特表 2024-529619 パイロットユニット

(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】2024-08-08

(54)【発明の名称】パイロットユニット

(51)【国際特許分類】

   F23D 14/16 20060101AFI20240801BHJP

   F23G 7/06 20060101ALI20240801BHJP

【ＦＩ】

F23D14/16 Z

F23G7/06 D ZAB

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024502105

(86)(22)【出願日】2022-07-07

(85)【翻訳文提出日】2024-02-16

(86)【国際出願番号】 US2022036390

(87)【国際公開番号】W WO2023287644

(87)【国際公開日】2023-01-19

(31)【優先権主張番号】2110050.8

(32)【優先日】2021-07-13

(33)【優先権主張国・地域又は機関】GB

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524016736

【氏名又は名称】アルジータ コーポレーション

(74)【代理人】

【識別番号】100094569

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 伸一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100103610

【弁理士】

【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100109070

【弁理士】

【氏名又は名称】須田 洋之

(74)【代理人】

【識別番号】100098475

【弁理士】

【氏名又は名称】倉澤 伊知郎

(74)【代理人】

【識別番号】100130937

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100144451

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 博子

(74)【代理人】

【識別番号】100170634

【弁理士】

【氏名又は名称】山本 航介

(72)【発明者】

【氏名】シーリー アンドリュー

(72)【発明者】

【氏名】バーツ デヴィッド

(72)【発明者】

【氏名】シルベスタイン マイケル

【テーマコード（参考）】

3K017

3K078

【Ｆターム（参考）】

3K017BA02

3K017BB01

3K078AA06

3K078BA20

3K078BA26

(57)【要約】

除害装置のためのパイロットユニット及び方法が開示される。パイロットユニットは、半導体処理ツールからの排出流を除害するように構成された除害装置のためのものであり、パイロットユニットは、有孔パイロット面を保持するハウジングであって、ハウジング及び有孔パイロット面は、対応するハウジング入口からその有孔パイロット面を通って燃料及び酸化剤を運ぶように構成されるプレナムを画定する、ハウジングと、有孔パイロット面から出るときに燃料及び酸化剤を点火するように構成された点火装置とを備える。このように、点火火炎がノズルから燃焼するのではなく、点火火炎は、有孔パイロット面を横切って供給され、これは、除害装置のためのより確実な点火源をもたらす。
【選択図】図４Ｂ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体処理ツールからの排出流を除害するように構成された除害装置のためのパイロットユニットであって、
有孔パイロット面を保持するハウジングであって、前記ハウジング及び前記有孔パイロット面は、対応するハウジング入口から前記有孔パイロット面を通って燃料及び酸化剤を運ぶように構成されたプレナムを画定する、ハウジングと、
前記有孔パイロット面から出るときに前記燃料及び酸化剤に点火するように構成された点火装置と、
を備える、パイロットユニット。

【請求項2】

前記有孔パイロット面は、前記ハウジングの外部上及び外面上のうちの一方に位置決めされている、請求項１に記載のパイロットユニット。

【請求項3】

前記有孔パイロット面は、前記除害装置のバーナーに近接して適合するように形作られている、請求項１又は２に記載のパイロットユニット。

【請求項4】

前記有孔パイロット面は、前記除害装置の複数のバーナーのうちの少なくとも１つに近接して適合するように形作られている、請求項１から３のいずれかに記載のパイロットユニット。

【請求項5】

前記有孔パイロット面は、
前記除害装置の前記複数のバーナーのうちの少なくとも１つに当接するように形作られる、
前記除害装置の前記複数のバーナーのうちの少なくとも１つの燃焼面に当接するように形作られる、
前記除害装置の前記複数のバーナーのうちの少なくとも１つの燃焼面の連続をもたらすように形作られる、
前記除害装置の前記複数のバーナーのうちの少なくとも１つの縁部に沿って延びるように形作られる、
前記除害装置の前記複数のバーナーのうちの少なくとも１つの外周部の少なくとも一部に沿って延びるように形成される、
のうちの少なくとも１つである、請求項４に記載のパイロットユニット。

【請求項6】

前記パイロットユニットは、
前記有孔パイロット面を、前記除害装置の前記複数のバーナーのうちの少なくとも１つから出る燃料及び酸化剤を点火するように位置づけるように構成される、及び
前記有孔パイロット面を、前記除害装置の前記複数のバーナーのうちの少なくとも１つの排出口に向かって位置づけるように構成される、
のうちの少なくとも１つである、請求項４又は５に記載のパイロットユニット。

【請求項7】

前記有孔パイロット面は、平面及び細長い面のうちの少なくとも１つである、請求項１から６のいずれかに記載のパイロットユニット。

【請求項8】

前記有孔パイロット面は、前記点火装置、観測ポート及びセンサのうちの少なくとも１つを受け取るための少なくとも１つの開口を画定する、請求項１から７のいずれかに記載のパイロットユニット。

【請求項9】

前記有孔パイロット面は、複数の隣接する有孔パイロット面を備える、請求項１から８のいずれかに記載のパイロットユニット。

【請求項10】

前記複数の隣接する有孔パイロット面のうちの１つは、前記少なくとも１つの開口を画定する、請求項９に記載のパイロットユニット。

【請求項11】

前記ハウジングは、メインハウジングと、取り外し可能に保持されたサブハウジングとを備え、前記有孔パイロット面は、前記サブハウジングによって保持される、請求項１から１０のいずれかに記載のパイロットユニット。

【請求項12】

前記メインハウジングは、前記サブハウジングを形成する材料よりも低い使用温度及び低い耐酸化性のうちの少なくとも一方を有する材料で形成される、請求項１１に記載のパイロットユニット。

【請求項13】

前記メインハウジングは、メインプレナムを画定し、前記サブハウジングは、サブプレナムを画定し、前記サブプレナムは、前記メインプレナムと流体連通する、請求項１１又は１２に記載のパイロットユニット。

【請求項14】

前記点火装置は、前記有孔パイロット面から出る前記燃料及び前記酸化剤を点火するためにパイロット火炎を生成するように構成されたノズルを含む、請求項１から１３のいずれかに記載のパイロットユニット。

【請求項15】

前記ノズルは、前記パイロットユニット内に保持される、請求項１４に記載のパイロットユニット。

【請求項16】

前記ノズルは、前記プレナムを貫通して延びるノズル導管を含む、請求項１４又は１５に記載のパイロットユニット。

【請求項17】

複数の入口を有する燃料及び酸化剤マニホールドを備え、前記入口の各々は、前記燃料及び前記酸化剤の少なくとも一方を受け取るように構成され、前記燃料及び前記酸化剤を異なる化学量論比で前記ノズル及び前記プレナムに送給するように構成されている、請求項１４から１６のいずれかに記載のパイロットユニット。

【請求項18】

前記マニホールドは、前記プレナムに送給された燃料対酸化剤比と比較して、より過濃な燃料対酸化剤比で前記燃料及び酸化剤を前記ノズルに送給する、請求項１７に記載のパイロットユニット。

【請求項19】

前記マニホールドは、前記ノズル及び前記プレナムのうちの少なくとも一方への前記燃料及び前記酸化剤の混合を変えるように構成された少なくとも１つの流れ混合器を備える、請求項１７又は１８に記載のパイロットユニット。

【請求項20】

前記ハウジングは、少なくとも前記有孔パイロット面まで延びるように構成された複数の直立部を備える、請求項１から１９のいずれかに記載のパイロットユニット。

【請求項21】

請求項１から２０のいずれかに記載のパイロットユニットを備える除害装置。

【請求項22】

方法であって、
プレナムを画定するために、ハウジング内に有孔パイロット面を保持するステップと、
燃料及び酸化剤を、対応するハウジング入口から、前記プレナムを通って、前記有孔パイロット面に運ぶステップと、
前記有孔パイロット面から出るときに、前記燃料及び前記酸化剤に点火するステップと、
を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の分野は、除害装置のためのパイロットユニット及び方法に関する。

【背景技術】

【0002】

放射バーナーなど、除害装置が知られており、典型的には、例えば、半導体業界又はフラットパネルディスプレイ製造業界において使用される製造処理ツールからの排出ガス流を処理するために使用される。このような製造中、残留ペルフルオロ化合物（ＰＦＣ）及び他の化合物が、処理ツールから圧送された排出ガス流に存在する。ＰＦＣは、排出ガスから除去し難く、環境への放出は、比較的高い温室効果作用を有することが知られているために望ましくない。

【0003】

公知の放射バーナーは、欧州公開第０，６９４，７３５号に記載されているものなど、燃焼を使用して、ＰＦＣ及び他の化合物を排出ガス流から除去する。典型的には、排出ガス流は、ＰＦＣ及び他の化合物を含有する窒素流である。排出ガス流は、有孔ガスバーナーの出口面によって横方向に取り囲まれた燃焼室へ運ばれる。場合によっては、燃料ガスなどの処理材料は、燃焼室に入る前に排出ガス流と混合させることができる。燃料ガス及び空気は、出口面で燃焼に影響を与えるために有孔バーナーに同時に供給される。有孔バーナーからの燃焼生成物は、排出流の化合物を燃焼させるために排出流混合体と反応する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】欧州公開第０，６９４，７３５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

除害装置に点火する技術は存在するが、各々がそれ自体の欠点を有する。従って、除害装置に点火するための改良された技術を提供することが望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の態様によれば、半導体処理ツールからの排出流を除害するように構成された除害装置のためのパイロットユニットが提供され、パイロットユニットは、有孔パイロット面を保持するハウジングであって、ハウジング及び有孔パイロット面は、対応するハウジング入口からその有孔パイロット面を通って燃料及び酸化剤を運ぶように構成されたプレナムを画定する、ハウジングと、有孔パイロット面から出るときに燃料及び酸化剤を点火するように構成された点火装置とを備える。

【0007】

第１の態様は、いくつかの除害装置の問題は、燃焼室の点火事象が過酷である、及び／又は、多くの場合、その後に点火する未燃焼の燃料及び酸化剤の過剰な蓄積に起因して点火ショックを引き起こす場合があることを認識している。これは、除害装置内でガスの急激な膨張を引き起こす可能性があり、これは、装置の信頼性に影響を与え、点火を遅らせ、さらにはパイロットを消火させる可能性がある。複数のバーナーを点火するように設計されたパイロットは、パイロット火炎が各バーナーに到達するために広い範囲に広がる必要があるので、この問題を拡大する可能性がある。従って、パイロットユニット、装置、又は組立体が提供される。パイロットユニットは、半導体処理ツールからの排出流を除害する除害装置のためのものとすることができる。パイロットユニットは、ハウジング又は筐体を備えることができる。ハウジングは、有孔パイロット面を保持する又は備えることができる。プレナムは、ハウジング及び有孔パイロット面によって画定することができる。プレナムは、ハウジング入口と有孔パイロット面との間に燃料及び酸化剤を運ぶように配置又は構成することができる。パイロットユニットは、有孔パイロット面から流出する又は吐出される燃料及び酸化剤を点火するように構成される点火装置を備えることができる。このように、点火火炎がノズルから燃焼するのではなく、点火火炎は、有孔パイロット面を横切って供給され、これは、穏やかで速い点火事象を可能にし、これは、複数のバーナーを点火して、除外装置の信頼性を高めることができる。

【0008】

有孔パイロット面は、ハウジングの外面上に位置決めすることができる。

【0009】

有孔パイロット面は、ハウジングの外側面上又は外向き面上に位置決めすることができる。

【0010】

有孔パイロット面は、除害装置のバーナーに近接又は隣接して適合させる又は位置づけられるように形作る又は構成することができる。これによって、有孔パイロット面によって供給される点火火炎が、バーナー内に存在する燃焼材料を点火することができる。

【0011】

有孔パイロット面は、除害装置の複数のバーナーのうちの少なくとも１つに近接又は隣接して適合させる又は位置づけられるように形作る又は構成することができる。従って、単一のパイロットユニットは、２以上のバーナーを点火するために使用することができ、バーナー毎の個別のパイロットは必要ない。また、パイロット面をバーナーの外側に位置づけすることによって、バーナー内の内部状態との干渉が低減される。

【0012】

有孔パイロット面は、除害装置の複数のバーナーのうちの１又は２以上に当接するように形作る又は構成することができる。これは、点火火炎がパイロットユニットからそれらのバーナーに広がるのを助ける。

【0013】

有孔パイロット面は、除害装置の複数のバーナーのうちの少なくとも１つの燃焼面に当接するように形作る又は構成することができる。

【0014】

有孔パイロット面は、除害装置の複数のバーナーの少なくとも１つの燃焼面の連続をもたらすように形作ることができる。

【0015】

有孔パイロット面は、除害装置の複数のバーナーのうち少なくとも１つのバーナーの端部に沿って延びるように形作ることができる。

【0016】

有孔パイロット面は、除害装置の複数のバーナーの少なくとも１つの外周部の少なくとも一部に沿って延びるように形作ることができる。

【0017】

パイロットユニットは、有孔パイロット面を、除害装置の複数のバーナーの少なくとも１つから出る燃料及び酸化剤を点火するように位置づけるように構成することができる。

【0018】

パイロットユニットは、有孔パイロット面を、除害装置の複数のバーナーのうち少なくとも１つの排出口に向かって又はその近傍に位置づけるように構成することができる。

【0019】

有孔パイロット面は、平面とすることができる。

【0020】

有孔パイロット面は、細長い面とすることができる。

【0021】

有孔パイロット面は、少なくとも１つの開口を画定することができる。開口は、点火装置、観測ポート、及び／又は、例えば、紫外線、赤外線及び／又は温度センサなどのセンサを受け取るか又は保持することができる。

【0022】

有孔パイロット面は、複数の隣接する有孔パイロット面を備えることができる。これによって、有孔パイロット面は、効果的な点火の要件に適した形状を備えることができる。

【0023】

複数の隣接する有孔パイロット面のうちの１つは、少なくとも１つの開口を画定することができる。

【0024】

ハウジングは、メインハウジングと、取り外し可能に保持されたサブハウジングとを備えることができる。有孔パイロット面は、サブハウジングによって保持することができる。これは、メインハウジングを妨害することなく、有孔パイロット面の修理又は交換を可能にするためにサブハウジングを取り外すことができる構成を提供する。

【0025】

メインハウジングは、サブハウジングを形成する材料よりも低い使用温度（従って、低い融点）及び／又は低い耐酸化性（従って低い耐薬品性）を有する材料で形成することができる。これによって、より大きなメインハウジングをサブハウジングよりも幅広い材料で作ることができる。

【0026】

メインハウジングは、メインプレナムを画定し、サブハウジングは、サブプレナムを画定することができる。サブプレナムは、有孔パイロット面に供給するたるためにメインプレナムと流体連通する（メインプレナムからサブプレナムへの燃料及び酸化剤の流れを可能にする）ことができる。

【0027】

点火装置は、有孔パイロット面から出る燃料及び酸化剤を点火するためにパイロット火炎を生成するように構成されたノズル（管状ノズルなど）を備えることができる。これによって、パイロット面を、パイロット面を観察することができない場合でもパイロット火炎を観察することができる。さらに、点火装置は、保護を可能にするためにノズル内に保持することができる。

【0028】

ノズルは、パイロットユニット内に保持することができる。これは、ノズルを保護するのを助ける。ノズルは、プレナムを貫通して延びるノズル導管を備えることができる。これは、点火装置に供給される燃料及び酸化剤を、有孔パイロット面に供給される燃料及び酸化剤とは異なるものにすることができる。

【0029】

パイロットユニットは、複数の入口を有する燃料及び酸化剤マニホールドを備えることができる。各入口は、燃料及び／又は酸化剤を受け取るように構成することができ、その燃料及び酸化剤をノズル及びプレナムに異なる化学量論比で送給するように構成することができる。

【0030】

マニホールドは、プレナムに送給されたる燃料対酸化剤比に比べてより過濃な燃料対酸化剤比の燃料及び酸化剤をノズルに送給するように構成することができる。

【0031】

燃料及び酸化剤マニホールドは、ノズル及び／又はプレナムへの燃料及び酸化剤の混合を変更又は調整するように構成された１又は２以上の混合器を備えることができる。

【0032】

ハウジングは、少なくとも有孔パイロット面まで延びる複数の直立部を備えることができる。これらの直立部は、除害装置の組み立て中に有孔パイロット面を保護するのを助ける。

【0033】

第２の態様によれば、第１の態様のパイロットユニットを備える除害装置が提供される。

【0034】

除害装置は、上記のパイロットユニットの特徴を備えることができる。

【0035】

第３の態様によれば、方法が提供され、本方法は、プレナムを画定するためにハウジング内に有孔パイロット面を保持するステップと、燃料及び酸化剤を対応するハウジング入口からプレナムを通って有孔パイロット面に運ぶステップと、有孔パイロット面から出るときに燃料及び酸化剤を点火するステップと、を含む。

【0036】

本方法は、有孔パイロット面をハウジングの外面上に位置決めするステップを含むことができる。

【0037】

本方法は、有孔パイロット面をハウジングの外側面上に位置決めするステップを含むことができる。

【0038】

本方法は、除害装置のバーナーの近傍に適合するように有孔パイロット面を形作るステップを含むことができる。

【0039】

本方法は、除害装置の複数のバーナーのうちの少なくとも１つに近接して適合するように有孔パイロット面を形作るステップを含むことができる。

【0040】

本方法は、除害装置の複数のバーナーのうちの少なくとも１つに当接するように有孔パイロット面を形作るステップを含むことができる。

【0041】

本方法は、除害装置の複数のバーナーのうちの少なくとも１つの燃焼面に当接するように有孔パイロット面を形作るステップを含むことができる。

【0042】

本方法は、除害装置の複数のバーナーのうちの少なくとも１つの燃焼面の連続をもたらすように有孔パイロット面を形作るステップを含むことができる。

【0043】

本方法は、除害装置の複数のバーナーのうちの少なくとも１つの端部に沿って延びるように有孔パイロット面を形作るステップを含むことができる。

【0044】

本方法は、除害装置の複数のバーナーのうちの少なくとも１つの外周部の少なくとも一部に沿って延びるように有孔パイロット面を形作るステップを含むことができる。

【0045】

本方法は、除害装置の複数のバーナーの少なくとも１つから出る燃料及び酸化剤を点火するために有孔パイロット面を位置づけるステップを含むことができる。

【0046】

本方法は、除害装置の複数のバーナーのうち少なくとも１つの排出口に向かって有孔パイロット面を位置づけるステップを含むことができる。

【0047】

有孔パイロット面は、平面とすることができる。

【0048】

有孔パイロット面は、細長い面とすることができる。

【0049】

本方法は、有孔パイロット面に、点火装置、観測ポート、センサのうち少なくとも１つを受け取る少なくとも１つの開口を画定するステップを含むことができる。

【0050】

本方法は、複数の隣接する有孔パイロット面から有孔パイロット面を形成するステップを含むことができる。

【0051】

本方法は、複数の隣接する有孔パイロット面のうちの１つに少なくとも１つの開口を画定するステップを含むことができる。

【0052】

本方法は、メインハウジングと、取り外し可能に保持されたサブハウジングとからハウジングを形成するステップと、サブハウジングを用いて有孔パイロット面を保持するステップとを含むことができる。

【0053】

本方法は、サブハウジングを形成する材料よりも低い使用温度及び低い耐酸化性の少なくとも一方を有する材料でメインハウジングを形成するステップを含むことができる。

【0054】

本方法は、メインハウジングでメインプレナムを、サブハウジングでサブプレナムを画定するステップと、メインプレナムとの流体連通のためにサブプレナムを配置するステップとを含むことができる。

【0055】

本方法は、ノズルを点火装置として設けるステップと、有孔パイロット面から出る燃料及び酸化剤を点火するためにノズルを用いてパイロット火炎を生成するステップとを含むことができる。

【0056】

本方法は、ノズルをパイロットユニット内に保持するステップを含むことができる。

【0057】

本方法は、ノズルとしてプレナムを貫通して延びるノズル導管を設けるステップを含むことができる。

【0058】

本方法は、複数の入口を有する燃料及び酸化剤マニホールドを設けるステップと、各入口で燃料及び酸化剤のそれぞれの一方を受け取るステップと、燃料及び酸化剤を異なる化学量論比でノズル及びプレナムに送給するステップとを含むことができる。

【0059】

本方法は、燃料及び酸化剤を、プレナムに送給された燃料及び酸化剤に比較して過濃な比率でノズルに送給するステップを含むことができる。

【0060】

本方法は、ノズル及びプレナムのうちの少なくとも一方への燃料及び酸化剤の流れを、少なくとも１つの流れ調整器で変化させるステップを含むことができる。

【0061】

本方法は、少なくとも有孔パイロット面まで延びるように構成された複数の直立部を有するハウジングを形成するステップを含むことができる。

【0062】

さらなる特定の好ましい態様は、添付の独立請求項及び従属請求項に記載されている。従属請求項の特徴は、適宜、独立請求項の特徴と、及び、その請求項に明示的に記載される以外の組み合わせで組み合わせることができる。

【0063】

装置の特徴が、ある機能をもたらすように動作可能であると記載される場合、これは、その機能をもたらすか、又は、その機能をもたらすように適合又は構成されている装置の特徴を含むことが認識されよう。

【0064】

ここで、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態をさらに説明する。

【図面の簡単な説明】

【0065】

【図1A】１つの実施形態によるモジュール式除害装置の構成要素の斜視図である。

【図1B】パイロットモジュール２０の断面図を示す図１Ａの断面図である。

【図1C】燃焼室モジュールの断面図を示す図１Ａの断面図である。

【図2】燃焼室モジュールを下流側から見た図である。

【図3A】ハウジングが取り外された燃焼室モジュールの構成をより詳細に示す。

【図3B】ハウジングが取り外されたパイロットモジュールの構成をより詳細に示す。

【図4A】１つの実施形態によるパイロットモジュールを示す上面図である。

【図4B】１つの実施形態によるパイロットモジュールを示す断面Ａ－Ａに沿った断面図である。

【図4C】１つの実施形態によるパイロットモジュールを示す下流側から見た図である。

【図4D】１つの実施形態によるパイロットモジュールを示す斜視図である。

【図5A】１つの実施形態によるパイロットモジュールを示す上面図である。

【図5B】１つの実施形態によるパイロットモジュールを示す断面Ｂ－Ｂに沿った断面図である。

【図5C】１つの実施形態によるパイロットモジュールを示す下流側から見た図である。

【図5D】１つの実施形態によるパイロットモジュールを示す斜視図である。

【図6】図５に示すマニホールドをより詳細に示す。

【発明を実施するための形態】

【0066】

実施形態をさらに詳細に説明する前に、まず概要を説明する。いくつかの実施形態は、パイロットユニットを提供する。パイロットユニットは、典型的には、半導体処理ツールからの排出流を除害する除害装置の燃焼室を点火するために使用される。パイロットユニットは、除害装置のパイロットとして機能するように点火される有孔パイロット面を備える。この構成は、有孔パイロット面が様々な燃焼室幾何形状に適合するように、並びに、複数の燃焼室に点火するように形状が変わることができるので、燃焼室の確実な点火を可能にする。詳細には、有孔パイロット面は、バーナーの確実な点火を可能にするために、バーナーの燃焼面の連続を効果的にもたらすように構成することができる。加えて、パイロットユニットは、典型的には、燃焼室の外側に配置され、これは、燃焼室内のプロセスとの干渉を低減し、パイロットユニットをその過酷な環境から解放する。いくつかの実施形態では、パイロットユニットは、２つのハウジングから形成され、そのうちの一方は、除害装置の燃料及び酸化剤供給部と界接し、他方は、有孔パイロット面を備える。これによって、有孔パイロット面部分を、保守のために容易に取り外すことができ、メインハウジングはより広い範囲の材料から作ることができる。いくつかの実施形態において、ノズルの形の点火装置は、有孔パイロット面上での点火を引き起こすためのパイロット火炎を生成させるために使用される。典型的には、マニホールドが設けられ、これは、点火装置及び有孔パイロット面に供給される燃料及び酸化剤の異なる化学量論比を可能にする。

【0067】

除害装置
図１Ａは、１つの実施形態によるモジュール式除害装置１０の構成要素の斜視図である。図１Ｂは、パイロットモジュール２０の断面図を示す図１Ａの断面図である。図１Ｃは、燃焼室モジュール３０の断面図を示す図１Ａの断面図である。図１Ｄは、燃焼室モジュール３０をより詳細に示す断面図である。

【0068】

ハウジング４０が設けられており、ハウジング４０は、燃焼室モジュール３０が設けられる共通ハウジング室を画定する。ハウジング４０の上流開口部を覆う共通ヘッドプレート１５０が設けられている。図２Ａから分かるように、ヘッドプレート１５０は、排出流を供給する排出流入口６０と、燃料などの処理材料を供給する処理材料入口７０と、燃料を供給するパイロットモジュール入口１１０と、窒素などのモジュール間パージガスを供給するパージ入口１６０とを受け入れる。ハウジング４０の下流側には堰１７０があり、この堰１７０は、動作中、水などの流体が流れる壁を有する濡れ壁室１８０を画定する。この実施例において、ハウジング４０内に直線的に配置された２つの燃焼室モジュール３０があるが、以下に詳しく説明するように、共通ハウジング及び共通ヘッドプレートを共有する異なる構成及び数の燃焼室モジュール３０が可能である。

【0069】

ヘッドプレート１５０と燃焼室モジュール３０との間には、ハウジング４０内で燃焼室モジュール３０を所定の位置に保持する取り付け台５０が設けられている。この取り付け台５０の深さは、各燃焼室モジュール３０が堰１７０へ同じ位置で排出することを保証しながら、異なる長さの燃焼室モジュール３０に対応するために様々とすることができる。

【0070】

燃焼室モジュール３０は、内部に有孔スリーブ９０が取り付けられているモジュールハウジング８０を有する。有孔スリーブ９０は、供給された排出流が処理される燃焼室１２０を画定する。各燃焼室モジュール３０は、その燃焼室モジュール３０の燃焼室の中へ処理される排出流を運ぶ排出流入口６０を備える。有孔スリーブ９０は、プレナム１００を画定するためにモジュールハウジング８０からわずかに離間されている。処理材料入口７０は、燃料などの処理材料を、取り付け台５０を通って、それぞれの燃焼室モジュール３０のプレナム１００の中に運ぶ。従って、各燃焼室モジュール３０は、本質的に自給式であり、その動作は、ハウジング４０の中の他の燃焼室モジュール３０に影響を与えない。

【0071】

図２Ｂは、燃焼室モジュール３０の下流側から見た図を示す。また、図１Ｄから分かるように、有孔スリーブ９０は、平面の上流側天井２００を有し、平面の上流側天井２００から４つの末広状壁部１８０が垂下し、末広状壁部１８０は、燃焼室１２０の吐出端において丸みを帯びた肩部１４０で終端する。これは、略台形の構成を有する燃焼室１２０を形成する。パイロットモジュール２０は、有孔スリーブ９０の肩部１４０に当接する下流側吐出面１３０を有する。

【0072】

図３Ａ及び図３Ｂは、ハウジング４０が取り外された燃焼室モジュール３０及びパイロットモジュール２０の構成をより詳細に示す。この実施例において、燃焼室モジュール３０は、等しい長さであり、従って、取り付け台５０は、等しい高さである。組み立て時に肩部１４０及び吐出面１３０を損傷から保護するため、肩部１４０及び吐出面１３０は、突出部１９０を備え、突出部１９０によって、燃焼室モジュール３０及びパイロットモジュール２０は、肩部１４０及び吐出面１３０に接触することなく表面に置くことができる。

【0073】

パイロットモジュール
図４は、１つの実施形態によるパイロットモジュール２０Ａを示す。図４Ａは、上面図であり、図４Ｂは、断面Ａ－Ａに沿った断面図であり、図４Ｃは、下流側から見た図であり、図４Ｄは、斜視図である。パイロットモジュール２０Ａは、メインハウジング３００及びサブハウジング３１０を備える。パイロットモジュール２０は、燃焼室モジュール３０と接合する又は当接するように形作られている。この実施例において、パイロットモジュール２０Ａは、細長い直方体であるが、燃焼室モジュール３０の数及び形状に応じて他の形状が可能であることを理解されたい。メインハウジング３００は、上流面３２０及び下流面３３０を有する。側壁３４０は、上流面３２０と下流面３３０との間に延びる。サブハウジング３１０は、上流面３５０を有する。側壁３６０は、上流面３５０から垂下する。有孔パイロット面３７０は、側壁３６０によって画定された下流側開口部に位置づけられ、吐出面１３０Ａを備える。燃料及び空気の入口３８０は、上流面３２０に設けられている。動作中、燃料及び空気は、入口３８０を通って供給され、メインハウジング３００の中のプレナム３９０に運ばれる。その後、燃料及び空気は、下流面３３０及び上流面３５０を通ってプレナム３９０からサブハウジング３１０の中のプレナム４００に流れる。その後、燃料及び空気は、吐出面１３０上での燃焼のために、有孔パイロット面３７０を通過する。

【0074】

点火装置４１０は、上流面３２０から、プレナム３９０、４００を通って、有孔パイロット面３７０の点火開口４２０まで延びる。点火装置４１０は、管状導管４４０内に収容された中心導体４３０を備える。入口４５０は、燃料及び空気を受け取り、導管４４０と流体連通する。動作中、燃料及び空気は、入口４５０を介して供給され、導体４３０の周りで導管４４０を通り、点火開口４２０から吐出される。電圧が、導体４３０に印加され、放電を引き起こし、放電によって、点火開口４２０から出る燃料及び空気の混合物が点火し、これによって、吐出面１３０から出る燃料及び空気が点火する。これは、吐出面１３０全体にわたる燃焼を引き起こし、これによって、隣接する燃焼室モジュール３０の有孔スリーブ９０を通過する燃料及び空気も点火する。

【0075】

観測チューブ４６０は、上流面３２０から、プレナム３９０、４００を通り、観測開口４７０を通って延びる。

【0076】

サブハウジング３１０は、燃焼室１２０の吐出部により近いので、典型的には、メインハウジング３００よりも融点が高く化学攻撃に対してより耐性のある材料で作られている。また、サブハウジング３１０は、保守中に、全てのサブハウジング３１０及び／又は有孔パイロット面３７０を交換するために取り外すことができる。しかしながら、メインハウジング３００及びその全てのコネクタは、取り外す必要はなく、所定の位置のままとすることができる。これによって、パイロットモジュール２０Ａの保守が迅速かつ簡単になる。

【0077】

図５は、１つの実施形態によるパイロットモジュール２０Ｂを示す。図５Ａは、上面図であり、図５Ｂは、断面Ｂ－Ｂに沿った断面図であり、図５Ｃは、下流側から見た図であり、図４Ｄは、斜視図である。この実施形態は、マニホールド４８０が設けられる点を除き、図４に示すものと同様であり、マニホールド４８０は、別々の供給物を受け取り、それらの供給物を混合して、異なる燃料空気比の燃料空気混合物を供給するようになっている。詳細には、マニホールドは、燃料、空気、又は、燃料及び空気の混合物の別々の供給物を受け取り、これらを２つの異なる当量比で組み合わせ、以下に図６でより詳細に示すように、１つの当量比を有する第１の燃料及び空気の混合物を点火装置４１０Ａに送給し、入口３８０Ａを介して異なる当量比を有する第２の燃料及び空気の混合物をプレナム３９０Ａに送給する。図に示すように、リーン入口４９０が設けられ、このリーン入口は、プレナム３９０Ａに供給する入口３８０Ａを介して運ばれる燃料リーン比の第１の燃料及び空気の混合物を受け取る。加えて、燃料入口５００が設けられており、これはマニホールド４８０に追加の燃料を供給する。リーン入口４９０に供給された第１の燃料及び空気の混合物は、燃料入口５００を通して供給される追加の燃料と混合し、点火装置４１０Ａに供給された第２の燃料及び空気の混合物中に存在する燃料対空気比を増大させる。詳細には、燃料リーン比の第１の燃料及び空気の混合物は、点火装置４１０Ａに供給するための正しい比率の第２の燃料及び空気の混合物を生成するために、燃料入口５００からの追加の燃料と混合される第１の燃料及び空気の混合物の量を制御するように設定された寸法を有する開口５０５を通過する。典型的には、入口３８０Ａを介してプレナム３９０Ａに供給された第１の燃料及び空気の混合物は、亜化学量論比であり、点火装置４１０Ａに供給された第２の燃料及び空気の混合物は、化学量論比であることを認識されたい。この実施例において、リーン燃料空気混合物が追加の燃料と共に供給されるが、これは必須ではなく、プレナム３９０Ａ及び点火装置４１０Ａに所望の燃料対空気比を供給するために、酸化剤と共に燃料及び空気の混合物を供給すること、又は、上述したように、必要に応じてマニホールド内で混合することができる別個の燃料及び空気を供給することができることを認識されたい。

【0078】

ここで図５に戻ると、図に示すように、サブハウジング３１０Ａは、２つの部分、すなわち開口を有しない第１の部分５１０と、点火装置４１０Ａのための開口を有する第２の部分５２０から形成される。別々の部分を設けることは、一方の部分を他方の部分から独立して交換することができるので、この場合も保守を助ける。また、図に示すように、図４に示す構成と同様に、細長いボルト４０５Ａが、メインハウジング３００をサブハウジング３１０Ａに連結するために、メインハウジング３００Ａの上流面を貫通して設けられている。

【0079】

従って、一部の実施形態は、サーフェスバーナーに組み込まれたジェットパイロットを備えるパイロットバーナーを提供することが分かる。これは、完全にパージされた燃焼室境界面を有するモジュール式パイロットバーナーを可能にする。サーフェスバーナー部分は、複数のメインバーナを点火し、様々な燃焼室幾何形状に適合するように、様々な形状とすることができる。ジェットパイロット部分は、点火、強い火炎信号、及び火炎点火状態であることを示す可視的表示をもたらす。

【0080】

一部の実施形態において、燃料及び空気は、複数の入口に導入される。１つの入口は、サーフェスバーナー部分に供給し、１つの入口は、ジェットパイロット部分に供給する。これらの入口に供給された燃料及び空気は、ジェットバーナー及びサーフェスバーナーが調和して機能するように流体連通する。１つの入口から、燃料及び空気の混合物は、メインプレナムに組み込まれているパイロットチューブを進む。電極は、パイロットチューブの中央を下方に延び、端部の近くで終端する。この電極は、高電圧スパークによる点火源をもたらし、火炎イオン化による火炎検出をもたらすことになる。パイロットチューブの端部の近くでは、乱流及び火炎阻止をもたらす流れ障害物がある。この流れ障害物は、電極によってサポートされる。燃料及び空気の混合物は、流れ障害物を通過し、反対側で燃焼する。燃焼生成物は、燃焼室内に延びる火炎ジェットを生成する。観測チューブによって、燃焼室の外側から火炎を視認することができる。他方の入口から、燃料及び空気の混合物は、メインプレナムを通り、２次プレナムに入る。２次プレナムには、透過性のあるバーナー材料が取り付けられている。２次プレナムによって、２次プレナムをメインプレナムから切り離すことによって、有孔バーナー材料のコスト効率の良い交換が可能である。燃料及び空気の混合物は、バーナー材料を通過し、燃焼室内で燃焼する。機能的には、燃料及び空気は、これらの入口に導入される。電極は、パイロットチューブの先端で最初に火炎を点火するために火花を生成する。この火炎は、有孔バーナー材料の表面に沿って伝播して安定する。その結果が、形状及び比率が変わることができる安定したパイロットシステムである。

【0081】

一部の実施形態は、同じ燃料／空気供給源から供給される、サーフェスバーナーと一体化された従来のジェット式パイロットバーナーを提供する。バーナーと燃焼室との間の完全にパージされた境界面があり、これは固形堆積物を低減する。サーフェスバーナーを含めることは、モジュール組立体における他のバーナーモジュールとのパイロットバーナー面のモザイク状配列（ｔｅｓｓｅｌｌａｔｉｏｎ）を可能にするために、幾何形状の変形形態を可能にする。サーフェスバーナーの形状は、様々とすることができる。バーナー基部での隔離部は、サーフェスバーナーセクションの損傷を防止するために含むことができる。サーフェスバーナーは、費用対効果の高い修理のためにメイン組立体からの取り外し可能な部分とすることができる。ジェットパイロットがサーフェスバーナーよりも過濃になるように過剰燃料接続部を追加することができる。ニードル弁は、サーフェスバーナーの燃焼速度に対してジェットパイロットの燃焼速度を調整するために、燃料／空気入口に設けることができる。サーフェスバーナーは、２つの異なった要素に分けることができる。一方の要素は、ジェットパイロット、サイトポート、熱電対のための貫通部を有し、他方の要素は、貫通部を有さないことになる。

【0082】

本明細書では、添付の図面を参照して本発明の例示的な実施形態を詳細に開示してきたが、本発明は、正確な実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲及びその均等物によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によって様々な変更及び修正を行なうことができることが理解される。

【符号の説明】

【0083】

１０ 除害装置
２０、２０Ａ、２０Ｂ パイロットモジュール
３０ 燃焼室モジュール
４０ ハウジング
５０ 取り付け台
６０ 排出流入口
７０ 処理材料入口
９０ 有孔スリーブ
１１０ パイロットモジュール入口
１２０ 燃焼室
１３０ 吐出面
１６０ パージ入口
１７０ 堰
１８０ 壁部
１９０ 突出部
２００ 天井
３００、３００Ａ メインハウジング
３００、３００Ａ サブハウジング
３２０、３５０ 上流面
３３０ 下流面
３４０、３６０ 側壁
３７０ 有孔パイロット面
３８０、４５０ 入口
３９０、４００ プレナム
４０５Ａ ボルト
４１０ 点火装置
４２０ 点火開口
４３０ 導体
４４０ 導管
４６０ 観測チューブ
４７０ 観測開口
４８０ マニホールド
４９０ リーン入口
５００ 燃料入口
５０５ 開口
５１０ 第１の部分
５２０ 第２の部分

【図1(A)】

【図1(B)】

【図1(C)】

【図2】

【図3(A)】

【図3(B)】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図5D】

【図6】

【国際調査報告】