(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-02-02
(54)【発明の名称】ガス汚染物処理装置
(51)【国際特許分類】
H01L 21/205 20060101AFI20220126BHJP
H01L 21/31 20060101ALI20220126BHJP
F23G 7/06 20060101ALI20220126BHJP
【ＦＩ】
H01L21/205
H01L21/31 B
F23G7/06 D ZAB
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021532355
(86)(22)【出願日】2020-11-18
(85)【翻訳文提出日】2021-06-07
(86)【国際出願番号】 SG2020050669
(87)【国際公開番号】W WO2021101444
(87)【国際公開日】2021-05-27
(31)【優先権主張番号】62/938,658
(32)【優先日】2019-11-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】518359742
【氏名又は名称】エコシス ピーティーイー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110002262
【氏名又は名称】ＴＲＹ国際特許業務法人
(72)【発明者】
【氏名】田 志偉
【テーマコード（参考）】
3K078
5F045
【Ｆターム（参考）】
3K078AA06
3K078BA20
3K078BA29
3K078CA01
3K078CA25
5F045AA03
5F045AC00
5F045AC11
5F045EG07
5F045EJ01
(57)【要約】
【課題】ガス汚染物処理装置を提供する。
【解決手段】ガス汚染物処理装置であって、反応部と、管体とを含み、反応部は吸気モジュールと、反応モジュールと、燃焼モジュールと、冷却モジュールとを含み、管体は反応部に接続され、水平部分と、接続部分と、垂直部分とを備え、水平部分はガス汚染物処理装置の設置平面に実質的に平行であり、垂直部分は設置平面に実質的に垂直であり、水平部分は反応部に連通する上部吸気口及び側方吸気口を備え、接続部分は水平部分と垂直部分との間に接続され、上部吸気口は反応部を経て下向きに流れる流出物を受け入れ、側方吸気口は水平気流を受け入れ、流出物は水平気流に連れられて回転サイクロンが形成され、且つ接続部分を介して垂直部分の接続部分から遠い出口から排出される。
【解決手段】ガス汚染物処理装置であって、反応部と、管体とを含み、反応部は吸気モジュールと、反応モジュールと、燃焼モジュールと、冷却モジュールとを含み、管体は反応部に接続され、水平部分と、接続部分と、垂直部分とを備え、水平部分はガス汚染物処理装置の設置平面に実質的に平行であり、垂直部分は設置平面に実質的に垂直であり、水平部分は反応部に連通する上部吸気口及び側方吸気口を備え、接続部分は水平部分と垂直部分との間に接続され、上部吸気口は反応部を経て下向きに流れる流出物を受け入れ、側方吸気口は水平気流を受け入れ、流出物は水平気流に連れられて回転サイクロンが形成され、且つ接続部分を介して垂直部分の接続部分から遠い出口から排出される。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ガス汚染物処理装置であって、第１外壁と、第１内壁と、第１冷却チャンバーと、吸気チャンバーと、少なくとも１つのガイド管路とを備え、前記第１冷却チャンバーは前記第１外壁と前記第１内壁との間に設けられ、前記第１内壁によって前記吸気チャンバーが画定され、前記ガイド管路は前記吸気チャンバーの側辺に設けられ且つ半導体製造プロセスからの流出物を前記吸気チャンバーにガイドする吸気モジュールと、
前記吸気モジュールの下方にカップリングされ、第２外壁と、第２内壁と、第２冷却チャンバーと、反応チャンバーと備え、前記第２冷却チャンバーは前記第２外壁と前記第２内壁との間に設けられ、前記第２内壁によって前記吸気チャンバーが画定され、前記吸気チャンバーと前記吸気チャンバーが互いに連通して前記吸気チャンバーからの前記流出物を受け入れる反応モジュールと、
少なくとも１つの燃焼アセンブリを備え、前記燃焼アセンブリは予混合チャンバーと、スパークプラグと、第１管路と、第２管路とを備え、前記第１管路は酸化剤を、前記第２管路は燃料ガスを前記予混合チャンバーに輸送し、前記スパークプラグは前記予混合チャンバーの開口端の近くに設けられ、前記開口端は前記反応チャンバーに接続され、前記スパークプラグは前記酸化剤と前記燃料ガスを点火させる火花を生成し且つ前記開口端から前記反応チャンバーに炎を提供して前記流出物を燃焼させる燃焼モジュールと、
第１管路と、第２管路とを備え、前記第１管路は冷却液源と前記第２冷却チャンバーとの間に接続され、前記第２管路は前記第２冷却チャンバーと前記第１冷却チャンバーとの間に接続され、ただし、前記第１冷却チャンバー及び前記第２冷却チャンバーは前記第２管路を介して互いに連通する冷却モジュールと、を有する反応部と、
前記反応部に接続され、水平部分と、接続部分と、垂直部分とを備え、前記水平部分は前記ガス汚染物処理装置の設置平面に実質的に平行に延伸し、前記垂直部分は前記設置平面に実質的に垂直であり、前記水平部分は前記反応部の前記反応チャンバーに連通する上部吸気口及び側方吸気口を備え、前記接続部分は前記水平部分と前記垂直部分との間に接続される管体とを含み、
前記上部吸気口は前記反応部を経て下向きに流れる前記流出物を受け入れ、前記側方吸気口は水平気流を受け入れ、前記流出物は前記水平気流に連れられて回転サイクロンが形成され、且つ前記接続部分を介して前記垂直部分の前記接続部分から遠い出口から排出されることを特徴とするガス汚染物処理装置。
【請求項2】
前記第１冷却チャンバーは第１リングチャンバーで、且つ間隔を置いて前記吸気チャンバーを取り囲むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項3】
前記第２冷却チャンバーは第２リングチャンバーで、且つ間隔を置いて前記反応チャンバーを取り囲むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項4】
前記燃焼アセンブリは対称に前記反応チャンバーを取り囲むように設けられる第１燃焼アセンブリと、第２燃焼アセンブリと、第３燃焼アセンブリと、第４燃焼アセンブリとを含み、前記複数の燃焼アセンブリはそれぞれ前記反応チャンバー内に燃焼炎を提供して炎の壁を形成させることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項5】
前記吸気モジュール、前記反応部及び前記管体の前記垂直部分は前記設置平面に垂直の縦方向に沿って延伸するように設けられることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項6】
前記反応チャンバーで前記炎によって前記流出物が燃焼する時、前記反応チャンバーは９００℃を超える内部温度を有し、前記第２外壁は５０℃未満の外部温度を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項7】
前記燃焼アセンブリの前記予混合チャンバーは前記開口端を介して前記反応部に接続され、前記開口端と前記反応部の下開口とには前記流出物の前記反応チャンバー内での流動時間を引き伸ばす第１高さが隔たることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項8】
前記垂直部分が前記流出物の前記垂直部分内での流動時間を引き伸ばす第２高さを有し、そのために前記流出物は前記反応チャンバーから前記垂直部分の前記出口に流動した後、温度が２００℃未満に下がることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項9】
前記吸気チャンバー、前記反応チャンバー及び排気部の内部通路によってＵ字状の管路が形成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項10】
ガス汚染物処理装置であって、吸気チャンバーと、少なくとも１つのガイド管路とを備え、前記ガイド管路は前記吸気チャンバーの側辺に設けられ且つ半導体製造プロセスからの流出物を前記吸気チャンバーにガイドする吸気モジュールと、
前記吸気モジュールの下方にカップリングされ、反応チャンバーを備え、前記吸気チャンバーと前記吸気チャンバーが互いに連通して前記吸気チャンバーからの前記流出物を受け入れ、ただし、前記流出物の前記反応チャンバー内での流動時間を引き伸ばす第１高さを有する反応モジュールと、
少なくとも１つの燃焼アセンブリを備え、前記燃焼アセンブリは予混合チャンバーと、スパークプラグと、第１管路と、第２管路とを備え、前記第１管路は酸化剤を、前記第２管路は燃料ガスを前記予混合チャンバーに輸送し、前記スパークプラグは前記予混合チャンバーの開口端の近くに設けられ、前記開口端は前記反応チャンバーに接続され、前記スパークプラグは前記酸化剤と前記燃料ガスを点火させる火花を生成し且つ前記開口端から前記反応チャンバーに炎を提供して前記流出物を燃焼させる燃焼モジュールと、を有する反応部と、
前記反応部に接続され、水平部分と、接続部分と、垂直部分とを備え、前記水平部分は前記ガス汚染物処理装置の設置平面に実質的に平行であり、前記垂直部分は前記設置平面に実質的に垂直であり、前記水平部分は前記反応部の前記反応チャンバーに連通する上部吸気口及び側方吸気口を備え、前記接続部分は前記水平部分と前記垂直部分との間に接続される管体とを含み、
前記上部吸気口は前記燃焼モジュールを経て下向きに流れる前記流出物を受け入れ、前記側方吸気口は水平気流を受け入れ、前記流出物は前記水平気流に連れられて回転サイクロンが形成され、且つ前記接続部分を介して前記垂直部分の前記接続部分から遠い出口から排出され、
前記垂直部分が前記流出物の前記垂直部分内での流動時間を引き伸ばす第２高さを有し、そのために前記流出物は前記反応チャンバーから前記垂直部分の前記出口に流動した後、温度が２００℃未満に下がることを特徴とするガス汚染物処理装置。
【請求項11】
前記吸気モジュールは間隔を置いて前記吸気チャンバーを取り囲む第１リングチャンバーをさらに含み、前記反応モジュールは間隔を置いて前記反応チャンバーを取り囲む第２リングチャンバーをさらに含み、前記第１リングチャンバーと前記第２リングチャンバーが互いに連通し且つ冷却液が入れられ、そのために前記反応チャンバーで前記炎によって前記流出物が燃焼する時、前記反応チャンバー内は９００℃を超える内部温度を有し、前記反応チャンバー外は５０℃未満の外部温度を有することを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項12】
前記燃焼アセンブリは対称に前記反応チャンバーを取り囲むように設けられる第１燃焼アセンブリと、第２燃焼アセンブリと、第３燃焼アセンブリと、第４燃焼アセンブリとを含み、前記複数の燃焼アセンブリはそれぞれ前記反応チャンバー内に燃焼炎を提供して炎の壁を形成させることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項13】
前記吸気モジュール、前記反応モジュール及び前記管体の前記垂直部分は前記設置平面に垂直の縦方向に沿って延伸するように設けられることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項14】
前記吸気チャンバー、前記反応チャンバー及び前記排気部の内部通路によってＵ字状の管路が形成されることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はガス汚染物処理装置に関し、特に、半導体製造プロセスからの流出物の処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体製造プロセスの排気ガスには人体や環境に有害な様々な化学物質が含まれ、よく用いられる排気ガス処理設備は、燃焼式、プラズマ式、水洗式、触媒式などを含む。
【0003】
化学気相蒸着（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、略称ＣＶＤ）プロセスで生成されたシラン（Ｓｉｌａｎｅ）、アルシン（Ａｒｓｉｎｅ）、ホスフィン（Ｐｈｏｓｐｈｉｎｅ）などの汚染物質には一般的に燃焼式の排気ガス処理設備が用いられ、そのような製品は、例えば、ＤＡＳ社のＬＡＲＣＨ型又はＥｄｗａｒｄｓ社のＳｐｅｃｔｒａシリーズである。
【発明の概要】
【0004】
本発明は、ガス汚染物処理装置であって、
第１外壁と、第１内壁と、第１冷却チャンバーと、吸気チャンバーと、少なくとも１つのガイド管路とを備え、当該第１冷却チャンバーは当該第１外壁と当該第１内壁との間に設けられ、当該第１内壁によって当該吸気チャンバーが画定され、当該ガイド管路は当該吸気チャンバーの側辺に設けられ且つ半導体製造プロセスからの流出物を当該吸気チャンバーにガイドする吸気モジュールと、
当該吸気モジュールの下方にカップリングされ、第２外壁と、第２内壁と、第２冷却チャンバーと、反応チャンバーと備え、当該第２冷却チャンバーは当該第２外壁と当該第２内壁との間に設けられ、当該第２内壁によって当該吸気チャンバーが画定され、当該吸気チャンバーと当該吸気チャンバーが互いに連通して当該吸気チャンバーからの当該流出物を受け入れる反応モジュールと、
少なくとも１つの燃焼アセンブリを備え、当該燃焼アセンブリは予混合チャンバーと、スパークプラグと、第１管路と、第２管路とを備え、当該第１管路は酸化剤を、当該第２管路は燃料ガスを当該予混合チャンバーに輸送し、当該スパークプラグは当該予混合チャンバーの開口端の近くに設けられ、当該開口端は当該反応チャンバーに接続され、当該スパークプラグは当該酸化剤と当該燃料ガスを点火させる火花を生成し且つ当該開口端から当該反応チャンバーに炎を提供して当該流出物を燃焼させる燃焼モジュールと、
第１管路と、第２管路とを備え、当該第１管路は冷却液源と当該第２冷却チャンバーとの間に接続され、当該第２管路は当該第２冷却チャンバーと当該第１冷却チャンバーとの間に接続され、ただし、当該第１冷却チャンバー及び当該第２冷却チャンバーは当該第２管路を介して互いに連通する冷却モジュールと、を有する反応部と、
当該反応部に接続され、水平部分と、接続部分と、垂直部分とを備え、当該水平部分は当該ガス汚染物処理装置の設置平面に実質的に平行であり、当該垂直部分は当該設置平面に実質的に垂直であり、当該水平部分は当該反応部の当該反応チャンバーに連通する上部吸気口及び側方吸気口を備え、当該接続部分は当該水平部分と当該垂直部分との間に接続される管体とを含み、
当該上部吸気口は当該反応部を経て下向きに流れる当該流出物を受け入れ、当該側方吸気口は水平気流を受け入れ、当該流出物は当該水平気流に連れられて回転サイクロンが形成され、且つ当該接続部分を介して当該垂直部分の当該接続部分から遠い出口から排出される、当該ガス汚染物処理装置を提供する。
第１外壁と、第１内壁と、第１冷却チャンバーと、吸気チャンバーと、少なくとも１つのガイド管路とを備え、当該第１冷却チャンバーは当該第１外壁と当該第１内壁との間に設けられ、当該第１内壁によって当該吸気チャンバーが画定され、当該ガイド管路は当該吸気チャンバーの側辺に設けられ且つ半導体製造プロセスからの流出物を当該吸気チャンバーにガイドする吸気モジュールと、
当該吸気モジュールの下方にカップリングされ、第２外壁と、第２内壁と、第２冷却チャンバーと、反応チャンバーと備え、当該第２冷却チャンバーは当該第２外壁と当該第２内壁との間に設けられ、当該第２内壁によって当該吸気チャンバーが画定され、当該吸気チャンバーと当該吸気チャンバーが互いに連通して当該吸気チャンバーからの当該流出物を受け入れる反応モジュールと、
少なくとも１つの燃焼アセンブリを備え、当該燃焼アセンブリは予混合チャンバーと、スパークプラグと、第１管路と、第２管路とを備え、当該第１管路は酸化剤を、当該第２管路は燃料ガスを当該予混合チャンバーに輸送し、当該スパークプラグは当該予混合チャンバーの開口端の近くに設けられ、当該開口端は当該反応チャンバーに接続され、当該スパークプラグは当該酸化剤と当該燃料ガスを点火させる火花を生成し且つ当該開口端から当該反応チャンバーに炎を提供して当該流出物を燃焼させる燃焼モジュールと、
第１管路と、第２管路とを備え、当該第１管路は冷却液源と当該第２冷却チャンバーとの間に接続され、当該第２管路は当該第２冷却チャンバーと当該第１冷却チャンバーとの間に接続され、ただし、当該第１冷却チャンバー及び当該第２冷却チャンバーは当該第２管路を介して互いに連通する冷却モジュールと、を有する反応部と、
当該反応部に接続され、水平部分と、接続部分と、垂直部分とを備え、当該水平部分は当該ガス汚染物処理装置の設置平面に実質的に平行であり、当該垂直部分は当該設置平面に実質的に垂直であり、当該水平部分は当該反応部の当該反応チャンバーに連通する上部吸気口及び側方吸気口を備え、当該接続部分は当該水平部分と当該垂直部分との間に接続される管体とを含み、
当該上部吸気口は当該反応部を経て下向きに流れる当該流出物を受け入れ、当該側方吸気口は水平気流を受け入れ、当該流出物は当該水平気流に連れられて回転サイクロンが形成され、且つ当該接続部分を介して当該垂直部分の当該接続部分から遠い出口から排出される、当該ガス汚染物処理装置を提供する。
【0005】
さらに本発明は、ガス汚染物処理装置であって、
吸気チャンバーと、少なくとも１つのガイド管路とを備え、当該ガイド管路は当該吸気チャンバーの側辺に設けられ且つ半導体製造プロセスからの流出物を当該吸気チャンバーにガイドする吸気モジュールと、
当該吸気モジュールの下方にカップリングされ、反応チャンバーを備え、当該吸気チャンバーと当該吸気チャンバーが互いに連通して当該吸気チャンバーからの当該流出物を受け入れ、ただし、当該流出物の当該反応チャンバー内での流動時間を引き伸ばす第１高さを有する反応モジュールと、
少なくとも１つの燃焼アセンブリを備え、当該燃焼アセンブリは予混合チャンバーと、スパークプラグと、第１管路と、第２管路とを備え、当該第１管路は酸化剤を、当該第２管路は燃料ガスを当該予混合チャンバーに輸送し、当該スパークプラグは当該予混合チャンバーの開口端の近くに設けられ、当該開口端は当該反応チャンバーに接続され、当該スパークプラグは当該酸化剤と当該燃料ガスを点火させる火花を生成し且つ当該開口端から当該反応チャンバーに炎を提供して当該流出物を燃焼させる燃焼モジュールと、を有する反応部と、
当該反応部に接続され、水平部分と、接続部分と、垂直部分とを備え、当該水平部分は当該ガス汚染物処理装置の設置平面に実質的に平行であり、当該垂直部分は当該設置平面に実質的に垂直であり、当該水平部分は当該反応部の当該反応チャンバーに連通する上部吸気口及び側方吸気口を備え、当該接続部分は当該水平部分と当該垂直部分との間に接続される管体とを含み、
当該上部吸気口は当該燃焼モジュールを経て下向きに流れる当該流出物を受け入れ、当該側方吸気口は水平気流を受け入れ、当該流出物は当該水平気流に連れられて回転サイクロンが形成され、且つ当該接続部分を介して当該垂直部分の当該接続部分から遠い出口から排出され、
当該垂直部分が当該流出物の当該垂直部分内での流動時間を引き伸ばす第２高さを有し、そのために当該流出物は当該反応チャンバーから当該垂直部分の当該出口に流動した後、温度が２００℃未満に下がる、ガス汚染物処理装置を提供する。
吸気チャンバーと、少なくとも１つのガイド管路とを備え、当該ガイド管路は当該吸気チャンバーの側辺に設けられ且つ半導体製造プロセスからの流出物を当該吸気チャンバーにガイドする吸気モジュールと、
当該吸気モジュールの下方にカップリングされ、反応チャンバーを備え、当該吸気チャンバーと当該吸気チャンバーが互いに連通して当該吸気チャンバーからの当該流出物を受け入れ、ただし、当該流出物の当該反応チャンバー内での流動時間を引き伸ばす第１高さを有する反応モジュールと、
少なくとも１つの燃焼アセンブリを備え、当該燃焼アセンブリは予混合チャンバーと、スパークプラグと、第１管路と、第２管路とを備え、当該第１管路は酸化剤を、当該第２管路は燃料ガスを当該予混合チャンバーに輸送し、当該スパークプラグは当該予混合チャンバーの開口端の近くに設けられ、当該開口端は当該反応チャンバーに接続され、当該スパークプラグは当該酸化剤と当該燃料ガスを点火させる火花を生成し且つ当該開口端から当該反応チャンバーに炎を提供して当該流出物を燃焼させる燃焼モジュールと、を有する反応部と、
当該反応部に接続され、水平部分と、接続部分と、垂直部分とを備え、当該水平部分は当該ガス汚染物処理装置の設置平面に実質的に平行であり、当該垂直部分は当該設置平面に実質的に垂直であり、当該水平部分は当該反応部の当該反応チャンバーに連通する上部吸気口及び側方吸気口を備え、当該接続部分は当該水平部分と当該垂直部分との間に接続される管体とを含み、
当該上部吸気口は当該燃焼モジュールを経て下向きに流れる当該流出物を受け入れ、当該側方吸気口は水平気流を受け入れ、当該流出物は当該水平気流に連れられて回転サイクロンが形成され、且つ当該接続部分を介して当該垂直部分の当該接続部分から遠い出口から排出され、
当該垂直部分が当該流出物の当該垂直部分内での流動時間を引き伸ばす第２高さを有し、そのために当該流出物は当該反応チャンバーから当該垂直部分の当該出口に流動した後、温度が２００℃未満に下がる、ガス汚染物処理装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【発明を実施するための形態】
【0007】
下記の実施例は半導体製造プロセスからの流出物（Ｅｆｆｌｕｅｎｔ ｓｔｒｅａｍ）、例えば排気ガス（Ｗａｓｔｅ ｇａｓ）を処理するために用いられる。当該実施例で水という用語が多用されるが、これは説明の便宜上使用される表現であり、本発明の適用対象は水に限定されず、その他液体にも適用される。
【0008】
本明細書で、様々な実施例の説明で用語は特定の例に対して用いられ、制限を加えるものではない。文脈の中で明確な記載があり、又は部品の数量が限定される場合を除き、本明細書では単数形で使用される「一」、「１つ」及び「当該」には複数の場合も含まれる。また、用語「含む」や「備える」などは対象物が含まれるが、記載される部品の他にも別の部品があることを意味する。部品が別の部品に「接続」又は「カップリング」されると表現される場合には、当該部品は直接的に又は中間部品を介して当該別の部品に接続又はカップリングされてもよい。層、領域又は基板の部品が別の部品「上」に位置すると表現される場合には、直接的に当該別の部品に位置するか又は互いの間に中間部品が存在することをいう。これに対して、部品が「直接的に別の部品」に位置すると表現される場合には、互いの間に当該中間部品が存在しない。また、各実施例の説明が特定の順番で記載されるものの操作又はステップは必ずその順番で行われるということにならず、他の実施形態で本明細書の記載と違う順番でステップ、操作、方法などが行われてもよい。
【0009】
本発明の一態様は燃焼式排気ガス処理設備（熱酸化式排気ガス処理設備ともいう）を開示し、当該排気ガス処理設備は非水洗式（乾式）のもので、図１及び図２Ａ～図２Ｃを参照する。図１は本発明の一実施例に係る組み立ての立体的な概略図で、図２Ａ～図２Ｃは図１から一部の部品を省略した概略図である。本実施形態で、当該排気ガス処理設備は反応部１０と、排気部２０と、フレーム３０と、制御部４０とを含み、反応部１０は吸気モジュール１１と、反応モジュール１２と、接続モジュール１３と、冷却モジュール１４と、燃焼モジュールとを含む（後述で詳細に説明する）。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、吸気モジュール１１は反応モジュール１２の上方に設けられ、且つ接続モジュール１３によって反応モジュール１２にカップリングされる。
【0010】
図２Ｃが参照されるとおり、吸気モジュール１１は第１外壁１１１と、第１内壁１１２と、第１冷却チャンバー１１３と、吸気チャンバー１１４と、上蓋板１１５と、少なくとも１つのガイド管路１１６と、下部開口１１７とを含み、第１冷却チャンバー１１３は第１外壁１１１と第１内壁１１２との間に設けられ、第１冷却チャンバー１１３は第１リングチャンバーであり、当該第１リングチャンバーは間隔を置いて吸気チャンバー１１４を取り囲み、第１内壁１１２によって吸気チャンバー１１４が画定され、上蓋板１１５によって吸気チャンバー１１４の上部が閉鎖され、ガイド管路１１６は吸気チャンバー１１４の側辺に設けられ、且つ第１外壁１１１、第１内壁１１２及び第１冷却チャンバー１１３を貫通して吸気チャンバー１１４に連通する。ガイド管路１１６は流出物５０を吸気チャンバー１１１にガイドするために用いられ、吸気チャンバー１１１は鉛直のＺ軸に沿って延伸し、且つガイド管路１１６の吸気チャンバー１１１における挿設方向はＺ軸に平行でなく、当該挿設方向はＺ軸と角度を挟み、当該角度は４５°～９０°であることが好ましく、本実施例で、ガイド管路１１６は第１部分１１６１と、第２部分１１６２と、湾曲部分１１６３とを含み、湾曲部分１１６３は第１部分１１６１と第２部分１１６２との間に設けられ、第１部分１１６１から湾曲部分１１６３を介して第２部分１１６２より吸気チャンバー１１１に入る流出物５０の速度を緩和するために用いられる。本発明で、Ｚ軸は当該排気ガス処理設備の設置平面（ＸＹ平面）に実質的に直交する（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ）。言い換えれば、Ｚ軸と当該設置平面の法線ベクトルが重なり又は小さな角度を挟む。
【0011】
反応モジュール１２は第２外壁１２１と、第２内壁１２２と、第２冷却チャンバー１２３と、反応チャンバー１２４と、上開口１２５と、下開口１２６とを含み、第２冷却チャンバー１２３は第２外壁１２１と第２内壁１２２との間に設けられ、第２冷却チャンバー１２３は第２リングチャンバーであり、当該第２リングチャンバーは間隔を置いて反応チャンバー１２４を取り囲み、第２内壁１２２によって反応チャンバー１２４が画定され、上開口１２５及び下開口１２６は反応チャンバー１２４の両端に設けられ、上開口１２５は吸気モジュール１１の下部開口１１７に連通する。
【0012】
接続モジュール１３は吸気モジュール１１と反応モジュール１２との間に接続され、接続モジュール１３は上半部１３１と、下半部１３２と、複数の固定具１３３とを含み、上半部１３１は吸気モジュール１１に接続され、下半部１３２は反応モジュール１２に接続され、上半部１３１と下半部１３２は固定具１３３によってロックされる。
【0013】
図３から図５を参照する。図３は図２Ａに係る組み立ての別の角度からの立体的な概略図で、図４は本発明の一実施例に係る側面概略図で、図５は図４のＡ－Ａに沿う断面概略図である。冷却モジュール１４は第１管路１４１と、第２管路１４２と、第３管路１４３と、複数のポンプ１４４とを含み、第１管路１４１は第１端１４１ａと、第２端１４１ｂとを含み、第１端１４１ａは冷却液源に接続され、第２端１４１ｂは反応モジュール１２の第２冷却チャンバー１２３の側に接続される。第２管路１４２は第１端１４２ａと、第２端１４２ｂとを含み、第１端１４２ａは第２冷却チャンバー１２３の他側に接続され、第２端１４２ｂは吸気モジュール１１の第１冷却チャンバー１１３の側に接続され、第３管路１４３は第１端１４３ａと、第２端１４３ｂとを含み、第１端１４３ａは第１冷却チャンバー１１３の他側に接続され、第２端１４３ｂは冷却液出口又は冷却回路に接続される。図５に示すように、冷却液は第１管路１４１から第１冷却チャンバー１１３に入り、第２管路１４２を介して第２冷却チャンバー１２３に入って第３管路１４３から離れる。本実施例で、第１冷却チャンバー１１３、第２冷却チャンバー１２３は第２管路１４２と一緒に吸気チャンバー１１４及び反応チャンバー１２４を被覆する立体的なリング状のウォータージャケット（ｗａｔｅｒ ｊａｃｋｅｔ）を形成し、充分な冷却効果を提供する。
【0014】
当該燃焼モジュールはアクティブな炎（ａｃｔｉｖｅ ｆｌａｍｅ）を提供し、図２Ａ及び図３が参照されるとおり、当該燃焼モジュールは複数の燃焼アセンブリ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを含み、図７が参照されるとおり、本実施例で、燃焼アセンブリ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは対称に反応チャンバー１２４を取り囲むように設けられる。図６が参照されるとおり、燃焼アセンブリ１５ａを例に説明すると、燃焼アセンブリ１５ａは筐体１５１ａと、内管１５２ａと、スパークプラグ１５３ａと、第１管路１５４ａと、第２管路１５５ａと、複数の継手１５６ａ、１５７ａ、１５８ａとを含み、内管１５２ａは筐体１５１ａ内に配置され、内管１５２ａは先端１５２１ａと、末端１５２２ａと、第１側端１５２３ａと、第２側端１５２４ａとを含み、先端１５２１ａは継手１５６ａを介して反応チャンバー１２４に接続され、末端１５２２ａは継手１５８ａを介して第１管路１５４ａに接続され、第２側端１５２４ａは継手１５８ａを介して第２管路１５５ａに接続され、第１側端１５２３ａはスパークプラグ１５３ａに接続される。第１管路１５４ａは酸化剤（ｏｘｉｄａｎｔ）を内管１５２ａに輸送するためのもので、当該酸化剤としては酸素、オゾン、空気、圧縮空気（ＣＤＡ）、酸素富化空気又はこれらの混合が用いられてもよく、第２管路１５５ａは燃料ガスを内管１５２ａに輸送するためのもので、当該燃料ガスとしては水素、メタン、天然ガス、プロパン、液化石油ガス（ＬＰＧ）又はこれらの混合が用いられてもよい。内管１５２ａは予混合チャンバーとして見なされてもよく、当該酸化剤と当該燃料ガスは内管１５２ａ内で混合され、スパークプラグ１５３ａは点火のための炎を内管１５２ａに提供し、これによって先端１５２１ａに近い継手１５６ａの近くに燃焼炎が生じる。また、図３に示すように、当該排気ガス処理設備は、第１管路１５４ａ及び第２管路１５５ａのガス又は燃料の輸送を制御するためのガスアセンブリ６０をさらに含む。
【0015】
図３が参照されるとおり、本実施例で、継手１５６ａは反応モジュール１２の第２外壁１２１及び第２内壁１２２に穿設され、図４が参照されるとおり、燃焼アセンブリ１５ａの継手１５６ａは反応モジュール１２の上開口１２５と５０ｍｍ～５５ｍｍの距離Ｈ１が隔たり、燃焼アセンブリ１５ａの継手１５６ａは反応モジュール１２の下開口１２６と３３０ｍｍ～３５０ｍｍの距離Ｈ２が隔たる。前記寸法は参考用に提供されたものに過ぎず、用途によって、寸法の数値は異なってもよい。
【0016】
また、本実施例で、第１管路１５４ａによって提供された酸化剤が不十分で当該燃焼炎が燃焼しきれないことを考慮して、図８が参照されるとおり、当該燃焼モジュールは少なくとも１つの第３管路１５９ａ、１５９ｂ、１５９ｃ、１５９ｄをさらに含んでもよく、第３管路１５９ａ、１５９ｂ、１５９ｃ、１５９ｄは反応チャンバー１２４に連通し且つ燃焼アセンブリ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄの下方に位置し、第３管路１５９ａ、１５９ｂ、１５９ｃ、１５９ｄは反応チャンバー１２４により多くの当該酸化剤を提供して、当該燃焼炎を一層燃焼させる。なお、他の実施例では、スパークプラグ１５３ａは筐体１５１ａの外に設けられてもよく、例えば反応チャンバー１２４内に設けられる。
【0017】
当該燃焼モジュールは反応チャンバー１２４内に炎の壁（ｗａｌｌ ｏｆ ｆｌａｍｅ）を生じさせて反応チャンバー１２４内の内部温度を９００℃以上にすることで、当該リング状のウォータージャケットが利用される。一実施例で、温度１６℃～２０℃（例えば、１８℃）の冷却水が用いられる場合に、当該内部温度が９００℃を超えていても、反応モジュール１２の第２外壁１２１の外部温度が５０℃未満になり得るため、作業員及び作業環境の安全性が大幅に高められる。これに対して、冷却モジュールを備えない燃焼式排気ガス処理設備では、内部温度が９００℃を超えると、外部温度も高温になる。
【0018】
図２Ｂに戻ると、排気部２０はＬ字状の管体で、水平部分２１と、接続部分２２と、垂直部分２３とを含み、水平部分２１は当該ガス汚染物処理装置の当該設置平面に実質的に平行であり、垂直部分２３は当該設置平面に実質的に垂直であり、水平部分２１は上部吸気口２１１と、側方吸気口２１２とを備え、上部吸気口２１１は反応モジュール１２の下開口１２６に接続されて反応チャンバー１２４に連通し、側方吸気口２１２は水平気流（例えば、空気）５１を受け入れ、水平部分２１の側方吸気口２１２から遠い端は接続部分２２に接続され、接続部分２２は湾曲の管体であり、接続部分２２は水平開口２２１と、垂直開口２２２とを備え、水平開口２２１は水平部分２１に接続され、垂直開口２２２は上向きに垂直部分２３に接続され、垂直部分２３は接続開口２３１と、出口２３２とを備え、接続開口２３１は垂直開口２２２に接続される。一実施例で、排気部２０の垂直部分２３が反応部１０に平行で、吸気チャンバー１１４、反応チャンバー１２４及び排気部２０の内部通路２０ａによってＵ字状の管路が形成されることで、流出物５０は当該排気ガス処理設備内に当該Ｕ字状の管路に沿って進む。
【0019】
図４が参照されるとおり、本実施例で、水平部分２１の高さＨ３（排気部２０の外管径）は約２１５ｍｍ～２３０ｍｍで、排気部２０は９９０ｍｍ～１０１０ｍｍの長さＬ１を有し、且つ反応部１０の中央から排気部２０の側端までの距離Ｌ２は６９０ｍｍ～７１０ｍｍで、接続部分２２は３８０ｍｍ～４００ｍｍの高さＨ４を有し、垂直部分２３は７９０ｍｍ～８１０ｍｍの高さＨ５を有する。前記寸法は参考用に提供されたものに過ぎず、用途によって、寸法の数値は異なってもよい。
【0020】
図２Ｂが参照されるとおり、操作時に、流出物５０はガイド管路１１６から吸気チャンバー１１１に入って、下向きに反応モジュール１２の反応チャンバー１２４に入り、当該燃焼モジュールの燃焼アセンブリ１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは反応チャンバー１２４において当該炎の壁を形成させ、当該炎の壁での燃焼後、高温になった流出物５０が酸化又は分解され、流出物５０から有毒な化学物質が低減又は除去される。燃焼アセンブリ１５の内管１５２ａの開口端１５２１ａと反応モジュール１２の下開口１２６とには流出物５０の反応チャンバー１２４内での流動時間を引き伸ばす第１高さが隔たり、一実施例で、当該第１高さは３３０ｍｍ～３５０ｍｍである。
【0021】
排気部２０の水平部分２１の上部吸気口２１１は反応モジュール１２を経て下向きに流れる流出物５０を受け入れ、下向きに流れる流出物５０は水平気流５１に連れられて回転サイクロン５２が形成され、且つ接続部分２２を介して垂直部分２３の出口２３２から離れ、垂直部分２３は流出物５０の垂直部分２３内での流動時間を引き伸ばす第２高さを有し、そのために流出物５０は反応チャンバー１２４から垂直部分２３の出口２３２に流動した後、温度が２００℃未満に下がり、一実施例で、当該第２高さは７９０ｍｍ～８１０ｍｍである。
【0022】
上記の設計において、当該排気ガス処理設備の部品が縦方向に配置されるため、当該排気ガス処理設備の当該設置平面における使用面積が大幅に低減され、しかも反応モジュール１２及び垂直部分２３の高さも大きくなるため、流出物５０の反応チャンバー１２４内での流動時間が引き伸ばされ、流出物５０が充分に酸化又は分解され、流出物５０の垂直部分２３内での流動時間が引き伸ばされ、流出物５０が当該排気ガス処理設備から離れる前に充分に冷却され、後の処理や排出には役立つ。したがって、設置面積が減ってより高い処理効率が得られる一方、流出物５０の温度が低くなって安全性が高まる。
【0023】
図９が参照されるとおり、一実施例で、流出物５０が水平気流５１と充分に混合するように、流出物５０と水平気流５１が出会ったところにディフレクタ（ｄｅｆｌｅｃｔｏｒ）７０が設けられてもよい。
【0024】
本発明の別の実施例に係る組み立ての立体的な概略図である図１０、ＸＺ平面に沿う断面概略図である図１１が参照されるとおり、当該排気ガス処理設備は第１反応部１０ａと、第２反応部１０ｂと、排気部２０と、フレーム３０と、制御部４０とを含む。第１反応部１０ａ及び第２反応部１０ｂの部品については反応部１０に関する説明が適用され、以下で一部の詳細が省略される。第１反応部１０ａは第１吸気モジュール１１ａと、第１反応モジュール１２ａとを含み、第２反応部１０ｂは第２吸気モジュール１１ｂと、第２反応モジュール１２ｂとを含む。
【0025】
排気部２０は逆Ｔ字状の管体で、排気部２０は第１排気部分２４と、第２排気部分２５と、第３排気部分２６とを含み、第１排気部分２４は第１反応モジュール１２ａの底部に接続され、第２排気部分２５は第２反応モジュール１２ｂの底部に接続され、第３排気部分２６は第１排気部分２４及び第２排気部分２５に接続され且つ互いに連通し、第１排気部分２４及び第２排気部分２５は当該設置平面に沿って延伸し、第３排気部分２６は実質的にＺ軸に重なるように延伸する。排気部２０の上記の設計で、当該排気ガス処理設備の設置面積が大幅に減らされる。
【0026】
第１排気部分２４は側方吸気口２４１と、上部吸気口２４２とを含み、第２排気部分２５は側方吸気口２５１と、上部吸気口２５２とを含み、上部吸気口２４２は第１反応モジュール１２ａに、上部吸気口２５２は第２反応モジュール１２ｂにそれぞれに接続され、側方吸気口２４１、２５１はそれぞれ水平気流（例えば、空気）５１を受け入れ、第１排気部分２４及び第２排気部分２５の側方吸気口２４１、２５１から遠い端は第３排気部分２６に接続され、第３排気部分２６は出口２６１を備える。
【0027】
第１吸気モジュール１１ａ及び第２吸気モジュール１１ｂはそれぞれ流出物５０を受け入れ、流出物５０が下向きに流れて第１反応モジュール１２ａ及び第２反応モジュール１２ｂに入り、燃焼後に高温になって第１排気部分２４及び第２排気部分２５に入り、下向きに流れる流出物５０は水平気流５１に連れられて回転サイクロン５２が形成され、且つ第３排気部分２６の出口２６１から離れる。
【符号の説明】
【0028】
１０ 反応部
１０ａ 第１反応部
１０ｂ 第２反応部
１１ 吸気モジュール
１１ａ 第１吸気モジュール
１１ｂ 第２吸気モジュール
１１１ 第１外壁
１１２ 第１内壁
１１３ 第１冷却チャンバー
１１４ 吸気チャンバー
１１５ 上蓋板
１１６ ガイド管路
１１６１ 第１部分
１１６２ 第２部分
１１６３ 湾曲部分
１１７ 下部開口
１２ 反応モジュール
１２ａ 第１反応モジュール
１２ｂ 第２反応モジュール
１２１ 第２外壁
１２２ 第２内壁
１２３ 第２冷却チャンバー
１２４ 反応チャンバー
１２５ 上開口
１２６ 下開口
１３ 接続モジュール
１３１ 上半部
１３２ 下半部
１３３ 固定具
１４ 冷却モジュール
１４１ 第１管路
１４１ａ 第１端
１４１ｂ 第２端
１４２ 第２管路
１４２ａ 第１端
１４２ｂ 第２端
１４３ 第３管路
１４３ａ 第１端
１４３ｂ 第２端
１４４ ポンプ
１５ａ 燃焼アセンブリ
１５ｂ 燃焼アセンブリ
１５ｃ 燃焼アセンブリ
１５ｄ 燃焼アセンブリ
１５１ａ 筐体
１５２ａ 内管
１５２１ａ 先端
１５２２ａ 末端
１５２３ａ 第１側端
１５２４ａ 第２側端
１５３ａ スパークプラグ
１５４ａ 第１管路
１５５ａ 第２管路
１５６ａ 継手
１５７ａ 継手
１５８ａ 継手
１５９ａ 第３管路
１５９ｂ 第３管路
１５９ｃ 第３管路
１５９ｄ 第３管路
２０ 排気部
２０ａ 内部通路
２１ 水平部分
２１１ 上部吸気口
２１２ 側方吸気口
２２ 接続部分
２２１ 水平開口
２２２ 垂直開口
２３ 垂直部分
２３１ 接続開口
２３２ 出口
２４ 第１排気部分
２４１ 側方吸気口
２４２ 上部吸気口
２５ 第２排気部分
２５１ 側方吸気口
２５２ 上部吸気口
２６ 第３排気部分
２６１ 出口
３０ フレーム
４０ 制御部
５０ 流出物
５１ 水平気流
５２ 連れられて回転サイクロン
６０ ガスアセンブリ
Ｈ１ 距離
Ｈ２ 距離
Ｈ３ 高さ
Ｈ４ 高さ
Ｈ５ 高さ
Ｌ１ 長さ
Ｌ２ 距離
１０ａ 第１反応部
１０ｂ 第２反応部
１１ 吸気モジュール
１１ａ 第１吸気モジュール
１１ｂ 第２吸気モジュール
１１１ 第１外壁
１１２ 第１内壁
１１３ 第１冷却チャンバー
１１４ 吸気チャンバー
１１５ 上蓋板
１１６ ガイド管路
１１６１ 第１部分
１１６２ 第２部分
１１６３ 湾曲部分
１１７ 下部開口
１２ 反応モジュール
１２ａ 第１反応モジュール
１２ｂ 第２反応モジュール
１２１ 第２外壁
１２２ 第２内壁
１２３ 第２冷却チャンバー
１２４ 反応チャンバー
１２５ 上開口
１２６ 下開口
１３ 接続モジュール
１３１ 上半部
１３２ 下半部
１３３ 固定具
１４ 冷却モジュール
１４１ 第１管路
１４１ａ 第１端
１４１ｂ 第２端
１４２ 第２管路
１４２ａ 第１端
１４２ｂ 第２端
１４３ 第３管路
１４３ａ 第１端
１４３ｂ 第２端
１４４ ポンプ
１５ａ 燃焼アセンブリ
１５ｂ 燃焼アセンブリ
１５ｃ 燃焼アセンブリ
１５ｄ 燃焼アセンブリ
１５１ａ 筐体
１５２ａ 内管
１５２１ａ 先端
１５２２ａ 末端
１５２３ａ 第１側端
１５２４ａ 第２側端
１５３ａ スパークプラグ
１５４ａ 第１管路
１５５ａ 第２管路
１５６ａ 継手
１５７ａ 継手
１５８ａ 継手
１５９ａ 第３管路
１５９ｂ 第３管路
１５９ｃ 第３管路
１５９ｄ 第３管路
２０ 排気部
２０ａ 内部通路
２１ 水平部分
２１１ 上部吸気口
２１２ 側方吸気口
２２ 接続部分
２２１ 水平開口
２２２ 垂直開口
２３ 垂直部分
２３１ 接続開口
２３２ 出口
２４ 第１排気部分
２４１ 側方吸気口
２４２ 上部吸気口
２５ 第２排気部分
２５１ 側方吸気口
２５２ 上部吸気口
２６ 第３排気部分
２６１ 出口
３０ フレーム
４０ 制御部
５０ 流出物
５１ 水平気流
５２ 連れられて回転サイクロン
６０ ガスアセンブリ
Ｈ１ 距離
Ｈ２ 距離
Ｈ３ 高さ
Ｈ４ 高さ
Ｈ５ 高さ
Ｌ１ 長さ
Ｌ２ 距離
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【国際調査報告】