專利名稱：三氯硅烷制造裝置以及三氯硅烷制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通過氯化氫氣體使金屬級的硅粉末流動并進行反應，從而制造三 氯硅烷的三氯硅烷制造裝置以及三氯硅烷制造方法。本申請要求2009年1月20日提出的日本專利申請第2009-10358號的優(yōu)先權，在
此援用其內容。
背景技術：
作為用于制造高純度的硅的原料而使用的三氯硅烷(SiHCl3)是通過使純度為 98%左右的金屬級的硅粉末(Si)與氯化氫氣體(HCl)反應而制造的。作為這種三氯硅烷制造裝置，例如具有在特開平8-59221號公報中所述的裝置。 這種三氯硅烷制造裝置具備反應爐，向該反應爐的底部供給金屬級的硅粉末的原料供給機 構，以及導入與該金屬級的硅粉末反應的氯化氫氣體的氣體導入機構，通過氯化氫氣體使 反應爐內的金屬級的硅粉末流動并進行反應，從反應爐的上部取出生成的三氯硅烷。而且， 在反應爐內，沿著上下方向設置有使傳熱介質流通的導熱管。這種將導熱管以插入反應爐 內的狀態(tài)設置的方式與使反應爐的爐壁為夾套結構而使傳熱介質流通的方式相比，能夠減 小半徑方向的溫度差，容易與反應爐的大型化相對應。但是，根據本發(fā)明者們的研究，在反應爐的內底部，金屬級的硅粉末因從其下方導 入的氯化氫氣體上升而流動，在其流動中，金屬級的硅粉末與氯化氫氣體接觸而發(fā)生反應。 此時，氯化氫氣體像氣泡那樣自下而上地在金屬級的硅粉末的流動層中上升，但在其間氣 泡成長，成為在反應爐的上部比在下部大的氣泡。當該氯化氫氣體的氣泡增大時，與金屬級 的硅粉末的接觸面積減小，反應效率惡化，但通過氣泡與反應爐內沿著上下方向插入的導 熱管接觸(或者碰撞)而適當分散，能夠有效地進行與金屬級的硅粉末的反應。要使這種氯化氫氣體的氣泡變小，可以將導熱管盡可能地偏向于反應爐的中心配 置，但由于金屬級的硅粉末也與氯化氫氣體一起在導熱管的外表面上碰撞，所以在導熱管 上容易產生磨損。

發(fā)明內容
本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種三氯硅烷制造裝置以及三 氯硅烷制造方法，使從反應爐的下部導入的氯化氫氣體在反應爐的上部也有效地參與反 應，提高反應效率，并且抑制了導熱管的磨損。本發(fā)明的三氯硅烷制造裝置的特征在于，設有反應爐；原料供給機構，將作為原 材料的金屬級的硅粉末供給到上述反應爐中；氣體導入機構，將氯化氫氣體導入上述反應 爐中，用于通過上述氯化氫氣體使供給到反應爐內的上述金屬級的硅粉末流動并進行反 應；氣體取出機構，從上述反應爐中取出通過上述反應而生成的三氯硅烷；多個氣體流控 制部件，在上述反應爐的中心部空間內沿著上下方向配置；導熱管，在包圍述上述反應爐的 中心部空間的環(huán)狀空間內沿著上下方向配置，傳熱介質在其中流通。
在反應爐的內部，其下部反應最多，溫度較高，而且來自下方的氯化氫氣體也上 升，所以在流動層，反應爐的中心部附近為上升流。而且，其上升流穿過氣體流控制部件之 間。因此，通過與這些氣體流控制部件接觸(或者碰撞)，氯化氫氣體的氣泡的成長受到抑 制，在反應爐的上部也存在很多比較細小的氣體，與金屬級的硅粉末相接觸的面積增大，反 應效率提高。在這種情況下，通過將導熱管設置在這些氣體流控制部件的外側的環(huán)狀空間內， 氣體流控制部件因在反應爐的中心部產生的上升流碰撞而容易磨損，而導熱管則由于配置 在避開了上升流的環(huán)狀空間內而不易磨損。而且，該導熱管在反應中被傳熱介質冷卻，自身 受到氯化氫氣體的侵蝕也少。而且，通過使該導熱管接近反應爐的內周面，該反應爐的內表 面不易受到氯化氫氣體侵蝕的影響。另外，氣體流控制部件采用棒狀、管狀、帶板狀等部件， 但只要是不像導熱管那樣傳熱介質等在內部流通，并在磨損較少時更換成新的部件即可。在本發(fā)明的三氯硅烷制造裝置中，構成上述反應爐的上部的壁的一部分的筒狀框 體能夠裝卸地設置在上述反應爐的筒體部，在上述筒體部的內部設置有具有順延于上下方 向的多個貫通孔的有孔引導部件，上述導熱管的上端部支撐在筒狀框體上，上述氣體流控 制部件以長度方向的中途位置插入上述有孔引導部件中的狀態(tài)得到保持。
在這種結構的三氯硅烷制造裝置中，在組裝反應爐的情況下，能夠通過使導熱管 為安裝在筒狀框體上的狀態(tài)，將該導熱管插入筒體部內并將筒狀框體固定在筒體部上，之 后，將氣體流控制部件從上方插入有孔引導部件上而進行，組裝簡單，因而能夠容易地進行 氣體流控制部件的更換等維修作業(yè)。在將氣體流控制部件保持在插入有孔引導部件中的情 況下，既可以將氣體流控制部件直接保持在有孔引導部件上，也可以經由框架等保持在筒 狀框體等上。氣體流控制部件也可以通過固定機構或者粘接機構固定在有孔引導部件或者 框架等上。在本發(fā)明的三氯硅烷制造裝置中，也可以是上述反應爐在上述筒體部上以連接狀 態(tài)設置有直徑比該筒體部大的大直徑部，上述筒狀框體構成上述大直徑部的壁的至少一部 分。在反應爐內生成的三氯硅烷氣體從反應爐的上端部排出，但要盡量不從該三氯硅 烷氣體的排出口排出流動層中作為反應的原料的金屬級的硅粉末，通過將大直徑部設置在 反應爐的上部，能夠在該部分降低流動層中上升流的流速，使借助于該上升流而上升來的 金屬級的硅粉末的大部分自由落下成下降流。因此，能夠減小金屬級的硅粉末對從該大直 徑部的筒狀框體向半徑內側突出設置的導熱管的上端部的碰撞力，防止其磨損。另外，氣 體流控制部件既可以是其上端部配置在到大直徑部的下端部為止的高度即可，也可以是低 到不到達大直徑部的程度。而且，作為大直徑部的內徑優(yōu)選地是相對于反應爐的下部為 1.3 1.6倍左右。本發(fā)明的三氯硅烷制造方法的特征在于，包括在包圍反應爐的中心部空間的環(huán) 狀空間內沿著上下方向設置導熱管的工序；在上述中心部空間內沿著上下方向設置多個氣 體流控制部件的工序；傳熱介質在上述導熱管中流通的工序；向上述反應爐內供給金屬級 的硅粉末的工序；從上述反應爐的下方供給氯化氫氣體的工序；通過氯化氫氣體使上述金 屬級的硅粉末流動，使金屬級的硅粉末和氯化氫氣體的上升流穿過上述氣體流控制部件之 間并使其進行反應的工序；從反應爐中取出含有通過上述反應而生成的三氯硅烷的氣體的工序。根據本發(fā)明的三氯硅烷制造裝置以及三氯硅烷制造方法，能夠通過氣體流控制部 件抑制氯化氫氣體的氣泡的成長，在反應爐的上部也有效地參與反應，提高反應效率，并 且，由于將導熱管配置在這些氣體流控制部件外側的環(huán)狀空間內，與上升流的碰撞減少，防 止了導熱管磨損的發(fā)生，能夠提高耐久性。而且，通過使該導熱管接近反應爐的內壁面，反 應爐的內周面也不容易受到氯化氫氣體侵蝕的影響。



圖1是表示本發(fā)明的三氯硅烷制造裝置的一實施方式的縱向剖視圖。圖2是圖1中沿著A-A線的放大剖視圖，圖2A表示省略了壓架和氣體流控制部件 的狀態(tài)，圖2B表示壓架的一部分。圖3是圖1中的導熱管的展開圖。圖4是圖1中的氣體流控制部件的局部放大圖。圖5是以圖5A至圖5D的順序表示圖1中的反應爐的組裝工序的縱向剖視圖。附圖標記說明1 三氯硅烷制造裝置2 反應爐3 原料供給機構4 氣體導入機構5 氣體取出機構6 筒體部7 底部8 大直徑部9:隔壁10 錐部11 下部筒狀框體12 上部筒狀框體13 上蓋部14 17:凸緣部21 原料供給管22 原料供料斗23 氣體供給管24 噴嘴25:擴散材料26 攪拌機27 旋風分離器28 氣體精制系統(tǒng)29:回收管31 導熱管
31a,31b 配管32 氣體流控制部件33:入口管34:出口管
35:縱管36 連結管37 夾套38 止振部件39 夾套41 管42A、42B 擴徑部43A、43B 有孔引導部件44 環(huán)部44a 貫通孔45:框架部45a 格柵框架45b 支撐框架46 壓架47 板狀部件48 前端部件49 地板50 支撐腳C:中心部空間R 環(huán)狀空間S:金屬級的硅粉末T 溫度計
具體實施例方式以下，基于附圖對本發(fā)明的一實施方式進行說明。這種三氯硅烷制造裝置1具備反應爐2，向該反應爐2供給金屬級的硅粉末 (Me-Si)作為原料的原料供給機構3，導入與其金屬級的硅粉末反應的氯化氫氣體(HCl)的 氣體導入機構4，以及排出生成的三氯硅烷氣體的氣體取出機構5。反應爐2由大部分呈直的圓筒狀、順延于上下方向的筒體部6，連結在該筒體部6 的下端的底部7，以及連結在筒體部6的上端的大直徑部8構成。在這種情況下，筒體部6 和底部7形成為基本相同的直徑，其間由水平的隔壁9隔開。另一方面，在筒體部6的上部， 形成有朝向上方擴徑的錐部10，大直徑部8 一體地連結在該錐部10上，使筒體部6和大直 徑部8的內部空間為相互連通的狀態(tài)。在這種情況下，大直徑部8的內徑設定為筒體部6 的內徑的1. 3 1. 6倍。例如，筒體部6的內徑約為1. 6m，大直徑部8的內徑約為2. 3m。而且，大直徑部8在本實施方式的情況下是由下部筒狀框體11，上部筒狀框體12，以及上蓋部13這三個部件構成，在筒體部6的上端，兩筒狀框體11、12的兩端以及上蓋部13的下端分別配設有凸緣部14 17，通過這些凸緣部14 17而能夠裝卸地組裝。原料供給機構3經由連接在反應爐2的筒體部6的下部的原料供給管21從原料 供料斗22供給金屬級的硅粉末(Me-Si)(例如直徑在1 μ m以上且1000 μ m以下)，通過將 氯化氫氣體(HCl)作為載體氣體的氣流移送供給金屬級的硅粉末。另一方面，氣體導入機構4經由氣體供給管23將氯化氫氣體(HCl)導入反應爐2 的底部7內。而且，在分隔反應爐2的底部7和筒體部6的隔壁9上，以貫通狀態(tài)固定有順延于 上下方向的多個噴嘴24，這些噴嘴24是上端開口配置在筒體部6內，下端開口配置在底部 7內。而且，通過氣體導入機構4導入該反應爐2的底部7內的氯化氫氣體以被各噴嘴24 分散的狀態(tài)噴出到筒體部6內。而且，在上述隔壁9上鋪滿了球狀或者板狀的有孔小片等擴散材料25，并且設置 有攪拌機26，攪拌該擴散材料25的層的上方。另一方面，氣體取出機構5將包含從反應爐2排出的三氯硅烷的反應流體經由旋 風分離器27輸送到氣體精制系統(tǒng)28，通過旋風分離器27收集與反應流體一起排出的金屬 級的硅微粉末(例如直徑在5 μ m以上且40 μ m以下)，并從回收管29返回到原料供料斗 22。而且，在從上述筒體部6到大直徑部8的內部空間內，各設置有多個傳熱介質流通 的導熱管31和氣體流控制部件32。導熱管31在筒體部6的內部空間中避開中心部空間C的內周面附近的環(huán)狀空間 R中以在圓周方向上隔開間隔的方式設有多組(在圖2所示的例子中各自隔開90°設置4 組)。各組導熱管31如圖1、圖2以及圖3所示，在大直徑部8上貫通下部筒狀框體11的 壁的入口管33和出口管34之間，以連接狀態(tài)設置有順延于上下方向的多個縱管35和依次 連結這些縱管35的上下端的連結管36，連結成以從入口管33到出口管34之間為上下往返 流路的方式折返的狀態(tài)。而且，該導熱管31的縱管35是其上端部是通過夾套37固定在下 部筒狀框體11的內周面上，并且是長度方向中途的多個部位通過止振部件38相互連結的 狀態(tài)，下端部通過夾套39固定在筒體部6的內周面上。氣體流控制部件32在被導熱管31包圍的中心部空間C中沿著上下方向設有數 個。這些氣體流控制部件32例如是將橫截面為圓形、內部中空的管41的兩端部封閉而成， 如圖4或者圖5C所示，在其上端部和下端部上一體地形成有擴徑部42A、42B。而且，在反應 爐2的大直徑部8的下部筒狀框體11和筒體部6的下部，分別固定有支撐氣體流控制部件 32的長度方向的中途位置的有孔弓I導部件43A、43B。這些有孔弓|導部件43A、43B如圖2A或 者圖5B 圖5D所示，是一體地形成了具有將氣體流控制部件32逐個移動自如地插入的貫 通孔44a的環(huán)部44，以及將這些環(huán)部44相互之間固定成以規(guī)定的間隔縱橫成列的狀態(tài)的框 架部45而構成的。在框架45上具有配置在被導熱管31包圍的中心部空間C中的格柵框 架45a和連接格柵框架45a與下部筒狀框體11的內壁的支撐框架45b。也可以在支撐框架 45b上設置具有將氣體流控制部件32以上下移動自如的方式一個一個插入的貫通孔44a的 環(huán)部44b。設置在支撐框架45b上的環(huán)部44b也可以為了保持具有氣流以及金屬級的硅粉 末的下降流的整流作用的氣體流控制部件32而配置在相鄰的導熱管31之間。在這種情況下，該有孔引導部件43A、43B的環(huán)部44集中配置在被筒體部6的環(huán)狀空間R所包圍的中心部空間C中，例如在大約1.6m的內徑的筒體部6內由框架部45形成的大約Im見方的區(qū)域 (中心部空間C)中配置多個(例如45個)。在配置于環(huán)狀空間R中的外周部上，放射狀地 設置有安裝在筒體部6的內周面上的多個(圖示的例子中為8個)框架部45。包含所有格 柵框架45a的方形框架45可以是其對角線的長度為下部筒狀框體11的直徑的20%以上且 65%以下。而且，格柵框架45a的形狀并不僅限于方形，也可以是蜂窩圖案或者同心圓狀。S卩，在本發(fā)明的反應爐2中，在反應爐的中心部空間C中設置氣體流控制部件32， 在氣體流控制部件32和下部筒狀框體11之間設置導熱管。在導熱管31上可以有內側的 配管31a和外側的配管31b，內側的配管31a可以配置在相對于下部筒狀框體11的半徑自 中心起為30%以上且50%以下的位置上，外側的配管31b可以配置在相對于下部筒狀框體 11的半徑自中心起為50%以上且70%以下的位置上。另外，本發(fā)明中的下部筒狀框體11 的直徑以及半徑表示下部筒狀框體11的內周面的直徑以及半徑。而且，環(huán)部44的貫通孔44a形成為下側的有孔引導部件43B的貫通孔內徑小于上 側的有孔引導部件43A的貫通孔內徑，另一方面，氣體流控制部件32的擴徑部42A、42B也 形成為下側的擴徑部42B的外徑小于上側的擴徑部42A的外徑，在這些有孔引導部件43A、 43B和氣體流控制部件32的擴徑部42A、42B之間，上側的有孔引導部件43A的貫通孔44a 形成為內徑小于氣體流控制部件32的上側的擴徑部42A的外徑，但大于下側的擴徑部42B 的外徑，下側的有孔引導部件43B的貫通孔44a形成為內徑小于氣體流控制部件32的下側 的擴徑部42B的外徑。因此，氣體流控制部件32通過上側的擴徑部42A載置在上側的有孔 引導部件43A的環(huán)部44上而支撐在懸吊于該有孔引導部件43A上的狀態(tài)，而且，下側的擴 徑部42B也配置在下側的有孔引導部件43B的環(huán)部44上。而且，在反應爐2的大直徑部8中，設置有保持氣體流控制部件32的上端抵接的 狀態(tài)的壓架46。在該壓架46上，如圖2B所示，以矩形框狀組合有多個帶狀的板部件47，各 板部件47使氣體流控制部件32的上端抵接在通過有孔引導部件43A、43B成列地支撐的氣 體流控制部件32的每一列上地進行按壓壓架46防止了氣體流控制部件32因上升的氣流 而上抬(其中，壓架46是以能夠容許氣體流控制部件32的熱膨脹而引起的伸長的程度留 有余量地配置的)。而且，各氣體流控制部件32形成為長度短于導熱管31，下端設置在與導熱管31的 下端大致相同的高度，上端配置在導熱管31下方的位置上，從反應爐2的大直徑部8的下 端部延伸配置到筒體部6的下部。而且，在這種氣體流控制部件32的下端，如圖4所示，固定有錐體狀突出的前端部 件48，并配置成其錐體狀(圓錐狀)的凸面朝向下方的狀態(tài)。這些氣體流控制部件32制成外徑例如為50mm，以貫通狀態(tài)載置在上下的有孔引 導部件43A、43B上，隔開50mm 150mm的間隔配置在內徑大約為1. 6m的筒體部6內的上 述大約Im見方的區(qū)域(中心部空間C)(氣體流控制部件32的外周面之間的距離)。而且， 該氣體流控制部件32的長度為6 7m。另外，反應爐2是通過用支撐腳50將筒體部6上 部的錐部10固定在地板49上而支撐在由該支撐腳50懸吊的狀態(tài)。而且，如圖1所示，在筒體部6的內底部設置有溫度計T，計量其內底部的溫度，控 制在導熱管31內流通的傳熱介質的溫度。
以下，對通過這種三氯硅烷制造裝置1來制造三氯硅烷的方法進行說明。通過氣流移送將金屬級的硅粉末經過原料供給管21供給到反應爐2的內部。此 時，將氯化氫氣體用作氣流移送的載體氣體，通過控制該載體氣體的流量來調整金屬級的 硅粉末的供給量。而且，通過氣體導入機構4將氯化氫氣體導入反應爐2的底部7。在隔壁9上設置有將反應爐2的底部7和筒體部6之間連通的噴嘴24。氯化氫氣體經由噴嘴24噴出到筒 體部6內。另一方面，金屬級的硅粉末S供給到隔壁9的上部。這樣，金屬級的硅粉末S借 助于來自下方的氯化氫氣體的上升氣流而一邊流動一邊進行反應。由于金屬級的硅粉末S與氯化氫氣體的反應是發(fā)熱反應，所以這些流動混合物邊 進行反應邊成為高溫狀態(tài)，在筒體部6的中心部上升。由于在該筒體部6的中心部設置有 氣體流控制部件32的集合體，所以流動混合物經由這些氣體流控制部件32的集合體之中 上升。此時，氯化氫氣體成為氣泡狀而存在于流動混合物內，隨著上升，氣泡逐漸成長而變 大，但在穿過氣體流控制部件32的集合體內時，氣泡與相互接近而鄰接的氣體流控制部件 32接觸(或者碰撞)而破裂，分斷成直徑比較小的氣泡上升。因此，從反應爐2的底部7導入的氯化氫氣體在上升到反應爐2的上部之前以維 持在氣泡的直徑較小的狀態(tài)上升，其間與金屬級的硅粉末接觸，能夠將金屬級的硅粉末反 應成三氯硅烷。而且，直徑小相應地增加了與金屬級的硅粉末的接觸面積，反應效率提高。另外，上升到反應爐2的筒體部6的上部的三氯硅烷氣體從反應爐2的頂部排出 到氣體取出機構5。若根據圖4所示的示意圖對其進行說明，則如圖4中虛線箭頭51所示地供給的金 屬級硅粉末與實線箭頭52所示的氯化氫氣體混合流動，兩者一體化而上升。隨著其上升而 增大的氯化氫氣體的氣泡A與氣體流控制部件32接觸。由于接近地配置有多個氣體流控 制部件32，所以氣泡A在這些氣體流控制部件之間被擠壓而破裂，分斷成直徑較小的氣泡B 而上升。而且，該氣泡的分斷重復進行。另一方面。在導熱管31上，運行初期的階段內部流通有加熱到例如300°C的高溫 的流體作為傳熱介質，促進金屬級的硅粉末與氯化氫氣體的反應，但當該反應繼續(xù)時，由于 三氯硅烷的生成是發(fā)熱反應而成為數百。C以上的高溫，為了抑制流動層的溫度上升，進行 被冷卻的傳熱介質在導熱管31內流通。因此，內周面附近的環(huán)狀空間R成為溫度低于筒體 部6的中心部的低溫。作為傳熱介質，使用例如在-30°C 350°C的溫度范圍下也能夠使用 的二芐基甲苯。這種傳熱介質的溫度控制如上所述，是基于設置在筒體部6的內底部上的 溫度計T的計量結果進行的。而且，在反應爐2的上部，從錐部10到大直徑部8，反應爐2的內徑大于筒體部6， 上升流的流速降低。這樣，隨著上升流而上升來的金屬級的硅粉末S如圖1中的箭頭所示， 在配置導熱管31的環(huán)狀空間R的附近落下。由于環(huán)狀空間R被導熱管31冷卻，所以中心 部的上升流經過筒體部6的上部(錐部10的附近)而成為經由環(huán)狀空間R的下降流。因此，在導熱管31上，由于在其上端部的入口管33和出口管34的部分上升流的 勢能減弱，所以金屬級的硅粉末的碰撞力也減弱，而且，由于在縱管35的部分是近乎于金 屬級的硅粉末的自然落下的下降流，所以磨損的發(fā)生減少。而且，通過將該導熱管31接近筒體部6的內周面配置，筒體部6的壁部也容易冷卻，筒體部6不容易受到氯化氫氣體的侵蝕的影響。另外，氣體流控制部件32的下端部雖然有上升流與之碰撞，但由于前端部件48形 成朝向下方的凸面，所以能夠減小相對于上升流的阻力，從而能夠減小磨損。在這種情況 下，可以在該凸面上實施硬質合金等耐磨損材料的包覆。作為凸面的形狀，并不僅限于圓錐 面，也可以是圓弧面、半球面等。而且，氣體流控制部件32是擴徑部42A、42B設置在上下兩個部位上，所以即使 萬一在其間的中途位置因磨損而折斷，由于分別由上側的有孔引導部件43A和下側的有孔 引導部件43B支撐，所以防止了向下方落下而產生攪拌機26 的破損等。以下，對這樣構成的三氯硅烷制造裝置1中其反應爐2的分解組裝作業(yè)進行說明。首先，對組裝作業(yè)進行說明，反應爐2的大直徑部8分成下部筒狀框體11，上部筒 狀框體12，以及上蓋部13這三個部分，將其從筒體部6上取下，能夠成為將筒體部6的上 方打開的狀態(tài)。另一方面，如圖5A所示，將導熱管31預先安裝在下部筒狀框體11上，一邊 將該導熱管31插入筒體部6內，一邊將下部筒狀框體11載置在筒體部6的上端，并將凸緣 14、15接合在一起。然后，如圖5B所示，分別將有孔引導部件43A、43B固定在筒體部6內的 下部和上部。接著，如圖5C所示，從上方一個一個地將氣體流控制部件32垂下，并插入各 有孔引導部件43A、43B的環(huán)部44內的貫通孔44a中，將其上端的擴徑部42A載置在上側的 有孔引導部件43A的環(huán)部44上而支撐在懸吊狀態(tài)。此時，下側的擴徑部42B的外徑小于上 側的有孔引導部件43A的環(huán)部44的貫通孔44a，所以能夠穿過該上側的有孔引導部件43A 而配置在下側的有孔引導部件43B的環(huán)部44上。在將所有的氣體流控制部件32支撐在懸 吊狀態(tài)后，如圖5D所示，將壓架46安裝在下部筒狀框體11內，成為按壓各氣體流控制部件 32的上端的狀態(tài)，之后，固定上部筒狀框體12和上蓋部13。這樣，能夠將導熱管31配置在接近筒體部6的內周面的環(huán)狀空間R內，將氣體流 控制部件32配置在其內側空間，將這些導熱管31和氣體流控制部件32的設置區(qū)域分開配 置，并且導熱管31固定在下部筒狀框體11上，與其一體地組裝，而且，氣體流控制部件32 能夠通過插入有孔引導部件43A、43B、支撐在從上方懸吊的狀態(tài)下設置，其組裝作業(yè)容易。分解作業(yè)能夠通過與這種組裝作業(yè)相反的順序進行，除去上蓋部13和上部筒狀 框體12后，再除去壓架46，從上方拔出各氣體流控制部件32，除去有孔引導部件43A、43B， 與下部筒狀框體11 一體地上拉導熱管31即可。這樣一來，這種反應爐2由于分解組裝作業(yè)容易，所以能夠容易地進行磨損的氣 體流控制部件32的更換等時的維修作業(yè)。另外，本發(fā)明并不僅限于上述的實施方式，能夠在不脫離發(fā)明主旨的范圍內進行 各種變更。例如，導熱管或氣體流控制部件的個數和長度等也可以根據反應爐的大小適當 設定。而且，雖然是使導熱管為固定在筒狀框體的壁上的狀態(tài)，但也可以是通過波紋管 等伸縮部件將貫穿筒狀框體的壁的導熱管與壁連接在一起，將導熱管能夠相對移動地支撐 在筒狀框體上的結構。氣體流控制部件由截面為圓形的管構成，但也可以由截面為矩形、三 角形等的管構成，或者也可以是管狀以外的窄幅的板狀體，能夠采用將兩個板狀體組合成 橫截面為十字狀等各種形狀。而且，在氣體流控制部件上設置比有孔引導部件的貫通孔大 的擴徑部，將該擴徑部載置在有孔引導部件上而支撐為懸吊狀態(tài)，但也可以在下部筒狀框體等上設置用于支撐氣體流控制部件的上端使其懸吊的框架部件。
權利要求
一種三氯硅烷制造裝置，其特征在于，設有反應爐；原料供給機構，將作為原材料的金屬級的硅粉末供給到上述反應爐中；氣體導入機構，將氯化氫氣體導入上述反應爐中，用于通過上述氯化氫氣體使供給到反應爐內的上述金屬級的硅粉末流動并進行反應；氣體取出機構，從上述反應爐中取出通過上述反應而生成的三氯硅烷；多個氣體流控制部件，在上述反應爐的中心部空間內沿著上下方向配置；導熱管，在包圍上述中心部空間的環(huán)狀空間內沿著上下方向配置，傳熱介質在其中流通。
2.如權利要求1所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于，構成上述反應爐的上部的壁 的一部分的筒狀框體能夠裝卸地設置在上述反應爐的筒體部，在上述筒體部的內部設置有具有順延于上下方向的多個貫通孔的有孔引導部件， 上述導熱管的上端部支撐在筒狀框體上，上述氣體流控制部件以長度方向的中途位置插入上述有孔引導部件中的狀態(tài)得到保持。
3.如權利要求2所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于，上述反應爐在上述筒體部上以連接狀態(tài)設置有直徑比該筒體部大的大直徑部，上述筒狀框體構成上述大直徑部的壁的 至少一部分。
4.一種三氯硅烷制造方法，其特征在于，包括在包圍反應爐的中心部空間的環(huán)狀空間內沿著上下方向設置導熱管的工序； 在上述中心部空間內沿著上下方向設置多個氣體流控制部件的工序； 傳熱介質在上述導熱管中流通的工序； 向上述反應爐內供給金屬級的硅粉末的工序； 從上述反應爐的下方供給氯化氫氣體的工序；通過氯化氫氣體使上述金屬級的硅粉末流動，使金屬級的硅粉末和氯化氫氣體的上升 流穿過上述氣體流控制部件之間并使其進行反應的工序；從反應爐中取出含有通過上述反應而生成的三氯硅烷的氣體的工序。
全文摘要
本發(fā)明的三氯硅烷制造裝置(1)是通過氯化氫氣體使供給到反應爐(2)內的金屬級的硅粉末(S)流動并進行反應，從反應爐(2)中取出通過這種反應而生成的三氯硅烷，在反應爐(2)的內部空間中，沿著上下方向設置有隔開環(huán)狀空間(R)地配置在與該反應爐(2)的內周面之間的多個氣體流控制部件(32)，以及配置在環(huán)狀空間(R)內、傳熱介質流通的導熱管(31)。
文檔編號C01B33/107GK101798086SQ201010003779
公開日2010年8月11日 申請日期2010年1月18日 優(yōu)先權日2009年1月20日
發(fā)明者生川滿敏 申請人:三菱綜合材料株式會社