特許 7545317 処理ガス吸入構造および排ガス処理装置

(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】2024-08-27

(45)【発行日】2024-09-04

(54)【発明の名称】処理ガス吸入構造および排ガス処理装置

(51)【国際特許分類】

   F27D 17/00 20060101AFI20240828BHJP

   B01D 53/46 20060101ALI20240828BHJP

   B01D 53/68 20060101ALI20240828BHJP

   B01D 53/78 20060101ALI20240828BHJP

【ＦＩ】

F27D17/00 104G

B01D53/46 ZAB

B01D53/68 220

B01D53/78

B01D53/68 120

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020211316

(22)【出願日】2020-12-21

(65)【公開番号】P2022098007

(43)【公開日】2022-07-01

【審査請求日】2023-03-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000000239

【氏名又は名称】株式会社荏原製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100118500

【弁理士】

【氏名又は名称】廣澤 哲也

(74)【代理人】

【氏名又は名称】渡邉 勇

(74)【代理人】

【識別番号】100174089

【弁理士】

【氏名又は名称】郷戸 学

(74)【代理人】

【識別番号】100186749

【弁理士】

【氏名又は名称】金沢 充博

(72)【発明者】

【氏名】関根 貴史

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 一知

【審査官】柏原 郁昭

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－０８７９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０２０／０９５３５８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ２７Ｄ １７／００

Ｂ０１Ｄ ５３／４６

Ｂ０１Ｄ ５３／６８

Ｂ０１Ｄ ５３／７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理ガスを液体と接触させることにより無害化するための排ガス処理装置に適用可能な処理ガス吸入構造であって、
二重管構造体と、
前記二重管構造体を加熱する加熱装置と、を備え、
前記二重管構造体は、
前記処理ガスが流れる、前記二重管構造体の内側の管を構成する処理ガス流路部と、
前記処理ガス流路部の外側に配置された、前記二重管構造体の外側の管を構成する仕切部と、を備えており、
前記仕切部は、前記仕切部と前記処理ガス流路部との間の第１加熱空間と、前記仕切部と前記二重管構造体に接続された壁構造体との間の第２加熱空間と、を仕切っており、
前記加熱装置は、加熱された不活性ガスを前記第１加熱空間に供給する不活性ガス供給構造を備えている、処理ガス吸入構造。

【請求項2】

処理ガスを液体と接触させることにより無害化するための排ガス処理装置に適用可能な処理ガス吸入構造であって、
二重管構造体と、
前記二重管構造体を加熱する加熱装置と、を備え、
前記二重管構造体は、
前記処理ガスが流れる、前記二重管構造体の内側の管を構成する処理ガス流路部と、
前記処理ガス流路部の外側に配置された、前記二重管構造体の外側の管を構成する仕切部と、を備えており、
前記仕切部は、前記仕切部と前記処理ガス流路部との間の第１加熱空間と、前記仕切部と前記二重管構造体に接続された壁構造体との間の第２加熱空間と、を仕切っており、
前記処理ガス吸入構造は、前記処理ガス流路部の外側に配置された環状のジグザグ流路部を備えている、処理ガス吸入構造。

【請求項3】

処理ガスを液体と接触させることにより無害化するための排ガス処理装置に適用可能な処理ガス吸入構造であって、
二重管構造体と、
前記二重管構造体を加熱する加熱装置と、を備え、
前記二重管構造体は、
前記処理ガスが流れる、前記二重管構造体の内側の管を構成する処理ガス流路部と、
前記処理ガス流路部の外側に配置された、前記二重管構造体の外側の管を構成する仕切部と、を備えており、
前記仕切部は、前記仕切部と前記処理ガス流路部との間の第１加熱空間と、前記仕切部と前記二重管構造体に接続された壁構造体との間の第２加熱空間と、を仕切っており、
前記処理ガス吸入構造は、前記壁構造体を備えており、
前記加熱装置は、
前記第１加熱空間を加熱する第１加熱構造と、
前記第２加熱空間を加熱する第２加熱構造と、を備えている、処理ガス吸入構造。

【請求項4】

前記第１加熱構造は、加熱された不活性ガスを前記第１加熱空間に供給する第１不活性ガス供給構造および前記第１加熱空間に配置されたヒータの少なくとも１つを備えており、
前記第２加熱構造は、加熱された不活性ガスを前記第２加熱空間に供給する第２不活性ガス供給構造および前記第２加熱空間に配置されたヒータの少なくとも１つを備えている、請求項３に記載の処理ガス吸入構造。

【請求項5】

前記二重管構造体は、
前記第１不活性ガス供給構造から供給された、前記第１加熱空間を通過する不活性ガスの流路を絞る絞り部と、
前記第２不活性ガス供給構造から供給された、前記第２加熱空間を通過する不活性ガスの流路を絞る絞り部と、を備えている、請求項４に記載の処理ガス吸入構造。

【請求項6】

処理ガスを液体と接触させることにより無害化するための排ガス処理装置に適用可能な処理ガス吸入構造であって、
環状流路構造体と、
前記環状流路構造体を加熱する加熱装置と、を備え、
前記環状流路構造体は、
前記処理ガスが流れる処理ガス流路部と、
前記処理ガス流路部の外側に配置された環状のジグザグ流路部と、を備えている、処理ガス吸入構造。

【請求項7】

前記ジグザグ流路部は、
前記処理ガス流路部の外面に形成された第１環状突起と、
前記処理ガス流路部の外面に近接する方向に延びる第２環状突起と、を備えている、請求項６に記載の処理ガス吸入構造。

【請求項8】

前記加熱装置は、加熱された不活性ガスを前記ジグザグ流路部に供給する不活性ガス供給構造を備えている、請求項６または請求項７に記載の処理ガス吸入構造。

【請求項9】

請求項１～請求項８のいずれか一項に記載の処理ガス吸入構造を備える吸入ケーシングと、
前記吸入ケーシングの内壁面に液膜を形成する液膜形成部と、を備えている、排ガス処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、処理ガス吸入構造および排ガス処理装置に関する。

【背景技術】

【0002】

真空ポンプ装置は、半導体、液晶、太陽光パネル、または、ＬＥＤ等の製造設備の一つとして広く使用されている。これらの製造プロセス等においては、真空ポンプを真空チャンバに接続して、真空チャンバ内に導入された処理ガスを真空ポンプによって真空引きする。

【0003】

真空ポンプによって真空引きする気体には、シランガス（ＳｉＨ_４）、ジクロロシランガス（ＳｉＨ_２Ｃｌ_２）、アンモニア（ＮＨ_３）などの有害可燃性ガス、または、ＮＦ_３，ＣｌＦ_３，ＳＦ_６，ＣＨＦ_３，Ｃ_２Ｆ_６，ＣＦ_４等のハロゲン系難分解性ガスが含まれる場合がある。したがって、このような気体をそのまま大気中に放出することができない。従来、真空ポンプ装置では、真空ポンプの後段に、真空引きしたガスを無害化処理する除害装置（排ガス処理装置の一例）を設けている。ガスの無害化処理としては、処理ガスを液体と接触させて異物および水溶性成分等を除去する湿式、並びに処理ガスを燃焼させることによる燃焼式などが知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－２１１１００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

湿式排ガス処理装置において、処理ガスが吸入される排ガス処理装置の吸入部では、温度低下に起因して、処理ガスから生成物が発生してしまい、この生成物が吸入部に付着してしまうおそれがある。結果として、排ガス処理装置が故障したり、処理ガスの処理効率が低下するおそれがある。

【0006】

そこで、本発明は、温度低下に起因して処理ガスから生成物が発生することを防止する処理ガス吸入構造および排ガス処理装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一態様では、処理ガスを液体と接触させることにより無害化するための排ガス処理装置に適用可能な処理ガス吸入構造が提供される。処理ガス吸入構造は、二重管構造体と、前記二重管構造体を加熱する加熱装置と、を備える。前記二重管構造体は、前記処理ガスが流れる処理ガス流路部と、前記処理ガス流路部の外側に配置された仕切部と、を備えている。

【0008】

一態様では、前記処理ガス吸入構造は、前記二重管構造体に接続された壁構造体を備えており、前記加熱装置は、前記処理ガス流路部と前記仕切部との間に形成された第１加熱空間を加熱する第１加熱構造と、前記仕切部と前記壁構造体との間に形成された第２加熱空間を加熱する第２加熱構造と、を備えている。
一態様では、前記第１加熱構造は、加熱された不活性ガスを前記第１加熱空間に供給する第１不活性ガス供給構造および前記第１加熱空間に配置されたヒータの少なくとも１つを備えており、前記第２加熱構造は、加熱された不活性ガスを前記第２加熱空間に供給する第２不活性ガス供給構造および前記第２加熱空間に配置されたヒータの少なくとも１つを備えている。
一態様では、前記二重管構造体は、前記第１不活性ガス供給構造から供給された、前記第１加熱空間を通過する不活性ガスの流路を絞る絞り部と、前記第２不活性ガス供給構造から供給された、前記第２加熱空間を通過する不活性ガスの流路を絞る絞り部と、を備えている。

【0009】

一態様では、処理ガスを液体と接触させることにより無害化するための排ガス処理装置に適用可能な処理ガス吸入構造が提供される。処理ガス吸入構造は、環状流路構造体と、前記環状流路構造体を加熱する加熱装置と、を備え、前記環状流路構造体は、前記処理ガスが流れる処理ガス流路部と、前記処理ガス流路部の外側に配置された環状のジグザグ流路部と、を備えている。

【0010】

一態様では、前記ジグザグ流路部は、前記処理ガス流路部の外面に形成された第１環状突起と、前記処理ガス流路部の外面に近接する方向に延びる第２環状突起と、を備えている。
一態様では、前記加熱装置は、加熱された不活性ガスを前記ジグザグ流路部に供給する不活性ガス供給構造を備えている。

【0011】

一態様では、上記処理ガス吸入構造を備える吸入ケーシングと、前記吸入ケーシングの内壁面に液膜を形成する液膜形成部と、を備えている、排ガス処理装置が提供される。

【発明の効果】

【0012】

処理ガス吸入構造は、二重管構造体を加熱する加熱装置を備えている。したがって、処理ガス吸入構造は、温度低下に起因して、処理ガスから生成物が発生することを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】排ガス処理装置の一実施形態を示す図である。

【図2】処理ガス吸入構造を示す断面図である。

【図3】二重管構造体に供給された不活性ガスの流れを示す図である。

【図4】絞り部を備える二重管構造体の効果を説明するための図である。

【図5】加熱装置の他の実施形態を示す図である。

【図6】処理ガス吸入構造の他の実施形態を示す図である。

【図7】ジグザグ流路部に供給された高温の不活性ガスの流れを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。以下で説明する図面において、同一のまたは相当する構成要素には、同一の符号を付して重複した説明を省略する。本実施形態の排ガス処理装置は、処理ガスを液体と接触させることにより無害化する湿式の排ガス処理装置であり、例えば半導体、液晶、太陽光パネル、または、ＬＥＤ等の製造設備の一つとして利用することができる。

【0015】

図１は、排ガス処理装置の一実施形態を示す図である。この排ガス処理装置１０は、真空ポンプからの気体（処理ガス）を無害化するために設けられている。排ガス処理装置１０の一次側（上流側）に図示しない真空ポンプが接続される。なお、本実施形態の排ガス処理装置は、真空ポンプからの気体を無害化するために単独で用いられてもよいし、燃焼式などの他の排ガス処理装置（例えば、除害装置）と共に用いられてもよい。例えば、真空ポンプが真空引きした気体に含まれる除去対象のガスがすべて水溶性成分である場合には、排ガス処理装置１０が単独で用いられてもよい。また、他の排ガス処理装置と共に用いられる場合には、排ガス処理装置１０の後段に他の排ガス処理装置が接続されることが好ましい。

【0016】

図１に示すように、排ガス処理装置１０は、図示しない真空ポンプからの処理ガスが吸入される吸入ケーシング２０、吸入ケーシング２０に接続された液槽ケーシング４０、および、液槽ケーシング４０に接続された処理ケーシング５０を備える。液槽ケーシング４０および処理ケーシング５０は、一体のケーシングとしてもよい。

【0017】

吸入ケーシング２０に吸入された処理ガスは、液槽ケーシング４０および処理ケーシング５０を通って処理された後、外部に排出される、または続けて別の排ガス処理装置に導入される。吸入ケーシング２０、液槽ケーシング４０及び処理ケーシング５０は、キャビネット１１内に配置されており、キャビネット１１の底部にはドレインパン１３が設けられている。ドレインパン１３には、水分を検知する漏液センサ１４が設けられ、装置内の構成からの漏液を監視するように構成されている。

【0018】

排ガス処理装置１０は、その各部を制御する制御装置９９を備えている。制御装置９９は、例えば、各種の設定データ及び各種のプログラムを格納したメモリと、メモリのプログラムを実行するＣＰＵと、を有する。

【0019】

本実施形態の吸入ケーシング２０は、全体として円筒状に形成されている。吸入ケーシング２０の形状は、円筒状に限らず、任意の形状とすることができる。吸入ケーシング２０の下端側（末端側）は、液槽ケーシング４０内に配置される。吸入ケーシング２０の下端の開口は、吸入ケーシング２０から液槽ケーシング４０内に処理ガスを導出する導出口２４を構成している。

【0020】

吸入ケーシング２０の上端近傍には、吸入配管２３を介して図示しない真空ポンプに接続される吸入口２２が形成されている。吸入口２２から吸入ケーシング２０内に吸入された処理ガスは、導出口２４を通って液槽ケーシング４０内に案内される。

【0021】

吸入口２２から真空ポンプに向かう吸入配管２３には、配管ヒータ（図示略）を設けることができる。配管ヒータは、処理ガスが吸入配管２３内を流れるときに吸入配管２３を所定温度（例えば１８０℃）に加温するものであり、ジャケットヒータ等、種々のヒータを採用することができる。こうした配管ヒータによって、吸入配管２３及び吸入口２２に異物が堆積してしまうことを抑制できる。また、吸込ケーシング２０のガス流路（例えば、吸入口２２、吸入配管２３など）に処理ガスの圧力を計測する圧力計を設け、配管の閉塞の有無を監視するようにしてもよい。

【0022】

吸入ケーシング２０の吸入口２２と導出口２４との間には、吸入ケーシング２０の内壁面に液膜（濡れ壁）Ｌｆを形成するための液膜形成部２６が設けられている。本実施形態の液膜形成部２６は、環状の吸入ケーシング２０の周方向において全周にわたって設けられている。液膜形成部２６によって、吸入ケーシング２０の内壁面に液膜Ｌｆが形成されることにより、配管２１の内壁面近傍で異物が液膜によって流されるため、配管２１に反応副生成物等の異物が堆積してしまうことを抑制できる。以下、反応副生成物を単に生成物と称する。

【0023】

本実施形態では、吸入ケーシング２０の上端にスクレーパ３２が設けられる。スクレーパ３２は、常時または随時に動作され、吸入ケーシング２０の内壁面に付着した生成物を機械的に掻き落とす。結果として、スクレーパ３２は、吸入ケーシング２０の内壁面に生成物が付着することを抑制する。

【0024】

図１に示すように、吸入ケーシング２０の下端側は、液槽ケーシング４０の内部に配置され、吸入ケーシング２０の導出口２４は、液槽ケーシング４０内に開口している。液槽ケーシング４０は、液体を貯留し、貯留した液体を排ガス処理装置１０の処理に再利用するための循環タンクである。

【0025】

液槽ケーシング４０は、液槽４２ａを有しており、この液槽４２ａには例えば液膜Ｌｆとして流されている液体が流下する。液槽４２ａは、下流側、つまり吸入ケーシング２０の導出口２４よりも処理ケーシング５０側に堰４４を有する。堰４４の下流側には、処理ケーシング５０内の下部に設けられた液槽４２ｂ、液槽４２ｃが配置されており、液槽４２ｂと液槽４２ｃとの間にはフィルタ４５が配置されている。

【0026】

吸入ケーシング２０の導出口２４から流下した液体は、液槽４２ａに一旦入る。そして、液槽４２ａに溜められた液体は、堰４４をオーバーフローして液槽４２ｂに流れ込み、フィルタ４５を通過して液槽４２ｃに流れ込む。液槽４２ｃには液体排出口４３が設けられており、液槽４２ｃ内の液体は液体排出口４３から排出される。

【0027】

液槽４２ａは、上方、下方及び側方を囲む壁４０ａと、液槽４２ａと液槽４２ｂとを仕切る壁４７と、を備えている。壁４７には、液槽４２ａ及び液槽４２ｂを連通する開口部４７ａが設けられており、壁４７の開口部４７ａの下方の部分が堰４４を構成している。液槽４２ａは、貯留する液体が堰４４をオーバーフローして液槽４２ｂに流れ込むオーバーフロー方式の液槽であり、液槽４２ａ内の液体の液面が安定して維持されるようになっている。

【0028】

液槽４２ａには、１または複数のスプレーノズル４６が設けられている。この例では、複数のスプレーノズル４６が設けられ、吸入ケーシング２０の配管２１の周囲に均等な間隔で配置されている。図１では、２つのスプレーノズル４６を示すが、スプレーノズル４６の数は３つ以上であってもよい。

【0029】

各スプレーノズル４６は、吸入ケーシング２０の側方において導出口２４より上方に配置されている。各スプレーノズル４６は、液体流路７２ａに流体的に連絡され、液体流路７２ａから液体の供給を受けるように構成されている。各スプレーノズル４６は、上方に向かって液体をスプレーする第１スプレーノズル４６１と、下方に向かって液体をスプレーする第２スプレーノズル４６２と、を備えている。

【0030】

第１スプレーノズル４６１は、液槽４２ａ内において、上方に向かって液体をスプレー散水し、液槽４２ａの壁および吸入ケーシング２０の外面を液体で覆うように構成されている。第２スプレーノズル４６２は、液槽４２ａ内において、吸入ケーシング２０の下端の導出口２４の周囲の部分に対して、液体をスプレー散水するように構成されている。第２スプレーノズル４６２は、さらに、液槽４２ａの壁に対して液体をスプレー散水するように構成されてもよい。

【0031】

各スプレーノズル４６からの液体のスプレーにより、液槽４２ａ内に導入された処理ガスを液体と接触させて処理ガスを加水分解するとともに、加水分解時の生成物をスプレーされた液体により貯留液中にたたき落とすことができる。これにより、液槽ケーシング４０内に生成物が浮遊することを抑制することができる。

【0032】

また、各スプレーノズル４６から液槽４２ａ内全体に対して液体をスプレーすることにより、液槽４２ａ内全体（液槽４２ａの壁、吸入ケーシング２０）を液体で覆うことができる。これにより、生成物の付着の要因となる界面全体を液体膜で覆い、液槽４２ａの壁面および吸入ケーシング２０への生成物の付着を抑制することができる。第１スプレーノズル４６１は、上方に向かって液体をスプレーするため、液槽ケーシング４０の天井部分も液体で効果的に覆うことができる。

【0033】

また、第２スプレーノズル４６２により、吸入ケーシング２０の導出口２４の周囲の部分に対して周りから液体をスプレーすることにより、吸入ケーシング２０の導出口２４の近傍において処理ガスと液体との反応により生成される生成物を、貯留液体中に落とすことができる。これにより、吸入ケーシング２０の導出口２４近傍から生成物が飛散することをさらに抑制することができる。

【0034】

図１において、液槽４２ａには、エダクター４８が配置されている。エダクター４８は、駆動液体により駆動され、駆動液体の数倍の量の液体を吸入して、吸入した液体を駆動液体とともに吐出する装置である。エダクター４８は、液槽４２ａの貯留液体中に液面近くに配置され、貯留液体を吸入して、下流側（液槽４２ｂ側）に向かって液体を吐出するように方向付けられている。エダクター４８による液体の吸入および吐出により、液槽４２ａの貯留液体が攪拌される。エダクター４８による貯留液体の攪拌により、貯留液体に入った生成物を貯留液体中に溶かし込み、貯留液体中に生成物が滞留又は浮遊することを抑制することができる。エダクター４８は、例えば、液体流路７２ａから駆動液体が供給され、貯留液体を吸入して、駆動液体とともに吐出する。

【0035】

処理ケーシング５０は、液槽ケーシング４０に接続されており、液槽ケーシング４０から流入する処理ガスをさらに除害処理して排出するものである。処理ケーシング５０は、シャワー槽５１ａと、シャワー槽５１ｂと、シャワー槽５１ｃと、を備えている。シャワー槽５１ａとシャワー槽５１ｂとは壁５０ａで仕切られ、シャワー槽５１ｂとシャワー槽５１ｃとは壁５０ｂで仕切られている。本実施形態では、シャワー槽５１ａ、シャワー槽５１ｂの下部にそれぞれ液槽４２ｂ、液槽４２ｃが設けられている。

【0036】

液槽４２ｂは、壁４７によって液槽４２ａと仕切られており、壁４７の開口部４７ａの下方の堰４４をオーバーフローした液体が流入するように構成されている。液槽４２ｂの下流側は、壁５０ａによって液槽４２ｃと仕切られており、液槽４２ｂの液体が、壁５０ａの開口に設けられたフィルタ４５を介して液槽４２ｃに流れるようになっている。

【0037】

液槽４２ｃは、壁５０ａによって液槽４２ｂと仕切られ、液槽４２ｂの下流側に位置する。液槽４２ｃには、液槽４２ｂからの液体が、フィルタ４５により生成物等の異物を除去された後に流れ込む。液槽４２ｃには、エダクター４８ｂが配置されている。エダクター４８ｂは、フィルタ４５に向かって液体を吐出するように方向付けられている。エダクター４８ｂによる液体の吐出により、フィルタ４５の目詰まりが抑制される。また、液槽４２ｃには、水位計４１が設けられており、水位計４１の検出値を使用して、後述するポンプ８１および／または排出バルブ８４により、液槽４２ｃの水位が所定範囲（予め定められた第１閾値以上第２閾値未満の範囲）となるように制御される。

【0038】

１段目のシャワー槽５１ａは、上下に並んで配置される２つのスプレーノズル５２と、スプレーノズル５２の上方に配置されるスプレーノズルまたは噴射ノズル５３と、を備えている。スプレーノズル５２は、液体流路７２ｂから液体を供給され、下方に向かって液体をスプレーする。スプレーノズルまたは噴射ノズル５３は、液体流路７２ｂから液体を供給され、下方および上方に向かって液体をスプレーする。液槽４２ａからの処理ガスは、シャワー槽５１ａを下方から上方に向かって流れ、シャワー槽５１ａの上端部付近で２段目のシャワー槽５１ｂに流れ込む。

【0039】

シャワー槽５１ａを通過する間に、処理ガスは、スプレーノズル５２，５２、スプレーノズルまたは噴射ノズル５３によりスプレーされた液体と接触して加水分解される。シャワー槽５１ａの上部には、過圧排気口６５が設けられている。過圧排気口６５は、槽内に過剰圧力がかかったときに槽内の圧力を逃がすものである。

【0040】

２段目のシャワー槽５１ｂは、スプレーノズル又は噴射ノズル５３と、スプレーノズルまたは噴射ノズル５３の下方に配置されるスプレーノズル５２と、スプレーノズル５２の下方に配置される噴射ノズル５４と、を備えている。スプレーノズル５２、スプレーノズルまたは噴射ノズル５３は、１段目のシャワー槽５１ａに配置されたスプレーノズル５２、スプレーノズルまたは噴射ノズル５３と同様のものであり、液体流路７２ｂから液体を供給される。噴射ノズル５４は、液体流路７２ａから液体の供給を受け、液槽４２ｃ内の液面に対して液体をたたきつけるように噴射する。

【0041】

シャワー槽５１ａからの処理ガスは、シャワー槽５１ｂを上方から下方に向かって流れ、シャワー槽５１ｂの下端部から３段目のシャワー槽５１ｃに流れ込む。シャワー槽５１ｂを通過する間に、処理ガスは、スプレーノズル５２、スプレーノズルまたは噴射ノズル５３、噴射ノズル５４によりスプレーまたは噴射された液体と接触して加水分解される。また、噴射ノズル５４からの液体の噴射により、液槽４２ｃ内の液面に浮遊する生成物を攪拌し、液体中に溶かし込むことができる。

【0042】

最終段のシャワー槽５１ｃは、上下に並んで配置された２つのラシヒリング層５７と、下側のラシヒリング層５７に向かって液体をスプレーするスプレーノズル５５と、上側のラシヒリング層５７に向かって液体をスプレーするスプレーノズル５６と、を備えている。シャワー槽５１ｃの上端には、ミストトラップ６１が接続されており、ミストトラップ６１を介して処理ガスが排気口６２から排出されるようになっている。

【0043】

ラシヒリング層５７は、ミストの発生を防止するためのものであり、樹脂製のリングが多数積層されて形成されている。スプレーノズル５５は、液体流路７２ｂから液体の供給を受け、下側のラシヒリング層５７に向かって下方に液体をスプレーする。スプレーノズル５６は、液体流路６３から新水（例えば市水）の供給を受け、上側のラシヒリング層５７に向かって下方に液体をスプレーする。液体流路６３には、流量計６４が設けられており、流量計６４の検出値に基づいて、スプレーノズル５６に対する新水の供給量が制御されるようになっている。

【0044】

ミストトラップ６１は、１または複数のバッフル板を備え、霧状になった処理ガスから水分を除去し、気体の状態で処理ガスを排出する。シャワー槽５１ｂからの処理ガスは、シャワー槽５１ｃを下方から上方に向かって流れ、スプレーノズル５５およびスプレーノズル５６によりスプレーされた液体と接触して、さらに加水分解され、ミストトラップ６１で気体の状態に戻された後、排出口６２から排出される。

【0045】

本実施形態の排ガス処理装置１０は、液槽４２ｃの液体排出口４３から排出された液体を圧送するポンプ８１を備えている。ポンプ８１に接続された液体流路７１，７２には、液体に含まれる異物等を除去する除去機構（不図示）が設けられてもよい。ポンプ８１は、液体排出口４３から排出された液体を、液体流路７２，７２ａを介して、スプレーノズル４６，５２および噴射ノズル５４に供給する。

【0046】

ポンプ８１は、液体排出口４３から排出された液体を、液体流路７２，７２ｂを介して、スプレーノズル５２、スプレーノズルまたは噴射ノズル５３、スプレーノズル５５、スプレーノズル５６に供給する。また、ポンプ８１は、液体排出口４３から排出された液体を、液体流路７２，７２ｃを介して、吸入ケーシング２０の液膜形成部２６に供給する。このように液槽４２ａ～４２ｃに溜められた液体を再利用することにより、ランニングコストの低下を図ることができると共に、環境保全に資することができる。

【0047】

また、液体流路７２ｃには、流量計８３が設けられている。流量計８３の検出結果に基づいて、ポンプ８１を制御することにより、液膜形成部２６への液体の流量を調節し、液膜Ｌｆの厚さ等を適切に制御することができる。例えば、処理ガスの圧損が抑制され、かつ生成物の飛散を抑制されるように、液膜Ｌｆの厚さを制御する。また、流量計８３は、流量を検出する機能に加え、流量を制御する機能を有する流量制御弁であってもよい。例えば、流量計の検出値に基づいて流量が設定値になるように流量制御弁を自動的に制御するＣＬＣ（Ｃｌｏｓｅｄ Ｌｏｏｐ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）を採用することができる。また、液体流路７２に流量計８２を設け、ポンプ８１からの液体の流量全体を監視して制御するようにしてもよい。流量計８２は、流量計８３と同様に、流量を制御する機能を有することができる。

【0048】

なお、ポンプ８１により液体排出口４３から排出された液体は、液体流路７１に設けられた排出バルブ８４の開閉に応じて、液体流路７１を介して排ガス処理装置１０外部に排出される。一例では、ポンプ８１は、処理ガスの処理中、液体の循環のために常時運転され、液槽４２ｃに設けられた水位計４１の検出値に基づいて、液槽４２ｃの水位が所定範囲（予め定められた第１閾値以上第２閾値未満の範囲）となるように、排出バルブ８４の開閉が制御される。

【0049】

上述した本実施形態によれば、導出口２４が液槽４２ａの液面から離間しているため、導出口２４から流れ出る処理ガスの圧損を抑制し、処理ガスの流速を向上させ、排ガス処理装置の処理速度を向上させることができる。また、導出口２４が貯留液体の液面との間の距離が近いため、周囲への生成物の飛散を抑制することができる。

【0050】

また、本実施形態によれば、液槽４２ａがオーバーフロー方式の液槽であるため、導出口２４の直下の液面の高さを安定させることができ、処理ガスの圧損の増大及び生成物の飛散を抑制することができる。

【0051】

本実施形態によれば、スプレーノズル４６により液槽４２ａ内全体（液面上方の構成全体）に液体をスプレーして液槽４２ａ内の界面を液体で覆うことにより、液槽４２ａ内の構成に生成物が付着することを抑制できる。また、スプレーノズル４６により、吸入ケーシング２０の導出口２４の周囲の部分に対しても液体をスプレーするので、吸入ケーシング２０の導出口２４の近傍において処理ガスと液体との反応により生成される生成物を、貯留液体中に落とすことができる。これにより、吸入ケーシング２０の導出口２４近傍から生成物が飛散することを抑制することができる。また、吸入ケーシング２０の液膜形成部２６で形成された液膜Ｌｆの液体が導出口２４から流れ出るので、この点でも、導出口２４における生成物の飛散が抑制される。

【0052】

吸入ケーシング２０の内部の温度が低い場合、温度低下に起因して、吸入ケーシング２０に吸入された処理ガスから生成物が発生するおそれがある。この生成物が吸入ケーシング２０の内部に付着すると、排ガス処理装置１０が故障したり、処理ガスの処理効率が低下するおそれがある。

【0053】

そこで、排ガス処理装置１０の吸入ケーシング２０は、吸入ケーシング２０の上部に配置された処理ガス吸入構造１００を備えている。処理ガス吸入構造１００は、処理ガスを液体と接触させることにより無害化するための排ガス処理装置１０に適用可能である。以下、処理ガス吸入構造１００の構造について、図面を参照して説明する。

【0054】

図２は、処理ガス吸入構造を示す断面図である。なお、図２では、吸入配管２３およびスクレーパ３２の図示は省略されている。図２に示すように、処理ガス吸入構造１００は、二重管構造体１０１と、二重管構造体１０１を加熱する加熱装置１０２と、を備えている。二重管構造体１０１は、吸入口２２から導入された処理ガスが流れる処理ガス流路部１０５と、処理ガス流路部１０５の外側に配置された仕切部１０６と、を備えている。

【0055】

処理ガス流路部１０５および仕切部１０６のそれぞれは、筒形状を有している。仕切部１０６は処理ガス流路部１０５を取り囲んでおり、処理ガス流路部１０５および仕切部１０６は、同心状に配置されている。

【0056】

処理ガス吸入構造１００は、吸入口２２と、配管ベース部１０８と、を備えた配管構造体１１０を備えている。配管構造体１１０は、二重管構造体１０１に接続されており、二重管構造体１０１の上方に配置されている。この状態で、配管構造体１１０は、二重管構造体１０１に接続される。

【0057】

処理ガス吸入構造１００は、二重管構造体１０１に接続された壁構造体１１５を備えている。壁構造体１１５は二重管構造体１０１の下方に配置されている。したがって、二重管構造体１０１は、配管構造体１１０と壁構造体１１５との間に配置されている。図１に示す液膜形成部２６は壁構造体１１５に設けられており、液膜Ｌｆは壁構造体１１５の内周面に形成される。

【0058】

二重管構造体１０１と壁構造体１１５との間には、環状のシール部材（例えば、ガスケット）１１９が配置されている。より具体的には、二重管構造体１０１（より具体的には、仕切部１０６）はその外周面１０６ａから外側に延びるフランジ部１１６を有しており、壁構造体１１５はその外周面１１５ａから外側に延びるフランジ部１１７を有している。シール部材１１９は、二重管構造体１０１のフランジ部１１６と壁構造体１１５のフランジ部１１７との間に配置されている。

【0059】

加熱装置１０２は、処理ガス流路部１０５と仕切部１０６との間に形成された環状の第１加熱空間Ｈｓ１を加熱する第１加熱構造１２０と、仕切部１０６と壁構造体１１５との間に形成された環状の第２加熱空間Ｈｓ２を加熱する第２加熱構造１２１と、を備えている。第２加熱空間Ｈｓ２は、第１加熱空間Ｈｓ１の外側に配置されている。

【0060】

本実施形態では、第１加熱構造１２０および第２加熱構造１２１は同一の構造を有している。第１加熱構造１２０および第２加熱構造１２１のそれぞれは、所定温度（例えば、１８０℃）まで加熱された不活性ガス（例えば、窒素（Ｎ_２）ガス）を二重管構造体１０１に供給する不活性ガス供給構造である。

【0061】

本実施形態によれば、処理ガス吸入構造１００は、二重管構造体１０１を加熱する加熱装置１０２を備えているため、処理ガス吸入構造１００は、温度低下に起因して、処理ガスから生成物が発生することを防止することができる。

【0062】

第１加熱構造１２０は、第１加熱空間Ｈｓ１に連通する第１ガス供給管１２５と、第１ガス供給管１２５に接続された第１ガスライン１２６と、第１ガスライン１２６および第１ガス供給管１２５を通じて、加熱された不活性ガスを第１加熱空間Ｈｓ１に供給するガス供給源１２７と、を備えている。

【0063】

同様に、第２加熱構造１２１は、第２加熱空間Ｈｓ２に連通する第２ガス供給管１３０と、第２ガス供給管１３０に接続された第２ガスライン１３１と、第２ガスライン１３１および第２ガス供給管１３０を通じて、加熱された不活性ガスを第２加熱空間Ｈｓ２に供給するガス供給源１３２と、を備えている。ガス供給源１２７およびガス供給源１３２は、共通の供給源であってもよい。

【0064】

本実施形態では、第１ガス供給管１２５は、第２ガス供給管１３０の上方に配置されており、仕切部１０６の上部に接続されている。第２ガス供給管１３０は、第１ガス供給管１２５の下方に配置されており、仕切部１０６の下部（より具体的には、フランジ部１１６）に接続されている。

【0065】

図３は、二重管構造体に供給された不活性ガスの流れを示す図である。図３に示すように、第１加熱構造１２０（すなわち、第１不活性ガス供給構造）によって、第１加熱空間Ｈｓ１に供給された高温の不活性ガスは、処理ガス流路部１０５の外周面１０５ａに沿って下方に流れ、処理ガス流路部１０５を通過する。このように流れる不活性ガスは、処理ガス流路部１０５および仕切部１０６に接触して、処理ガス流路部１０５および仕切部１０６の表面温度を高温に保持する。

【0066】

図３に示すように、二重管構造体１０１は、第１加熱構造１２０から供給された、第１加熱空間Ｈｓ１を通過する不活性ガスの流路を絞る絞り部１４０Ａ，１４０Ｂを備えている。絞り部１４０Ａは、仕切部１０６の下端に配置された下端側絞り部である。絞り部１４０Ｂは、絞り部１４０Ａの上方に配置された上側絞り部である。本明細書では、下端側絞り部１４０Ａおよび上側絞り部１４０Ｂを区別せずに、単に絞り部１４０と呼ぶことがある。

【0067】

本実施形態では、２つの絞り部１４０Ａ，１４０Ｂが設けられているが、一実施形態では、１つの絞り部１４０が設けられてもよく、他の実施形態では、３つ以上の絞り部１４０が設けられてもよい。

【0068】

絞り部１４０Ａ，１４０Ｂのそれぞれは、環状形状を有しており、仕切部１０６から処理ガス流路部１０５に向かって延びている。第１加熱空間Ｈｓ１における不活性ガスの流路は、処理ガス流路部１０５の外周面１０５ａに隣接する位置において小さくなっている。

【0069】

図３に示すように、第２加熱構造１２１（すなわち、第２不活性ガス供給構造）によって、第２加熱空間Ｈｓ２に供給された高温の不活性ガスは、壁構造体１１５の内周面１１５ｂに沿って下方に流れ、仕切部１０６を通過する。このように流れる不活性ガスは、仕切部１０６および壁構造体１１５に接触して、仕切部１０６および壁構造体１１５の表面温度を高温に保持する。特に、壁構造体１１５の内周面１１５ｂには、液膜Ｌｆ（図１参照）が形成されるため、壁構造体１１５の温度は低下するおそれがある。高温の不活性ガスを壁構造体１１５に接触させることにより、第２加熱構造１２１は、壁構造体１１５の表面温度を高温に保持することができる。

【0070】

二重管構造体１０１は、第２加熱構造１２１から供給された、第２加熱空間Ｈｓ２を通過する不活性ガスの流路を絞る絞り部１４１を備えている。絞り部１４１は、環状形状を有しており、仕切部１０６から壁構造体１１５に向かって延びている。第２加熱空間Ｈｓ２における不活性ガスの流路は、壁構造体１１５の内周面１１５ｂに隣接する位置において小さくなっている。本実施形態では、１つの絞り部１４１が設けられているが、一実施形態では、２つ以上の絞り部１４１が設けられてもよい。

【0071】

図４は、絞り部を備える二重管構造体の効果を説明するための図である。上述したように、絞り部１４０，１４１を形成することにより、不活性ガスの流路の断面積が小さくなり、結果として、不活性ガスは、勢いよく下方に流れる。不活性ガスの流速が小さい場合、不活性ガスは、二重管構造体１０１の円周方向において、偏った状態で下方に流れるおそれがある。つまり、不活性ガスは、二重管構造体１０１の円周方向における特定の領域だけ積極的に流れ、その他の領域ではあまり流れないおそれがある。このような不活性ガスの不均一な流れは、吸入ケーシング２０の温度低下の原因となるおそれがある。

【0072】

本実施形態では、第１加熱空間Ｈｓ１に配置された絞り部１４０Ａ，１４０Ｂおよび第２加熱空間Ｈｓ２に配置された絞り部１４１のそれぞれは、不活性ガスの流路の断面積を小さくする。したがって、処理ガス吸入構造１００は、勢いよく不活性ガスを流すことができ、結果として、不活性ガスが二重管構造体１０１の円周方向において、偏った状態で下方に流れることを確実に防止することができる。

【0073】

図４に示すように、下端側絞り部１４０Ａと処理ガス流路部１０５の外周面１０５ａとの間の隙間を通過する不活性ガスは、二重管構造体１０１の先端部分１０１ａの下方に位置する液膜Ｌｆまで勢いよく流れる。このように流れる不活性ガスは、環状形状を有し、かつカーテン状に延びており、処理ガス流路部１０５を流れる処理ガスを取り囲むように、処理ガスの外側に形成される。したがって、カーテン状に形成された不活性ガスの流れは、処理ガスの、処理ガス流路部１０５の半径方向外側への流れを阻害する。結果として、処理ガス流路部１０５を通過する処理ガスは、拡散することなく、配管２１に沿って下方にスムーズに流れる。

【0074】

壁構造体１１５の内周面１１５ｂと絞り部１４１との間の隙間を通過する不活性ガスも同様に、絞り部１４１の下方に位置する液膜Ｌｆまで勢いよく流れる。このように流れる不活性ガスは、環状形状を有し、かつカーテン状に延びており、下端側絞り部１４０Ａと処理ガス流路部１０５の外周面１０５ａとの間の隙間を通過する不活性ガスを取り囲むように形成される。したがって、処理ガスの、処理ガス流路部１０５の半径方向外側への流れは、より確実に防止される。

【0075】

本実施形態によれば、加熱装置１０２は、処理ガス流路部１０５の外側に形成された二重のカーテン状に延びる不活性ガスの流れを形成することができるため、二重管構造体１０１を加熱するのみならず、処理ガス流路部１０５を通過する処理ガスの拡散をも確実に防止することができる。

【0076】

図４に示すように、二重管構造体１０１の先端部分１０１ａは液膜Ｌｆに隣接して配置されているため、この先端部分１０１ａの温度は特に低くなってしまう。本実施形態によれば、図４の矢印で示すように、加熱装置１０２は、第１加熱空間Ｈｓ１を通過する不活性ガスのみならず、第２加熱空間Ｈｓ２を通過する不活性ガスをも二重管構造体１０１の先端部分１０１ａに接触させることができる。したがって、加熱装置１０２は、先端部分１０１ａの温度低下を防止することができる。

【0077】

図５は、加熱装置の他の実施形態を示す図である。図５に示すように、加熱装置１０２は、第１加熱空間Ｈｓ１に配置されたヒータ１５０を備えてもよい。ヒータ１５０は、二重管構造体１０１を所定温度（例えば、１８０℃）まで加熱することができれば、特に限定されない。例えば、ヒータ１５０は、カートリッジヒータであってもよく、シート状のヒータであってもよい。カートリッジヒータを採用する場合、複数のヒータ１５０は、処理ガス流路部１０５の周方向に沿って等間隔に配置されてもよい。シート状のヒータを採用する場合、ヒータ１５０は処理ガス流路部１０５に巻き付けられてもよい。

【0078】

第１加熱空間Ｈｓ１に配置されたヒータ１５０は、二重管構造体１０１（すなわち、処理ガス流路部１０５および仕切部１０６）を加熱することができる。本実施形態では、ヒータ１５０は、処理ガス流路部１０５に隣接して配置されているため、処理ガス流路部１０５を積極的に加熱することができる。一実施形態では、高温の不活性ガスが第１加熱空間Ｈｓ１を通過することができれば、加熱装置１０２は、第１不活性ガス供給構造１２０およびヒータ１５０の両方を備えてもよい。

【0079】

図示しないが、加熱装置１０２は、第２加熱空間Ｈｓ２に配置されたヒータをさらに備えてもよい。この場合であっても、高温の不活性ガスが第２加熱空間Ｈｓ２を通過することができれば、加熱装置１０２は、第２不活性ガス供給構造１２１およびヒータ（図示）の両方を備えてもよい。

【0080】

図６は、処理ガス吸入構造の他の実施形態を示す図である。図６に示すように、処理ガス吸入構造１００は、高温の不活性ガスが流れる環状流路構造体２００と、環状流路構造体２００を加熱する加熱装置２１０と、を備えている。環状流路構造体２００は、処理ガスが流れる処理ガス流路部２０１と、処理ガス流路部２０１の外側に配置された環状のジグザグ流路部２０５と、を備えている。

【0081】

壁構造体１１５は、処理ガス流路部２０１の外側に形成されている。処理ガス流路部２０１および壁構造体１１５のそれぞれは、筒形状を有しており、壁構造体１１５は、処理ガス流路部２０１を取り囲んでいる。処理ガス流路部２０１および壁構造体１１５は、同心状に配置されている。

【0082】

ジグザグ流路部２０５は、処理ガス流路部２０１の外面２０１ａに形成された第１環状突起２０２と、処理ガス流路部２０１の外面２０１ａに近接する方向に延びる第２環状突起２０３と、を備えている。第１環状突起２０２および第２環状突起２０３は、互いに同心状に配置されている。第２環状突起２０３は、第１環状突起２０２の上方に配置されている。

【0083】

環状流路構造体２００は、壁構造体１１５のフランジ部１１７に連結可能なフランジ部２０６を有しており、第２環状突起２０３は、このフランジ部２０６に接続されており、外面２０１ａに向かって延びている。一実施形態では、第２環状突起２０３は、処理ガス流路部２０１の外側に配置された壁構造体１１５の内周面１１５ｂに形成されてもよい。

【0084】

加熱装置２１０は、加熱された不活性ガス（例えば、窒素（Ｎ_２）ガス）をジグザグ流路部２０５に供給する加熱構造（本実施形態では、不活性ガス供給構造）１０２を備えている。図６に示すように、不活性ガス供給構造１０２は、ジグザグ流路部２０５に連通するガス供給管２０７と、ガス供給管２０７に接続されたガスライン２０８と、ガスライン２０８およびガス供給管２０７を通じて、加熱された不活性ガスをジグザグ流路部２０５に供給するガス供給源２０９と、を備えている。

【0085】

図７は、ジグザグ流路部に供給された高温の不活性ガスの流れを示す図である。第１環状突起２０２および第２環状突起２０３のそれぞれは、互いに環状形状を有しており、第２環状突起２０３および第１環状突起２０２は、不活性ガスの流れ方向において、この順に配置されている。

【0086】

したがって、ジグザグ流路部２０５に導入された不活性ガスは、処理ガス流路部２０１を取り囲むように、旋回して流れ、第２環状突起２０３と第１環状突起２０２との間の隙間に流入する。この隙間は、処理ガス流路部２０１と壁構造体１１５との間に形成された環状の空間である。この空間に流入した不活性ガスは、処理ガス流路部２０１および壁構造体１１５を加熱しながら、旋回して流れ、第２環状突起２０３および第１環状突起２０２の下方に流れる。

【0087】

図７に示すように、第２環状突起２０３および第１環状突起２０２を通過する不活性ガスは、処理ガス流路部２０１の下方に位置する液膜Ｌｆまで勢いよく流れる。このように流れる不活性ガスは、環状形状を有し、かつカーテン状に延びる。図６および図７に示す実施形態においても、処理ガス吸入構造１００は、温度低下に起因して、処理ガスから生成物が発生することを防止することができる。

【0088】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

【符号の説明】

【0089】

１０ 排ガス処理装置
１１ キャビネット
１３ ドレインパン
１４ 漏液センサ
２０ 吸入ケーシング
２１ 配管
２２ 吸入口
２３ 吸入配管
２４ 導出口
２６ 液膜形成部
３２ スクレーパ
４０ 液槽ケーシング
４０ａ 壁
４１ 水位計
４２ａ 液槽
４２ｂ 液槽
４２ｃ 液槽
４３ 液体排出口
４４ 堰
４５ フィルタ
４６ スプレーノズル
４６１ 第１スプレーノズル
４６２ 第２スプレーノズル
４７ 壁
４７ａ 開口部
４８ エダクター
４８ｂ エダクター
５１ シャワー槽
５１ａ シャワー槽
５１ｂ シャワー槽
５１ｃ シャワー槽
５２ スプレーノズル
５３ 噴射ノズル
５４ 噴射ノズル
５５ スプレーノズル
５６ スプレーノズル
５７ ラシヒリング層
６１ ミストトラップ
６３ 液体流路
６４ 流量計
６５ 過圧排気口
７１ 液体流路
７２ 液体流路
７２ａ 液体流路
８１ ポンプ
８２ 流量計
８３ 流量計
８４ 排出バルブ
９９ 制御装置
１００ 処理ガス吸入構造
１０１ 二重管構造
１０１ａ 先端部分
１０２ 加熱装置
１０５ 処理ガス流路部
１０５ａ 外周面
１０６ 仕切部
１０６ａ 外周面
１０８ 配管ベース部
１１０ 配管構造体
１１５ 壁構造体
１１５ａ 外周面
１１５ｂ 内周面
１１６ フランジ部
１１７ フランジ部
１１９ シール部材
１２０ 第１加熱構造
１２１ 第２加熱構造
１２５ 第１ガス供給管
１２６ 第１ガスライン
１２７ ガス供給源
１３０ 第２ガス供給管
１３１ 第２ガスライン
１３２ ガス供給源
１４０Ａ 絞り部
１４０Ｂ 絞り部
１４１ 絞り部
１５０ ヒータ
２００ 環状流路構造体
２０１ 処理ガス流路部
２０１ａ 外面
２０２ 第１環状突起
２０３ 第２環状突起
２０５ ジグザグ流路部
２０６ フランジ部
２０７ ガス供給管
２０８ ガスライン
２０９ ガス供給源
２１０ 加熱装置
Ｌｆ 液膜
Ｈｓ１ 第１加熱空間
Ｈｓ２ 第２加熱空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】