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JP7656333B2 - Thermal detoxification device and thermal detoxification method using said device - Google Patents
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JP7656333B2 JP2022052025A JP2022052025A JP7656333B2 JP 7656333 B2 JP7656333 B2 JP 7656333B2 JP 2022052025 A JP2022052025 A JP 2022052025A JP 2022052025 A JP2022052025 A JP 2022052025A JP 7656333 B2 JP7656333 B2 JP 7656333B2
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Description

本発明は、半導体等のエレクトロニクス製品の製造プロセスで用いるガスを安全に排出するための熱式除害装置及び熱式除害方法に関する。 The present invention relates to a thermal detoxification device and a thermal detoxification method for safely discharging gases used in the manufacturing process of electronic products such as semiconductors.

従来、エレクトロニクス製品製造工場で排出するガスの除害方式として種々の方式があるが、たとえばALD(Atomic Layer Deposition)等の薄膜形成技術に用いるTMA(トリメチルアルミニウム)等のように、熱分解によって有害物質や危険物質を取り除くことができるガスに対して熱式除害処理が施されている。 Conventionally, there are various methods for abating gases emitted from electronics manufacturing plants. For example, thermal abatement is performed on gases that can remove harmful or hazardous substances through thermal decomposition, such as TMA (trimethylaluminum) used in thin-film formation technologies such as ALD (atomic layer deposition).

熱式除害用の装置としては、ガスバーナーによる燃焼式が主流であり、当該燃焼式の熱式除害装置にあっては、処理対象ガスを除害処理に必要な温度まで効率良く加熱できるメリットがある反面、ガスボンベ、燃焼室などの比較的大容量の余分なユーティリティが必要となるデメリットや、安全性に関する懸念がある。 The mainstream thermal abatement equipment is a combustion type that uses a gas burner. While this type of thermal abatement equipment has the advantage of being able to efficiently heat the gas to be treated to the temperature required for abatement, it has the disadvantage of requiring relatively large amounts of extra utilities such as gas cylinders and combustion chambers, as well as safety concerns.

そこで、安全に除害処理を行うことができると共に装置自体をコンパクトにするために、電熱ヒーターによる加熱で処理対象ガスの熱分解を行うことができる熱式除害装置が開発されており、たとえば、下記特許文献1に示す熱式除害装置が既知である。 Therefore, in order to perform detoxification safely and to make the device itself compact, thermal detoxification devices have been developed that can thermally decompose the gas to be treated by heating it with an electric heater. For example, the thermal detoxification device shown in Patent Document 1 below is known.

しかし、下記特許文献1の熱式除害装置にあっては、電熱ヒーター単独の加熱では、所望の高温雰囲気を形成することが困難であることから、さらに、下記特許文献2に示すように、燃料ガスを電熱ヒーターで着火することによって所望の高温雰囲気を形成する熱式除害装置が開発されている(特許文献2の段落0009)。 However, in the thermal detoxification device of Patent Document 1 below, it is difficult to create the desired high-temperature atmosphere by heating using an electric heater alone, so as shown in Patent Document 2 below, a thermal detoxification device has been developed that creates the desired high-temperature atmosphere by igniting fuel gas with an electric heater (paragraph 0009 of Patent Document 2).

特許第3016690号公報Patent No. 3016690 特許第3866412号公報Patent No. 3866412

上述したように、熱式除害装置における実情は、燃焼式の装置が抱える大型化と安全性に関する懸念を解決するために電熱ヒーターを用いたとしても、電熱ヒーター単独では熱式除害に必要な加熱を行うことができず、結局、燃焼による加熱を利用することとなっている。 As mentioned above, the reality with thermal detoxification equipment is that even if an electric heater is used to solve the concerns about the size and safety of combustion-type equipment, the electric heater alone cannot provide the heating required for thermal detoxification, so in the end heating by combustion is used.

したがって、燃焼を伴わず、電熱ヒーターによる加熱だけで有効に除害処理を施すことができる装置、すなわち小型化を図ることができると共に燃焼による危険を考慮する必要がない熱式除害装置が渇望されている。 Therefore, there is a strong demand for a device that can effectively perform detoxification treatment using only heating by an electric heater without involving combustion, i.e. a thermal detoxification device that can be made compact and does not require consideration of the dangers of combustion.

本発明は、電熱ヒーターの配置や通ガス流路を特徴とするヒーター構造によって、電熱ヒーター単独での有効な除害処理を実現する熱式除害装置及び該装置を用いた熱式除害方法を提供する。 The present invention provides a thermal detoxification device that realizes effective detoxification treatment using an electric heater alone, by utilizing a heater structure characterized by the arrangement of the electric heater and the gas flow path, and a thermal detoxification method using the device.

要述すると、本発明に係る熱式除害装置は、円筒状のチャンバーと、該チャンバーの内周面に嵌合するヒーター部を備え、該ヒーター部の内部に上下方向上向きに処理対象ガスを直接通過させて加熱し除害処理を行う熱式除害装置であって、上記ヒーター部は、面状又は線状の電熱ヒーターを平面視渦巻状に成形して成り、上記電熱ヒーター同士の隣接間隔から成る平面視渦巻状の通ガス流路を有すると共に、該ヒーター部の上部を覆う整流部を設け、該整流部は、上記チャンバーの内周面に嵌合し、中心部に処理済ガスの通過を許容する排出孔を有する構成を備えている。 In brief, the thermal detoxification device according to the present invention is a thermal detoxification device that includes a cylindrical chamber and a heater section that fits into the inner circumferential surface of the chamber, and that heats and detoxifies the gas to be treated by passing it directly through the heater section in an upward vertical direction. The heater section is made by forming a planar or linear electric heater into a spiral shape in a planar view, and has a gas passage that is spiral in a planar view consisting of the spacing between adjacent electric heaters, and is provided with a flow straightening section that covers the upper part of the heater section. The flow straightening section fits into the inner circumferential surface of the chamber, and has a discharge hole in the center that allows the treated gas to pass through.

よって、通ガス方向(上下方向)に直交する方向に高密度に隣接した電熱ヒーターで処理対象ガスを熱分解に必要な温度まで有効に加熱し除害処理を行うことができ、電熱ヒーター以外の加熱手段を用いる必要がない。また、通ガス流路で熱分解によって副生された粉体をトラップすることができ、スクラバー等の洗浄設備を設ける必要がない。 Therefore, the gas to be treated can be effectively heated to the temperature required for pyrolysis and detoxified by the electric heaters arranged in close proximity in a direction perpendicular to the gas flow direction (up and down), eliminating the need for any heating means other than the electric heater. In addition, the powder produced as a by-product of pyrolysis can be trapped in the gas flow path, eliminating the need for cleaning equipment such as a scrubber.

好ましくは、上記面状の電熱ヒーターが、当該面を貫通する多数の通ガス孔を有することにより、加熱と副生粉体のトラップをさらに効率良く行うことが可能となる。 Preferably, the planar electric heater has a large number of gas passage holes penetrating the surface, which allows for more efficient heating and trapping of by-product powder.

また、上記ヒーター部の上流側に圧力センサーを設けることにより、熱分解によって副生された粉体等による上記ヒーター部の目詰まりの有無を監視することができる。 In addition, by providing a pressure sensor upstream of the heater section, it is possible to monitor whether the heater section is clogged with powder or other by-products produced by pyrolysis.

好ましくは、上記ヒーター部における上記通ガス流路の始点部の上流側にプレヒーター部を設け、該プレヒーター部は上記ヒーター部の下端部を覆う截頭逆円錐状のリフレクターから成ることにより、上記ヒーター部の熱エネルギーを有効活用してプレヒーティングすることができ、効果的な熱分解及び粉体の副生抑止が可能となる。 Preferably, a preheater section is provided upstream of the start point of the gas flow passage in the heater section, and the preheater section is made of a truncated inverted cone-shaped reflector that covers the lower end of the heater section, thereby making it possible to effectively utilize the thermal energy of the heater section for preheating, and effectively preventing thermal decomposition and the generation of powder by-products.

より好ましくは、上記リフレクターの下端開口に、除害処理において触媒として機能する金属で構成したネットを配することにより、さらに高効率の除害処理を促進することができる。 More preferably, a net made of a metal that functions as a catalyst in the decontamination process can be placed at the lower end opening of the reflector to promote even more efficient decontamination.

本発明に係る熱式除害方法は、上述した本発明に係る熱式除害装置を用いた熱式除害方法であって、上記ヒーター部の上記通ガス流路に上下方向上向きに処理対象ガスを直接通過させて加熱することにより、当該処理対象ガスを熱分解すると共に、該熱分解により副生された粉体をトラップすることができ、安全でクリーンな除害処理が可能となる。 The thermal detoxification method according to the present invention is a thermal detoxification method using the thermal detoxification device according to the present invention described above, and by directly passing the gas to be treated upward through the gas flow passage of the heater section and heating it, the gas to be treated is thermally decomposed and the powder produced as a by-product by the thermal decomposition can be trapped, enabling a safe and clean detoxification process.

本発明に係る熱式除害装置によれば、通ガス方向に直交する方向で電熱ヒーター同士を密に近接させる配置構造によって、処理対象ガスを効率的に加熱できると共に副生粉体をトラップできる通ガス流路構造を備え、電熱ヒーター単独加熱による熱式除害を可能とすると共に、装置の小型化・安全化に貢献することができる。 The thermal detoxification device of the present invention has an arrangement structure in which electric heaters are closely spaced in a direction perpendicular to the gas flow direction, allowing the gas to be treated to be efficiently heated while also providing a gas flow path structure that can trap by-product powder, making it possible to perform thermal detoxification using only the electric heaters while also contributing to the miniaturization and safety of the device.

また、本発明に係る熱式除害方法によれば、燃焼を伴わず、電熱ヒーターから成るヒーター部のみで熱分解処理を行うことができ、安全な除害処理が可能となる。また、スクラバー等の洗浄装置を用いることなく、クリーンな除害処理が可能となる。 In addition, the thermal detoxification method of the present invention can perform pyrolysis treatment using only a heater unit consisting of an electric heater without combustion, making it possible to perform safe detoxification treatment. In addition, clean detoxification treatment is possible without using cleaning equipment such as a scrubber.

本発明に係る、面状の電熱ヒーターを用いた熱式除害装置の概要図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a thermal detoxification device using a planar electric heater according to the present invention. 面状の電熱ヒーターで構成したヒーター部を説明する図であり、(A)はヒーター部の平面図、(B)はヒーター部の側面図、(C)はヒーター部の斜視図である。1A is a diagram illustrating a heater section configured with a planar electric heater, (A) being a plan view of the heater section, (B) being a side view of the heater section, and (C) being a perspective view of the heater section. FIG. 本発明に係る、線状の電熱ヒーターを用いた熱式除害装置の概要図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a thermal detoxification device using a linear electric heater according to the present invention. 線状の電熱ヒーターで構成したヒーター部を説明する図であり、(A)はヒーター部の平面図、(B)はヒーター部の側面図、(C)はヒーター部の斜視図である。1A is a plan view of the heater part configured with a linear electric heater, FIG. 1B is a side view of the heater part, and FIG. 1C is a perspective view of the heater part. 線状の電熱ヒーターを複数組み合わせたヒーター部例を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing an example of a heater unit in which a plurality of linear electric heaters are combined.

本発明に係る熱式除害装置及び該装置を用いた熱式除害方法の最適な実施例について、図1乃至図5に基づき説明する。なお、各図において、電熱ヒーター4,5に関する電源や電線は省略して描いている。 The optimal embodiment of the thermal detoxification device and the thermal detoxification method using the device according to the present invention will be described with reference to Figures 1 to 5. Note that in each figure, the power sources and electric wires related to the electric heaters 4 and 5 are omitted.

<熱式除害装置の基本構成>
本発明に係る熱式除害装置1は、図1,図3に示すように、円筒状のチャンバー2と、該チャンバー2の内周面2aに嵌合する円柱状又は円錐状のヒーター部3を備える基本構成を有しており、該ヒーター部3の内部に上下方向上向きに処理対象ガスを直接通過させて加熱し除害処理を行うことができる。
<Basic configuration of thermal detoxification device>
As shown in Figures 1 and 3, the thermal detoxification device 1 of the present invention has a basic structure including a cylindrical chamber 2 and a cylindrical or conical heater section 3 that fits into the inner surface 2a of the chamber 2, and the gas to be treated can be passed directly upward through the heater section 3 to be heated and detoxified.

そのため、チャンバー2の下端部にガス搬入口2bを設け、同上端部にガス搬出口2cを設けると共に、ヒーター部3が円筒状のチャンバー2の内周面2aに嵌合することにより、ガス搬入口2bよりチャンバー2内に搬入された対象ガスがヒーター部3を経由せずにガス搬出口2cから搬出されることはない。 Therefore, a gas inlet 2b is provided at the lower end of the chamber 2, a gas outlet 2c is provided at the upper end of the chamber 2, and the heater section 3 is fitted to the inner peripheral surface 2a of the cylindrical chamber 2, so that the target gas introduced into the chamber 2 through the gas inlet 2b is not discharged from the gas outlet 2c without passing through the heater section 3.

チャンバー2は、ステンレス鋼(SUS:Steel Use Stainless)、耐熱鋼(SUH:Steel Use Heat Resisting)、インコンネル(Inconel)(登録商標)、ハステロイ(Hastelloy)(登録商標)等の熱式除害処理に影響のない金属で構成し、その内部容積は適宜調整できるのは勿論のこと、チャンバー2の内部容積に対するヒーター部3の容積も適宜調整することができる。なお、ヒーター部3には、後述するように、抵抗加熱方式の電熱ヒーターを用いることが好ましく、チャンバー2の内周面2aとヒーター部3の外周面3a間には絶縁シートを介在させて、ショートや漏電等によるトラブルを防ぐことが望ましい。 The chamber 2 is made of metals that do not affect the thermal decontamination process, such as stainless steel (SUS: Steel Use Stainless), heat-resistant steel (SUH: Steel Use Heat Resisting), Inconel (registered trademark), and Hastelloy (registered trademark), and not only can its internal volume be adjusted as appropriate, but the volume of the heater section 3 relative to the internal volume of the chamber 2 can also be adjusted as appropriate. As described below, it is preferable to use an electric heater that uses a resistance heating method for the heater section 3, and it is desirable to place an insulating sheet between the inner surface 2a of the chamber 2 and the outer surface 3a of the heater section 3 to prevent problems such as short circuits and leakage current.

なお、図1,図3中のPは除外処理の処理対象ガスや処理済ガスを搬送するためのパイプであり、Cは処理済ガスを冷却する冷却器である。半導体工場等からパイプPを通じて熱式除害装置1まで搬送された処理対象ガスは、熱式除害装置1によって除害処理されて処理済ガスとなり、該処理済ガスは冷却器にて冷却された後、パイプPを通じて搬送され、大気等へ放出される。 In addition, P in Figures 1 and 3 is a pipe for transporting the gas to be treated and the treated gas for removal treatment, and C is a cooler for cooling the treated gas. The gas to be treated transported from a semiconductor factory or the like to the thermal detoxification device 1 through the pipe P is detoxified by the thermal detoxification device 1 to become treated gas, which is then cooled in the cooler before being transported through the pipe P and released into the atmosphere or the like.

≪ヒーター部の構成≫
ヒーター部3は、図1,図2に示すように、面状の電熱ヒーター4を平面視渦巻状に巻いて円柱状に成形して成り、又は、図3,図4に示すように、線状の電熱ヒーター5を平面視渦巻状に成形して成る。電熱ヒーターとしては、既知の電熱ヒーターを用いることができるが、たとえば600℃以上、さらには1000℃以上の対象ガスの熱分解に必要な高温雰囲気を形成するため、加えて平面視渦巻状に成形するためには、抵抗加熱方式の電熱ヒーターを用いるのが好ましく、特にニクロムやカンタル(登録商標)などの金属を発熱抵抗体とする電熱ヒーターを用いるのが好ましい。
<Heater section configuration>
The heater section 3 is formed by winding a planar electric heater 4 into a spiral shape in plan view and forming it into a cylindrical shape as shown in Figures 1 and 2, or by forming a linear electric heater 5 into a spiral shape in plan view as shown in Figures 3 and 4. As the electric heater, a known electric heater can be used, but in order to form a high-temperature atmosphere required for thermal decomposition of a target gas at, for example, 600°C or higher, or even 1000°C or higher, and in addition to forming it into a spiral shape in plan view, it is preferable to use an electric heater of a resistance heating type, and in particular, it is preferable to use an electric heater that uses a metal such as nichrome or Kanthal (registered trademark) as a heating resistor.

面状の電熱ヒーター4を用いる場合には、図1,図2に示すように、平面視渦巻状に且つ全体形状が円筒状となるように成形して成り、面状電熱ヒーター4同士の隣接間隔、つまり平面視渦巻状の隣接間隔は可及的に幅狭にすると共に、該隣接間隔を通ガス流路6として利用する。よって、面状電熱ヒーター4同士をできるだけ近接させながら渦巻状に巻いてヒーター部3を形成し、できるだけ幅狭の通ガス流路6を形成する。 When using a planar electric heater 4, as shown in Figures 1 and 2, it is formed so that it is spirally shaped in plan view and has a cylindrical overall shape, and the spacing between adjacent planar electric heaters 4, i.e., the spacing between adjacent spirals in plan view, is made as narrow as possible, and this spacing is used as a gas flow path 6. Therefore, the heater section 3 is formed by winding the planar electric heaters 4 in a spiral shape while bringing them as close together as possible, and a gas flow path 6 that is as narrow as possible is formed.

このように、通ガス方向(上下方向上向き)に直交する方向に、面状電熱ヒーター4同士を密に近接させる配置構造によって、通ガス流路6は、処理対象ガスを効率的に加熱できると共に副生粉体をトラップできる構造となる。なお、本発明にあっては、通ガス流路6を設けることができれば、面状電熱ヒーター4同士が部分的に接触する場合を排除しない。 In this way, by arranging the planar electric heaters 4 closely together in a direction perpendicular to the gas flow direction (upward in the vertical direction), the gas flow passage 6 is structured to efficiently heat the gas to be treated and trap by-product powder. Note that in the present invention, as long as the gas flow passage 6 can be provided, cases in which the planar electric heaters 4 are in partial contact with each other are not excluded.

また、面状電熱ヒーター4は、具体的には図示しないが、貫通する多数の通ガス孔を有することが望ましい。さらに効率良く加熱を行うことができると共に、熱分解によって副生された粉体をトラップすることが可能となるためである。また、面状電熱ヒーター4の表面を粗面状とし、副生粉体を蒐集しやすくすることも実施に応じ任意である。 In addition, although not specifically shown, it is desirable for the planar electric heater 4 to have a large number of gas passage holes penetrating it. This is because it allows for more efficient heating and makes it possible to trap the powder by-product of pyrolysis. In addition, it is optional to roughen the surface of the planar electric heater 4 to make it easier to collect the by-product powder, depending on the implementation.

又は、線状のヒーター5を用いる場合には、図3,図4に示すように、平面視渦巻状に且つ全体形状が円錐状となるように成形して成り、線状電熱ヒーター5同士の隣接間隔、つまり平面視渦巻状の隣接間隔は可及的に幅狭にすると共に、該隣接間隔を通ガス流路6として利用する。 Or, when a linear heater 5 is used, it is formed so that it is spiral-shaped in plan view and has a conical overall shape, as shown in Figures 3 and 4, and the adjacent spacing between the linear electric heaters 5, i.e., the adjacent spacing between the spirals in plan view, is made as narrow as possible, and the adjacent spacing is used as a gas flow path 6.

よって、線状電熱ヒーター5を用いる場合も、面状電熱ヒーター4の場合と同様に、通ガス方向に直交する方向に線状電熱ヒーター5同士を密に近接させる配置構造によって、通ガス流路6は、処理対象ガスを効率的に加熱できると共に副生粉体をトラップできる構造となる。なお、本発明にあっては、通ガス流路6を設けることができれば、線状ヒーター5同士が部分的に接触する場合を排除しない。また、線状ヒーター5の表面を粗面状とし、副生粉体を蒐集しやすくすることも実施に応じ任意である。 Therefore, when using the linear electric heater 5, as in the case of the planar electric heater 4, the linear electric heaters 5 are arranged closely together in a direction perpendicular to the gas flow direction, so that the gas flow passage 6 can efficiently heat the gas to be treated and trap by-product powder. In addition, in the present invention, as long as the gas flow passage 6 can be provided, cases in which the linear heaters 5 are partially in contact with each other are not excluded. In addition, it is optional to roughen the surface of the linear heater 5 to make it easier to collect the by-product powder depending on the implementation.

また、線状電熱ヒーター5を用いる場合、図5に示すように、複数の平面視渦巻状に成形した線状電熱ヒーター5を重ねて配してヒーター部3とすることができ、より高効率の加熱と副生粉体トラップを実現することができる。なお、平面視渦巻状に成形した線状電熱ヒーター5の全体形状について、本実施例においては円錐状のものを示したが、本発明にあっては、截頭円錐状、逆円錐状、截頭逆円錐状とすることも、実施に応じ任意である。 When using a linear electric heater 5, as shown in FIG. 5, multiple linear electric heaters 5 formed into a spiral shape in plan view can be stacked to form the heater section 3, thereby realizing more efficient heating and trapping of by-product powder. Note that, although the overall shape of the linear electric heater 5 formed into a spiral shape in plan view is shown as a cone in this embodiment, in the present invention, it is also possible to make it a truncated cone, an inverted cone, or a truncated inverted cone, depending on the implementation.

本発明にあっては、ヒーター部3における通ガス流路6は、面状電熱ヒーター4又は線状電熱ヒーター5のいずれで構成する場合においても、下端部が始点部6aであり、上端部が終点部6bとなる。上述のように、チャンバー2の下端部にあるガス搬入口2bから処理対象ガスが搬入されて、該処理対象ガスがヒーター部3に下から接するためである。また、処理対象ガスが加熱されて膨張し通ガス流路6内を下方から上方に向けて移動するためである。 In the present invention, the gas flow passage 6 in the heater section 3, whether configured as a planar electric heater 4 or a linear electric heater 5, has a lower end portion 6a as a starting point and an upper end portion 6b as a terminal point. As described above, this is because the gas to be treated is brought in through the gas inlet 2b at the lower end of the chamber 2 and comes into contact with the heater section 3 from below. Also, this is because the gas to be treated is heated and expands, moving from the bottom to the top inside the gas flow passage 6.

また、本発明にあっては、上述のように、通ガス方向に直交する方向に面状電熱ヒーター4同士又は線状電熱ヒーター5同士を密に近接させる配置構造によって、ヒーター部3の通ガス流路6をできるだけ幅狭にし、高効率の加熱と副生粉体のトラップの両立を図る。 In addition, in the present invention, as described above, the planar electric heaters 4 or the linear electric heaters 5 are arranged closely together in the direction perpendicular to the gas flow direction, thereby making the gas flow passage 6 of the heater section 3 as narrow as possible, thereby achieving both highly efficient heating and trapping of by-product powder.

そのため、トラップされた副生粉体により通ガス流路6が目詰まりするおそれがあるが、本発明にあっては、ヒーター部3の上流側に圧力センサーを設け、ヒーター部3の目詰まりの有無を監視することができる。当該圧力センサーは、具体的には図示しないが、ヒーター部3より上流側であれば、配置箇所に限定はなく、チャンバー2の内部でも外部でも良い。 Therefore, there is a risk that the trapped by-product powder will clog the gas flow passage 6, but in the present invention, a pressure sensor is provided upstream of the heater section 3 to monitor whether the heater section 3 is clogged. Although not specifically shown, the pressure sensor can be located anywhere upstream of the heater section 3, and may be located inside or outside the chamber 2.

また、ヒーター部3には面状電熱ヒーター4同士又は線状電熱ヒーター5同士を密に近接させることによるショートや漏電等のトラブルを検出するための回路を設けることは言うまでもない。 It goes without saying that the heater section 3 is equipped with a circuit to detect problems such as short circuits and leakage currents that may occur when the planar electric heaters 4 or the linear electric heaters 5 are placed in close proximity to each other.

≪整流部の構成≫
本発明においては、図1,図3に示すように、上述したヒーター部3の上部を覆うように整流部7を設ける構成となっている。整流部7は、チャンバー2と同様に、ステンレス鋼、耐熱鋼、インコンネル(登録商標)、ハステロイ(登録商標)等の熱式除害処理に影響のない金属で構成し、チャンバー2の内周面2aに嵌合しており、ヒーター部3の上部に密着して又は近接して配される。
<Configuration of rectifier>
1 and 3, the present invention is configured to provide a rectifier 7 so as to cover the upper part of the heater part 3. The rectifier 7, like the chamber 2, is made of a metal that does not affect the thermal detoxification treatment, such as stainless steel, heat-resistant steel, Inconnel (registered trademark), or Hastelloy (registered trademark).

整流部7は、中心部に処理済ガスの通過を許容する排出孔7aを有しており、ヒーター部3において最も熱エネルギーのロスが少ない、つまり最も高温となるヒーター部3の中心部(中心軸に沿った部分)を処理対象ガスが通過するように促すために配されるものである。 The flow straightening section 7 has an exhaust hole 7a in the center that allows the treated gas to pass through, and is arranged to encourage the gas to pass through the center (the part along the central axis) of the heater section 3, where the loss of thermal energy is the least, i.e., where the temperature is the highest.

したがって、図1,図3に示すように、ヒーター部3の通ガス流路6内を流れる処理対象ガスは整流部7によって図中の矢印のようにヒーター部3の中心部に導かれ、熱分解処理後、処理済ガスが排出孔7aから排出される。よって、電熱ヒーター4,5のみで処理対象ガスの熱分解に必要な温度まで有効に加熱し除害処理を行うことができる。 As shown in Figures 1 and 3, the gas to be treated flowing through the gas flow passage 6 of the heater section 3 is guided to the center of the heater section 3 by the flow straightener section 7 as shown by the arrow in the figure, and after the thermal decomposition process, the treated gas is discharged from the exhaust hole 7a. Therefore, the electric heaters 4 and 5 alone can effectively heat the gas to the temperature required for thermal decomposition and perform the detoxification process.

なお、整流部7は、ヒーター部3の上部形状に沿う形状とするのが好ましく、図1に示すように、ヒーター部3が円筒状の場合には整流部7を円盤状とし、図3に示すように、ヒーター部3が円錐状の場合には、それに倣うような円錐筒状にし、有効にヒーター部3の上部を覆い、処理対象ガスのヒーター部3への効率的な通ガスを促す。 The flow straightening section 7 is preferably shaped to match the shape of the upper part of the heater section 3. As shown in FIG. 1, when the heater section 3 is cylindrical, the flow straightening section 7 is disk-shaped. As shown in FIG. 3, when the heater section 3 is conical, the flow straightening section 7 is conically shaped to match the shape of the heater section 3. This effectively covers the upper part of the heater section 3 and promotes efficient passage of the gas to be treated to the heater section 3.

≪プレヒーター部の構成≫
本発明にあっては、好ましくは、図1,図3に示すように、ヒーター部3における通ガス流路6の始点部6aの上流側にプレヒーター部8を設ける。該プレヒーター部8により、ヒーター部3から漏れ出た熱エネルギーを有効活用してプレヒーティングすることができ、効果的な熱分解及び粉体の副生抑止が可能となる。
<Preheater section configuration>
In the present invention, as shown in Figures 1 and 3, a preheater section 8 is preferably provided upstream of the starting point 6a of the gas flow passage 6 in the heater section 3. The preheater section 8 makes it possible to effectively utilize the thermal energy leaked from the heater section 3 for preheating, thereby enabling effective thermal decomposition and suppression of powder by-production.

プレヒーター部8は、ヒーター部3の下端部を覆う截頭逆円錐状のリフレクター9から成り、リフレクター9の上端開口9bでヒーター部3の下端部を覆うことにより、ヒーター部3から漏れ出た熱エネルギーを反射により収集し有効活用することができる。リフレクター9は、熱式除害処理に影響がなく、且つ、熱反射性の良い、ステンレス鋼等の金属で構成する。 The preheater section 8 is made of a reflector 9 in the shape of a truncated inverted cone that covers the lower end of the heater section 3. By covering the lower end of the heater section 3 with the upper opening 9b of the reflector 9, the heat energy leaking from the heater section 3 can be reflected and collected for effective use. The reflector 9 is made of a metal such as stainless steel that has good heat reflectivity and does not affect the thermal detoxification process.

より好ましくは、フレクター9の下端開口9aに、除害処理において触媒として機能する金属で構成したネット10を配することにより、さらに高効率の除害処理を促進することができる。触媒として機能する金属としては、たとえば炭化水素系ガスに対するプラチナや、アンモニアガスに対するニッケルである。 More preferably, a net 10 made of a metal that functions as a catalyst in the abatement process can be placed at the lower end opening 9a of the deflector 9 to promote even more efficient abatement. Examples of metals that function as catalysts include platinum for hydrocarbon gases and nickel for ammonia gas.

<熱式除害方法>
本発明に係る熱式除害方法は、上述した本発明に係る熱式除害装置1を用いた熱式除害方法であって、次のような特徴を有している。
<Thermal detoxification method>
The thermal abatement method according to the present invention is a thermal abatement method using the thermal abatement device 1 according to the present invention described above, and has the following characteristics.

すなわち、通ガス方向に直交する方向に密に隣接した電熱ヒーター4,5の隣接間隔から成る通ガス流路6に、上下方向上向きに処理対象ガスを直接通過させて加熱することにより、当該処理対象ガスを熱分解すると共に、該熱分解により副生された粉体をトラップすることができる。 That is, the gas to be treated is heated by passing it directly upward through the gas flow passage 6, which is made up of closely spaced electric heaters 4 and 5 arranged in a direction perpendicular to the gas flow direction, thereby pyrolyzing the gas to be treated and trapping the powder produced as a by-product of the pyrolysis.

したがって、燃焼を伴わず、面状電熱ヒーター4又は線状電熱ヒーター5から成るヒーター部3のみで熱分解処理を行うことができ、安全な除害処理が可能となる。また、スクラバー等の洗浄装置を用いることなく、クリーンな除害処理が可能となる。 Therefore, the pyrolysis process can be performed without combustion using only the heater section 3 consisting of the planar electric heater 4 or the linear electric heater 5, enabling safe detoxification. In addition, clean detoxification can be performed without using cleaning equipment such as a scrubber.

1…熱式除害装置、2…チャンバー、2a…内周面、2b…ガス搬入口、2c…ガス搬出口、3…ヒーター部、3a…外周面、4…面状の電熱ヒーター、5…線状の電熱ヒーター、6…通ガス流路、6a…始点部、6b…終点部、7…整流部、7a…排出孔、8…プレヒーター部、9…リフレクター、9a…下端開口、9b…上端開口、10…ネット、C…冷却器、P…パイプ。 1...thermal abatement device, 2...chamber, 2a...inner surface, 2b...gas inlet, 2c...gas outlet, 3...heater section, 3a...outer surface, 4...planar electric heater, 5...linear electric heater, 6...gas flow path, 6a...starting point, 6b...ending point, 7...rectifying section, 7a...exhaust hole, 8...preheater section, 9...reflector, 9a...lower end opening, 9b...upper end opening, 10...net, C...cooler, P...pipe.

Claims (6)

円筒状のチャンバーと、該チャンバーの内周面に嵌合するヒーター部を備え、該ヒーター部の内部に上下方向上向きに処理対象ガスを直接通過させて加熱し除害処理を行う熱式除害装置であって、上記ヒーター部は、面状又は線状の電熱ヒーターを平面視渦巻状に成形して成り、上記電熱ヒーター同士の隣接間隔から成る平面視渦巻状の通ガス流路を有すると共に、該ヒーター部の上部を覆う整流部を設け、該整流部は、上記チャンバーの内周面に嵌合し、中心部に処理済ガスの通過を許容する排出孔を有することを特徴とする熱式除害装置。 A thermal detoxification device that includes a cylindrical chamber and a heater section that fits into the inner circumferential surface of the chamber, and that heats and detoxifies the gas to be treated by passing it directly through the heater section in an upward vertical direction, the heater section being formed into a spiral shape in a plan view, with a gas passageway that is spiral in a plan view consisting of the spacing between adjacent electric heaters, and a straightening section that covers the upper part of the heater section, the straightening section being fitted into the inner circumferential surface of the chamber, and having a discharge hole in the center that allows the treated gas to pass through. 上記面状の電熱ヒーターは、貫通する多数の通ガス孔を有することを特徴とする請求項1記載の熱式除害装置。 The thermal detoxification device according to claim 1, characterized in that the planar electric heater has a large number of gas passage holes passing through it. 上記ヒーター部の上流側に圧力センサーを設けたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の熱式除害装置。 The thermal detoxification device according to claim 1 or 2, characterized in that a pressure sensor is provided upstream of the heater section. 上記ヒーター部における上記通ガス流路の始点部の上流側にプレヒーター部を設け、該プレヒーター部は上記ヒーター部の下端部を覆う截頭逆円錐状のリフレクターから成ることを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れかに記載の熱式除害装置。 The thermal detoxification device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a preheater section is provided upstream of the start point of the gas flow passage in the heater section, and the preheater section is made of a truncated inverted cone-shaped reflector that covers the lower end of the heater section. 上記リフレクターの下端開口に、除害処理において触媒として機能する金属で構成したネットを配することを特徴とする請求項4記載の熱式除害装置。 The thermal detoxification device according to claim 4, characterized in that a net made of a metal that functions as a catalyst in the detoxification process is placed at the lower end opening of the reflector. 請求項1乃至請求項5の何れかに記載の熱式除害装置を用いた熱式除害方法であって、上記ヒーター部の上記通ガス流路に上下方向上向きに処理対象ガスを直接通過させて加熱することにより、当該処理対象ガスを熱分解すると共に、該熱分解により副生された粉体をトラップすることを特徴とする熱式除害方法。 A thermal detoxification method using the thermal detoxification device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the gas to be treated is directly passed upward through the gas flow passage of the heater section to heat the gas, thereby pyrolyzing the gas to be treated and trapping the powder produced as a by-product of the pyrolysis.
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