除害装置
【課題】逆火現象や高温ガスの循環流の発生を防止でき、装置の稼動効率の向上を図るのに好適な除害装置を提供する。
【解決手段】除害装置１は、真空ポンプＰから排気されるガスを処理対象ガスとして燃焼により除害する燃焼炉２と、真空ポンプＰから排気されるガスを処理対象ガスとして燃焼炉２へ導く通常ライン配管３と、真空ポンプＰから排気されるガスを燃焼炉２以外へ導くバイパスライン配管５と、通常ライン配管３とバイパスライン配管５とを選択的に切り換えるライン切り換えバルブ６と、を備え、更に、通常ライン配管３内に不活性ガスを供給することにより通常ライン配管３内にライン切り換えバルブ６から燃焼炉２へ向うガスの流れを形成する手段として、ガス供給手段８が設けられるものとする。
【解決手段】除害装置１は、真空ポンプＰから排気されるガスを処理対象ガスとして燃焼により除害する燃焼炉２と、真空ポンプＰから排気されるガスを処理対象ガスとして燃焼炉２へ導く通常ライン配管３と、真空ポンプＰから排気されるガスを燃焼炉２以外へ導くバイパスライン配管５と、通常ライン配管３とバイパスライン配管５とを選択的に切り換えるライン切り換えバルブ６と、を備え、更に、通常ライン配管３内に不活性ガスを供給することにより通常ライン配管３内にライン切り換えバルブ６から燃焼炉２へ向うガスの流れを形成する手段として、ガス供給手段８が設けられるものとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空ポンプから排気されるガスを燃焼により除害（無害化）する除害装置に関し、特に、燃焼炉からその上流の配管へ火炎や高温ガスが逆流する現象（以下「逆火現象」という）や高温ガスの循環流を防止し、装置の稼動効率の向上を図れるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の除害装置（以下「従来装置１００」という）の説明図である。同図の従来装置１００は、真空ポンプＰから排気されるガスを処理対象ガスとして燃焼により除害する燃焼炉２と、真空ポンプＰから排気されるガスを処理対象ガスとして燃焼炉２へ導く通常ライン配管３と、真空ポンプＰから排気されるガスを燃焼炉２以外のガス処理部４へ導くバイパスライン配管５と、通常ライン配管３とバイパスライン配管５とを選択的に切り換えるライン切り換えバルブ６と、を備えている。
【０００３】
そして、図４の従来装置１００においては、装置の起動時など、燃焼炉２の炉内温度が除害可能な温度に到達していない状態の時や、真空ポンプＰにおいて大流量のプロセスガスを排気する動作（初期排気）が行われる時に、ライン切り換えバルブ６の操作によって使用する配管をバイパスライン配管５に切り換えることで、真空ポンプＰから排気されるガスをバイパスライン配管５で燃焼炉２以外のガス処理部４へ導くようにしている。初期排気時にバイパスライン配管５を使用するのは、排気ポンプＰから排気される大流量のガスが通常ライン配管３を通じて燃焼炉２に導入されるとしたら、その大流量のガスによって燃焼炉２の火炎が吹き消されてしまうおそれがあるためである。なお、前記バイパスライン配管５を備えた除害装置については、例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
また、図４の従来装置１００においては、大流量のガスを燃焼により除害する際の燃焼効率の向上を図るために、通常ライン配管３の下流側が複数の分岐配管３２として分岐した構造になっていて、それぞれの分岐配管３２から燃焼炉２に処理対象ガス（真空ポンプＰから排気されるガス）を供給する構成になっている。
【０００５】
さらに、図４の従来装置１００では、ライン切り換えバルブ６の操作により使用する配管がバイパスライン配管５から通常ライン配管３に切り換えられている場合において、例えば真空ポンプＰから排気されるガスの流量が減少すること等により、燃焼炉２における燃焼速度（炎が伝達する速度）に比べて通常ライン配管３から燃焼室２１に流れるガスの速度の方が遅くなる場合がある。このようにガスの速度が遅い場合、燃焼炉２と反対側へ燃え広がろうとする炎が生じやすくなる。このような場合に逆火現象が発生するため、図４の従来装置１００では、通常ライン配管３の上流に温度センサ９を設けて、逆火現象を検知するようにしている。
【０００６】
しかしながら、図４の従来装置１００にあっては、通常ライン配管３を介して燃焼炉２に処理対象ガス（真空ポンプから排気されるガス）を供給して、燃焼による処理対象ガスの除害を行っている状態において、例えば初期排気のため、ライン切り換えバルブ６の操作によって使用する配管が通常ライン配管３からバイパスライン配管５に切り換えられる場合がある。この場合は、それまで通常ライン配管３を流れていた処理対象ガスの流れが突然消滅し、ライン切り換えバルブ６近傍において通常ライン配管３内が負圧になることによって、通常ライン配管３内で逆火現象が発生するという問題がある。
【０００７】
前記のような通常ライン配管３内の逆火現象による火炎を温度センサ９が検知することにより、安全上、図４の従来装置１００は非常停止を強いられ、装置の稼動効率が悪くなるという不具合もある。
【０００８】
ところで、ライン切り換えバルブ６の操作によって使用する配管が通常ライン配管３に切り換えられている場合だけでなく、バイパスライン配管５に切り換えられている場合も、図４の従来装置１００の燃焼炉２内は常に図示しないポンプによって排気されている。しかしながら、バイパスライン配管５への切り換えにより燃焼炉２内に処理対象ガスが殆ど無い状態では、前記のような図示しないポンプでの燃焼炉２内の排気によって通常ライン配管３から燃焼炉２に向うガスの流れを形成することは困難であり、前記図示しないポンプによる燃焼炉２内の排気だけで逆火現象の発生を有効に防止することはできない。
【０００９】
また、図４の従来装置１００のように通常ライン配管３の下流側を複数の分岐配管３２として分岐した構造では、分岐配管３２の位置などに起因する配管コンダクタンス（ガスの流れやすさ）の違いにより、燃焼炉２内の高温ガスがいずれか１つ又は複数の分岐配管３２を逆流し、これら以外の別の分岐配管３２を経由して燃焼炉２へ戻るといった意図しない高温ガスの循環流が発生し、分岐配管３２が焼損するおそれもある。焼損した分岐配管３２を交換する作業中は除害装置自体を停止しなければならず、装置の稼動効率が悪くなる。
【００１０】
特に、図４の従来装置１００では、分岐配管３２ごとに、圧力計１０を設置し、かつ、設置した圧力計１０の保護のため、分岐配管３２と圧力計１０とを結ぶ圧力導入管１１に少量の窒素ガスを導入しているが、このように導入される窒素ガスが前記逆火現象や高温ガスの循環流を生み出す要因のひとつになっていると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平６−４７２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は前記問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは逆火現象や高温ガスの循環流の発生を防止でき、装置の稼動効率の向上を図るのに好適な除害装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明は、真空ポンプから排気されるガスを処理対象ガスとして燃焼により除害する燃焼炉と、前記真空ポンプから排気されるガスを前記処理対象ガスとして前記燃焼炉へ導く通常ライン配管と、前記真空ポンプから排気されるガスを前記燃焼炉以外へ導くバイパスライン配管と、前記通常ライン配管と前記バイパスライン配管とを選択的に切り換えるライン切り換えバルブと、を備えた除害装置において、前記通常ライン配管内に不活性ガスを供給することにより前記通常ライン配管内に前記ライン切り換えバルブから前記燃焼炉へ向うガスの流れを形成するガス供給手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】
前記本発明において、前記ガス供給手段による前記不活性ガスの供給は、前記ライン切り換えバルブの操作によって使用する配管が前記通常ライン配管から前記バイパスライン配管に切り換えられた時より開始されるようにすることができる。
【００１５】
また、前記本発明において、前記ガス供給手段による前記不活性ガスの供給は、前記ライン切り換えバルブの操作によって使用する配管が前記バイパスライン配管に切り換えられている状態で、前記燃焼炉の炉内温度が除害可能な温度に達する前より開始されるようにすることができる。
【００１６】
前記本発明において、前記通常ライン配管から前記バイパスライン配管への切り換えは、前記切り換えバルブに対して出力されるバルブ切り換え信号に基づいて行われ、前記ガス供給手段による前記不活性ガスの供給は、前記バルブ切り換え信号に基づいて開始されるように構成してもよい。
【００１７】
前記本発明において、前記不活性ガスの供給量は、少なくとも前記通常ライン配管内で前記ライン切り換えバルブから前記燃焼炉へ向う前記処理対象ガスの流量と同等量であるものとしてもよい。
【００１８】
前記本発明において、前記不活性ガスは、窒素ガスとして説明しているが、窒素ガス以外の不活性ガスを採用してもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明にあっては、除害装置の具体的な構成として、通常ライン配管内に不活性ガスを供給することにより通常ライン配管内にライン切り換えバルブから燃焼炉へ向うガスの流れを形成するガス供給手段を設けた。このため、例えば、ライン切り換えバルブの操作による通常ライン配管からバイパスライン配管への切り換え時に、通常ライン配管内にライン切り換えバルブから燃焼炉に向うガスの流れを強制的に形成でき、そのようなガスの流れによって前述の逆火現象や高温ガスの循環流の発生を防止することができる。したがって、逆火現象による除害装置の非常停止がなくなること、及び、高温ガスの循環流による配管の破損や破損した配管の交換のために除害装置を停止することがなくなり、除害装置の稼動効率の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態である除害装置（ライン切り換えバルブの操作によって使用する配管がバイパスライン配管に切り換えられている状態）の説明図。
【図２】図１の除害装置の起動から通常停止までの同装置の運転状態を示したタイムチャート図。
【図３】図１の除害装置１の起動からその後に非常停止が行われたときの同装置の運転状態を示したタイムチャート図。
【図４】従来の除害装置（ライン切り換えバルブの操作によって使用する配管がバイパスライン配管に切り換えられている状態）の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、願書に添付した図面を参照しながら説明する。
【００２２】
《除害装置の概要》
図１は、本発明の一実施形態である除害装置の説明図である。同図の除害装置１は、真空ポンプＰから排気されるガスを燃焼によって除害する燃焼炉２と、真空ポンプＰから排気されるガスを燃焼炉２へ導く通常ライン配管３と、真空ポンプＰから排気されるガスを燃焼炉２以外へ導くバイパスライン配管５と、通常ライン配管３とバイパスライン配管５とを選択的に切り換えるライン切り換えバルブ６と、燃焼炉２及びライン切り換えバルブ６を含む機器類を統括制御する制御部（以下「除害装置制御部７」という）とを備えている。また、同図の除害装置１は、前記通常ライン配管３内へ不活性ガスを供給することにより前記通常ライン配管３内に前記ライン切り換えバルブ６から前記燃焼炉２へ向うガスの流れを形成する手段として、ガス供給手段８を設けている。本実施形態では、真空ポンプＰから排気されるガスをバイパスライン配管５によりガス処理部４（例えば本除害装置１を設置する工場内の既設のガス処理施設など）へ導くようにしているが、ガス処理部４以外へ前記ガスを導くようにしてもよい。
【００２３】
《燃焼炉２の詳細構成》
前記燃焼炉２は、燃焼室２１と、その燃焼室２１に連通する複数（図１の例では６つ）の燃焼通路２２Ａを備えた燃焼ヘッド２２とを備えており、真空ポンプＰから排気されるガスは、通常ライン配管３から燃焼ヘッド２２の各燃焼通路２２Ａを経由して燃焼室２１に流入するように構成してある。燃焼室２１では燃焼によってガスを除害するが、このガスの除害は燃焼ヘッド２２の各燃焼通路２２Ａでも行われる。
【００２４】
《通常ライン配管３の詳細構成》
前記通常ライン配管３は、主配管３１と、主配管３１から分岐した複数（図１の例では６つ）の分岐配管３２とからなるとともに、主配管３１の上流端をライン切り換えバルブ６に連通接続し、それぞれの分岐配管３２の下流端を燃焼炉２の燃焼ヘッド２２に連通接続することにより、ライン切り換えバルブ６を介して、真空ポンプＰから排気されるガスを燃焼炉２へ導くように構成してある。
【００２５】
図１の除害装置１では、ライン切り換えバルブ６の下流で、かつ、通常ライン配管３の上流（具体的には主配管３１の上流）に、熱電対などの温度センサ（以下「管内温度センサ９」という）を設置することで、通常ライン配管３内で生じ得る逆火を検知できるように構成してある。また、同図の除害装置１では、管内温度センサ９の上流から通常ライン配管３内に少量の不活性ガス（本例では窒素ガス）を供給することにより、管内温度センサ９を逆火から保護している。なお、この管内温度センサ９で検知した温度は温度検知信号として除害装置制御部７へ出力される。
【００２６】
また、図１の除害装置１においては、通常ライン配管３を構成するそれぞれの分岐配管３２に、圧力計１０を設置することにより、通常ライン配管３の内部圧力を監視できるように構成してある。また、同図の除害装置１では、圧力計１０の保護のため、分岐配管３２から圧力計１０へ計測対象圧力を導入する圧力導入管１１に、少量の不活性ガス（本例では窒素ガス）を供給している。
【００２７】
《バイパスライン配管５の詳細構成》
前記バイパスライン配管５は、その上流端をライン切り換えバルブ６に連通接続し、その下流端を燃焼炉２以外のガス処理部４に連通接続することにより、ライン切り換えバルブ６を介して、真空ポンプＰから排気されるガスを前記ガス処理部４へ導くように構成してある。
【００２８】
《ライン切り換えバルブ６の詳細構成》
前記ライン切り換えバルブ６は、例えば３方弁からなるとともに、除害装置制御部７から出力されるバルブ切り換え信号に基づいて作動し、使用する配管を通常ライン配管３からバイパスライン配管５に切り換えたり、バイパスライン配管５から通常ライン配管３に切り換えたりする手段として機能する。
【００２９】
《ガス供給手段８の詳細構成》
前記ガス供給手段８は、ライン切り換えバルブ６より下流で、管内温度センサ９より上流の通常ライン配管３（図１の例では主配管３１）に、不活性ガスのガス供給管８１を接続するとともに、そのガス供給管８１に設けてある開閉バルブ８２の操作により、図示しない不活性ガス供給装置からガス供給管８１を通じて通常ライン配管３内に不活性ガス（本例では窒素ガス）を供給したり、その供給を停止したりすることができるように構成してある。
【００３０】
通常ライン配管３内でライン切り換えバルブ６から燃焼炉２へ向う処理対象ガス（排気ポンプから排気されるガス）の流れ（オンライン流）が存在するときは、オンライン流によって逆火現象は抑制される。しかしながら、ライン切り換えバルブ６の操作によって使用する配管が通常ライン配管３からバイパスライン配管５に切り換えられた時は、前記オンライン流が突然消滅し、ライン切り換えバルブ６近傍で通常ライン配管３内が負圧になり、それまで抑制されていた逆火現象が発生し易くなる。また、使用する配管がバイパスライン配管５に切り換えられている状態で、燃焼炉２の炉内温度が除害可能な温度に達した時も、前記オンライン流が存在しないことから、同様に逆火現象が発生し易くなると考えられる。
【００３１】
そこで、図１の除害装置１では、ライン切り換えバルブ６の操作によって使用する配管が通常ライン配管３からバイパスライン配管５に切り換えられた時に、ガス供給手段８から通常ライン配管３内へ不活性ガスの供給を開始したり、ライン切り換えバルブ６の操作によって使用する配管がバイパスライン配管５に切り換えられている状態で、燃焼炉２の炉内温度が除害可能な温度に達する前より、ガス供給手段８から通常ライン配管３内へ不活性ガスの供給を開始したりすることで、前記オンライン流と同等な流れが通常ライン配管３内に形成されるようにして、逆火現象の発生を防止している。
【００３２】
以上のことより、ガス供給手段８による不活性ガスの供給量は、少なくとも前記オンライン流（通常ライン配管３内でライン切り換えバルブ６から燃焼炉２へ向う処理対象ガスの流れ）の流量と同等量であることが望ましい。なお、バイパスライン配管５に流れるガスの流量がオンライン流の流量と略等しいなら、ガス供給手段８による不活性ガスの供給量は、少なくともバイパスライン配管５に流れるガスの流量と同等量としてもよい。
【００３３】
ガス供給手段８による不活性ガスの供給量は、前記同等量より少なくしたり多くしたりすることも可能である。しかし、その供給量が前記同等量より少なくなると、その減少割合に応じて逆火現象の抑制効果が薄れ、逆火現象を防止することができない。この一方、かかる供給量が前記同等量より極端に多くなると、燃焼炉２の火炎を吹き消してしまうという不具合が生じる。
【００３４】
《除害装置制御部７の詳細構成》
前記除害装置制御部７は、少なくとも下記（１）から（７）の機能を有する。
（１）図１の除害装置１を起動するスイッチ（以下「起動スイッチ」という）のＯＮをトリガとして、図示しない燃料供給装置に対して燃料供給開始信号を出力することで、燃料供給装置から燃焼炉２へ燃料と空気の混合燃料ガスを供給させる機能。
（２）真空ポンプＰの図示しないポンプ制御装置から出力される後述の初期排気信号や前述の温度検知信号を受信する機能。
（３）前記初期排気信号の受信をトリガとして、ライン切り換えバルブ６に対してバルブ切り換え信号を出力する機能。
（４）受信した前記温度検知信号より通常ライン配管３内の温度を監視し、通常ライン配管３内の温度が逆火現象時の温度かどうかを判定することで、通常ライン配管３内における逆火現象を検知する機能。
（５）逆火現象の検知をトリガとして、前記燃料供給装置に対して燃料供給停止信号を出力することにより、燃料供給装置から燃焼炉２への前記混合燃料ガスの供給を停止させる機能。
（６）ガス供給手段８の開閉バルブ８２に対してバルブ開信号やバルブ閉信号を出力することにより、当該開閉バルブ８２を操作し、ガス供給手段８から通常ライン配管３内への不活性ガスの供給を開始させたり停止させたりする機能。
（７）燃焼炉２に設けた図示しない温度センサ（以下「炉内温度センサ」という）から出力される温度検知信号を受信し、受信した温度検知信号に基づいて燃焼炉２内の温度を監視する機能。
【００３５】
《除害装置１の動作説明》
次に、図１の除害装置の動作について図２、図３を基に説明する。
【００３６】
図２は、図１の除害装置１の起動から通常停止までの同装置の運転状態を示したタイムチャート図である。このタイムチャート図を参照すると、図１の除害装置１では、時刻ｔ０で起動スイッチをＯＮにすることにより、図示しない燃料供給装置から燃焼炉２に対して燃料と空気の混合燃料ガスが供給され、時刻ｔ０直後の着火により燃焼炉２において燃焼を開始する。そして、燃焼開始から所定時間を経過した時刻ｔ１で燃焼炉２の炉内温度が除害可能温度を超え（着火完了）、同時刻ｔ１より処理対象ガス（真空ポンプＰから排気されるガス）の燃焼による除害が可能になる。
【００３７】
着火による燃焼開始から燃焼炉の炉内温度が除害可能温度を超える（着火完了）までの間（時刻ｔ０直後からｔ１）は、除害準備中のため、燃焼炉２において、真空ポンプＰから排気されるガスを燃焼により除害することはできない。このため、図１の除害装置１では、その間（時刻ｔ０直後からｔ１）、ライン切り換えバルブ６により使用する配管を通常ライン配管３からバイパスライン配管５へ切り換え、真空ポンプＰから排気されるガスをバイパスライン配管５で燃焼炉２以外のガス処理部４へ送るようにしている。
【００３８】
また、図１の除害装置１では、着火完了により除害可能になったら、その後の例えば時刻ｔ２で、ライン切り換えバルブ６により使用する配管をバイパスライン配管５から通常ライン配管３に切り換え、真空ポンプＰから排気されるガスを処理対象ガスとして通常ライン配管３で燃焼炉２へ送る。
【００３９】
《逆火発生例 その１》
ところで、着火完了の時刻ｔ１から通常ライン配管３に切り換る時刻ｔ２までの間は、前述の通り、真空ポンプＰから排気されるガスがバイパスライン配管５で燃焼炉２以外のガス処理部４に送られるので、通常ライン配管３内にライン切り換えバルブ６から燃焼炉２へ向う処理対象ガスの流れ（オンライン流）は生じない。このため、その間（時刻ｔ１からｔ２）は逆火現象や高温ガスの循環流が発生し易くなる。
【００４０】
そこで、図１の除害装置１においては、時刻ｔ２でバイパスライン配管５から通常ライン配管３への切り換えが行われる前より（図２の例では時刻ｔ０）、ガス供給手段８から通常ライン配管３内へ不活性ガスの供給を開始することで、前記オンライン流と同等な流れが通常ライン配管３内に生成されるようにして、逆火現象や高温ガスの循環流の発生を防止している。なお、図２の例では、通常ライン配管３への切換えが行われる前より不活性ガスの供給を開始する手段として、時刻ｔ０での起動スイッチのＯＮをトリガとして、除害装置制御部７からガス供給手段８の開閉バルブ８２に対してバルブ開信号を出力するようにしているが、これとは別の方式で不活性ガスの供給を開始してもよい。
【００４１】
前述のように着火完了の時刻ｔ１から逆火現象や高温ガスの循環流が発生しやすくなるから、着火完了と同時刻ｔ１から前記不活性ガスの供給を開始する方法も考えられる。しかし、不活性ガスの供給によって前記オンライン流と同等な流れを通常ライン配管３内に生成するには多少時間がかかるので、着火完了の時刻ｔ１より少し早めに不活性ガスの供給を開始することが好ましいと考えられる。
【００４２】
前記のように時刻ｔ２で通常ライン配管３に切り換えられた後は、真空ポンプＰから排気されるガスが通常ライン配管３を通って燃焼炉２へ移行し、通常ライン配管３内にライン切り換えバルブ６から燃焼炉２へ向う処理対象ガスの流れ（オンライン流）が形成され、オンライン流によって逆火現象や高温ガスの循環流の発生は防止される。そのため、図１の除害装置１では、通常ライン配管３への切り換えに連動して、時刻ｔ２で、ガス供給手段８から通常ライン配管３内への不活性ガスの供給を停止している。なお、このような通常ライン配管３への切り換えと不活性ガスの供給停止との連動は、例えば、除害装置制御部７からライン切り換えバルブ６に対して出力されるバルブ切り換え信号と同時に、ガス供給手段８の開閉バルブ８２に対してバルブ閉信号を出力する方式によって実現してもよい。
【００４３】
《逆火発生例 その２》
次に、時刻ｔ３では、真空ポンプＰにおいて大流量のプロセスガスを排気する動作（初期排気）が開始され、この初期排気の開始と継続を知らせる初期排気信号が真空ポンプＰの図示しないホンプ制御装置から除害装置制御部７に対して出力される。かかる初期排気信号を受信した除害装置制御部７は、初期排気信号の受信をトリガとして、ライン切り換えバルブ６に対してバルブ切り換え信号を出力する。これにより、図１の除害装置１においては、ライン切り換えバルブ６により使用する配管を通常ライン配管３からバイパスライン配管５へ切り換え、真空ポンプＰから排気される大流量のプロセスガスをバイパスライン配管５で燃焼炉２以外のガス処理部４へ送る。
【００４４】
ところで、初期排気の開始時刻ｔ３からその終了時刻ｔ４までの間は、前述の通り、真空ポンプＰから排気されるガスがバイパスライン配管５で燃焼炉２以外のガス処理部４に送られることから、通常ライン配管３内においてライン切り換えバルブ６から燃焼炉２へ向う処理対象ガスの流れ（オンライン流）は消滅する。このため、その間（時刻ｔ３からｔ４）は逆火現象や高温ガスの循環流が発生し易くなる。
【００４５】
そこで、図１の除害装置１においては、時刻ｔ３で通常ライン配管３からバイパスライン配管５への切り換えが行われる動作に連動して、使用する配管が通常ライン配管３からバイパスライン配管５に切り換えられた時よりガス供給手段８から通常ライン配管３内へ不活性ガスの供給を開始することで、前記オンライン流と同等な流れが通常ライン配管３内に生成されるようにして、逆火現象及び高温ガスの循環流の発生を防止している。なお、このようなバイパスライン配管５への切り換えと不活性ガスの供給開始との連動は、例えば、除害装置制御部７からライン切り換えバルブ６に対して出力されるバルブ切り換え信号と同時に、ガス供給手段８の開閉バルブ８２に対してバルブ開信号を出力する方式によって実現してもよい。
【００４６】
時刻ｔ４で初期排気が終了した後は、真空ポンプＰから排気されるガスが処理対象ガスとして通常ライン配管３を通って燃焼炉２へ移行し、通常ライン配管３内にライン切り換えバルブ６から燃焼炉２へ向う処理対象ガスの流れ（オンライン流）が形成され、このオンライン流によって逆火現象が防止される。
【００４７】
そのため、図１の除害装置１においては、初期排気が終了した時点（時刻ｔ４）での通常ライン配管３への切り換えに連動して、ガス供給手段８から通常ライン配管３内への不活性ガスの供給を停止している。なお、このような通常ライン配管３への切り換えと不活性ガスの供給停止との連動もまた、先に説明した方式によって実現してもよい。
【００４８】
前記のように通常ライン配管３を通じて燃焼炉２へ送られた処理対象ガス（真空ポンプから排気されたガス）は、燃焼によって除害され、外部へ排気される。
【００４９】
《逆火発生例 その３》
また、図１の除害装置１では、時刻ｔ６で起動スイッチをＯＦＦとすることにより、通常停止の処理動作として、（Ａ）ライン切り換えバルブ６による通常ライン配管３からバイパスライン配管５への切り換え動作を行うとともに、（Ｂ）燃焼炉２への混合ガスの供給停止等といった消火動作と、（Ｃ）ガス供給手段８から通常ライン配管３内への不活性ガスの供給動作を開始する。
【００５０】
前記（Ｃ）の不活性ガスの供給動作は、具体的には、起動スイッチのＯＦＦをトリガにして、時刻ｔ６より除害装置制御部７において図示しないタイマが作動し、同時刻ｔ６よりガス供給手段８から通常ライン配管３内へ不活性ガスの供給を開始することにより、前記オンライン流と同等な流れを通常ライン配管３内に形成するものである。そして、前記タイマで測定した時間が所定時間（停止シーケンス）を経過したら、ガス供給手段８による不活性ガスの供給は停止される。
【００５１】
起動スイッチのＯＦＦにより行われる前記消火動作の開始直後は、燃焼炉２内に燃え残りの火炎や高温ガスが存在するため、バイパスライン配管５への切り換えによって逆火現象や高温ガスの循環流が発生する可能性が考えられる。しかし、図１の除害装置１においては、先に説明したように起動スイッチのＯＦＦと同時に行われる消火動作の開始（時刻ｔ６）から通常ライン配管３内へ不活性ガスの供給を行うことにより、通常ライン配管３内に前記オンライン流と同等な流れが生成されるようにしているので、燃え残りの火炎や高温ガスによる逆火現象及び高温ガスの循環流の発生を防止することができる。
【００５２】
図３は、図１の除害装置１の起動からその後に非常停止が行われたときの同装置の運転状態を示したタイムチャート図である。なお、この図３のタイムチャート図において時刻ｔ０からｔ４までの間に行われる同図の除害装置１の動作は、先に図２のタイムチャート図で説明した動作と同様であるため、その詳細説明は省略し、時刻ｔ４以降に行われる除害装置の動作について説明する。
【００５３】
時刻ｔ５で、管内温度センサ９から出力される温度検知信号に基づいて除害装置制御部７が逆火現象を検出したら、図１の除害装置１においては、その逆火現象の検知をトリガにして、非常停止の処理動作、具体的には（Ａ）ライン切り換えバルブ６による通常ライン配管３からバイパスライン配管５への切り換え動作を行うとともに、（Ｂ）前述の消火動作と（Ｃ）ガス供給手段８から通常ライン配管３内への不活性ガスの供給動作を開始する。
【００５４】
その後、同図の除害装置１では、起動スイッチのＯＦＦをトリガにして、時刻ｔ６より除害装置制御部７において図示しないタイマが作動し、このタイマで測定した時間が所定時間（停止シーケンス）を経過したら、ガス供給手段８による不活性ガスの供給は停止する。
【００５５】
なお、起動スイッチのＯＦＦをトリガにして行われる不活性ガスの供給停止は、例えば前述の図示しない炉内温度センサで検出した燃焼炉２の炉内温度が逆火現象の生じない温度に達したら不活性ガスの供給を停止する方式を採用することもできる。
【００５６】
以上説明した本実施形態の除害装置にあっては、その具体的な構成として、通常ライン配管３内に不活性ガスを供給することにより通常ライン配管３内にライン切り換えバルブ６から燃焼炉２へ向うガスの流れを形成する手段として、ガス供給手段８を設けた。このため、本除害装置１の起動時など、燃焼炉２の炉内温度が除害可能な温度に到達していない状態の時に、ライン切り換えバルブ６の操作によって使用する配管がバイパスライン配管５に切り換えられている場合や、前述の初期排気が行われる時に使用する配管がバイパスライン５に切り換えられた場合でも、ガス供給手段８から通常ライン配管３内への不活性ガスの供給により、通常ライン配管３内にライン切り換えバルブ６から燃焼炉２に向うガスの流れが強制的に形成され、そのようなガスの流れによって逆火現象や高温ガスの循環流の発生を防止することができる。したがって、逆火現象による除害装置１の非常停止がなくなること、及び、高温ガスの循環流による配管の焼損や焼損した配管の交換のために除害装置を停止することがなくなり、除害装置１の稼動効率の向上を図れる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 除害装置
２ 燃焼炉
２１ 燃焼室
２２Ａ 燃焼通路
２２ 燃焼ヘッド
３ 通常ライン配管
３１ 主配管
３２ 分岐配管
４ ガス処理部
５ バイパスライン配管
６ ライン切り換えバルブ
７ 制御部（除害装置制御部）
８ ガス供給手段
８１ ガス供給管
８２ 開閉バルブ
９ 温度センサ（管内温度センサ）
１０ 圧力計
１１ 圧力導入管
１００ 従来の除害装置（従来装置）
Ｐ 真空ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空ポンプから排気されるガスを燃焼により除害（無害化）する除害装置に関し、特に、燃焼炉からその上流の配管へ火炎や高温ガスが逆流する現象（以下「逆火現象」という）や高温ガスの循環流を防止し、装置の稼動効率の向上を図れるようにしたものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の除害装置（以下「従来装置１００」という）の説明図である。同図の従来装置１００は、真空ポンプＰから排気されるガスを処理対象ガスとして燃焼により除害する燃焼炉２と、真空ポンプＰから排気されるガスを処理対象ガスとして燃焼炉２へ導く通常ライン配管３と、真空ポンプＰから排気されるガスを燃焼炉２以外のガス処理部４へ導くバイパスライン配管５と、通常ライン配管３とバイパスライン配管５とを選択的に切り換えるライン切り換えバルブ６と、を備えている。
【０００３】
そして、図４の従来装置１００においては、装置の起動時など、燃焼炉２の炉内温度が除害可能な温度に到達していない状態の時や、真空ポンプＰにおいて大流量のプロセスガスを排気する動作（初期排気）が行われる時に、ライン切り換えバルブ６の操作によって使用する配管をバイパスライン配管５に切り換えることで、真空ポンプＰから排気されるガスをバイパスライン配管５で燃焼炉２以外のガス処理部４へ導くようにしている。初期排気時にバイパスライン配管５を使用するのは、排気ポンプＰから排気される大流量のガスが通常ライン配管３を通じて燃焼炉２に導入されるとしたら、その大流量のガスによって燃焼炉２の火炎が吹き消されてしまうおそれがあるためである。なお、前記バイパスライン配管５を備えた除害装置については、例えば特許文献１に開示されている。
【０００４】
また、図４の従来装置１００においては、大流量のガスを燃焼により除害する際の燃焼効率の向上を図るために、通常ライン配管３の下流側が複数の分岐配管３２として分岐した構造になっていて、それぞれの分岐配管３２から燃焼炉２に処理対象ガス（真空ポンプＰから排気されるガス）を供給する構成になっている。
【０００５】
さらに、図４の従来装置１００では、ライン切り換えバルブ６の操作により使用する配管がバイパスライン配管５から通常ライン配管３に切り換えられている場合において、例えば真空ポンプＰから排気されるガスの流量が減少すること等により、燃焼炉２における燃焼速度（炎が伝達する速度）に比べて通常ライン配管３から燃焼室２１に流れるガスの速度の方が遅くなる場合がある。このようにガスの速度が遅い場合、燃焼炉２と反対側へ燃え広がろうとする炎が生じやすくなる。このような場合に逆火現象が発生するため、図４の従来装置１００では、通常ライン配管３の上流に温度センサ９を設けて、逆火現象を検知するようにしている。
【０００６】
しかしながら、図４の従来装置１００にあっては、通常ライン配管３を介して燃焼炉２に処理対象ガス（真空ポンプから排気されるガス）を供給して、燃焼による処理対象ガスの除害を行っている状態において、例えば初期排気のため、ライン切り換えバルブ６の操作によって使用する配管が通常ライン配管３からバイパスライン配管５に切り換えられる場合がある。この場合は、それまで通常ライン配管３を流れていた処理対象ガスの流れが突然消滅し、ライン切り換えバルブ６近傍において通常ライン配管３内が負圧になることによって、通常ライン配管３内で逆火現象が発生するという問題がある。
【０００７】
前記のような通常ライン配管３内の逆火現象による火炎を温度センサ９が検知することにより、安全上、図４の従来装置１００は非常停止を強いられ、装置の稼動効率が悪くなるという不具合もある。
【０００８】
ところで、ライン切り換えバルブ６の操作によって使用する配管が通常ライン配管３に切り換えられている場合だけでなく、バイパスライン配管５に切り換えられている場合も、図４の従来装置１００の燃焼炉２内は常に図示しないポンプによって排気されている。しかしながら、バイパスライン配管５への切り換えにより燃焼炉２内に処理対象ガスが殆ど無い状態では、前記のような図示しないポンプでの燃焼炉２内の排気によって通常ライン配管３から燃焼炉２に向うガスの流れを形成することは困難であり、前記図示しないポンプによる燃焼炉２内の排気だけで逆火現象の発生を有効に防止することはできない。
【０００９】
また、図４の従来装置１００のように通常ライン配管３の下流側を複数の分岐配管３２として分岐した構造では、分岐配管３２の位置などに起因する配管コンダクタンス（ガスの流れやすさ）の違いにより、燃焼炉２内の高温ガスがいずれか１つ又は複数の分岐配管３２を逆流し、これら以外の別の分岐配管３２を経由して燃焼炉２へ戻るといった意図しない高温ガスの循環流が発生し、分岐配管３２が焼損するおそれもある。焼損した分岐配管３２を交換する作業中は除害装置自体を停止しなければならず、装置の稼動効率が悪くなる。
【００１０】
特に、図４の従来装置１００では、分岐配管３２ごとに、圧力計１０を設置し、かつ、設置した圧力計１０の保護のため、分岐配管３２と圧力計１０とを結ぶ圧力導入管１１に少量の窒素ガスを導入しているが、このように導入される窒素ガスが前記逆火現象や高温ガスの循環流を生み出す要因のひとつになっていると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開平６−４７２６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は前記問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは逆火現象や高温ガスの循環流の発生を防止でき、装置の稼動効率の向上を図るのに好適な除害装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明は、真空ポンプから排気されるガスを処理対象ガスとして燃焼により除害する燃焼炉と、前記真空ポンプから排気されるガスを前記処理対象ガスとして前記燃焼炉へ導く通常ライン配管と、前記真空ポンプから排気されるガスを前記燃焼炉以外へ導くバイパスライン配管と、前記通常ライン配管と前記バイパスライン配管とを選択的に切り換えるライン切り換えバルブと、を備えた除害装置において、前記通常ライン配管内に不活性ガスを供給することにより前記通常ライン配管内に前記ライン切り換えバルブから前記燃焼炉へ向うガスの流れを形成するガス供給手段を設けたことを特徴とする。
【００１４】
前記本発明において、前記ガス供給手段による前記不活性ガスの供給は、前記ライン切り換えバルブの操作によって使用する配管が前記通常ライン配管から前記バイパスライン配管に切り換えられた時より開始されるようにすることができる。
【００１５】
また、前記本発明において、前記ガス供給手段による前記不活性ガスの供給は、前記ライン切り換えバルブの操作によって使用する配管が前記バイパスライン配管に切り換えられている状態で、前記燃焼炉の炉内温度が除害可能な温度に達する前より開始されるようにすることができる。
【００１６】
前記本発明において、前記通常ライン配管から前記バイパスライン配管への切り換えは、前記切り換えバルブに対して出力されるバルブ切り換え信号に基づいて行われ、前記ガス供給手段による前記不活性ガスの供給は、前記バルブ切り換え信号に基づいて開始されるように構成してもよい。
【００１７】
前記本発明において、前記不活性ガスの供給量は、少なくとも前記通常ライン配管内で前記ライン切り換えバルブから前記燃焼炉へ向う前記処理対象ガスの流量と同等量であるものとしてもよい。
【００１８】
前記本発明において、前記不活性ガスは、窒素ガスとして説明しているが、窒素ガス以外の不活性ガスを採用してもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明にあっては、除害装置の具体的な構成として、通常ライン配管内に不活性ガスを供給することにより通常ライン配管内にライン切り換えバルブから燃焼炉へ向うガスの流れを形成するガス供給手段を設けた。このため、例えば、ライン切り換えバルブの操作による通常ライン配管からバイパスライン配管への切り換え時に、通常ライン配管内にライン切り換えバルブから燃焼炉に向うガスの流れを強制的に形成でき、そのようなガスの流れによって前述の逆火現象や高温ガスの循環流の発生を防止することができる。したがって、逆火現象による除害装置の非常停止がなくなること、及び、高温ガスの循環流による配管の破損や破損した配管の交換のために除害装置を停止することがなくなり、除害装置の稼動効率の向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態である除害装置（ライン切り換えバルブの操作によって使用する配管がバイパスライン配管に切り換えられている状態）の説明図。
【図２】図１の除害装置の起動から通常停止までの同装置の運転状態を示したタイムチャート図。
【図３】図１の除害装置１の起動からその後に非常停止が行われたときの同装置の運転状態を示したタイムチャート図。
【図４】従来の除害装置（ライン切り換えバルブの操作によって使用する配管がバイパスライン配管に切り換えられている状態）の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について、願書に添付した図面を参照しながら説明する。
【００２２】
《除害装置の概要》
図１は、本発明の一実施形態である除害装置の説明図である。同図の除害装置１は、真空ポンプＰから排気されるガスを燃焼によって除害する燃焼炉２と、真空ポンプＰから排気されるガスを燃焼炉２へ導く通常ライン配管３と、真空ポンプＰから排気されるガスを燃焼炉２以外へ導くバイパスライン配管５と、通常ライン配管３とバイパスライン配管５とを選択的に切り換えるライン切り換えバルブ６と、燃焼炉２及びライン切り換えバルブ６を含む機器類を統括制御する制御部（以下「除害装置制御部７」という）とを備えている。また、同図の除害装置１は、前記通常ライン配管３内へ不活性ガスを供給することにより前記通常ライン配管３内に前記ライン切り換えバルブ６から前記燃焼炉２へ向うガスの流れを形成する手段として、ガス供給手段８を設けている。本実施形態では、真空ポンプＰから排気されるガスをバイパスライン配管５によりガス処理部４（例えば本除害装置１を設置する工場内の既設のガス処理施設など）へ導くようにしているが、ガス処理部４以外へ前記ガスを導くようにしてもよい。
【００２３】
《燃焼炉２の詳細構成》
前記燃焼炉２は、燃焼室２１と、その燃焼室２１に連通する複数（図１の例では６つ）の燃焼通路２２Ａを備えた燃焼ヘッド２２とを備えており、真空ポンプＰから排気されるガスは、通常ライン配管３から燃焼ヘッド２２の各燃焼通路２２Ａを経由して燃焼室２１に流入するように構成してある。燃焼室２１では燃焼によってガスを除害するが、このガスの除害は燃焼ヘッド２２の各燃焼通路２２Ａでも行われる。
【００２４】
《通常ライン配管３の詳細構成》
前記通常ライン配管３は、主配管３１と、主配管３１から分岐した複数（図１の例では６つ）の分岐配管３２とからなるとともに、主配管３１の上流端をライン切り換えバルブ６に連通接続し、それぞれの分岐配管３２の下流端を燃焼炉２の燃焼ヘッド２２に連通接続することにより、ライン切り換えバルブ６を介して、真空ポンプＰから排気されるガスを燃焼炉２へ導くように構成してある。
【００２５】
図１の除害装置１では、ライン切り換えバルブ６の下流で、かつ、通常ライン配管３の上流（具体的には主配管３１の上流）に、熱電対などの温度センサ（以下「管内温度センサ９」という）を設置することで、通常ライン配管３内で生じ得る逆火を検知できるように構成してある。また、同図の除害装置１では、管内温度センサ９の上流から通常ライン配管３内に少量の不活性ガス（本例では窒素ガス）を供給することにより、管内温度センサ９を逆火から保護している。なお、この管内温度センサ９で検知した温度は温度検知信号として除害装置制御部７へ出力される。
【００２６】
また、図１の除害装置１においては、通常ライン配管３を構成するそれぞれの分岐配管３２に、圧力計１０を設置することにより、通常ライン配管３の内部圧力を監視できるように構成してある。また、同図の除害装置１では、圧力計１０の保護のため、分岐配管３２から圧力計１０へ計測対象圧力を導入する圧力導入管１１に、少量の不活性ガス（本例では窒素ガス）を供給している。
【００２７】
《バイパスライン配管５の詳細構成》
前記バイパスライン配管５は、その上流端をライン切り換えバルブ６に連通接続し、その下流端を燃焼炉２以外のガス処理部４に連通接続することにより、ライン切り換えバルブ６を介して、真空ポンプＰから排気されるガスを前記ガス処理部４へ導くように構成してある。
【００２８】
《ライン切り換えバルブ６の詳細構成》
前記ライン切り換えバルブ６は、例えば３方弁からなるとともに、除害装置制御部７から出力されるバルブ切り換え信号に基づいて作動し、使用する配管を通常ライン配管３からバイパスライン配管５に切り換えたり、バイパスライン配管５から通常ライン配管３に切り換えたりする手段として機能する。
【００２９】
《ガス供給手段８の詳細構成》
前記ガス供給手段８は、ライン切り換えバルブ６より下流で、管内温度センサ９より上流の通常ライン配管３（図１の例では主配管３１）に、不活性ガスのガス供給管８１を接続するとともに、そのガス供給管８１に設けてある開閉バルブ８２の操作により、図示しない不活性ガス供給装置からガス供給管８１を通じて通常ライン配管３内に不活性ガス（本例では窒素ガス）を供給したり、その供給を停止したりすることができるように構成してある。
【００３０】
通常ライン配管３内でライン切り換えバルブ６から燃焼炉２へ向う処理対象ガス（排気ポンプから排気されるガス）の流れ（オンライン流）が存在するときは、オンライン流によって逆火現象は抑制される。しかしながら、ライン切り換えバルブ６の操作によって使用する配管が通常ライン配管３からバイパスライン配管５に切り換えられた時は、前記オンライン流が突然消滅し、ライン切り換えバルブ６近傍で通常ライン配管３内が負圧になり、それまで抑制されていた逆火現象が発生し易くなる。また、使用する配管がバイパスライン配管５に切り換えられている状態で、燃焼炉２の炉内温度が除害可能な温度に達した時も、前記オンライン流が存在しないことから、同様に逆火現象が発生し易くなると考えられる。
【００３１】
そこで、図１の除害装置１では、ライン切り換えバルブ６の操作によって使用する配管が通常ライン配管３からバイパスライン配管５に切り換えられた時に、ガス供給手段８から通常ライン配管３内へ不活性ガスの供給を開始したり、ライン切り換えバルブ６の操作によって使用する配管がバイパスライン配管５に切り換えられている状態で、燃焼炉２の炉内温度が除害可能な温度に達する前より、ガス供給手段８から通常ライン配管３内へ不活性ガスの供給を開始したりすることで、前記オンライン流と同等な流れが通常ライン配管３内に形成されるようにして、逆火現象の発生を防止している。
【００３２】
以上のことより、ガス供給手段８による不活性ガスの供給量は、少なくとも前記オンライン流（通常ライン配管３内でライン切り換えバルブ６から燃焼炉２へ向う処理対象ガスの流れ）の流量と同等量であることが望ましい。なお、バイパスライン配管５に流れるガスの流量がオンライン流の流量と略等しいなら、ガス供給手段８による不活性ガスの供給量は、少なくともバイパスライン配管５に流れるガスの流量と同等量としてもよい。
【００３３】
ガス供給手段８による不活性ガスの供給量は、前記同等量より少なくしたり多くしたりすることも可能である。しかし、その供給量が前記同等量より少なくなると、その減少割合に応じて逆火現象の抑制効果が薄れ、逆火現象を防止することができない。この一方、かかる供給量が前記同等量より極端に多くなると、燃焼炉２の火炎を吹き消してしまうという不具合が生じる。
【００３４】
《除害装置制御部７の詳細構成》
前記除害装置制御部７は、少なくとも下記（１）から（７）の機能を有する。
（１）図１の除害装置１を起動するスイッチ（以下「起動スイッチ」という）のＯＮをトリガとして、図示しない燃料供給装置に対して燃料供給開始信号を出力することで、燃料供給装置から燃焼炉２へ燃料と空気の混合燃料ガスを供給させる機能。
（２）真空ポンプＰの図示しないポンプ制御装置から出力される後述の初期排気信号や前述の温度検知信号を受信する機能。
（３）前記初期排気信号の受信をトリガとして、ライン切り換えバルブ６に対してバルブ切り換え信号を出力する機能。
（４）受信した前記温度検知信号より通常ライン配管３内の温度を監視し、通常ライン配管３内の温度が逆火現象時の温度かどうかを判定することで、通常ライン配管３内における逆火現象を検知する機能。
（５）逆火現象の検知をトリガとして、前記燃料供給装置に対して燃料供給停止信号を出力することにより、燃料供給装置から燃焼炉２への前記混合燃料ガスの供給を停止させる機能。
（６）ガス供給手段８の開閉バルブ８２に対してバルブ開信号やバルブ閉信号を出力することにより、当該開閉バルブ８２を操作し、ガス供給手段８から通常ライン配管３内への不活性ガスの供給を開始させたり停止させたりする機能。
（７）燃焼炉２に設けた図示しない温度センサ（以下「炉内温度センサ」という）から出力される温度検知信号を受信し、受信した温度検知信号に基づいて燃焼炉２内の温度を監視する機能。
【００３５】
《除害装置１の動作説明》
次に、図１の除害装置の動作について図２、図３を基に説明する。
【００３６】
図２は、図１の除害装置１の起動から通常停止までの同装置の運転状態を示したタイムチャート図である。このタイムチャート図を参照すると、図１の除害装置１では、時刻ｔ０で起動スイッチをＯＮにすることにより、図示しない燃料供給装置から燃焼炉２に対して燃料と空気の混合燃料ガスが供給され、時刻ｔ０直後の着火により燃焼炉２において燃焼を開始する。そして、燃焼開始から所定時間を経過した時刻ｔ１で燃焼炉２の炉内温度が除害可能温度を超え（着火完了）、同時刻ｔ１より処理対象ガス（真空ポンプＰから排気されるガス）の燃焼による除害が可能になる。
【００３７】
着火による燃焼開始から燃焼炉の炉内温度が除害可能温度を超える（着火完了）までの間（時刻ｔ０直後からｔ１）は、除害準備中のため、燃焼炉２において、真空ポンプＰから排気されるガスを燃焼により除害することはできない。このため、図１の除害装置１では、その間（時刻ｔ０直後からｔ１）、ライン切り換えバルブ６により使用する配管を通常ライン配管３からバイパスライン配管５へ切り換え、真空ポンプＰから排気されるガスをバイパスライン配管５で燃焼炉２以外のガス処理部４へ送るようにしている。
【００３８】
また、図１の除害装置１では、着火完了により除害可能になったら、その後の例えば時刻ｔ２で、ライン切り換えバルブ６により使用する配管をバイパスライン配管５から通常ライン配管３に切り換え、真空ポンプＰから排気されるガスを処理対象ガスとして通常ライン配管３で燃焼炉２へ送る。
【００３９】
《逆火発生例 その１》
ところで、着火完了の時刻ｔ１から通常ライン配管３に切り換る時刻ｔ２までの間は、前述の通り、真空ポンプＰから排気されるガスがバイパスライン配管５で燃焼炉２以外のガス処理部４に送られるので、通常ライン配管３内にライン切り換えバルブ６から燃焼炉２へ向う処理対象ガスの流れ（オンライン流）は生じない。このため、その間（時刻ｔ１からｔ２）は逆火現象や高温ガスの循環流が発生し易くなる。
【００４０】
そこで、図１の除害装置１においては、時刻ｔ２でバイパスライン配管５から通常ライン配管３への切り換えが行われる前より（図２の例では時刻ｔ０）、ガス供給手段８から通常ライン配管３内へ不活性ガスの供給を開始することで、前記オンライン流と同等な流れが通常ライン配管３内に生成されるようにして、逆火現象や高温ガスの循環流の発生を防止している。なお、図２の例では、通常ライン配管３への切換えが行われる前より不活性ガスの供給を開始する手段として、時刻ｔ０での起動スイッチのＯＮをトリガとして、除害装置制御部７からガス供給手段８の開閉バルブ８２に対してバルブ開信号を出力するようにしているが、これとは別の方式で不活性ガスの供給を開始してもよい。
【００４１】
前述のように着火完了の時刻ｔ１から逆火現象や高温ガスの循環流が発生しやすくなるから、着火完了と同時刻ｔ１から前記不活性ガスの供給を開始する方法も考えられる。しかし、不活性ガスの供給によって前記オンライン流と同等な流れを通常ライン配管３内に生成するには多少時間がかかるので、着火完了の時刻ｔ１より少し早めに不活性ガスの供給を開始することが好ましいと考えられる。
【００４２】
前記のように時刻ｔ２で通常ライン配管３に切り換えられた後は、真空ポンプＰから排気されるガスが通常ライン配管３を通って燃焼炉２へ移行し、通常ライン配管３内にライン切り換えバルブ６から燃焼炉２へ向う処理対象ガスの流れ（オンライン流）が形成され、オンライン流によって逆火現象や高温ガスの循環流の発生は防止される。そのため、図１の除害装置１では、通常ライン配管３への切り換えに連動して、時刻ｔ２で、ガス供給手段８から通常ライン配管３内への不活性ガスの供給を停止している。なお、このような通常ライン配管３への切り換えと不活性ガスの供給停止との連動は、例えば、除害装置制御部７からライン切り換えバルブ６に対して出力されるバルブ切り換え信号と同時に、ガス供給手段８の開閉バルブ８２に対してバルブ閉信号を出力する方式によって実現してもよい。
【００４３】
《逆火発生例 その２》
次に、時刻ｔ３では、真空ポンプＰにおいて大流量のプロセスガスを排気する動作（初期排気）が開始され、この初期排気の開始と継続を知らせる初期排気信号が真空ポンプＰの図示しないホンプ制御装置から除害装置制御部７に対して出力される。かかる初期排気信号を受信した除害装置制御部７は、初期排気信号の受信をトリガとして、ライン切り換えバルブ６に対してバルブ切り換え信号を出力する。これにより、図１の除害装置１においては、ライン切り換えバルブ６により使用する配管を通常ライン配管３からバイパスライン配管５へ切り換え、真空ポンプＰから排気される大流量のプロセスガスをバイパスライン配管５で燃焼炉２以外のガス処理部４へ送る。
【００４４】
ところで、初期排気の開始時刻ｔ３からその終了時刻ｔ４までの間は、前述の通り、真空ポンプＰから排気されるガスがバイパスライン配管５で燃焼炉２以外のガス処理部４に送られることから、通常ライン配管３内においてライン切り換えバルブ６から燃焼炉２へ向う処理対象ガスの流れ（オンライン流）は消滅する。このため、その間（時刻ｔ３からｔ４）は逆火現象や高温ガスの循環流が発生し易くなる。
【００４５】
そこで、図１の除害装置１においては、時刻ｔ３で通常ライン配管３からバイパスライン配管５への切り換えが行われる動作に連動して、使用する配管が通常ライン配管３からバイパスライン配管５に切り換えられた時よりガス供給手段８から通常ライン配管３内へ不活性ガスの供給を開始することで、前記オンライン流と同等な流れが通常ライン配管３内に生成されるようにして、逆火現象及び高温ガスの循環流の発生を防止している。なお、このようなバイパスライン配管５への切り換えと不活性ガスの供給開始との連動は、例えば、除害装置制御部７からライン切り換えバルブ６に対して出力されるバルブ切り換え信号と同時に、ガス供給手段８の開閉バルブ８２に対してバルブ開信号を出力する方式によって実現してもよい。
【００４６】
時刻ｔ４で初期排気が終了した後は、真空ポンプＰから排気されるガスが処理対象ガスとして通常ライン配管３を通って燃焼炉２へ移行し、通常ライン配管３内にライン切り換えバルブ６から燃焼炉２へ向う処理対象ガスの流れ（オンライン流）が形成され、このオンライン流によって逆火現象が防止される。
【００４７】
そのため、図１の除害装置１においては、初期排気が終了した時点（時刻ｔ４）での通常ライン配管３への切り換えに連動して、ガス供給手段８から通常ライン配管３内への不活性ガスの供給を停止している。なお、このような通常ライン配管３への切り換えと不活性ガスの供給停止との連動もまた、先に説明した方式によって実現してもよい。
【００４８】
前記のように通常ライン配管３を通じて燃焼炉２へ送られた処理対象ガス（真空ポンプから排気されたガス）は、燃焼によって除害され、外部へ排気される。
【００４９】
《逆火発生例 その３》
また、図１の除害装置１では、時刻ｔ６で起動スイッチをＯＦＦとすることにより、通常停止の処理動作として、（Ａ）ライン切り換えバルブ６による通常ライン配管３からバイパスライン配管５への切り換え動作を行うとともに、（Ｂ）燃焼炉２への混合ガスの供給停止等といった消火動作と、（Ｃ）ガス供給手段８から通常ライン配管３内への不活性ガスの供給動作を開始する。
【００５０】
前記（Ｃ）の不活性ガスの供給動作は、具体的には、起動スイッチのＯＦＦをトリガにして、時刻ｔ６より除害装置制御部７において図示しないタイマが作動し、同時刻ｔ６よりガス供給手段８から通常ライン配管３内へ不活性ガスの供給を開始することにより、前記オンライン流と同等な流れを通常ライン配管３内に形成するものである。そして、前記タイマで測定した時間が所定時間（停止シーケンス）を経過したら、ガス供給手段８による不活性ガスの供給は停止される。
【００５１】
起動スイッチのＯＦＦにより行われる前記消火動作の開始直後は、燃焼炉２内に燃え残りの火炎や高温ガスが存在するため、バイパスライン配管５への切り換えによって逆火現象や高温ガスの循環流が発生する可能性が考えられる。しかし、図１の除害装置１においては、先に説明したように起動スイッチのＯＦＦと同時に行われる消火動作の開始（時刻ｔ６）から通常ライン配管３内へ不活性ガスの供給を行うことにより、通常ライン配管３内に前記オンライン流と同等な流れが生成されるようにしているので、燃え残りの火炎や高温ガスによる逆火現象及び高温ガスの循環流の発生を防止することができる。
【００５２】
図３は、図１の除害装置１の起動からその後に非常停止が行われたときの同装置の運転状態を示したタイムチャート図である。なお、この図３のタイムチャート図において時刻ｔ０からｔ４までの間に行われる同図の除害装置１の動作は、先に図２のタイムチャート図で説明した動作と同様であるため、その詳細説明は省略し、時刻ｔ４以降に行われる除害装置の動作について説明する。
【００５３】
時刻ｔ５で、管内温度センサ９から出力される温度検知信号に基づいて除害装置制御部７が逆火現象を検出したら、図１の除害装置１においては、その逆火現象の検知をトリガにして、非常停止の処理動作、具体的には（Ａ）ライン切り換えバルブ６による通常ライン配管３からバイパスライン配管５への切り換え動作を行うとともに、（Ｂ）前述の消火動作と（Ｃ）ガス供給手段８から通常ライン配管３内への不活性ガスの供給動作を開始する。
【００５４】
その後、同図の除害装置１では、起動スイッチのＯＦＦをトリガにして、時刻ｔ６より除害装置制御部７において図示しないタイマが作動し、このタイマで測定した時間が所定時間（停止シーケンス）を経過したら、ガス供給手段８による不活性ガスの供給は停止する。
【００５５】
なお、起動スイッチのＯＦＦをトリガにして行われる不活性ガスの供給停止は、例えば前述の図示しない炉内温度センサで検出した燃焼炉２の炉内温度が逆火現象の生じない温度に達したら不活性ガスの供給を停止する方式を採用することもできる。
【００５６】
以上説明した本実施形態の除害装置にあっては、その具体的な構成として、通常ライン配管３内に不活性ガスを供給することにより通常ライン配管３内にライン切り換えバルブ６から燃焼炉２へ向うガスの流れを形成する手段として、ガス供給手段８を設けた。このため、本除害装置１の起動時など、燃焼炉２の炉内温度が除害可能な温度に到達していない状態の時に、ライン切り換えバルブ６の操作によって使用する配管がバイパスライン配管５に切り換えられている場合や、前述の初期排気が行われる時に使用する配管がバイパスライン５に切り換えられた場合でも、ガス供給手段８から通常ライン配管３内への不活性ガスの供給により、通常ライン配管３内にライン切り換えバルブ６から燃焼炉２に向うガスの流れが強制的に形成され、そのようなガスの流れによって逆火現象や高温ガスの循環流の発生を防止することができる。したがって、逆火現象による除害装置１の非常停止がなくなること、及び、高温ガスの循環流による配管の焼損や焼損した配管の交換のために除害装置を停止することがなくなり、除害装置１の稼動効率の向上を図れる。
【符号の説明】
【００５７】
１ 除害装置
２ 燃焼炉
２１ 燃焼室
２２Ａ 燃焼通路
２２ 燃焼ヘッド
３ 通常ライン配管
３１ 主配管
３２ 分岐配管
４ ガス処理部
５ バイパスライン配管
６ ライン切り換えバルブ
７ 制御部（除害装置制御部）
８ ガス供給手段
８１ ガス供給管
８２ 開閉バルブ
９ 温度センサ（管内温度センサ）
１０ 圧力計
１１ 圧力導入管
１００ 従来の除害装置（従来装置）
Ｐ 真空ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空ポンプから排気されるガスを処理対象ガスとして燃焼により除害する燃焼炉と、
前記真空ポンプから排気されるガスを前記処理対象ガスとして前記燃焼炉へ導く通常ライン配管と、
前記真空ポンプから排気されるガスを前記燃焼炉以外へ導くバイパスライン配管と、
前記通常ライン配管と前記バイパスライン配管とを選択的に切り換えるライン切り換えバルブと、を備えた除害装置において、
前記通常ライン配管内に不活性ガスを供給することにより前記通常ライン配管内に前記ライン切り換えバルブから前記燃焼炉へ向うガスの流れを形成するガス供給手段を設けたこと
を特徴とする除害装置。
【請求項２】
前記ガス供給手段による前記不活性ガスの供給は、前記ライン切り換えバルブの操作によって使用する配管が前記通常ライン配管から前記バイパスライン配管に切り換えられた時より開始されること
を特徴とする請求項１に記載の除害装置。
【請求項３】
前記ガス供給手段による前記不活性ガスの供給は、前記ライン切り換えバルブの操作によって使用する配管が前記バイパスライン配管に切り換えられている状態で、前記燃焼炉の炉内温度が除害可能な温度に達する前より開始されること
を特徴とする請求項１に記載の除害装置。
【請求項４】
前記通常ライン配管から前記バイパスライン配管への切り換えは、前記ライン切り換えバルブに対して出力されるバルブ切り換え信号に基づいて行われ、
前記ガス供給手段による前記不活性ガスの供給は、前記バルブ切り換え信号に基づいて開始されること
を特徴とする請求項２に記載の除害装置。
【請求項５】
前記不活性ガスの供給量は、少なくとも前記通常ライン配管内で前記ライン切り換えバルブから前記燃焼炉へ向う前記処理対象ガスの流量と同等量であること
を特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の除害装置。
【請求項６】
前記不活性ガスは、窒素ガスであること
を特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の除害装置。
【請求項１】
真空ポンプから排気されるガスを処理対象ガスとして燃焼により除害する燃焼炉と、
前記真空ポンプから排気されるガスを前記処理対象ガスとして前記燃焼炉へ導く通常ライン配管と、
前記真空ポンプから排気されるガスを前記燃焼炉以外へ導くバイパスライン配管と、
前記通常ライン配管と前記バイパスライン配管とを選択的に切り換えるライン切り換えバルブと、を備えた除害装置において、
前記通常ライン配管内に不活性ガスを供給することにより前記通常ライン配管内に前記ライン切り換えバルブから前記燃焼炉へ向うガスの流れを形成するガス供給手段を設けたこと
を特徴とする除害装置。
【請求項２】
前記ガス供給手段による前記不活性ガスの供給は、前記ライン切り換えバルブの操作によって使用する配管が前記通常ライン配管から前記バイパスライン配管に切り換えられた時より開始されること
を特徴とする請求項１に記載の除害装置。
【請求項３】
前記ガス供給手段による前記不活性ガスの供給は、前記ライン切り換えバルブの操作によって使用する配管が前記バイパスライン配管に切り換えられている状態で、前記燃焼炉の炉内温度が除害可能な温度に達する前より開始されること
を特徴とする請求項１に記載の除害装置。
【請求項４】
前記通常ライン配管から前記バイパスライン配管への切り換えは、前記ライン切り換えバルブに対して出力されるバルブ切り換え信号に基づいて行われ、
前記ガス供給手段による前記不活性ガスの供給は、前記バルブ切り換え信号に基づいて開始されること
を特徴とする請求項２に記載の除害装置。
【請求項５】
前記不活性ガスの供給量は、少なくとも前記通常ライン配管内で前記ライン切り換えバルブから前記燃焼炉へ向う前記処理対象ガスの流量と同等量であること
を特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の除害装置。
【請求項６】
前記不活性ガスは、窒素ガスであること
を特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の除害装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−２０７８８８（Ｐ２０１２−２０７８８８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７５０９５（Ｐ２０１１−７５０９５）
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（５０８２７５９３９）エドワーズ株式会社 (18)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３０日（２０１１．３．３０）
【出願人】（５０８２７５９３９）エドワーズ株式会社 (18)
【Ｆターム（参考）】
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