用于控制气体污染物分解氧化的装置及系统

【发明所属技术领域】

本发明主张于 20 1 7年 7 月 7 曰提出 的美国临时申请案 62 / 529 , 795 的优先权 ， 其内容已全部并入本发明 中以并参 酌 。

本发明为有关一种用 于气体污染物的装置 ， 尤指一种 在半导体或其他工业制造过程中用 来控制气体污染物分解 氧化的装置 。

【先前技术】

半导体制造过程中所使用 的各种的化学物质 、 以及可 能广生的有毒副广品 ， 都会对人体及环境造成重大伤害 。 该些化学物质举例包括含有铩 、 珅 、 硼 、 锗 、 氮 、 鱗 、 娃 、 硒 、 卤素 、 卤素硅烷或全氟化合物 ( PFCs )的混合气体 ， 或 由全氟化合物 ( PFCs )分解形成的副产物 。

习 知技术中 ， 这些有害的混合气体或副产物可经由一 种用 来控制 气体污染物分解氧化的装置 中 的流体加以处 理 ， 转化对环境危害较低的产物排放到环境中 。

惟现今对于该用 来控制气体污染物分解氧化的装置仍 有未臻完美之处 ， 譬如 ， 在 目 前使用 的装置中 ， 容易形成 氧化硅等颗粒并沉积在该装置的燃烧室的壁上 ， 导致燃烧 室堵塞并产生诸如燃烧不完全等问题 ， 为 了避免上述问题 并延长装置的使用 年限 ， 势必得更频繁地进行系统的清洁 并在装置的保养上付出 更多成本 ， 然此保养程序在人力及 金钱的成本上都于厂商而言都是不利的因素 。

为 了 改善上述及其他缺陷 ， 已有许多研究团 队积板进 行开发 。 譬如 ， 美国专利公告号 US 7 , 985 , 379B2 为 了 降低 反应过程中所产生的颗粒堆积 ， 将其热反应腔室设计为具 有堆迭网状陶瓷环的结构 ， 由于空气从该些网状陶瓷环的 孔洞 中通过而有如形成边界层般 ， 阻止颗粒在该热反应腔 的内壁沉积 。于该专利中并提出其他避免颗粒沉积的方法 ， 譬如 ， 对其进气通道内壁进行电抛光使其机械粗糙度 （Ra） 低于 30 ， 使得废气中颗粒不易 附着等等 。

上述方式仅能尽可能地减少颗粒附着 ， 惟成效有限 。 从另一个角度来看 ， 如何减少颗粒的产生或许也是一个可 以着眼的方向 ， 亟待进一步的研究 。

【发明 内容】

本发明的主要 目 的 ， 在于解决 习 知减排系统中 ， 其燃 烧室容易 因为堵塞而燃烧不完全的问题 。

为 了达到上述目 的 ， 本发明提供一种用 于控制气体污 染物分解氧化的装置 ， 该装置不仅可减少上述颗粒残留装 置的问题 ， 亦有容易清洁维护的优点 。

具体而言 ， 本发明一实施例提供一种用 于控制气体污 染物分解氧化的装置 ， 该装置具有一反应部 、 一洗涤部 、 一水力旋流部 、 以及连通该反应部 、 该洗涤部 、 以及该水 力旋流部的水箱 ， 其特征在于该反应部包括 ： 一第一腔体 ， 该第一腔体包括一环状的第一内壁以及一与该 第一内壁同 心设置的第一外壁 ， 该第一内壁围 出 一第一腔室 ， 且该第 一外壁上设有至少一废气进气通道 ， 该废气进气通道穿透 该第一外壁及该第一内壁而与该第一腔室连通 ， 该废气进 气通道包括一第一部件 、 一第二部件 、 以及一连接部件 ， 其中 ， 该连接部件的两端分别与该第一部件及该第二 部件 连接 ； 该第一部件往水平方向延伸 ， 未连接该连接部件的 一端连通该第一腔室 ； 该第二部件则往垂直方向延伸 ； 一 第一 中介层 ， 该第一 中介层 包括一第一内环壁 、 一与该第 一内环壁同心设置的第一外环壁 、 至少一设置于该第一内 环壁和该第一外环壁之间且和该第一腔室连通 以供应一燃 料的气体通道以及一设于该第一内环壁的引 导火焰入口 ， 并由该第 一 内环壁围 出 一连通该第 一腔体的 第 一 内部 空 间 ； 一第二腔体 ， 该第二腔体包括一环状的第二内壁以及 一与该第二内壁同心设置的第二外壁 ， 该第二内壁围 出一 与该第一 中介层连通的第二腔室 ， 该第二外壁包括至少一 供一气体向 内地流动至第二腔室的进气通道 ； 一第二中介 层 ， 该第二中介层 包括一第二内环壁以及一与该第二内环 壁同心设置的第二外环壁 ， 并由该第二内环壁围 出 一连通 该第二腔体的第二内部空间 ； 以及一第三腔体 ， 该第三腔 体包括一环状的第三内壁以及一与该第三内壁 同心设置的 第三外壁 ， 该第三内壁围 出 一与该第二中介层连通的第三 腔室 ， 至少一液体通道设置在该第三外壁上并穿透该 第三 内壁以导入一液体至该第三腔室 中 。

本发明另一实施例所提供的用 于控制气体污染物分解 氧化的装置 ， 该装置具有一反应部 、 一洗涤部 、 一水力旋 流部 、 以及连通该反应部 、 该洗涤部 、 以及该水力旋流部 的水箱 ， 其特征在于该反应部包括 ： 一第一腔体 ， 该第一 腔体包括一环状的第一内壁以及一与该第一内 壁同心设置 的第一外壁 ， 该第一内壁围 出 一第一腔室 ， 且该第一外壁 上设有至少一废气进气通道 ， 该废气进气通道穿透该第一 外壁及该第一内壁而与该第一腔室连通 ； 一第一 中介层 ， 该第一 中介层 包括一第一内环壁 、 一与该第一内环壁同心 设置的第一外环壁 、 至少一设置于该第一内环壁和该第一 外环壁之间且和该第一腔室连通以供应一燃料 的气体通道 以及一设于该第一内环壁的引 导火焰入口 ， 其中 ， 该第一 内环壁围 出 一连通该第一腔体的第一内部空间 ； 一第二腔 体 ， 该第二腔体包括一环状的第二内壁以及一与该 第二内 壁同心设置的第二外壁 ， 该第二内壁围 出 一与该第一 中介 层连通的第二腔室 ； 一第二中介层 ， 该第二中介层 包括一 第二内环壁以及一 与该第二内环壁 同心设置的 第二外环 壁 ， 并由该第二内环壁围 出 一连通该第二腔体的第二内部 空间 ； 以及一第三腔体 ， 该第三腔体包括一环状的第三内 壁以及一与该第三内壁同心设置的第三外壁 ， 该第三内壁 围 出 一与该第二中介层连通的第三腔室 ， 至少一液体通道 设置在该第三外壁上并穿透该第三内壁以导入 一液体至该 第三腔室 中 。

本发明并提供一种用 于控制气体污染物分解氧化的系 统 ， 该系统包括一设备部以及一控制部 ， 其特征在于 ： 该 设备部包括一反应部 、 一洗涤部 、 一水力旋流部 、 及一水 箱 ， 其中 ， 该反应部 、 该洗涤部 、 与该水力旋流部经由该 水箱的一顶部连通口 与该水箱连通 ； 以及该控制部垂直地 面往上延伸设置并平行地邻设在该反应部 、 该洗涤部 、 或 该水力旋流部的一侧 ， 该控制部包括复数个控制开关 ， 该 些控制开关分别电性连接该设备部的该反应部 、该洗涤部 、 该水力旋流部 、 及该水箱 。

本发明还提供一种从废气除去污染物的热反应 器 ， 包 括 ： 一热反应单元 ， 所述热反应单元包括 ： 一腔室 ， 该腔 室具有一侧壁 ； 至少一废气入口 ， 该废气入口 穿设于该侧 壁而与该腔室流体连通以向该腔室 中以一非纵向的方向导 入废气 ； 一火焰区域 ， 形成于该腔室且位于该废气入口下 方以令该废气导入该腔室后向下一垂直距离得 进入该火焰 区域 ； 以及一冷淬单元 ， 该冷淬单元设置于热反应单元下 方并连接至该热反应单元且用 以接收来自 该热反应单元的 气体流 ， 其中该冷淬单元包括沿该冷淬单元的一内壁的 水 帘 。

本发明还提供一种从废气除去污染物的热反应 器 ， 包 括 ： 一热反应单元 ， 该热反应单元包括 ： 一腔室 ； 至少一 废气入口 ， 该废气入口 与该腔室流体连通以向该腔室 中导 入废气 ； 至少一燃料入口 ， 该燃料入口 与该腔室流体连通 以导入燃料 ， 该燃料用 于该腔室 中的该废气的分解过程 ； 一引 导火焰入口 ， 该引 导火焰入口 与该腔室流体连通以点 燃该燃料 ， 其中 ， 该燃料入口和该引 导火焰入口设置于该 废气入口 的下方 ， 且和该废气入口相隔一延迟燃烧距离 ； 以及一冷淬单元 ， 该冷淬单元设置于热反应单元下方并连 接至该热反应单元且用 以接收来 自 该热反应单元的 气体 流 ， 其中该冷淬单元包括沿该冷淬单元的一内壁的 水帘 。

本发明并提供一种从废气除去污染物的热反应 器 ， 包 括 ： 一热反应单元 ， 该热反应单元包括一腔室以及至少一 废气入口 ， 该废气入口 与该腔室流体连通以向该腔室 中导 入废气 ； 一点燃单元 ， 设置于该热反应单元下方且与该热 反应单元连接 ， 该点燃单元包括一火焰腔室 ， 该火焰腔室 和该腔室连通 ， 该火焰腔室 内 包括一燃料以及一用 于点燃 该燃料的引 导火焰 ， 其中 ， 该废气进入该腔室后向下一垂 直距离而进入该火焰腔室 ； 以及一冷淬单元 ， 该冷淬单元 设置于热反应单元下方并连接至该热反应单元 且用 以接收 来自 该热反应单元的气体流 ， 其中该冷淬单元包括沿该冷 淬单元的一内壁的水帘 。

本发明提供一种从废气除去污染物的热反应器 ， 包括 ： 一热反应单元 ， 该热反应单元包括一腔室以及至少一废气 入口 ， 该废气入口 与该腔室流体连通以向该腔室 中导入废 气 ； 一点燃单元 ， 连接于该热反应单元 ， 该点燃单元包括 一火焰腔室 ， 该火焰腔室和该腔室连通 ， 该火焰腔室 内 包 括一燃料以及一用 于点燃该燃料的引 导火焰 ， 其中 ， 该废 气入口和该引 导火焰之间沿一垂直轴向形成一逐渐增温的 温度梯度 ； 以及一冷淬单元 ， 该冷淬单元设置于热反应单 元下方并连接至该热反应单元且用 以接收来自 该热反应单 元的气体流 ， 其中该冷淬单元包括沿该冷淬单元的一内壁 的水帘 。

本发明提供一种从废气除去污染物的热反应器 ， 包括 ： 一热反应单元 ， 该热反应单元包括一腔室 、 以及至少一废 气入口 ， 该废气入口 与该腔室流体连通以向该腔室 中导入 废气 ； 一点燃单元 ， 设置于该热反应单元下方且与该热反 应单元连接 ， 该点燃单元包括一外壁 、 一内壁 、 一由该外 壁和该内壁之间限定的预混腔室以及一由该内 壁限定的火 焰腔室 ； 以及一冷淬单元 ， 该冷淬单元设置于热反应单元 下方并连接至该热反应单元且用 以接收来自 该热反应单元 的气体流 ， 其中该冷淬单元包括沿该冷淬单元的一内壁的 水帘 。

本发明提供一种从废气除去污染物的热反应器 ， 包括 ： 一第一热反应单元 ， 该第一热反应单元包括一腔室以及至 少一废气入口 ， 该废气入口 与该腔室流体连通以向该腔室 中导入废气 ； 一点燃单元 ， 设置于该热反应单元下方 ， 该 点燃单元包括一火焰腔室 ， 该火焰腔室和该腔室连通 ， 该 火焰腔室 内 包括一燃料以及一 用 于点燃该燃料的 引 导火 焰 ； 一第二热反应单元 ， 该第二热反应单元设置于该点燃 单元下方 ， 该点燃单元包括一倾斜内壁 、 一由该倾斜内壁 限定的锥形腔室以及至少一穿设于该倾斜内壁 且提供一气 流的进气通道 ， 其中 ， 该气流朝下斜向地嗜射进入该锥形 腔室而减缓该废气的颗粒沉积于该倾斜内壁 ； 以及一冷淬 单元 ， 该冷淬单元设置于第二热反应单元下方并连接 至该 热第二反应单元且用 以接收来自 该第二热反应单元的气体 流 ， 其中该冷淬单元包括沿该冷淬单元的一内壁的 水帘 。 是以 ， 本发明相较于 习 知技术所能达到的功效在于 ：

(1) 藉由本发明两段式设计的反应部 ， 废气进入该反 应部之后会先移动一段距离并逐渐被加热 ， 相较于 习 知装 置系 当废气一进入装置后马上进行燃烧 ， 本发明可有效减 少废气中颗粒堵塞燃烧室而导致燃烧不完全的 问题 。

(2) 本发明藉由设置一 电荷耦合器件感测器 (CCD)以 直接地侦测该第一腔室的温度 ， 相较于 习 知技术而言 ， 还 能直接且有效地控制该第一腔室的温度 。

本发明的用 于控制气体污染物分解氧化的系统 ， 其壳 体上有 复数个开 口并与容设于其中的装置模组化地对应设 置 ， 故具有容易保养维护的优点 。

【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 ：

『 图 1A』 及 『图 1B』 分别为本发明用于控制气体污染 物分解氧化的装置 1 的前视图以及后视图 ， 主要包括一反应 部 10 、 一洗涤部 20 、 一水力旋流部 30 、 以及一分别连接该 反应部 10 、 该洗涤部 20及该水力旋流部 30 的水箱 40 。

该反应部 10 具有一顶部以及一底部 ， 由该顶部至该底 部依序包括一第一腔体 11 、 一第一中介层 12 、 一第二腔体 13 、 一第二中介层 14、 以及一第三腔体 15。

续参考 『 图 2』。 该第一腔体 11 包括一第一内壁 111 以 及一第一外壁 112 , 该第一内壁 111 呈现环状并围 出该第一 腔室 113 ， 而该第一外壁 112 环绕该第一内壁 111 并与该第 一内壁 111 同心设置 。 于该第一外壁 112上设有至少一废气 进气通道 114 , 该废气进气通道 114 穿透该第一外壁 112 以 及该第一内壁 111 而与该第一腔室 113连通 ， 使得废气可经 该废气进气通道 114进入该第一腔室 113。

请续参阅 『图 3』 并搭配 『图 2』 ，于本发明一实施例中 ， 该废气进气通道 114 包括一第一部件 1141 、 一第二部件 1142 、 以及一连接部件 1143 ， 其中 ， 该连接部件 1143 的两 端分别与该第一部件 1141 及该第二部件 1142连接 。 以地面 为基准 ， 该第一部件 1141 往与地面呈现水平的方向延伸 ， 而未连接该连接部件 1143 的一端连通该第一腔室 113 ;该第 二部件 1142 则往与地面垂直的方向延伸 ， 与该第一腔体 11 设置方向平行 。 该第一部件 1141 与该第一外壁 112 之间具 有一介于 75 ^° 至 135 ^° 之间的角度 ， 于一较佳实施例中 ， 该角 度为 75 ^° 至 90 ^° ， 更具体地 ， 譬如 90 ^° 。 因此 ， 相较于其废气 进气通道 114仅为一垂直地插入第一腔室 113 的长管的 习知 装置 ， 本发明该用于控制气体污染物分解氧化的装置 1 可延 长废气在装置 1 中的移动时间 ， 避免废气太快地进入该第一 腔室 113 而被燃烧 ， 本发明 中 ， 该废气进气通道 114 的直怪 没有特别限制 ， 可视需求改变 。

相较于习知装置 ， 本发明的该反应部 10 以及该废气进 气通道 114可具有更小的尺寸 ， 于一实例中 ， 从该第一腔室 113 的一顶部至该水箱 40 的一底部的高度少于 160 cm， 较 佳少于 150 cm。 本发明 中 ， 可依据需求而改变 。 请续参考 『图 3』 ， 当定义该废气进气通道 114于该第一 外壁 112 上的位置至该第一外壁 112 的顶部之间的距离为 H1 ， 而该废气进气通道 114于该第一外壁 112上的位置至该 第一外壁 112 的底部之间的距离为 H2 的时候 ， 于本发明一 实施例中 ， H1 大于 H2。 然而在其他的实施例中 H1 视需求也 可以等于或者小于 H2。 上述的 H1 及 H2 均不为 0 ， 且 H2 具 体可介于 4英吋至 5英吋之间 。 因此 ， 相较于废气一进入该 装置 1 的该第一腔室 113之后马上进行燃烧的 习知技术 ， 本 发明因废气被导入该第一腔室 113 之后仍需移动 H2 的距离 才会在接下来的该第一中介层 12 被燃烧 ， 故在此之前废气 将被预先加热 ， 有效地降低因为废气的温度差异过大产生的 浓缩现象导致颗粒产生 ， 进而减少该些颗粒沉积或阻塞在该 第一腔室 113 的机率 。

本实施例中 ， 该反应部 10 可还包括一上盖板 16 ， 该上 盖板 16 系设置于该第一腔体 11 的顶部 。 该上盖板 16 亦可 仅放置于该第一腔室 113 的顶部而未包含任何连接元件 ， 藉 此阻隔该第一腔室 113 与外界的连通 ； 然而 ， 在其他的实施 例中 ， 该上盖板 16 可经一枢接件连接该第一腔体 11 使其可 经翻盖掀开或闭合 。 在本发明的一实施例中 ， 该废气进气通 道 114刻意不设置于该上盖板 16 ， 而是设置于侧边 ， 而创造 出废气延迟燃烧的效果 ，以达充分反应 ；而于其他实施例中 ， 该废气进气通道 114 或许可设置于该上盖板 16 ,而透过其他 结构上的搭配 ， 而同样达废气延迟燃烧的效果 。

请续参考 『 图 4A』 及 『图 4B』， 该第一中介层 12 连接 于该第一腔体 11 的底部 ， 是燃烧开始进行的位置 。 该第一 中介层 12 包括一第一内环壁 121 、一与该第一内环壁 121 同 心设置的第一外环壁 122 、 一第一中介空间 123 、 一第一气 体通道 124、 一第二气体通道 125 以及一冷却水通道 126 ， 在其他实施例中 ， 该第一中介层 12 可进一步包括一上气体 通道 127a及一下气体通道 127b， 或者以该上气体通道 127a 及该下气体通道 127b 替换该第一气体通道 124 及该第二气 体通道 125。

该第一内环壁 121 围 出一第一内部空间 1211 ，该内部空 间 1211 与该第一腔室 113 之间连通 ； 该第一内环壁 121 与 该第一外环壁 122 之间则定义出该第一中介空间 123。 该第 一内环壁 121 包括复数个喷嘴 1212 以及至少一引导火焰 (pilot flame)入口 1213 ， 该第一气体通道 124 以及该第二 气体通道 125分别穿过该第一外环壁 122并与该第一中介空 间 123连通 ， 该冷却水通道 126设置于该第一外环壁 122 的 外侧 ， 透过冷却水流过该冷却水通道 126 ， 而达控制该第一 中介空间 123 的温度的 目 的 ， 该上气体通道 127a 及该下气 体通道 127b分别设置于该第一中介层 12 的上表面以及下表 面 ， 该上气体通道 127a、 该下气体通道 127b和该第一中介 空间 123之间分别透过穿孔而连通 。

在该第一中介层 12 中 ， 系利用至少两种气体混合为一 富燃料的气体 ， 导入该内部空间 1211 而配合该引 导火焰 (pilot flame)入口 1213 所提供的引导火焰 (pi lot flame) 而在该内部空间 1211 产生高温燃烧 ， 举例来说 ， 该内部空 间 1211 的温度处于 500°C以上 ，例如介于 500°C至 2500°C之 间 。 有关该第一中介层 12 的气体输送配置 ， 可有以下几种 ： 于一实施例中 ， 一第一气体透过该第一气体通道 124进 入该第一中介空间 123 ，一第二气体透过该第二气体通道 125 进入该第一中介空间 123 ， 该第一气体和该第二气体在该第 一中介空间 123 混合 ， 混合后再透过该喷嘴 1212 送进该内 部空间 1211 ;于另一实施例中 ，该第一气体和该第二气体先 在外部混合为一预混合气体 ， 该预混合气体从该第一气体通 道 124及该第二气体通道 125 进入该第一中介空间 123 ， 进 一步于该第一中介空间 123 混合后再透过该喷嘴 1212 送进 该内部空间 1211 ;于又一实施例中 ，该第一气体透过该上气 体通道 127a向下进入该第一中介空间 123 ，该第二气体透过 该下气体通道 127b向上进入该第一中介空间 123 ，该第一气 体和该第二气体在该第一中介空间 123混合 ， 混合后再透过 该喷嘴 1212 送进该内部空间 1211 ; 于再一实施例中 ， 该第 一气体和该第二气体先在外部混合为该预混合 气体 ， 该预混 合气体从该上气体通道 127a及该下气体通道 127b进入该第 一中介空间 123 ， 进一步于该第一中介空间 123 混合后再透 过该喷嘴 1212 送进该内部空间 1211 。 该第一气体可以是燃 料 ， 包括但不限于氣气 、 曱烧 、 天然气 、 丙烧 、 液化石油气 ( LPG )或前述的混合 ， 该第二气体可以是氧化剂 ( ox i dan t ) ， 包含但不限于氧气 、 臭氧 、 空气 、 压缩空气 (CDA) 、 富氧空 气或前述的混合 。

本发明 中 ， 该第一中介层 12 的气体管路配置可依需求 调整 ，使帮助燃烧的气体导入呈环状的该第一中介 空间 123 ， 再导入位于该第一腔体 11 下方的该内部空间 1211 而产生高 温燃烧的环境 ， 而不限于上述的配置 。

本发明 中 ， 引导火焰 (pi lot f lame)可经由在该第一 中 介层 12 点火 、 或者在一特殊设计的引导体中形成 ， 再被引 导到该第一中介层 12 中以降低因进气通道中气体突然增加 所导致的熄火问题 (图未示) 。 第一中介空间 123 可还包括一 环型通道 1231 ， 使冷却水流流过该环型通道 1231 ， 据此达 到控制该第一中介空间 123 的温度的 目 的 。

本发明 中 ， 该喷嘴 1212 以及该引导火焰入口 1213 系设 置于该废气进气通道 114 的下方 ， 并进一步设计为相隔一间 距 ， 如此一来 ， 该废气进入该第一腔室 113后 ， 将向下一垂 直距离而经过一温度梯度区域 ， 才会进入该第一 中介层 12 的火焰环境中 ， 避免习知技术因废气太快地直接进入高温的 火焰环境中 ， 而造成分解不完全或颗粒沉积的问题 。

请续参考 『图 5』， 该第二腔体 13 处于富氧反应状态使 一氧化碳氧化形成二氧化碳 。 该第二腔体 13 具有一第二内 壁 131 以及一与该第二内壁 131 同心设置的第二外壁 132 。 该第二内壁 131 围 出一第二腔室 133 并与该第一内部空间 1211 及该第一腔室 113连通 。该第二腔室 113 系一向内流动 的槽体 ， 可避免颗粒沉积 ， 降低颗粒阻塞该第二内壁 131 的 机率 。 为达持续燃烧的 目 的 ， 至少在该第二外壁 132上设置 一进气通道 1321 ，其穿过该第二内壁 131 以将气体导入该第 二腔室 133 中 ， 于一实施例中 ， 该气体可以为氧气 。 请续参考 『图 6』。 该第二中介层 14 包括一第二内环壁 141 以及一与该第二内环壁 141 同心设置的第二外环壁 142 ， 且至少一氧化剂通道 1421 设置在该第二外环壁 142 上 ， 用 于导入一氧化剂 。 该第二内环壁 141 围 出一第二内部空间 1411 ， 且第二内环壁 141 以及该第二外环壁 142之间定义出 一第二中介空间 143 ，该第二内部空间 1411 连通该第二腔室 133 °

该氧化剂通道 1421 通道穿过该第二内环壁 141 以将该 氧化剂经由该第二中介空间 143 而导入该第二内部空间 1411 。 于一较佳实施例中 ， 所导入的氧化剂量足以将来自 该 第二腔室 133 的流体从富燃料的状态转化成贫燃料混合物 。

请续参考 『图 7』。 该第三腔体 15 系一冷却腔体 ， 藉由 将液体喷射到流经的流体而冷却之 。 于一较佳实施例中 ， 上 述液体系为水流 。 该第三腔体 15 具有一第三内壁 151 以及 一与该第三内壁 151 同心设置的第三外壁 152 , 该第三内壁 151 围 出一第三腔室 153 ， 且该第三腔室 153 与该第二内部 空间 1411 及该第二腔室 133之间连通 。至少一液体通道 154 设置在该第三外壁 152 上并穿透该第三外壁 152 ， 且在该第 三内壁 151 以及该第三外壁 152 之间具有一储存空间 155 。 因此 ， 当水流从该液体通道 154 导入后 ， 将渐渐填满该储存 空间 155 ， 最后溢出该储存空间 155 而形成一瀑布流 ， 沿着 该第三内壁 151 往下流 ， 藉此降低该反应部 10 中颗粒的沉 淀和聚集 。

本发明的用于控制器体污染物分解氧化的装置 1 的反应 部 1 0 属于两阶段的燃烧反应部 ， 可经由该第一腔室 1 1 3 及 该第二腔室 1 33 的分段设计以最小化 N0 及 C0的形成 。根据 实验结果 ， 本发明的用于控制器体污染物分解氧化的装置 1 的热 NO _x 低于 1 5 ppm NO ' 20 ppm NO ₂ 的检测板限 。

续参考 『图 8』。 本发明的该洗涤部 20 为一长圆柱状 ， 并且包含复数个填充物（图未示）以增加与废 气及填充物之 间的接触面积 。 此外 ， 该洗涤部 20 的内壁亦设置复数个喷 射射流（图未示） ， 且在该洗涤部 20 的高于该些填充物的位 置设置有复数个滴液器 23 。 该些填充物举例可由聚氯乙烯 （PVC）制成 ， 但不限于上述材料 。 该些喷射射流在该些填充 物之间提供流出物处理剂以移除流体流过时残 留在该些填 充物之间的残留物 。 至于该些滴液器 23 则以大滴状的形式 提供流出物处理剂以从上方湿润并漂洗该些填 充物 。 本发明 一实施例中 ， 可藉由增加该洗涤部 20 的湿润面积 ， 同时降 低流体的流动速率来增加颗粒的捕获率 。

『 图 9』 为本发明一实施例中水箱 40 的示意图 。该水箱 40 具有一前表面 41 、一相对该前表面 41 的后表面 42 、以及 一连接该前表面 41 以及该后表面 42 的顶面 43。 该顶面 43 包括至少三个开口 ， 分别与该反应部 1 0 、 该洗涤部 20 、 以 及该水力旋流槽（图未示）连通 。 此外 ， 该前表面 41 及 /或该 后表面 42设有至少一开口部 44 ,藉此开口部 44可在不需要 移除其他如反应部 1 0 或洗涤部 20 等元件的前提下轻易地清 理该水箱 40 。

此外 ， 本发明一实施例中 ， 对应于流体由该反应部 1 0 的该第三腔体 1 5流出位置之处还设有一喷水单元（图未示） ， 据此避免该流体之中的颗粒进入该洗涤部 20 。于又一实施例 中 ， 可进一步在该水槽 40 的该顶面 43 设有一 pH 感测器用 来监测该水箱 40之中的 pH值浓度 ， 当数值异常时可即时警 示 ； 又或者 ， 于其他实施例中 ， 亦可使用一水量监测器来监 测该水箱 40 中的水量避免超过其最大可容纳的范围 。

该水力旋流槽 30 则连接该水箱 40 ， 作为过滤器以捕捉 该水箱 40 之中的颗粒 ， 延长该装置 1 的维护周期 ， 请参考 『图 1B』。

本发明 中可进一步包括一感测器 50 ， 该感测器 50 的种 类可视需求而选用 。 譬如说 ， 该反应部 1 0 通过该感测器 50 进行监控将获得更好的破坏和去除效率（DRE） 表现 ， 故可选 用可及时侦测燃烧时温度的温度感测器 ， 譬如电阻温度检测 器（ RTD） 、 热电偶 、 热敏电阻 、 红外传感器 、 半导体传感器 、 温度计等 ， 然而本发明不限于此 。 该感测器 50 可穿入该反 应部 1 0 内的任一或多个腔室 ， 而即时侦测或监控废气反应 的状况 。

在本发明一具体实例中 ， 该感测器 50 可为一电荷耦合 器件（CCD）以监控燃烧温度 ， 该电荷耦合器件（CCD）可装设在 该上盖板 1 6 ， 另 一端穿过该上盖板 1 6 进入该第一腔室 1 1 3（请搭配参考 『图 1 A』 及 『图 1 B』 ） ； 或者设置在该第一 腔体 1 1 的该第一外壁 1 1 2 上 ， 另一端穿过该第一外壁 1 1 2 进入该第一腔室 1 1 3 而监控（图未示） 。 在此情况下 ， 请参考 『图 1 0』， 本发明的装置 1 可进一步包括一人机介面让使用 者可以经由适当的有线或无线装置 80（譬如智慧型手机）以 远端监控并遥控装置 1 。

该电荷耦合器件（CCD）与该人机介面之间的连 接可以是 有线或者是无线的 ， 本发明对此并无限制 。

本发明还可将上述的装置 1 结合一控制部 70 后成为一 种控制气体污染物分解氧化的系统 。

请参考 『图 1 0』 该系统包括一设备部（即 ， 该装置 1）以 及该控制部 70 ，该设备部包括的元件如前文所述 ，在此不另 赘述 ； 至于该控制部 70 则垂直地面往上延伸设置并平行地 邻设在该装置 1 的一侧 ， 该控制部 70 包括复数个控制开关 ， 该些控制开关分别电性连接该装置 1 的该反应部 1 0 、该洗涤 部 20 、该水力旋流部 30 、及该水箱 40 以据此控制该装置 1 。

本发明可进一步利用前述的该有线或无线装置 80 来远 端控制该控制部 70 ， 如 『图 1 0』 所绘示 。

本发明 中一实施例中 ，该装置 1 可装设于一壳体 2之中 ， 如 『图 1 1』 所示 ， 且还可以进一步包括一帮浦 60 。

在一实施例中 ， 譬如 ， 该装置 1 的一壳体背侧的开口可 以被移除 ，然后容纳该帮浦 60 的另一个机壳可以与该装置 1 结合 。在此情况下可减少副制造装置 1（例如帮浦 60）的区域 ， 允许更多的工具被安装在有限的空间 中 ， 并且减少帮浦 60 的互连配线 ， 达到减少安装成本和节省时间的 目 的 。

本发明还揭示一种从废气除去污染物的热反应 器 90 ，在 一实施例中 ， 请参阅 『图 1 2』， 该热反应器 90 包括一热反应 单元 9 1 以及一冷淬单元 92 ， 该热反应单元 9 1 包括一腔室 911 、 至少一废气入口 912 以及一火焰区域 913 , 该腔室 911 具有一侧壁 914 ， 该废气入口 912 穿设于该侧壁 914 而与该 腔室 911 流体连通以向该腔室 911 中以一非纵向的方向导入 废气 G _w ， 该火焰区域 913形成于该腔室 911 且位于该废气入 口 912下方以令该废气 G _w 导入该腔室 911 后向下一垂直距离 D _v 得进入该火焰区域 913。 在本实施例中 ， 该非纵向的方向 系一水平方向 ， 于其他实施例 ， 该方向可以是其他非垂直方 向而与水平面呈一小于 90 度的角度的斜向方向 ， 例如 『图 13』。 如此一来 ， 当该废气 G _* 导入该腔室 911 后 ， 将不会立 刻地接触到该火焰区域 913 ， 因此 ，该热反应器 90 具有可以 防止该废气 G _w 因分解不完全而沉积于该腔室 911 的内壁的效 果 。 该冷淬单元 92设置于热反应单元 91 下方并连接至该热 反应单元 91 且用以接收来自 该热反应单元 91 的气体流 G _s ， 其中该冷淬单元 92 包括沿该冷淬单元 92 的一内壁 921 的水 帘 W。

本实施例中 ， 该热反应单元 91 还包括至少一燃料入口 915 以及一引导火焰入口 916 ， 该燃料入口 915 将燃料 F 导 入该腔室 911 ， 该引导火焰入口 916 则提供一点燃该燃料 F 的引导火焰 917 ，『 图 12』 和 『图 13』 中 ， 该燃料入口 915 以及该引导火焰入口 916 为设置在该废气入口 912 下方 ， 但 此仅为举例说明 ， 在其他例子中 ， 该燃料入口 915 以及该引 导火焰入口 916也可以选择设置在其他位置 ， 只要该火焰区 域 913形成于该腔室 911 且位于该废气入口 912下方即可 。 另外 ， 于一实施例中 ， 该燃料 F可先在一预混腔室 918和一 空气或其他气体混合后再送入该腔室 911 。

在另一实施例中 ， 请同样参阅 『 图 12』 和 『图 13』 ， 该 热反应器 90包括一热反应单元 91以及一冷淬单元 92，该热 反应单元 91 包括一腔室 911、 至少一废气入口 912、 至少一 燃料入口 915以及一引导火焰入口 916， 该废气入口 912与 该腔室 911流体连通以向该腔室 911 中导入废气 G _w ， 该燃料 入口 915与该腔室 911流体连通以导入燃料 F， 该燃料 F用 于该腔室 911中的该废气 G _w 的分解过程 ，该引导火焰入口 916 与该腔室 911流体连通以提供一引导火焰 917点燃该燃料 F， 本实施例中 ， 该燃料入口 915和该引导火焰入口 916设置于 该废气入口 912的下方 ， 且和该废气入口 912相隔一延迟燃 烧距离 D _d ， 该冷淬单元 92设置于该热反应单元 91下方并连 接至该热反应单元 91且用 以接收来自该热反应单元 91的气 体流 G _s ， 其中该冷淬单元 92包括沿该冷淬单元 92的一内壁 921 的水帘 W。『 图 12』 和 『图 13』 中 ， 该废气入口 912 穿 设于该侧壁 914而与该腔室 911流体连通以向该腔室 911 中 以一非纵向的方向导入废气 G _w ， 然于其他例子中 ， 该废气入 口 912可以以其他方向将废气 G _w 导入该腔室 911 中 ，只要该 燃料入口 915和该引导火焰入口 916设置于该废气入口 912 的下方且相隔该延迟燃烧距离 D _d ，以达延迟点燃的 目 的即可 。

在又一实施例中 ， 请参阅 『 图 14』， 该热反应器 90 包括 一热反应单元 91 、 一冷淬单元 92 以及一点燃单元 93 ， 该热 反应单元 91 包括一腔室 911 以及至少一废气入口 912 ，该废 气入口 912 与该腔室 911 流体连通以向该腔室 911 中导入废 气 G _w ， 该点燃单元 93设置于该热反应单元 91 下方且与该热 反应单元 91 连接 ， 该点燃单元 93 包括一火焰腔室 931 ， 该 火焰腔室 931 和该腔室 911 连通 ， 该火焰腔室 931 内 包括一 燃料 F、 一用于点燃该燃料 F 的引导火焰 932 、 至少一燃料 入口 933 以及一引导火焰入口 934 ， 该燃料入口 933 将燃料 F 导入该腔室 911 ， 该引导火焰入口 934 则提供该引导火焰 932。 该冷淬单元 92 设置于热反应单元 91 下方并连接至该 热反应单元 91且用 以接收来自该热反应单元 91的气体流 G _s ， 其中该冷淬单元 92 包括沿该冷淬单元 92 的一内壁 921 的水 帘 W。 在本实施例中 ， 该废气 G _w 进入该腔室 911 后向下一垂 直距离 D _v 才进入该火焰腔室 931 。

在另一实施例中 ， 该废气入口 912和该引导火焰 932之 间沿一垂直轴向形成一逐渐向下增温的温度梯 度 ， 即 ， 从相 邻于该废气入口 912 的 A处至该火焰腔室 931 的 A’ 处 ， 系 呈现一温度梯度而逐渐上升 ，如 『图 15』所示 。本实施例中 ， 该废气入口 912 的角度设计 、 该燃料入口 915和该引导火焰 入口 916 的设置位置或该火焰区域 913 的设置位置可以参考 上述的 『 图 12』 至 『图 14』 ； 或者 ， 也可以采取其他设计 ， 只要该废气入口 912和该引导火焰 932之间形成该温度梯度 即可 。

在另一实施例中 ， 可参阅 『图 12』 至 『图 14』， 该热反 应器 90 包括一热反应单元 91 、一冷淬单元 92 以及一点燃单 元 93 ， 该热反应单元 91 包括一腔室 911 以及至少一废气入 口 912 ， 该废气入口 912 与该腔室 911 流体连通以向该腔室 911 中导入废气 G _w ， 该点燃单元 93 设置于该热反应单元 91 下方且与该热反应单元 91 连接 ，该点燃单元 93 包括一外壁 、 一内壁 、 一由该外壁和该内壁之间限定的预混腔室以及 一由 该内壁限定的火焰腔室 932 ，有关该点燃单元 93 的结构可参 考 『图 4A』 和 『图 4B』。 该冷淬单元 92 设置于热反应单元 91 下方并连接至该热反应单元 91 且用以接收来自 该热反应 单元 91 的气体流 Gs ， 其中该冷淬单元 92 包括沿该冷淬单元 92 的一内壁 921 的水帘 W。

在另一实施例中 ， 请参阅 『 图 16』， 该热反应器 90 包括 一第一热反应单元 91 、 一冷淬单元 92 、 一点燃单元 93 、 一 第二热反应单元 94 以及一富氧气体供应单元 95 ， 该第一热 反应单元 91 包括一腔室 911 以及至少一废气入口 912 ，该废 气入口 912 与该腔室 911 流体连通以向该腔室 911 导入废气 G _w ， 该点燃单元 93 包括一火焰腔室 931 ， 该火焰腔室 931 和 该腔室 911 连通 ， 该火焰腔室 931 内 包括一燃料 F 以及一用 于点燃该燃料 F 的引导火焰 932 ，该第二热反应单元 94设置 于该点燃单元 93下方 ， 该第二热反应单元 94 包括一陶瓷部 941 、 一内壁 942 、 一由该内壁 942 限定的腔室 943 、 至少一 穿设于该内壁 942且提供一气流 A的进气孔 944 以及供应该 气流 A 的气流通道 945 ， 本实施例中 ， 该气流 A 可为室温的 空气 ， 该富氧气体供应单元 95 设置于该第二热反应单元 94 下方且包括至少一进气孔 951 ，该富氧气体供应单元 95 系从 该进气孔 951 输送一富氧气体 G。至该热反应器 90 的腔室 ， 该冷淬单元 92设置于热反应单元 91 下方并和该腔室 911 连 通以接收来自该热反应单元 9 1 的气体流 G _s ， 其中该冷淬单 元 92 包括沿该冷淬单元 92 的一内壁 92 1 的水帘 W。

请参阅 『图 1 7』 ， 在其他实施例中 ， 该第二热反应单元 94 包括一倾斜内壁 942 a、 一由该倾斜内壁 942 a 限定的锥 形腔室 943a以及至少一穿设于该倾斜内壁 942a且提供一气 流 A 的斜向进气孔 944a ， 该锥形腔室 943a 具有一连通该火 焰腔室 93 1 的顶部开口 943 1 a 以及一口怪大于该顶部开口 943 1 a 的底部开口 9432a ， 其中 ， 该气流 A 朝下斜向地喷射 进入该锥形腔室 943 a ， 藉由该倾斜内壁 942a 的设计 ， 可以 减缓该废气 G _w 的颗粒沉积于该倾斜内壁 942a。

在 『图 1 2』 至 『图 1 7』 的实施例中的元件系可交互参 考 ， 也可和 『图 1』 至 『图 1 6』 的实施例中的元件交互参考 。

以上已将本发明做一详细说明 ， 惟以上所述当不能限定 本发明实施的范围 。 即凡依本发明申请范围所作的均等变化 与修饰等 ， 皆应仍属本发明的专利涵盖范围 内 。

【图式简单说明】 指定代表图为 ： 图 1 A

『 图 1 A』 ，为本发明一实施例的用于控制气体污染物分 解氧 化的装置的前视图 。

『 图 1 B』 ，为本发明一实施例的用于控制气体污染物分 解氧 化的装置的后视图 。

『 图 2』 ， 为本发明一实施例的第一腔体剖面示意图 。

『 图 3』 ， 为本发明一实施例的第一腔体示意图 。

『 图 4A』 ， 为本发明一实施例的第一 中介层示意图 。

『 图 4B』 ， 为 『 图 4A』 的部分剖面示意图 。 『 图 5』 ， 为本发明一实施例的第二腔体剖面示意图 。

『 图 6』 ， 为本发明一实施例的第二中介层剖面示意图 。

『 图 7』 ， 为本发明一实施例的第三腔体剖面示意图 。

『 图 8』 ， 为本发明一实施例的洗涤部示意图 。

『 图 9』 ， 为本发明一实施例的水箱示意图 。

『 图 1 0』 ，为本发明一实施例的用于控制气体污染物分 解氧 化的系统的示意图 。

『 图 1 1』 ，为本发明另一实施例的用于控制气体污染物 分解 氧化的系统的示意图 。

『 图 1 2』 ，为本发明一实施例的从废气除去污染物的热 反应 器的示意图 。

『 图 1 3』 ， 为 『 图 1 2』 中该废气入口的另一态样的示意图 。 『 图 1 4』 ，为本发明又一实施例的从废气除去污染物的 热反 应器的示意图 。

『 图 1 5』 ， 为 『 图 1 4』 中 A-A’ 的温度梯度示意图 。

『 图 1 6』 ，为本发明还一实施例的从废气除去污染物的 热反 应器的示意图 。

『 图 1 7』 ，为本发明其他实施例的从废气除去污染物的 热反 应器的示意图 。