用於控制氣體汙染物分解氧化的裝置及系統

【發明所屬技術領域】

本發明主張於 20 1 7年 7 月 7 日提出 的美國臨時申請案 62/ 529 , 795 的優先權 ， 其內容已全部併入本發明 中以併參 酌 °

本發明為有關一種用於氣體汙染物的裝置 ， 尤指一種 在半導體或其他工業製造過程中用 來控制氣體汙染物分解 氧化的裝置 。

【先前技術】

半導體製造過程中所使用 的各種的化學物質 、 以及可 能產生的有毒副產品 ， 都會對人體及環境造成重大傷害 。 該些化學物質舉例包括含有銻 、 砷 、 硼 、 鍺 、 氮 、 磷 、 矽 、 硒 、 鹵素 、 鹵素矽烷或全氟化合物（PFCs )的混合氣體 ， 或 由全氟化合物（PFCs )分解形成的副產物 。

習知技術中 ， 這些有害的混合氣體或副產物可經由一 種用 來控制氣體汙染物分解氧化的裝置 中 的流體加以處 理 ， 轉化對環境危害較低的產物排放到環境中 。

惟現今對於該用 來控制氣體汙染物分解氧化的裝置仍 有未臻完美之處 ， 譬如 ， 在 目 前使用 的裝置中 ， 容易形成 氧化矽等顆粒並沉積在該裝置的燃燒室的壁上 ， 導致燃燒 室堵塞並產生諸如燃燒不完全等問題 ， 為 了避免上述問題 並延長裝置的使用 年限 ， 勢必得更頻繁地進行系統的清潔 並在裝置的保養上付出 更多成本 ， 然此保養程序在人力及 金錢的成本上都於廠商而言都是不利的因素 。

為 了 改善上述及其他缺陷 ， 已有許多研究團 隊積極進 行開發 。 譬如 ， 美國專利公告號 US 7, 985, 379B2 為了 降低 反應過程中所產生的顆粒堆積 ， 將其熱反應腔室設計為具 有堆疊網狀陶瓷環的結構 ， 由於空氣從該些網狀陶瓷環的 孔洞 中通過而有如形成邊界層般 ， 阻止顆粒在該熱反應腔 的 內壁沉積 。 於該專利 中並提出 其他避免顆粒沉積的方 法 ， 譬如 ， 對其進氣通道內壁進行電拋光使其機械粗糙度 ( Ra)低於 30 ， 使得廢氣中顆粒不易 附著等等 。

上述方式僅能盡可能地減少顆粒附著 ， 惟成效有限 。 從另一個 角度來看 ， 如何減少顆粒的產生或許也是一個可 以著眼的方向 ， 亟待進一步的研究 。

【發明內容】

本發明的主要 目 的 ， 在於解決習知減排系統中 ， 其燃 燒室容易 因為堵塞而燃燒不完全的問題 。

為 了達到上述目 的 ， 本發明提供一種用於控制氣體汙 染物分解氧化的裝置 ， 該裝置不僅可減少上述顆粒殘留裝 置的問題 ， 亦有容易清潔維護的優點 。

具體而言 ， 本發明一實施例提供一種用於控制氣體汙 染物分解氧化的裝置 ， 該裝置具有一反應部 、 一洗滌部 、 一水力旋流部 、 以及連通該反應部 、 該洗滌部 、 以及該水 力旋流部的水箱 ， 其特徵在於該反應部包括 ： 一第一腔體 ， 該第一腔體包括一環狀的第一內壁以及一與該 第一內壁同 心設置的第一外壁 ， 該第一內壁圍 出 一第一腔室 ， 且該第 一夕卜壁上設有至少一廢氣進氣通道 ， 該廢氣進氣通道穿透 該第一夕卜壁及該第一內壁而與該第一腔室連 通 ， 該廢氣進 氣通道包括一第一部件 、 一第二部件 以及一連接部件 ， 其中 ， 該連接部件的兩端分別與該第一部件及該第二 部件 連接 ； 該第一部件往水平方向延伸 ， 未連接該連接部件的 一端連通該第一腔室 ； 該第二部件則往垂直方向延伸 ； 一 第一 中介層 ， 該第一 中介層 包括一第一內環壁 、 一與該第 一內環壁同心設置的第一外環壁 、 至少一設置於該第一內 環壁和該第一外環壁之間且和該第一腔室連通 以供應一燃 料的氣體通道以及一設於該第一內環壁的引 導火焰入口 ， 並由該第一內環壁圍 出 - -連通該第 - -腔體的 第 一 內部 空 間 ； 一第二腔體 ， 該第二腔體包括一 狀的第二內壁以及 一與該第二內壁同心設置的第二外壁 該第二內壁圍 出一 與該第一中介層連通的第二腔室 ， 該第二外壁包括至少一 供一氣體向內地流動至第二腔室的進氣通道 ； 一第二中介 層 ， 該第二中介層 包括一第二內環壁以及一與該第二內環 壁同心 5又置的第二外環壁 ， 並由該第二內環壁圍 出 一連通 該第二腔體的第二內部空間 ； 以及一第三腔體 ， 該第三腔 體包括一 狀的第三內壁以及一與該第三內壁同心設置的 第三外壁 該第三內壁圍 出 一與該第二中介層連通的第三 腔室 ， 至少一液體通道設置在該第三外壁上並穿透該 第三 內壁以導入一液體至該第三腔室 中 。

本發明另一實施例所提供的用於控制氣體汙染 物分解 氧化的裝置 ， 該裝置具有一反應部 、 ―洗滌部 、 一水力旋 流部 、 以及連通該反應部 、 該洗滌部 以及該水力旋流部 的水箱 ， 其特徵在於該反應部包括 ： 一第一腔體 ， 該第一 腔體包括一環狀的第一內壁以及一與該第一內 壁同心 5又置 的第一外壁 ， 該第一內壁圍 出 一第一腔室 ， 且該第一外壁 上設有至少一廢氣進氣通道 ， 該廢氣進氣通道穿透該第一 外壁及該第一內壁而與該第一腔室連通 一第一 中介層 該第一 中介層 包括一第一內環壁 、 一與該第一內環壁同心

5又置的第一外環壁 、 至少一設置於該第一內環壁和該第一 外環壁之間且和該第一腔室連通以供應一燃料 的氣體通道 以及一設於該第一內環壁的引 導火焰入 ， 其中 ， 該第一 內環壁圍 出 一連通該第一腔體的第一內部空間 ； 一第二腔 體 ， 該第二腔體包括一 狀的第二內壁以及一與該第二內 壁同心設置的第二外壁 該第二內壁圍 出一與該第一中介 層連通的第二腔室 ； 一第二中介層 ， 該第二中介層 包括一 第二內環壁以及一與該第二內環壁 同 ' 1没置的 第二外 壁 ， 並由該第二內環壁圍 出 一連通該第二腔體的第二內部 工間 ； 以及一第三腔體 該第三腔體包括一環狀的第二內 壁以及一與該第三內壁同心設置的第二外壁 ， 該第二內壁 圍 出 一與該第二中介層連通的第三腔室 至少一液體通道

5又置在該第三外壁上並穿透該第三內壁以� �入一液體至該 第三腔室 中 。

本發明並提供一種用於控制氣體汙染物分解氧 化的系 統 ， 該系統包括一設備部以及一控制部 其特徵在於 該 設備部包括一反應部 、 ―洗滌部 、 一水力旋流部 、 及一水 箱 ， 其中 ， 該反應部 、 該洗滌部 、 與該水力旋流部經由該 水箱的一頂部連通口與該水箱連通 ； 以及該控制部垂直地 面往上延伸設置並平行地鄰設在該反應部 、 該洗滌部 、 或 該水力旋流部的一側 ， 該控制部包括複數個控制開關 ， 該 些控制開 關分別 電性連接該設備部的該反應部 、 該洗滌 部 、 該水力旋流部 、 及該水箱 。

本發明還提供 種從廢氣除去污染物的熱反應器 ， 包 括 ： 一熱反應單元 所述熱反應單元包括 ： 一腔室 ， 該腔 室具有一側壁 ； 至少一廢氣入 該廢氣入口 穿設於該側 壁而與該腔室流體連通以向該腔室 中以一非縱向的方向導 入廢氣 ； 一火焰區域 形成於該腔室且位於該廢氣入口下 方以令該廢氣導入該腔室後向下一垂直距離得 進入該火焰 區域 ； 以及一冷淬早元 ， 該冷淬單元設置於熱反應單元下 方並連接至該熱反應早元且用 以接收來自 該熱反應單元的 氣體流 ， 豆、 中該冷淬早元包括沿該冷淬單元的一內壁的水 本發明還提供一種 *L除去污染物的熱反應器 ， 包

一

括 ： 一熱反應單元 該熱反應早兀包括 ： 一腔室 ； 至少一 廢氣入口 該廢氣入 與該腔室流體連通以向該腔室 中導 入廢氣 ； 至少一燃料入口 ， 該燃料入口與該腔室流體連通 以導入燃料 ， 該燃料用於該腔室 中的該廢氣的分解過程 ； 一引 導火焰入 Π ' 該引 導火焰入口與該腔室流體連通以點 燃該燃料 其中 ， 該燃料入口和該引 導火焰入 設置於該 廢氣入口 的下方 ， 且和該廢氣入口相隔一延遲燃燒距離 ； 以及一冷淬單元 ， 該冷淬單元設置於熱反應單元下方並 接至該熱反應單元且用 以接收來 自 該熱反應單元的 氣 流 ， 豆、 中該冷淬單元包括沿該冷淬單元的 ·一 I內壁的水簾 。

本發明並提供一種從廢氣除去污染物的熱反應 器 ， 包 括 ： 一熱反應單元 ， 該熱反應單元包括一腔室以及至少一 廢氣入 Π ' 該廢氣入口與該腔室流體連通以向該腔室 中導 入廢氣 點燃單元 ， 設置於該熱反應單元下方且與該熱 反應單元連接 ， 該點燃單元包括一火焰腔室 ， 該火焰腔室 和該腔室連通 ， 該火焰腔室內 包括一燃料以及一用於點燃 該燃料的引 導火焰 ， 其中 ， 該廢氣進入該腔室後向下一垂

一 直距離而進入該火焰腔室 ； 以及一冷淬單元 ， 該冷淬早兀

5又 於熱反應單元下方並連接至該熱反應早元且用 以接收 來自 該熱反應單元的氣體流 ， 其中該冷淬早元包括沿該冷 淬單元的一內壁的水簾 。

本發明提供一種從廢氣除去污染物的熱反應 器 ， 包 括 ： 一熱反應單元 ， 該熱反應單元包括一腔室以及至少一 廢氣入 Π ' 該廢氣入口與該腔室流體連通以向該腔室 中導

一 入廢氣 點燃單元 ， 連接於該熱反應單元 ， 該點燃早兀 包括一火焰腔室 ， 該火焰腔室和該腔室連通 ， 該火焰腔室 內 包括一燃料以及一用於點燃該燃料的引 導火焰 ， 其中 ， 該廢氣入口和該引 導火焰之間沿一垂直軸向形成一逐漸增 溫的 、 /'亚®度梯度 ； 以及一冷淬單元 ， 該冷淬單元設置於熱反 應單元下方並連接至該熱反應單元且用 以接收來自 該熱反 應單元的氣體流 ， 其中該冷淬單元包括沿該冷淬單元的一 內壁的水簾

本發明提供 種從廢氣除去污染物的熱反應 器 ， 包 括 一熱反應單元 ， 該熱反應單元包括一腔室 、 以及至少 一廢氣入 該廢氣入口與該腔室流體連通以向該腔室 中 導入廢氣 一點燃單元 ， 設置於該熱反應單元下方且與該 熱反應單元連接 該點燃單元包括一外壁 、 一內壁 、 一由 該外壁和該內壁之間限定的預混腔室以及一由 該內壁限定 的火焰腔室 以及一冷淬單元 ， 該冷淬單元設置於熱反應 單元下方並連接至該熱反應單元且用 以接收來自 該熱反應 早元的氣體流 豆、 中該冷淬單元包括沿該冷淬單元的一內 壁的水簾

本發明提供 種從廢氣除去污染物的熱反應 器 ， 包 括 一第一熱反應早 7L ， §亥第一熱反應單元包括一腔室以 及至少一廢氣入 π ， 該廢氣入口與該腔室流體連通以向該 腔室 中導入廢氣 -點燃單元 ， ' 設置於該熱反應單元下方 ， 該點燃早元包括一火焰腔室 ， 該火焰腔室和該腔室連通 ， 該火焰腔室內 包括一燃料以及一用於點燃該燃料的引 導火 焰 一第二熱反應單元 ， 該第二熱反應單元設置於該點燃 早元下方 該點燃單元包括一傾斜內壁 、 一由該傾斜內壁 限定的錐形腔室以及至少一穿設於該傾斜內壁 且提供一氣 流的進氣通道 豆、 中 ， 該氣流朝下斜向地噴射進入該錐形 腔室而減緩該廢氣的顆粒沉積於該傾斜內壁 ； 以及一冷淬 早元 該冷淬早元設置於第二熱反應單元下方並連接 至該 熱第 反應單元且用 以接收來自 該第二熱反應單元的氣體 流 ， 其中該冷淬單元包括沿該冷淬單元的一內壁的 水簾 。 是以 ， 本發明相較於習知技術所能達到的功效在於 ：

( 1 ) 藉由本發明兩段式設計的反應部 ， 廢氣進入該反 應部之後會先移動一段距離並逐漸被加熱 ， 相較於習知裝 置係當廢氣一進入裝置後馬上進行燃燒 ， 本發明可有效減 少廢氣中顆粒堵塞燃燒室而導致燃燒不完全的 問題 。

(2) 本發明藉由設置一電荷耦合器件感測器（CCD)� � 直接地偵測該第一腔室的溫度 ， 相較於習知技術而言 ， 還 能直接且有效地控制該第一腔室的溫度 。

本發明的用於控制氣體汙染物分解氧化的系統 ， 其殼 體上有複數個開 口並與容設於其中的裝置模組化地對應設 置 ， 故具有容易保養維護的優點 。

【實施方式】

有關本發明的詳細說明及技術內容 ， 現就配合圖式說明 如下 ：

『 圖 』 及 『圖 1B』 分別為本發明用於控制氣體汙染 物分解氧化的裝置 1 的前視圖以及後視圖 ， 主要包括一反應 部 10、 一洗滌部 20、 一水力旋流部 30 、 以及一分別連接該 反應部 10 、 該洗滌部 20及該水力旋流部 30 的水箱 40。

該反應部 10 具有一頂部以及一底部 ， 由該頂部至該底 部依序包括一第一腔體 11 、 一第一中介層 12 、 一第二腔體 13 、 一第二中介層 14、 以及一第三腔體 15。

續參考 『 圖 2』。 該第一腔體 11 包括一第一內壁 111 以 及一第一外壁 112 ， 該第一內壁 111 呈現環狀並圍出該第一 腔室 113 ， 而該第一外壁 112環繞該第一內壁 111 並與該第 一內壁 111 同心設置 。 於該第一外壁 112上設有至少一廢氣 進氣通道 114 ， 該廢氣進氣通道 114 穿透該第一外壁 112 以 及該第一內壁 111 而與該第一腔室 113連通 ， 使得廢氣可經 該廢氣進氣通道 114進入該第一腔室 113。

請續參閲 『圖 3』並搭配『圖 2』，於本發明一實施例中 ， 該廢氣進氣通道 114 包括一第一部件 1141 、 一第二部件 1142 、 以及一連接部件 1143 ， 其中 ， 該連接部件 1143 的兩 端分別與該第一部件 1141 及該第二部件 1142連接 。 以地面 為基準 ， 該第一部件 1141 往與地面呈現水平的方向延伸 ， 而未連接該連接部件 1143 的一端連通該第一腔室 113;該第 二部件 1142 則往與地面垂直的方向延伸 ， 與該第一腔體 11 設置方向平行 。 該第一部件 1141 與該第一外壁 112 之間具 有一介於 75°至 135°之間的角度 ， 於一較佳實施例中 ， 該角 度為 75°至 90° ， 更具體地 ， 譬如 90° 。 因此 ， 相較於其廢氣 進氣通道 114僅為一垂直地插入第一腔室 113 的長管的習知 裝置 ， 本發明該用於控制氣體汙染物分解氧化的裝置 1 可延 長廢氣在裝置 1 中的移動時間 ， 避免廢氣太快地進入該第一 腔室 113 而被燃燒 ， 本發明 中 ， 該廢氣進氣通道 114 的直徑 沒有特別限制 ， 可視需求改變 。

相較於習知裝置 ， 本發明的該反應部 10 以及該廢氣進 氣通道 114可具有更小的尺寸 ， 於一實例中 ， 從該第一腔室 113 的一頂部至該水箱 40 的一底部的高度少於 160 cm ， 較 佳少於 150 cm。 本發明 中 ， 可依據需求而改變 。 請續參考 『圖 3』， 當定義該廢氣進氣通道 114於該第一 外壁 112 上的位置至該第一外壁 112 的頂部之間的距離為 HI ， 而該廢氣進氣通道 114於該第一外壁 112上的位置至該 第一外壁 112 的底部之間的距離為 H2 的時候 ， 於本發明一 實施例中 ， HI 大於 H2。 然而在其他的實施例中 HI視需求也 可以等於或者小於 H2。 上述的 HI 及 H2均不為 0 ， 且 H2 具 體可介於 4英吋至 5英吋之間 。 因此 ， 相較於廢氣一進入該 裝置 1 的該第一腔室 113之後馬上進行燃燒的習知技術 ， 本 發明因廢氣被導入該第一腔室 113 之後仍需移動 H2 的距離 才會在接下來的該第一中介層 12 被燃燒 ， 故在此之前廢氣 將被預先加熱 ， 有效地降低因為廢氣的溫度差異過大產生的 濃縮現象導致顆粒產生 ， 進而減少該些顆粒沉積或阻塞在該 第一腔室 113的機率 。

本實施例中 ， 該反應部 10 可還包括一上蓋板 16， 該上 蓋板 16係設置於該第一腔體 11 的頂部 。 該上蓋板 16 亦可 僅放置於該第一腔室 113的頂部而未包含任何連接元件 ， 藉 此阻隔該第一腔室 113與外界的連通 ； 然而 ， 在其他的實施 例中 ， 該上蓋板 16可經一樞接件連接該第一腔體 11使其可 經翻蓋掀開或閉合 。 在本發明的一實施例中 ， 該廢氣進氣通 道 114刻意不設置於該上蓋板 16， 而是設置於側邊 ， 而創造 出廢氣延遲燃燒的效果 ， 以達充分反應 ； 而於其他實施例 中 ， 該廢氣進氣通道 114或許可設置於該上蓋板 16， 而透過 其他結構上的搭配 ， 而同樣達廢氣延遲燃燒的效果 。

請續參考 『 圖 4A』 及 『圖 4B』， 該第一中介層 12 連接 於該第一腔體 11 的底部 ， 是燃燒開始進行的位置 。 該第一 中介層 12 包括一第一內環壁 121、一與該第一內環壁 121 同 心設置的第一外環壁 122、 一第一中介空間 123、 一第一氣 體通道 124、 一第二氣體通道 125 以及一冷卻水通道 126， 在其他實施例中 ， 該第一中介層 12 可進一步包括一上氣體 通道 127a及一下氣體通道 127b， 或者以該上氣體通道 127a 及該下氣體通道 127b 替換該第一氣體通道 124 及該第二氣 體通道 125。

該第一內環壁 121 圍出一第一內部空間 1211，該內部空 間 1211 與該第一腔室 113 之間連通 ； 該第一內環壁 121 與 該第一外環壁 122 之間則定義出該第一中介空間 123。 該第 一內環壁 121 包括複數個噴嘴 1212 以及至少一引 導火焰 (pilot flame)入口 1213 ， 該第一氣體通道 124 以及該第二 氣體通道 125分別穿過該第一外環壁 122並與該第一中介空 間 123連通 ， 該冷卻水通道 126設置於該第一外環壁 122 的 外側 ， 透過冷卻水流過該冷卻水通道 126 ， 而達控制該第一 中介空間 123 的溫度的 目 的 ， 該上氣體通道 127a 及該下氣 體通道 127b分別設置於該第一中介層 12 的上表面以及下表 面 ， 該上氣體通道 127a、 該下氣體通道 127b和該第一中介 空間 123之間分別透過穿孔而連通 。

在該第一中介層 12 中 ， 係利用至少兩種氣體混合為一 富燃料的氣體 ， 導入該內部空間 1211 而配合該引 導火焰 (pilot flame)入口 1213 所提供的引 導火焰（pi lot flame) 而在該內部空間 1211 產生高溫燃燒 ， 舉例來說 ， 該內部空 間 1211 的溫度處於 500°C以上，例如介於 500°C至 2500°C之 間 。 有關該第一中介層 12 的氣體输送配置 ， 可有以下幾種 ： 於一實施例中 ， 一第一氣體透過該第一氣體通道 124進 入該第一中介空間 123，一第二氣體透過該第二氣體通道 125 進入該第一中介空間 123 ， 該第一氣體和該第二氣體在該第 一中介空間 123 混合 ， 混合後再透過該噴嘴 1212 送進該內 部空間 1211 ； 於另一實施例中 ， 該第一氣體和該第二氣體先 在外部混合為一預混合氣體 ， 該預混合氣體從該第一氣體通 道 124及該第二氣體通道 125 進入該第一中介空間 123 ， 進 一步於該第一中介空間 123 混合後再透過該噴嘴 1212 送進 該內部空間 1211 ； 於又一實施例中 ， 該第一氣體透過該上氣 體通道 127a向下進入該第一中介空間 123，該第二氣體透過 該下氣體通道 127b向上進入該第一中介空間 123，該第一氣 體和該第二氣體在該第一中介空間 123混合 ， 混合後再透過 該噴嘴 1212 送進該內部空間 1211 ； 於再一實施例中 ， 該第 一氣體和該第二氣體先在外部混合為該預混合 氣體 ， 該預混 合氣體從該上氣體通道 127a及該下氣體通道 127b進入該第 一中介空間 123 ， 進一步於該第一中介空間 123 混合後再透 過該噴嘴 1212 送進該內部空間 1211 。 該第一氣體可以是燃 料 ， 包括但不限於氫氣 、 甲烷 、 天然氣 、 丙烷 、 液化石油氣 (LPG)或前述的混合 ， 該第二氣體可以是氧化劑（oxidant) ， 包含但不限於氧氣 、 臭氧 、 空氣 、 壓縮空氣（CDA) 、 富氧空 氣或前述的混合 。

本發明 中 ， 該第一中介層 12 的氣體管路配置可依需求 調整 ， 使幫助燃燒的 氣體導入呈環狀的該第 一 中介空 間

123 ， 再導入位於該第一腔體 11 下方的該內部空間 1211 而 產生高溫燃燒的環境 ， 而不限於上述的配置 。

本發明 中 ， 引 導火焰（pilot flame)可經由在該第一 中 介層 12 點火 、 或者在一特殊設計的引 導體中形成 ， 再被引 導到該第一中介層 12 中以降低因進氣通道中氣體突然增加 所導致的熄火問題（圖未示） 。 第一中介空間 123 可還包括一 環型通道 1231 ， 使冷卻水流流過該環型通道 1231 ， 據此達 到控制該第一中介空間 123 的溫度的 目 的 。

本發明 中 ， 該噴嘴 1212 以及該引 導火焰入口 1213係設 置於該廢氣進氣通道 114 的下方 ， 並進一步設計為相隔一間 距 ， 如此一來 ， 該廢氣進入該第一腔室 113後 ， 將向下一垂 直距離而經過一溫度梯度區域 ， 才會進入該第一 中介層 12 的火焰環境中 ， 避免習知技術因廢氣太快地直接進入高溫的 火焰環境中 ， 而造成分解不完全或顆粒沉積的問題 。

請續參考 『圖 5』， 該第二腔體 13 處於富氧反應狀態使 一氧化碳氧化形成二氧化碳 。 該第二腔體 13 具有一第二內 壁 131 以及一與該第二內壁 131 同心設置的第二外壁 132 。 該第二內壁 131 圍出一第二腔室 133 並與該第一內部空間 1211 及該第一腔室 113連通。該第二腔室 113係一向內流動 的槽體 ， 可避免顆粒沉積 ， 降低顆粒阻塞該第二內壁 131 的 機率 。 為達持續燃燒的 目 的 ， 至少在該第二外壁 132上設置 一進氣通道 1321，其穿過該第二內壁 131 以將氣體導入該第 二腔室 133 中 ， 於一實施例中 ， 該氣體可以為氧氣 。 請續參考 『圖 6』。 該第二中介層 14 包括一第二內環壁 141 以及一與該第二內環壁 141 同心設置的第二外環壁 142 ， 且至少一氧化劑通道 1421 設置在該第二外環壁 142 上 ， 用於導入一氧化劑 。 該第二內環壁 141 圍出一第二內部 空間 1411，且第二內環壁 141 以及該第二外環壁 142之間定 義出一第二中介空間 143，該第二內部空間 1411 連通該第二 腔室 133。

該氧化劑通道 1421 通道穿過該第二內環壁 141 以將該 氧化劑經由該第二中介空間 143 而 導入該第二內部空間 1411 。 於一較佳實施例中 ， 所導入的氧化劑量足以將來自該 第二腔室 133 的流體從富燃料的狀態轉化成貧燃料混合物 。

請續參考 『圖 7』。 該第三腔體 15 係一冷卻腔體 ， 藉由 將液體噴射到流經的流體而冷卻之 。 於一較佳實施例中 ， 上 述液體係為水流 。 該第三腔體 15 具有一第三內壁 151 以及 一與該第三內壁 151 同心設置的第三外壁 152 ， 該第三內壁 151 圍 出一第三腔室 153 ， 且該第三腔室 153 與該第二內部 空間 1411 及該第二腔室 133之間連通。至少一液體通道 154 設置在該第三外壁 152 上並穿透該第三外壁 152 ， 且在該第 三內壁 151 以及該第三外壁 152 之間具有一儲存空間 155。 因此 ， 當水流從該液體通道 154 導入後 ， 將漸漸填滿該儲存 空間 155 ， 最後溢出該儲存空間 155 而形成一瀑布流 ， 沿著 該第三內壁 151 往下流 ， 藉此降低該反應部 10 中顆粒的沉 澱和聚集 。

本發明的用於控制器體汙染物分解氧化的裝置 1 的反應 部 1 0 屬於兩階段的燃燒反應部 ， 可經由該第一腔室 1 1 3 及 該第二腔室 1 33 的分段設計以最小化 ΝΟχ及 CO的形成。根據 實驗結果 ， 本發明的用於控制器體汙染物分解氧化的裝置 1 的熱 ΝΟχ低於 1 5 ppm NO、 20 ppm NO2的檢測極限 。

續參考 『圖 8』。 本發明的該洗滌部 20 為一長圓柱狀 ， 並且包含複數個填充物（圖未示）以增加與廢 氣及填充物之 間的接觸面積 。 此外 ， 該洗滌部 20 的內壁亦設置複數個噴 射射流（圖未示） ， 且在該洗滌部 20 的高於該些填充物的位 置設置有複數個滴液器 23 。 該些填充物舉例可由聚氯乙烯 ( PVC )製成 ， 但不限於上述材料 。 該些噴射射流在該些填充 物之間提供流出物處理劑以移除流體流過時殘 留在該些填 充物之間的殘留物 。 至於該些滴液器 23 則以大滴狀的形式 提供流出物處理劑以從上方濕潤並漂洗該些填 充物 。 本發明 一實施例中 ， 可藉由增加該洗滌部 20 的濕潤面積 ， 同時降 低流體的流動速率來增加顆粒的捕獲率 。

『 圖 9』 為本發明一實施例中水箱 40 的示意圖 。 該水箱 40 具有一前表面 41、一相對該前表面 41 的後表面 42 、 以及 一連接該前表面 41 以及該後表面 42 的頂面 43。 該頂面 43 包括至少三個開 口 ， 分別與該反應部 1 0 、 該洗滌部 20 、 以 及該水力漩流槽（圖未示）連通 。 此外 ， 該前表面 41 及 /或該 後表面 42設有至少一開口部 44，藉此開口部 44可在不需要 移除其他如反應部 1 0 或洗滌部 20 等元件的前提下輕易地清 理該水箱 40。

此外 ， 本發明一實施例中 ， 對應於流體由該反應部 1 0 的該第三腔體 15 流出位置之處還設有一噴水單元（圖未 示） ， 據此避免該流體之中的顆粒進入該洗滌部 20 。 於又一 實施例中 ， 可進一步在該水槽 40 的該頂面 43 設有一 pH 感 測器用來監測該水箱 40之中的 pH值濃度 ， 當數值異常時可 即時警示 ； 又或者 ， 於其他實施例中 ， 亦可使用一水量監測 器來監測該水箱 40 中的水量避免超過其最大可容納的範圍。

該水力漩流槽 30 則連接該水箱 40 ， 作為過濾器以捕捉 該水箱 40 之中的顆粒 ， 延長該裝置 1 的維護週期 ， 請參考 『圖 1B』 °

本發明 中可進一步包括一感測器 50 ， 該感測器 50 的種 類可視需求而選用 。 譬如說 ， 該反應部 10 通過該感測器 50 進行監控將獲得更好的破壞和去除效率（DRE)� �現 ， 故可選 用可及時偵測燃燒時溫度的溫度感測器 ， 譬如電阻溫度檢測 器（RTD)、 熱電偶 、 熱敏電阻 、 紅外傳感器 、 半導體傳感器 、 溫度計等 ， 然而本發明不限於此 。 該感測器 50 可穿入該反 應部 10 內的任一或多個腔室 ， 而即時偵測或監控廢氣反應 的狀况 。

在本發明一具體實例中 ， 該感測器 50 可為一電荷耦合 器件（CCD)以監控燃燒溫度 ， 該電荷耦合器件（CCD)可裝設在 該上蓋板 16 ， 另 一端穿過該上蓋板 16 進入該第一腔室 113(請搭配參考 『圖 1A』 及 『圖 1B』 ） ； 或者設置在該第一 腔體 11 的該第一外壁 112 上 ， 另一端穿過該第一外壁 112 進入該第一腔室 113 而監控（圖未示） 。 在此情况下 ， 請參考 『圖 10』， 本發明的裝置 1 可進一步包括一人機介面讓使用 者可以經由適當的有線或無線裝置 80 (譬如智慧型手機）以 遠端監控並遙控裝置 1 。

該電荷耦合器件（CCD )與該人機介面之間的連接可以是 有線或者是無線的 ， 本發明對此並無限制 。

本發明還可將上述的裝置 1 結合一控制部 70 後成為一 種控制氣體汙染物分解氧化的系統 。

請參考 『圖 1 0』 該系統包括一設備部（即 ， 該裝置 1 )以 及該控制部 70， 該設備部包括的元件如前文所述 ， 在此不另 贅述 ； 至於該控制部 70 則垂直地面往上延伸設置並平行地 鄰設在該裝置 1 的一側 ，該控制部 70 包括複數個控制開關 ， 該些控制開關分別電性連接該裝置 1 的該反應部 1 0、該洗滌 部 20、該水力旋流部 30、及該水箱 40 以據此控制該裝置 1 。

本發明可進一步利用前述的該有線或無線裝置 80 來遠 端控制該控制部 70 ， 如 『圖 1 0』 所繪示 。

本發明 中一實施例中 ， 該裝置 1 可裝設於一殼體 2 之 中 ， 如 『 圖 1 1』 所示 ， 且還可以進一步包括一幫浦 60 。

在一實施例中 ， 譬如 ， 該裝置 1 的一殼體背側的開口可 以被移除，然後容納該幫浦 60 的另一個機殼可以與該裝置 1 結合 。 在此情况下可減少副製造裝置 1 (例如幫浦 60 )的區 域 ， 允許更多的工具被安裝在有限的空間中 ， 並且減少幫浦 60 的互連配線 ， 達到減少安裝成本和節省時間的 目 的 。

本發明還揭示一種從廢氣除去污染物的熱反應 器 90，在 一實施例中 ， 請參閲 『圖 1 2』， 該熱反應器 90 包括一熱反應 單元 91 以及一冷淬單元 92 ， 該熱反應單元 91 包括一腔室 911 、 至少一廢氣入口 912 以及一火焰區域 913 ， 該腔室 911 具有一側壁 914 ， 該廢氣入口 912 穿設於該側壁 914 而與該 腔室 911 流體連通以向該腔室 911 中以一非縱向的方向導入 廢氣 ， 該火焰區域 913形成於該腔室 911 且位於該廢氣入 口 912下方以令該廢氣 導入該腔室 911後向下一垂直距離 D _v 得進入該火焰區域 913。 在本實施例中 ， 該非縱向的方向 係一水平方向 ， 於其他實施例 ， 該方向可以是其他非垂直方 向而與水平面呈一小於 90 度的角度的斜向方向 ， 例如 『圖 13』。 如此一來 ， 當該廢氣 G»導入該腔室 911 後 ， 將不會立 刻地接觸到該火焰區域 913， 因此 ， 該熱反應器 90 具有可以 防止該廢氣 因分解不完全而沉積於該腔室 911 的內壁的效 果 。 該冷淬單元 92設置於熱反應單元 91 下方並連接至該熱 反應單元 91 且用以接收來自該熱反應單元 91 的氣體流 G _s ， 其中該冷淬單元 92 包括沿該冷淬單元 92 的一內壁 921 的水 簾 W。

本實施例中 ， 該熱反應單元 91 還包括至少一燃料入口 915 以及一引 導火焰入口 916 ， 該燃料入口 915 將燃料 F 導 入該腔室 911 ， 該引 導火焰入口 916 則提供一點燃該燃料 F 的引 導火焰 917 ，『 圖 12』 和 『圖 13』 中 ， 該燃料入口 915 以及該引 導火焰入口 916 為設置在該廢氣入口 912下方 ， 但 此僅為舉例說明 ， 在其他例子中 ， 該燃料入口 915 以及該引 導火焰入口 916也可以選擇設置在其他位置 ， 只要該火焰區 域 913形成於該腔室 911 且位於該廢氣入口 912下方即可 。 另外 ， 於一實施例中 ， 該燃料 F可先在一預混腔室 918和一 空氣或其他氣體混合後再送入該腔室 911 。

在另一實施例中 ， 請同樣參閲 『圖 12』 和 『 圖 13』， 該 熱反應器 90 包括一熱反應單元 91 以及一冷淬單元 92，該熱 反應單元 91 包括一腔室 911 、 至少一廢氣入口 912、 至少一 燃料入口 915 以及一引 導火焰入口 916 ， 該廢氣入口 912 與 該腔室 911 流體連通以向該腔室 911 中導入廢氣 G»， 該燃料 入口 915 與該腔室 911 流體連通以導入燃料 F ， 該燃料 F 用 於該腔室 911 中的該廢氣 的分解過程，該引 導火焰入口 916 與該腔室 911 流體連通以提供一引 導火焰 917 點燃該燃料 F ， 本實施例中 ， 該燃料入口 915 和該引 導火焰入口 916 設 置於該廢氣入口 912 的下方 ， 且和該廢氣入口 912相隔一延 遲燃燒距離 D _d ， 該冷淬單元 92設置於該熱反應單元 91 下方 並連接至該熱反應單元 91 且用以接收來自該熱反應單元 91 的氣體流 G _s ， 其中該冷淬單元 92 包括沿該冷淬單元 92 的一 內壁 921 的水簾 W。『圖 12』 和 『圖 13』 中 ， 該廢氣入口 912 穿設於該側壁 914 而與該腔室 911 流體連通以向該腔室 911 中以一非縱向的方向導入廢氣 ^， 然於其他例子中 ， 該廢氣 入口 912 可以以其他方向將廢氣 導入該腔室 911 中 ， 只要 該燃料入口 915 和該引 導火焰入口 916 設置於該廢氣入口 912 的下方且相隔該延遲燃燒距離 Dd ， 以達延遲點燃的 目 的 即可 。

在又一實施例中 ， 請參閲 『 圖 14』， 該熱反應器 90 包括 一熱反應單元 91 、 一冷淬單元 92 以及一點燃單元 93 ， 該熱 反應單元 91 包括一腔室 911 以及至少一廢氣入口 912，該廢 氣入口 912與該腔室 911 流體連通以向該腔室 911 中導入廢 氣 ， 該點燃單元 93設置於該熱反應單元 91 下方且與該熱 反應單元 91 連接 ， 該點燃單元 93 包括一火焰腔室 931 ， 該 火焰腔室 931 和該腔室 911 連通 ， 該火焰腔室 931 內 包括一 燃料 F、 一用於點燃該燃料 F 的引 導火焰 932 、 至少一燃料 入口 933 以及一引 導火焰入口 934 ， 該燃料入口 933 將燃料 F 導入該腔室 911 ， 該引 導火焰入口 934 則提供該引 導火焰 932。 該冷淬單元 92 設置於熱反應單元 91 下方並連接至該 熱反應單元 91 且用以接收來自該熱反應單元 91 的氣體流 Gs ， 其中該冷淬單元 92 包括沿該冷淬單元 92 的一內壁 921 的水簾 W。 在本實施例中 ， 該廢氣 進入該腔室 911 後向下 一垂直距離 D _v 才進入該火焰腔室 931。

在另一實施例中 ， 該廢氣入口 912和該引 導火焰 932之 間沿一垂直軸向形成一逐漸向下增溫的溫度梯 度 ， 即 ， 從相 鄰於該廢氣入口 912 的 A處至該火焰腔室 931 的 A' 處 ， 係 呈現一溫度梯度而逐漸上升 ，如『 圖 15』所示。本實施例中 ， 該廢氣入口 912 的角度設計 、 該燃料入口 915和該引 導火焰 入口 916 的設置位置或該火焰區域 913 的設置位置可以參考 上述的 『 圖 12』 至 『圖 14』 ； 或者 ， 也可以採取其他設計 ， 只要該廢氣入口 912和該引 導火焰 932之間形成該溫度梯度 即可 。

在另一實施例中 ， 可參閲 『圖 12』 至 『圖 14』， 該熱反 應器 90 包括一熱反應單元 91、一冷淬單元 92 以及一點燃單 元 93 ， 該熱反應單元 91 包括一腔室 911 以及至少一廢氣入 口 912 ， 該廢氣入口 912 與該腔室 911 流體連通以向該腔室 911 中導入廢氣 G»， 該點燃單元 93 設置於該熱反應單元 91 下方且與該熱反應單元 91 連接 ， 該點燃單元 93 包括一外 壁 、 一內壁 、 一由該外壁和該內壁之間限定的預混腔室以及 一由該內壁限定的火焰腔室 932，有關該點燃單元 93 的結構 可參考 『 圖 4A』 和 『圖 4B』。 該冷淬單元 92 設置於熱反應 單元 91 下方並連接至該熱反應單元 91 且用 以接收來自該熱 反應單元 91 的氣體流 G _s ， 其中該冷淬單元 92 包括沿該冷淬 單元 92 的一內壁 921 的水簾 W。

在另一實施例中 ， 請參閲 『 圖 16』， 該熱反應器 90 包括 一第一熱反應單元 91 、 一冷淬單元 92 、 一點燃單元 93、 一 第二熱反應單元 94 以及一富氧氣體供應單元 95 ， 該第一熱 反應單元 91 包括一腔室 911 以及至少一廢氣入口 912，該廢 氣入口 912與該腔室 911 流體連通以向該腔室 911 導入廢氣 Gw， 該點燃單元 93 包括一火焰腔室 931 ， 該火焰腔室 931 和 該腔室 911 連通 ， 該火焰腔室 931 內 包括一燃料 F 以及一用 於點燃該燃料 F 的引 導火焰 932，該第二熱反應單元 94設置 於該點燃單元 93下方 ， 該第二熱反應單元 94 包括一陶瓷部 941 、 一內壁 942、 一由該內壁 942 限定的腔室 943 、 至少一 穿設於該內壁 942 且提供一氣流 A的進氣孔 944 以及供應該 氣流 A 的氣流通道 945 ， 本實施例中 ， 該氣流 A 可為室溫的 空氣 ， 該富氧氣體供應單元 95 設置於該第二熱反應單元 94 下方且包括至少一進氣孔 951，該富氧氣體供應單元 95係從 該進氣孔 951 输送一富氧氣體 G。至該熱反應器 90 的腔室 ， 該冷淬單元 92設置於熱反應單元 91 下方並和該腔室 911 連 通以接收來自該熱反應單元 91 的氣體流 G _s ， 其中該冷淬單 元 92 包括沿該冷淬單元 92 的一內壁 921 的水簾 W。

請參閲 『圖 17』 ， 在其他實施例中 ， 該第二熱反應單元 94 包括一傾斜內壁 942a、 一由該傾斜內壁 942 a 限定的錐 形腔室 943a以及至少一穿設於該傾斜內壁 942a且提供一氣 流 A 的斜向進氣孔 944a ， 該錐形腔室 943a 具有一連通該火 焰腔室 931 的頂部開口 9431a 以及一口徑大於該頂部開 口 9431a 的底部開口 9432a ， 其中 ， 該氣流 A 朝下斜向地噴射 進入該錐形腔室 943a ， 藉由該傾斜內壁 942a 的設計 ， 可以 減緩該廢氣 G»的顆粒沉積於該傾斜內壁 942a。

在 『圖 12』 至 『圖 17』 的實施例中的元件係可交互參 考 ， 也可和 『圖 1』 至 『圖 16』 的實施例中的元件交互參考 。

以上已將本發明做一詳細說明 ， 惟以上所述當不能限定 本發明實施的範圍 。 即凡依本發明申請範圍所作的均等變化 與修飾等 ， 皆應仍屬本發明的專利涵蓋範圍內 。

【圖式簡單說明】 指定代表圖為 ： 圖 1A

『 圖 1A』，為本發明一實施例的用於控制氣體汙染� ��分解氧 化的裝置的前視圖 。

『 圖 1B』，為本發明一實施例的用於控制氣體汙染� ��分解氧 化的裝置的後視圖 。

『 圖 2』 ， 為本發明一實施例的第一腔體剖面示意圖 。

『 圖 3』 ， 為本發明一實施例的第一腔體示意圖 。

『 圖 4A』 ， 為本發明一實施例的第一 中介層示意圖 。 『 圖 4B』 ， 為 『 圖 4A』 的部分剖面示意圖 。

『圖 5』 ， 為本發明一實施例的第二腔體剖面示意圖 。

『 圖 6』 ， 為本發明一實施例的第二中介層剖面示意圖 。 『 圖 7』 ， 為本發明一實施例的第三腔體剖面示意圖 。

『 圖 8』 ， 為本發明一實施例的洗滌部示意圖 。

『 圖 9』 ， 為本發明一實施例的水箱示意圖 。

『 圖 1 0』，為本發明一實施例的用於控制氣體汙染� �分解氧 化的系統的示意圖 。

『 圖 1 1』，為本發明另一實施例的用於控制氣體汙� �物分解 氧化的系統的示意圖 。

『 圖 1 2』，為本發明一實施例的從廢氣除去污染物� �熱反應 器的示意圖 。

『 圖 1 3』， 為 『 圖 1 2』 中該廢氣入口的另一態樣的示意圖 ° 『 圖 1 4』，為本發明又一實施例的從廢氣除去污染� �的熱反 應器的示意圖 。

『 圖 1 5』 ， 為 『 圖 1 4』 中 A- A' 的溫度梯度示意圖 ° 『 圖 1 6』，為本發明還一實施例的從廢氣除去污染� �的熱反 應器的示意圖 。

『 圖 1 7』，為本發明其他實施例的從廢氣除去污染� �的熱反 應器的示意圖 。