JP2013039521A - ガス処理方法、ガス処理装置、微粉末の形成方法及び微粉末形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ケイ素の水素化物を含む気体中から前記ケイ素の水素化物を除去するガス処理方法であって、ケイ素の水素化物を含む気体からなる直径10μm以下の気泡と水とを接触させることを特徴とするガス処理方法を採用する。
【選択図】なし
Description
SiH4 + H2O → SiO2 +4H2 ・・・(A)
請求項1に記載の発明は、ケイ素の水素化物を含む気体中から前記ケイ素の水素化物を除去するガス処理方法であって、
ケイ素の水素化物を含む気体からなる直径10μm以下の気泡と水とを接触させることを特徴とするガス処理方法である。
内部に水を貯留することが可能な容器と、
前記容器内に水を供給する水導入管と、
前記容器内にケイ素の水素化物を含む気体を供給する気体導入管と、
前記ケイ素の水素化物を含む気体からなる直径10μm以下の気泡を発生させる気泡発生手段と、を備えることを特徴とするガス処理装置である。
前記ベンチュリ構造部が、前記喉部における前記気泡流の流速を音速以上とするものであることを特徴とする請求項6に記載のガス処理装置である。
ケイ素の水素化物を含む気体からなる直径10μm以下の気泡と水とを接触させることを特徴とする微粉末の形成方法である。
内部に水を貯留することが可能な容器と、
前記容器内に水を供給する水導入管と、
前記容器内にケイ素の水素化物を含む気体を供給する気体導入管と、
前記ケイ素の水素化物を含む気体からなる直径10μm以下の気泡を発生させる気泡発生手段と、を備えることを特徴とする微粉末形成装置である。
前記ベンチュリ構造部が、前記喉部における前記気泡流の流速を音速以上とするものであることを特徴とする請求項13に記載の微粉末形成装置である。
先ず、本発明を適用した一実施形態であるガス処理装置の構成について図1を参照しながら説明する。図1に示すように、本実施形態のガス処理装置1は、ケイ素の水素化物を含むガス(気体)中から当該ケイ素の水素化物を除去するための装置であり、その内部に水層2Aと気層2Bとを有する容器2と、上記容器2内に水を供給する水導入管3と、上記容器2内にケイ素の水素化物を含む気体を供給する気体導入管4と、ケイ素の水素化物を含む気体からなる直径10μm以下の気泡を発生させるノズル(気泡発生手段)5と、を備えて概略構成されている。
容器2の側面には、図1に示すように、上面と底面との間のほぼ中間の高さから当該中間よりもやや上面側の高さの位置に排水口2aが設けられている。この排水口2aにはボール弁等の開閉弁6aを備えた配水管6が接続されており、容器2内の水層2Aの水位が上昇した際に、容器2外へ排水可能とされている。これにより、容器2内の水層2Aの水位を所定の位置に維持することができるとともに、容器2内からの水の漏出の可能性を排除することができる。
本実施形態のガス処理方法は、ケイ素の水素化物を含む気体からなる直径10μm以下の気泡と水とを接触させることにより、ケイ素の水素化物を含む気体中からケイ素の水素化物を除去するものである。以下に、ケイ素の水素化物を含む気体が、100%のモノシラン(SiH4)である場合を例として説明する。
SiH4 + H2O → SiO2 +4H2 ・・・(A)
c:音速
κ:ポリトロープ係数(等温変化:1.0、断熱変化:1.4)
ρ:気泡流圧力
α:ボイド率(全体積に占める気相体積割合)
ρl:液相密度
ρg:気相密度
σ:表面張力係数(0.072N/m)
ρ1:膨張時気泡流圧力、d1:膨張時気泡径
ρ2:収縮時気泡流圧力、d2:収縮時気泡径
Tb1:膨張時気泡内温度、Tb2:収縮時気泡内温度
SiH4 + O2 → SiO2 +2H2 ・・・(B)
2・・・容器
2A・・・水槽
2B・・・気層
2a・・・排水口
3,23,33・・・水導入管
4,24,34・・・気体導入管
5,25,35・・・ノズル(気泡発生手段)
5A・・・流入側直管部
5B・・・ベンチュリ構造部
5a・・・漸縮部
5b・・・漸拡部
5c・・・喉部
5C・・・流出側直管部
6・・・配水管
7・・・排気管
8・・・分岐管
9・・・予備ドレイン
10・・・希釈ガス導入管
11・・・ポンプ
21,31・・・気泡導入手段
Claims (14)
- ケイ素の水素化物を含む気体中から前記ケイ素の水素化物を除去するガス処理方法であって、
ケイ素の水素化物を含む気体からなる直径10μm以下の気泡と水とを接触させることを特徴とするガス処理方法。 - 前記気泡は、水中で発生させることを特徴とする請求項1に記載のガス処理方法。
- 酸素元素を含む気体からなる直径10μm以下の気泡を前記水中に存在させることを特徴とする請求項2に記載のガス処理方法。
- 前記酸素元素を含む気体が、空気、酸素及びオゾンのうち、少なくともいずれか1つを含むことを特徴とする請求項3に記載のガス処理方法。
- ケイ素の水素化物を含む気体中から前記ケイ素の水素化物を除去するガス処理装置であって、
内部に水を貯留することが可能な容器と、
前記容器内に水を供給する水導入管と、
前記容器内にケイ素の水素化物を含む気体を供給する気体導入管と、
前記ケイ素の水素化物を含む気体からなる直径10μm以下の気泡を発生させる気泡発生手段と、を備えることを特徴とするガス処理装置。 - 前記気泡発生手段は、前記水導入管から供給する水と前記気体導入管から供給するケイ素の水素化物を含む気体との気泡流を前記容器内の水中に噴射するノズルであることを特徴とする請求項5に記載のガス処理装置。
- 前記ノズルが、当該ノズルの内径を漸次縮小する漸縮部と、当該内径を漸次拡大する漸拡部と、前記漸縮部と前記漸拡部とを仕切る喉部とを有するベンチュリ構造部を含み、
前記ベンチュリ構造部が、前記喉部における前記気泡流の流速を音速以上とするものであることを特徴とする請求項6に記載のガス処理装置。 - 前記容器に貯留された水中に、酸素元素を含む気体からなる直径10μm以下の気泡を導入する気泡導入手段を備えることを特徴とする請求項5乃至7のいずれか一項に記載のガス処理装置。
- 前記容器は、当該容器内に希釈ガスを導入する希釈ガス導入口を有することを特徴とする請求項5乃至8のいずれか一項に記載のガス処理装置。
- ケイ素の水素化物を含む気体と水とを反応させて酸化ケイ素の微粉末を形成する方法であって、
ケイ素の水素化物を含む気体からなる直径10μm以下の気泡と水とを接触させることを特徴とする微粉末の形成方法。 - 前記気泡は、水中で発生させることを特徴とする請求項10に記載の微粉末の形成方法。
- ケイ素の水素化物を含む気体と水とを反応させて酸化ケイ素の微粉末を形成する装置であって、
内部に水を貯留することが可能な容器と、
前記容器内に水を供給する水導入管と、
前記容器内にケイ素の水素化物を含む気体を供給する気体導入管と、
前記ケイ素の水素化物を含む気体からなる直径10μm以下の気泡を発生させる気泡発生手段と、を備えることを特徴とする微粉末形成装置。 - 前記気泡発生手段は、前記水導入管から供給する水と前記気体導入管から供給するケイ素の水素化物を含む気体との気泡流を前記容器内の水中に噴射するノズルであることを特徴とする請求項12に記載の微粉末形成装置。
- 前記ノズルが、当該ノズルの内径を漸次縮小する漸縮部と、当該内径を漸次拡大する漸拡部と、前記漸縮部と前記漸拡部とを仕切る喉部とを有するベンチュリ構造部を含み、
前記ベンチュリ構造部が、前記喉部における前記気泡流の流速を音速以上とするものであることを特徴とする請求項13に記載の微粉末形成装置。
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