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JP3479221B2 - Combustion equipment - Google Patents
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JP3479221B2 - Combustion equipment - Google Patents

Combustion equipment

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JP3479221B2
JP3479221B2 JP20971798A JP20971798A JP3479221B2 JP 3479221 B2 JP3479221 B2 JP 3479221B2 JP 20971798 A JP20971798 A JP 20971798A JP 20971798 A JP20971798 A JP 20971798A JP 3479221 B2 JP3479221 B2 JP 3479221B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
製造工程において、主に半導体ウェハ等の酸化処理に使
用される燃焼装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a combustion apparatus mainly used for oxidizing a semiconductor wafer or the like in a semiconductor device manufacturing process.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスの製造においては、半導
体ウェハ表面に酸化膜を形成する酸化処理工程がある。
この酸化処理の一つの方法として、酸化処理炉内におい
て半導体ウェハを高温下で水蒸気と接触させ、酸化膜を
形成する方式がある。この水蒸気を利用した酸化処理装
置としては、例えば特開昭56ー62326号公報に示
されているように、酸化処理炉内に水素ガスと酸素ガス
を直接供給して、該酸化処理炉内で水素ガスを燃焼さ
せ、水蒸気を発生させる方式が知られている。
2. Description of the Related Art In the manufacture of semiconductor devices, there is an oxidation treatment step of forming an oxide film on the surface of a semiconductor wafer.
As one method of this oxidation treatment, there is a method of forming a oxide film by bringing a semiconductor wafer into contact with water vapor at high temperature in an oxidation treatment furnace. As an oxidation treatment apparatus using this steam, for example, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 56-62326, hydrogen gas and oxygen gas are directly supplied into the oxidation treatment furnace to be used in the oxidation treatment furnace. A method of burning hydrogen gas to generate water vapor is known.

【0003】しかしながら、この酸化処理炉内で水素ガ
スを燃焼させる方式においては、水素ガスと酸素ガスの
燃焼度合によって酸化処理炉内の温度が大きく左右され
るので、半導体ウェハの酸化処理温度を十分に制御する
ことが困難であることから、半導体ウェハに対する酸化
処理の安定性及び再現性が低い。
However, in the method of burning hydrogen gas in the oxidation treatment furnace, the temperature in the oxidation treatment furnace is greatly influenced by the degree of combustion of hydrogen gas and oxygen gas, so that the oxidation treatment temperature of the semiconductor wafer is sufficiently high. Since it is difficult to control the temperature of the semiconductor wafer, the stability and reproducibility of the oxidation process on the semiconductor wafer are low.

【0004】このため、例えば特公昭63ー60528
号や特開昭63ー210501号公報などに示されてい
るように、酸化処理炉の外部に独立させて水蒸気発生装
置としての外部燃焼装置を独立させて設け、この外部燃
焼装置に水素ガスと酸素ガスを供給して燃焼させること
により水蒸気を発生させ、この水蒸気を配管を介して酸
化処理装置に供給する方式が知られている。
Therefore, for example, Japanese Examined Patent Publication No. 63-60528
As disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-210501 and Japanese Patent Laid-Open No. 63-210501, an external combustion device as a steam generator is independently provided outside the oxidation treatment furnace, and hydrogen gas is supplied to the external combustion device. A method is known in which oxygen gas is supplied and burned to generate steam, and the steam is supplied to an oxidation treatment apparatus through a pipe.

【0005】この外部燃焼方式によれば、酸化処理炉に
おける加熱状態を、水蒸気発生装置としての外部燃焼装
置の動作状態と分離して制御することができるので、酸
化処理炉での半導体ウェハに対する酸化処理が、高い安
定性と再現性を持って実施できるようになる。従って、
この外部燃焼方式の酸化処理装置が脚光を浴びてきてい
る。この外部燃焼方式の燃焼装置としては、水素ガス及
び酸素ガスの導入の形態として、特に酸素ガスの導入管
の形態から、環状型外部燃焼装置と分散型外部燃焼装置
に分かれている。
According to this external combustion method, the heating state in the oxidation treatment furnace can be controlled separately from the operating state of the external combustion apparatus as the steam generator, so that the oxidation of the semiconductor wafer in the oxidation treatment furnace is performed. The process can be performed with high stability and reproducibility. Therefore,
This external combustion type oxidation treatment device is in the spotlight. The external combustion type combustion device is divided into an annular external combustion device and a distributed external combustion device, depending on the form of introduction of hydrogen gas and oxygen gas, particularly the form of the introduction pipe of oxygen gas.

【0006】次に、この外部燃焼装置の水素ガスと酸素
ガス導入部の形態の例について説明する。図9は、例え
ば特開平5ー304136号公報に示された従来の環状
型外部燃焼装置の概要を示す図である。図において、1
は外部燃焼装置全体を示している。2は燃焼容器、3お
よび4は燃焼容器2の下部において開口する水素ガス導
入管及び酸素ガス導入管、5は水素及び酸素ガスの少な
くとも一方を自然着火温度に加熱するヒータ、6は燃焼
容器2の周囲に設けられた冷却機構、7は水素ガス噴出
ノズル、8は酸素ガス噴出ノズルである。この図9に示
すように、水素ガス噴出ノズル7を中心として酸素ガス
噴出ノズル8が環状に取囲んで配置されている。
Next, an example of the form of the hydrogen gas and oxygen gas introduction portion of this external combustion device will be described. FIG. 9 is a diagram showing an outline of a conventional annular external combustion device disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-304136. In the figure, 1
Indicates the entire external combustion device. Reference numeral 2 is a combustion container, 3 and 4 are hydrogen gas introduction pipes and oxygen gas introduction pipes opened at the lower portion of the combustion container 2, 5 is a heater for heating at least one of hydrogen and oxygen gas to a spontaneous ignition temperature, and 6 is a combustion container 2 Is a cooling mechanism provided around it, 7 is a hydrogen gas ejection nozzle, and 8 is an oxygen gas ejection nozzle. As shown in FIG. 9, an oxygen gas ejection nozzle 8 is arranged surrounding the hydrogen gas ejection nozzle 7 in a ring shape.

【0007】また、図10は、例えば特開平6ー267
932号公報に示された従来の分散型外部燃焼装置の概
要を示す図である。図中、9は水素ガス噴出ノズル7の
先端部に設けられた凹部、10は酸素ガス噴出ノズル
(孔)8が設けられた酸素拡散板、11は断熱材であ
り、図9に示した燃焼装置と同等部分については同一符
号を付けている。この図10に示すように、分散型外部
燃焼装置では、燃焼容器2の下部に開口する水素ガス噴
出ノズル7の先端部には凹部9が形成されており、この
水素ガス噴出ノズル7を中心としてその周辺に複数の酸
素ガス噴出ノズル(孔)8が所定の間隔で配置されてい
る。
FIG. 10 shows, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-267.
It is a figure which shows the outline of the conventional distributed external combustion apparatus shown by 932 gazette. In the figure, 9 is a concave portion provided at the tip of the hydrogen gas ejection nozzle 7, 10 is an oxygen diffusion plate provided with an oxygen gas ejection nozzle (hole) 8, and 11 is a heat insulating material. The same parts as those of the device are designated by the same reference numerals. As shown in FIG. 10, in the distributed external combustion device, a concave portion 9 is formed at the tip of the hydrogen gas ejection nozzle 7 opening at the bottom of the combustion container 2, and the hydrogen gas ejection nozzle 7 is used as the center. A plurality of oxygen gas ejection nozzles (holes) 8 are arranged at a predetermined interval around the periphery.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年では、
半導体デバイス作製上の要求から、水素ガス流量、酸素
ガス流量、水素ガスと酸素ガスの混合比等を種々異なら
せた酸化処理を行うようになってきている。特に、外部
燃焼装置で発生させた水蒸気を利用して酸化膜形成を高
精度に制御する場合には、発生させる水蒸気量を少なく
するために水素ガス流量を減少させたり、発生する水蒸
気を希釈するため完全燃焼に必要な量以上の酸素ガス流
量を供給することが必要となってきた。すなわち、今後
の半導体デバイスに対しては、水蒸気の発生を減らすた
めの低流量水素ガス利用水蒸気酸化処理や水蒸気を希釈
するための低水素ガス/酸素ガスの混合比利用水蒸気酸
化処理を高品質でしかも安定に実施できるということが
重要となる。
By the way, in recent years,
Due to demands for manufacturing semiconductor devices, an oxidizing process has been performed in which the flow rate of hydrogen gas, the flow rate of oxygen gas, the mixing ratio of hydrogen gas and oxygen gas, and the like are variously changed. In particular, when the oxide film formation is controlled with high accuracy by using the steam generated in the external combustion device, the hydrogen gas flow rate is reduced or the generated steam is diluted in order to reduce the amount of steam generated. Therefore, it has become necessary to supply an oxygen gas flow rate more than the amount required for complete combustion. In other words, for future semiconductor devices, high-quality steam oxidation treatment using low flow rate hydrogen gas to reduce the generation of steam and steam oxidation treatment using a low hydrogen gas / oxygen gas mixture ratio to dilute the steam will be performed with high quality. Moreover, it is important to be able to carry out it stably.

【0009】また一方で、汎用的な酸化処理、すなわ
ち、水素ガス流量が例えば毎分3リットル以上で、水素
ガス/酸素ガスの混合比が1以上での燃焼においても、
今迄と同様に、高品質でしかも安定に実施できることが
重要な技術となる。
On the other hand, even in the general-purpose oxidation treatment, that is, in the combustion in which the flow rate of hydrogen gas is, for example, 3 liters per minute or more, and the mixture ratio of hydrogen gas / oxygen gas is 1 or more,
As in the past, it is an important technology that high quality and stable implementation are possible.

【0010】ところが、特開平5ー304136号公報
に記載されているような環状型外部燃焼装置の場合に
は、内外二重管構造とされた水素ガス導入管と酸素ガス
導入管との互いに接近した先端ノズルから、それぞれ水
素ガスと酸素ガスを自然着火温度に加熱しながら噴出し
て燃焼させると、その中央の水素ガス噴出ノズルの先端
から炎が出て、その水素ガス噴出ノズルの先端が失透温
度(約1200℃)を上回って加熱され、そのノズル先
端の失透(透明な石英が白っぽく変色してぼろぼろに剥
離する現象。非晶質の石英が結晶質のクリストパライト
に変質すること。)を招き、パーティクル発生の原因に
なったり、ノズル形状の変形を招く。そのため、パーテ
ィクル発生のない高品質の酸化処理可能な期間(寿命)
が短くなるという問題が生じる。
However, in the case of the annular type external combustion device as described in JP-A-5-304136, the hydrogen gas introduction pipe and the oxygen gas introduction pipe having the inner and outer double pipe structure are close to each other. When hydrogen gas and oxygen gas are jetted from each tip nozzle while heating to the spontaneous ignition temperature and burned, a flame comes out from the tip of the hydrogen gas jet nozzle in the center, and the tip of the hydrogen gas jet nozzle is lost. Devitrification at the tip of the nozzle when heated above the transmission temperature (about 1200 ° C) (transparent quartz discolors whitish and peels into pieces. Amorphous quartz transforms into crystalline cristopalite. .), Causing the generation of particles and deforming the nozzle shape. Therefore, a period (life) that allows high-quality oxidation without particle generation
The problem arises that is shortened.

【0011】また、特開平6ー267932号公報に記
載されているような分散型外部燃焼装置の場合には、酸
素ガス噴出ノズルが水素ガス噴出ノズルの先端から周囲
に遠く離れて分散し、かつその水素ガス噴出ノズルの先
端よりも突出する位置に配するので、酸素ガス噴出ノズ
ルより周囲の広い範囲に拡散して酸素ガスが噴出するよ
うになる。これにより、水蒸気を発生させるために着
火、燃焼させた時の燃焼炎が、前記水素ガス噴出ノズル
の先端に接近すること無く周囲に広がって形成されるよ
うになって、水素ガスノズルの先端が異常に加熱される
ことがなくなり、そのノズル先端の失透によるパーティ
クル発生やノズル形状の変形も発生しなくなる。
Further, in the case of the dispersion type external combustion device as described in Japanese Patent Laid-Open No. 6-267932, the oxygen gas jet nozzle is dispersed far away from the tip of the hydrogen gas jet nozzle, and Since it is arranged at a position projecting from the tip of the hydrogen gas ejection nozzle, the oxygen gas is diffused and diffused in a wide range around the oxygen gas ejection nozzle. As a result, the combustion flame when ignited and combusted to generate water vapor is spread and formed around the hydrogen gas ejection nozzle without approaching the tip of the hydrogen gas ejection nozzle. As a result, the generation of particles due to devitrification of the nozzle tip and the deformation of the nozzle shape do not occur.

【0012】ところが、この分散型外部燃焼装置では、
低流量水素ガス利用水蒸気酸化処理や低水素ガス/酸素
ガスの混合比利用水蒸気酸化処理の場合において、燃焼
炎が水素ガス噴出ノズルの先端近くに形成され、その水
素ガス噴出ノズルの先端が失透温度を上回って加熱され
るため、そのノズル先端の失透を招き、パーティクル発
生の原因になったり、ノズル形状の変形を招き、環状型
外部燃焼装置の場合と同様に、パーティクル発生のない
高品質の酸化処理可能な期間(寿命)が短かくなるとい
う問題が生じる。
However, in this distributed external combustion device,
In the case of steam oxidation treatment using low flow rate hydrogen gas or steam oxidation treatment using a mixture ratio of low hydrogen gas / oxygen gas, a combustion flame is formed near the tip of the hydrogen gas ejection nozzle, and the tip of the hydrogen gas ejection nozzle is devitrified. As it is heated above the temperature, it causes devitrification of the nozzle tip and causes particles to be generated, and also causes deformation of the nozzle shape, and as with the annular external combustion device, high quality without particles generation. There is a problem that the period (life) that can be subjected to the oxidation treatment becomes short.

【0013】この発明は、上述の問題を解決するために
なされたもので、水素ガス/酸素ガスが通常の混合比の
場合と低流量水素ガス利用水蒸気酸化処理や低水素ガス
/酸素ガスの混合比利用水蒸気酸化処理の場合の両方に
おいて、パーティクル発生に対して問題の無い燃焼装置
を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and a case where hydrogen gas / oxygen gas has a normal mixing ratio, a low flow hydrogen gas steam oxidation treatment, and a mixture of low hydrogen gas / oxygen gas are used. It is an object of the present invention to provide a combustion apparatus that does not have a problem with particle generation in both cases of specific utilization steam oxidation treatment.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】すなわち、この発明は、
燃焼装置において、水素ガスを燃焼容器内に導入する水
素ガス噴出口と、酸素ガスを燃焼容器内に導入する酸素
ガス噴出口とを備え、水素ガス噴出口の開口面積が0.
12cm2以上0.50cm2以下で、かつその酸素ガス
噴出口を水素ガス噴出口の中心から周囲に8〜14mm
離した位置で、開口面積が0.2〜0.6cm2、特に好
ましくは0.3〜0.5cm2の構成としたものである。
That is, the present invention is
The combustion apparatus is provided with a hydrogen gas ejection port for introducing hydrogen gas into the combustion container and an oxygen gas ejection port for introducing oxygen gas into the combustion container, and the opening area of the hydrogen gas ejection port is 0.
12cm 2 or more 0.50 cm 2 or less, and 8~14mm around the oxygen gas injection port from the center of the hydrogen gas ports
In release position, the opening area is 0.2~0.6Cm 2, particularly preferably that a configuration of 0.3~0.5cm 2.

【0015】この発明は、燃焼装置において、水素ガス
を燃焼容器内に導入する水素ガス噴出口と、酸素ガスを
燃焼容器内に導入する酸素ガス噴出口とを備え、水素ガ
ス噴出口の開口面積が0.12cm2以上0.50cm2
下で、かつ第1の酸素ガス噴出口を水素ガス噴出口の中
心から周囲に8〜14mm離した位置で、開口面積が
0.2〜0.6cm2、好ましくは0.3〜0.5cm2で構
成すると共に、第2の酸素ガス噴出口を水素ガス噴出口
の中心から周囲に14〜20mm離した位置で、1cm
2以下の開口面積で開口する構成としたものである。
The present invention, in the combustion apparatus, comprises a hydrogen gas ejection port for introducing hydrogen gas into the combustion container and an oxygen gas ejection port for introducing oxygen gas into the combustion container, and the opening area of the hydrogen gas ejection port is There 0.12 cm 2 or more 0.50 cm 2 or less, and at a position apart 8~14mm around the first oxygen gas jet port from the center of the hydrogen gas ejection port, the opening area of 0.2~0.6Cm 2 , preferably with composed of 0.3~0.5Cm 2, at the position of the second oxygen gas ejection port you release 14~20mm from the center to the periphery of the hydrogen gas ejection port, 1 cm
The opening area is 2 or less.

【0016】この発明は、燃焼装置において、水素ガス
を燃焼容器内に導入する水素ガス噴出口と、酸素ガスを
燃焼容器内に導入する酸素ガス噴出口とを備え、水素ガ
ス噴出口の開口面積(S)が0.12cm2未満で、かつ
その酸素ガス噴出口を水素ガス噴出口の中心から周囲に
[4+(S/π)1/2]〜[10+(S/π)1/2]mm
離した位置で、開口面積が0.2〜0.6cm2、特に好
ましくは0.3〜0.5cm2の構成としたものである。
The present invention, in the combustion apparatus, is provided with a hydrogen gas jet port for introducing hydrogen gas into the combustion container and an oxygen gas jet port for introducing oxygen gas into the combustion container. (S) is less than 0.12 cm 2 , and the oxygen gas ejection port is [4+ (S / π) 1/2 ] to [10+ (S / π) 1/2 ] from the center of the hydrogen gas ejection port to the periphery. mm
In release position, the opening area is 0.2~0.6Cm 2, particularly preferably that a configuration of 0.3~0.5cm 2.

【0017】この発明は、燃焼装置において、水素ガス
を燃焼容器内に導入する水素ガス噴出ノズルと、酸素ガ
スを燃焼容器内に導入する酸素ガス噴出ノズルとを備
え、水素ガス噴出口の開口面積(S)が0.12cm2
満で、かつ第1の酸素ガス噴出口を水素ガス噴出口の中
心から周囲に[4+(S/π)1/2]〜[10+(S/
π)1/2]mm離した位置で、開口面積が0.2〜0.6
cm2、好ましくは0.3〜0.5cm2で構成すると共
に、第2の酸素ガス噴出口を水素ガス噴出口の中心から
周囲に[10+(S/π)1/2]〜[16+(S/π)
1/2]mm離した位置で、1cm2以下の開口面積で開口
する構成としたものである。
The present invention, in the combustion apparatus, comprises a hydrogen gas ejection nozzle for introducing hydrogen gas into the combustion container and an oxygen gas ejection nozzle for introducing oxygen gas into the combustion container, and the opening area of the hydrogen gas ejection port. (S) is less than 0.12 cm 2 , and the first oxygen gas ejection port is surrounded by [4+ (S / π) 1/2 ] to [10+ (S /
π) 1/2 ] mm apart, the opening area is 0.2-0.6
cm 2, preferably together with make up at 0.3~0.5Cm 2, around the second oxygen gas jet port from the center of the hydrogen gas ports [10+ (S / π) 1/2 ] ~ [16+ ( S / π)
The opening area is 1 cm 2 or less at positions separated by 1/2 ] mm.

【0018】[0018]

【0019】[0019]

【0020】[0020]

【0021】この発明は、燃焼装置において、水素ガス
を燃焼容器内に導入する水素ガス噴出口と、酸素ガスを
燃焼容器内に導入する酸素ガス噴出口とを備え、かつそ
の水素ガス噴出口と酸素ガス噴出口の少なくとも一方の
温度を制御するための移動可能なヒータを設けた構成と
したものである。
In the present invention, the combustion apparatus is provided with a hydrogen gas ejection port for introducing hydrogen gas into the combustion container, and an oxygen gas ejection port for introducing oxygen gas into the combustion container, and the hydrogen gas ejection port. It is configured such that a movable heater for controlling the temperature of at least one of the oxygen gas ejection ports is provided.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】この発明の燃焼装置は、水素ガス
を燃焼容器内に導入する水素ガス噴出口と酸素ガスを燃
焼容器内に導入する酸素ガス噴出口の最適な配置条件お
よび開口面積の条件を規定することによって、水素ガス
/酸素ガスが通常の混合比の場合、または低流量水素ガ
ス利用水蒸気酸化処理や低水素ガス/酸素ガスの混合比
利用水蒸気酸化処理の場合のいずれであっても、パーテ
ィクル発生に関する問題の無い燃焼装置を提供すること
ができるものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A combustion apparatus according to the present invention has optimum arrangement conditions and opening areas of a hydrogen gas jet port for introducing hydrogen gas into a combustion container and an oxygen gas jet port for introducing oxygen gas into a combustion container. Depending on whether the hydrogen gas / oxygen gas has a normal mixing ratio or a low flow rate hydrogen gas steam oxidation treatment or a low hydrogen gas / oxygen gas mixture ratio steam oxidation treatment, the conditions are defined. Also, it is possible to provide a combustion device that does not have a problem related to particle generation.

【0023】パーティクル発生は、前述のように、中央
の水素ガス噴出ノズルの先端から炎が出て、その水素ガ
ス噴出ノズルの先端が失透温度(約1200℃)を上回
って加熱され、そのノズル先端の透明な非晶質の石英が
結晶質のクリストパライトに変質することによって引起
こされるものであり、この点から、通常の解決手段とし
ては、燃焼炎をノズル先端から遠避けることが考えられ
るが、ノズル先端から燃焼炎が離れるとその距離に応じ
て不安定となり、燃焼状態の制御の観点から望ましいも
のではない。また、低流量水素ガス利用水蒸気酸化処理
や低水素ガス/酸素ガスの混合比利用水蒸気酸化処理の
場合には、特に燃焼炎がノズル先端近傍で小さくしかも
不安定に形成されるため、同様に燃焼状態の制御の観点
からも望ましいものではなく、しかもパーティクル発生
に対する問題を生じないようにする必要がある。
As described above, in the generation of particles, a flame is emitted from the tip of the central hydrogen gas jet nozzle, the tip of the hydrogen gas jet nozzle is heated above the devitrification temperature (about 1200 ° C.), and the nozzle is heated. This is caused by the transformation of the transparent amorphous quartz at the tip into crystalline cristopalite.From this point, the usual solution is to avoid the combustion flame from the nozzle tip. However, if the combustion flame separates from the nozzle tip, it becomes unstable depending on the distance, which is not desirable from the viewpoint of controlling the combustion state. Further, in the case of steam oxidation treatment using low flow rate hydrogen gas or steam oxidation treatment using a mixture ratio of low hydrogen gas / oxygen gas, the combustion flame is particularly small near the nozzle tip and is unstable, so combustion It is not desirable from the viewpoint of controlling the state, and it is necessary to prevent the problem of particle generation.

【0024】この発明においては、パーティクル発生の
現象から、水素ガス噴出ノズルの先端の温度状態を測定
し、燃焼炎を形成する条件を様々変化させ、水素ガス噴
出ノズルの先端の温度が失透温度(約1200℃)を上
回らない条件を見出そうとしたが、パーティクル発生
は、炎のゆらぎによる温度のゆらぎと対応した極めて局
所的な温度上昇と関係しており、平均的な測定温度から
最適構成を設定することは極めて困難であり、そのた
め、実際に生じるパーティクルの状態から、水素ガス/
酸素ガスが通常の混合比の場合と低流量水素ガス利用水
蒸気酸化処理や低水素ガス/酸素ガスの混合比利用水蒸
気酸化処理の場合の両方において、パーティクル発生に
対して問題のないように、燃焼装置における水素ガス噴
出口と、酸素ガス噴出口との最適な配置条件および開口
面積の条件を規定したものである。
In the present invention, from the phenomenon of particle generation, the temperature condition at the tip of the hydrogen gas ejection nozzle is measured and the conditions for forming a combustion flame are variously changed so that the temperature at the tip of the hydrogen gas ejection nozzle is the devitrification temperature. I tried to find a condition that does not exceed (about 1200 ° C), but particle generation is related to the extremely local temperature rise corresponding to the temperature fluctuation due to flame fluctuation, and it is optimal from the average measured temperature. It is extremely difficult to set the configuration, so the hydrogen gas /
Combustion should be performed without problems for particle generation both when the oxygen gas has a normal mixing ratio and when steam oxidation treatment using a low flow rate hydrogen gas and steam oxidation treatment using a low hydrogen gas / oxygen gas mixture ratio are used. It defines the optimum arrangement conditions and opening area conditions for the hydrogen gas ejection port and the oxygen gas ejection port in the apparatus.

【0025】実施の形態1.図1、図2はこの発明の実
施の形態1である燃焼装置を示すもので、図において、
1は外部燃焼装置、2は水素ガスと酸素ガスを加熱しな
がら導入して燃焼させることにより水蒸気を発生させる
燃焼容器、3は水素ガス導入管、4は酸素ガス導入管、
5は水素及び酸素ガスの少なくとも一方を加熱するヒー
タ、6は燃焼容器2の周囲に設けられ、燃焼容器2を水
蒸気が結露温度以上で冷却する冷却機構、7は水素ガス
噴出ノズル、8は酸素ガス噴出ノズル(孔)、9は水素
ガス噴出ノズル7の先端の凹部、10は酸素拡散板、1
1はヒータ5と冷却機構6の間に設けられた断熱材、1
2は水素ガス噴出口面積を示す部分、13は酸素ガス噴
出口面積を示す部分、14は水素と酸素の燃焼により形
成される燃焼炎である。
Embodiment 1. 1 and 2 show a combustion device according to a first embodiment of the present invention.
Reference numeral 1 is an external combustion device, 2 is a combustion vessel that introduces hydrogen gas and oxygen gas while heating and generates steam by burning them, 3 is a hydrogen gas introduction pipe, 4 is an oxygen gas introduction pipe,
Reference numeral 5 is a heater for heating at least one of hydrogen and oxygen gas, 6 is a cooling mechanism which is provided around the combustion container 2 and cools the combustion container 2 at a condensation temperature of water vapor or higher, 7 is a hydrogen gas ejection nozzle, and 8 is oxygen. A gas ejection nozzle (hole), 9 is a concave portion at the tip of the hydrogen gas ejection nozzle 7, 10 is an oxygen diffusion plate, 1
1 is a heat insulating material provided between the heater 5 and the cooling mechanism 6,
2 is a portion showing the area of the hydrogen gas outlet, 13 is a portion showing the area of the oxygen gas outlet, and 14 is a combustion flame formed by the combustion of hydrogen and oxygen.

【0026】図1の環状型の燃焼装置では、水素ガス噴
出口の開口面積(S)が0.12cm2以上0.50cm2
以下で、かつその酸素ガス噴出ノズルを水素ガス噴出ノ
ズルの中心から周囲に8〜14mm離した位置で、開口
面積が0.2〜0.6cm2で、とくに好ましくは0.3〜
0.5cm2で環状に開口する構成である。
[0026] In the annular type combustor of FIG. 1, the opening area of the hydrogen gas ejection port (S) is 0.12 cm 2 or more 0.50 cm 2
Below, and at a position where the oxygen gas jet nozzle is 8 to 14 mm away from the center of the hydrogen gas jet nozzle, the opening area is 0.2 to 0.6 cm 2 , and particularly preferably 0.3 to
It has a configuration in which it is opened in an annular shape at 0.5 cm 2 .

【0027】例えば、水素ガス噴出口の形状を直径4〜
8mmの円状とし、かつその酸素ガス噴出ノズルを水素
ガス噴出ノズルの中心から周囲に10mm離した位置を
中心とし幅0.7mmの環状に開口する構成が挙げられ
る。
For example, the shape of the hydrogen gas ejection port is 4 to 4 mm in diameter.
It is possible to cite a configuration in which it has a circular shape of 8 mm, and the oxygen gas ejection nozzle is opened in an annular shape with a width of 0.7 mm centered at a position 10 mm away from the center of the hydrogen gas ejection nozzle.

【0028】例えば、水素ガス噴出口の形状を直径4〜
8mmの円状とし、かつその酸素ガス噴出ノズルを水素
ガス噴出ノズルの中心から周囲に8mm離した位置を中
心とし幅0.8mmの環状に開口する構成が挙げられ
る。
For example, the shape of the hydrogen gas ejection port is 4 to 4 mm in diameter.
An example of the configuration is a circular shape of 8 mm, and the oxygen gas ejection nozzle is opened in a ring shape having a width of 0.8 mm centered at a position 8 mm away from the center of the hydrogen gas ejection nozzle.

【0029】図2の分散型の燃焼装置では、水素ガス噴
出口の開口面積(S)が0.12cm2以上0.50cm2
以下で、かつその酸素ガス噴出ノズル(孔)を水素ガス
噴出ノズルの中心から周囲に8〜14mm離した位置
で、酸素ガス噴出ノズルのトータルの孔面積が0.3〜
0.5cm2の開口面積で分散させて開口する構成であ
る。
[0029] In distributed combustor of FIG. 2, the opening area of the hydrogen gas ejection port (S) is 0.12 cm 2 or more 0.50 cm 2
Below, and at a position where the oxygen gas jet nozzle (hole) is 8 to 14 mm away from the center of the hydrogen gas jet nozzle to the periphery, the total hole area of the oxygen gas jet nozzle is 0.3 to
The structure is such that the openings are dispersed in an opening area of 0.5 cm 2 .

【0030】例えば、水素ガス噴出口の形状を直径4〜
8mmの円状とし、かつその酸素ガス噴出ノズル(孔)
を水素ガス噴出ノズルの中心から10mmの同心円上に
45度きざみに直径2.5mmの孔を8個開口する構成
が挙げられる。
For example, the shape of the hydrogen gas ejection port is 4 to 4 mm in diameter.
8 mm circular shape and its oxygen gas ejection nozzle (hole)
There may be mentioned a configuration in which eight holes each having a diameter of 2.5 mm are opened in 45 degree increments on a concentric circle of 10 mm from the center of the hydrogen gas ejection nozzle.

【0031】例えば、水素ガス噴出口の形状を直径4〜
8mmの円状とし、かつその酸素ガス噴出ノズル(孔)
を水素ガス噴出ノズルの中心から13mmの同心円上に
30度きざみに直径2mmの孔を12個開口する構成が
挙げられる。
For example, the shape of the hydrogen gas ejection port is 4 to 4 mm in diameter.
8 mm circular shape and its oxygen gas ejection nozzle (hole)
There may be mentioned a configuration in which 12 holes each having a diameter of 2 mm are opened in a concentric circle of 13 mm from the center of the hydrogen gas ejection nozzle in steps of 30 degrees.

【0032】このように構成した場合、水素ガス/酸素
ガスの混合比を変化させても、パーティクル発生に対し
て問題がなかった。
In the case of such a structure, there is no problem with respect to particle generation even if the mixing ratio of hydrogen gas / oxygen gas is changed.

【0033】実施の形態2.図3、図4はこの発明の実
施の形態2である燃焼装置を示すもので、それぞれの図
において、1は外部燃焼装置、2は水素ガスと酸素ガス
を加熱しながら導入して燃焼させることにより水蒸気を
発生させる燃焼容器、3は水素ガス導入管、4は酸素ガ
ス導入管、5は水素及び酸素ガスの少なくとも一方を加
熱するヒータ、6は燃焼容器2の周囲に設けられ、燃焼
容器2を水蒸気が結露温度以上で冷却する冷却機構、7
は水素ガス噴出ノズル、8は酸素ガス噴出ノズル
(孔)、9は水素ガス噴出ノズル7の先端の凹部、10
は酸素拡散板、11はヒータ5と冷却機構6の間に設け
られた断熱材、12は水素ガス噴出口面積を示す部分、
13は酸素ガス噴出口面積を示す部分、14は水素と酸
素の燃焼により形成される燃焼炎である。
Embodiment 2. 3 and 4 show a combustion apparatus according to a second embodiment of the present invention. In each figure, 1 is an external combustion apparatus, 2 is a hydrogen gas and an oxygen gas which are introduced while heating and burned. A combustion container for generating steam by means of 3, a hydrogen gas introduction pipe, 4 an oxygen gas introduction pipe, 5 a heater for heating at least one of hydrogen and oxygen gas, 6 is provided around the combustion container 2, and the combustion container 2 Cooling mechanism for cooling water vapor above the condensation temperature, 7
Is a hydrogen gas ejection nozzle, 8 is an oxygen gas ejection nozzle (hole), 9 is a concave portion at the tip of the hydrogen gas ejection nozzle 7, 10
Is an oxygen diffusion plate, 11 is a heat insulating material provided between the heater 5 and the cooling mechanism 6, 12 is a portion showing the hydrogen gas ejection port area,
Reference numeral 13 is a portion showing the area of the oxygen gas ejection port, and 14 is a combustion flame formed by the combustion of hydrogen and oxygen.

【0034】図3の環状型の燃焼装置では、水素ガス噴
出口の開口面積(S)が0.12cm2以上0.50cm2
以下で、かつその酸素ガス噴出ノズルを水素ガス噴出ノ
ズルの中心から周囲に8〜14mm離した位置で、0.
3〜0.5cm2の開口面積で環状に開口し、かつその酸
素ガス噴出ノズルを水素ガス噴出ノズルの中心から周囲
に14〜20mm離した位置で、1cm2以下の開口面
積で開口する構成である。
[0034] In the annular type combustion apparatus in FIG. 3, the opening area of the hydrogen gas ejection port (S) is 0.12 cm 2 or more 0.50 cm 2
Below, and at a position where the oxygen gas jet nozzle is separated from the center of the hydrogen gas jet nozzle by 8 to 14 mm from the center to 0.
The opening area is 3 to 0.5 cm 2 in an annular shape, and the opening area of the oxygen gas ejection nozzle is 1 cm 2 or less at a position 14 to 20 mm away from the center of the hydrogen gas ejection nozzle. is there.

【0035】例えば、図3に示すように、水素ガス噴出
口の形状を直径4〜8mmの円状とし、かつその酸素ガ
ス噴出ノズルを水素ガス噴出ノズルの中心から周囲に1
3.5mm離した位置を中心とし幅0.5mmの孔を環状
に開口し、かつその環状孔より放射状に45度きざみ
に、幅1mm、径方向長さ5mmの矩形孔を8個開口す
る構成が挙げられる。
For example, as shown in FIG. 3, the shape of the hydrogen gas ejection port is a circle having a diameter of 4 to 8 mm, and the oxygen gas ejection nozzle is 1 from the center of the hydrogen gas ejection nozzle to the periphery.
A structure in which a hole having a width of 0.5 mm is opened in an annular shape centered on a position separated by 3.5 mm, and eight rectangular holes having a width of 1 mm and a radial length of 5 mm are opened radially at intervals of 45 degrees from the annular hole. Is mentioned.

【0036】例えば、図1に示すように、水素ガス噴出
口の形状を直径4〜8mmの円状とし、かつその酸素ガ
ス噴出ノズルを水素ガス噴出ノズルの中心から周囲に1
4mm離した位置を中心とし幅1mmで環状に開口する
構成が挙げられる。
For example, as shown in FIG. 1, the hydrogen gas ejection port has a circular shape with a diameter of 4 to 8 mm, and its oxygen gas ejection nozzle is 1 from the center of the hydrogen gas ejection nozzle to the periphery.
An example is a configuration in which a ring-shaped opening is formed with a width of 1 mm centered on a position separated by 4 mm.

【0037】図4の分散型の燃焼装置では、水素ガス噴
出口の開口面積(S)が0.12cm2以上0.50cm2
以下で、かつその酸素ガス噴出ノズル(孔)を水素ガス
噴出ノズルの中心から周囲に8〜14mm離した位置
で、酸素ガス噴出ノズルのトータルの孔面積が0.3〜
0.5cm2の開口面積で分散させて開口し、かつその酸
素ガス噴出ノズル(孔)を水素ガス噴出ノズルの中心か
ら周囲に14〜20mm離した位置で、1cm2以下の
開口面積で開口する構成である。
[0037] In distributed combustion device of FIG. 4, the opening area of the hydrogen gas ejection port (S) is 0.12 cm 2 or more 0.50 cm 2
Below, and at a position where the oxygen gas jet nozzle (hole) is 8 to 14 mm away from the center of the hydrogen gas jet nozzle to the periphery, the total hole area of the oxygen gas jet nozzle is 0.3 to
The openings are dispersed with an opening area of 0.5 cm 2 , and the oxygen gas injection nozzles (holes) are opened at a position 14 to 20 mm away from the center of the hydrogen gas injection nozzle to an opening area of 1 cm 2 or less. It is a composition.

【0038】例えば、水素ガス噴出口の形状を直径4〜
8mmの円状とし、かつその酸素ガス噴出ノズル(孔)
を水素ガス噴出ノズルの中心から10mmの同心円上に
45度きざみに直径2.5mmの孔を8個開口し、かつ
16mmの同心円上に、10mmの同心円上の孔とは1
5度ずらして45度きざみに直径2.5mmの孔を8個
開口する構成が挙げられる。
For example, the shape of the hydrogen gas ejection port is 4 to 4 mm in diameter.
8 mm circular shape and its oxygen gas ejection nozzle (hole)
8 holes with a diameter of 2.5 mm at 45 degree intervals on a concentric circle of 10 mm from the center of the hydrogen gas ejection nozzle, and on a concentric circle of 16 mm, a hole on a concentric circle of 10 mm is 1
A configuration is possible in which eight holes each having a diameter of 2.5 mm are opened at intervals of 45 degrees with a shift of 5 degrees.

【0039】このように構成した場合、水素ガス/酸素
ガスの混合比を変化させても、実施の形態1と同様に、
パーティクル発生に対して問題がなかった。
With such a configuration, even if the mixing ratio of hydrogen gas / oxygen gas is changed, as in the first embodiment,
There was no problem with particle generation.

【0040】実施の形態3.構造上は、図1および図2
に示した実施の形態1と同様であり、この発明の実施の
形態3の環状型の燃焼装置では、水素ガス噴出口の開口
面積(S)が0.12cm2未満で、かつその酸素ガス噴
出ノズルを水素ガス噴出ノズルの中心から周囲に[4+
(S/π)1/2]〜[10+(S/π)1/2]mm離した
位置で、0.3〜0.5cm2の開口面積で開口する構成
である。
Embodiment 3. Structurally, FIG. 1 and FIG.
In the annular type combustion device according to the third embodiment of the present invention, the hydrogen gas ejection port has an opening area (S) of less than 0.12 cm 2 and the oxygen gas ejection From the center of the hydrogen gas jet nozzle to the surrounding area [4+
The opening area is 0.3 to 0.5 cm 2 at positions separated by (S / π) 1/2 ]-[10+ (S / π) 1/2 ] mm.

【0041】例えば、水素ガス噴出口の形状を直径1m
mの円状とし、かつその酸素ガス噴出ノズルを水素ガス
噴出ノズルの中心から周囲に8mm離した位置を中心と
し幅0.8mmの環状に開口する構成が挙げられる。
For example, the shape of the hydrogen gas outlet is 1 m in diameter.
There may be mentioned a configuration in which the oxygen gas jet nozzle has a circular shape of m and the opening of the oxygen gas jet nozzle is a ring having a width of 0.8 mm centered at a position 8 mm away from the center of the hydrogen gas jet nozzle.

【0042】例えば、水素ガス噴出口の形状を直径1m
mの円状とし、かつその酸素ガス噴出ノズルを水素ガス
噴出ノズルの中心から周囲に10.5mm離した位置を
中心とし幅0.6mmの環状に開口する構成が挙げられ
る。
For example, the shape of the hydrogen gas outlet is 1 m in diameter.
There may be mentioned a configuration in which the oxygen gas jet nozzle has a circular shape of m, and the oxygen gas jet nozzle is opened in an annular shape with a width of 0.6 mm centered at a position 10.5 mm away from the center of the hydrogen gas jet nozzle.

【0043】分散型の燃焼装置では、水素ガス噴出口の
開口面積(S)が0.12cm2以上0.50cm2以下
で、かつその酸素ガス噴出ノズル(孔)を水素ガス噴出
ノズルの中心から周囲に8〜14mm離した位置で、酸
素ガス噴出ノズルのトータルの孔面積が0.3〜0.5c
2の開口面積で分散させて開口する構成である。
In the dispersion type combustion apparatus, the opening area (S) of the hydrogen gas ejection port is 0.12 cm 2 or more and 0.50 cm 2 or less, and the oxygen gas ejection nozzle (hole) is located from the center of the hydrogen gas ejection nozzle. The total hole area of the oxygen gas injection nozzle is 0.3 to 0.5c at a position 8 to 14mm away from the surrounding area.
The structure is such that the openings are dispersed in an opening area of m 2 .

【0044】例えば、水素ガス噴出口の形状を直径4〜
8mmの円状とし、かつその酸素ガス噴出ノズル(孔)
を水素ガス噴出ノズルの中心から10mmの同心円上に
45度きざみに直径2.5mmの孔を8個開口する構成
が挙げられる。
For example, the shape of the hydrogen gas outlet is 4 to 4 mm in diameter.
8 mm circular shape and its oxygen gas ejection nozzle (hole)
There may be mentioned a configuration in which eight holes each having a diameter of 2.5 mm are opened in 45 degree increments on a concentric circle of 10 mm from the center of the hydrogen gas ejection nozzle.

【0045】例えば、水素ガス噴出口の形状を直径4〜
8mmの円状とし、かつその酸素ガス噴出ノズル(孔)
を水素ガス噴出ノズルの中心から13mmの同心円上に
30度きざみに直径2mmの孔を12個開口する構成が
挙げられる。
For example, the hydrogen gas ejection port may have a diameter of 4 to
8 mm circular shape and its oxygen gas ejection nozzle (hole)
There may be mentioned a configuration in which 12 holes each having a diameter of 2 mm are opened in a concentric circle of 13 mm from the center of the hydrogen gas ejection nozzle in steps of 30 degrees.

【0046】実施の形態4.構造上は、図3および図4
に示した実施の形態2と同様であり、この発明の実施の
形態4の環状型の燃焼装置では、水素ガス噴出口の開口
面積(S)が0.12cm2未満で、かつその酸素ガス噴
出ノズルを水素ガス噴出ノズルの中心から周囲に[4+
(S/π)1/2]〜[10+(S/π)1/2]mm離した
位置で、0.3〜0.5cm2の開口面積で開口し、かつ
その酸素ガス噴出ノズルを水素ガス噴出ノズルの中心か
ら周囲に[10+(S/π)1/2]〜[16+(S/
π)1/2]mm離した位置で、1cm2以下の開口面積で
開口する構成である。
Fourth Embodiment Structurally, FIG. 3 and FIG.
In the annular combustion device according to the fourth embodiment of the present invention, the opening area (S) of the hydrogen gas ejection port is less than 0.12 cm 2 and the oxygen gas ejection is performed. From the center of the hydrogen gas jet nozzle to the surrounding area [4+
(S / π) 1/2 ] to [10+ (S / π) 1/2 ] mm apart, opening with an opening area of 0.3 to 0.5 cm 2 , and the oxygen gas ejection nozzles with hydrogen. [10+ (S / π) 1/2 ] to [16+ (S /
π) 1/2 ] mm apart, and the opening area is 1 cm 2 or less.

【0047】例えば、図3に示すように、水素ガス噴出
口の形状を直径1mmの円状とし、かつその酸素ガス噴
出ノズルを水素ガス噴出ノズルの中心から周囲に10.
5mm離した位置を中心とし幅0.6mmの孔を環状に
開口し、かつその環状孔より放射状に45度きざみに、
幅1mm、径方向長さ5mmの矩形孔を8個開口する構
成が挙げられる。
For example, as shown in FIG. 3, the shape of the hydrogen gas ejection port is a circle having a diameter of 1 mm, and the oxygen gas ejection nozzle is 10.
A hole with a width of 0.6 mm is opened in an annular shape centered on a position separated by 5 mm, and the annular hole is radially divided by 45 degrees.
A configuration is possible in which eight rectangular holes each having a width of 1 mm and a radial length of 5 mm are opened.

【0048】例えば、図1に示すように、水素ガス噴出
口の形状を直径1mmの円状とし、かつその酸素ガス噴
出ノズルを水素ガス噴出ノズルの中心から周囲に11m
m離した位置を中心とし幅1.1mmで環状に開口する
構成が挙げられる。
For example, as shown in FIG. 1, the hydrogen gas ejection port has a circular shape with a diameter of 1 mm, and its oxygen gas ejection nozzle is 11 m away from the center of the hydrogen gas ejection nozzle.
An example is a configuration in which a ring is opened with a width of 1.1 mm centered on a position separated by m.

【0049】図4の分散型の燃焼装置では、水素ガス噴
出口の開口面積(S)が0.12cm2以上0.50cm2
以下で、かつその酸素ガス噴出ノズル(孔)を水素ガス
噴出ノズルの中心から周囲に8〜14mm離した位置
で、酸素ガス噴出ノズルのトータルの孔面積が0.3〜
0.5cm2の開口面積で分散させて開口し、かつその酸
素ガス噴出ノズル(孔)を水素ガス噴出ノズルの中心か
ら周囲に14〜20mm離した位置で、1cm2以下の
開口面積で開口する構成である。
[0049] In distributed combustion device of FIG. 4, the opening area of the hydrogen gas ejection port (S) is 0.12 cm 2 or more 0.50 cm 2
Below, and at a position where the oxygen gas jet nozzle (hole) is 8 to 14 mm away from the center of the hydrogen gas jet nozzle to the periphery, the total hole area of the oxygen gas jet nozzle is 0.3 to
The openings are dispersed with an opening area of 0.5 cm 2 , and the oxygen gas injection nozzles (holes) are opened at a position 14 to 20 mm away from the center of the hydrogen gas injection nozzle to an opening area of 1 cm 2 or less. It is a composition.

【0050】例えば、水素ガス噴出口の形状を直径4〜
8mmの円状とし、かつその酸素ガス噴出ノズル(孔)
を水素ガス噴出ノズルの中心から10mmの同心円上に
45度きざみに直径2.5mmの孔を8個開口し、かつ
16mmの同心円上に、10mmの同心円上の孔とは1
5度ずらして45度きざみに直径2.5mmの孔を8個
開口する構成が挙げられる。
For example, the shape of the hydrogen gas ejection port is 4 to 4 mm in diameter.
8 mm circular shape and its oxygen gas ejection nozzle (hole)
8 holes with a diameter of 2.5 mm at 45 degree intervals on a concentric circle of 10 mm from the center of the hydrogen gas ejection nozzle, and on a concentric circle of 16 mm, a hole on a concentric circle of 10 mm is 1
A configuration is possible in which eight holes each having a diameter of 2.5 mm are opened at intervals of 45 degrees with a shift of 5 degrees.

【0051】参考例1. 図5はこの発明の参考例1である燃焼装置を示すもの
で、1は外部燃焼装置、2は水素ガスと酸素ガスを加熱
しながら導入して燃焼させることにより水蒸気を発生さ
せる燃焼容器、3は水素ガス導入管、4は酸素ガス導入
管、5は水素及び酸素ガスの少なくとも一方を加熱する
ヒータ、6は燃焼容器の周囲に設けられた燃焼容器を水
蒸気が結露温度以上で冷却する冷却機構、7は水素ガス
噴出ノズル、8は酸素ガス噴出ノズル(孔)、9は水素
ガス噴出ノズル7の先端の凹部、10は酸素拡散板、1
1はヒータ5と冷却機構6の間に設けられた断熱材、1
2は水素ガス噴出口面積を示す部分、13は酸素ガス噴
出口面積を示す部分、14は水素と酸素の燃焼により形
成される燃焼炎、15は水素ガス噴出ノズル先端部であ
る。
Reference Example 1. FIG. 5 shows a combustion apparatus which is a reference example 1 of the present invention, in which 1 is an external combustion apparatus, 2 is a combustion vessel for introducing hydrogen gas and oxygen gas while heating them, and burning them to generate water vapor, 3 Is a hydrogen gas introduction pipe, 4 is an oxygen gas introduction pipe, 5 is a heater for heating at least one of hydrogen and oxygen gas, and 6 is a cooling mechanism for cooling a combustion container provided around the combustion container at a temperature at which water vapor is above dew condensation temperature. , 7 is a hydrogen gas ejection nozzle, 8 is an oxygen gas ejection nozzle (hole), 9 is a concave portion at the tip of the hydrogen gas ejection nozzle 7, 10 is an oxygen diffusion plate, 1
1 is a heat insulating material provided between the heater 5 and the cooling mechanism 6,
Reference numeral 2 is a portion showing the area of the hydrogen gas ejection port, 13 is a portion showing the area of the oxygen gas ejection port, 14 is a combustion flame formed by combustion of hydrogen and oxygen, and 15 is a tip portion of the hydrogen gas ejection nozzle.

【0052】図5の分散型の燃焼装置では、水素ガスを
燃焼容器内に導入する水素ガス噴出ノズルと、酸素ガス
を燃焼容器内に導入する酸素ガス噴出ノズルとを備え、
かつその酸素ガス噴出ノズルが、前記水素ガス噴出ノズ
ルの先端と同一面或いは後退させて周囲に広く分散する
複数箇所に開口する構成である。
The dispersion type combustion apparatus of FIG. 5 is provided with a hydrogen gas ejection nozzle for introducing hydrogen gas into the combustion container and an oxygen gas ejection nozzle for introducing oxygen gas into the combustion container.
Further, the oxygen gas ejection nozzle is configured to be flush with the tip of the hydrogen gas ejection nozzle or to be retracted to open at a plurality of locations widely dispersed in the surroundings.

【0053】例えば、酸素拡散板10を水素ガス噴出ノ
ズル先端部15と同一面或いは5mm以内で後退させ
て、かつ水素ガス噴出ノズル内径が先端部で拡大してい
ない構成が挙げられる。
For example, the oxygen diffusion plate 10 may be retracted on the same plane as the hydrogen gas jet nozzle tip portion 15 or within 5 mm, and the hydrogen gas jet nozzle inner diameter is not enlarged at the tip portion.

【0054】参考例2. 図6はこの発明の参考例2である燃焼装置を示すもの
で、1は外部燃焼装置、2は水素ガスと酸素ガスを加熱
しながら導入して燃焼させることにより水蒸気を発生さ
せる燃焼容器、3は水素ガス導入管、4は酸素ガス導入
管、5は水素及び酸素ガスの少なくとも一方を加熱する
ヒータ、6は燃焼容器の周囲に設けられた燃焼容器を水
蒸気が結露温度以上で冷却する冷却機構、7は水素ガス
噴出ノズル、8は酸素ガス噴出ノズル(孔)、9は水素
ガス噴出ノズル7の先端の凹部、10は酸素拡散板、1
1はヒータ5と冷却機構6の間に設けられた断熱材、1
2は水素ガス噴出口面積を示す部分、13は酸素ガス噴
出口面積を示す部分、14は水素と酸素の燃焼により形
成される燃焼炎、16は水素ガス噴出ノズル側に向いた
酸素ガス噴出ノズル(孔)である。
Reference Example 2. FIG. 6 shows a combustion apparatus which is a reference example 2 of the present invention, in which 1 is an external combustion apparatus, 2 is a combustion vessel for introducing hydrogen gas and oxygen gas while heating them, and burning them to generate water vapor, 3 Is a hydrogen gas introduction pipe, 4 is an oxygen gas introduction pipe, 5 is a heater for heating at least one of hydrogen and oxygen gas, and 6 is a cooling mechanism for cooling a combustion container provided around the combustion container at a temperature at which water vapor is above dew condensation temperature. , 7 is a hydrogen gas ejection nozzle, 8 is an oxygen gas ejection nozzle (hole), 9 is a concave portion at the tip of the hydrogen gas ejection nozzle 7, 10 is an oxygen diffusion plate, 1
1 is a heat insulating material provided between the heater 5 and the cooling mechanism 6,
2 is a portion showing the area of the hydrogen gas jet, 13 is a portion showing the area of the oxygen gas jet, 14 is a combustion flame formed by the combustion of hydrogen and oxygen, 16 is an oxygen gas jet nozzle facing the hydrogen gas jet nozzle side. (Hole).

【0055】図6の分散型の燃焼装置では、水素ガスを
燃焼容器内に導入する水素ガス噴出ノズルと、酸素ガス
を燃焼容器内に導入する酸素ガス噴出ノズルとを備え、
かつその酸素ガス噴出ノズル穴の一部或いは全部が、前
記水素ガス噴出ノズル側に向いている構成である。
The distributed combustion apparatus of FIG. 6 is provided with a hydrogen gas ejection nozzle for introducing hydrogen gas into the combustion container and an oxygen gas ejection nozzle for introducing oxygen gas into the combustion container.
In addition, a part or all of the oxygen gas ejection nozzle hole faces the hydrogen gas ejection nozzle side.

【0056】例えば、水素ガス噴出口の形状を直径4〜
8mmの円状とし、かつその酸素ガス噴出ノズル(孔)
を水素ガス噴出ノズルの中心から10mmの同心円上に
90度きざみに直径2mmの孔を4個開口し、かつ15
mmの同心円上に、10mmの同心円上の孔とは45度
ずらして90度きざみに直径2mmの孔を4個開口し、
かつ内側の4個の孔全てを45度の角度で水素ガス噴出
ノズル側に向けた構成が挙げられる。
For example, the shape of the hydrogen gas ejection port is 4 to 4 mm in diameter.
8 mm circular shape and its oxygen gas ejection nozzle (hole)
From the center of the hydrogen gas jet nozzle, open four holes with a diameter of 2 mm in 90 degree steps on a concentric circle of 10 mm, and
On the concentric circles of mm, shift 4 degrees from the holes on the concentric circles of 10 mm, and open four holes with a diameter of 2 mm at 90 degree intervals.
In addition, there is a configuration in which all the four inner holes are directed toward the hydrogen gas ejection nozzle side at an angle of 45 degrees.

【0057】参考例3. 図7はこの発明の参考例3である燃焼装置を示すもの
で、1は外部燃焼装置、2は水素ガスと酸素ガスを加熱
しながら導入して燃焼させることにより水蒸気を発生さ
せる燃焼容器、3は水素ガス導入管、4は酸素ガス導入
管、5は水素及び酸素ガスの少なくとも一方を加熱する
ヒータ、6は燃焼容器の周囲に設けられた燃焼容器を水
蒸気が結露温度以上で冷却する冷却機構、7は水素ガス
噴出ノズル、8は酸素ガス噴出ノズル(孔)、9は水素
ガス噴出ノズル7の先端の凹部、10は酸素拡散板、1
1はヒータ5と冷却機構6の間に設けられた断熱材、1
2は水素ガス噴出口面積を示す部分、13は酸素ガス噴
出口面積を示す部分、14は水素と酸素の燃焼により形
成される燃焼炎、17は水素ガス噴出ノズル及び酸素ガ
ス噴出ノズルの側面側冷却体、18は水素ガス噴出ノズ
ル及び酸素ガス噴出ノズルのガスによる内部冷却体であ
る。
Reference Example 3. FIG. 7 shows a combustion apparatus which is a reference example 3 of the present invention, in which 1 is an external combustion apparatus, 2 is a combustion vessel for generating steam by introducing hydrogen gas and oxygen gas while heating and burning them. Is a hydrogen gas introduction pipe, 4 is an oxygen gas introduction pipe, 5 is a heater for heating at least one of hydrogen and oxygen gas, and 6 is a cooling mechanism for cooling a combustion container provided around the combustion container at a temperature at which water vapor is above dew condensation temperature. , 7 is a hydrogen gas ejection nozzle, 8 is an oxygen gas ejection nozzle (hole), 9 is a concave portion at the tip of the hydrogen gas ejection nozzle 7, 10 is an oxygen diffusion plate, 1
1 is a heat insulating material provided between the heater 5 and the cooling mechanism 6,
2 is a portion showing the area of the hydrogen gas outlet, 13 is a portion showing the area of the oxygen gas outlet, 14 is a combustion flame formed by combustion of hydrogen and oxygen, 17 is a side surface side of the hydrogen gas jet nozzle and the oxygen gas jet nozzle. A cooling body, 18 is an internal cooling body by the gas of the hydrogen gas ejection nozzle and the oxygen gas ejection nozzle.

【0058】図7の燃焼装置では、水素ガスを燃焼容器
内に導入する水素ガス噴出ノズルと、酸素ガスを燃焼容
器内に導入する酸素ガス噴出ノズルとを備え、かつその
水素ガス噴出ノズルと酸素ガス噴出ノズルの温度を制御
するための冷却体を、水素ガス噴出ノズルと酸素ガス噴
出ノズルの側面と内部の少なくとも一方に設けた構成で
ある。
The combustion apparatus of FIG. 7 is equipped with a hydrogen gas ejection nozzle for introducing hydrogen gas into the combustion container and an oxygen gas ejection nozzle for introducing oxygen gas into the combustion container. The cooling body for controlling the temperature of the gas jet nozzle is provided on at least one of the side surface and the inside of the hydrogen gas jet nozzle and the oxygen gas jet nozzle.

【0059】例えば、側面からの冷却方法としては冷却
水を用いた水冷ホルダーを水素ガス噴出ノズル及び酸素
ガス噴出ノズル側面に設ける構成が、内部からの冷却方
法としては、水素ガスや酸素ガスと混じることなく窒素
ガス等の不活性ガスを流す事が可能な流路を、水素ガス
噴出ノズル及び酸素ガス噴出ノズルの先端部に設ける構
成が挙げられる。
For example, as a cooling method from the side, a structure in which a water cooling holder using cooling water is provided on the side surfaces of the hydrogen gas jet nozzle and the oxygen gas jet nozzle is mixed with hydrogen gas or oxygen gas as a cooling method from the inside. There is a configuration in which a flow passage through which an inert gas such as nitrogen gas can be flowed is provided at the tip of the hydrogen gas ejection nozzle and the oxygen gas ejection nozzle.

【0060】これらの冷却体の使用方法は、例えば、着
火時のみ冷却体の能力を下げ、酸化処理時には冷却能力
を上げることとする。
As a method of using these cooling bodies, for example, the capacity of the cooling body is lowered only at the time of ignition, and the cooling capacity is increased during the oxidation treatment.

【0061】実施の形態. 図8はこの発明の実施の形態である燃焼装置を示すも
ので、1は外部燃焼装置、2は水素ガスと酸素ガスを加
熱しながら導入して燃焼させることにより水蒸気を発生
させる燃焼容器、3は水素ガス導入管、4は酸素ガス導
入管、5は水素及び酸素ガスの少なくとも一方を加熱す
るヒータ、6は燃焼容器の周囲に設けられた燃焼容器を
水蒸気が結露温度以上で冷却する冷却機構、7は水素ガ
ス噴出ノズル、8は酸素ガス噴出ノズル(孔)、9は水
素ガス噴出ノズル7の先端の凹部、10は酸素拡散板、
11はヒータ5と冷却機構6の間に設けられた断熱材、
12は水素ガス噴出口面積を示す部分、13は酸素ガス
噴出口面積を示す部分、14は水素と酸素の燃焼により
形成される燃焼炎、19は水素ガス噴出ノズル先端部側
に遠近させることが可能な移動式ヒータである。
Fifth Embodiment FIG. 8 shows a combustion apparatus according to a fifth embodiment of the present invention, in which 1 is an external combustion apparatus, 2 is a combustion vessel for introducing steam while heating and inducing hydrogen gas and oxygen gas to generate steam, Reference numeral 3 is a hydrogen gas introduction pipe, 4 is an oxygen gas introduction pipe, 5 is a heater for heating at least one of hydrogen and oxygen gas, and 6 is a cooling for cooling a combustion container provided around the combustion container at a water vapor temperature equal to or higher than dew condensation temperature. Mechanism, 7 is a hydrogen gas ejection nozzle, 8 is an oxygen gas ejection nozzle (hole), 9 is a concave portion at the tip of the hydrogen gas ejection nozzle 7, 10 is an oxygen diffusion plate,
11 is a heat insulating material provided between the heater 5 and the cooling mechanism 6,
12 is a portion showing the area of the hydrogen gas outlet, 13 is a portion showing the area of the oxygen gas outlet, 14 is a combustion flame formed by the combustion of hydrogen and oxygen, 19 is a portion which can be moved closer to the tip of the hydrogen gas outlet nozzle. It is a possible movable heater.

【0062】図8の燃焼装置では、水素ガスを燃焼容器
内に導入する水素ガス噴出ノズルと、酸素ガスを燃焼容
器内に導入する酸素ガス噴出ノズルとを備え、かつその
水素ガス噴出ノズルと酸素ガス噴出ノズルの少なくとも
一方の温度を制御するための移動可能なヒータを設けた
構成である。
The combustion apparatus of FIG. 8 is equipped with a hydrogen gas ejection nozzle for introducing hydrogen gas into the combustion container and an oxygen gas ejection nozzle for introducing oxygen gas into the combustion container. This is a configuration in which a movable heater is provided to control the temperature of at least one of the gas ejection nozzles.

【0063】この移動可能なヒータの使用方法は、例え
ば、着火時のみ水素ガス噴出ノズル及び酸素ガス噴出ノ
ズル側に移動させ、酸化処理時にはノズル側から遠のけ
ることとする。
The method of using this movable heater is, for example, to move it to the hydrogen gas ejection nozzle side and the oxygen gas ejection nozzle side only at the time of ignition and to move it away from the nozzle side at the time of oxidation treatment.

【0064】以上の実施の形態における水素ガス噴出ノ
ズルの開口面積と酸素ガス噴出ノズルの位置及び開口面
積の主だった状況と、その他の参考事例との比較状態は
以下の通りである。 参考事例A:(構造は図1に相当) 水素ガス噴出ノズルの開口面積( cm2):0.126 酸素ガス噴出ノズルの開口面積( cm2):0.879 酸素ガス噴出ノズルの水素ガス噴出ノズルからの距離
(mm):10 通常混合比の場合:× 希釈混合比の場合:◎ 参考事例B:(構造は図4に相当) 水素ガス噴出ノズルの開口面積( cm2):0.126 酸素ガス噴出ノズルの開口面積( cm2):0.125 酸素ガス噴出ノズルの水素ガス噴出ノズルからの距離
(mm):10 通常混合比の場合:◎ 希釈混合比の場合:× 実施の形態の事例C:(構造は図4に相当) 水素ガス噴出ノズルの開口面積( cm2):0.126 酸素ガス噴出ノズルの開口面積( cm2):0.2 酸素ガス噴出ノズルの水素ガス噴出ノズルからの距離
(mm):10 通常混合比の場合:○ 希釈混合比の場合:△ 実施の形態の事例D:(構造は図4に相当) 水素ガス噴出ノズルの開口面積( cm2):0.126 酸素ガス噴出ノズルの開口面積( cm2):0.4 酸素ガス噴出ノズルの水素ガス噴出ノズルからの距離
(mm):10 通常混合比の場合:○ 希釈混合比の場合:○
The main states of the opening area of the hydrogen gas jetting nozzle and the position and opening area of the oxygen gas jetting nozzle in the above embodiment, and the comparison state with other reference examples are as follows. Reference example A: (Structure corresponds to Fig. 1) Opening area of hydrogen gas jet nozzle (cm 2 ): 0.126 Opening area of oxygen gas jet nozzle (cm 2 ): 0.879 Hydrogen gas jet of oxygen gas jet nozzle Distance from nozzle (mm): 10 Normal mixing ratio: × Diluting mixing ratio: ◎ Reference example B: (Structure corresponds to Fig. 4) Opening area of hydrogen gas injection nozzle (cm 2 ): 0.126 Opening area of oxygen gas jet nozzle (cm 2 ): 0.125 Distance of oxygen gas jet nozzle from hydrogen gas jet nozzle (mm): 10 Normal mixing ratio: ◎ Diluting mixing ratio: × Case C: (Structure corresponds to FIG. 4) Opening area of hydrogen gas jet nozzle (cm 2 ): 0.126 Opening area of oxygen gas jet nozzle (cm 2 ): 0.2 Hydrogen gas jet nozzle of oxygen gas jet nozzle Distance from (mm): 10 Normal mixing ratio: ○ Diluting mixing ratio: △ Example of embodiment D: (Structure corresponds to FIG. 4) Opening area of hydrogen gas jet nozzle (cm 2 ): 0.126 Oxygen gas jet nozzle Opening area (cm 2 ): 0.4 Distance of oxygen gas jet nozzle from hydrogen gas jet nozzle (mm): 10 Normal mixing ratio: ○ Diluting mixing ratio: ○

【0065】なお、前述の各々の評価は、燃焼装置から
出される水蒸気中のパーティクルの数を計数することに
よって行ったものである。
Each of the above-mentioned evaluations was carried out by counting the number of particles in the water vapor discharged from the combustion device.

【0066】[0066]

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。
Since the present invention is constructed as described above, it has the following effects.

【0067】本発明の請求項1と3では、水素ガス噴出
ノズルの位置及び開口面積に対し、酸素ガス噴出ノズル
の位置及び開口面積が適正な値に設定できるため、酸素
ガスが酸素ガス噴出ノズルより周囲の適正な範囲に拡散
して噴出するようになる。これにより、水蒸気を発生さ
せるために着火、燃焼させた時の燃焼炎が、前記水素ガ
ス噴出ノズルの先端から出ずに周囲の酸素ガス噴出ノズ
ルから出るようになって、水素ガスノズルの先端に接近
すること無く適度に周囲に広がって形成されるようにな
って、そのノズル先端の失透によるパーティクル発生や
ノズル形状の変形も発生しなくすることができる。
According to the first and third aspects of the present invention, since the position and the opening area of the oxygen gas ejecting nozzle can be set to proper values with respect to the position and the opening area of the hydrogen gas ejecting nozzle, the oxygen gas is ejected from the oxygen gas ejecting nozzle. It spreads out and diffuses in a more appropriate range around it. As a result, the combustion flame when ignited and burned to generate water vapor does not come out from the tip of the hydrogen gas ejection nozzle but comes out from the surrounding oxygen gas ejection nozzles, and approaches the tip of the hydrogen gas nozzle. It is possible to prevent the particles from being generated and the nozzle shape to be deformed due to devitrification of the nozzle tip.

【0068】また、低流量水素ガス利用水蒸気酸化処理
や低水素ガス/酸素ガスの混合比利用水蒸気酸化処理の
場合においても、水蒸気を発生させるために着火、燃焼
させた時の燃焼炎が、水素ガス噴出ノズルの先端から離
して炎を形成することができる。このため、その水素ガ
ス噴出ノズルの先端が失透温度を上回って加熱され、そ
のノズル先端の失透を招くことがなくなり、パーティク
ル発生の原因やノズル形状の変形の発生をなくすること
ができる。また、パーティクル発生のない高品質の酸化
処理可能な期間(寿命)が短くなることを抑制できる。
Also, in the case of the steam oxidation treatment using low flow rate hydrogen gas and the steam oxidation treatment using low hydrogen gas / oxygen gas mixture ratio, the combustion flame when ignited and burned to generate steam is hydrogen. The flame can be formed away from the tip of the gas ejection nozzle. For this reason, the tip of the hydrogen gas jet nozzle is heated above the devitrification temperature to prevent devitrification of the nozzle tip, and the cause of particle generation and the deformation of the nozzle shape can be eliminated. In addition, it is possible to prevent the period (lifetime) during which high quality oxidation processing is possible without generation of particles from being shortened.

【0069】本発明の請求項2と4では、さらに水素ガ
ス噴出ノズルの位置及び開口面積に対し、酸素ガス噴出
ノズルの位置及び開口面積が適正な値に設定できるた
め、酸素ガスが酸素ガス噴出ノズルより周囲の適正な範
囲に拡散して噴出するようになる。これにより、水蒸気
を発生させるために着火、燃焼させた時の燃焼炎が、前
記水素ガス噴出ノズルの先端から出ずに周囲の酸素ガス
噴出ノズルから出るようになって、水素ガスノズルの先
端が異常に加熱されることがなくなり、そのノズル先端
の失透によるパーティクル発生やノズル形状の変形も発
生しなくすることができる。
According to the second and fourth aspects of the present invention, since the position and the opening area of the oxygen gas injection nozzle can be set to appropriate values with respect to the position and the opening area of the hydrogen gas injection nozzle, the oxygen gas is ejected from the oxygen gas. It spreads out from the nozzle to an appropriate area around the nozzle and is ejected. As a result, the combustion flame when ignited and burned to generate water vapor does not come out from the tip of the hydrogen gas ejection nozzle but comes out from the surrounding oxygen gas ejection nozzles, and the tip of the hydrogen gas nozzle becomes abnormal. It is possible to prevent the generation of particles and the deformation of the nozzle shape due to devitrification at the nozzle tip.

【0070】[0070]

【0071】 本発明の請求項では、着火時には水素
ガス噴出ノズル及び酸素ガス噴出ノズル先端部を高温に
加熱できるため、容易に水素ガスと酸素ガスを着火させ
ることができる。さらに、酸化処理時には、移動式ヒー
の作用により水素ガス噴出ノズル及び酸素ガス噴出ノ
ズル先端部を低温にすることができるため、先端が異常
に加熱されることがなくなり、そのノズル先端の失透に
よるパーティクル発生やノズル形状の変形も発生しなく
することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, since the hydrogen gas jet nozzle and the oxygen gas jet nozzle tip can be heated to a high temperature during ignition, the hydrogen gas and the oxygen gas can be easily ignited. In addition, the mobile heater is used during the oxidation process.
The temperature of the tip of the hydrogen gas jet nozzle and the tip of the oxygen gas jet nozzle can be lowered by the action of the nozzle, so that the tip is not heated abnormally, and the devitrification of the tip of the nozzle causes the generation of particles and the deformation of the nozzle shape. It can be eliminated.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の実施の形態1、形態3の環状型の
燃焼装置の構造図である。
FIG. 1 is a structural diagram of an annular combustion device according to first and third embodiments of the present invention.

【図2】 この発明の実施の形態1、形態3の分散型の
燃焼装置の構造図である。
FIG. 2 is a structural diagram of a distributed combustion device according to Embodiments 1 and 3 of the present invention.

【図3】 この発明の実施の形態2、形態4の環状型の
燃焼装置の構造図である。
FIG. 3 is a structural diagram of an annular combustion device according to Embodiments 2 and 4 of the present invention.

【図4】 この発明の実施の形態2、形態4の分散型の
燃焼装置の構造図である。
FIG. 4 is a structural diagram of a distributed combustion device according to Embodiments 2 and 4 of the present invention.

【図5】 この発明の参考例1を示す燃焼装置の構造図
である。
FIG. 5 is a structural diagram of a combustion apparatus showing Reference Example 1 of the present invention.

【図6】 この発明の参考例2を示す燃焼装置の構造図
である。
FIG. 6 is a structural diagram of a combustion apparatus showing a reference example 2 of the present invention.

【図7】 この発明の参考例3を示す燃焼装置の構造図
である。
FIG. 7 is a structural diagram of a combustion apparatus showing a reference example 3 of the present invention.

【図8】 この発明の実施の形態を示す燃焼装置の構
造図である。
FIG. 8 is a structural diagram of a combustion apparatus showing Embodiment 5 of the present invention.

【図9】 従来の環状型燃焼装置の形態を示す図であ
る。
FIG. 9 is a view showing a form of a conventional annular combustion device.

【図10】 従来の分散型燃焼装置の形態を示す図であ
る。
FIG. 10 is a diagram showing a form of a conventional distributed combustion device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 外部燃焼室、 2 燃焼容器、 3 水素ガス導入
管、 4 酸素ガス導入管、 5 ヒータ、 6 冷却
機構、 7 水素ガス噴出ノズル、 8 酸素ガス噴出
ノズル、 9 凹部、 10 酸素拡散板、 11 断
熱材、 12水素ガス噴出口面積、 13 酸素ガス噴
出口面積、 14 燃焼炎、 15水素ガス噴出ノズル
先端部、 16 水素ガス噴出ノズル側に向いた酸素ガ
ス噴出ノズル(孔)、 17 水素ガス噴出ノズル及び
酸素ガス噴出ノズルの側面側冷却体、 18 水素ガス
噴出ノズル及び酸素ガス噴出ノズルのガスによる内部冷
却体、 19 水素ガス噴出ノズル先端部側に遠近させ
ることが可能な移動式ヒータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 External combustion chamber, 2 Combustion vessel, 3 Hydrogen gas introduction pipe, 4 Oxygen gas introduction pipe, 5 Heater, 6 Cooling mechanism, 7 Hydrogen gas ejection nozzle, 8 Oxygen gas ejection nozzle, 9 Recessed portion, 10 Oxygen diffusion plate, 11 Insulation Material, 12 hydrogen gas jet area, 13 oxygen gas jet area, 14 combustion flame, 15 hydrogen gas jet nozzle tip, 16 oxygen gas jet nozzle (hole) facing hydrogen gas jet nozzle side, 17 hydrogen gas jet nozzle And a side surface cooling body of the oxygen gas jetting nozzle, 18 an internal cooling body by the gas of the hydrogen gas jetting nozzle and the oxygen gas jetting nozzle, 19 a movable heater which can be moved closer to the tip side of the hydrogen gas jetting nozzle

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 和也 兵庫県伊丹市瑞原四丁目1番地 菱電セ ミコンダクタシステムエンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 福本 孝友 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 高原 昭治 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三菱電機株式会社内 (72)発明者 谷尾 昌也 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三菱電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平9−246262(JP,A) 特開 平11−317400(JP,A) 特開 平10−294308(JP,A) 特開 平3−155624(JP,A) 特開 平8−178225(JP,A) 特開 平5−304136(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/31 H01L 21/205 H01L 21/316 F22B 3/02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuya Inoue 4-chome, Mizuhara, Itami City, Hyogo Prefecture Ryoden Semiconductor System Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Takatomo Fukumoto 2-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo No. 3 Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Shoji Takahara 2-3-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Corporation (72) Inventor Masaya Tanio 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Mitsubishi Electric Incorporated (56) Reference JP-A-9-246262 (JP, A) JP-A-11-317400 (JP, A) JP-A-10-294308 (JP, A) JP-A-3-155624 (JP, A) A) JP 8-178225 (JP, A) JP 5-304136 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/31 H01L 21/205 H01L 21 / 316 F22B 3/02

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 水素ガスと酸素ガスとを燃焼容器内に導
入し、燃焼させることにより水蒸気を発生させる燃焼装
置において、前記水素ガスを燃焼容器内に導入する水素
ガス噴出口と、酸素ガスを燃焼容器内に導入する酸素ガ
ス噴出口とを備え、上記水素ガス噴出口の開口面積が
0.12cm以上0.50cm以下で、上記酸素ガ
ス噴出口を上記水素ガス噴出口の中心から周囲に8〜1
4mm離した位置で、0.3〜0.5cmの開口面積
で開口する構成としたことを特徴とする燃焼装置。
1. A combustion device for producing hydrogen vapor by introducing hydrogen gas and oxygen gas into a combustion container and combusting the hydrogen gas, and a hydrogen gas jet port for introducing the hydrogen gas into the combustion container and oxygen gas. An oxygen gas injection port to be introduced into the combustion container, the opening area of the hydrogen gas injection port is 0.12 cm 2 or more and 0.50 cm 2 or less, and the oxygen gas injection port is surrounded from the center of the hydrogen gas injection port. 8 to 1
A combustion device, which is configured to open with an opening area of 0.3 to 0.5 cm 2 at positions separated by 4 mm.
【請求項2】 酸素ガス噴出口を水素ガス噴出口の中心
から周囲に14〜20mm離した位置で、1cm以下
の開口面積で開口する構成としたことを特徴とする請求
項1記載の燃焼装置。
2. The combustion according to claim 1, wherein the oxygen gas ejection port is open at an opening area of 1 cm 2 or less at a position 14 to 20 mm away from the center of the hydrogen gas ejection port to the periphery. apparatus.
【請求項3】 水素ガスと酸素ガスとを加熱しながら燃
焼容器内に導入して燃焼させることにより水蒸気を発生
させる燃焼装置において、前記水素ガスを燃焼容器内に
導入する水素ガス噴出口と、酸素ガスを燃焼容器内に導
入する酸素ガス噴出口とを備え、上記水素ガス噴出口の
開口面積(S)が0.12cm未満で、かつ上記酸素
ガス噴出口を上記水素ガス噴出口の中心から周囲に[4
+(S/π)1/2]〜[10+(S/π)1/2]m
m離した位置で、0.3〜0.5cmの開口面積で開
口する構成としたことを特徴とする燃焼装置。
3. A combustion device for generating steam by introducing hydrogen gas and oxygen gas into a combustion container while heating and burning the hydrogen gas, and a hydrogen gas ejection port for introducing the hydrogen gas into the combustion container, An oxygen gas jet for introducing oxygen gas into the combustion vessel, the opening area (S) of the hydrogen gas jet is less than 0.12 cm 2 , and the oxygen gas jet is the center of the hydrogen gas jet. From around [4
+ (S / π) 1/2 ] to [10+ (S / π) 1/2 ] m
A combustor characterized by having an opening area of 0.3 to 0.5 cm 2 at positions separated by m.
【請求項4】 酸素ガス噴出口を水素ガス噴出口の中心
から周囲に[10+(S/π)1/2]〜[16+(S
/π)1/2]mm離した位置で、1cm以下の開口
面積で開口する構成としたことを特徴とする請求項3記
載の燃焼装置。 【請求項5】 水素ガスと酸素ガスとを加熱しながら燃
焼容器内に導入して燃焼させることにより水蒸気を発生
させる燃焼装置において、前記水素ガスを燃焼容器内に
導入する水素ガス噴出口と、酸素ガスを燃焼容器内に導
入する酸素ガス噴出口とを備え、かつその水素ガス噴出
口と酸素ガス噴出口の少なくとも一方の温度を制御する
ための移動可能なヒータを設ける構成としたことを特徴
とする燃焼装置。
4. An oxygen gas jet from the center of the hydrogen gas jet to [10+ (S / π) 1/2 ] to [16+ (S
4. The combustion device according to claim 3, wherein the combustion device is configured to open with an opening area of 1 cm 2 or less at positions separated by / π) 1/2 ] mm. 5. A combustion apparatus for generating steam by introducing hydrogen gas and oxygen gas into a combustion container while heating the hydrogen gas and burning the hydrogen gas, and a hydrogen gas jet port for introducing the hydrogen gas into the combustion container, An oxygen gas injection port for introducing oxygen gas into the combustion container, and a movable heater for controlling the temperature of at least one of the hydrogen gas injection port and the oxygen gas injection port. And a combustion device.
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