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Title:
DEVICE FOR TREATING GASEOUS POLLUTANT WITH PLASMA
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/091477
Kind Code:
A1
Abstract:
A device for treating a gaseous pollutant with plasma, comprising a microwave source, a waveguide assembly, and a resonant cavity. The microwave source generates a microwave oscillation, the waveguide assembly is coupled to the microwave source, the resonant cavity is coupled to the waveguide assembly, the microwave oscillation is substantially transmitted towards a waveguide direction, the resonant cavity comprises a first chamber and a second chamber, the waveguide direction is substantially parallel to a reference axis of the first chamber, the first chamber is provided with an inner wall surrounding the reference axis, the inner wall comprises a first inner wall inclined towards the reference axis and a second inner wall substantially parallel to the reference axis, the area of the first inner wall is larger than that of the second inner wall so that the first chamber is formed to be a gradually-reduced tapered space, and the microwave oscillation reacts in the second chamber with an ignition gas to form a torch.

Inventors:
CHAN CHEE WEI (SG)
Application Number:
PCT/SG2019/050545
Publication Date:
May 14, 2021
Filing Date:
November 07, 2019
Export Citation:
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Assignee:
SIW ENG PTE LTD (SG)
International Classes:
H01P7/06; B01D53/76; H05H1/30; H05H1/46
Foreign References:
CN103657370A2014-03-26
US20170095787A12017-04-06
CN107087339A2017-08-22
US6340863B12002-01-22
CN102656953A2012-09-05
TW201446080A2014-12-01
CN101852444A2010-10-06
Attorney, Agent or Firm:
TAN, Seng Ngee (SG)
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Claims:
【申请 专 利范 围 】

1 . 一种 以 等离 子处 理 气体 污 染物 的 装 置 , 包括 : 一微 波 源 , 产生一微 波振 荡 ; 一 波导 组件 ,耦接至 该微 波 源 并传 递该 微 波振 荡 ;以及 一谐 振 腔 , 耦接至该 波 导 组件 且供 该 微 波振 荡 在该 谐 振 腔 内 实质上 朝 一 波导 方 向传 递 , 该谐振腔 包 括 一靠 近 该 波 导 组件 的 第一 腔 室以 及 一远 离 该波 导 组件 的 第 二腔 室 , 该 第一 腔 室 包括一 连接 该 波导 组 件的 一 入 口端 和 一远 离 该 波 导 组件 的 出 口端 , 该第二腔 室 包括一 连 通至 该 出 口端的 连 通端 以 及 一远 离 该连 通 端的 封 闭端 , 该第二 腔 室接 收 通 过 该 第一 腔 室的 该微 波 振 荡 , 该微波振 荡于 该 第 二腔 室 和 一 点 火气 体反 应 而形 成 一 火炬 ; 其 中 , 该波导方 向 实质 上平 行 于该 第 一 腔室 的 一基 准 轴 线 , 该第一腔 室 具有 一 围 绕该 基准 轴 线且 沿 该基 准 轴 线 延 伸 的内 壁 , 该内壁 包括 一朝 该 基 准轴 线 倾斜 的 第一 区 域 以 及 一相 对 该基 准 轴线 实 质上 平 行的 第 二 区域 , 该第一 区 域 的 面积 大 于该 第 二区 域 使该 第 一腔 室 从 该入 口 端至该 出 口 端形 成 一渐 缩 的锥 形 空间 。

2. 如申 请专 利 范 围 第 1 项所述 之以 等离子 处 理 气体 污染 物 的 装 置 ,其中 ,该内壁包 括 一第 一 内侧 壁 以及 一相 对 该 第一 内 侧壁 的 第 二内 侧 壁 , 该第一内 侧壁 和 该 第二 内 侧壁 从 该 入 口 端至 该 出 口端往 该 基 准轴 线向 内 倾斜 。

3. 如申 请专 利 范 围 第 1 项所述 之以 等离子 处 理 气体 污染 物 的 装 置 ,其中 ,该内壁具 有 一第 一 内侧 壁 以及 一相 对 该 第一

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SUBSTITUTE SHEET RULE 26 内 侧壁 的 第 二内 侧 壁 , 该第一内 侧壁 和 该 第二 内 侧壁 之 间 具 有一 沿 该基 准 轴线 递 减的 渐 变宽 度 差 。

4. 如申 请专 利 范 围 第 1 项所述 之以 等离子 处 理 气体 污染 物 的 装 置 ,其中 ,该第一腔 室 的该 内壁 具 有 一第 一 顶壁 以及 一 第 一底 壁 ,该第二 腔室 具 有一 第 二顶 壁 以及 一 第二 底 壁 ,该 第 二顶 壁 相对 该 第一 顶 壁具 有 一第 一 高度 差 。

5. 如申 请专 利 范 围 第 1 项所述 之以 等离子 处 理 气体 污染 物 的 装 置 ,其中 ,该第一腔 室 的该 内壁 具 有 一第 一 顶壁 以及 一 第 一底 壁 ,该第二 腔室 具 有一 第 二顶 壁 以及 一 第二 底 壁 ,该 第 二底 壁 相对 该 第一 底 壁具 有 一 第二 高度 差 。

6. 如申 请专 利 范 围 第 1 项所述 之以 等离子 处 理 气体 污染 物 的 装 置 ,其中还包括 一 点 火源 以 及一 介 电管 ,该介电 管插 设 于 该 第二 腔 室且 具 有一 靠 近 至该 点 火源 的 一第 一 端 以及 一 远 离该 点 火 源的 第 二端 , 该第二 腔 室具 有 一第 二 顶壁 以 及 一 第 二底 壁 , 该介电管 的 该 第二 端 突出 于 该第 二 腔 室且 相 对 该第 二 腔室 的 该第 二 底壁 具 有一 第 三 高度 差 。

7. 如申 请专 利 范 围 第 1 项所述 之以 等离子 处 理 气体 污染 物 的 装 置 ,其中还包括 一 点 火源 以 及一 介 电管 ,该介电 管插 设 于 该第 二 腔 室 ,该点火源 包括 一 探针 组件 ,该探针 组 件包 括 一 承载 体 以 及至 少 一设 置 于该 承 载体 的 尖 端 , 该尖端具 有 一 介于 1 . 6mm至 2mm 之间 的 外怪 。

8. 如申 请专 利 范 围 第 1 项所述 之以 等离子 处 理 气体 污染 物 的 装 置 ,其中 ,该点火 气体 择 自 于空 气 、氮气及 氩气 所 组成 的 群 组 。

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SUBSTITUTE SHEET RULE 26

9. 一种 以 等离 子处 理 气体 污 染物 的 装 置 , 包括 : 一微 波 源 , 产生一微 波振 荡 ; 一 波导 组件 ,耦接至 该微 波 源 并传 递该 微 波振 荡 ;以及 一谐 振 腔 , 耦接至该 波 导 组件 且供 该 微 波振 荡 在该 谐 振 腔 内 实质上 朝 一 波导 方 向传 递 , 该谐振腔 包 括 一靠 近 该 波 导 组件 的 第一 腔 室以 及 一远 离 该波 导 组件 的 第 二腔 室 , 该 第一 腔 室 包括一 连接 该 波导 组 件的 一 入 口端 和 一远 离 该 波 导 组件 的 出 口端 , 该第二腔 室 包括一 连 通至 该 出 口端的 连 通端 以 及 一远 离 该连 通 端的 封 闭端 , 该第二 腔 室接 收 通 过 该 第一 腔 室的 该微 波 振 荡 , 该微波振 荡于 该 第 二腔 室 和 一 点 火气 体反 应 而形 成 一 火炬 ; 其 中 , 该波导方 向 实质 上平 行 于该 第 一 腔室 的 一基 准 轴 线 ,该第一腔 室 包括一 第一 内侧 壁 、一相对 该第 一 内侧 壁 的 第二 内 侧壁 、一第一 顶 壁以 及 一第 一 底壁 ,该第一 内侧 壁 和 该 第二 内 侧壁 从 该入 口 端至 该 出 口端往 该基 准 轴线 向 内 倾 斜 。

10. 如 申请 专利 范 围 第 9 项所述之 以 等 离子 处理 气 体 污 染 物 的装 置 ,其中 ,该第一 内侧 壁和 该 第二 内 侧壁 之 间具 有 一 沿该 基 准轴 线 递减 的 渐变 宽度 差 。

11. 如 申请 专利 范 围 第 9 项所述之 以 等 离子 处理 气 体 污 染 物 的装 置 ,其中 ,该第一腔 室 的该 内 壁 具有 一 第一 顶壁 以 及 一 第一 底 壁 , 该第二腔 室 具有 一 第二 顶 壁以 及 一 第二 底 壁 , 该第二顶 壁 相对 该 第一 顶 壁具 有 一第 一 高度 差 。

12. 如 申请 专利 范 围 第 9 项所述之 以 等 离子 处理 气 体 污

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SUBSTITUTE SHEET RULE 26 染 物 的装 置 ,其中 ,该第一腔 室 的该 内 壁 具有 一 第一 顶壁 以 及 一 第一 底 壁 , 该第二腔 室 具有 一 第二 顶 壁以 及 一 第二 底 壁 , 该第二底 壁 相对 该 第一 底 壁具 有 一第 二 高度 差 。

13. 如 申请 专利 范 围 第 9 项所述之 以 等 离子 处理 气 体 污 染 物 的装 置 ,其中还 包括 一点 火 源以 及 一介 电 管 ,该介电管 插 设于 该 第 二腔 室 且具 有 一 靠近 至 该点 火 源的 一 第 一端 以 及 一远 离 该 点火 源 的第 二 端 , 该第二腔 室 具有 一 第二 顶 壁 以 及 一第 二 底壁 , 该介电 管 的该 第 二端 突 出于 该 第二 腔 室 且 相对 该 第二 腔 室的 该 第二 底 壁具 有 一第 三 高度 差 。

14. 如 申请 专利 范 围 第 9 项所述之 以 等 离子 处理 气 体 污 染 物 的装 置 ,其中还 包括 一点 火 源以 及 一介 电 管 ,该介电管 插 设于 该 第二 腔 室 ,该点火源 包括 一 探 针组 件 ,该探针组 件 包 括 一承 载 体以 及 至少 一 设 置于 该承 载 体 的尖 端 , 该尖端 具 有一 介 于 1 . 6mm至 2mm之 间的 外 怪 。

1 5. 一种 毋 须燃 料 的处 理 气体 污 染物 的 装 置 , 包括 : 一微 波 源 , 产生一微 波振 荡 ; 一 波导 组件 ,耦接至 该微 波 源 并传 递该 微 波振 荡 ;以及 一谐 振 腔 ,耦接至该 波 导组 件 且沿 一 波导 方 向延 伸 ,该 谐 振腔 包 括 一靠 近 该波 导 组件 的 锥形 腔 室 以及 一 远离 该 波 导 组件 的 燃烧 腔 室 , 该燃烧腔 室 接收 通 过该 锥 形腔 室 的 该 微 波振 荡 , 该微波 振荡 于 该第 二 腔 室和 一 非燃 料 的点 火 气 体 反应 而 形成 一 火炬 。

1 6. 如申 请专 利 范 围 第 1 5 项所述之 毋 须燃 料 的处 理 气体 污 染物 的 装 置 ,其中 ,该锥形腔 室具 有 一 第一 顶壁 以 及一 第

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SUBSTITUTE SHEET RULE 26 一 底壁 ,该燃烧 腔 室具 有 一第 二 顶壁 以及 一 第 二底 壁 ,该第 二 顶壁 相 对该 第 一顶 壁 的一 底 端具 有 一第 一 高度 差 。

17. 如 申请 专利 范 围 第 15 项所述之 毋 须燃 料 的处 理 气体 污 染物 的 装置 ,其中 ,该锥形腔 室的 该 内壁 具 有一 第 一顶 壁 以 及 一第 一 底壁 , 该燃烧 腔 室具 有 一第 二 顶壁 以 及一 第 二 底 壁 , 该第二底 壁相 对 该第 一 底壁 具 有一 第 二 高度 差 。

18. 如 申请 专利 范 围 第 15 项所述之 毋 须燃 料 的处 理 气体 污 染物 的 装置 ,其中还 包括 一 点 火源 以 及一 介 电管 ,该介电 管 插设 于 该 第二 腔 室且 具 有一 靠 近 至该 点 火源 的 一 第一 端 以 及 一远 离 该点 火 源的 第 二端 , 该第二 腔 室具 有 一 第二 顶 壁 以及 一 第 二底 壁 , 该介电 管的 该 第二 端 突 出于 该第 二 腔 室 且相 对 该第 二 腔室 具 有一 第 三 高度 差 。

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SUBSTITUTE SHEET RULE 26

Description:
【发 明名 祢 】 一 种以 等 离子 处 理 气体 污染 物 的装 置 【发 明所 属技 术 领域 】 本 发 明有 关 一种 处理 气 体 污染 物 的装 置 , 尤指一种 以 等 离 子处 理 气体 污 染物 的 装置 。

【先 前技 术 】 半 导体 制 程 中的 尾 气含 有 多种 对 人体 或 环境 有 害 的化 学 物 质 , 例 如 最 为 大 众 所 关 注 的 全 氟 碳 化 物 (PerF l uoroCompounds , PFCs ) , 例如 CF4 、 C2F6 、 CsFs等 , 常 见 的尾 气 处理 设 备 , 包括燃烧式 、等离 子式 、加热 式 、水洗 式 以及 触 媒 式等 ,由于全 氟碳 化 物被 分 解 的温 度较 高 ,故通 常 采 用燃 烧 式和 等 离子 式 来处 理 。其中 ,等离子 式属 于 较成 熟 且稳 定 的技 术 ,而火炬 所产 生 的温 度 较高 ,更适合 用 于分 解 全 氟碳 化物 , 故为燃 烧 式之 后逐 渐 受到 瞩 目 的技术 。 依 照等 离 子的 来 源 区分 , 火炬的 尾 气处 理 设备 主 要包 括 直 流式 火 炬以 及 微 波式 火 炬 , 前述的 已公 开技 术 可见 于 美 国 发明 专 利公 开 美 国发 明 专利 公 开第 US20180071 751 A1 号 、 美国发 明专 利公 告 第 US9937467 号 、 美国发明 专 利公 告 第 US9346005 号 、 美国发明 专利 公 告第 US9371 581 号 、 美 国 发明 专利 公 告 第 US1 0064262 号 、美国发 明 专利 公 告第 US9512518 号 、美国 发明 专利 公 告 第 US9277636 号 、美国发 明 专利 公 开 第 US201 00074821 A1 号 、 美国发明 专利 公 开第 US201 00290966A1 号 、 美 国 发 明 专 利 公 开 第 US20090301298A1 号 、 US9937467 号等 。

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SUBSTITUTE SHEET RULE 26 然 而 ,现存技术 的缺 点 为 ,需要大量 的 电力 以及 燃 料 的 消 耗 ,因此 ,使得利 用 火炬 处理 尾 气的 成 本难 以 降低 至 合理 的 范 围 内 。

【发 明 内容】 本 发明 的 主要 目 的在于 解 决 习 知火炬需 要大 量 的 电力 以 及燃 料 的 消耗 的 问题 。 为达 上 述 目 的 , 本发明提供 一 种 以等 离 子处 理 气体 污 染 物 的装 置 , 包括 : 一微波源 ,产生一微 波 振荡 ; 一波导组 件 ,耦接至 该微 波 源 并传 递该 微 波振 荡 ;以及一 谐振 腔 ,耦 接 至该 波 导 组件 且供 该 微 波振 荡 在该 谐 振腔 内 实质上 朝 一 波 导 方向 传 递 , 该谐振腔 包括 一 靠近 该 波 导组 件 的第 一 腔 室 以及 一 远 离该 波 导组 件 的第 二 腔 室 , 该第一腔 室 包括一 连 接该 波 导 组件 的 一入 口 端和 一 远离 该 波导 组 件 的 出 口端 , 该 第二 腔 室 包括一 连通 至 该 出 口端 的连 通 端以 及 一远 离 该 连 通端 的 封 闭端 , 该第二 腔 室接 收通 过 该 第一 腔 室的 该 微 波 振 荡 , 该微波振 荡于 该 第二 腔 室和 一 点 火气 体 反应 而 形 成 一 火炬 ;其中 ,该波导方 向实 质上 平 行于 该 第一 腔 室的 一 基 准轴 线 , 该第一 腔室 具 有一 围 绕该基 准轴 线 且 沿该 基 准 轴 线延 伸 的 内壁 , 该内壁 包括 一 朝该 基 准 轴线 倾斜 的 第 一 区 域 以及 一 相对 该 基准 轴 线 实质 上平 行 的 第二 区 域 , 该第 一 区域 的 面 积大 于 该第 二 区域 使 该 第一 腔 室从 该 入 口端 至 该 出 口端形成 一 渐缩 的 锥形 空 间 。 在 一实 施 例 中 , 该内壁包括 一 第 一内 侧 壁以 及 一相 对 该 第一 内 侧壁 的 第 二 内侧 壁 , 该第一内 侧壁 和 该 第二 内 侧

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SUBSTITUTE SHEET RULE 26 壁 从该 入 口 端至 该 出 口端往 该 基准 轴 线向 内 倾斜 。 在 一实 施 例 中 , 该内壁具有 一 第 一内 侧 壁以 及 一相 对 该 第一 内 侧壁 的 第 二 内侧 壁 , 该第一内 侧壁 和 该 第二 内 侧 壁 之 间具 有一 沿 该基 准 轴线 递 减的 渐 变宽 度 差 。 在 一实 施 例 中 , 该第一腔 室的 该 内壁 具 有一 第 一 顶壁 以 及 一第 一 底壁 , 该第二 腔 室具 有 一第 二 顶壁 以 及 一第 二 底 壁 , 该第二顶 壁相 对 该第 一 顶壁 具 有一 第 一高 度 差 。 在 一实 施 例 中 , 该第一腔 室的 该 内壁 具 有一 第 一 顶壁 以 及 一第 一 底壁 , 该第二 腔 室具 有 一第 二 顶壁 以 及 一第 二 底 壁 , 该第二底 壁相 对 该第 一 底壁 具 有一 第 二 高度 差 。 在 一实 施例 中 ,还包括 一点 火 源以 及 一介 电 管 ,该介电 管 插设 于 该 第二 腔 室且 具 有 一靠 近 至该 点 火源 的 一 第一 端 以 及 一远 离 该点 火 源的 第 二端 , 该第二 腔 室具 有 一 第二 顶 壁 以及 一 第 二底 壁 , 该介电 管的 该 第二 端 突 出于 该 第二 腔 室 且相 对 该第 二 腔 室的 该第 二 底壁 具 有一 第 三 高度 差 。 在 一实 施例 中 ,还包括 一点 火 源以 及 一介 电 管 ,该介电 管 插设 于 该第 二 腔 室 ,该点火源 包括 一探 针 组件 ,该探针 组 件 包括 一 承 载体 以 及至 少 一设 置 于 该承 载 体的 尖 端 , 该尖 端 具有 一 介于 1 . 6mm至 2mm 之间 的 外怪 。 在 一实 施例 中 ,该点火 气体 择 自 于空 气 、氮气及氩 气所 组 成的 群 组 。 本 发明 还提 供 一 种以 等 离子 处 理 气体 污 染物 的 装 置 , 包 括 : 一微波源 ,产生一 微波 振 荡 ; 一波导组件 ,耦接至 该 微 波 源并 传递 该 微波 振 荡 ;以及一谐 振腔 ,耦接至 该 波导 组

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SUBSTITUTE SHEET RULE 26 件 且供 该 微 波振 荡 在该 谐 振腔 内 实质上 朝 一波 导 方向 传 递 , 该 谐振 腔 包括 一 靠 近该 波 导组 件 的 第一 腔 室以 及 一远 离 该 波 导 组件 的 第二 腔 室 , 该第一腔 室 包括一 连接 该 波导 组 件 的 一 入口 端 和一 远 离该 波 导 组件 的 出 口端 , 该第二腔 室 包 括 一 连通 至 该出 口端的 连 通端 以 及 一远 离 该连 通 端的 封 闭 端 ,该第二 腔室 接 收通 过 该第 一 腔室 的 该微 波振 荡 ,该微波 振 荡于 该 第二 腔 室和 一 点 火气 体反 应 而形 成 一 火炬 ;其中 , 该 波 导方 向 实质 上 平行 于 该第 一 腔 室的 一 基准 轴 线 , 该第 一 腔 室 包括 一第 一 内侧 壁 、 一相对 该第 一 内侧 壁 的 第二 内 侧 壁 、一第一顶 壁 以及 一 第一 底 壁 ,该第一内 侧壁 和 该 第二 内 侧壁 从 该入 口 端至 该 出 口端往该 基 准轴 线 向内 倾斜 。 在 一实 施 例 中 , 该第一内侧 壁 和 该第 二 内侧 壁 之 间具 有 一 沿该 基 准轴 线递 减 的渐 变 宽度 差 。 在 一实 施 例 中 , 该第一腔 室的 该 内壁 具 有一 第 一 顶壁 以 及 一第 一 底壁 , 该第二 腔 室具 有 一第 二 顶壁 以 及 一第 二 底 壁 , 该第二顶 壁相 对 该第 一 顶壁 具 有一 第 一高 度 差 。 在 一实 施 例 中 , 该第一腔 室的 该 内壁 具 有一 第 一 顶壁 以 及 一第 一 底壁 , 该第二 腔 室具 有 一第 二 顶壁 以 及 一第 二 底 壁 , 该第二底 壁相 对 该第 一 底壁 具 有一 第 二 高度 差 。 在 一实 施例 中 ,还包括 一点 火 源以 及 一介 电 管 ,该介电 管 插 设于 该 第二 腔 室且 具 有 一靠 近 至该 点 火源 的 一 第一 端 以 及 一远 离 该点 火 源的 第 二端 , 该第二 腔 室具 有 一 第二 顶 壁 以及 一 第 二底 壁 , 该介电 管的 该 第二 端 突 出于 该 第二 腔 室 且相 对 该第 二 腔 室的 该第 二 底壁 具 有一 第 三 高度 差 。

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SUBSTITUTE SHEET RULE 26 在 一实 施例 中 ,还包括 一点 火 源以 及 一介 电 管 ,该介电 管 插设 于 该第 二 腔 室 ,该点火源 包括 一探 针 组件 ,该探针 组 件 包括 一 承 载体 以 及至 少 一设 置 于 该承 载 体的 尖 端 , 该尖 端 具有 一 介于 1 . 6mm至 2mm 之间 的 外怪 。 本 发明 更提 供 一 种毋 须 燃料 的 处理 气 体 污染 物 的装 置 , 包 括 : 一微波源 ,产生一 微波 振 荡 ; 一波导组件 ,耦接至 该 微 波 源并 传递 该 微波 振 荡 ;以及一谐 振腔 ,耦接至 该 波导 组 件 且 沿一 波 导方 向 延伸 , 该谐振 腔 包括 一 靠近 该 波导 组 件 的 锥形 腔 室 以及 一 远离 该 波导 组 件的 燃 烧腔 室 , 该燃烧 腔 室 接 收通 过 该锥 形 腔室 的 该微 波 振 荡 , 该微波振 荡于 该 第 二 腔 室和 一非 燃 料 的点 火 气体 反 应而 形成 一 火 炬 。 在 一实 施 例 中 , 该锥形腔 室的 该 内壁 具 有一 第 一顶 壁 以 及 一第 一 底壁 , 该燃烧 腔 室具 有 一第 二 顶壁 以 及 一第 二 底 壁 , 该第二顶 壁 相对 该 第一 顶 壁的 一 底端 具 有 一第 一 高 度 差 。 在 一实 施 例 中 , 该锥形腔 室的 该 内壁 具 有一 第 一顶 壁 以 及 一第 一 底壁 , 该燃烧 腔 室具 有 一第 二 顶壁 以 及 一第 二 底 壁 , 该第二底 壁相 对 该第 一 底壁 具 有一 第 二 高度 差 。 在 一实 施例 中 ,还包括 一点 火 源以 及 一介 电 管 ,该介电 管 插设 于 该 第二 腔 室且 具 有 一靠 近 至该 点 火源 的 一 第一 端 以 及 一远 离 该点 火 源的 第 二端 , 该第二 腔 室具 有 一 第二 顶 壁 以及 一 第 二底 壁 , 该介电 管的 该 第二 端 突 出于 该 第二 腔 室 且相 对 该第 二 腔 室具 有一 第 三 高度 差 。 本 发明 利 用特 殊 的腔 室 结 构设 计 , 将该第一 腔 室 的锥

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SUBSTITUTE SHEET RULE 26 面 增加 ,例如达 到 类似 双 锥状 腔 室的 空 间 ,藉此提升 微波 场 强 度 ,让该第二 腔 室 的微 波场 强 度达 最 大化 。如此 一来 ,可 以 大幅 降 低该 微 波源 所 需要 的 电力 ,也可 以不 用 燃料 气 体 , 除 了 降低成本 外 ,也更达 到 节能 的 目 的 。另外 ,本发明 的点 火 源 只 需要探 针 , 不需要 如传 统 技术 配 置 点火 变 压器 和 辉 光 放 电电 板 , 也不用 点火变 压 器供 电 给辉 光放 电 电板 。 在 一方 面 , 本发明 等离 子 处理 气 体污 染 物的 装 置 可以 直 接作 为 一尾 气 处理 设 备 ;或者 ,本发明等 离 子处 理 气体 污 染 物 的装 置 也可 以 作为 一 尾 气处 理模 组 , 而和其 他形 式 的 尾 气处 理 设备 整 合 。

【图式 简 单说 明 】 指定 代表 图 为 『 图 1』

『 图 1』 , 为本发明一 实施 例 的立 体 组装 示 意图 。

『 图 2』 , 为 『 图 1』 沿 XZ平面的部 分剖 面 立体 示 意图 。

『 图 3A』 , 为 『 图 1』 沿 XZ平面的剖 面示 意 图 。

『 图 3B』 , 为 『 图 3A』 的部分放大示 意 图 。

『 图 4A』 , 为 『 图 1』 沿 XY平面的剖 面示 意 图 。

『 图 4B』 , 为 『 图 4A』 的部分放大示 意 图 。

『 图 5』 , 为本发明一 实施 例 中 , 该探针组件 的 立 体组 装 示 意 图 。

『 图 6A』 , 为本发明第 一 实施 例的 部 分立 体 组装 示 意 图 。

『 图 6B』 , 为 『 图 6A』 的侧视示意图 。

『 图 7A』 , 为本发明第 二 实施 例的 部 分立 体 组装 示 意 图 。

『 图 7B』 , 为 『 图 7A』 的侧视示意图 。

『 图 8A』 , 为本发明第 三 实施 例的 部 分立 体 组装 示 意 图 。

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SUBSTITUTE SHEET RULE 26 『 图 8B』 , 为 『 图 8A』 的侧视示意图 。

『 图 9』 , 为本发明第 四实 施 例的 部 分立 体 组装 示 意图 。

『 图 1 0』 , 为本发明另一 实施 例 的立 体 组装 示 意图 。

『 图 1 1』 , 为 『 图 1 0』 沿 YZ平面的剖面示意 图 。

【实施 方 式 】 有 关本 发 明的 详 细说 明 及技 术 内容 , 现就配 合 图 式说 明 如下 : 本 发明 揭 露一 种 以 等离 子 处理 气 体污 染 物的 装 置 , 参 阅 『 图 1』 至 『 图 4B』 , 在一实施例中 , 该装置包括 一 微波 源 1 0 、 一波导组件 20 、 一隔离件 30 、 一谐振腔 40 、 一介 电 管 50 、 一探针组 件 60 、 一移动件 70 、 一冷却组 件 80 以 及 一介 电 窗 组件 90 ,该微波 源 1 0 用 以产生一微 波 振 荡 ,在 本 实施 例 中 ,该微波源 1 0 采用 一磁控 管 ,该波导组 件 20 靠 近 该微 波 源 1 0 且和该微 波源 1 0耦接 ,该波导 组 件 20 包括 一 腔 室 21 , 该腔室 21 呈一 长方 体 状 , 该腔室 21 包括一 入 口 端 21 a 以及一 出 口端 21 b , 该入口端 21 a 连接该 微波 源 1 0 , 该隔离件 30 设置于 该 波导 组件 20 和该 谐振 腔 40 之 间 。该介电 窗 组件 90 包括至少 一 第一 介 电 窗 90a 以及至 少 一 第二 介 电 窗 90b , 该第一介 电 窗 90a 设置于 该 波导 组件 20 和该 隔离 件 30 之间 , 该第二介 电窗 90b 设置于 该 隔离 件 30和 该 谐振 腔 40 之间 。 在本实施例 中 , 该隔离件 30 包 括 一环 形 器 以及 一水 负 载 , 且该第一 介 电窗 90a 和该 第二 介 电 窗 90b 由一石 英玻 璃 制成 。 参 阅 『 图 2』、『 图 3A』 及 『 图 3B』 , 该谐振腔 40 包括

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SUBSTITUTE SHEET RULE 26 一 第 一腔 室 41 、一第二 腔室 42 、一入口端 43 、一连通 端 44 以 及 一封 闭端 45 ,本发明的 一 实施 例 中 ,该第一腔 室 41 沿 一 基 准轴 线 L延伸 ,该微 波振 荡在 该 谐振 腔 40 内 实质上平 行 一 波导 方 向传 递 , 该波导方 向 接近 或 实 质上 相 等于 该 基 准 轴 线 L, 该第一 腔室 41 具有一 内壁 411 , 该内壁 411 围 绕 一基 准 轴线 L 且沿 该 基准 轴 线 L延伸 , 该内壁 411 包括 一 第 一区 域 以及 一 第二 区域 ,其中 ,该第一区 域 朝该 基 准轴 线 L倾 斜 , 而该第二 区 域相 对 该基 准 轴线 L 实质上 平行 , 该 第一 区 域 的面 积大 于 该第 二 区域 ,使该 第一 腔 室 41 从该 入 口端 43 至该连 通端 44形 成 一渐 缩 的锥 形 空 间 。 参 阅 『 图 3A』 至 『 图 4B』 , 本实施例中 , 该内壁 411 包 括 一 第一 内 侧壁 41 la、 一第二 内侧 壁 41 lb、 一第一 顶壁 411c 以及 一 第一 底 壁 411d , 而该第 一内 侧壁 411a 和 该 第 二 内侧 壁 41 lb对祢 地 相对 该 基准 轴 线 L朝内 倾斜 ,该第 一 内 侧壁 41 la或 该 第二 内 侧壁 41 lb和 该基 准 轴线 L之 间 形 成 一 夹角 0 2 , 该夹角 02 介于 1 ° 至 5 ° 之间 , 较佳地 , 该 夹 角 02 介于 1 ° 至 3 ° 之间 。 该第一顶 壁 411c 相 对该 基 准 轴 线 L朝 内倾 斜 ,该第一 顶壁 411c 和该 基 准轴 线 L之 间形 成 一 夹角 0 1 , 该夹角 01 介于 10 ° 至 15 ° 之间 , 较佳地 , 该 夹 角 6> 1 介于 10 ° 至 13 ° 之间 , 该第一顶 壁 411c 包括一 靠 近该 入 口端 43 的高端 以 及靠 近 该连 通 端 44 的低 端 , 该 第 一底 壁 41 Id则 相对 该 基准 轴 线 L 实质上 平行 。 换言之 , 在 本 实施 例 中 , 该第一区域 包 括该 第 一 内侧 壁 411a、 该第 二 内侧 壁 411b 和该 第 一顶 壁 411c ,而该第 二区 域 包括 该 第

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SUBSTITUTE SHEET RULE 26 一 底壁 411d , 在本 实施 例 中 , 该第一区 域和 该 第二 区 域的 面 积 比介 于 1. 2 至 2 之间 。 如 『 图 4B』 所示 , 该第一内侧 壁 41 la 和该 第二 内侧 壁 41 lb 之间 具有 一 沿该 基 准轴 线 L 递 减的 渐 变宽 度 差 WID ;如 『 图 3B』 所示 ,该第一顶 壁 411c 和 该 第一 底壁 41 Id间具 有 一沿 该 基 准轴 线 L递减 的渐 变 高 度 差 HU 。 参 阅 『 图 3A』 至 『 图 4B』 ,本实施例中 ,该第二腔 室 42 包 括 一第 一 内侧 壁 421a、 一第 二内 侧 壁 421b、 一第二 顶 壁 421c 以及 一 第二 底 壁 421d , 该第二 顶壁 421c 包括一 上 开 口 422 , 该第二底壁 42 Id 包括一 下 开口 423 , 该介电管 50 插 设于 该 上 开口 422和 该 下 开口 423 , 该介电管 50 包括一 第 一段 部 51 、 一第二段部 52 、 一第三段部 53 、 一顶端 54 以 及 一底 端 55 , 该第一段 部 51 以及该 第 三段 部 53 分别 突 出 于该 上 开 口 422和该 下 开 口 423 , 该第二段 部 52位 于该 第 二腔 室 42 内 。 本实施例 中 , 该第二腔 室 42 的该 第一 内 侧 壁 421a和 该 第一 腔 室 41 的该第 一内 侧壁 41 la系相 对 该 基 准轴 线 L形 成一 连 续倾 斜 面 ,该第二腔 室 42 的该 第二 内 侧 壁 421b和 该 第一 腔 室 41 的该第 二内 侧壁 41 lb也相 对 该 基 准轴 线 L形 成一 连 续倾 斜 面 ,该第二腔 室 42 的该 第二 顶 壁 421c 以及 该 第二 底壁 421d 则相 互 平行 ,在一实施 例 中 , 该 第二 腔 室 42 的该第 二底 壁 421d和 该 第 一腔 室 41 的该第 一 底壁 41 Id位 在 同一 高 度 ; 该第二腔 室 42 的该 第二 顶 壁 421c 则和 该 第 一腔 室 的该 第 一顶 壁 411c 的低端 位 在 同一 高 度 。 该第二腔 室 42 的该 第二 顶 壁 421c 以及该 第二 底 壁

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SUBSTITUTE SHEET RULE 26 42 1 之间 具有 一 度 差 H2D , 本实施 例 中 , 该 度差 H2D沿 该 基 准轴 线 L 为一 固定 值 , 而在其他 实 施例 中 , 该高度差 H2D 沿基 准 轴线 L为 一渐 变 值或 具 有一 落 差 。 在 该谐 振腔 40 中 ,该入口 端 43 具有一 第一 高 度 H1 以 及 一 第一 宽度 W1 , 该连通端 44 具有一 第 二高 度 H2 以及 一 第 二 宽度 W2 , 该封闭端 45 具有一 第三 高 度 H3 以及一 第 三 宽 度 W3 , 本实施例 中 , 该入口 端 43 的该 第一 高 度 H1 以及 该 第一 宽 度 W1 分别大 于该 连 通端 44 的该 第二 高 度 H2 以及 该 第二 宽 度 W2 , 该连通端 44 的该 第二 高 度 H2 等于该 封 闭 端 45 的该 第三 高 度 H3 ,而该连通端 44 的该第 二 宽度 W2 大 于 该封 闭 端 45 的该第 三 宽度 W3 , 而在其他实施 例 中 ,该连 通 端 44的 该第 二 宽度 W2也 可 等于 该 封闭 端 45 的该第 三 宽 度 W3 。 参 阅 『 图 2』 及 『 图 3B』 , 该冷却组件 80 装设于该 介 电 管 50 的该顶 端 54 —侧 并 罩覆 该介 电 管 50 的该第 一段 部 51 , 该移动件 70 和该探 针组 件 60 连接 , 并装设于 该 冷却 组 件 80 上 ,该探针 组件 60 包括一 承载 体 61 以及至 少 一设 置 于该 承 载体 61 的一端 面 61 1 的尖端 62 。 该移动件 70控 制 该探 针 组件 60 相对该 第 二腔 室 42 的垂直移 动 , 该冷却 组 件 80 包括一 气 体腔 室 81 、 一气体管 路 82 以及 一冷 却 管 路 83 , 该气体腔 室 81 和该 介电 管 50 的一 中空部 H连 通 , 该 气体 腔 室 81 的内壁 具 有至 少 一 气孔 81 1 , 至少一点火 气 体 从该 气 孔 81 1 进入该气 体 腔 室 81 并进入 该介 电 管 50 的 该 中 空部 H , 在一实施 例 中 , 该点火气 体为 一 非燃 料 气体 ,

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SUBSTITUTE SHEET RULE 26 例 如 惰 性 气体 , 如 氮气 (N 2 ) 、 氩气(Ar)或压缩 干 燥 空 气 (C l ean Dry A i r/ Compressed dry a i r, CDA) , 该冷却管路 83 用 以供冷 却流 体 流动 ,以控制 该气 体 腔室 81 的温度 避免 元 件损 坏 。在本 实施 例 中 , 该探针组件 60 、该移动 件 70和 该 冷却 组 件 80构 成一 点 火源 , 然此仅为 举 例说 明 , 依照实 际 应用 , 该点火 源亦 可 以采 其 他配 置 。 参 阅 『 图 3B』 , 该微波振荡将在 该 谐振 腔 40 的该 第二 腔 室 42 达到一 最 大强 度 ,该最大强 度 将发 生 在该 介 电管 50 的 该第 二 段部 52 内的该 中 空部 H , 当该点火 气体 充 满于 该 介 电管 50 的该 中空 部 H , 让该移动 件 70 控制 该探 针 组件 60 向下进 入 该第 二 段部 52 内的该 中空 部 H , 当该微波振 荡 的 该最 大 强度 达 到一 最 低 阀值 时 ,将使得 该探 针 组件 60 的 该 尖端 62 形成 一 火炬 T。在 本实 施例 中 ,该移动 件 70 可采 用 一汽缸 。 请参 阅 『 图 5』 , 在本发明的一 实 施例 中 , 该探针组 件 60 包括 一第 一 尖端 62a 以及一 第 二尖 端 62b , 该第一尖端 62a 和 该 第二 尖端 62b 分别 包括 一渐 缩 的端 部 ,该端部的 直 怪 介于 1 . 6 mm至 2. 0mm之 间 , 该第一尖端 62a 和该 第 二尖 端 62b 的长度 介于 30mm 至 50mm 之间 , 该第一尖端 62a 和 该 第二 尖 端 62b 的材质 可 以为 铜(Cu) 、 钨(W)或镍铬合 金 , 例 如 : I ncone 1 ® 600 。 利用设置复数个该尖端 , 可以增 加点 火 的机 率 ,此外 ,在其他 实施 例 中 ,该端部也 可 以采 用 直怪 小 于 1 . 6 mm ° 根据 本 发 明的 一 实施 例 ,该第一 腔室 41 的该第 一顶 壁

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SUBSTITUTE SHEET RULE 26 41 1 c相对该 第二 腔 室 42 的该第 二顶 壁 421 c 具有一 第一 高 度 差 ; 根据本发 明的 另 一实 施 例 , 该第一腔室 41 的该第 一 底 壁 41 I d相对该第 二腔 室 42 的该 第二 底壁 421 d具 有一 第 二 高度 差 , 该介电管 50 的该底 端 55 突出于 该 第二 腔 室 42 且 相对 该 第二 腔 室 42 的该 第二 底 壁 421 d 具有一 第三 高 度 差 。 继 续参 阅 『 图 6 A』 至 『 图 9』 , 根据本发明的不同实 施 例 ,透过改 变调 整 该第 一 高度 差 、该第二 高度 差和 该 第三 高 度 差 ,以及该介 电 管的 各 段部 尺 寸 ,可以进一 步调 整 或提 升 微 波场 强 度 。请参阅 『 图 6 A』 和 『 图 6B』 , 分别为本发明第 一 实施 例 的 部分 立 体 组装 示 意图 以及 侧 视 示意 图 , 本实施 例 中 ,该第二 腔室 42 包括有 一第 一 本体 42a 以及一 第二 本 体 42b , 该第一本体 42a 以及 该第 二 本体 42b 分别 具有 高 度 H a 和 H b , 该介电管 50 的该 底端 55 和该第 二腔 室 42 的 该 第一 本 体 42a 的外底 壁之 间 的一 距 离为 H d , 该第一本 体 42a 为一 圆柱 体 ,该第二 本体 42b 为一方 形体 。该第 一本 体 42a 的高 度 H a 为 20 mm , 该第二本 体 42b 的直 怪为 80 mm , 该 第一 本 体 42a 的一开 口 424 的直怪 为 36 mm , 该介电管 50 的总长 度 为 20 cm。下表 1 为根据 不 同 的该 第二 本 体 42b 的 高度 H b 以 及该 距 离 H d ,量测该第二 腔室 42 内的最 大场 强 度 (V/m) 。 表 1

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SUBSTITUTE SHEET RULE 26 请参 阅 『图 7A』和 『图 7B』,分别 为本 发 明第 二 实施 例 的 部 分立 体 组装 示 意图 以及 侧 视示 意 图 ,本实施例 中 ,该第 二 腔 室 42 包括有 一 第一 本体 42a 以 及一 第 二本 体 42b , 该 第 一 本体 42a 以及 该 第二 本 体 42b分 别具 有 高度 H a 和 H b , 该 介 电管 50 的该底 端 55 和该第 二腔 室 42 的该第 一 本体 42a 的外 底 壁之 间 的一 距 离为 H d , 该第 一本 体 42a 和该第 二 本体 42b 均 为一 方 形体 。该第 一本 体 42a的 高 度 H a 为 20 mm ,该 第二 本体 42b 的 边长 为 80 mm,该 第一 本 体 42a的 一 开 口 424的 直怪 为 36 mm,该介电 管 50 的总长 度为 20 cm。 下 表 2 为根据 不 同的 该 第二 本 体 42b的 高度 H b 以 及该 距 离 H d , 量测该 第二 腔 室 42 内的最 大 场强 度 (V/m) 。 表 2

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SUBSTITUTE SHEET RULE 26 请参 阅 『图 8A』和 『图 8B』,分别 为本 发 明第 三 实施 例 的 部 分立 体 组装 示 意图 以及 侧 视示 意 图 ,本实施例 中 ,该第 二 腔 室 42 包括有 一 第一 本体 42a 、 一第二 本 体 42b以 及 一 第 三 本体 42c , 该第一本 体 42a 、该第 二本 体 42b以 及 该第 三 本体 42c 分别具 有 高度 H a 和 H b 和 H。, 仆电 「)0 的 底 端 55 和该 第二 腔 室 42 的该 第三 本体 42c 的外底 壁 之 间 的 一距 离 为 H d ,该第一 本 体 42a、该第 二 本体 42b 以及 该 第 三 本体 42c 均 为一 方 形体 。该第 一本 体 42a的 高 度 H a 为 20 mm ,该 第一 本体 42 a和 该第 三本 体 42c 的边 长 为 80 mm,该 第 一 本体 42a 的一 开 口 424的 直怪 为 36 mm, 该介 电管 50 的 总 长度 为 20 cm。 下表 3和 表 4 为根 据不 同 的该 第 二本 体 42b的 高 度 H b 、该第三本 体 42c的 高度 H。以及该 距 离 H d , 量 测该 第 二腔 室 42 内的最大 场 强度 (V/m) 。 表 3

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SUBSTITUTE SHEET RULE 26 表 4 其 中 , 表 4 的最后 一组 配 置 , 系具有最 佳的 最 大场 强 度 , 该组的具 体 结构 可 参阅 『图 9』。 请参 阅 『图 10』和 『图 11』,为本发 明 另一 实 施例 的 立 体 组装 示 意 图以 及 『图 10』 沿 YZ平 面的 剖 面示 意 图 。本实 施 例 中 , 该处理气 体污 染 物的 装 置进 一 步 包括 一 进气 模 组 100 , 该进气模 组 100 包括一 第一 管 路 100a 以及一 第二 管 路 100b , 该第一 管路 100a 和 该第 二 管路 100b 装 设于 该 冷 却 组件 80 , 且和该气体 腔 室 81 相互连 通 , 该进气模组 100

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SUBSTITUTE SHEET RULE 26 用 于将 至 少一 待 处理 的 气体 污 染物 G导 入该 气 体腔 室 81 内 , 并 经由 该 气体 腔 室 81 进入该 介 电管 50 的该中 空部 H 而被 该 火炬 所 形成 的 高温 而 分解 。

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SUBSTITUTE SHEET RULE 26