JPH10110926A - 燃焼式除害装置 - Google Patents

燃焼式除害装置

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JPH10110926A
JPH10110926A JP9199659A JP19965997A JPH10110926A JP H10110926 A JPH10110926 A JP H10110926A JP 9199659 A JP9199659 A JP 9199659A JP 19965997 A JP19965997 A JP 19965997A JP H10110926 A JPH10110926 A JP H10110926A
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gas
combustion
nozzle
fuel
gas nozzle
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English (en)
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Fumiyoshi Endou
文誉 遠藤
Maya Yamada
まや 山田
Shuichi Koseki
修一 小関
Toshio Suwa
俊雄 諏訪
Shinichi Miyake
新一 三宅
Akihiko Nitta
昭彦 新田
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Japan Oxygen Co Ltd
Taiyo Nippon Sanso Corp
Original Assignee
Japan Oxygen Co Ltd
Nippon Sanso Corp
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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
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    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 逆火を生じることがなく安定した燃焼状態が
得られる構造の多重管型燃焼バーナーを備えた燃焼式除
害装置を提供する。 【解決手段】 有害成分を含む被処理ガスを噴出する被
処理ガスノズル３２ａと、リフトガスとして用いる不活
性ガスを噴出するリフトガスノズル３２ｂと、前記被処
理ガス中の可燃成分を燃焼させるための支燃性ガスを噴
出する被処理ガス燃焼用支燃性ガスノズル３２ｃと、燃
料ガスを燃焼させる支燃性ガスを噴出する燃料ガス用支
燃性ガスノズル３２ｄと、前記燃料ガスを噴出する燃料
ガスノズル３２ｅとを有する多重管型燃焼バーナーを使
用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼式除害装置に
関し、詳しくは、半導体やＬＣＤを製造する装置から排
出される排ガス等の被処理ガス中に含まれる毒性ガス，
可燃性ガス，腐食性ガス等の有害成分を燃焼や熱分解に
より無害化するためのガス処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、半導体やＬＣＤを製造する装置
からは、可燃性又は支燃性の有害成分を含むガスが排ガ
スとして排出されるため、これらの有害成分の除害（無
害化）処理を行ってから排ガスを排出する必要がある。
このような排ガスの除害処理を行うための装置の一つと
して、燃焼式除害装置が知られている。
【０００３】この燃焼式除害装置は、燃焼バーナーによ
って、排ガスに含まれる各種有害成分を燃焼させたり、
熱分解させたりして除害処理を行うもので、前記燃焼バ
ーナーとしては、通常、排ガスや支燃性ガス等を噴出す
るノズルを同心状に設けた多重管式燃焼バーナーが用い
られている。
【０００４】この多重管式燃焼バーナーは、例えば、中
心に前記排ガスを噴出する排ガスノズルを、該排ガスノ
ズルの外周に、生成される燃焼火炎をノズル先端から離
間させるためのリフトガスを噴出するリフトガスノズル
を、さらに該リフトガスノズルの外周に、前記排ガス中
の可燃性成分を燃焼させるための支燃性ガスを噴出する
排ガス燃焼用支燃性ガスノズルと、該排ガス燃焼用支燃
性ガスノズルの外周に、燃料ガスと支燃性ガスとの混合
ガスを噴出する燃焼ノズルとを有する四重管式燃焼バー
ナーが用いられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この四重管式
燃焼バーナーは、燃焼ノズルから噴出する燃料ガスと支
燃性ガスとをあらかじめ適当な割合で混合してからバー
ナーに供給しているため、バーナーの火炎が逆火するお
それがあった。このため、逆火を防止するための装置等
を設ける必要があり、コスト上昇の一つの要因となって
いた。
【０００６】そこで本発明の目的は、逆火を生じること
がなく安定した燃焼状態が得られる構造の多重管型燃焼
バーナーを備えた燃焼式除害装置を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、燃焼チャンバーと、有害成分を含む被処
理ガス，不活性ガス，支燃性ガス，燃料ガスを前記燃焼
チャンバー内に噴出する燃焼バーナーとを備えた燃焼式
除害装置において、前記燃焼バーナーが、前記被処理ガ
スを噴出する被処理ガスノズルと、該被処理ガスノズル
外周の、前記不活性ガスを噴出するリフトガスノズル
と、該リフトガスノズル外周の、前記被処理ガス中の可
燃成分を燃焼させる支燃性ガスを噴出する被処理ガス燃
焼用支燃性ガスノズルと、該被処理ガス燃焼用支燃性ガ
スノズル外周の、前記燃料ガスを燃焼させる支燃性ガス
を噴出する燃料ガス用支燃性ガスノズルと、前記燃料ガ
スを噴出する燃料ガスノズルとを有する多重管型燃焼バ
ーナーであることを特徴としている。なお、前記燃料ガ
ス用支燃性ガスノズルと前記燃料ガスノズルとは、いず
れが内周側に位置していてもよい。
【０００８】また、本発明は、前記多重管型燃焼バーナ
ーを、前記燃焼チャンバーより小さな容積の予燃焼チャ
ンバーを介して前記燃焼チャンバーに装着したこと、前
記燃料ガス用支燃性ガスノズルから噴出する支燃性ガス
の流速を、前記燃料ガスノズルから噴出する燃料ガスの
流速と同等以上の流速にすること、前記予燃焼チャンバ
ーを介して燃焼チャンバーに装着した多重管型燃焼バー
ナーの前記被処理ガスノズル，前記リフトガスノズル及
び前記被処理ガス燃焼用支燃性ガスノズルの先端を、前
記燃料ガス用支燃性ガスノズル及び前記燃料ガスノズル
の先端よりも突出させていること、前記燃料ガス用支燃
性ガスノズルと前記燃料ガスノズルとの先端部は、逆Ｖ
字状に形成され、それぞれのノズルの噴出口が、逆Ｖ字
状溝壁の両辺に対向配置されていることを特徴としてい
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照してさらに詳細に説明する。図１は本発明の燃
焼式除害装置の一実施形態例を示す断面図、図２は図１
の燃焼式除害装置の燃焼バーナーの断面図、図３は図２
の燃焼バーナーのノズル部を示す断面図、図４は図１の
燃焼式除害装置の燃焼バーナーの別のノズル部を示す断
面図、図５は本発明の燃焼式除害装置の他の実施形態例
を示す断面図、図６は図５の燃焼式除害装置の燃焼バー
ナーの別のノズル部を示す断面図、図７は図５の燃焼式
除害装置の燃焼バーナーのさらに別のノズル部を示す断
面図、図８は予燃焼チャンバーの別の実施形態例を示す
断面図、図９は予燃焼チャンバーのさらに別の実施形態
例を示す断面図である。
【００１０】まず、図１〜図３に示す本発明の燃焼式除
害装置の一実施形態例を説明する。この燃焼式除害装置
は、燃焼チャンバー１と、該燃焼チャンバー１の上部に
設置した予燃焼チャンバー２と、該予燃焼チャンバー２
に装着した燃焼バーナー３とを備えている。
【００１１】前記燃焼チャンバー１は、通常の金属材料
等で形成された筒状の外周壁１１と、多孔性材料で形成
された筒状の内周壁１２とを同軸上に配置した二重壁構
造に形成されている。
【００１２】前記外周壁１１には、前記外周壁１１と内
周壁１２との間に形成される空間１３内に、圧縮空気等
の圧力流体を導入する流体ノズル１４が設けられてい
る。前記外周壁１１の内面には、前記流体ノズル１４の
先端に対向するバッフル板１５が設けられている。該バ
ッフル板１５は、流体ノズル１４から導入される圧力流
体を前記空間１３内に拡散するためのものである。
【００１３】前記燃焼チャンバー１は、前記空間１３内
に、前記流体ノズル１４から圧力流体を導入し、この圧
力流体を内周壁１２を形成する多孔性材料のポアを介し
て内周壁１４の内方に噴出させることにより、内周壁１
２の内面への粉状体の付着を防止できるように構成され
ている。したがって、被処理ガスの燃焼処理により粉状
の固体酸化物が生成したり、被処理ガス中に粉状物が同
伴されたりした場合でも、これらの粉状物が内周壁１２
の内面に付着して燃焼を阻害することがないので、長期
間にわたって安定した状態で燃焼処理を行うことができ
る。
【００１４】前記燃焼チャンバー１の周壁上部には、着
火用のパイロットバーナー１６が外周壁１１及び内周壁
１２を貫通して設けられている。該パイロットバーナー
１６は、通常の点火プラグ付きのものであって、燃料ガ
スと支燃性ガス、例えばプロパンガスと空気とを混合し
たガスを点火プラグで点火して燃焼させ、得られた火炎
で前記燃焼バーナー３から噴出する燃料ガスを着火する
ものである。
【００１５】前記燃焼チャンバー１の下部開口１７は、
燃焼ガスを冷却するための冷却水噴出用のスプレーノズ
ル１８を備えたチャンバー１９を介して排気処理装置
（図示せず）に接続されている。
【００１６】前記予燃焼チャンバー２内の下部は、前記
燃焼チャンバー１内の上部に連通している。前記予燃焼
チャンバー２内の容積は、前記燃焼チャンバー１内の容
積よりも小さく形成されている。
【００１７】前記燃焼バーナー３は、５本の管体３１
ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅを同軸上に配置し
た五重管構造に形成されている。中心の管体３１ａの内
部空間及び各管体の間の空間は、それぞれガス流路とな
る。各管体の先端には、中心から順に、有害成分を含む
被処理ガスを噴出する被処理ガスノズル３２ａと、リフ
トガスとして用いる不活性ガスを噴出するリフトガスノ
ズル３２ｂと、前記被処理ガス中の可燃成分を燃焼させ
るための支燃性ガスを噴出する被処理ガス燃焼用支燃性
ガスノズル３２ｃと、燃料ガスを燃焼させる支燃性ガス
を噴出する燃料ガス用支燃性ガスノズル３２ｄと、前記
燃料ガスを噴出する燃料ガスノズル３２ｅとが形成され
ている。
【００１８】前記燃料ガス用支燃性ガスノズル３２ｄと
燃料ガスノズル３２ｅとには、スペーサーを兼ねるリン
グ状のノズル部材３３が装着されており、燃料ガス用支
燃性ガス及び燃料ガスは、該ノズル部材３３に形成され
たそれぞれの噴出口３３ａ，３３ｂから噴出する。この
噴出口３３ａ，３３ｂは、リング状に形成されたスリッ
トあるいは周状に配設された多数のホールである。
【００１９】前記中心の管体３１ａ基端には塞ぎ部材３
４ａが設けられ、また、各管体３１ｂ，３１ｃ，３１
ｄ，３１ｅの基端には、各管体間に形成されるガス流路
の後端を閉塞するとともに、各管体を所定間隔に保持す
るためのリング状の塞ぎ部材３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，
３４ｅが設けられている。さらに、各管体の中間部に
も、必要に応じて間隔保持用のスペーサー３５が装着さ
れている。
【００２０】前記管体３１ａの基部側には被処理ガス流
路３６ａに被処理ガスを供給するための被処理ガス供給
管３７ａが、前記管体３１ｂの基部側にはリフトガス流
路３６ｂに不活性ガスを供給するためのリフトガス供給
管３７ｂが、前記管体３１ｃの基部側には被処理ガス燃
焼用支燃性ガス流路３６ｃに被処理ガス燃焼用支燃性ガ
スを供給するための被処理ガス燃焼用支燃性ガス供給管
３７ｃが、前記管体３１ｄの基部側には燃料ガス用支燃
性ガス流路３６ｄに燃料ガス用支燃性ガスを供給するた
めの燃料ガス用支燃性ガス供給管３７ｄが、前記管体３
１ｅの基部側には燃料ガス流路３６ｅに燃料ガスを供給
するための燃料ガス供給管３７ｅが、それぞれ設けられ
ている。また、前記管体３１ａの基部側には補助燃料供
給管３７ｆが設けられている。該補助燃料供給管３７ｆ
は、被処理ガス中に含まれる可燃成分量が低いときに、
被処理ガス中に水素等の可燃性ガスを供給するために必
要に応じて設けられるものである。
【００２１】前記燃焼バーナー３の胴部には、該燃焼バ
ーナー３を前記予燃焼チャンバー２に取付ける際に使用
するフランジ３８が設けられている。該燃焼バーナー３
は、前記燃焼チャンバー１の上部中央に前記予燃焼チャ
ンバー２を介して取付けられる。
【００２２】そして、このように構成された除害装置
で、被処理ガスとして有害成分を含む被処理ガスの燃焼
除害処理を行う際には、前記燃焼バーナー３の被処理ガ
スノズル３２ａから処理対象となる被処理ガスを、リフ
トガスノズル３２ｂから窒素やアルゴン等の不活性ガス
を、被処理ガス燃焼用支燃性ガスノズル３２ｃから空気
や酸素ガス等の酸素含有ガスを、燃料ガス用支燃性ガス
ノズル３２ｄから同じく酸素含有ガスを、そして、燃料
ガスノズル３２ｅからプロパンガスや天然ガス，水素等
の燃料ガスをそれぞれ噴出させ、前記パイロットバーナ
ー１６の火炎で着火させる。
【００２３】このとき、前記燃焼バーナー３は、燃料ガ
スと燃料ガス用支燃性ガスとが別のノズルから噴出して
燃焼するように形成されているので、従来のようにあら
かじめ燃料ガスと燃料ガス用支燃性ガスとを混合してノ
ズルから噴出させたときのような逆火を生じることがな
く、逆火を防止するための装置等を設ける必要がないた
め、装置コストの低減が図れる。なお、燃料ガス用支燃
性ガスと燃料ガスとの供給及び噴出位置関係を逆とし、
燃料ガスノズルを内周側に、燃料ガス用支燃性ガスノズ
ルを外周側に設けても、同様の逆火防止効果が得られ
る。
【００２４】また、前記予燃焼チャンバー２を設けるこ
とにより、燃料ガス用支燃性ガスノズル３２ｄと燃料ガ
スノズル３２ｅとから噴出した燃料ガス用支燃性ガスと
燃料ガスとを効率よく混合させて燃焼させることができ
る。特に、燃料ガス用支燃性ガスノズル３２ｄから噴出
する燃料ガス用支燃性ガスの流速を、燃料ガスノズル３
２ｅから噴出する燃料ガスの流速と同等以上、好ましく
は、３〜１０倍の流速とすることにより、両ガスの混合
燃焼を更に効率よく行うことができ、その火炎で中心部
の有害成分が燃焼した火炎を包み込むことにより、除害
処理効果を高めることができる。
【００２５】次に、図１の燃焼式除害装置に用いられる
燃焼バーナーの別の実施形態例を図４により説明する。
図４に示す燃焼バーナー３は、燃料ガス用支燃性ガスノ
ズル３２ｄ及び燃料ガスノズル３２ｅの噴出口を、逆Ｖ
字状溝壁４１の両辺に対向配置したものである。即ち、
ノズル部材３３の先端面に逆Ｖ字状溝壁４１を形成し、
その内周側の辺４２ａに、燃料ガス用支燃性ガスノズル
３２ｄの噴出口３３ａを、その外周側の辺４２ｂに、燃
料ガスノズル３２ｅの噴出口３３ｂをそれぞれ設けてい
る。この燃焼バーナーのその他の構成は、図１〜図３の
実施形態例の燃焼バーナーと実質的に同様である。
【００２６】そして、両辺４２ａ，４２ｂの角度をガス
流速等に応じて適当に設定することにより、両ノズル３
２ｄ，３２ｅからそれぞれ噴出する燃料ガス用支燃性ガ
ス及び燃料ガスの拡散状態を調節することができ、より
好ましい混合燃焼状態を得ることができる。
【００２７】次に、図５に示す本発明の燃焼式除害装置
の他の実施形態例を説明する。この燃焼式除害装置も、
図１〜図３に示す燃焼式除害装置と同様に、燃焼チャン
バー１と、該燃焼チャンバー１の上部に設置した予燃焼
チャンバー２と、該予燃焼チャンバー２に装着した燃焼
バーナー３とを備えている。
【００２８】この実施形態例の燃焼チャンバー１は、多
孔性材料で形成された筒状の内周壁、流体ノズル及びバ
ッフル板を省略したもので、その他の構成は、図１に示
される燃焼チャンバーと同様である。
【００２９】また、この実施形態例の予燃焼チャンバー
２は、外側に円筒状に形成された冷却ジャケット２１が
設けられており、該冷却ジャケット２１に冷却水を流通
させることにより、予燃焼チャンバー２の周壁２２を冷
却する。
【００３０】さらに、この実施形態例の燃焼バーナー３
は、被処理ガスノズル３２ａ，リフトガスノズル３２ｂ
及び被処理ガス燃焼用支燃性ガスノズル３２ｃの先端
が、燃料ガス用支燃性ガスノズル３２ｄ及び燃料ガスノ
ズル３２ｅの先端よりも突出している。即ち、図１〜図
３に示される燃焼バーナーの被処理ガスノズル及びリフ
トガスノズルを延長するとともに、ノズル部材３３の先
端に円筒状部品５１を接続して、被処理ガス燃焼用支燃
性ガスノズル３２ｃを延長させる。該円筒状部品５１の
外径は、燃料ガス用支燃性ガスノズル３２ｄの内径と同
一である。前記燃焼バーナー３のその他の構成は、図４
に示される燃焼バーナーと同様である。
【００３１】この被処理ガスノズル３２ａ，リフトガス
ノズル３２ｂ及び被処理ガス燃焼用支燃性ガスノズル３
２ｃの突出量は、５ｍｍ以上、好ましくは２０ｍｍ以上
であって、予燃焼チャンバー２から突出しない長さであ
る。
【００３２】このように燃焼バーナー３を構成すると、
予燃焼チャンバー２の内周壁と円筒状部品５１の間で燃
料ガスと燃料ガス用支燃性ガスとが十分に混合するた
め、燃焼バーナーによる火炎がより安定し、燃焼により
生成される粉末が予燃焼チャンバー２の内周壁に付着し
ない。
【００３３】したがって、被処理ガスを安定した状態で
安全に処理することができ、また、除害装置のメンテナ
ンスの回数が少なくなり、装置の稼働率が向上する。
【００３４】燃料ガス用支燃性ガスノズル３２ｄ及び燃
料ガスノズル３２ｅの先端は、図４の燃焼バーナーと同
様に逆Ｖ字状溝壁４１を形成するとより好ましいが、図
１〜図３の燃焼バーナーと同様にフラットに形成しても
よい。
【００３５】尚、図１〜図３，図４及び図５の燃焼バー
ナーは、燃料ガスノズル３２ｅ及び燃料ガス流路３６ｅ
が燃料ガス用支燃性ガスノズル３２ｄ及び燃料ガス用支
燃性ガス流路３６ｄの外側に設けられているが、燃料ガ
スノズル３２ｅ及び燃料ガス流路３６ｅを燃料ガス用支
燃性ガスノズル３２ｄ及び燃料ガス用支燃性ガス流路３
６ｄの内側に設けても何等差支えはない。
【００３６】図６に示す燃焼バーナー３は、円筒状部品
５１の外径Ｄ１を、燃料ガス用支燃性ガスノズル３２ｄ
の内径Ｄ２よりも若干小さくしたものであり、図７に示
す燃焼バーナー３は、円筒状部品５１の外径Ｄ１を、燃
料ガス用支燃性ガスノズル３２ｄの内径Ｄ２よりも若干
大きくしたものである。これらの燃焼バーナーのその他
の構成は、図５に示される燃焼バーナーと同様である。
【００３７】このように、円筒状部品５１の外径Ｄ１
を、燃料ガス用支燃性ガスノズル３２ｄの内径Ｄ２より
も若干小さくしたり大きくすることにより、燃料ガスノ
ズル３２ｅを燃料ガス用支燃性ガスノズル３２ｄの外側
に設けた場合に、円筒状部品５１が燃焼バーナーによる
火炎で炙られて赤熱することを防止できる。
【００３８】例えば、燃焼バーナーの外径を８９ｍｍ，
燃料ガス用支燃性ガスノズル３２ｄの内径を７１ｍｍ，
円筒状部品５１の突出長さを６０ｍｍとした燃焼バーナ
ーにおいて、燃料ガス用支燃性ガスノズル３２ｄの内径
Ｄ２に対して、円筒状部品５１の外径Ｄ１を２ｍｍ以内
の範囲で小さくするか、１ｍｍ以内の範囲で大きくする
ことにより、円筒状部品５１の赤熱を防止できる。
【００３９】尚、図６及び図７に示す燃焼バーナーも、
燃料ガス用支燃性ガスノズル３２ｄ及び燃料ガスノズル
３２ｅの先端を、図１〜図３の燃焼バーナーと同様にフ
ラットに形成してもよい。また、これらの燃焼バーナー
も、燃料ガスノズル３２ｅを燃料ガス用支燃性ガスノズ
ル３２ｄの内側に設けても何等差支えがない。
【００４０】図８及び図９は、それぞれ予燃焼チャンバ
ーの他の形態例を示すものである。図８に示す予燃焼チ
ャンバー２は、先端部の内壁２３を絞った形状にしたも
の、図９に示す予燃焼チャンバー２は、先端部の内壁２
４を拡げたものである。
【００４１】このように、予燃焼チャンバーの形状は、
燃焼バーナーからの各ガスの噴出量や速度、ガスの種
類、ノズルの形状等に応じて適宜な形状に形成すること
ができる。これにより、燃焼バーナーの先端に形成され
る燃料ガスの燃焼により発生する火炎と、排ガスの燃焼
により発生する火炎との関係を最適な状態にすることが
可能となり、除害効率を更に高めることができる。ま
た、予燃焼チャンバーの長さも、燃焼バーナーの径や各
ガスの噴出量，速度等に応じて適宜に設定することがで
きるが、長さがバーナー径の１／３より短いと予燃焼チ
ャンバーの効果が十分に得られず、長さが２倍以上にな
ると、予燃焼チャンバー自体が燃焼チャンバーの状態と
なってしまい、予燃焼チャンバーとはいえなくなる。
【００４２】上述の各実施形態例に示す如く、燃焼式排
ガス処理装置は、燃焼バーナー３を予燃焼チャンバー２
を介して燃焼チャンバー１に取付けることが好ましい
が、直接燃焼チャンバー１に取付けることも可能であ
る。
【００４３】なお、本発明において、付属品を含めた燃
焼チャンバー及び予燃焼チャンバーの形状，構造は、上
記形態例に限定されるものではない。
【００４４】
【実施例】
実施例１ 図１〜図３に示す形状の燃焼式排ガス処理装置を使用し
てシランの除害処理を行った。燃焼チャンバー１は、外
周壁１１を外径２００ｍｍのステンレス鋼で形成し、内
周壁１２を外径１５０ｍｍ、厚さ３ｍｍ、公称濾過精度
１００μｍのステンレス鋼製焼結金属で形成した。燃焼
チャンバー１の高さは、３００ｍｍである。燃焼バーナ
ー３の外径は約９０ｍｍであり、予燃焼チャンバー２の
燃焼バーナー３の先端からの長さは５５ｍｍとした。
尚、予燃焼チャンバー２は、図５に示す冷却ジャケット
付きのものを用いた。
【００４５】燃焼バーナー３には、被処理ガス流路３６
ａにシラン（ＳｉＨ4 ）３％を含む窒素ガス（Ｎ2 ）を
毎分１５０リットルで、リフトガス流路３６ｂに窒素ガ
ス（Ｎ2 ）を毎分１０リットルで、被処理ガス燃焼用支
燃性ガス流路３６ｃに空気を毎分１００リットルで、燃
料ガス用支燃性ガス流路３６ｄに空気を毎分１２５リッ
トルで、燃料ガス流路３６ｅにプロパンガス（ＬＰＧ）
を毎分５リットルで、それぞれ供給した。
【００４６】また、パイロットバーナー１６には、毎分
１リットルのプロパンガスと毎分２２リットルの空気と
を混合したガスを供給した。燃焼チャンバー１の外周壁
１１と内周壁１２との間には、流体ノズル１４から圧力
４ｋｇ／ｃｍ2 Ｇの圧縮空気を毎分１６５リットルで供
給した。
【００４７】上記条件で２４時間連続運転したが、逆火
は発生しなかった。また、排気処理装置から排出される
ガス中のシラン濃度は、運転中常に許容濃度である５ｐ
ｐｍの１／１０未満であった。
【００４８】比較例として、 実施例２ 図５に示す形状の燃焼式排ガス処理装置を使用してシラ
ンの除害処理を行った。燃焼チャンバー１は、外周壁１
１を外径１５０ｍｍのステンレス鋼で、高さ３００ｍｍ
に形成した。燃焼バーナー３の外径は約９０ｍｍであ
り、被処理ガスノズル３２ａ，リフトガスノズル３２ｂ
及び被処理ガス燃焼用支燃性ガスノズル３２ｃの突出量
は６０ｍｍである。予燃焼チャンバー２の燃焼バーナー
３の燃料ガス用支燃性ガスノズル３２ｄ及び燃料ガスノ
ズル３２ｅの先端からの長さは８０ｍｍとした。
【００４９】燃焼バーナー３には、被処理ガス流路３６
ａにシラン３％を含む窒素ガスを毎分１００リットル
で、リフトガス流路３６ｂに窒素ガスを毎分１０リット
ルで、被処理ガス燃焼用支燃性ガス流路３６ｃに空気を
毎分１００リットルで、燃料ガス用支燃性ガス流路３６
ｄに空気を毎分１２５リットルで、燃料ガス流路３６ｅ
にプロパンガスを毎分５リットルで、それぞれ供給し、
パイロットバーナー１６により着火させた。
【００５０】その後、被処理ガス流路３６ａに窒素ガス
を毎分０〜１５０リットルの範囲でランダムに供給した
が、燃焼バーナー３の火炎は常時安定していた。
【００５１】また、被処理ガス流路３６ａに窒素ガスを
毎分１５０リットル供給しながら連続燃焼させたが、燃
焼バーナー３の円筒状部品５１は赤熱しなかった。
【００５２】比較例として、実施例２の装置に図２に示
す燃焼バーナー３を用いて実施例２と同様の操作を行っ
たところ、被処理ガス流路３６ａに供給する窒素ガスが
毎分４０〜６０リットルの範囲で、燃焼バーナー３の火
炎が不安定になった。
【００５３】実施例３ 実施例２と同じ燃焼式排ガス処理装置を使用し、被処理
ガス流路３６ａにシラン３％を含む窒素ガスを毎分１５
０リットルで、リフトガス流路３６ｂに窒素ガスを毎分
１０リットルで、被処理ガス燃焼用支燃性ガス流路３６
ｃに空気を毎分１００リットルで、燃料ガス用支燃性ガ
ス流路３６ｄに空気を毎分１２５リットルで、燃料ガス
流路３６ｅにプロパンガスを毎分５リットルで、それぞ
れ供給し、パイロットバーナー１６により着火させた。
【００５４】上記条件で２４時間連続運転した後、燃焼
チャンバー１内を点検したところ、予燃焼チャンバー２
及び燃焼バーナー３に、シランガスの燃焼により生成し
た粉末は付着していなかった。また、排気処理装置から
排出されるガス中のシラン濃度は、運転中常に許容濃度
である５ｐｐｍの１／１０未満であった。
【００５５】比較例として、実施例２の装置に図２に示
す燃焼バーナー３を用いて実施例３と同様の操作を行っ
たところ、予燃焼チャンバー２の内面に最大５ｍｍ程度
の粉末が付着していた。また、燃焼バーナー３の燃料ガ
ス用支燃性ガスノズル３２ｄにも僅かに粉末が付着して
いた。
【００５６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の燃焼式排
ガス処理装置は、燃焼バーナーに、燃料ガス用支燃性ガ
スノズルと燃料ガスノズルとを別個に設けることによ
り、燃焼バーナーにおける逆火の発生を簡単な構造で防
止できるので、排ガスの燃焼除害処理を安全に安定した
状態で行うことができる。
【００５７】また、前記燃焼バーナーを、燃焼チャンバ
ーより小さな容積の予燃焼チャンバーを介して前記燃焼
チャンバーに装着することにより、被処理ガスに含まれ
る有害成分の燃焼あるいは熱分解が効率よく行える。さ
らに、前記燃料ガス用支燃性ガスノズルから噴出する支
燃性ガスの流速を、前記燃料ガスノズルから噴出する燃
料ガスの流速と同等以上の流速にすることにより、両ガ
スの混合燃焼を更に効率よく行うことができ、その火炎
で中心部の有害成分が燃焼した火炎を包み込むことによ
り、除害処理効果を高めることができる。
【００５８】また、前記予燃焼チャンバーを介して燃焼
チャンバーに装着した前記燃焼バーナーの被処理ガスノ
ズル，リフトガスノズル及び被処理ガス燃焼用支燃性ガ
スノズルの先端を、燃料ガス用支燃性ガスノズル及び燃
料ガスノズルの先端よりも突出させることにより、予燃
焼チャンバーの内周壁と燃焼バーナーの突出部の間で燃
料ガスと燃料ガス用支燃性ガスとが十分に混合するた
め、被処理ガス流量が変動しても、燃焼バーナーによる
火炎がより安定し、燃焼により生成される粉末が予燃焼
チャンバーの内周壁に付着しない。したがって、被処理
ガスを安定した状態で安全に処理することができ、除害
装置のメンテナンスの回数が少なくなり、装置の稼働率
が向上する。
【００５９】さらに、前記燃料ガス用支燃性ガスノズル
と前記燃料ガスノズルとの先端部を、逆Ｖ字状に形成
し、それぞれのノズルの噴出口を、逆Ｖ字状溝壁の両辺
に対向配置することにより、両辺の角度をガス流速等に
応じて適当に設定できるので、両ノズルから噴出する燃
料ガス用支燃性ガス及び燃料ガスの拡散状態を調節する
ことができ、より好ましい混合燃焼状態を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の燃焼式除害装置の一実施形態例を示
す断面図である。
【図２】 図１の燃焼式除害装置の燃焼バーナーの断面
図である。
【図３】 図２の燃焼バーナーのノズル部を示す断面図
である。
【図４】 図１の燃焼式除害装置の燃焼バーナーの別の
ノズル部を示す断面図である。
【図５】 本発明の燃焼式除害装置の他の実施形態例を
示す断面図である。
【図６】 図５の燃焼式除害装置の燃焼バーナーの別の
ノズル部を示す断面図である。
【図７】 図５の燃焼式除害装置の燃焼バーナーのさら
に別のノズル部を示す断面図である。
【図８】 予燃焼チャンバーの別の実施形態例を示す断
面図である。
【図９】 予燃焼チャンバーのさらに別の実施形態例を
示す断面図である。
【符号の説明】
１…燃焼チャンバー、２…予燃焼チャンバー、３…燃焼
バーナー、１１…外周壁、１２…内周壁、１４…流体ノ
ズル、１６…パイロットバーナー、３１ａ，３１ｂ，３
１ｃ，３１ｄ，３１ｅ…管体、３２ａ…被処理ガスノズ
ル、３２ｂ…リフトガスノズル、３２ｃ…被処理ガス燃
焼用支燃性ガスノズル、３２ｄ…燃料ガス用支燃性ガス
ノズル、３２ｅ…燃料ガスノズル、３３…ノズル部材、
３４ｆ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ…塞ぎ部材、
３５…スペーサー、３６ａ…被処理ガス流路、３６ｂ…
リフトガス流路、３６ｃ…被処理ガス燃焼用支燃性ガス
流路、３６ｄ…燃料ガス用支燃性ガス流路、３６ｅ…燃
料ガス流路、３７ａ…被処理ガス供給管、３７ｂ…リフ
トガス供給管、３７ｃ…被処理ガス燃焼用支燃性ガス供
給管、３７ｄ…燃料ガス用支燃性ガス供給管、３７ｅ…
燃料ガス供給管、３７ｆ…補助燃料供給管、４０…Ｖ字
状溝壁、５１…円筒状部品
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成９年８月８日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３６】図６に示す燃焼バーナー３は、円筒状部品
５１の外径Ｄ１を、燃料ガス用支燃性ガスノズル３２ｄ
の内径Ｄ２よりも若干小さくしたものであり、図７に示
す燃焼バーナー３は、円筒状部品５１の外径Ｄ１を、燃
料ガス用支燃性ガスの噴出口３３ａの内径Ｄ２よりも若
干大きくしたものである。これらの燃焼バーナーのその
他の構成は、図５に示される燃焼バーナーと同様であ
る。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３７】このように、円筒状部品５１の外径Ｄ１
を、燃料ガス用支燃性ガスの噴出口３３ａの内径Ｄ２よ
りも若干小さくしたり大きくすることにより、燃料ガス
ノズル３２ｅを燃料ガス用支燃性ガスノズル３２ｄの外
側に設けた場合に、円筒状部品５１が燃焼バーナーによ
る火炎で炙られて赤熱することを防止できる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３８】例えば、燃焼バーナーの外径を８９ｍｍ，
燃料ガス用支燃性ガスの噴出口３３ａの内径Ｄ２を７１
ｍｍ，円筒状部品５１の突出長さを６０ｍｍとした燃焼
バーナーにおいて、前記内径Ｄ２に対して、円筒状部品
５１の外径Ｄ１を２ｍｍ以内の範囲で小さくするか、１
ｍｍ以内の範囲で大きくすることにより、円筒状部品５
１の赤熱を防止できる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４８】実施例２ 図５に示す形状の燃焼式排ガス処理装置を使用してシラ
ンの除害処理を行った。燃焼チャンバー１は、外周壁１
１を外径１５０ｍｍのステンレス鋼で、高さ３００ｍｍ
に形成した。燃焼バーナー３の外径は約９０ｍｍであ
り、被処理ガスノズル３２ａ，リフトガスノズル３２ｂ
及び被処理ガス燃焼用支燃性ガスノズル３２ｃの突出量
は６０ｍｍである。予燃焼チャンバー２の燃焼バーナー
３の燃料ガス用支燃性ガスノズル３２ｄ及び燃料ガスノ
ズル３２ｅの先端からの長さは８０ｍｍとした。
フロントページの続き (72)発明者 諏訪 俊雄 山梨県北巨摩郡高根町下黒沢3054−３ 日 本酸素株式会社内 (72)発明者 三宅 新一 山梨県北巨摩郡高根町下黒沢3054−３ 日 本酸素株式会社内 (72)発明者 新田 昭彦 山梨県北巨摩郡高根町下黒沢3054−３ 日 本酸素株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 燃焼チャンバーと、有害成分を含む被処
    理ガス，不活性ガス，支燃性ガス，燃料ガスを前記燃焼
    チャンバー内に噴出する燃焼バーナーとを備えた燃焼式
    除害装置において、前記燃焼バーナーが、前記被処理ガ
    スを噴出する被処理ガスノズルと、該被処理ガスノズル
    外周の、前記不活性ガスを噴出するリフトガスノズル
    と、該リフトガスノズル外周の、前記被処理ガス中の可
    燃成分を燃焼させる支燃性ガスを噴出する被処理ガス燃
    焼用支燃性ガスノズルと、該被処理ガス燃焼用支燃性ガ
    スノズル外周の、前記燃料ガスを燃焼させる支燃性ガス
    を噴出する燃料ガス用支燃性ガスノズルと、前記燃料ガ
    スを噴出する燃料ガスノズルとを有する多重管型燃焼バ
    ーナーであることを特徴とする燃焼式除害装置。
  2. 【請求項２】 前記多重管型燃焼バーナーは、前記燃焼
    チャンバーより小さな容積の予燃焼チャンバーを介して
    前記燃焼チャンバーに装着されていることを特徴とする
    請求項１記載の燃焼式除害装置。
  3. 【請求項３】 前記燃料ガス用支燃性ガスノズルから噴
    出する支燃性ガスの流速は、前記燃料ガスノズルから噴
    出する燃料ガスの流速と同等以上の流速であることを特
    徴とする請求項１記載の燃焼式除害装置。
  4. 【請求項４】 前記被処理ガスノズル，前記リフトガス
    ノズル及び前記被処理ガス燃焼用支燃性ガスノズルの先
    端は、前記燃料ガス用支燃性ガスノズル及び前記燃料ガ
    スノズルの先端よりも突出していることを特徴とする請
    求項２記載の燃焼式除害装置。
  5. 【請求項５】 前記燃料ガス用支燃性ガスノズルと前記
    燃料ガスノズルとの先端部は、逆Ｖ字状に形成され、そ
    れぞれのノズルの噴出口が、逆Ｖ字状溝壁の両辺に対向
    配置されていることを特徴とする請求項１又は４記載の
    燃焼式除害装置。
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