該空気噴射ノ ズル 4 2 から空気を燃焼 室 3 0 の壁面に沿って下方又は斜め下方に吹き付ける こ と によ り 、 燃焼 室 3 0 の内壁面に付着 したダス ト を吹き飛ばす。 また、 上方から下方に 流れる空気流の層を形成 し、 この空気流の層によ り 、 内壁面へのダス ト の付着を阻止する。

燃焼室 3 0 の下端には図示は省略する が、 図 1 3 と同 じ く 冷却受部 4 4等が設けられている。 なお、 シャ フ ト 5 7 の上下動は図 1 3 のダス ト 除去装置と同様、 手動、 自動、 タイ マーによる所定運転時間経過毎に行 う よ う にする。

なお、 上記例では、 パーナ部 1 0 の内壁に付着 したダス ト をシャ フ ト 5 7 に搔き取板 5 6 で搔き落すよ う に し、 燃焼室 3 0 の内壁面に沿って 空気を吹き付け、 付着 したダス ト を吹き飛ばすか、 又は空気流層を形成 してダス ト の付着を阻止する よ う に構成 したが、 バ一ナ部 1 0 と燃焼室 3 0 にわたつてその内壁面に沿って空気流層を形成 し、 ダス 卜 の付着を 防止する よ う に して も よい。

また、 空気噴射ノ ズル 4 2 からの空気吹き付けを断続的に行う こ と に よ り 、 最小の吹き付け空気量で内壁面に付着 したダス ト を除去で きる。 図 1 7 及び図 1 8 はダス ト除去装置の他の構成例を示す図で、 図 1 7 は燃焼室の縦断面図、 図 1 8 は図 1 7 の III一 III矢視断面図である。 内壁 3 5 を多孔質体 （例えば球粒フ ィ ルタ、 多孔質セ ラ ミ ッ ク ス、 耐熱性板 材に多数の細孔を穿っ た もの） で構成する と共に、 該多孔質体か らな る 内壁 3 5 と外側容器 3 4 の間にそれそれ独立 した複数の環状の空気室 3 6 ' を設けている。 各空気室は空気源に接続され、 該空気源から圧縮空 気を供給する こ とに よ り 、 内壁 3 5 の多孔から燃焼室 3 0 内に均一に空 気が吹き出される。 この空気の吹き出 しに よ り 、 内壁に付着 したダス ト の除去又はダス ト の内壁 3 5 への付着を均一に阻止する。

上記構成のダス ト 除去装置において、 内壁 3 5 の多孔か ら の空気 （ A i r ) の吹き出 しは、 排ガス処理装置の運転中継続 して吹き出すよ う に して も良いが、 場合によっては内壁に所定量のダス ト が付着 した場合、 前述 した検出手段で検出 し、 空気を吹き出 し、 付着 したダス ト を除去す る よ う に しても よい。 また、 所定の時間経過毎に空気を吹き出 して も良 い

図 1 9 はダス ト を含むガスが流れる場合、 配管内壁に付着するダス ト を除去するダス ト 除去装置の構成例を示す縦断面図である。 図示する よ う に、 ダス ト 除去装置は、 主軸 6 2 の長手方向に延びる 2 本の棒状の搔 き取り 部材 6 3 を取付けた構成の搔き取 り機構を、 ダス ト を含む排ガス G 3 が流れる配管 6 1 内に配置 している。 該搔き取 り機構の主軸 6 2 を 搔き取り 部材 6 3 が配管 6 1 の内面に接触 し又は微小な間隙をおいて位 置する よ う に支持する と共に、 シール作用を有する支持シール機構 6 4 と、 該搔き取 り 機構を主軸 6 2 を中心に連続的又は周期的に揺動 （一定 角度の回転往復運動） 又は回転させる駆動機構 6 5 を具備する。

上記主軸 6 2 と搔き取 り 部材 6 3 はそれそれ中空のパイ ブで、 互いの 中空は連通 し、 口一タ リ ジ ョ イ ン ト 等の継手 6 6 を介 してク リ ーニ ング ガス G 4 が主軸 6 2 の中空及び搔き取り 部材 6 3 の中空を通って、 搔き 取 り 部材 6 3 の先端 （上端） か ら配管 6 1 内に噴出される よ う になって いる。 配管 6 1 の下端にはダス ト 受部 6 7 が設け られ、 該ダス ト 受部 6 7 の内壁面には水を噴射する水噴射ノ ズル 6 9 が設け られ、 ダス ト 受部 6 7 の底部には排水管 7 0 が設け られている。

上記構成のダス ト 除去装置において、 配管 6 1 内に流入するダス ト を 含むガス G 3 は排気管 6 8 を通って排出されるが、 ダス ト は配管 6 1 内 に付着する。 駆動機構 6 5 によ り 、 該搔き取 り機構を主軸 6 2 を中心に 連続的又は周期的に揺動又は回転させる と、 配管 6 1 の内壁に付着した ダス ト は搔き取 り 部材 6 3 によ り搔き取られダス ト受部 6 7 に落下する。 この と き搔き取 り部材 6 3 の先端から空気等のク リ 一ニングガス G 4 を 連続的又は間欠的に噴射する こ とによ り 、 搔き取 り 部材 6 3 の届かない 範囲のダス ト も除去できる。

この方法で除去されたダス ト は細かいま まダス ト受部 6 7 に落ちるた め、 この部分に水噴射ノ ズル 6 9 から水を噴射すればダス ト は詰ま る こ とな く 、 排水管 7 0 から外部に排出される。 排ガス G 1 が腐食性のガス の場合は、 ク リ ーニングガス G 4 にアンモニアガスを混合すれば、 配管 6 1 の内表面を中和 して腐食の進行を食い止める こ とがで き る。

図 2 0 は図 1 9 に示す構成のダス ト除去装置を排ガス処理装置の排ガ ス燃焼器に設けた場合の構成例を示す図である。 図示する よ う に、 半導 体製造設備から の排ガス G 1 が流れ込む燃焼室 3 0 内に主軸 7 2 の長手 方向に延びる 2 本の棒状の搔き取 り 部材 7 3 を取 り 付けた構成の搔き取 り機構と、 該搔き取 り機構の主軸 7 2 を搔き取 り 部材 7 3 が燃焼室 3 0 の内面に接触し又は微小な間隔をおいて 内周方向に移動する よ う に支持 する と共にシール作用を有する支持シール機構 7 4 と、 該搔き取機構を 主軸 7 2 を中心に連続的又は周期的に揺動又は回転さ る駆動機構 7 5 を 具備する。

また、 口一タ リ ジ ョ イ ン ト 等の継手 7 6 を介 してク リ ーニ ングガス G 4 が主軸 7 2 の中空および搔き取 り 部材 7 3 の中空を通って、 搔き取部 材 7 3 の上端か ら燃焼室 3 0 を構成する配管 7 1 内に噴出される よ う に なっている。 燃焼室 3 0 の内壁面の上部バ一ナ部 1 0 にはバーナー 8 1 が設け られ、 燃焼室 3 0 の下端には冷却受部 7 7 が設け られ、 該冷却受 部 7 7 の側部には排気口 7 8 が設け られている。 また、 冷却受部 7 7 の 内壁状面には水を噴射する水噴射ノ ズル 7 9 が設け られている。 また、 下端部には冷却受部 7 7 の内部に連通する排水口 8 0 が設け られている。 半導体製造設備等からの排ガス G 1 はバーナー 8 1 で形成された火炎 によ り 加熱され、無害化され高濃度のダス ト を含む高温の排ガス となる。 バーナー 8 1 で形成される火炎 8 2 の温度は 2 0 0 0 °C程度に達する た め、 火炎 8 2 に直接物体が当る と殆どの物質は溶融 して しま う と考え ら れる。 このため、 バーナー 8 1 の直後の燃焼室 3 0 内壁面温度は 2 0 0 0 °Cよ り低いので、 ダス ト が付着 して閉塞を起こ し易い。 ま た、 バ一ナ 部 8 1 の周辺も 同様である。

上記の環境下で、 駆動機構 7 5 で搔き取 り機構を主軸 7 2 を中心に回 転又は揺動させる と該搔き取 り 部材 7 3 によ り 、 燃焼室 3 0 の内壁面に 付着 したダス ト を直接搔き取る こ とがで き、 ダス ト の付着に よ る閉塞を 防止できる。 ま た、 火炎 8 2 が当る ため搔き取部材 7 3 が挿入で きない 範囲において も、 ク リ ーニングガス G 4 を 口一タ リ 一ジ ョ イ ン ト等の継 手 7 6 を通 して供給し、 搔き取り 部材の上端か ら吹き出すこ とに よ り 、 内壁面に付着 したダス ト を除去できる。

上記火炎 8 2 によ り 加熱燃焼 した排ガス G 1 は冷却受部 7 7 に流入 し、 水噴射ノ ズル 7 9 か ら噴射される水によ り 冷却され、 排気口 7 8 から排 出される と共に に、 搔き取られたダス ト を含む水は排水口 8 0 から排出 される。

図 2 1 は上記搔き取 り機構の主軸 7 2 と搔き取 り 部材 7 3 の他の構成 例を示す図である。 本搔き取 り機構は図示する よ う に、 搔き取 り 部材 7 3 の外周面に内部の中空部に連通する小さい孔 7 3 a を多数設けている。 図 1 4 のロータ リ ージ ョ イ ン ト 等の継手 7 6 を介 して主軸 7 2及び搔き 取 り 部材 7 3 の中空を通 してク リ 一ニ ングガス G 4 を供給する こ とに よ り 、 該ク リ ーニングガス G 4 は該孔 7 3 a を通して燃焼室 3 0 の内壁に 吹きつけ られる と共に、 搔き取 り 部材 7 3 の上端から も吹き出される。 これによ り 、 搔き取り 部材 7 3 と燃焼室 3 0 の内壁面との隙間 d の範囲 に付着 したダス ト も、 吹き払いによ り 除去する こ とが可能となる。

図 2 2 は主軸 7 2 と搔き取 り 部材 7 3 か らなる搔き取 り機構の他の構 成例を示す図である。 本搔き取 り機構は図示する よ う に、 搔き取 り 部材 7 3 や主軸 7 2 の全表面に中空部に連通する小さい孔、 7 3 a、 7 2 a を多数設けている。 このよ う な構成とする こ とによ り 、 主軸 7 2及び搔 き取 り 部材 7 3 の中空部に ク リ 一ニングガス G 4 を導入する こ とによ り 、 搔き取 り 部材 7 3 と燃焼室 3 0 の内壁面の間の間隙の範囲内に、 ダス ト を吹き払いによ り 除去する こ とが可能となる。 また、 主軸 7 2 及び操き 取 り 部材 7 3 自身に付着する ダス ト も吹き払い除去する こ とが可能と な る。

なお、 図 2 1 及び図 2 2 に示す実施形態例では、 主軸 7 2 ゃ搔き取 り 部材 7 3 の表面に中空部に連通する多数の孔 7 2 a、 7 3 a を設けてい るが、 この孔 7 2 a 、 7 3 a に替えて中空部に連通するス リ ッ ト を設け て も良い。 また、 図 1 5 及び図 1 6 の搔き取 り機構の構成は、 図 1 9 の 主軸 6 2 及び搔き取 り 部材 6 3 から構成される搔き取 り機構にも 当然適 用出きる。

また、 搔き取 り機構の搔き取 り 部材 7 3 は、 2 本に限定される もので はな く 、 図 2 3 に示すよ う に、 主軸 7 2 に 3 本の搔き取 り 部材 1 3 を設 ける よ う に して も よ く 、 更には 3 本以上であって も よい。 ま た、 図 1 9 の場合も主軸 6 2 に 3 本以上の搔き取 り 部材を設けて搔き取 り機構を構 成して も よい。

上記搔き取 り 部材 7 3 の本数を 3 本以上とする こ と に よ り 、 搔き取 り 機構の一回転当 り のダス ト搔き取 り 回数が増え、 ダス ト 濃度が濃い場合 の対応が可能である。 また、 搔き取 り機構が一定角度の回転往復運動を する場合、 その揺動角度を少な く して も、 全ての領域のダス ト を搔き取 る こ とができ る。 但 し、 搔き取 り 部材 7 3 を極端に多 く する と搔き取 り 機構自体へのダス ト付着に よ り 、 燃焼室 3 0 を閉塞 して しま う恐れがあ る。

なお、 図示は省略するが、 図 2 0 乃至図 2 3 に示す構成の搔き取 り機 構を図 1 に示す排ガス処理用燃焼器内に取 り つけバ一ナ部 1 0及び燃焼 室 3 0 の内壁に付着 したダス ト を除去する よ う に して構成 して も よい。 図 1 9 乃至図 2 3 に示す構成のダス ト 除去装置において、 配管 6 1 、 保炎部 1 0 、 燃焼室 3 0 に流入する ガス G 1 やガス G 3 はダス ト だけで な く 、 配管 6 1 、 保炎部 1 0 、 燃焼室 3 0 の内壁を腐食な どの作用に よ り 侵食する可能性のある成分を含んでいる場合、 ク リ 一ニングガス G 4 にその作用を中和する性質を持つガス を導入する （例えば、 酸性ガスの 流入に対 して、 アンモニア等のアルカ リ 性ガスを導入する） と、 ク リ 一 ニングガス G 4 の及ぶ範囲において、 配管の侵食作用を抑制する こ とが できる。

図 2 4及び図 2 5 は本発明の排ガス処理装置のパーナ一部の他の構成 例を示す図で、 図 2 4 は縦断面図、 図 2 5 は図 2 4 の矢視 L 図である。 本バ一ナ部 1 0 は、 例えば図 3 及び図 4 のパーナ部 1 0 に比較 し、 保炎 部 1 8 の高さ寸法 H を小さ く し、 更に空気ノ ズル 1 5 と助燃ガス ノ ズル 1 6 の間の間隔 I を小さ く している。 即ち、 空気ノ ズル 1 5 の空気吹き 出 し口を助燃ガス ノ ズル 1 6 の助燃ガス吹き出 し口にで きるだけ近づけ ている。 また、 空気ノ ズル 1 5 から吹き出される空気が円筒体 1 1 の内 壁面の接線に極力接近する よ う に、 空気ノ ズル 1 5 の中心線と内壁面の 接線の間隔 J を小さ く している。

このよ う に保炎部 1 8 の高さ寸法 Hを小さ く し、 空気ノ ズル 1 5 と助 燃ガス ノ ズル 1 6 の間の間隔 I を小さ く する こ と によ り 、空気吹出口 と、 助燃ガス吹出口の谷間での流れの滞留を無 く し、 保炎部 1 8 の内壁面に 付着又は付着 しょ う とする ダス ト を空気流によ り 吹き飛 し、 該内壁面に 付着する こ と を極力防止する。

また、 旋回ノ ズル 1 5 か ら吹き出す空気が円筒体 1 1 の内壁面の接線 に接近 している ので、円筒体 1 1 の内壁面近 く での流れの滞留を防止 し、 内壁面にダス ト が付着 しに く く なる。

また、 空気ノ ズル 1 5 か ら吹き出される空気の流れが水平よ り 下流側 に傾斜する よ う に、 空気ノ ズル 1 5 を設けた。 空気ノ ズル 1 5 の水平面 に対する傾斜角度 0 1 を 3 0 ° 程度に した と き、 助燃ガスノ ズル 1 6 の 付近のダス ト付着防止効果が大きい。 ま た、 空気ノ ズル 1 5 はその吹出 口が円筒体 1 1 の内壁面の円周方向に均等に開口する よ う に多数個設け、 吹き払い効果の高い吹き出 し直後の流速の速い空気流が内壁面全体に行 き渡る よ う に している。

空気ノ ズル 1 5 水平方向の空気導入角度 0 2 は、 0 2 = 3 6 0 ° / n とする。 こ こで nは円周方向に配置 した空気ノ ズル 1 5 の数で 3 以上の 整数を示す。 特に、 空気ノ ズルの数 nは 4、 8、 1 2、 1 6、 2 4で良 い結果を得た。

保炎部 1 8の高さ寸法 Hに対する 内径 Kの比 （ H/K ) を従来は 5 0 mm/ 8 0 m mであったのに対 して、 こ こでは 1 5 mm/ 8 0 m mと し ている。 また、 下側の空気ノ ズル 1 5 と上側の助燃ガス ノ ズル 1 6 との 間の間隔 I を従来は 2 6 m mであったのに対して、 こ こでは 1 6 m mと している。 内径 Kが増減 して も間隔 I は一定であ る。 また、 空気ノ ズル 1 5の中心線と該中心線に平行な内壁面の接線の間隔 J を従来は 1 5 m mであったのに対 して こ こでは 5 m mと している。

図 2 6は本発明の排ガス処理装置のバ一ナ一部の他の構成例を示す縦 断面図である。 本パーナ部 1 0は図示する よ う に、 排ガス導入管 1 4の 開口部 1 4 aの内径が下方に向かって徐々に大き く な り 、 更に円筒体 1 1 の内径も下方に向かって徐々 に大き く なつている。 これによ り 、 排ガ ス導入管 1 4の開口部 1 4 a及び円筒体 1 1 の内部に直角のよ う な角度 部がな く なる。 また、 排ガス導入管 1 4の開口部 1 4 aの間にも逆円錐 台状の突出部 1 l aを設けて も よい。

通常、 パーナ部 1 0 におけるダス ト の付着部分は角部や空気ゃ排ガス の滞留する部分に付着する。 こ こでは上記のよ う に排ガス導入管 1 4の 開口部 1 4 a、及び円筒体 1 1 の内部に直角のよ う な角度部がな く な り 、 また、 排ガス導入管 1 4の間に排ガスの滞留部がな く なるので、 内壁面 にダス 卜 が付着 しに く く なる。 産業上の利用可能性

以上説明 した よ う に、 請求項 1 乃至 3 に記載の発明によれば、 燃焼室 が繊維強化セラ ミ ッ クス製の内壁で形成されているので、 内壁の熱や腐 食による消耗が少な く 、 熱応力による割れの発生も減少 し、 装置の寿命 が向上 し、 設備コス ト と稼動率を向上させる こ とができる と共に、 内壁 が触媒効果を発揮 しないのでサ一マル N O xの発生が抑制され、 環境の 維持と処理機器の簡略化を図る こ とがで きる。 従って、 全体と して小型 で低コス ト の排ガス処理装置を提供でき る。

また、 請求項 3 に記載の発明によれば、 内壁と外側容器の間の空間を 燃焼室の圧力よ り高い圧力のパージガス雰囲気に維持するので、 燃焼室 内の有害ガスが外部に漏れる こ と を防止で きる。

また、 請求項 4乃至 9 に記載の発明に よれば、 パーナ部の助燃ガス ノ ズルに助燃ガスを導入する助燃ガス導入部を冷却する冷却手段を設けた ので、 助燃ガス導入部が火炎によ り 加熱されて も温度上昇を助燃ガスの 発火点以下に抑えるから、 助燃ガスの爆発等のする危険がな く なる。 また、 請求項 6 乃至 9 の発明によれば、 火炎が直接冷却ジ ャケ ッ ト に 接触 しないため、 冷却媒体による火炎の熱量の持ち去 り が少な く な り 、 多 く の熱量を排ガス処理に用いる こ とがで きる。

また、 請求項 1 0乃至 1 3 に記載の発明に よれば、 パーナ部及び/又 は燃焼室内壁に付着 したダス 卜 の除去又はダス ト を付着 しないよ う にす るダス ト除去手段を設けたので、 バ一ナ部及び/又は燃焼室内をダス ト で閉塞させる こ とな く 、 排ガス処理装置の長時間運転が可能 となる。 また、 請求項 1 4 に記載の発明に よれば、 配管内に配置された搔き取 り 機構で、 連続的又は周期的に揺動又は回転させる こ とによ り 、 配管内 に付着するダス ト は除去さ れ、 配管内の排気を圧損が少な く 流すこ とが できる。 また、 請求項 1 5 乃至 1 8 に記載の発明によれば、 搔き取 り 部材及び 主軸は中空のパイ プからな り 、 配管外部か ら主軸及びを搔き取 り 部材の 中空を通 して、 搔き取 り 部材の先端又は該表面の多数の孔又はス リ ッ ト から ク リ ーニングガスを吹き出すこ と に よ り 、 搔き取 り 部材の届かない 配管内のダス ト を除去でき るだけでな く 、 搔き取 り機構自身に付着する ダス ト も除去する こ とが可能となる。 ま た、 配管内を高温ガスが流れる 場合は、 ク リ 一ニングガスの冷却効果に よ り 装置自身の耐久性も向上す る。

また、 請求項 1 7 に記載の発明によれば、 ク リ ーニングガス と して配 管内を流れる ガス を中和する 中和ガス を用いるので、 配管内に高温で腐 食性のガスが流れる場合は、 冷却効果のみな らず、 配管の腐食防止効果 も期待できる。

また、 請求項 1 9 乃至 2 1 に記載の発明によれば、 空気ノ ズルは開口 下方に向かって形成された燃焼炎に旋回空気流を下方に向かって吹き付 ける よ う に構成 した空気ノ ズル と したので、 ノ ズル部の内壁にダス ト の 付着 しに く い、 排ガス処理装置となる。

また、 請求項 2 2 に記載の発明によれば、 排ガス導入口及び筒状体の 内径は燃焼室に向かって徐々に大き く なっている ので、 パーナ部内に直 角のよ う な角部がな く な り 、 ノ ズル部の内壁にダス ト の付着 しに く い、 排ガス処理装置 となる。

また、 請求項 2 3 に記載の発明に よれば、 コ ンパク ト で、 且つ効率よ く 有害可燃性ガスや難分解性ガス を含む排ガス を処理で き る排ガス処理 装置を提供で き る。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . パーナ部と、 該バ一ナ部の下流側に設けた燃焼室と を備え、 前記バ

—ナ部よ り前記燃焼室に向けて燃焼炎を形成し、 該燃焼炎に排ガス を導 入 して、 該排ガスを酸化分解させる排ガス処理装置において、

前記燃焼室は繊維強化セ ラ ミ ッ クス製の内壁で形成されている こ と を 特徴とする排ガス処理装置。

2 . 請求項 1 に記載の排ガス処理装置において、

前記内壁と外壁の間に多孔室セラ ミ ッ クス製の断熱材が配置されてい る こ と を特徴とする排ガス処理装置。

3 . 請求項 2 に記載の排ガス処理装置において、

前記内壁と前記外側容器の間の空間を前記燃焼室の圧力 よ り 高い圧力 のパージガス雰囲気に維持するパージガス供給手段が設け られている こ と を特徴とする排ガス処理装置。

4 . パーナ部と、 該バ一ナ部の下流側に設けた燃焼室と を備え、 前記バ —ナ部よ り 前記燃焼室に向けて燃焼炎を形成 し、 該燃焼炎に排ガス を導 入 し、 該排ガス を酸化分解させる排ガス処理装置において、

前記バ一ナ部は、 頂部閉塞 し下部が開口 した筒状体を具備 し、 該筒状 体の頂部に排ガス導入口を設ける と共に、 側壁の所定の位置に空気ノ ズ ルを設け、 開口近傍の側壁に助燃ガス ノ ズルを設け、 前記排ガス導入口 よ り 導入された排ガス と前記空気ノ ズルから吹き出された空気を混合す る と共に、 前記助燃ノ ズルから吹き出された助燃ガス に着火 し、 前記開 口下方に向かって燃焼炎を形成する よ う に構成 し、

前記助燃ガス ノ ズル に燃料ガス を導入する助燃ガス導入部を冷却する 冷却手段を設けたこ とを特徴とする排ガス処理装置。

5 . 請求項 4 に記載の排ガス処理装置において、

前記助燃ガス導入部は前記筒状体の外周側に設けた助燃ガス室であ り 、 前記助燃ガス ノ ズルは該助燃ガス室の内側部に助燃ガスを前記燃焼室の 中心部に向かって吹き出すよ う に設け、 前記冷却手段は前記助燃ガス室 と前記燃焼室の境界部に設けた冷却ジャ ケ ッ ト に冷却媒体を供給して該 助燃ガス室を冷却する よ う に構成 したこ と を特徴とする排ガス処理装置。

6 . 請求項 4 に記載の排ガス処理装置において、

前記助燃ガス導入部は前記筒状体の外周側に設けた助燃ガス室であ り 、 前記助燃ガス ノ ズルは該助燃ガス室の底部に助燃ガスを前記燃焼室の中 心部に向かって吹き出すよ う に設け、 前記冷却手段は前記助燃ガス室に 隣接又は該助燃ガス室の外周に設けた冷却ジャケ ッ ト に冷却媒体を供給 して該助燃ガス室を冷却する よ う に構成 した こ と を特徴とする排ガス処 理装置。

7 . 請求項 4 に記載の排ガス処理装置において、

前記助燃ガス導入部は先端に前記助燃ガス ノ ズルを設けた助燃ガス導 入管であ り 、 該助燃ガス導入管を前記円筒体下端外周部に設け冷却ジ ャ ケ ッ ト を貫通 し、 該助燃ガス ノ ズルから助燃ガスが前記燃焼室の中心部 に向かって吹き出すよ う に配置 し、 前記冷却手段は該冷却ジ ャケ ッ ト に 冷却媒体を供給 して該助燃ガス導入管を冷却する よ う に構成 した こ と を 特徴とする排ガス処理装置。

8 . 請求項 4 に記載の排ガス処理装置において、

前記助燃ガス導入部は先端に前記助燃ガス ノ ズルを設けた助燃ガス導 入管であ り 、 該助燃ガス導入管を前記円筒体下端外周部に該助燃ガス ノ ズルから助燃ガスが前記燃焼室の中心部に向かって吹き出すよ う に取 り つけ、 前記冷却手段は該助燃ガス導入管の外周に設けた冷却ジャ ケ ッ ト 内を通 して配置 し、 該冷却ジャケ ッ ト に冷却媒体を供給して該助燃ガス 導入管を冷却する よ う に構成 したこ と を特徴とする排ガス処理装置。 9 . 請求項 4乃至 8 のいずれか 1 項に記載の排ガス処理装置において、 前記冷却媒体が水、 空気、 又はその他の液体、 気体のいずれかである こ と を特徴とする排ガス処理装置。

1 0 . バ一ナ部 と、 該パーナ部の下流側に設けた燃焼室と を備え、 前記 パーナ部よ り 前記燃焼室に向けて燃焼炎を形成 し、 該燃焼炎に排ガス を 導入 して、 該排ガス を酸化分解させる排ガス処理装置において、

前記パーナ部及び/又は燃焼室内壁に付着 したダス ト の除去又はダス ト を付着 しないよ う にする ダス ト除去手段を設けたこ と を特徴とする排 ガス処理装置。

1 1 . 請求項 1 0 に記載の排ガス処理装置において、

前記ダス ト 除去手段は、 前記パーナ部及び/又は燃焼室内を上下動す る シャ フ ト先端にダス ト搔き取 り 板を取 り つけて構成 したこ と を特徴と する排ガス処理装置。

1 2 . 請求項 1 0 に記載の排ガス処理装置において、

前記ダス ト除去手段は、 前記バ一ナ部及び/又は燃焼室内の内壁面に 沿って空気流層を形成 し、 該空気流層で前記バ一ナ部及び/又は燃焼室 内壁面にダス ト が付着 しないよ う に構成 した こ と を特徴とする排ガス処 理装置。

1 3 . 請求項 1 2 に記載の排ガス処理装置の運転方法であって、 前記ダス ト 除去手段は、 前記バ一ナ部及び/又は燃焼室内の内壁面に 沿って空気流層を形成する空気噴射ノ ズルを具備 し、 該空気噴射ノ ズル か ら連続的又は断続的に空気を噴射 して前記空気流層を形成する こ と を 特徴とする排ガス処理装置の運転方法。

1 4 . ダス ト を多 く 含むガス体が流れる配管内壁に付着する ダス ト を除 去するダス ト除去装置であって、

前記配管内に配置され主軸に配管長手方向に伸びる棒状の搔き取 り 部 材を取 り付けた構成の搔き取 り 機構と、 該搔き取 り機構の主軸を搔き取 り 部材が配管内面に接触 し又は微小な間隔をおいて内周方向に移動する よ う 支持する支持機構と、 該搔き取 り機構を主軸を中心に連続的又は周 期的に揺動又は回転させる駆動機構を具備する こ とを特徴とする ダス ト 除去装置。

1 5 . 請求項 1 4 に記載のダス ト 除去装置において、

前記搔き取 り 部材及び主軸は中空のパイ プか ら な り 、 該搔き取 り 部材 と主軸の中空は連通する と共に、 該搔き取 り 部材の先端に中空に連通す る開口を設け、 前記配管外部から前記主軸及び搔き取 り 部材の中空を通 し、 該開口から ク リ ーニングガス を吹き出すこ と を特徴とするダス ト 除 去装置。

1 6 . 請求項 1 4 又は 1 5 に記載のダス ト 除去装置において、

前記搔き取 り 部材及び主軸は中空のパイ プから な り 、 該搔き取 り 部材 と主軸の中空は連通する と共に、 該搔き取 り 部材及び主軸の双方又は搔 き取 り 部材の表面には中空部に連通する多数の孔又はス リ ッ ト を設け、 前記配管外部か ら前記主軸及び搔き取 り 部材の中空を通 し、 該多数の孔 又はス リ ッ ト か ら ク リ ーニ ングガス を吹き出すこ と を特徴とする ダス ト 除去装置。

1 7 .請求項 1 5 又は 1 6 に記載のダス ト 除去装置の運転方法であって、 前記ク リ 一ニ ングガス と して前記配管内を流れる ガス を 中和する 中和 ガスを用いる こ と を特徴と するダス ト除去装置の運転方法。

1 8 . 請求項 1 5 又は 1 6 又は 1 7 に記載のダス ト除去装置の運転方法 であって、

前記ク リ 一ニングガスの吹き出 しは、 連続的又は間欠的に行う こ とを特 徴とするダス ト 除去装置の運転方法。

1 9 . パーナ部 と、 該バ一ナ部の下流側に設けた燃焼室と を備え、 前記 バ一ナ部よ り 前記燃焼室に向けて燃焼炎を形成 し、 該燃焼炎に排ガス を 導入 し、 該排ガス を酸化分解させる排ガス処理装置において、

前記バ一ナ部は、 頂部閉塞 し下部が開口 した筒状体を具備 し、 該筒状 体の頂部に排ガス導入口を設ける と共に、 側壁の所定の位置に空気ノ ズ ルを設け、 開口近傍の側壁に助燃ガスノ ズルを設け、

前記空気ノ ズルは、 前記助燃ガス ノ ズルか ら噴射された助燃ガスに着 火 し、 前記開口下方に向かって形成された燃焼炎に、 旋回空気流を下方 に向かって吹き付ける よ う に構成 した空気ノ ズルである こ と を特徴と す る排ガス処理装置。

2 0 . 請求項 1 9 に記載の排ガス処理装置において、

前記空気ノ ズルは、 その中心線が該中心線に平行な内壁面接線に内壁 面で空気の滞留が発生 しないよ う に、 接近させて設けた こ と を特徴と す る排ガス処理装置。

2 1 . 請求項 1 9 又は 2 0 に記載の排ガス処理装置において、

前記空気ノ ズル と助燃ガス ノ ズルは、 該空気ノ ズル と助燃ガス ノ ズル の間にある ダス ト を該空気ノ ズルか ら吹き出される空気で吹き飛ばすこ とができ る よ う に接近させて設けた こ と を特徴する排ガス処理装置。 2 2 . バ一ナ部 と、 該パーナ部の下流側に設けた燃焼室と を備え、 前記 バ一ナ部よ り 前記燃焼室に向けて燃焼炎を形成 し、 該燃焼炎に排ガス を 導入 し、 該排ガス を酸化分解させる排ガス処理装置において、

前記パーナ部は、 頂部閉塞 し下部が開口 した筒状体を具備 し、 該筒状 体の頂部に排ガス導入口を設ける と共に、 側壁の所定の位置に空気ノ ズ ルを設け、 開口近傍の側壁に助燃ガス ノ ズルを設け、

前記排ガス導入口及び/又は前記筒状体の内径は前記燃焼室に向かつ て徐々に大き く なっていて る こ とを特徴とする排ガス処理装置。

2 3 . バ一ナ部 と、 該バ一ナ部の下流側に設けた燃焼室と、 該燃焼室の 下流側に設けた燃焼ガス冷却部とを一体的に設け、

前記パーナ部には排ガス を導入する排ガス導入口 と、 空気を導入 し旋 回空気流を発生させる を空気ノ ズル と、 助燃ガス を導入する助燃ガス ノ ズルとを設け、

前記燃焼ガス冷却部には燃焼室か ら流入する排ガスを冷却 し該排ガス 中のダス ト を捕捉するための液体を噴霧する液体噴霧ノ ズル と、 該排ガ ス を排出するための排気管と、 該液体噴霧ノ ズルで噴霧された液体を排 液するための排液管と を設けた こ と を特徴とする排ガス処理装置。