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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-03
(45)【発行日】2023-08-14
(54)【発明の名称】排ガス処理装置
(51)【国際特許分類】
B01D 53/38 20060101AFI20230804BHJP
B01D 53/74 20060101ALI20230804BHJP
B01D 53/75 20060101ALI20230804BHJP
B01D 53/78 20060101ALI20230804BHJP
B01D 53/18 20060101ALI20230804BHJP
F23G 7/06 20060101ALI20230804BHJP
F23J 15/04 20060101ALI20230804BHJP
F23J 15/06 20060101ALI20230804BHJP
F23J 15/08 20060101ALI20230804BHJP
【ＦＩ】
B01D53/38 ZAB
B01D53/74
B01D53/75
B01D53/78
B01D53/18 150
F23G7/06 B
F23J15/04
F23J15/06
F23J15/08
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2021103522
(22)【出願日】2021-06-22
(65)【公開番号】P2023002338
(43)【公開日】2023-01-10
【審査請求日】2022-12-21
(73)【特許権者】
【識別番号】320011650
【氏名又は名称】大陽日酸株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100128358
【弁理士】
【氏名又は名称】木戸 良彦
(74)【代理人】
【識別番号】100086210
【弁理士】
【氏名又は名称】木戸 一彦
(72)【発明者】
【氏名】川端 宏文
(72)【発明者】
【氏名】渋谷 和信
(72)【発明者】
【氏名】渡邊 信昭
(72)【発明者】
【氏名】関田 誠
(72)【発明者】
【氏名】大石 祐輔
【審査官】石岡 隆
(56)【参考文献】
【文献】特開２０２０－１５３６３１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－１６９９５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－１６８０６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－２１６４７１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ０１Ｄ５３／００－５３／９６
Ｆ２３Ｇ５／１４－５／１８、７／０６－７／０８
Ｆ２３Ｊ１３／００－９９／００
Ｈ０１Ｌ２１／００－２１／９８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポンプから排出される排ガスを加熱分解処理する反応部と、前記反応部の下流側に接続され、前記反応部から排出される高温ガスを接触によって冷却処理する冷却水を貯留したタンク部と、前記タンク部の下流側に接続され、前記加熱分解処理後の排ガスを洗浄してガス中に含まれる水溶性成分を水に溶解させるスクラバ部と、を有する排ガス処理装置であって、前記反応部は、ポンプの出口に接続される排ガス導入管と、前記排ガス導入管から供給される前記排ガスを加熱分解処理する分解管と、前記分解管において生じた生成物を前記タンク部に排気する排気管とを備えており、
前記分解管の軸線が、傾斜しており、
前記タンク部は、中間高さまで冷却水を貯留する冷却水槽と、該冷却水槽の上部に設けられ、前記スクラバ部が接続される排気口と、前記冷却水槽の底部から立設して前記排気管の周囲を囲む筒状のオーバーフロー管とを備え、
前記排気管は、下端部が前記冷却水槽内の冷却水中に鉛直方向に挿入されるとともに、前記冷却水の水面より上方に、内周壁に沿って冷却水を流下させる冷却水導入部を備え、
前記オーバーフロー管は、外部から内部に向かって冷却水が流入する冷却水流入部が下部に設けられるとともに、前記排気管から冷却水中に導入された排ガスの気泡に同伴されて上昇する冷却水が前記オーバーフロー管の上端から外部に流出可能な高さに設定され、
前記排気管と前記オーバーフロー管との間に、前記排気管から冷却水中に導入された排ガスにより発生する気泡を分散させるための気泡分散材を設けたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項2】
ポンプから排出される排ガスを加熱分解処理する反応部と、前記反応部の下流側に接続され、前記反応部から排出される高温ガスを接触によって冷却処理する冷却水を貯留したタンク部と、前記タンク部の下流側に接続され、前記加熱分解処理後の排ガスを洗浄してガス中に含まれる水溶性成分を水に溶解させるスクラバ部と、を有する排ガス処理装置であって、前記反応部は、ポンプの出口に接続される排ガス導入管と、前記排ガス導入管から供給される前記排ガスを加熱分解処理する分解管と、前記分解管において生じた生成物を前記タンク部に排気する排気管とを備えており、
前記分解管の軸線が、水平方向に延びており、
前記タンク部は、中間高さまで冷却水を貯留する冷却水槽と、該冷却水槽の上部に設けられ、前記スクラバ部が接続される排気口と、前記冷却水槽の底部から立設して前記排気管の周囲を囲む筒状のオーバーフロー管とを備え、
前記排気管は、下端部が前記冷却水槽内の冷却水中に鉛直方向に挿入されるとともに、前記冷却水の水面より上方に、内周壁に沿って冷却水を流下させる冷却水導入部を備え、
前記オーバーフロー管は、外部から内部に向かって冷却水が流入する冷却水流入部が下部に設けられるとともに、前記排気管から冷却水中に導入された排ガスの気泡に同伴されて上昇する冷却水が前記オーバーフロー管の上端から外部に流出可能な高さに設定され、
前記排気管と前記オーバーフロー管との間に、前記排気管から冷却水中に導入された排ガスにより発生する気泡を分散させるための気泡分散材を設けたことを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項3】
前記ポンプに前記排ガス導入管が接続された状態において、前記ポンプの出口と前記分解管の入口の高さが同じであることを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス処理装置。
【請求項4】
一つの前記タンク部に前記反応部が複数接続されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の排ガス処理装置。
【請求項5】
前記排気管の出口は、前記タンク部内の水面よりも下に位置することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の排ガス処理装置。
【請求項6】
前記反応部が内筒と外筒からなる二重筒構造であって、前記内筒の内壁を洗浄する内筒自動洗浄機構が設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の排ガス処理装置。
【請求項7】
前記タンク部の冷却水中への前記排気管の挿入量が６５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の排ガス処理装置。
【請求項8】
前記排ガスは、電子デバイス製造装置の反応チャンバから排出されるものであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、排ガス処理装置に関し、詳しくは、半導体などの各種電子デバイス製造装置から排出される有害成分を含む排ガスの処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体などの各種電子デバイス製造装置において、ケイ素を含むプロセスガスや、フッ素を含むクリーニングガスが利用されている。当該プロセスガス及びクリーニングガス（以下、排ガスという）は有害成分を含むため、ポンプを介して排ガス処理装置に送られ無害化される。そのような無害化を行う排ガス処理装置として、特許文献１に示される装置（除害装置）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１６－９３７９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１に示されるような従来の排ガス処理装置５０は、図５に示されるように、加熱部５３が鉛直方向を向いていたため、ポンプ５１の出口と加熱部５３の入口が離れていた。このため、ポンプ５１と加熱部５３を接続する排ガス導入管５２が長くなり、その途中で必要に応じて屈曲部が設けられていた。
【0005】
上記のように排ガス導入管５２が長くなる場合、排ガスが管の途中で冷却されて粉体が生成し、管内に当該粉体が堆積してしまうことがある。特に管の屈曲部において粉体が堆積しやすい。粉体の堆積は管の閉塞の原因となるため、これを防止する必要がある。そのために、従来の排ガス処理装置は、管全体をヒーター等によって加熱し、上記粉体が生成するのを防止していた。その結果、装置全体として、排ガスの分解に直接寄与しないエネルギーを消費していた。
【0006】
また、排ガス導入管５２が長くなる場合、管途中でのガス漏れによる爆発のリスクが高くなる。この爆発を防止するために、排ガスを窒素ガス等の希釈ガスで希釈する必要がある。しかし、その一方で、排ガスを希釈することによって当該排ガスの分解が進行しにくくなってしまう。このため、従来の排ガス処理装置は、加熱部分を大型にしてガスの分解性能を上げる必要があった。その結果、装置全体が大型になるだけでなく、排ガスの分解に直接寄与しないエネルギーを消費していた。
【0007】
さらに、ガスでの希釈を行うと、希釈された排ガスは温度が低下するため、管内で粉体が生成しやすくなる。これを防ぐためにも希釈するためのガスを加温する必要があり、そのための加熱装置が別途必要でもあった。
【0008】
以上の点に鑑みて、本発明は、コンパクトかつ省エネルギーな排ガス処理装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記課題を解決するために、本発明の第１の発明は、ポンプから排出される排ガスを加熱分解処理する反応部と、前記反応部の下流側に接続され、前記反応部から排出される高温ガスを接触によって冷却処理する冷却水を貯留したタンク部と、前記タンク部の下流側に接続され、前記加熱分解処理後の排ガスを洗浄してガス中に含まれる水溶性成分を水に溶解させるスクラバ部と、を有する排ガス処理装置であって、前記反応部は、ポンプの出口に接続される排ガス導入管と、前記排ガス導入管から供給される前記排ガスを加熱分解処理する分解管と、前記分解管において生じた生成物を前記タンク部に排気する排気管とを備えており、前記分解管の軸線が、傾斜しており、前記タンク部は、中間高さまで冷却水を貯留する冷却水槽と、該冷却水槽の上部に設けられ、前記スクラバ部が接続される排気口と、前記冷却水槽の底部から立設して前記排気管の周囲を囲む筒状のオーバーフロー管とを備え、前記排気管は、下端部が前記冷却水槽内の冷却水中に鉛直方向に挿入されるとともに、前記冷却水の水面より上方に、内周壁に沿って冷却水を流下させる冷却水導入部を備え、前記オーバーフロー管は、外部から内部に向かって冷却水が流入する冷却水流入部が下部に設けられるとともに、前記排気管から冷却水中に導入された排ガスの気泡に同伴されて上昇する冷却水が前記オーバーフロー管の上端から外部に流出可能な高さに設定され、前記排気管と前記オーバーフロー管との間に、前記排気管から冷却水中に導入された排ガスにより発生する気泡を分散させるための気泡分散材を設けたことを特徴とするものである。
【0010】
また、本発明の第２の発明は、ポンプから排出される排ガスを加熱分解処理する反応部と、前記反応部の下流側に接続され、前記反応部から排出される高温ガスを接触によって冷却処理する冷却水を貯留したタンク部と、前記タンク部の下流側に接続され、前記加熱分解処理後の排ガスを洗浄してガス中に含まれる水溶性成分を水に溶解させるスクラバ部と、を有する排ガス処理装置であって、前記反応部は、ポンプの出口に接続される排ガス導入管と、前記排ガス導入管から供給される前記排ガスを加熱分解処理する分解管と、前記分解管において生じた生成物を前記タンク部に排気する排気管とを備えており、前記分解管の軸線が、水平方向に延びており、前記タンク部は、中間高さまで冷却水を貯留する冷却水槽と、該冷却水槽の上部に設けられ、前記スクラバ部が接続される排気口と、前記冷却水槽の底部から立設して前記排気管の周囲を囲む筒状のオーバーフロー管とを備え、前記排気管は、下端部が前記冷却水槽内の冷却水中に鉛直方向に挿入されるとともに、前記冷却水の水面より上方に、内周壁に沿って冷却水を流下させる冷却水導入部を備え、前記オーバーフロー管は、外部から内部に向かって冷却水が流入する冷却水流入部が下部に設けられるとともに、前記排気管から冷却水中に導入された排ガスの気泡に同伴されて上昇する冷却水が前記オーバーフロー管の上端から外部に流出可能な高さに設定され、前記排気管と前記オーバーフロー管との間に、前記排気管から冷却水中に導入された排ガスにより発生する気泡を分散させるための気泡分散材を設けたことを特徴とするものである。
【0011】
また、本発明の第３の発明は、前記ポンプに前記排ガス導入管が接続された状態において、前記ポンプの出口と前記分解管の入口の高さが同じであることを特徴とするものである。
【0012】
また、本発明の第４の発明は、一つの前記タンク部に前記反応部が複数接続されることを特徴とするものである。
【0013】
また、本発明の第５の発明は、前記排気管の出口は、前記タンク部内の水面よりも下に位置することを特徴とするものである。
【0014】
また、本発明の第６の発明は、前記反応部が内筒と外筒からなる二重筒構造であって、前記内筒を洗浄する内筒自動洗浄機構が設けられていることを特徴とするものである。
【0016】
また、本発明の第７の発明は、前記タンク部の冷却水中への前記排気管の挿入量が６５ｍｍ以上であることを特徴とするものである。
【0017】
また、本発明の第８の発明は、前記排ガスは、電子デバイス製造装置の反応チャンバから排出されるものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0018】
第１の発明によれば、分解管の入口とポンプの出口が接近する為、両者をつなぐ排ガス導入管を従来よりも短くすることができる。また、それに伴って、排ガスの漏洩リスクが小さくなるため、希釈するための窒素ガスを減らすことができ、加熱部分の分解性能を大きくする必要がない。よって、装置を小型化できるとともに、少ないエネルギーで排ガスを分解することができる。また、排ガス導入管を短くできるので、排ガスの温度が低下しにくくなり、加熱に要するエネルギーも抑制できる。さらに、排気管から冷却水中に排ガスを直接導入して両者を接触させることによって排ガスを冷却するので、排ガスの冷却段階で冷却水を噴出するスプレーや冷却水圧送装置が不要になるだけでなく、スプレーした冷却水と排ガスとの接触・滞留時間を稼ぐための冷却部構造が不要となることから、装置の小型化を図ることができ、設備コストや運転コストの削減を図れる。
【0019】
第２の発明によれば、分解管の入口とポンプの出口が向き合うため、排ガス導入管を大きく曲げる必要がなくなり、全長を従来よりも短くできる。よって、排ガス導入管を加熱するエネルギーを抑制できる。また、排ガスを希釈するための窒素ガスを低減できるので、排ガスの分解に直接寄与しないエネルギーを抑制できる。さらに、排気管から冷却水中に排ガスを直接導入して両者を接触させることによって排ガスを冷却するので、排ガスの冷却段階で冷却水を噴出するスプレーや冷却水圧送装置が不要になるだけでなく、スプレーした冷却水と排ガスとの接触・滞留時間を稼ぐための冷却部構造が不要となることから、装置の小型化を図ることができ、設備コストや運転コストの削減を図れる。
【0020】
第３の発明によれば、排ガス導入管が直線状となり、屈曲部がないため、管内部での粉体の滞留が生じにくい。また、排ガス導入管を直線状として管の全長を短くすることができるので、排ガス導入管を加熱するエネルギーを抑制できる。
【0021】
第４の発明によれば、複数の反応部からの排ガスを１つのタンク部で冷却できて、装置全体がコンパクトになる。
【0022】
第５の発明によれば、排ガスを効率よく冷却でき、粉体の捕捉などを行うこともできる。また、装置全体の高さを低くすることができ、排気管を短くすることができる。
【0023】
第６の発明によれば、加熱分解処理によって生じ、反応部内に堆積した粉体を効率よく除去することができる。
【0025】
第７の発明によれば、排ガスを効率よく冷却できる。また、簡単な構造で、従来のスプレー式の冷却設備と同等の冷却能力を得ることができる。さらに、タンク部に、耐食性を有し、安価な素材として一般的にタンク素材として用いられている耐熱性硬質ポリ塩化ビニル（耐熱温度９０℃）を使用することが可能となり、設備コストの削減を図ることができる。
【0026】
第８の発明によれば、設置面積が小さくてコンパクトかつ省エネルギーで排ガスを分解できる、電子デバイス製造装置の反応チャンバからの排ガスを処理する排ガス処理装置を提供することができる。
【0027】
これら本発明によれば、設置面積が小さくてコンパクトかつ省エネルギーで排ガスを分解できる排ガス処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0028】
【図1】本発明の一実施形態（第１実施形態）の排ガス処理装置を示す図である。
【図2】本発明の別の実施形態（第２実施形態）の排ガス処理装置を示す図である。
【図3】本発明のさらに別の実施形態（第３実施形態）の排ガス処理装置の平面図である。
【図4】本発明のさらに別の実施形態（第４実施形態）の排ガス処理装置を示す図である。
【図5】従来の排ガス処理装置を示す図である。
【図6】上記第１実施形態の排ガス処理装置の変形例を示す図である。
【図7】上記第２実施形態の排ガス処理装置の変形例を示す図である。
【図8】上記第１実施形態におけるタンク部の冷却水中への排気管の挿入量（水深）とタンク部で冷却処理されて排出される排気ガスの温度との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0029】
図１は、本発明を適用した一実施形態（第１実施形態）である排ガス処理装置を示している。半導体などの各種電子デバイス製造装置において、反応チャンバから排ガスが発生する。発生した排ガスは、有害成分を処理するために、まずポンプ１０に送られる。上記第１実施形態に示す排ガス処理装置１は、上記ポンプ１０から送られてくる前記排ガス中の有害成分を加熱分解処理によって無害化するものであり、図１に示すように、反応部１１、タンク部１２、スクラバ部１３を備える。
【0030】
反応部１１は、前記ポンプ１０を介して送られてきた前記排ガスを加熱分解処理するものであって、排ガス導入管１４、分解管１５、排気管１６を備える。
【0031】
排ガス導入管１４は排ガスを後述する分解管１５へ送る金属製の管であり、一方の端部がポンプ１０の出口１０ａに接続されており、他方の端部が分解管１５の入口に接続されている。当該排ガス導入管１４の外周には、排ガスの温度を下降させないための加熱装置（ヒーター）が設けられてもよい。
【0032】
分解管１５は、前記排ガス導入管１４から送られてきた排ガス中の有害成分を加熱分解処理するものであって、内筒と外筒からなる二重筒構造を有し、内筒の内部にバーナー（図示せず）を備える。当該バーナーには、燃料供給管と支燃性流体供給管と排ガス導入管１４とが同一軸線上に同心円状に配置されており、燃料供給管から供給される燃料が支燃性流体供給管から供給される支燃性流体と混合されて燃焼する時に、排ガス導入管１４から供給される排ガスが加熱分解処理される。処理された排ガスは、後述する排気管１６へと送られる。
【0033】
ここで、上記分解管１５は、その軸線が、当該分解管１５の入口が前記ポンプ１０の出口１０ａの方を向いて、鉛直方向に対してポンプ１０の出口１０ａ側（スクラバ部１３の反対側）に角度αだけ傾斜している。当該傾斜角度αの下限は、例えば３０°以上が好ましく、４５°以上がさらに望ましい。当該傾斜角度αの上限は、例えば９０°以下が好ましい。このような態様とすることで、排ガス導入管１４の全長を短くすることができるので、排ガス導入管１４を加熱するためのエネルギーを低減することができる。さらに、排ガス導入管１４の全長が短くなることで、希釈用の窒素ガスを削減することができるので、排ガスの分解に直接寄与しないエネルギーを削減できる。
【0034】
排気管１６は、前記分解管１５の下流側に位置する配管であり、分解管１５での加熱分解処理の際に生じたガスや粉体を、後述するタンク部１２へ排出する。また当該排気管１６は、下端部が前記タンク部１２の冷却水槽内の冷却水中に鉛直方向に挿入されるとともに、当該冷却水の水面より上方に、内周壁に沿って冷却水を流下させる冷却水導入部２０を備えている。
【0035】
タンク部１２は、前記反応部１１の下流側に設けられる、内部に密閉状態で中間高さまで冷却水が貯留された冷却水槽であり、上部に後述するスクラバ部１３が接続される排気口を備え、底部に当該底部から立設して前記排気管１６の周囲を囲む筒状のオーバーフロー管１７を備えている。当該オーバーフロー管１７は、外部から内部に向かって冷却水が流入する冷却水流入部１８が下部に設けられるとともに、前記排気管１６から冷却水中に導入された排ガスの気泡に同伴されて上昇する冷却水が前記オーバーフロー管１７の上端から外部に流出可能な高さに設定されている。これにより、タンク部１２内の冷却水は、下部の冷却水流入部１８からオーバーフロー管１７の内部に流入し、オーバーフロー管１７の上部から流出する循環流を形成する。
【0036】
また、前記排気管１６と前記オーバーフロー管１７との間には、前記排気管１６から冷却水中に導入された排ガスにより発生する気泡を分散させるための気泡分散材１９が設けられている。当該気泡分散材１９が設けられることで、上昇する大きな気泡を分散させて小さな気泡とし、圧力変動を小さくできるほか、冷却水と排ガスとの接触効率を高めて冷却効率の向上を図ることができる。
【0037】
排気管１６における冷却水の水面より上方のタンク部１２内部には、前記排気管１６の内周壁に沿って冷却水を流下させる冷却水導入部２０を備えている。この冷却水導入部２０は、前記排気管１６を、上端が冷却水槽１２の天板２１に固着された大径管部２２と、下端が冷却水中に挿入された小径管部２３とによる二重管構造とし、小径管部２３の上端を前記大径管部２２の下端部に設けた底板２４を貫通させて大径管部２２の上下方向中間位置まで突出させ、大径管部２２の内周と小径管部２３の外周との間の底板２４の部分に水溜部２５を形成するとともに、当該水溜部２５に補給用の冷却水を供給する冷却水供給管２６を設けている。
【0038】
前記冷却水供給管２６から水溜部２５に供給された補給用の冷却水は、小径管部２３の上端を超えて小径管部２３内に流入し、小径管部２３の内周面に沿って濡れ壁を形成して流下する。これにより、排ガスと冷却水との接触時間を長くすることができ、排ガスを効果的に冷却することができるため、排気管１６が冷却水の水面下に浸漬する長さ（排気管１６の挿入量）を最小化することができる。排気管１６の水面下への浸漬長さは当該浸漬部分の前後の圧力損失の大きさとなるため、この構造により高い冷却効率を維持しつつ圧力損失を抑えることが可能となり、後の排気経路内に設けられる吸引設備の負荷を小さくすることができる。さらに、この濡れ壁構造は、分解管１５よりも下流側に配置されているため、分解管１５でのエネルギーロスを生じさせるものとはならない。
【0039】
上記タンク部１２において、排気管１６から排出されるガスは冷却水に接触して冷却され、排気管１６から排出される粉体（生成物）は冷却水により捕捉される。この際に、排気管１６の出口が冷却水の水面よりも下に位置していることで、排出されるガスや粉体が冷却水に直接接触することになり、ガスの冷却や粉体の捕捉が効率的に行われる。なお、図示は省略するが、タンク部１２には、冷却水の貯留量を一定に保ちながら新たな冷却水を導入して水を取り替えるための給水経路及び排水経路が設けられている。
【0040】
スクラバ部１３は、前記タンク部１２の上部に設けられており、内部に充填材２７を充填するとともに、当該充填材２７の上方にスプレーノズル２８を設けたものである。当該スクラバ部１３では、前記タンク部１２の冷却水で冷却されたガス中の不純物を充填材２７によって捕捉した後、スプレーノズル２８から散水される洗浄水によってガスを洗浄して水溶性成分を除去する。不純物や水溶性成分が除去された排ガスは無害化されているので、ミストキャッチャー２９を通過させて水分を除去した後に、スクラバ部１３上部の排気経路から安全に排出することができる。
【0041】
図２は、本発明を適用した別の実施形態（第２実施形態）である排ガス処理装置を示している。当該第２実施形態における排ガス処理装置は、前記第１実施形態における分解管１５の傾斜角度αが９０°である場合を示しており、前記分解管１５の軸線が水平方向に延びる態様となっている。その他の構成は、前記第１実施形態と同様である。
【0042】
上記第２実施形態の排ガス処理装置は、分解管１５の軸線が水平方向に延びていることで、ポンプ１０の出口１０ａと分解管１５の入口が向き合うため、排ガス導入管１４を大きく曲げる必要がなくなり、全長を従来よりも短くできる。そのため、排ガス導入管１４を加熱するエネルギーを抑制できる。また、排ガスを希釈するための窒素ガスを低減できるので、排ガスの分解に直接寄与しないエネルギーを抑制できる。このとき、前記ポンプ１０の出口１０ａと前記分解管１５の入口の設置面Ｇからの高さが同じであると、排ガス導入管１４に屈曲部が設けられず、直線状の管となり、管中での粉体の滞留が生じにくくなるので、より好ましい。
【0043】
また、前記ポンプ１０の出口１０ａと前記分解管１５の入口の設置面Ｇからの高さが異なる場合は、図６、図７に変形例として示すように、排ガス処理装置１とポンプ１０の両方又はいずれか一方を架台Ｄに乗せて高さを同じにすることもできる。
【0044】
図３は、本発明を適用したさらに別の実施形態（第３実施形態）である排ガス処理装置を示している。当該第３実施形態における排ガス処理装置は、複数の排ガス処理装置の反応部１１が一つのタンク部１２に接続されている点で、先の実施形態の排ガス処理装置と相違する。その他の構成は、前記第１実施形態と同様であり、複数の分解管１５は各ポンプ１０の出口側に傾斜しているが、複数台のポンプ１０はタンク部１２の側部に配置されている。前記第１実施形態ではポンプ１０、タンク部１２、スクラバ部１３が一直線上に並んでいたのに対して、本形態では、ポンプ１０とスクラバ部１３とが一直線上に並ばないような位置関係になっている。
【0045】
前記第１実施形態において示したように、本発明の排ガス処理装置は、窒素ガスの希釈量を減らすことができるので、加熱分解処理後の排ガス量を少なくできる上に、排ガスの分解に直接寄与しないエネルギーを削減できる。そのため、当該第３実施形態に示されるように、一つのタンク部で、複数の反応部から排出される加熱分解処理後の排ガスを冷却することができるようになる。このような態様とすることで、排ガスの処理量を多くしつつ、全体としてコンパクトな排ガス処理装置を提供できる。なお、図３においては、一つのタンク部に３つの排ガス処理装置が接続されている態様を示しているが、接続される排ガス処理装置の数は、排ガスを冷却水によって冷却可能な限りにおいて、２つでも４つ以上でも構わない。
【0046】
図４は、本発明を適用したさらに別の実施形態（第４実施形態）である排ガス処理装置を示している。当該第４実施形態における排ガス処理装置は、反応部１１の内部に内筒自動洗浄機構が設けられている点で、前記第１実施形態の排ガス処理装置と相違する。その他の構成は、前記第１実施形態と同様である。
【0047】
上記第４実施形態において設けられる内筒自動洗浄機構とは、前記分解管１５が内筒３０と外筒３１とからなる二重筒構造であって、前記内筒３０が内壁３２と外壁３３とから構成される場合に、排ガスの加熱分解処理によって生じた粉体が内筒３０の内部に堆積することを防止するために、当該内筒３０の内部を自動的に洗浄して粉体を除去する機構である。
【0048】
当該内筒自動洗浄機構は、内筒３０の内部に堆積した粉体を除去するために、粉体除去用ガスを噴射する経路を備えている。当該経路は、外部の粉体除去用ガス源（図示せず）から、外筒３１の貫通口３４、内筒３０の外壁３３に設けられた粉体除去用ガス導入口３５を介して、内筒３０の内部へと通じている。当該経路を通じて内筒３０の内部に粉体除去用ガスが噴出されると、内筒３０の内壁３２がガイドの役割を果たすことで、前記粉体除去用ガスが内筒３０の内部に沿って勢いよく流れ、堆積された粉体をガスの風圧によって剥離、除去することができる。除去された粉体は、タンク部１２へ排出され、当該タンク部１２内部の冷却水によって捕捉される。
【0049】
なお、前記粉体除去用ガス導入口３５は、内筒３０の軸方向の同一断面において、円周方向に等間隔で複数設けられて、内壁３２の内面全体から粉体が効率良く除去されるようになっているのが好ましい。また、粉体除去用ガスは、粉体を内筒の内面から風圧により剥離できればどのような種類のものでもよく、好適には窒素ガスやドライエアー等が用いられる。その供給圧力は例えば０．２～０．５ＭＰａ程度である。
【0050】
次に、上記第１実施形態に示す構成の排ガス処理装置を使用して、タンク部１２の冷却水中への排気管１６の挿入量（先端の水深）を変化させ、水深に対する処理ガスの冷却効果の変化を測定した。排ガスは、分解管１５に燃料と支燃性ガスとを供給して燃焼させることにより、発生熱量が２５０ｋｃａｌ／ｍｉｎ、ガス流量が１ｍ３／ｍｉｎの処理ガスを発生させた。タンク部１２内の冷却水は、水替え量を５Ｌ／ｍｉｎに設定した。そして、当該冷却水への排気管１６の挿入量を６５ｍｍ，９０ｍｍ，１１５ｍｍ，１３５ｍｍに設定して、タンク部１２の排気口から排出された処理ガス（排気ガス）の温度をそれぞれ測定した。
【0051】
その結果を図８に三角印で示す。当該図８における破線Ａは、蒸発潜熱のみを利用した場合の冷却温度理論値である。この結果から、冷却水中への排気管１６の挿入量を６５ｍｍ以上にすることで、十分な冷却効果を発揮することができ、９０ｍｍ以上にすることによって理論値と同等の冷却能力を確保できることがわかる。したがって、簡単な構造で、保守の面倒もない構成の排ガス処理装置で、従来のスプレー式の冷却設備と同等の冷却能力を得ることができる。また、タンク部１２に、耐食性を有し、安価な素材として一般的にタンク素材として用いられている耐熱性硬質ポリ塩化ビニル（耐熱温度９０℃）を使用することが可能となり、設備コストの低減を図ることができる。
【0052】
なお、上記各実施形態において、気泡分散材１９は必須の構成ではなく、排ガスにより発生する気泡が十分分散しているのであれば、設けられていなくてもよい。また、上記各実施形態において、排ガスの加熱分解処理をバーナーによる方法によって行っているが、当該加熱分解処理はバーナーによる方法のみに限られず、プラズマによる方法やヒーターによる方法などを採用してもよい。
【符号の説明】
【0053】
１・・・排ガス処理装置、１０・・・ポンプ、１０ａ・・・ポンプの出口、１１・・・反応部、１２・・・タンク部、１３・・・スクラバ部、１４・・・排ガス導入管、１５・・・分解管、１６・・・排気管、１７・・・オーバーフロー管、１８・・・冷却水流入部、１９・・・気泡分散材、２０・・・冷却水導入部、２１・・・天板、２２・・・大径管部、２３・・・小径管部、２４・・・底板、２５・・・水溜部、２６・・・冷却水供給管、２７・・・充填材、２８・・・スプレーノズル、２９・・・ミストキャッチャー、３０・・・内筒、３１・・・外筒、３２・・・内壁、３３・・・外壁、３４・・・貫通口、３５・・・粉体除去用ガス導入口、５０・・・排ガス処理装置、５１・・・ポンプ、５２・・・排ガス導入管、５３・・・加熱部、Ｄ・・・架台、G・・・設置面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】