JP6810308B1 - 棒状体、治具、取り外し方法およびシリコンロッドの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1に基づき、反応器100の概略構成について説明する。図1は、本発明の実施形態1に係る棒状体10が底板側穴102aおよび蓋側穴104aに挿入された状態において、反応器100の蓋103を反応器100の底板101から取り外す様子を示す側面図である。図1における反応器100は、蓋103が底板101から少し吊り上げられた状態を示している。
棒状体10について、図1および図2に基づき説明する。図2は、図1における二点鎖線で囲まれた部分を説明する断面図であり、棒状体10が底板側穴102aおよび蓋側穴104aに挿入された状態を示す断面図である。図2において、点線L1で囲まれた図は、蓋103が吊り上げられる前の状態、点線L2で囲まれた図は、蓋103が底板101から少し吊り上げられた状態を示している。棒状体10(全倒ガイド)は、シリコンロッド110が直立して収容される反応器100を形成する底板101から、反応器100を底板101とともに形成する蓋103を吊り上げ、底板101から取り外す際に用いられる。
シリコンロッド110が直立して収容される反応器100を形成する底板101から、反応器100を底板101とともに形成する蓋103を取り外すための取り外し方法の一例について説明する。
発明者は、棒状体10について種々の解析を行い、棒状体10について下記に基づき設計することにより、蓋103の吊り上げの際の横揺れが最適に防止できることを見出した。
図3および図4に基づき、本発明の変形例1について説明する。図3は、反応器100に突起部106がある場合を示す側面図である。図4は、本発明の変形例1を説明する図であり、棒状体10の治具50・60の概略構成を説明する断面図である。
図6に基づき、本発明の変形例2について説明する。図6は本発明の実施形態の変形例2を説明する断面図であり、棒状体10の変形例である棒状体10Aが底板側穴102aおよび蓋側穴104aに挿入された状態を示す断面図である。
保護構造体200について、図7および図8に基づき説明する。図7は、本発明の実施形態に係る保護構造体200が反応器100の周囲に配置された状態において、反応器100の蓋103を反応器100の底板101から取り外す様子を示す側面図である。図8は、保護構造体200の上面図である。
高さが数mで、一つの重量が数十kgあるシリコンロッド110は、軽い衝撃でも破砕されやすく、蓋103を吊り上げる際に反応器100の外側に向けて倒れだす場合の衝撃や倒れた衝撃で、大きな分布の塊状または粉状のシリコンに破砕される。これらの破片は、ほぼ全量捕集する必要がある。
通常、成長したシリコンロッド110はU字状であるが、直線状の長さに換算すると4メートルから6メートルとなり、太さが100〜200mmである。比重を2.4g/cm3とすると、一つのシリコンロッド110の重量は、75〜460kgとなり、18対ロッドの反応器100ではシリコンロッド110の総重量は、1300〜8200kgとなる。そのため、保護構造体200の強度が十分でないとシリコンロッド110およびその破砕により発生する破片が保護構造体200を突き破り、開放作業の作業員に危害をおよぼす可能性がある。
作業効率を高める必要性から、軽量であるほど設置する作業が容易となるので、保護壁面204は金属製のメッシュ構造とすることが好ましい。保護構造体200の軽量化のため、保護壁面204のメッシュの大きさは、成長したシリコンロッド110の崩壊テストを行い、崩壊により発生するシリコン片の分布を求め、シリコン片の99%以上を捕集できるメッシュの大きさとすることが望ましい。メッシュがあまり小さくなりすぎると、保護構造体200外部から内部への視認性が悪くなるため、具体的には、最適な保護壁面204のメッシュの大きさは2〜10メッシュ、好ましくは3〜7メッシュ、特に好ましくは3〜5メッシュであることが望ましい。
析出したシリコンロッド110が蓋103の内壁に倒れかかっているかどうかは、蓋103の側壁面103aに設けられた覗き窓(図示なし)から確認する、または蓋103を少し吊り上げてその隙間から確認するしか方法がない。したがって、シリコンロッド110が蓋103の内壁への倒れかかっていることが確認された場合は、蓋103の吊り上げを中止して、速やかに保護構造体200を組み立てる必要があり、保護構造体200の組み立て作業の迅速性が必要となる。
保護構造体200の第1枠体201が形成する円の直径は、反応器100の底板側フランジ102および蓋側フランジ104の外径より大きければよい。具体的には、第1枠体201が形成する円の直径を、底板側フランジ102および蓋側フランジ104の外径より0〜1000mm、好ましくは200〜700mm、特に好ましくは300〜600mm、だけ大きい半径とすることが望ましい。これにより、蓋103を保護構造体200内でスムーズに吊り上げることができ、シリコンロッド110が保護壁面204に倒れかかることにより受ける保護壁面204に対する静圧を小さくすることができる。
保護構造体200の高さは、反応器100設置されている反応器室内の床から、倒壊せずに反応器100の底板101に直立しているシリコンロッド110の上端までの高さH(図示なし)より高ければよい。保護構造体200の高さが高さHよりも高すぎると、保護構造体200内のシリコンロッド110を、該保護構造体200を超えて取り出そうとした際に、吊り上げる高さを過度に高くしなければならず、作業性が悪くなり好ましくない。
シリコンロッド110の崩壊により発生するシリコン片の分布の評価は以下の通り行った。反応器100内で倒壊せずに正常に反応器100から取出されたシリコンロッド110を平らな床に起立させ、そのシリコンロッド110をシリコンロッド110の下端を起点として倒し、その倒壊で発生するシリコン片のサイズの重量分布を測定した。倒れたシリコンロッド110が直接床面に接触しないように、平らな床において倒すシリコンロッド110の周辺には、他のシリコンロッド110を横倒して敷き詰めた。
保護構造体200を用いた場合のシリコンロッドの製造方法の一例について説明する。まず、シリコンロッド110の析出が終了した後、反応器100の底板側フランジ102と蓋側フランジ104のボルト締めを開放する。その後、底板101の周囲に配置された底板側穴102aと、蓋103の周囲において底板側穴102aに対向する位置に配置された蓋側穴104aとに、棒状体10を挿入する。
本発明の一態様に係る棒状体は、シリコンロッドが直立して収容される反応器を形成する底板から、前記反応器を前記底板とともに形成する蓋を吊り上げ、前記底板から取り外す際に用いられる棒状体であって、前記底板の周囲に配置された底板側穴に挿入される第1部位と、前記蓋の周囲において前記底板側穴に対向する位置に配置された蓋側穴に挿入される第2部位と、を有していることを特徴とする。
11 第1部位
12 第2部位
50・60 治具
51・61 取付部
100 反応器
101 底板
102 底板側フランジ
102a 底板側穴
103 蓋
103a 側壁面(外壁)
104 蓋側フランジ
104a 蓋側穴
105 電極
106 突起部
110 シリコンロッド
200 保護構造体
201 第1枠体(枠体)
204 保護壁面
205 保護板
206 分割線
207 取り出し窓
210 収納空間
Claims (13)
- シリコンロッドが直立して収容される反応器を形成する底板から、前記反応器を前記底板とともに形成する蓋を吊り上げ、前記底板から取り外す際に用いられる棒状体であって、
前記底板の周囲に配置された底板側穴に挿入される第1部位と、
前記蓋の周囲において前記底板側穴に対向する位置に配置された蓋側穴に挿入される第2部位と、を有していることを特徴とする棒状体。 - 請求項1に記載の棒状体を挿入する前記底板側穴を前記底板の周囲に配置するため、前記底板の周囲に取り付けられる取付部を有しているとともに、
前記底板側穴として機能する穴が形成されていることを特徴とする治具。 - 前記治具の下部には、前記棒状体の下端部を支持する支持部を備えることを特徴とする請求項2に記載の治具。
- 請求項1に記載の棒状体を挿入する前記蓋側穴を前記蓋の周囲に配置するため、前記蓋の周囲に取り付けられる取付部を有しているとともに、
前記蓋側穴として機能する穴が形成されていることを特徴とする治具。 - 前記第1部位は、前記底板に設けられたフランジに形成された前記底板側穴に挿入され、
前記第2部位は、前記蓋に設けられたフランジに形成された前記蓋側穴に挿入されることを特徴とする請求項1に記載の棒状体。 - 前記底板の外縁から前記底板側穴までの距離、および前記蓋の外壁から前記蓋側穴までの距離は、前記蓋の外壁から、前記蓋の外壁に設けられた突起部の前記蓋の外壁とは反対側の端部までの距離よりも長いことを特徴とする請求項1に記載の棒状体。
- 前記棒状体を前記底板側穴および前記蓋側穴に挿入した状態における、前記底板から前記棒状体の上端までの高さは、前記底板から直立する前記シリコンロッドの上端までの高さよりも高いことを特徴とする請求項1に記載の棒状体。
- 前記第1部位よりも下端部側に、前記棒状体の周囲を囲むように前記棒状体の軸方向に延伸する抜け防止部が着脱自在に設けられ、
前記抜け防止部の前記棒状体の径方向の長さは、前記底板側穴の径よりも長いことを特徴とする請求項7に記載の棒状体。 - 前記第2部位よりも上端部側に、前記棒状体の周囲を囲むように前記棒状体の軸方向に延伸する持ち手部が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の棒状体。
- シリコンロッドが直立して収容される反応器を形成する底板から、前記反応器を前記底板とともに形成する蓋を取り外すための取り外し方法であって、
前記底板の周囲に配置された底板側穴と、前記蓋の周囲において前記底板側穴に対向する位置に配置された蓋側穴とに、棒状体を挿入する挿入工程と、
前記棒状体が前記底板側穴および前記蓋側穴に挿入された状態で、前記蓋を吊り上げる吊り上げ工程と、を含むことを特徴とする取り外し方法。 - 前記底板および前記蓋の各周囲に対する前記棒状体の挿入が、前記底板および前記蓋の周方向に対して略等間隔を空けて、少なくとも2箇所以上で行われていることを特徴とする請求項10に記載の取り外し方法。
- シリコンロッドが直立して収容される反応器を形成する底板から、前記反応器を前記底板とともに形成する蓋を取り外す取り外し工程を含むシリコンロッドの製造方法であって、
前記取り外し工程は、
シリコンロッドを収容する反応器を形成する底板の周囲に配置された底板側穴と、前記蓋の周囲において前記底板側穴に対向する配置に形成された蓋側穴とに、棒状体を挿入する挿入工程と、
前記棒状体が前記底板側穴および前記蓋側穴に挿入された状態で、前記蓋を吊り上げる吊り上げ工程と、を含むことを特徴とするシリコンロッドの製造方法。 - 前記挿入工程では、前記底板および前記蓋の各周囲に対する前記棒状体の挿入が、前記底板および前記蓋の周方向に対して略等間隔を空けて、少なくとも2箇所以上で行われてなることを特徴とする請求項12に記載のシリコンロッドの製造方法。
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