KR101536424B1 - A Withdrawal Pipe for Fluidized Bed Reactor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유동층 반응기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배출구를 통해 배출되는 실리콘 입자측에 기체를 주입하여 성장이 덜 된 작은 크기의 실리콘 입자를 유동층 반응기의 내부로 되돌려 줌으로써 생산된 실리콘 입자의 크기 편차를 줄일 수 있는 유동층 반응기용 배출관에 관한 것이다.
본 발명은 유동층 반응기에 연결되어 성장된 실리콘 입자를 배출하는 배출관에 있어서, 일정높이를 갖는 중공형으로 구비되어 일단이 상기 유동층 반응기의 배출구에 연결되는 본체; 상기 본체의 높이 중간에 상기 본체의 외주면을 둘러싸도록 배치되어 기체공급원으로부터 공급된 기체가 일정량 수용되는 중공형의 기체수용관; 및 상기 기체수용관과 본체를 연결하여 상기 기체수용관으로부터 본체의 내부측으로 상기 기체를 이송하는 적어도 하나의 연결관;을 포함하고, 상기 연결관으로부터 분출되는 기체에 의해 발생되는 부력을 통해 외부로 배출되는 상기 실리콘 입자의 크기가 제한되는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기용 배출관을 제공한다.The present invention relates to a fluidized bed reactor, and more particularly to a fluidized bed reactor in which gas is injected into a silicon particle side discharged through a discharge port to return small sized silicon particles, which are less grown, To a discharge pipe for a fluidized bed reactor.
The present invention relates to a discharge tube for discharging grown silicon particles connected to a fluidized bed reactor, comprising: a body having a hollow having a predetermined height and having one end connected to an outlet of the fluidized bed reactor; A hollow gas receiving tube disposed in the middle of the height of the main body and surrounding the outer circumferential surface of the main body to receive a predetermined amount of gas supplied from a gas supply source; And at least one connecting pipe connecting the gas receiving pipe and the main body and transferring the gas from the gas receiving pipe to the inside of the main body, wherein at least one connecting pipe connecting the gas receiving pipe and the main body through buoyancy generated by the gas ejected from the connecting pipe Wherein the size of the discharged silicon particles is limited.

Description

유동층 반응기용 배출관{A Withdrawal Pipe for Fluidized Bed Reactor}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a Fluidized Bed Reactor

본 발명은 유동층 반응기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 배출구를 통해 배출되는 실리콘 입자측에 기체를 주입하여 성장이 덜 된 작은 크기의 실리콘 입자를 유동층 반응기의 내부로 되돌려 줌으로써 생산된 실리콘 입자의 크기 편차를 줄일 수 있는 유동층 반응기용 배출관에 관한 것이다.The present invention relates to a fluidized bed reactor, and more particularly to a fluidized bed reactor in which gas is injected into a silicon particle side discharged through a discharge port to return small sized silicon particles, which are less grown, To a discharge pipe for a fluidized bed reactor.

반도체 분야에 사용되는 실리콘을 생산하기 위하여 최근에는 크기가 약 0.5~3.0mm 정도의 입자 형태로 실리콘을 연속적으로 생산할 수 있는 유동층 반응기를 이용한 실리콘 석출공정이 사용되고 있다. 이 방법에 의하면, 반응기 하부에서 상부 방향으로 공급되는 유동기체에 의해 실리콘 입자들이 유동층을 형성하고, 고온으로 가열된 이들 실리콘 입자표면에 반응기체 중의 실리콘 성분이 결합함으로써 입자가 성장하게 되어 실리콘 제품을 생산하게 된다. 이때, 크기가 작은 실리콘 종입자는 실리콘 성분의 지속적인 석출로 크기가 커짐에 따라 유동성을 상실하여 유동층 하부로 점차 가라앉은 후 배출구를 통해 외부로 배출된다.Recently, a silicon deposition process using a fluidized bed reactor capable of continuously producing silicon particles of about 0.5 to 3.0 mm in size has been used to produce silicon used in semiconductor fields. According to this method, the silicon particles form a fluidized bed by the flowing gas supplied from the lower portion of the reactor to the upper portion, and the silicon component in the reaction gas bonds to the surface of the silicon particles heated to a high temperature, . At this time, the silicon seed particles having a small size lose fluidity due to the continuous growth of the silicon component, and gradually sink to the bottom of the fluidized bed and are discharged to the outside through the discharge port.

이때, 종래의 일반적인 유동층 반응기는 배출구를 통해 배출되는 성장된 실리콘 입자가 자중에 의한 중력을 통해 유동층 반응기의 내부로부터 외부로 자연배출되고 있다.At this time, in the conventional general fluidized bed reactor, the grown silicon particles discharged through the discharge port are naturally discharged from the inside of the fluidized bed reactor to the outside through the gravity due to its own weight.

이에 따라, 원하는 크기까지 성장이 완료되지 못한 실리콘 입자의 경우에도 자중에 의해 외부로 배출되는 문제점이 있었다. 이를 해결하기 위하여 배출되는 입자의 크기를 제한하기 위해 별도의 체(sieve)를 사용하고자 하는 노력이 있었으나 폴리실리콘의 경우 매우 고순도의 상태이므로 다른 물질과의 접촉으로도 쉽게 오염되기 때문에 이와 같은 체를 사용하기는 불가능하였다.Accordingly, even in the case of silicon particles whose growth has not been completed to a desired size, they are discharged to the outside due to their own weight. In order to solve this problem, there has been an effort to use a separate sieve to limit the size of the discharged particles. However, since polysilicon is in a very high purity state, it is easily contaminated by contact with other substances. It was impossible to use.

이로 인해, 제품의 입자 균일도가 떨어지는 문제점이 있었다.As a result, there has been a problem that the particle uniformity of the product is lowered.

KRKR 10-106851710-1068517 B1B1

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 배출구를 통해 배출되는 실리콘 입자측에 기체를 주입하여 성장이 덜 된 작은 크기의 실리콘 입자를 유동층 반응기의 내부로 되돌려 줌으로써 생산된 실리콘 입자의 크기 편차를 줄일 수 있는 유동층 반응기용 배출관을 제공하는 데 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a method of reducing the size variation of produced silicon particles by injecting gas into the silicon particles discharged through the discharge port and returning small-sized silicon particles having less growth to the inside of the fluidized bed reactor And to provide a discharge tube for a fluidized bed reactor.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 유동층 반응기에 연결되어 성장된 실리콘 입자를 배출하는 배출관에 있어서, 일정높이를 갖는 중공형으로 구비되어 일단이 상기 유동층 반응기의 배출구에 연결되는 본체; 상기 본체의 높이 중간에 상기 본체의 외주면을 둘러싸도록 배치되어 기체공급원으로부터 공급된 기체가 일정량 수용되는 중공형의 기체수용관; 및 상기 기체수용관과 본체를 연결하여 상기 기체수용관으로부터 본체의 내부측으로 상기 기체를 이송하는 적어도 하나의 연결관;을 포함하고, 상기 연결관으로부터 분출되는 기체에 의해 발생되는 부력을 통해 외부로 배출되는 상기 실리콘 입자의 크기가 제한되는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기용 배출관을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a discharge tube for discharging silicon particles connected to a fluidized bed reactor, the discharge tube comprising: a hollow body having a predetermined height and having one end connected to an outlet of the fluidized bed reactor; A hollow gas receiving tube disposed in the middle of the height of the main body and surrounding the outer circumferential surface of the main body to receive a predetermined amount of gas supplied from a gas supply source; And at least one connecting pipe connecting the gas receiving pipe and the main body and transferring the gas from the gas receiving pipe to the inside of the main body, wherein at least one connecting pipe connecting the gas receiving pipe and the main body through buoyancy generated by the gas ejected from the connecting pipe Wherein the size of the discharged silicon particles is limited.

바람직하게는, 상기 연결관은 상기 본체의 둘레방향을 따라 일정 간격을 두고 복수 개로 구비될 수 있다.Preferably, the connection pipes are provided at a plurality of intervals along the circumferential direction of the main body.

바람직하게는, 상기 복수 개의 연결관은 상기 기체수용관과 연결되는 일단부로부터 상기 본체와 연결되는 타단부로 갈수록 동일한 방향으로 일정각도 경사지게 연결될 수 있다.Preferably, the plurality of connection tubes may be connected to the gas receiving tube at an angle inclined at an angle from one end thereof to the other end thereof connected to the body, in the same direction.

바람직하게는, 상기 복수 개의 연결관은 상기 기체수용관과 연결되는 일단부로부터 상기 본체와 연결되는 타단부로 갈수록 상방으로 일정각도 경사지게 연결될 수 있다.Preferably, the plurality of connection tubes may be connected to the gas receiving tube at an angle from the one end thereof to the other end thereof connected to the main body.

바람직하게는, 상기 기체수용관의 내부는 일정면적을 갖는 판상의 격판에 의해 상기 기체공급원과 연결되는 제1공간과 상기 연결관과 연통되는 제2공간으로 구획될 수 있다.Preferably, the inside of the gas accommodation tube is divided into a first space connected to the gas supply source by a plate-shaped diaphragm having a predetermined area and a second space communicated with the connection tube.

바람직하게는, 상기 제1공간 및 제2공간은 상기 격판에 관통형성되는 복수 개의 연통공을 통하여 연통될 수 있다.Preferably, the first space and the second space may communicate with each other through a plurality of communication holes formed through the partition plate.

바람직하게는, 상기 기체는 수소 또는 불활성기체일 수 있다.Preferably, the gas may be hydrogen or an inert gas.

바람직하게는, 상기 연결관의 내경은 상기 기체수용관의 내경보다 작은 직경을 갖도록 구비될 수 있다.Preferably, the inner diameter of the connecting tube is smaller than the inner diameter of the gas receiving tube.

또한, 본 발명은 상술한 유동층 반응기용 배출관을 구비하는 유동층 반응기를 제공한다.The present invention also provides a fluidized bed reactor having a discharge tube for the fluidized bed reactor described above.

본 발명에 의하면, 배출구를 통해 배출되는 실리콘 입자측에 기체를 주입하여 성장이 덜 된 작은 크기의 실리콘 입자를 유동층 반응기의 내부로 되돌려 줌으로써 생산된 실리콘 입자의 크기 편차를 줄여 제품의 입자 균일도를 높일 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, gas is injected into the silicon particle side discharged through the discharge port to return small-sized silicon particles having less growth to the interior of the fluidized bed reactor, thereby reducing the size variation of the produced silicon particles and increasing the particle uniformity of the product There are advantages to be able to.

도 1은 일반적인 유동층 반응기를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 유동층 반응기용 배출관이 도 1에 적용된 유동층 반응기를 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 유동층 반응기용 배출관을 나타낸 사시도.
도 4는 도 2의 A-A단면도.
도 5는 도 2의 작동상태도.
도 6은 도 4의 제1변형예를 나타낸 단면도.
도 7은 도 4의 제2변형예를 나타낸 단면도.
도 8은 도 4의 제3변형예를 나타낸 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a schematic diagram showing a typical fluidized bed reactor.
2 is a schematic view showing a fluidized bed reactor to which the discharge tube for a fluidized bed reactor according to the present invention is applied.
3 is a perspective view showing a discharge pipe for a fluidized bed reactor according to the present invention.
4 is a sectional view taken along the line AA of Fig.
Figure 5 is an operational state diagram of Figure 2;
6 is a sectional view showing the first modification of Fig.
7 is a sectional view showing a second modification of Fig.
8 is a sectional view showing a third modification of Fig.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

이하에서, 발명의 이해를 돕기 위해 도면부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면에 표시되었다 하더라도 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.In order to facilitate understanding of the present invention, the same reference numerals will be used to denote the same constituent elements even if they are shown in different drawings.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유동층 반응기용 배출관(100,200)은 배출관을 통해 배출되는 실리콘 입자측에 기체를 주입하여 성장이 덜 된 작은 크기의 실리콘 입자를 유동층 반응기의 내부로 되돌려 줌으로써 생산된 실리콘 입자의 크기 편차를 줄일 수 있는 데 기술적 특징이 있다.The exhaust pipes 100 and 200 for the fluidized bed reactor according to the preferred embodiment of the present invention are formed by injecting gas into the silicon particles discharged through the discharge pipe and returning small sized silicon particles, Which is a technical feature.

이와 같은 본 발명에 따른 유동층 반응기용 배출관(100,200)은 도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같이 본체(110), 기체수용관(120,220) 및 연결관(130)을 포함한다.2 to 8, the discharge tubes 100 and 200 for the fluidized bed reactor according to the present invention include a main body 110, gas receiving tubes 120 and 220, and a connecting tube 130.

상기 본체(110)는 유동층 반응기(10)의 배출구(12) 측에 연결되어 반응을 통해 석출된 실리콘 입자를 외부로 배출하기 위한 통로역할을 수행하기 위한 것이다. 이와 같은 본체(110)는 일정높이를 갖는 중공형으로 구비되고 개방된 상부단이 상기 배출구(12)와 연결된다. 이때, 상기 본체(110)는 용접 등을 통하여 고정될 수도 있지만, 상기 본체(110)의 상부단에 별도의 플랜지(112)가 구비되어 상기 배출구(12) 측에 착탈가능하게 결합될 수도 있다. 그리고, 상기 본체(110)의 하부단은 생산된 실리콘 입자가 담겨지는 호퍼가 연결된다. 이때, 상기 본체(110)의 하부단에도 상기 호퍼와 착탈가능하게 결합될 수 있도록 별도의 플랜지(112)가 구비될 수 있다.The main body 110 is connected to the discharge port 12 side of the fluidized bed reactor 10 to serve as a passage for discharging the silicon particles precipitated through the reaction to the outside. The main body 110 is hollow and has an open top end connected to the outlet 12. At this time, the main body 110 may be fixed through welding or the like, but a separate flange 112 may be provided at the upper end of the main body 110 so as to be detachably coupled to the discharge port 12 side. The lower end of the main body 110 is connected to a hopper containing the produced silicon particles. At this time, a separate flange 112 may be provided on the lower end of the main body 110 so as to be detachably coupled to the hopper.

상기 기체수용관(120,220)은 상기 본체(110)의 내부 측으로 주입되는 기체가 수용되어 상기 연결관(130)을 통해 본체(110)의 내부로 기체를 공급하기 위한 임시저장소의 역할을 수행한다.The gas receiving tubes 120 and 220 serve as a temporary reservoir for receiving gas injected into the main body 110 and supplying gas into the main body 110 through the connecting tube 130.

이러한 기체수용관(120,220)은 상기 본체(110)의 높이중간에 본체(110)의 외주면으로부터 일정간격 이격되어 상기 본체(110)를 둘러싸도록 배치되며, 적어도 하나의 연결관(130)을 매개로 상기 본체(110)와 연결된다.The gas receiving pipes 120 and 220 are disposed at the middle of the height of the main body 110 so as to surround the main body 110 at a predetermined distance from the outer peripheral surface of the main body 110, And is connected to the main body 110.

이때, 상기 기체수용관(120,220)은 중공형으로 구비되어 기체공급원(150)으로부터 공급되는 기체가 일정량 수용될 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 기체수용관(120,220)의 일측에는 상기 기체공급원(150)과 연결되는 입구(122)가 구비된다. 이에 따라, 상기 기체공급원(150)으로부터 공급되는 기체는 상기 기체수용관(120,220)으로 이동한 후 상기 연결관(130)을 통해 본체(110)의 내부 측으로 분출된다.At this time, the gas receiving tubes 120 and 220 are provided in a hollow shape so that a predetermined amount of gas supplied from the gas supplying source 150 can be accommodated. To this end, an inlet 122 connected to the gas supply source 150 is provided at one side of the gas receiving tubes 120 and 220. Accordingly, the gas supplied from the gas supply source 150 moves to the gas receiving tubes 120 and 220, and is then injected to the inside of the main body 110 through the connection tube 130.

상기 연결관(130)은 상기 기체수용관(120,220) 및 본체(110)를 서로 연결하고, 기체수용관(120,220)에 수용된 기체가 본체(110)의 내부로 이동시키는 통로역할을 수행하는 것으로, 양단이 개방되고 일정길이를 갖는 중공형으로 구비되어 일단이 상기 기체수용관(120,220)과 연결되고 타단이 상기 본체(110)와 연결된다. 이때, 상기 연결관(130)은 내경이 상기 기체수용관(120,220)의 내경보다 더 작은 직경을 갖도록 구비됨으로써 기체수용관(120,220)에서 유입되는 기체가 이동하는 과정에서 유속이 증가한 후 본체(110)의 내부로 배출될 수 있도록 한다. 이를 통해, 상기 본체(110)를 통해 하부로 침강하던 미성장된 실리콘 입자는 상기 연결관(130)의 단부에서 분출되는 기체에 의해 상승하여 다시 유동층 반응기(10) 측으로 회수될 수 있게 된다.The connection pipe 130 connects the gas storage tubes 120 and 220 and the main body 110 to each other and functions as a passage for moving the gas contained in the gas storage tubes 120 and 220 to the inside of the main body 110, One end of which is connected to the gas receiving tubes 120 and 220 and the other end of which is connected to the main body 110. In this case, the connection pipe 130 is provided such that its inner diameter is smaller than the inner diameter of the gas receiving pipes 120 and 220, so that the flow rate of the gas introduced from the gas receiving pipes 120 and 220 increases, And the like. As a result, the un-grown silicon particles which have settled down through the main body 110 are lifted by the gas ejected from the end of the connection pipe 130 and can be recovered to the side of the fluidized bed reactor 10 again.

이러한 연결관(130)은 도 4에 도시된 바와 같이 상기 본체(110)의 둘레방향을 따라 복수 개가 구비되고, 서로 등각도를 이루도록 배치됨으로써 본체(110)의 내부에서 하부로 낙하하던 실리콘 입자 측으로 균등한 힘이 전달될 수 있도록 한다.As shown in FIG. 4, a plurality of the connection pipes 130 are provided along the circumferential direction of the main body 110, and are arranged to have an equiangular angle with each other, So that even force can be transmitted.

한편, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 복수 개의 연결관(130)은 상기 기체수용관(120)과 연결되는 일단부로부터 상기 본체(110)와 연결되는 타단부로 갈수록 동일한 방향으로 일정각도 경사지게 연결될 수도 있다. 이를 통해, 상기 본체(110)의 내부로 분출되는 기체는 본체(110)의 내부에서 회오리와 같은 방식으로 분출됨으로써 본체(110)를 통해 하부로 낙하하던 실리콘 입자를 일시적으로 정체시킬 수 있는 와류를 형성하게 되어 일정크기에 미달된 상태로 성장된 실리콘 입자들이 하부로 낙하하는 것을 보다 효과적으로 차단하게 된다.6, the plurality of connection pipes 130 are connected to the gas receiving tube 120 at a predetermined angle from the one end thereof to the other end thereof connected to the main body 110 in the same direction It is possible. Accordingly, the gas ejected into the main body 110 is ejected in the same manner as a whirlwind from inside the main body 110, thereby generating a vortex capable of temporarily stagnating the silicon particles falling down through the main body 110 So that it is possible to more effectively block the falling of the silicon particles grown in a state where the silicon particles are not in a predetermined size.

또한, 상기 복수 개의 연결관(130)은 도 7에 도시된 바와 같이 상기 기체수용관(120,220)과 연결되는 일단부로부터 상기 본체(110)와 연결되는 타단부로 갈수록 상방으로 일정각도 경사지게 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 본체(110)의 내부로 분출되는 기체는 상방으로 분출됨으로써 본체(110)의 내부를 따라 하부로 낙하하는 실리콘 입자를 보다 효과적으로 유동층 반응기(10) 측으로 되돌릴 수 있게 된다.As shown in FIG. 7, the plurality of connection pipes 130 may be upwardly inclined at an angle from the one end connected to the gas receiving pipes 120 and 220 to the other end connected to the main body 110 have. Accordingly, the gas sprayed into the main body 110 is sprayed upward, so that the silicon particles falling downward along the inside of the main body 110 can be more effectively returned to the fluidized bed reactor 10 side.

더불어, 도면에는 도시하지 않았지만 상기 복수 개의 연결관(130)은 도 6 및 도 7이 조합된 방식으로 배치될 수도 있음을 밝혀둔다.In addition, although not shown in the drawings, it is noted that the plurality of connection pipes 130 may be arranged in a combination manner of FIG. 6 and FIG.

여기서, 상기 연결관(130)을 통해 본체(110)의 내부로 분출되는 기체의 분출속도는 일정크기 이상의 실리콘 입자는 하부로 낙하하고 일정크기 이하의 실리콘 입자만을 상방으로 이동시켜 유동층 반응기(10)의 내부로 회수될 수 있도록 적절하게 설정할 수 있음은 자명하다. 일례로, 연결관(130)의 내부 직경, 기체수용관(120)의 내부직경을 적절한 크기로 변경하거나 기체공급원(150)에서 기체수용관(120)으로 공급되는 공급압력 등을 조절하여 적정하게 조절할 수 있다.The ejection speed of the gas ejected into the main body 110 through the connection pipe 130 is such that the silicon particles having a predetermined size fall downward and only the silicon particles having a certain size or less are moved upward, As shown in FIG. For example, the inner diameter of the connection pipe 130, the inner diameter of the gas receiving pipe 120 may be changed to an appropriate size, or the supply pressure supplied to the gas receiving pipe 120 from the gas supply source 150 may be appropriately adjusted Can be adjusted.

한편, 본 발명에 따른 유동층 반응기용 배출관(200)은 도 8에 도시된 바와 같이 상기 기체수용관(220)의 내부공간을 격벽(140)을 매개로 상기 입구(122) 측과 연결되는 제1공간(S1)과 상기 연결관(130)의 단부와 연통되는 제2공간(S2)으로 구획할 수 있다. 그리고, 상기 제1공간(S1) 및 제2공간(S2)은 상기 격벽(140)에 관통형성되는 복수 개의 연통공(142)을 마련함으로써 제1공간(S1)으로부터 제2공간(S2) 측으로 기체가 이동할 수 있도록 한다.As shown in FIG. 8, the discharge tube 200 for a fluidized bed reactor according to the present invention may have a structure in which the inner space of the gas accommodation tube 220 is connected to the inlet 122 via a partition wall 140, And a second space S2 communicating with the space S1 and the end of the coupling pipe 130. [ The first space S1 and the second space S2 may include a plurality of communication holes 142 formed through the partition wall 140 so as to extend from the first space S1 toward the second space S2 Allow the gas to move.

이를 통해, 최초 기체공급원(150)에서 공급되는 기체는 상기 입구(122)를 통해 제1공간(S1) 측에 먼저 채워진 후 상기 연통공(142)을 통해 제2공간(S2)으로 이동됨으로써 상기 제2공간(S2)은 위치에 상관없이 비슷한 속도로 기체가 채워지게 된다. 이에 따라, 상기 본체(110)의 둘레방향을 따라 등각도로 배치되는 복수 개의 연결관(130)을 통해 상기 본체(110)의 내부측으로 균등하게 기체가 유입됨으로써 본체(110)를 따라 낙하하는 실리콘 입자가 어느 한쪽으로 치우치지 않고 균등하게 기체에 부딪히게 된다. 이로 인해, 일정 크기 이하의 실리콘 입자가 한쪽으로 치우친 후 곧바로 하부로 낙하하게 되는 문제점을 미연에 방지할 수 있게 된다.The gas supplied from the first gas supply source 150 is first filled in the first space S1 through the inlet 122 and then moved to the second space S2 through the communication hole 142, The second space S2 is filled with gas at a similar speed regardless of the position. As a result, the gas flows uniformly into the inside of the main body 110 through the plurality of connecting pipes 130 disposed at equal angles along the circumferential direction of the main body 110, So that the gas is uniformly hit against the gas. Thus, it is possible to prevent the problem that the silicon particles having a predetermined size or less fall off to the bottom immediately after shifting to one side.

여기서, 상기 연결관(130)을 통해 본체(110)의 내부로 분출되는 기체로는 수소가 사용될 수 있으며, 질소 또는 아르곤과 같은 불활성기체가 사용될 수 있다.Here, as a gas ejected into the main body 110 through the connection pipe 130, hydrogen may be used, and an inert gas such as nitrogen or argon may be used.

한편, 수소를 표 1의 조건으로 본체(110)의 내부로 분출한 결과는 표 2와 같다.On the other hand, the results of spraying hydrogen into the interior of the main body 110 under the conditions of Table 1 are shown in Table 2.

기체 온도
(℃)Gas temperature
(° C) 실리콘 입자 평균 크기별 공급된 수소기체의 평균 선속도(m/sec)Average linear velocity (m / sec) of supplied hydrogen gas by average size of silicon particles 0.3mm0.3mm 0.5mm0.5mm 0.7mm0.7mm 1.0mm1.0 mm 300300 0.10.1 0.280.28 0.520.52 1.001.00 350350 0.10.1 0.260.26 0.500.50 0.960.96 400400 0.090.09 0.250.25 0.480.48 0.920.92

기체 온도
(℃)Gas temperature
(° C) 실리콘 입자 평균 크기별 공급된 수소기체의 평균 선속도(m/sec)Average linear velocity (m / sec) of supplied hydrogen gas by average size of silicon particles 0.3mm0.3mm 0.5mm0.5mm 0.7mm0.7mm 1.0mm1.0 mm 300300 72.872.8 79.679.6 83.683.6 87.687.6 350350 71.571.5 77.877.8 86.586.5 86.386.3 400400 71.371.3 76.276.2 86.686.6 82.782.7

다양한 크기를 갖는 실리콘 입자를 각각 100g씩 준비한다. 이후, 배출관을 통해 배출되는 실리콘 입자를 0.3mm이상의 크기를 갖는 입자만을 배출하고자 하는 경우 연결관을 통해 300도의 온도를 갖는 수소를 0.1m/s의 속도로 본체의 내부로 주입한 상태에서 0.3mm의 크기를 갖는 실리콘 입자 100g을 하부로 떨어뜨리면 투입된 100g의 양 중에서 27.2g만이 배출관을 통해 외부로 배출된다. 즉 72.8g의 입자는 본체의 내부로 주입되는 수소에 의해 배출되는 것이 차단되며, 이는 72.8%의 분급효율을 의미한다. 마찬가지로, 배출관을 통해 배출되는 실리콘 입자를 0.5mm이상의 크기로 제한하고자 하는 경우에는 300도의 온도를 갖는 수소를 0.28m/s의 속도로 본체의 내부로 주입한 상태에서 0.5mm의 크기를 갖는 실리콘 입자 100g을 하부로 떨어뜨리면 투입된 100g의 양 중에서 20.4g만이 배출관을 통해 외부로 배출된다. 즉 79.6g의 입자는 본체의 내부로 주입되는 수소에 의해 배출되는 것이 차단되며, 이는 79.6%의 분급효율을 의미한다. 이와 같이 본 발명에 따른 유동층 반응기용 배출관을 적용하게 되면 최소 70%이상의 분급효율을 얻을 수 있게 된다.100 g of silicon particles having various sizes are prepared. Then, when it is desired to discharge only particles having a size of 0.3 mm or more to the silicon particles discharged through the discharge pipe, hydrogen having a temperature of 300 ° C is injected into the interior of the main body at a rate of 0.1 m / s through a connecting pipe. Is dropped to the bottom, only 27.2 g out of 100 g of the charged amount is discharged to the outside through the discharge pipe. That is, 72.8 g of particles are blocked from being discharged by the hydrogen injected into the interior of the body, which means a classification efficiency of 72.8%. Similarly, when it is desired to limit the silicon particles discharged through the discharge pipe to a size of 0.5 mm or more, hydrogen having a temperature of 300 degrees is injected into the interior of the main body at a rate of 0.28 m / s, When 100 g is dropped down, only 20.4 g out of 100 g of the input is discharged to the outside through the discharge pipe. That is, 79.6 g of particles are blocked from being discharged by hydrogen injected into the interior of the body, which means a classification efficiency of 79.6%. As described above, when the discharge pipe for a fluidized bed reactor according to the present invention is applied, a classification efficiency of at least 70% can be obtained.

동일한 방식으로, 본체의 내부로 주입되는 가스를 불활성 기체 중 아르곤(Ar) 기체를 표 3의 조건으로 사용하여 측정한 결과는 표 4와 같다.In the same manner, the results of measurement using argon (Ar) gas in an inert gas under the conditions of Table 3 are shown in Table 4.

기체 온도
(℃)Gas temperature
(° C) 실리콘 입자 평균 크기별 공급된 아르곤기체의 평균 선속도(m/sec)Average linear velocity (m / sec) of argon gas supplied by average size of silicon particles 0.3mm0.3mm 0.5mm0.5mm 0.7mm0.7mm 1.0mm1.0 mm 300300 0.040.04 0.100.10 0.180.18 0.330.33 350350 0.040.04 0.090.09 0.170.17 0.320.32 400400 0.030.03 0.090.09 0.170.17 0.310.31

기체 온도
(℃)Gas temperature
(° C) 실리콘 입자 평균 크기별 공급된 아르곤기체의 평균 선속도(m/sec)Average linear velocity (m / sec) of argon gas supplied by average size of silicon particles 0.3mm0.3mm 0.5mm0.5mm 0.7mm0.7mm 1.0mm1.0 mm 300300 74.374.3 80.980.9 88.688.6 89.189.1 350350 73.173.1 80.680.6 88.188.1 88.588.5 400400 71.371.3 77.677.6 86.286.2 87.387.3

위의 표에서 확인할 수 있듯이, 불활성 기체인 아르곤 가스를 사용하는 경우에도 수소의 경우와 마찬가지로 최소 70%이상의 분급효율을 얻을 수 있음을 알 수 있다.
As can be seen from the above table, even when argon gas, which is an inert gas, is used, the classification efficiency of at least 70% can be obtained as in the case of hydrogen.

본 발명에 의하면, 배출구를 통해 배출되는 실리콘 입자측에 기체를 주입하여 성장이 덜 된 작은 크기의 실리콘 입자를 유동층 반응기의 내부로 되돌려 줌으로써 생산된 실리콘 입자의 크기 편차를 줄여 제품의 입자 균일도를 높일 수 있는 장점이 있다.
According to the present invention, gas is injected into the silicon particle side discharged through the discharge port to return small-sized silicon particles having less growth to the interior of the fluidized bed reactor, thereby reducing the size variation of the produced silicon particles and increasing the particle uniformity of the product There are advantages to be able to.

상기에서 본 발명의 특정 실시예와 관련하여 도면을 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명을 이와 같은 특정구조에 한정하는 것은 아니다. 당 업계에서 통상의 지식을 가진 당업자는 이하의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 벗어나지 않고서도 용이하게 수정 또는 변경할 수 있을 것이다. 그러나 이러한 단순한 설계변형 또는 수정을 통한 등가물, 변형물 및 교체물은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속함을 미리 밝혀둔다.While the foregoing is directed in detail to a particular embodiment of the invention with reference to the drawings, it is not intended to limit the invention to this specific construction. Those skilled in the art will readily appreciate that those skilled in the art can easily modify or modify the invention without departing from the spirit of the following claims. It is to be expressly understood, however, that equivalents, modifications and substitutions through such simple design variations or modifications are expressly included within the scope of the present invention.

100,200 : 유동층 반응기용 배출관
110 : 본체 112 : 플랜지
120,220 : 기체수용관 122 : 입구
130 : 연결관 140 : 격벽
142 : 연통공 S1 : 제1공간
S2 : 제2공간 150 : 기체공급원100,200: discharge tube for fluidized bed reactor
110: main body 112: flange
120, 220: gas receiving tube 122: inlet
130: connector 140: bulkhead
142: communication hole S1: first space
S2: second space 150: gas supply source

Claims (9)

유동층 반응기에 연결되어 성장된 실리콘 입자를 배출하는 배출관에 있어서,
일정높이를 갖는 중공형으로 구비되어 일단이 상기 유동층 반응기의 배출구에 연결되는 본체;
상기 본체의 높이 중간에 상기 본체의 외주면을 둘러싸도록 배치되어 기체공급원으로부터 공급된 기체가 일정량 수용되는 중공형의 기체수용관; 및
상기 기체수용관과 본체를 연결하여 상기 기체수용관으로부터 본체의 내부측으로 상기 기체를 이송하는 적어도 하나의 연결관;을 포함하고,
상기 연결관으로부터 분출되는 기체에 의해 발생되는 부력을 통해 외부로 배출되는 상기 실리콘 입자의 크기가 제한되는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기용 배출관.A discharge pipe connected to the fluidized bed reactor for discharging the grown silicon particles,
A body having a hollow having a predetermined height and having one end connected to an outlet of the fluidized bed reactor;
A hollow gas receiving tube disposed in the middle of the height of the main body and surrounding the outer circumferential surface of the main body to receive a predetermined amount of gas supplied from a gas supply source; And
And at least one connecting pipe connecting the gas receiving tube and the main body to transfer the gas from the gas receiving tube to the inside of the main body,
Wherein the size of the silicon particles discharged to the outside through the buoyant force generated by the gas ejected from the connection pipe is limited. 제 1항에 있어서,
상기 연결관은 상기 본체의 둘레방향을 따라 일정 간격을 두고 복수 개로 구비되는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기용 배출관.The method according to claim 1,
Wherein the connection pipes are provided at a plurality of locations at regular intervals along the circumferential direction of the main body. 제 2항에 있어서,
상기 복수 개의 연결관은 상기 기체수용관과 연결되는 일단부로부터 상기 본체와 연결되는 타단부로 갈수록 동일한 방향으로 일정각도 경사지게 연결되는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기용 배출관.3. The method of claim 2,
Wherein the plurality of connection pipes are connected to the gas receiving tube at an angle inclined from the one end to the other end connected to the main body in the same direction. 제 2항 또는 제3항에 있어서,
상기 복수 개의 연결관은 상기 기체수용관과 연결되는 일단부로부터 상기 본체와 연결되는 타단부로 갈수록 상방으로 일정각도 경사지게 연결되는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기용 배출관.The method according to claim 2 or 3,
Wherein the plurality of connection pipes are connected to the other end connected to the body receiving tube at a predetermined angle from the one end to the other end connected to the body. 제 1항에 있어서,
상기 기체수용관의 내부는 일정면적을 갖는 판상의 격판에 의해 상기 기체공급원과 연결되는 제1공간과 상기 연결관과 연통되는 제2공간으로 구획되는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기용 배출관.The method according to claim 1,
Wherein the inside of the gas accommodation tube is divided into a first space connected to the gas supply source by a plate-shaped diaphragm having a predetermined area and a second space communicated with the connection tube. 제 5항에 있어서,
상기 제1공간 및 제2공간은 상기 격판에 관통형성되는 복수 개의 연통공을 통하여 연통되는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기용 배출관.6. The method of claim 5,
Wherein the first space and the second space communicate with each other through a plurality of communication holes formed through the partition plate. 제 1항에 있어서,
상기 기체는 수소 또는 불활성기체인 것을 특징으로 하는 유동층 반응기용 배출관.The method according to claim 1,
Wherein the gas is hydrogen or an inert gas. 제 1항에 있어서,
상기 연결관의 내경은 상기 기체수용관의 내경보다 작은 직경을 갖도록 구비되는 것을 특징으로 하는 유동층 반응기용 배출관.The method according to claim 1,
Wherein the inner diameter of the connection pipe is smaller than the inner diameter of the gas receiving pipe. 제 1항 내지 제 3항 또는 제 5항 내지 제 8항 중 어느 한 항의 유동층 반응기용 배출관을 구비하는 유동층 반응기.A fluidized bed reactor comprising a discharge tube for a fluidized bed reactor according to any one of claims 1 to 3 or 5 to 8.
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KR20120109684A (en) * 2011-03-25 2012-10-09 주식회사 케이씨씨 Fluidized bed reactor for producing a methylchlorosilane
KR20140118476A (en) * 2013-03-29 2014-10-08 주식회사 엘지화학 Fluidized bed reactor and preparatio of carbon nanostructures using same

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