TWI630347B - Combustion type purification device for exhaust gas - Google Patents

Abstract

本發明提供一種廢氣的燃燒式淨化裝置，可抑制或者防止通氣性的側面壁的裂紋、崩解、缺口等，該裝置具有如下結構：為了防止固體顆粒狀氧化物堆積於燃燒室內的側面壁，因而將側面壁設為具有通氣性陶瓷壁的側面壁，經由該通氣性的側面壁將含氧氣體噴出到燃燒室。

在如前述那樣的廢氣的燃燒式淨化裝置中，設置用於對作為燃燒室的側面壁的陶瓷壁從背後以及下方進行支撐的金屬支撐體。或者，將燃燒室的側面壁的上部設為通氣性陶瓷壁，將燃燒室的側面壁的下部設為通氣性的金屬壁。

Description

廢氣的燃燒式淨化裝置

本發明關於一種用於使由半導體製造程序排出的廢氣中所含的有害成分進行燃燒而去除的燃燒式淨化裝置。更具體關於一種燃燒式淨化裝置，其藉由在火焰以及氧氣的存在下在高溫下使由半導體製造程序排出的有害成分進行接觸、燃燒，從而變成無害的物質或者可容易無害化的物質。

隨著近年的半導體工業的發展，在半導體製造程序中使用了非常多種類的氣體。然而，這些氣體中，對於人體以及環境而言有害的物質多，必須在排出到工廠外之前進行淨化。將這些氣體(有害成分)進行燃燒而分解處理的燃燒式淨化方法是無論廢氣的組成、物性皆可適用的便利方法，特別是在高濃度、大流量的情況下，與乾式淨化方法、濕式淨化方法相比較而言是高效的。

在燃燒式淨化方法中進行如下的處理：藉由將包含有害成分的廢氣以及丙烷、LPG、LNG等燃料氣體、空氣或者氧氣、視需要還有惰性氣體在燃燒室中混合、燃燒，將有害成分轉化為無害的氧化物或者可容易 無害化的物質。歷來使用的一般的燃燒式淨化裝置由如下部件構成：用於使有害成分進行燃燒的燃燒室，用於將包含處理對象的有害成分的廢氣、燃料氣體、空氣等含氧氣體導入到燃燒室的各配管、噴嘴，以及用於將燃燒後的氣體從燃燒室排出的配管等。另外，有時候會在燃燒室的氣體排出口附近具有用於噴出冷卻水以冷卻高溫廢氣的噴霧噴嘴。

利用這樣結構的燃燒式淨化裝置，有害成分燃燒，將燃燒處理後的廢氣從排出口排出並釋放到大氣中，或者送向下一個處理裝置。然而，在處理對象的有害成分是例如矽烷、磷化氫、胂、二硼烷那樣的氣體的情況下，藉由燃燒而各自生成矽、磷、砷、硼的固體顆粒狀氧化物(粉化物)，其大部分通過燃燒室內，由後續程序進行處理，但是一部分堆積於燃燒室內的側面壁，其附著面積、厚度伴隨著燃燒時間的經過而增加。其結果，妨礙有害成分與燃料氣體、空氣、氧氣等的均勻混合從而阻礙完全燃燒，不僅發生燃燒溫度的降低、處理對象的有害成分的分解率的降低，而且在粉化物的堆積量多的情況下有可能發生失火之虞。

因此，如專利文獻1~5那樣開發了一種燃燒式淨化裝置，其中，將燃燒室的側面設為由陶瓷、燒結金屬等所構成的通氣性的材料，在其外周設置空氣、惰性氣體等的壓力氣體流路，經由側面壁將該壓力氣體噴出到燃燒室，從而防止固體顆粒狀氧化物堆積於燃燒室的側面壁。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特開平10-54534號公報

[專利文獻2]日本特開平10-61934號公報

[專利文獻3]日本特開2005-98680號公報

[專利文獻4]日本特開2006-194544號公報

如前述那樣的燃燒式淨化裝置中，在將燃燒室的側面壁製成通氣性的陶瓷的情況下，可製成對火焰的耐熱性、對有害成分的耐腐蝕性優於金屬等其它材料的側面壁。但是，陶瓷存在有脆弱的缺點，受到火焰等的影響而產生裂紋(裂縫、破裂)，發生崩解或者缺口，因而有時會對燃燒式淨化裝置本身、後續程序的裝置造成不良影響。因此，本發明想要解決的問題在於提供：在使用了通氣性的陶瓷作為燃燒室的側面壁的燃燒式淨化裝置中，可抑制或者防止燃燒室的側面壁的裂紋、崩解、缺口等的手段等。

本發明人為了解決這些問題而進行了深入研究，結果發現了如下內容，從而完成了本發明的第1實施形態的廢氣的燃燒式淨化裝置：在如前述那樣的燃燒式淨化裝置中，藉由設置用於從背後以及下方支撐陶瓷壁的金屬支撐體，從而使得由熱導率低的陶瓷所構成的燃燒室的側面整體的溫度與不設置金屬支撐體的情況相比 得以均勻化，使得因裝置的長期使用而導致的裂紋、崩解、缺口等的發生進程變遲緩，並且即使在產生了崩解、缺口的情況下，也可利用金屬支撐體而抑制或者防止陶瓷壁的碎片的流出，可減少對燃燒式淨化裝置、後續程序的裝置造成的不良影響。

另外，本發明人等發現了如下內容，從而完成了本發明的第2實施形態的燃燒式淨化裝置：陶瓷壁在長期反覆受到了基於火焰的高溫化和基於從噴霧噴嘴噴出的冷卻水的低溫化的影響的情況下，容易生成裂紋、崩解、缺口等，特別是，藉由將接觸於冷卻水的可能性高的側面壁的下部表面由通氣性陶瓷壁更換為通氣性的金屬壁，從而不損害燃燒室的側面壁整體的耐熱性，即可減少裂紋、崩解、缺口等。

即，本發明是一種廢氣的燃燒式淨化裝置，其具備：使由半導體製造程序排出的廢氣中所含的有害成分進行燃燒的燃燒室；將火焰導入到該燃燒室的噴嘴；將廢氣導入到該燃燒室的噴嘴；構成該燃燒室的側面的通氣性陶瓷壁；設置於該陶瓷壁的外周的含氧氣體流路；將含氧氣體導入於該流路的含氧氣體導入口；以及將燃燒處理後的氣體向外部排出的排出口，其特徵在於，該廢氣的燃燒式淨化裝置藉由設置對構成燃燒室的側面的通氣性陶瓷壁從背後以及下方進行支撐的金屬支撐體而成。

另外，本發明是一種廢氣的燃燒式淨化裝置，其具備：使由半導體製造程序排出的廢氣中所含的有 害成分進行燃燒的燃燒室；將火焰導入到該燃燒室的噴嘴；將廢氣導入到該燃燒室的噴嘴；該燃燒室的側面壁；設置於該側面壁的外周的含氧氣體流路；將含氧氣體導入於該流路的含氧氣體導入口；以及燃燒處理後的氣體的排出口和噴霧噴嘴，其特徵在於，燃燒室的側面壁的上部表面是通氣性陶瓷壁，燃燒室的側面壁的下部表面是通氣性的金屬壁。

在本發明的第1實施形態的廢氣的燃燒式淨化裝置中，由於在構成燃燒室的側面的通氣性陶瓷壁的背面設置熱導率高的金屬支撐體，因而可使得通氣性陶瓷壁的溫度與不設置金屬支撐體的情況相比變得均勻，可延緩因火焰的影響而導致的陶瓷壁的劣化。其結果，可抑制或者防止陶瓷壁的裂紋、崩解、缺口等的發展。另外，即使在產生了陶瓷壁的崩解、缺口的情況下，也可藉由金屬支撐體而抑制或者防止陶瓷壁的碎片的流出，可抑制或者防止對燃燒式淨化裝置、後續程序的裝置造成的不良影響。

在本發明的第2實施形態的廢氣的燃燒式淨化裝置中，要求耐熱性的側面壁的上部表面由通氣性陶瓷壁所構成，但是關於側面壁的下部表面，代替具有耐開裂性方面的弱點的陶瓷，由耐開裂性優異的金屬壁構成，因而不損害燃燒室的側面壁的耐熱性，即可抑制或者防止由與冷卻水的接觸導致的裂紋、崩解、缺口等。其結果，可抑制或者防止陶瓷壁的碎片的流出，可抑制 或者防止對燃燒式淨化裝置、後續程序的裝置造成的不良影響。本發明特別是在為了實現裝置小型化而在燃燒處理後立即需要進行氣體的冷卻的燃燒式淨化裝置方面發揮效果。

1‧‧‧燃燒室

2‧‧‧將火焰導入到燃燒室的噴嘴

3‧‧‧將廢氣導入到燃燒室的噴嘴

4‧‧‧燃燒室的側面壁

4’‧‧‧通氣性陶瓷壁

4”‧‧‧通氣性的金屬壁

5‧‧‧含氧氣體流路

6‧‧‧含氧氣體的導入口

7‧‧‧排出口

8‧‧‧金屬支撐體

8’‧‧‧從背後支撐陶瓷壁的金屬支撐體

8”‧‧‧從下方支撐陶瓷壁的金屬支撐體

8'''‧‧‧從燃燒室側支撐陶瓷壁的金屬支撐體

9‧‧‧孔

10‧‧‧線狀的間隙

11‧‧‧格子窗狀的間隙

12‧‧‧冷卻配管

13‧‧‧噴霧噴嘴

13’‧‧‧噴霧噴嘴

14‧‧‧流量計

15‧‧‧泵

16‧‧‧廢氣的燃燒式淨化裝置與洗滌器設備之間的配管

17‧‧‧水槽

18‧‧‧排水管

19‧‧‧多孔板

20‧‧‧填充材料

21‧‧‧除霧器

22‧‧‧將處理後的氣體向外部排出的排出口

圖1為本發明的第1實施形態的廢氣的燃燒式淨化裝置的一個例子的縱剖面的結構圖；圖2為圖1中的a-a’剖面圖；圖3為本發明的第1實施形態的廢氣的燃燒式淨化裝置的除了圖1以外的一個例子的縱剖面的結構圖；圖4為圖3中的b-b’剖面圖；圖5為本發明的第2實施形態的廢氣的燃燒式淨化裝置的一個例子的縱剖面的結構圖；圖6為圖5中的c-c’剖面圖；圖7為本發明的第2實施形態的廢氣的燃燒式淨化裝置的除了圖5以外的一個例子的縱剖面的結構圖；圖8為圖7中的d-d’剖面圖；圖9為本發明的廢氣的燃燒式淨化裝置的陶瓷壁的例子的部分放大剖面圖；圖10為藉由在本發明的廢氣的燃燒式淨化裝置上結合了水槽以及洗滌器的設備而得到的淨化裝置的一個例子的縱剖面的結構圖。

本發明適用於一種燃燒式淨化裝置，其具備 ：使由半導體製造程序排出的廢氣中所含的有害成分進行燃燒的燃燒室、將火焰導入到該燃燒室的噴嘴、將廢氣導入到該燃燒室的噴嘴、該燃燒室的側面壁、設置於該陶瓷壁的外周的含氧氣體流路、將含氧氣體導入於該流路的含氧氣體導入口、以及將燃燒處理後的氣體向外部排出的排出口。

作為可利用本發明的廢氣的燃燒式淨化裝置而處理的有害成分，可例示出：胂、磷化氫、矽烷、二矽烷、二氯矽烷、二硼烷、硒化氫、鍺烷(Germane)等氫化物氣體，三氟化硼、三氯化硼、四氟化矽、四氯化矽、四氯化鈦、氯化鋁、四氟化鍺、六氟化鎢等酸性氣體，氨、甲胺、二甲胺、三甲胺、肼等鹼性氣體，全氟碳化物、氫氟碳等鹵化碳等。另外，作為燃料氣體，可使用丙烷氣體、天然氣體等。這些氣體可視需要與氮氣等惰性氣體一起使用。

以下，基於圖1~圖10詳細說明本發明的廢氣的燃燒式淨化裝置，但是本發明不受限於它們。

尚且，圖1為本發明的第1實施形態的廢氣的燃燒式淨化裝置的一個例子的縱剖面的結構圖。圖2是圖1中的a-a’剖面圖。圖3為本發明的第1實施形態的廢氣的燃燒式淨化裝置的除了圖1以外的一個例子的縱剖面的結構圖。圖4是圖3中的b-b’剖面圖。圖5為本發明的第2實施形態的廢氣的燃燒式淨化裝置的一個例子的縱剖面的結構圖。圖6是圖5中的c-c’剖面圖。圖7為本發明的第2實施形態的廢氣的燃燒式淨化裝置的除了圖5以外的一個 例子的縱剖面的結構圖。圖8是圖7中的d-d’剖面圖。圖9為本發明的廢氣的燃燒式淨化裝置的側面壁的例子的部分放大剖面圖。圖10為藉由在本發明的廢氣的燃燒式淨化裝置上結合了水槽以及洗滌器的設備而得到的淨化裝置的一個例子的縱剖面的結構圖。

以下，對本發明的第1實施形態的廢氣的燃燒式淨化裝置進行詳細說明。

關於本發明的廢氣的第1實施形態的燃燒式淨化裝置，如圖1、圖2所示那樣，具備：使由半導體製造程序排出的廢氣中所含的有害成分進行燃燒的燃燒室1、將火焰導入到燃燒室1的噴嘴2、將廢氣導入到燃燒室1的噴嘴3、構成燃燒室1的側面的通氣性陶瓷壁4’、設置於陶瓷壁4’的外周的含氧氣體流路5、將含氧氣體導入於流路5的含氧氣體導入口6、以及將燃燒處理後的氣體向外部排出的排出口7，其設置從背後以及下方支撐構成燃燒室1的側面的通氣性陶瓷壁4’的金屬支撐體8(8’、8”)而成。

關於本發明的第1實施形態的廢氣的燃燒式淨化裝置，在燃燒室1的側面設置圓筒狀的由具有通氣性以及隔熱性的陶瓷所構成的側面壁，在燃燒室1中使廢氣接觸於高溫火焰，並且與從陶瓷壁4’供給的空氣等的含氧氣體接觸，從而使廢氣中所含的有害成分進行燃燒(熱分解)。此時，隨著有害成分的種類不同會生成粉化物，但是利用在圖1中箭頭所示那樣的含氧氣體的氣流，可防止粉化物堆積於陶瓷壁4’的表面。

而且，本發明的第1實施形態的廢氣的燃燒式 淨化裝置具備由金屬支撐體8(8’、8”)從背後以及下方支撐陶瓷壁4’的結構。如圖1所示那樣，金屬支撐體8由從背後支撐陶瓷壁4’的金屬支撐體8’以及從下方支撐陶瓷壁4’的金屬支撐體8”構成。作為金屬支撐體8的材質，只要是金屬則沒有特別限制，可使用碳鋼、鉻鋼、鉬鋼、錳鋼、鎳鋼、不銹鋼等，但是以使用不銹鋼為佳。

另外，金屬支撐體8’通常為圓筒形，金屬支撐體8”通常為圓環狀。關於金屬支撐體8’的表面的形態，只要具有充分的通氣性並且可支撐陶瓷壁4’，那麼沒有特別限制，例如可如後述那樣，製成與陶瓷壁4’的表面的形態相同的或者類似的形態。尚且，金屬支撐體8可利用黏接劑等與陶瓷壁4’固定接觸，但是也可以是全部或者一部分在不固定的狀態下接觸於陶瓷壁4’的形態。金屬支撐體8’以及金屬支撐體8”的厚度通常為0.5~20mm。

在本發明的第1實施形態的廢氣的燃燒式淨化裝置中，如圖3以及圖4所示那樣，可進一步在陶瓷壁4’的下部的燃燒室側表面，設置從燃燒室側支撐陶瓷壁4’的金屬支撐體8'''。由此，在產生了陶瓷壁4’的崩解、缺口的情況下，提高抑制或者防止陶瓷壁4’的碎片向下游側的流出、對燃燒式淨化裝置、後續程序的裝置造成的不良影響的效果。金屬支撐體8'''通常為圓筒狀或者圓環狀，材質、厚度、以及與陶瓷壁4’的接觸狀態也與金屬支撐體8’相同，但是可以是通氣性也可以是非通氣性。

下面，對本發明的第2實施形態的廢氣的燃燒 式淨化裝置進行詳細說明。

如圖5、圖6所示那樣，本發明的第2實施形態的廢氣的燃燒式淨化裝置具備：使由半導體製造程序排出的廢氣中所含的有害成分進行燃燒的燃燒室1、將火焰導入到該燃燒室的噴嘴2、將廢氣導入到該燃燒室的噴嘴3、該燃燒室的側面壁4、設置於該側面壁的外周的含氧氣體流路5、將含氧氣體導入於該流路5的含氧氣體導入口6、以及燃燒處理後的氣體的排出口7和噴霧噴嘴13，燃燒室的側面壁的上部表面是通氣性陶瓷壁4’，燃燒室的側面壁的下部表面是通氣性的金屬壁4”。

關於本發明的第2實施形態的廢氣的燃燒式淨化裝置，在燃燒室1的側面設置圓筒狀的具有通氣性以及隔熱性的側面壁4，在燃燒室1中使廢氣接觸於高溫火焰，並且與從側面壁4供給的空氣等的含氧氣體接觸，從而將廢氣中所含的有害成分進行燃燒(熱分解)。此時，根據有害成分的種類不同會生成粉化物，但是利用在圖5中箭頭所示那樣的含氧氣體(包括空氣)的氣流，從而可防止粉化物堆積於燃燒室的側面壁4的表面。

而且，關於本發明的第2實施形態的廢氣的燃燒式淨化裝置，要求耐熱性的燃燒室的側面壁的上部表面由通氣性陶瓷壁4’構成，容易受到由從噴霧噴嘴噴出的冷卻水導致產生裂紋的影響的燃燒室的側面壁的下部表面由通氣性的金屬壁4”構成。作為陶瓷壁的材質，可使用氧化鋁、二氧化矽、氧化鈦等。另外，作為金屬壁的材質，可使用碳鋼、鉻鋼、鉬鋼、錳鋼、鎳鋼、不銹 鋼等，但是以使用不銹鋼為佳。

在本發明的第2實施形態的廢氣的燃燒式淨化裝置中，可如圖5所示那樣，製成燃燒室的側面壁4的上部整體為通氣性陶瓷壁4’，燃燒室的側面壁4的下部整體為通氣性的金屬壁4”這樣的結構，除此之外還可如圖7所示那樣，製成側面壁的整體為陶瓷壁4’，僅僅下部表面為金屬壁4”這樣的結構。構成燃燒室的側面壁的下部表面的通氣性的金屬壁4”的高度通常為燃燒室的側面壁4整體的高度的5~30%，以側面壁4整體的高度的10~25%為佳。在本發明中，燃燒室的側面壁4通常為厚度為0.2~50mm的圓筒的形狀，以厚度為5~30mm的圓筒的形狀為佳。

下面，對本發明的第1實施形態以及第2實施形態的廢氣的燃燒式淨化裝置中共通的事項進行詳細說明。

在本發明中，作為燃燒室的側面壁4(4’以及4”)的表面的形態，例如可列舉出圖9所示那樣結構。圖9(a)(b)為具有針孔9的壁的部分放大剖面圖，其孔徑(直徑)通常為0.01~3.0mm，以0.02~1.0mm為佳。尚且，孔9不受限於圓形，這樣的情況下的孔的尺寸是與前述的孔徑相當的尺寸。關於孔的排列，也可縱橫規則配置，或者可使用隨機配置的排列方式。圖9(c)是具有線狀的間隙10的壁的部分放大剖面圖，其間隙通常為0.005~2.0mm，以0.01~1.0mm為佳。圖9(d)為具有格子窗狀的間隙11的壁的部分放大剖面圖，關於其間隙，作為換算為正方形的 情況下的一個邊的長度，通常為0.01~3.0mm，以0.02~1.0mm為佳。另外，燃燒室的側面壁4的表面的形態不限於它們，例如在它們之外，可列舉出：將纖維狀的陶瓷或者金屬進行積層而得到的積層體、將多個顆粒狀的陶瓷或者金屬進行積層而得到的積層體、具有細孔的多孔質陶瓷或者多孔質金屬等的形態。

尚且，燃燒室的側面壁4的孔、間隙大於前述範圍的情況下，有可能使得含氧氣體向燃燒室1的氣流發生偏倚，產生氣體流量多的部分和少的部分，並且有可能使得在氣體流量少的部分發生粉化物堆積。另外，小於前述範圍的情況下，有可能在短時間使得孔、間隙被粉化物等堵塞。進一步，關於燃燒室的側面壁4的通氣性部分，在任一個形態中，都以按照空隙率或者氣孔率為50~90%左右的方式設定為佳。在空隙率或者氣孔率不足50%的情況下，可能使粉化物堆積於壁面，空隙率或者氣孔率超過90%的情況下，可能使側面壁的强度降低。

在本發明的廢氣的燃燒式淨化裝置，通常遍及整個如前述那樣的燃燒室的側面壁4的外周都設置含氧氣體流路5。含氧氣體流路5的寬度通常為5~200mm，以10~100mm為佳。在將有害成分進行處理時燃燒室1的溫度變為500~1200℃的高溫，藉由製成這樣的結構，可防止燃燒室1的熱擴散到外部。尚且，含氧氣體流路5的外壁合於燃燒室的側面壁4的形狀，通常為圓筒形。

另外，在本發明中，用於將含氧氣體導入於流路5的含氧氣體導入口6的方向，係設定成由導入口6 導入的含氧氣體沿著環狀的含氧氣體流路5旋轉這樣的方向。關於含氧氣體導入口6，通常設定在相對於環的切線方向為±30度的角度的範圍內，以按照實質性上在環的切線方向可導入含氧氣體的方式進行設定為佳。藉由製成這樣的結構，使得含氧氣體在流路5內中的任一個部位，都可防止含氧氣體發生滯留、偏流，可將含氧氣體以均勻的流量以及溫度導入到燃燒室1。

另外，關於含氧氣體流路5，也可在廢氣的導入方向(在圖1、圖5中為上下方向)上，劃分為多條流路，控制導入於各條流路的含氧氣體的流量等。在這樣的情況下，關於含氧氣體的旋轉方向，可按照相互為相同的方向的方式設定，也可按照相互為相反方向的方式設定。然而，側面壁是可使得含氧氣體維持流路內的旋轉方向而導入到燃燒室1那樣的結構的情況下，將相鄰的流路內的含氧氣體的旋轉方向按照相互為相反方向的方式設定，從而容易進行燃燒室內的氣體的混合，故較佳。

在本發明的廢氣的燃燒式淨化裝置中，按照在進入燃燒室1之前將燃料與含氧氣體混合從而進行燃燒的方式設定。在燃料的燃燒之時，火焰的前端可進入也可不進入燃燒室1。另外，如圖1、圖5所示那樣，將廢氣導入到燃燒室1的噴嘴3通常設置於將火焰導入到燃燒室1的噴嘴2的外周側。尚且，在本發明中，除了含氧氣體流路5之外，在將火焰導入到燃燒室1的噴嘴2的周圍，也可設置將含氧氣體導入到燃燒室1的噴嘴。

在本發明的廢氣的燃燒式淨化裝置中，關於 燃燒處理後的氣體，如圖5、圖10所示那樣，藉著由設置於排出口7的噴霧噴嘴13噴出的冷卻水進行冷卻，然後釋放到大氣中，或者被送入下一個處理程序。此時，由噴霧噴嘴13噴出的冷卻水可能接觸於燃燒室的側面壁4的下部表面。然而，在圖3、圖5、以及圖7所示那樣的燃燒式淨化裝置中，由於燃燒室的側面壁4的下部表面由金屬壁構成，因而不可能產生在陶瓷壁的情況下那樣的裂紋等。

在將由半導體製造程序排出的廢氣利用本發明的廢氣的燃燒式淨化裝置進行燃燒處理，然後送入下一個處理程序那樣的情況下，在本發明中，也可一併裝備用於實施這樣的處理程序的設備。關於圖10的水槽17以及洗滌器的設備，針對利用本發明的廢氣的燃燒式淨化裝置處理過的廢氣，將處理後的氣體中所含的粉化物進行去除，並且將新生成了的有害成分(可容易無害化的成分)進行去除，在本發明中雖然不是必須的設備，但是以具備這些設備為佳。即，在本發明中，以製成在燃燒室1的排出側設置有粉化物的去除部及/或酸性氣體的去除部的廢氣的燃燒式淨化裝置為佳。

例如，利用本發明的廢氣的燃燒式淨化裝置，將胂、磷化氫、矽烷、二硼烷等氫化物進行了處理的情況下，藉由燃燒而各自生成砷、磷、矽、硼等的固體顆粒狀氧化物。另外，將三氟化硼、三氯化硼、四氟化矽、四氯化矽、C₂F₆等鹵化物進行了處理的情況下，新生成氯化氫、氟化氫等酸性氣體(可容易無害化的成分) 。在圖10的淨化裝置中，粉化物主要可藉由源自噴霧噴嘴13的灑水、以及多孔板19上的捕捉從而去除。另外，關於本發明的廢氣的燃燒式淨化裝置與洗滌器設備之間的配管16，以按照容易將粉化物沖洗到水槽17的方式向洗滌器設備側傾斜為佳。

在使用了藉由在本發明的廢氣的燃燒式淨化裝置中結合了水槽17以及洗滌器的設備而得到的圖10所示那樣的淨化裝置的情況下，氯化氫、氟化氫等酸性氣體主要可藉由填充材料20而去除。另外，可藉由除霧器21將水分也一併去除。尚且，在圖10中，12表示冷卻配管，14表示流量計，15表示泵，18表示排水管，22表示將處理後的氣體向外部排出的排出口。

[實施例]

接著，藉由實施例更具體說明本發明，但本發明不受限於它們。

[實施例1]

(第1實施形態的燃燒式淨化裝置的製作)

製作出如圖1、圖2所示那樣的結構的燃燒式淨化裝置，其具有圓筒形的燃燒室1(高度500mm、直徑200mm)、將火焰導入到該燃燒室1的噴嘴2、將廢氣導入到燃燒室1的噴嘴3、構成燃燒室1的側面的氧化鋁製的圓筒形的陶瓷壁4’(厚度15mm)、從背後以及下方支撐陶瓷壁4’的不銹鋼(SUS316)製的金屬支撐體8(厚度5mm)、環狀的含氧氣體流路5(寬度20mm)、含氧氣體導入口6、以及將燃燒後的氣體向外部排出的排出口7。尚且，陶瓷壁4’具有 與直徑10~100μm相當的微多孔，從背後支撐陶瓷壁4’的金屬支撐體8’是具有直徑2mm的孔並且通氣性高於陶瓷壁4’的金屬支撐體。另外，在陶瓷壁4’的內部(厚度方向的中央部)，以50mm間隔在上下方向上設置了九個溫度感測器。

在如前述那樣製作的燃燒式淨化裝置的燃燒室1的下部，在噴霧噴嘴13、燃燒式淨化裝置的右下部，設置了長度300mm、寬度300mm、高度300mm的水槽17，進一步在水槽17的上部設置多孔板19、以聚丙烯樹脂為主材的填充材料20以及具有除霧器21的洗滌器。另外，利用傾斜的配管將燃燒式淨化裝置的下部與水槽連接，並連接流量計14、泵15等，從而完成了圖10所示那樣的裝置。尚且，噴霧噴嘴13按照所噴出的冷卻水不接觸於陶瓷壁4’的方式，與陶瓷壁之間設置充分的距離而設置。

(第1實施形態的燃燒式淨化裝置的燃燒處理試驗)

向水槽中注入水直至深度成為150mm，然後使泵等運轉，從噴霧噴嘴13以及13’噴出了水。另外，使丙烷(流量15L/min)和空氣(流量440L/min)混合並且燃燒，從噴嘴導入於燃燒室1，同時將空氣從四個含氧氣體導入口各自以37.5L/min、合計以150L/min的流量經由側面壁導入於燃燒室1。接著，將包含作為廢氣的矽烷(流量10L/min)的氮氣(流量490L/min)從四個噴嘴各以125L/min、合計以500L/min導入於燃燒室1，從而進行了燃燒處理。

矽燒的燃燒處理是在燃燒狀態穩定之後進行1小時，為了在這期間確認陶瓷壁4’的溫度分布，因而利用溫度感測器測定出陶瓷壁4’的各測定部位的溫度。其結果可知，在設置於從上數來第3個測定部位測定出最高溫度約780℃，與在最下部的測定部位測定出的最低溫度之差的平均值約為200℃。

[實施例2]

(第1實施形態的燃燒式淨化裝置的製作)

在實施例1的燃燒式淨化裝置的製作中，將陶瓷壁4’的厚度變更為17mm，將從背後支撐陶瓷壁4’的金屬支撐體8’的厚度變更為3mm，新設置從燃燒室側支撐陶瓷壁4’的金屬支撐體8'''(厚度3mm、高度20mm)，此外與實施例1同樣地操作從而製作出燃燒式淨化裝置。進一步，與實施例1同樣地操作，在燃燒室1的下部設置噴霧噴嘴13，在燃燒式淨化裝置的右側設置洗滌器，從而完成了圖10所示那樣的裝置。

(第1實施形態的燃燒式淨化裝置的燃燒處理試驗)

在實施例1的燃燒式淨化裝置的燃燒處理試驗中，使用前述的裝置，此外與實施例1同樣地操作，從而進行了燃燒處理試驗。其結果可知，在設置於從上數來第3個測定部位測定出最高溫度約790℃，與在最下部的測定部位測定出的最低溫度之差的平均值約為230℃。與實施例1相較，陶瓷壁4’的最高溫度與最低溫度之差變大了，其原因可認為是，將從背後支撐陶瓷壁4’的金屬支撐體8’ 的厚度設定為與實施例1的情況相比薄了2mm，因而熱傳導惡化。

[比較例1]

(燃燒式淨化裝置的製作)

在實施例1的燃燒式淨化裝置的製作中，將陶瓷壁4’的厚度設為20mm，沒有設置金屬支撐體8，除此之外，與實施例1同樣地操作從而製作出燃燒式淨化裝置。進一步，與實施例1同樣地操作，在燃燒室1的下部設置噴霧噴嘴13，在燃燒式淨化裝置的右側設置洗滌器，從而完成了圖10所示那樣的裝置。

(燃燒式淨化裝置的燃燒處理試驗)

在實施例1的燃燒式淨化裝置的燃燒處理試驗中，使用前述的裝置，此外與實施例1同樣地操作，從而進行了燃燒處理試驗。其結果可知，在設置於從上數來第3個測定部位測定出最高溫度約810℃，與在最下部的測定部位測定出的最低溫度之差的平均值約為300℃。與實施例1以及實施例2相較，陶瓷壁4’的最高溫度與最低溫度之差變大，其原因可認為是，沒有從背後支撐陶瓷壁4’的金屬支撐體8’，因而熱傳導大幅惡化。

如以上那樣，關於本發明的第1實施形態的廢氣的燃燒式淨化裝置，如實施例所示那樣，在構成燃燒室的側面的通氣性陶瓷壁的背面設置熱導率高的金屬支撐體，因而通氣性陶瓷壁的最高溫度與最低溫度之差變小，與不設置金屬支撐體的情況相比溫度得以均勻化。其結果，可延緩因火焰的影響而導致的陶瓷壁的劣化。

[實施例3]

(第2實施形態的燃燒式淨化裝置的製作)

製作出如圖5、圖6所示那樣的結構的燃燒式淨化裝置，其具有圓筒形的燃燒室1(高度500mm、直徑200mm)、將火焰導入到該燃燒室1的噴嘴2、將廢氣導入到燃燒室1的噴嘴3、燃燒室1的側面壁4(厚度15mm)、環狀的含氧氣體流路5(寬度20mm)、含氧氣體導入口6、以及將燃燒後的氣體向外部排出的排出口7和噴霧噴嘴13。尚且，側面壁4由具有直徑與10~100μm相當的微多孔的通氣性陶瓷壁4’和通氣性的金屬壁4”所構成，通氣性的金屬壁4”的高度是燃燒室的側面壁整體的高度的20%。另外，關於噴霧噴嘴13，為了藉由儘快進行燃燒處理後的氣體的冷卻從而謀求燃燒式淨化裝置的小型化，因而設置於如下的位置，即，使得所噴出的冷卻水不接觸於陶瓷壁4’而接觸於通氣性的金屬壁4”的下部那樣的位置。

在如前述那樣製作的燃燒式淨化裝置的右下部，設置了長度300mm、寬度300mm、高度300mm的水槽17，進一步在水槽17的上部設置了多孔板19、以聚丙烯樹脂為主材的填充材料20、以及具有除霧器21的洗滌器。另外，利用傾斜的配管將燃燒式淨化裝置的下部與水槽連接，在填充材料20的上部設置噴霧噴嘴13’，按照使得水槽17的冷卻水進行循環的方式連接流量計14、泵15等，從而完成了圖10所示那樣的裝置。

(第2實施形態的燃燒式淨化裝置的燃燒處理試驗)

向水槽中注入水直至深度成為150mm，然後使泵等運轉，而從噴霧噴嘴13以及13’噴出了水。另外，將丙烷(流量15L/min)與空氣(流量440L/min)混合並且燃燒，從噴嘴導入於燃燒室1，同時將空氣從四個含氧氣體導入口各自以37.5L/min、合計以150L/min的流量介由側面壁導入於燃燒室1。接著，將包含作為廢氣的矽烷(流量10L/min)的氮氣(流量490L/min)，從四個噴嘴各以125L/min、合計以500L/min導入於燃燒室1而進行了燃燒處理。將矽烷的燃燒處理進行了20小時，然後從燃燒式淨化裝置取出陶瓷壁4’和金屬壁4”並檢查了表面，但是無法檢測到裂紋等。

[實施例4]

(第2實施形態的燃燒式淨化裝置的製作、燃燒處理試驗)

在實施例3的燃燒式淨化裝置的製作中，將燃燒室1的側面壁4更換為圖7、圖8所示那樣的結構，除此以外，與實施例3同樣地操作從而製作出燃燒式淨化裝置。另外，與實施例1同樣地操作地設置洗滌器，從而完成了圖10所示那樣的裝置。使用該裝置與實施例3同樣地操作而進行了燃燒式淨化裝置的燃燒處理試驗。其結果，從陶瓷壁4’和金屬壁4”的表面無法檢測到裂紋等。

如以上那樣，關於本發明的廢氣的第2實施形態的燃燒式淨化裝置，如實施例所示那樣，由於燃燒室的側面壁的上部表面由陶瓷壁構成，燃燒室的側面壁的下部表面由金屬壁構成，因而不損害燃燒室的側面壁的 耐熱性，即可抑制或者防止裂紋等。

Claims (11)

1. 一種廢氣的燃燒式淨化裝置，其具備：使由半導體製造程序排出的廢氣中所含的有害成分進行燃燒的燃燒室；將火焰導入到該燃燒室的噴嘴；將廢氣導入到該燃燒室的噴嘴；構成該燃燒室的側面的通氣性陶瓷壁；設置於該陶瓷壁的外周的含氧氣體流路；將含氧氣體導入於該流路的含氧氣體導入口；以及將燃燒處理後的氣體向外部排出的排出口，其特徵在於，該廢氣的燃燒式淨化裝置係設置對構成燃燒室的側面的通氣性陶瓷壁從背後以及下方進行支撐的金屬支撐體而成，及在陶瓷壁的下部的燃燒室側表面設置從燃燒室側支撐陶瓷壁的金屬支撐體。
2. 如請求項1之廢氣的燃燒式淨化裝置，其中，陶瓷壁是圓筒的形狀。
3. 如請求項1之廢氣的燃燒式淨化裝置，其中，含氧氣體流路是環狀的。
4. 如請求項1之廢氣的燃燒式淨化裝置，其中，從陶瓷壁的背後支撐的金屬支撐體由通氣性的金屬板所構成。
5. 如請求項1之廢氣的燃燒式淨化裝置，其中，陶瓷壁由具有針孔的陶瓷、具有線狀的間隙的陶瓷、具有格子窗狀的間隙的陶瓷、多孔質陶瓷、多個纖維狀陶瓷的積層體，或者多個顆粒狀陶瓷的積層體所構成。
6. 如請求項1之廢氣的燃燒式淨化裝置，其中，在燃燒室的排出側設置粉化物的去除部及酸性氣體的去除部 中之至少一者。
7. 一種廢氣的燃燒式淨化裝置，其具備：使由半導體製造程序排出的廢氣中所含的有害成分進行燃燒的燃燒室；將火焰導入到該燃燒室的噴嘴；將廢氣導入到該燃燒室的噴嘴；該燃燒室的側面壁；設置於該側面壁的外周的含氧氣體流路；將含氧氣體導入於該流路的含氧氣體導入口；以及燃燒處理後的氣體的排出口和噴霧噴嘴，其特徵在於，燃燒室的側面壁的上部表面是通氣性陶瓷壁，燃燒室的側面壁的下部表面是通氣性的金屬壁。
8. 如請求項7之廢氣的燃燒式淨化裝置，其中，燃燒室的側面壁是圓筒的形狀。
9. 如請求項7之廢氣的燃燒式淨化裝置，其中，含氧氣體流路是環狀的。
10. 如請求項7之廢氣的燃燒式淨化裝置，其中，構成燃燒室的側面壁的下部表面的通氣性的金屬壁的高度是燃燒室的側面壁整體的高度的5~30%。
11. 如請求項7之廢氣的燃燒式淨化裝置，其中，在燃燒室的排出側設置粉化物的去除部及酸性氣體的去除部中之至少一者。