專利名稱：燃燒裝置及燃燒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃燒裝置及燃燒方法。
背景技術(shù)：
在產(chǎn)品的制程過程中常會使用化學(xué)藥劑，然而化學(xué)藥劑反應(yīng)后，通常會 產(chǎn)生廢氣，這些廢氣需要先經(jīng)過妥善的處理，才能排入大氣中，以避免環(huán)境污 染并危害健康。燃燒為一種廢氣處理方式，目的在于使廢氣高溫裂解。在此種 方式中，燃燒效率為廢氣處理效能的關(guān)鍵因子之一。然而，現(xiàn)有的燃燒裝置因 燃燒效率不佳而降低廢氣處理效能。
以下以圖1來針對現(xiàn)有燃燒裝置的效率不佳原因做說明。如圖1所示，
現(xiàn)有的燃燒裝置1包含燃燒腔室11及進(jìn)氣單元12。當(dāng)制程廢氣由進(jìn)氣單元12 進(jìn)入燃燒腔室11時，由于截面積變大(由Al變成A2)，在流量不變的情況 下導(dǎo)致流速大幅下降，因而易在燃燒腔室11的入口區(qū)111形成結(jié)晶。如此一 來，入口區(qū)111的結(jié)晶會導(dǎo)致燃燒裝置1的內(nèi)部壓力過高而造成燃燒裝置1 停機(jī)并損壞，并且也會影響廢氣處理效能，造成未完全高溫裂解的廢氣排出至 大氣而危害環(huán)境及健康。
因此，如何提供一種燃燒裝置及燃燒方法，能夠避免結(jié)晶的產(chǎn)生，而延長 燃燒裝置的使用時間、提升燃燒效率及廢氣處理效能，實為當(dāng)前重要課題之一。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述課題，本發(fā)明的目的為提供一種燃燒裝置及燃燒方法，其能夠 避免結(jié)晶的產(chǎn)生，而延長燃燒裝置的使用時間、提升燃燒效率及廢氣處理效能。
為達(dá)上述目的，依本發(fā)明的一種燃燒裝置包含燃燒腔室以及至少一進(jìn)氣單 元。進(jìn)氣單元設(shè)置于燃燒腔室的一側(cè)，并具有多個氣體信道及環(huán)繞氣體信道。 環(huán)繞氣體信道環(huán)設(shè)于該等氣體通道之外，且每一氣體通道分別具有一第一出氣 口，環(huán)繞氣體通道具有一第二出氣口。每一第一出氣口及第二出氣口皆與燃燒
腔室連通，且第二出氣口較該等第一出氣口更接近燃燒腔室底部。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明還公開了一種燃燒方法包含分別通入助燃?xì)怏w、 目標(biāo)氣體及可燃?xì)怏w至進(jìn)氣單元中，且進(jìn)氣單元連通燃燒腔室；通入一環(huán)繞氣 體至進(jìn)氣單元中，而助燃?xì)怏w、目標(biāo)氣體與可燃?xì)怏w皆早于環(huán)繞氣體通入進(jìn)氣 單元中；以及使助燃?xì)怏w、目標(biāo)氣體、可燃?xì)怏w及環(huán)繞氣體于燃燒腔室燃燒。
承上所述，依本發(fā)明的燃燒裝置及燃燒方法設(shè)置一環(huán)繞氣體信道環(huán)設(shè)于氣 體信道之外，且環(huán)繞氣體通道的出氣口較氣體通道的出氣口更接近燃燒腔室底 部，并且通入一環(huán)繞氣體于環(huán)繞氣體通道。如此，環(huán)繞氣體可形成一氣幕屏障
(Air Curtain)而加速廢氣的流速，并且環(huán)繞氣體可輔助燃燒以形成一熱幕 屏障(Heat Curtain)而助于廢氣的高溫裂解，使得廢氣不易在入口區(qū)形成結(jié) 晶，因而延長燃燒裝置的使用時間、提升燃燒效率及廢氣處理效能。


圖1為一種現(xiàn)有的燃燒裝置的示意圖2為本發(fā)明燃燒裝置的較佳實施例的示意圖3為本發(fā)明燃燒裝置的進(jìn)氣單元的較佳實施例的剖面示意圖；以及 圖4為本發(fā)明燃燒方法的較佳實施例的流程圖。 其中，附圖標(biāo)記
1、 2:燃燒裝置 111、 211:入口區(qū) 212:底部
221、 222、 223:氣體通道
23:排氣管
Al、 A2:截面積
121:第二進(jìn)氣口 021:第二出氣口
11、 21:燃燒腔室
12、 22:進(jìn)氣單元
213:進(jìn)氣管道
224:環(huán)繞氣體通道
A:吸收裝置
111、 112、 113:第一進(jìn)氣口
011、 012、 013:第一出氣口 S01、 S02、 S03:燃燒方法的步驟
具體實施例方式
以下將參照相關(guān)附圖，說明本發(fā)明燃燒裝置及燃燒方法的較佳實施例，其 中相同的組件將以相同的參照符號加以說明。本發(fā)明燃燒裝置不限于其應(yīng)用領(lǐng)
域，可應(yīng)用于廢氣處理、加熱處理、溫度維持裝置等，可依實際需求調(diào)整其應(yīng) 用領(lǐng)域。
請參照圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，燃燒裝置2包含燃燒腔室 21以及至少一進(jìn)氣單元22。進(jìn)氣單元22設(shè)置于燃燒腔室21的一側(cè)。在本實 施例中，燃燒裝置2可具有多個進(jìn)氣單元22，且多個進(jìn)氣單元22可設(shè)置于燃 燒腔室21的同一側(cè)，但不限于此，多個進(jìn)氣單元22亦可不用設(shè)于燃燒腔室 21的同一側(cè)，并可依實際需求調(diào)整其數(shù)目與設(shè)置位置。
圖3為進(jìn)氣單元22的剖面示意圖，進(jìn)氣單元22具有多個氣體信道及一環(huán) 繞氣體信道224，本實施例是以三個氣體通道221、 222、 223為例說明，但本 發(fā)明不限于此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可依照實際需求來調(diào)整氣體信道的數(shù)目與分 布位置。環(huán)繞氣體信道224環(huán)設(shè)于氣體通道221、 222、 223之外。每一氣體通 道221、 222、 223分別具有第一進(jìn)氣口 111、 112、 113及第一出氣口 011、 012、 013，環(huán)繞氣體通道224具有第二進(jìn)氣口 121及第二出氣口 021。第一進(jìn)氣口 111、 112、 113及第二進(jìn)氣口 121可位于進(jìn)氣單元22的相同側(cè)面或不同側(cè)面， 亦可視需求而調(diào)整進(jìn)氣口的分布位置與數(shù)目。舉例而言，當(dāng)需要提高氣體流量 時， 一個氣體通道可設(shè)有兩個進(jìn)氣口來調(diào)節(jié)；當(dāng)需要減低氣體流量時，可僅開 通一個進(jìn)氣口或是降低氣體流速與壓力值。在本實施例中，第一進(jìn)氣口Ill、 112可位于進(jìn)氣單元22的一側(cè)，第一進(jìn)氣口 113及第二進(jìn)氣口 121可位于進(jìn) 氣單元22的另一側(cè)。第一出氣口Oll、 012、 013及第二出氣口021皆與燃燒 腔室21連通，且第二出氣口 021較第一出氣口 011、 012、 013更接近燃燒腔 室底部212。
參考圖2與圖3，以下舉例說明燃燒裝置2的使用情況。在本實施例中， 氣體通道221、 222、 223可分別通入助燃?xì)怏w、百標(biāo)氣體及可燃?xì)怏w。助燃?xì)?體為可幫助可燃物燃燒的氣體，例如包含氧氣或空氣的氣體；目標(biāo)氣體為欲燃 燒處理的氣體，包含廢氣等，例如六氟化硫(SFe)或氯氣(Cl2)等；可燃?xì)?體為具可燃性氣體，例如包含甲烷，或是其它易與氧氣作用的氣體，如烷類或 氫氣等。環(huán)繞氣體通道224通入環(huán)繞氣體，以供產(chǎn)生環(huán)繞氣流，環(huán)繞氣體可包 含氧氣、氮?dú)饣蚱浣M合；在較佳實施例中，環(huán)繞氣體可為空氣或氧氣，用以輔 助燃燒，借助其助燃效果提高燃燒溫度，可避免結(jié)晶的形成。但本發(fā)明不限于 以上描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)能依照實際需求來調(diào)整所需氣體的種類、濃度、
順序與流量。
由于環(huán)繞氣體信道224環(huán)設(shè)于氣體通道221、 222、 223，且第二出氣口 021 較第一出氣口Oll、 012、 013更接近燃燒腔室底部212，換言之，助燃?xì)怏w、 目標(biāo)氣體及可燃?xì)怏w可視為被環(huán)繞氣體環(huán)繞，而形成一氣幕屏障(Air Curtain)，而增加助燃?xì)怏w、目標(biāo)氣體及可燃?xì)怏w的流速，遂可減少因截面 積驟增造成流速驟減的效應(yīng)。因為流速驟減的效應(yīng)減弱，目標(biāo)氣體(本實施例 為廢氣)流經(jīng)入口區(qū)211的速度較現(xiàn)有技術(shù)的流速增加，而可避免廢氣在入口 區(qū)211產(chǎn)生結(jié)晶。入口區(qū)211是指燃燒腔室21入口附近的側(cè)壁，易因流量開 口面積忽然驟增，而使流速驟減的區(qū)域。此外，環(huán)繞氣體可輔助燃燒而產(chǎn)生一 熱幕屏障(Heat Curtain)，此亦可提升入口區(qū)211的溫度及燃燒效率，能有 效避免進(jìn)氣單元22于入口處結(jié)晶與避免燃燒腔室21入口壓力的上升，進(jìn)而使 廢氣得到充分的高溫裂解而提升廢氣處理效能。
另外，在本實施例中，氣體通道221、 222、 223可依序環(huán)設(shè)，如圖3所示， 通入目標(biāo)氣體的氣體信道222可環(huán)設(shè)于通入助燃?xì)怏w的氣體通道221之外；通 入可燃?xì)怏w的氣體通道223可環(huán)設(shè)于通入目標(biāo)氣體的氣體信道222之外。此外， 每一第一出氣口Oll、 012、 013可分別與燃燒腔室底部212相距不同的距離， 如圖3所示，通入目標(biāo)氣體的氣體信道222的第一出氣口 012可較通入助燃?xì)?體的氣體通道221的第一出氣口 011更接近燃燒腔室底部212;通入可燃?xì)怏w 的氣體通道223的第一出氣口 013可較通入目標(biāo)氣體的氣體信道222的第一出 氣口 012更接近燃燒腔室底部212。
如此一來，助燃?xì)怏w早于目標(biāo)氣體中通入進(jìn)氣單元22中，使助燃?xì)怏w通 入目標(biāo)氣體中，可提高目標(biāo)氣體的含氧量，協(xié)助目標(biāo)氣體與助燃?xì)怏w的混合， 有助于燃燒時的反應(yīng)效率與溫度的提高，以達(dá)到完全燃燒。再者，目標(biāo)氣體又 早于可燃?xì)怏w通入進(jìn)氣單元22中，即待助燃?xì)怏w通入目標(biāo)氣體中，再以可燃 氣體環(huán)繞，如此可避免助燃?xì)怏w直接接觸可燃?xì)怏w而與其反應(yīng)，進(jìn)而避免造成 燃燒反應(yīng)過于劇烈的危險或造成目標(biāo)氣體燃燒不完全?？傊?，助燃?xì)怏w通入目 標(biāo)氣體中，目標(biāo)氣體通入可燃?xì)怏w中，可燃?xì)怏w通入環(huán)繞氣體中，而利用氣幕 屏障及熱幕屏障，加速流場的流速并提高整體燃燒溫度及效率，并避免結(jié)晶現(xiàn) 象。此外，通過助燃?xì)怏w、目標(biāo)氣體、可燃?xì)怏w及環(huán)繞氣體于不同的時間混合， 可提升燃燒效率，并使燃燒溫度提高而避免結(jié)晶現(xiàn)象。
請再參照圖2所示，燃燒腔室21可另包含進(jìn)氣管道213;進(jìn)氣管道213 可直接通至燃燒腔室21并位于與進(jìn)氣單元22的不同側(cè)。進(jìn)氣管道213可通入 可然氣體(例如甲烷)或助燃?xì)怏w(例如氧氣)于燃燒腔室21內(nèi)，用以調(diào)整 燃燒效率或輔助燃燒。但本發(fā)明不限于此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可依實際燃燒狀 態(tài)，調(diào)整進(jìn)氣管道的氣體種類、流量、數(shù)目與位置分布。另外，燃燒裝置2 可另包含排氣管23，其可接合吸收裝置A。吸收裝置A可對燃燒后的氣體進(jìn)行 后續(xù)處理；舉例而言，吸收裝置A可包含利用吸收溶液或吸附材料(如活性碳 等)用來移除氣體的裝置，或是吸收裝置A可包含冷氣或水來使氣體凝結(jié)或冷 卻的裝置。吸收裝置不限于此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員亦可依實際需求來做調(diào)整。
圖4為本發(fā)明燃燒方法的較佳實施例的流程圖，其中包含步驟S01至步驟 S03。本實施例的燃燒方法可應(yīng)用于前述燃燒裝置。以下參考圖2至圖4。
歩驟S01為分別通入助燃?xì)怏w、目標(biāo)氣體及可燃?xì)怏w至進(jìn)氣單元22，且 進(jìn)氣單元22連通燃燒腔室21。本實施例經(jīng)由氣體通道221、 222、 223分別通 入助燃?xì)怏w、目標(biāo)氣體及可燃?xì)怏w來說明。
步驟S02為通入環(huán)繞氣體至進(jìn)氣單元22中，而助燃?xì)怏w、目標(biāo)氣體與可 燃?xì)怏w皆早于環(huán)繞氣體通入進(jìn)氣單元22中。本實施例經(jīng)由環(huán)繞氣體通道224 通入環(huán)繞氣體來說明。本實施例是利用第二出氣口 021較第一出氣口 011、012、 013更接近燃燒腔室底部212，而使得助燃?xì)怏w、目標(biāo)氣體與可燃?xì)怏w皆早于 環(huán)繞氣體通入進(jìn)氣單元22中。
此外，本實施例可通過調(diào)整每一第一出氣口 011、 012、 013分別與燃燒腔 室底部212相距不同距離，而使得助燃?xì)怏w可早于目標(biāo)氣體通入進(jìn)氣單元22 中，目標(biāo)氣體可早于可燃?xì)怏w通入進(jìn)氣單元22中，以及可燃?xì)怏w可早于環(huán)繞 氣體通入進(jìn)氣單元22中。較佳實施例中，助燃?xì)怏w、目標(biāo)氣體、可燃?xì)怏w及 環(huán)繞氣體分別依序通入進(jìn)氣單元22中。但不于限此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員亦可 依實際需求調(diào)整氣體的通入順序與氣體種類。
步驟S03為使助燃?xì)怏w、目標(biāo)氣體、可燃?xì)怏w及環(huán)繞氣體于燃燒腔室21 燃燒。由于本實施例的燃燒方法的技術(shù)特征及所達(dá)到的功效已一并詳述于上， 故于此不再贅述。
綜上所述,依本發(fā)明的燃燒裝置及燃燒方法設(shè)置一環(huán)繞氣體信道環(huán)設(shè)于氣 體信道之外，且環(huán)繞氣體通道的出氣口較氣體通道的出氣口更接近燃燒腔室底
部，并且通入一環(huán)繞氣體于環(huán)繞氣體通道。如此，環(huán)繞氣體可形成一氣幕屏障
(Air Curtain)而加速廢氣的流速，并且環(huán)繞氣體可輔助燃燒以形成一熱幕 屏障(Heat Curtain)而助于廢氣的高溫裂解，使得廢氣不易在入口區(qū)形成結(jié) 晶，因而延長燃燒裝置的使用時間、提升燃燒效率及廢氣處理效能。
雖然本發(fā)明已以多個實施例公開如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何具 有本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可 作些許的更動與修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的權(quán)利要求書所界定者 為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1、一種燃燒裝置，其特征在于，包含一燃燒腔室；以及至少一進(jìn)氣單元，設(shè)置于該燃燒腔室的一側(cè)，并具有多個氣體信道及一環(huán)繞氣體信道，該環(huán)繞氣體信道環(huán)設(shè)于該等氣體通道之外，且每一該等氣體通道分別具有一第一出氣口，該環(huán)繞氣體通道具有一第二出氣口，其中每一該等第一出氣口及該第二出氣口皆與該燃燒腔室連通，且該第二出氣口較該等第一出氣口更接近該燃燒腔室底部。
2、 如權(quán)利要求l所述的燃燒裝置，其特征在于，每一該等第一出氣口分別與該燃燒腔室底部相距不同距離。
3、 如權(quán)利要求l所述的燃燒裝置，其特征在于，該等氣體通道依序環(huán)設(shè)。
4、 如權(quán)利要求1所述的燃燒裝置，其特征在于，該等氣體通道的數(shù)目為 三個，分別通入一助燃?xì)怏w、 一目標(biāo)氣體、 一可燃?xì)怏w。
5、 如權(quán)利要求4所述的燃燒裝置，其特征在于，通入該目標(biāo)氣體的該氣 體信道環(huán)設(shè)于通入該助燃?xì)怏w的該氣體通道之外。
6、 如權(quán)利要求4所述的燃燒裝置，其特征在于，通入該目標(biāo)氣體的該氣 體信道的該第一出氣口較通入該助燃?xì)怏w的該氣體通道的該第一出氣口更接 近該燃燒腔室底部。
7、 如權(quán)利要求4所述的燃燒裝置，其特征在于，通入該可燃?xì)怏w的該氣 體通道環(huán)設(shè)于通入該目標(biāo)氣體的該氣體信道之外。
8、 如權(quán)利要求4所述的燃燒裝置，其特征在于，通入該可燃?xì)怏w的該氣 體通道的該第一出氣口較通入該目標(biāo)氣體的該氣體信道的該第一出氣口更接 近該燃燒腔室底部。
9、 如權(quán)利要求4所述的燃燒裝置，其特征在于，該助燃?xì)怏w包含氧氣或 空氣。
10、 如權(quán)利要求4所述的燃燒裝置，其特征在于，該目標(biāo)氣體包含廢氣。
11、 如權(quán)利要求4所述的燃燒裝置，其特征在于，該可燃?xì)怏w包含垸類或氫氣。
12、 如權(quán)利要求1所述的燃燒裝置，其特征在于，該環(huán)繞氣體通道通入一 環(huán)繞氣體，該環(huán)繞氣體包含氧氣、氮?dú)饣蚱浣M合。
13、 如權(quán)利要求1所述的燃燒裝置，其特征在于，該燃燒腔室具有一排氣 管，該排氣管接合一吸收裝置。
14、 一種燃燒方法，其特征在于，包含分別通入一助燃?xì)庑荨?一目標(biāo)氣體及-可燃?xì)怏w至一進(jìn)氣單元中，且該進(jìn) 氣單元連通一燃燒腔室；通入一環(huán)繞氣體至該進(jìn)氣單元中，而該助燃?xì)怏w、該目標(biāo)氣體與該可燃?xì)怏w皆早于該環(huán)繞氣體通入該進(jìn)氣單元中；以及使該助燃?xì)怏w、該H標(biāo)氣體、該可燃?xì)怏w及該環(huán)繞氣體f該燃燒腔室燃燒。
15、 如權(quán)利要求14所述的燃燒方法，其特征在于，該助燃1體早于該目 標(biāo)氣體中通入該進(jìn)氣單元中。
16、 如權(quán)利要求14所述的燃燒方法，其特征在于，該H標(biāo)氣體早于該可 燃?xì)怏w中通入該進(jìn)氣單元中。
17、 如權(quán)利要求14所述的燃燒方法，其特征在于，該助燃?xì)怏w、該目標(biāo) 氣體、該可燃?xì)怏w及環(huán)繞氣體分別依序通入該進(jìn)氣單元中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燃燒裝置及燃燒方法，該燃燒裝置包含燃燒腔室以及至少一進(jìn)氣單元。進(jìn)氣單元設(shè)置于燃燒腔室的一側(cè)，并具有多個氣體信道及環(huán)繞氣體信道。環(huán)繞氣體信道環(huán)設(shè)于該等氣體通道之外，且每一氣體通道分別具有一第一出氣口，環(huán)繞氣體通道具有一第二出氣口。每一第一出氣口及第二出氣口皆與燃燒腔室連通，且第二出氣口較該等第一出氣口更接近燃燒腔室底部。本發(fā)明能夠避免結(jié)晶的產(chǎn)生，延長燃燒裝置的使用時間、提升燃燒效率及廢氣處理效能。
文檔編號F23G7/06GK101363629SQ200810135600
公開日2009年2月11日 申請日期2008年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月5日
發(fā)明者廖景宏, 楊佳衛(wèi), 羅時朋, 陳旗煌 申請人:友達(dá)光電股份有限公司