[发明专利]燃烧加热器及排气燃烧装置

说明书

本申请是申请日为2004年11月25日、申请号为200410096234.7、发明名称为“燃烧加热器及排气燃烧装置”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及使从半导体制造装置等排出的气体中含有的可燃性气体燃烧的燃烧加热器及排气燃烧装置，特别适用于可燃性气体为氢气H2的情况。

背景技术

因为在半导体制造装置和液晶制造装置等的制造装置中排出的气体中大多含有危险的可燃性气体，所以不可不加处理地向大气排放。因此，使用排气燃烧装置，在向大气排放前由燃烧加热器燃烧可燃性气体。以往，具有该燃烧加热器的排气燃烧装置根据其种类具有由金属加热器的点火/燃烧方式(例如，参照专利文献1)和电火花的点火/燃烧方式(例如，参照专利文献2)。

图4表示采用由金属加热器的点火/燃烧方式的排气燃烧装置。具有金属加热器的燃烧装置的结构如后所述。在设有可燃性气体导入管8、排气管道11以及空气进入口12的燃烧室14内设有金属加热器13。金属加热器13包括：将热量传递至全周的金属壳15、设置在该壳15内作为将电能转换为热能的电热材料的电热加热器16、检测金属加热器13的温度的热电偶5和填埋在壳15内的空间中的绝缘物质17。为了使由热电偶5检测的金属加热器13的温度维持在规定温度，而通过设置在燃烧室14外的温度控制器7来控制提供给电热加热器16的电力。

大气(空气)通过来自排气管道11的吸引而从空气进入口12进入燃烧室1 4内，空气在燃烧室14内维持正常流动的状态。在此，被控制了流量的氢气(H₂)从点火用气体配管24中流出，由金属加热器13的热能而与大气中的氧气反应而点燃。点火后，排气从可燃性气体导入管8流入燃烧室14内与大气中的氧气混合，通过点火产生的燃烧火焰10和热源的热能使排气中含有的可燃性气体燃烧，进行排气的燃烧处理。燃烧后的气体从排气管道11排出。

图5表示采用电火花的点火/燃烧方式的排气燃烧装置。基本结构与图2所示的金属加热器引起的点火/燃烧方式相同。不同点在于，点火/燃烧不是由电热加热器而是由电火花进行的。电火花的结构为：点燃电极28、28与提升电压的升压变压器29连接，由高电压进行火花放电。

氢气(H₂)从点火用气体配管24流入空气正常流动的燃烧室14内，由电火花的能量使氢气与大气中的氧气反应而点燃。点火后，排气从可燃性气体导入管8流入燃烧室14内而与大气中的氧气混合，通过点火产生的燃烧火焰10使排气中含有的可燃性气体燃烧，进行排气的燃烧处理。燃烧后的气体从排气管道11中排出。

另外，如图4及图5所示，金属加热器方式和电火花方式两方式为了进行安全燃烧而需要点火用气体设备。作为点火气体通常使用氢气(H₂)。点火用气体设备的结构为：点火用气体配管24与燃烧室14连接，将流过该点火用气体配管24的氢气(H₂)供给燃烧室14。为此，介由手动阀18用过滤器19去除在配管24内流动的氢气(H₂)中含有的杂质，由目视监视压力计21并用手动调节器20控制氢气(H₂)的压力，介由气阀22用质量流量控制器23进行流量控制。

专利文献1：特开平7-323211号公报

专利文献2：特开平6-129627号公报

在上述专利文献1的金属加热器中，存在高温燃烧引起的金属加热器周壁劣化和由高温燃烧引起的反应热而容易使壳内的电加热器断线而限制了使用温度范围的高温部分的问题。另外，因为壳为金属制的所以电绝缘性差。并且，因为将电热加热器填埋在壳内的绝缘物质中，所以电热加热器断线时更换电热加热器的操作十分困难。在燃烧室中，除了可燃性气体导入管之外，必须气密连接温度控制器的导线和点火用气体配管，故燃烧室的结构变得复杂。

另外，在专利文献2的电火花方式中，有时由于点燃电极的劣化而不能电火花放电，不能点火。并且，因为在未点燃时直到点燃期间电火花反复进行点火放电，所以若在点燃时可燃性气体的浓度到达非常高的浓度时会产生不良情况。在燃烧室中，除了可燃性气体导入管之外，必须气密连接升压变压器和点火用气体配管，故燃烧室的结构变得复杂。

可以说金属加热器方式和电火花方式是相同的，即在空气中氧气过剩的情况下，低浓度的可燃性气体的燃烧效率差。并且，点火后由于排气管道的吸引压力变动燃烧火焰不稳，燃烧效率不稳定。因为需要点火用气体设备，所以需要花费设备的费用。

发明内容