TW202120170A - 過濾器 - Google Patents

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TW202120170A
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阪井純也
飯山昭二
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日商德山股份有限公司
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Abstract

本發明可防止過濾器元件破裂。過濾器(10)具有：過濾器元件(40)，過濾器表面(43)係延伸於其第一端(41)及第二端(42)之間；隔板(30)，其中形成有第一開口，且隔板係固定至流路之內壁上，流路之內壁係形成用於容置過濾器元件(40)的空間；及治具(50)，於其中形成有第二開口，第二開口係被過濾器元件(40)插入，且治具(50)係配置於第一端(41)與第二端(42)之間。

Description

過濾器
本發明係關於過濾器。
過去，已知一種過濾器，其中設置有用於使包含粉體的氣體流通的流路，以分離氣體及粉體。例如，於專利文獻1當中揭示一種氣體過濾裝置，其中具有過濾器元件，所述過濾器元件係用於過濾氣體，且具備於其中形成有貫孔的面板、配置於所述貫孔中的過濾器元件。
[先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1] 中國專利申請公開第102814084號說明書
[發明所欲解決問題] 然而，於專利文獻1當中所揭示的氣體過濾裝置當中，存在由於過濾器元件的振動而導致過濾器元件可能破裂的問題。本發明的一態樣的目的在於防止過濾器元件破裂。
[解決問題之手段] 為了解決所述問題，本發明一態樣之過濾器係用於分離氣體及粉體，且設置於包含所述粉體的氣體所流通的流路中，且所述過濾器具有：過濾器元件，其分離氣體及粉體，且過濾器表面係延伸於其第一端及位於所述第一端反側上的第二端之間；固定部，其中形成有第一開口，所述第一端或是所述第一端附近係固定至所述第一開口，且所述固定部係固定至所述流路之內壁上，所述流路之內壁係形成用於容置所述過濾器元件的空間；及治具，其中形成有第二開口，所述第二開口係被所述過濾器元件插入，且所述治具係配置於所述第一端與所述第二端之間。
[發明功效] 根據本發明一態樣，可防止過濾器元件破裂。
[實施型態1] (過濾器10之構成) 圖1係為表示本發明實施型態1之過濾器10的構成的一示例的示意圖。 圖2係關於圖1所示過濾器10的示意圖，其表示出過濾器元件40並未固定至隔板30之狀態(不存在過濾器元件40之狀態)，以及殼體20被分割之狀態。圖1當中，為了方便說明，以可看見殼體20之內部的方式來表示過濾器10之構成。於圖2當中以101表示的圖亦相同。另外，隔板30相當於固定部。
過濾器10係設置於供包含粉體的氣體流通的流路當中，以使氣體及粉體分離。例如，過濾器10係為例如設置於三氯矽烷(TCS, SiHCl3 )的製造系統當中的過濾器。三氯矽烷的製造系統係表示用於製造三氯矽烷的製造裝置整體，例如，係表示後述的製造裝置1或是製造裝置11的整體。
惟，本發明的適用範圍並不限於設置於三氯矽烷的製造系統當中的過濾器。本發明亦適用於利用西門子法並透過化學汽相沉積(Chemical Vapor Deposition)法而由氯矽烷氣體及氫氣(H2 )製造多晶矽的裝置中所設置的過濾器。所述過濾器係從所述裝置中所具備的反應容器所排出且包含矽粉體(Si)及氯化氫(HCl)的氣體當中，分離出矽粉體及氯化氫。
本發明為了要適用於如上所述過濾器，藉由過濾器10當中的後述的過濾器元件40而與氣體分離的粉體係為矽粉體，藉由過濾器元件40而與粉體分離的氣體係包含氫氣、氯化氫、氮氣以及氯矽烷當中的至少其中之一。作為所述氯矽烷，可列舉例如三氯矽烷、四氯矽烷(STC, SiCl4 )等。
根據所述構成，即使是在如上所述的氣體或粉體在流路中流動的情況下，仍可藉由後述的治具50來抑制過濾器元件40的振動。此外，藉由過濾器元件40使得比重大的矽粉體從氣體中分離，並且使腐蝕性氣體從矽粉體中分離。因此，在利用由硬而脆的燒結金屬所形成的過濾器元件情況下，相較於利用其他材料的過濾器元件的情況係特別具有防止過濾器元件破裂的顯著功效。
另外，於本說明書當中，除非另有說明，表示數值範圍的「A～B」係指「A以上(包含A及大於A)且為B以下(包含B及小於B)」。以下作為一示例，說明設置於三氯矽烷的製造系統中的過濾器10。
此外，於本說明書當中，「矽粉體」係指包含了例如冶金製的金屬矽、矽鐵或是多晶矽等金屬狀態的含矽元素的固體物質，可無限制地使用已知物質。此外，此等矽粉體當中可包含如鐵化合物等的雜質，其成分及含量並無特別限制。
如圖1所示，過濾器10具備殼體20、隔板30(固定部)、過濾器元件40、治具50。如圖2當中以102所示圖般，殼體20具有上蓋21及下腔室22，且可分割成上蓋21及下腔室22。
殼體20當中形成有流入口60、氣體排出口70、粉體排出口80。流入口60係為了要使含矽粉體的氣體流入殼體20之內部中而形成。氣體排出口70係為了要從殼體20排出與矽粉體分離的氣體而形成。粉體排出口80係為了要從殼體20排出與氣體分離的矽粉體而形成。
此外，於殼體20之內部當中，於殼體20當中設置有壓差計90，其係用於量測第一區域R1中的壓力與第二區域R2中的壓力之間的壓差。第一區域R1中的壓力與第二區域R2中的壓力之間的壓差為例如100～1500kPaG。包含矽粉體的氣體係從流入口60流進殼體20之內部，依序通過第二區域R2、過濾器元件40及第一區域R1，並從氣體排出口70排出至殼體20之外部。流進殼體20之內部中的氣體所含的矽粉體之粒徑為例如1～40μm，所述氣體中的粉體密度係為1～5kg/Nm3 。所述氣體中的矽粉體的粉體濃度係為10～20wt%。
隔板30係為將殼體20之內部的空間分隔成第一區域R1及第二區域R2的隔板。第一區域R1係為藉由過濾器元件40而與矽粉體分離的氣體所主要存在的區域。第二區域R2係為藉由過濾器元件40而與氣體分離的矽粉體、以及流進殼體20之內部的氣體所存在的區域。
由隔板30將殼體20之內部的空間分隔成第一區域R1及第二區域R2，藉此可防止流進殼體20之內部的含有矽粉體的氣體進入第一區域R1中。隔板30係固定至流路之內壁，流路之內壁係用於形成容置過濾器元件40的空間。具體地說，隔板30係固定至殼體20之內壁23而形成固定部。
隔板30被包夾於上蓋21及下腔室22之間，藉此固定至殼體20之內壁23而形成固定部。另外，於下腔室22之上內壁部分處，設置有用於保持隔板30的保持部(未示出)，並將隔板30放置於所述保持部，藉此可將隔板30配置成固定至殼體20之內壁23的態樣。於此情形下，必須形成在所述保持部與隔板30之間並未產生空隙的結構。
如同圖2中以101所示圖般，隔板30當中形成有第一開口31。過濾器元件40之第一端41或第一端41附近係固定至第一開口31。第一開口31係形成於隔板30上，以將通過了過濾器元件40的氣體，引入至第一區域R1中。於隔板30當中並未形成第一開口31之外的開口。
第一端41附近係指例如過濾器元件40當中以下兩者之間的部分，其一為第一端41；其二為從第一端41起沿著後述的延伸方向D1往粉體排出口80一長度的位置，該長度係為過濾器元件40之長度L1約10%長度以下。也就是說，若長度L1為1000～1500mm，則第一端41附近係指過濾器元件40當中，第一端41、從第一端41起沿著延伸方向D1往粉體排出口80再過去100～150mm的位置，此兩者之間的部分。
另外，當考慮過濾效率時，較佳地，第一端41之上端及隔板30之上表面係存在於同一平面上。也就是說，較佳地，第一端41與隔板30接合。至少將第一端41附近固定於第一開口31，藉此使得過濾器元件40充分地相對於隔板30往第二區域R2側延伸，因此可充分地發揮過濾器元件40的過濾功能。
過濾器元件40係為分離氣體及作為粉體的矽粉體，並且有著於其中過濾器表面43延伸於其第一端41及位於第一端41反側上的第二端42之間的過濾材料。較佳地，過濾器元件40係為燒結金屬。藉此可實現具有充分耐腐蝕性及耐磨耗性的過濾器10。作為所述燒結金屬，可列舉例如屬於燒結金屬之英高鎳合金(Incoloy)、因科洛伊合金(Inconel)或哈氏合金(Hastelloy)，其具有1wt%以上；較佳為2～20wt%；更佳為5～20wt%的高耐腐蝕性的鉬。
過濾器元件40的每表面積的氣體流入量(線速度)為例如20～60m3 /m2 /hr。過濾器元件40的過濾精度例如以5μm為較佳；以2μm為更佳。另外，過濾精度係表示可去除99.9%以上的，具有代表著該過濾精度數值的粒徑(例如5μm粒徑或是2μm粒徑)的粉體。
過濾器元件40當中沿著延伸方向D1的長度L1例如為1000～1500mm。延伸方向D1係與殼體20的延伸方向相同。過濾器元件40的直徑為40～60mm。
關於容置於殼體20之內部中的過濾器元件40的數量，於每個過濾器10中可為例如50～250個。當後述的製造裝置1處於製造三氯矽烷中，且包含矽粉體的氣體流通於殼體20之內部中時，過濾器元件40的溫度為例如100～300℃。
治具50係配置於過濾器元件40之第一端41與第二端42之間。如圖2中以101所示的圖般，治具50中形成有第二開口51。過濾器元件40插入至第二開口51中。此外，從氣體排出口70往粉體排出口80的方向觀察，隔板30之第一開口31的位置，係與形成於治具50中的第二開口51的位置彼此一致。
根據所述構成，可藉由過濾器元件40插入第二開口51之結構，來抑制過濾器元件40的振動。因此，相較於並未配置治具50的情況，可減少因過濾器元件40的振動所導致施加至過濾器元件40之第二端42上的力的力矩。因此，可防止過濾器元件40的破裂。
由於可防止過濾器元件40破裂，因此可防止因為矽粉體通過過濾器元件破裂的部位，而導致矽粉體在比過濾器10還要下游的步驟中堆積而引起的問題。此外，當過濾器的長度為預定長度以上時，過濾器破裂的機率會變高。因此，透過設置治具50，能夠在使過濾器元件40變長，有效率地使氣體及矽粉體分離的同時，還能防止過濾器元件40破裂。
另外，當對過濾器10進行反沖洗時，從過濾器10之下游使高壓氣體流通。於此情況中，也可抑制因高壓氣體所導致的過濾器元件40之振動。
治具50係配置於從隔板30沿著過濾器元件40的延伸方向D1相距一距離DS之位置處，距離DS係等於過濾器元件40中沿著延伸方向D1的長度L1的1/3以上且2/3以下的長度。根據所述構成，治具50係配置於過濾器元件40之中央附近，因此可有效地抑制過濾器元件40的振動。
治具50係經由將治具50及隔板30連接的連接組件32而固定至隔板30。根據所述構成，可從殼體20中將治具50及隔板30一起取出，因此可輕易地清理殼體20之內部。此外，由於殼體20可分開成上蓋21、下腔室22，因此能夠輕易地從殼體20中將治具50及隔板30一起取出。另外，可輕易地將後述的防振材料P1插入至第二開口51與過濾器元件40之間。
另外，治具50經由連接組件32而固定至隔板30之構成係為一示例，治具50固定至殼體20之構成並不限於此。例如，治具50亦可固定至下腔室22之內壁。
治具50的材質以不銹鋼製為較佳，例如SUS304。此外，治具50當中沿著延伸方向D1的厚度係以例如約5～20mm為較佳，以約10mm為更佳。
治具50的外徑係比殼體20之內徑(也就是下腔室22之內徑)還要小。因此，於治具50沿著垂直於延伸方向D1的平面而配置的狀態下，治具50並未與殼體20之內壁接觸。殼體20之內徑係指垂直於延伸方向D1的殼體20之截面的直徑。
形成於治具50的第二開口51的開口的形狀並無特別限制，只要是過濾器元件40可插入的形狀即可。於此情況下，較佳地，使後述的防振材料P1介於第二開口51與過濾器元件40之間。
設想過濾器10具有複數個的過濾器元件40之情況。於此情況下，在考慮在架構過濾器10本身時的作業性時，較佳地，第二開口51的開口的形狀係與過濾器元件40之截面(當過濾器元件40插入第二開口51中時，過濾器元件40當中與第二開口51存在於相同平面上的截面)為相同的形狀。例如，當過濾器元件40為圓柱狀時，第二開口51的開口的形狀係以圓形為較佳。
此外，當不使用防振材料P1時，第二開口51的開口的尺寸只要是不會降低過濾器元件40的防振效果之程度的尺寸即可。惟，考慮到過濾器10本身之準備、以及過濾器元件40的防振效果，係以下述作法為較佳。
首先，如上所述，較佳地，過濾器元件40的截面形狀與第二開口51的開口形狀係為相同，且彼此具有相似的關係。此外，雖然過濾器10的規模也有影響，但考慮過濾器10本身的準備容易性來看係如下所述。具體地說，較佳地，如圖3所示般，當過濾器元件40的截面形狀當中從中心點至其外周邊緣的長度為La時，第二開口51的開口當中從中心點至其內周邊緣的長度係為La以上且1.80La以下。
惟，當第二開口51的開口尺寸過大時，抑制過濾器元件40的振動的效果趨於降低，此外，由於必須使用複數且大量的防振材料P1，因此作業性趨於降低。此外，當第二開口51的開口尺寸過小時，在插入過濾器元件40時必須精確的控制，於此情況下在架構過濾器10本身時，作業性趨於降低。
因此，第二開口51當中從開口的中心點至其內周邊緣的長度係以大於La且為1.70La以下為較佳；1.02La以上且1.60La以下為更佳；又以1.05La以上且1.50La以下為最佳。
而且，第二開口51當中從開口的中心點至其內周邊緣的長度若相對於La過大時，係以視所需而使用防振材料P1為較佳。例如，第二開口51的開口的尺寸係根據過濾器的規模而有所不同。因此，雖無法一概地限制，惟在當第二開口51當中從中心點至其內周邊緣的長度為1.01La以上時，為了要提高防振效果，係以組合使用防振材料P1為較佳。
具體地示例出較佳的型態係如下所示。尤其是在考慮準備過濾器10的容易度時係如下所示。當過濾器元件40的形狀為圓柱狀時，如上所述般，第二開口51當中開口的形狀係以圓形為較佳。於此情況下，使第二開口51的開口的半徑(以內周邊緣為基準)為比過濾器元件40的截面的半徑(以外周邊緣為基準)還要大出大於1mm且15mm以下之尺寸為較佳；又以大出2mm以上且10mm以下之尺寸為更佳。此外，將過濾器元件40插入至第二開口51中。於此情況下，較佳地，使防振材料P1介於產生於第二開口51與過濾器元件40之間的空隙中。
雖然無特別限制，為了要能易於準備過濾器10本身以及為了更為提升抑制過濾器元件40的振動的效果，較佳地，使樹脂製的防振材料P1介於第二開口51與過濾器元件40之間。
作為用於防振材料P1的樹脂，例如：如聚乙烯、聚丙烯等的烯烴系樹脂；如聚四氟乙烯(鐵氟龍R)等的氟系樹脂。其中，由氟系樹脂所形成的防振材料P1具有優異的耐腐蝕性，且亦具有優異的對其他材料的滑動性，因此可理想地使用。透過設置防振材料P1，相較於沒有防振材料P1的情況，可進一步地抑制過濾器元件40的振動。此外，由於防振材料P1係為樹脂製，因此即使是流通於流路的氣體為酸性的腐蝕性氣體的情況下，仍可降低防振材料P1的腐蝕。
此外，防振材料P1的形狀並無特別限制，只要是能夠透過使其存在於第二開口51的內周表面的至少一部分中，而使得第二開口51與過濾器元件40經由防振材料P1彼此接觸的形狀即可。因此，防振材料P1可不存在於第二開口51之內周表面的整個表面上。
惟，基於以下理由，防振材料P1係以存在於第二開口51的內周表面的整個表面上為較佳。即，透過使防振材料P1存在於所述內周表面的整個表面上來架構過濾器10時，過濾器元件40在延伸方向D1上的軸趨於筆直，可抑制過濾器元件40的破裂。
除此之外，由於防振材料P1係配置於第二開口51與過濾器元件40的整個圓周之間，因此可有效地抑制過濾器元件40的振動。例如，透過將防振材料P1的形狀形成為環狀，可利用防振材料P1來覆蓋住過濾器元件40之表面當中有可能因過濾器元件40振動而接觸到第二開口51的部分。
防振材料P1可如下配置。例如，可在將過濾器元件40插入至第二開口51中，並將治具50設置於過濾器元件40的延伸方向D1上的期望位置處之後，設置防振材料P1並使其填補第二開口51與過濾器元件40之間的空隙。
於此情況下，防振材料P1不需存在於第二開口51的開口的整個內周表面，至少過濾器元件40與第二開口51可經由防振材料P1而接觸之狀態。
此外，也可事先將防振材料P1配置於第二開口51之內周表面，並且將過濾器元件40插入至第二開口51中。
作為配置防振材料P1的方法，操作性最佳的方法係以採用下述方法為較佳。首先，將過濾器元件40之第二端42或第二端42附近插入至第二開口51當中。於此狀態下，使過濾器元件40與第二開口51的位置對準，並將防振材料P1配置於以下兩者之間，其一為第二開口51；其二為第二端42或是第二端42附近。
接著，將治具50配置於過濾器元件40的延伸方向D1上的預定位置處。藉此使得在存在複數個過濾器元件40時，仍可有效地準備過濾器10。當採用此方法時，連接組件32係處於將隔板(固定部30)與治具50連接起來的型態，藉此可在準備過濾器10當中提升操作性。
於事先將防振材料P1配置於第二開口51之內周面上的方法以及進行使第二開口51與第二端42等對準的方法當中，係為事後將治具50的位置(高度)調整至預定的位置上。因此，嚴格來說，在防振材料P1與過濾器元件40之間會產生空隙。
例如，當調整治具50的位置時，防振材料P1係於過濾器元件40上移動。因此，於此情況下，嚴格來說，於過濾器元件40與防振材料P1之間存在空隙。惟，所述空隙只要是在不會降低防振效果且不會對過濾性有負面影響之程度的間隔即可。具體地說，所述空隙係以1mm以下的空隙為較佳；0.5mm以下的空隙為更佳；約0.2mm以下的空隙為特佳；約0.1mm以下的空隙為最佳。
另外，關於所述空隙的下限值，若考慮在調整治具50的位置之後才使防振材料P1介於空隙中的作法下，其係為大於0mm的值。於此情況下，防振材料P1係以對過濾器元件40具有良好滑動性為較佳，因此係以由氟系樹脂形成為較佳。
圖3係表示設置防振材料P1時的一態樣。圖3係表示環狀的防振材料P1配置於第二開口51之內周表面，也就是過濾器元件40振動而與第二開口51接觸的部位之構成。
此外，如圖3所示，於治具50當中係形成有用於使氣體通過的第三開口52，其係與第二開口51分別形成。圖3係為表示圖1所示過濾器10所具備的治具50之構成的一示例的示意圖。由於過濾器元件40並未插入至第三開口52中，因此第三開口52處於可使氣體通過的狀態。根據於治具50中形成第三開口52之構成，可藉著使氣體從第三開口52通過而使得相較於並未形成第三開口52情況下，能夠提升於過濾器元件40附近的透氣性。因此，可增加通過過濾器10的氣體的量。
另外，於治具50當中亦可進一步地形成用於使氣體通過的第四開口53，其係與第二開口51及第三開口52分別地形成。第四開口53的孔徑係小於第三開口52的孔徑。藉著於治具50中進一步形成第四開口53，可進一步提升過濾器元件40附近的透氣性。
治具50的空隙率係以如下所述為較佳。如圖3所示，當從上方或下方來觀察治具50時，第二開口51、第三開口52及第四開口53的合計面積相對於治具50的面積(並未設置第二開口51、第三開口52及第四開口53時的面積)的比(以下或稱為第一空隙率)係越大就越容易使氣體通過，越能提升過濾的效率。然而，所述第一空隙率越大，治具50本身的強度以及抑制過濾器元件40的振動的效果就趨於降低。因此，所述第一空隙率係以50～95%為較佳，以70～90%為更佳。
過濾器元件40係插入至第二開口51中。此時，第三開口52及第四開口53的合計面積相對於治具50的面積(並未設置第二開口51、第三開口52及第四開口53時的面積)的比，即第二空隙率，係以10～50%為較佳，以20～40%為更佳。
另外，設想防振材料P1並不存在於第二開口51與過濾器元件40之間而形成有空隙的情況。於此情況下，所述第二空隙率係為第三開口52、第四開口53及該空隙的合計面積相對於治具50的面積(並未設置第二開口51、第三開口52及第四開口53時的面積)的比。
另外，過濾器10亦可具備複數個治具50。於此情況下，複數個治具50係分別地經由連接組件32而彼此連接。複數個治具50係經由連接組件32而固定至隔板30。複數個治具50係配置於過濾器元件40之第一端41與第二端42之間。
(於治具中形成開口的方法) 首先，設想如圖2中以101所示圖般，隔板30固定至殼體20，且治具50係容置於殼體20之內部中的狀態。於此狀態中，考慮到要在從氣體排出口70往粉體排出口80的方向觀察下，使隔板30之第一開口31的位置、形成於治具50中的第二開口51的位置彼此一致，而於治具中形成第二開口51。
於治具中形成第二開口51之後，於治具當中並未形成第二開口51的部分處形成第三開口52。進一步地，於治具當中並未形成第二開口51及第三開口52的部分處形成第四開口53。以此方式，透過於治具中形成第二開口51、第三開口52及第四開口53來完成治具50。
(製造裝置1之構成) 圖4係為表示圖1所示過濾器10所具備的製造裝置1之構成的一示例的示意圖。製造裝置1係為使用矽粉體來製造三氯矽烷的裝置。如圖4所示般，製造裝置1具備：第一反應容器2、冷卻器3、第一容置槽4、過濾器10。製造裝置1所具備的此等構成要素係藉由管道而彼此連接。
第一反應容器2係設置於三氯矽烷的製造系統中，並且容置從外部所供給的矽粉體及氯化氫，使矽粉體與氯化氫反應並產生三氯矽烷、四氯矽烷及氫氣。若以反應式來表示係如下所示。 矽粉體(Si) + 3HCl → SiHCl3 + H2 矽粉體(Si) + 4HCl → SiCl4 + 2H2
冷卻器3係將從第一反應器2所供給的矽粉體、氫氣、三氯矽烷及四氯矽烷等冷卻。第一容置槽4係容置從第一反應容器2的下部排出的矽粉體、從過濾器10之粉體排出口80所排出的矽粉體。
過濾器10係從流入口60納入通過了冷卻器3的矽粉體、氫氣、三氯矽烷及四氯矽烷等。過濾器10係從通過了冷卻器3的矽粉體、氫氣、三氯矽烷及四氯矽烷等中去除矽粉體。也就是說，藉由過濾器10之過濾器元件40而分離的氣體及粉體係從第一反應容器2排出之物。另外，當過濾器10不具備殼體20時，過濾器10亦可設置於連接至冷卻器3的前後的管道中。
[實施型態2] 圖5係為表示本發明實施型態2之製造裝置11的構成的一示例的示意圖。另外，為了便於說明，對於與實施型態1中已說明組件具有相同功能之組件，標示相同的符號，不再重述其說明。
如圖5所示，製造裝置11具有：第二反應容器12、熱交換器13、加熱器14、第二容置槽15、過濾器10A。製造裝置11所具備的此等構成要素係藉由管道而彼此連接。作為過濾器10A，可使用與過濾器10相同之物。
氫氣及四氯矽烷係被供給至熱交換器13中。該四氯矽烷係為例如藉由所述第一反應容器2而作為副反應所產生之物。熱交換器13係使經過了第二反應容器12的矽粉體、氫氣及三氯矽烷，與氫氣及四氯矽烷作熱交換。熱交換器13將氫氣及四氯矽烷供給至加熱器14。加熱器14將四氯矽烷及氫氣加熱，並將四氯矽烷及氫氣供給至第二反應容器12中。
第二反應容器12係容置四氯矽烷、氫氣，以及從外部供給的矽粉體。第二反應容器12係設置於三氯矽烷的製造系統中，並且使四氯矽烷、氫氣及矽粉體反應而產生三氯矽烷。反應式係如下所示。 矽粉體(Si) + 3SiCl4 + 2H2 → 4SiHCl3
第二反應容器12係經由熱交換器13而將矽粉體、氫氣、三氯矽烷及未反應的四氯矽烷供給至過濾器10A。第二容置槽15係容置從第二反應容器12之下部所排出的矽粉體、從過濾器10A之粉體排出口80所排出的矽粉體。
過濾器10A係經由熱交換器13而從流入口60納入從第二反應容器12所供給的矽粉體、氫氣、三氯矽烷及未反應的四氯矽烷。過濾器10A係從矽粉體、氫氣、三氯矽烷及未反應的四氯矽烷中去除矽粉體。也就是說，藉由過濾器10A之過濾器元件40所分離的氣體及粉體係從第二反應容器12排出之物。
根據實施型態1及實施型態2之構成，可較佳地利用過濾器10, 10A於使前述般的第一反應容器2及第二反應容器12各自排出的氣體及粉體分離。尤其是當利用過濾器10, 10A於製造三氯矽烷時，為了要獲得高純度的三氯矽烷，係以利用由含有1wt%以上的高耐腐蝕性的鉬之燒結金屬所形成的過濾器元件(國際公開第2019/098345號)為較佳。
具體地說，作為所述燒結金屬，可列舉屬於燒結金屬之英高鎳合金(Incoloy)、因科洛伊合金(Incoel)或哈氏合金(Hastelloy)，其具有較佳2～20wt%以上；更佳為5～20wt%的鉬。然而，此過濾器元件容易變脆。根據所述構成，利用此種過濾器元件亦可具有顯著的防止過濾器元件破裂的效果。
另外，雖然於所述實施型態1及實施型態2之說明當中，並未記載到關於屬於惰性氣體之氮氣，惟於任何實施型態當中，皆可於反應結束後使用屬於惰性氣體之氮氣。例如，可進行停止供給原料氣體(包含例如HCl、四氯矽烷及/或氫氣等作為原料之氣體的氣體)，切換成供給氮氣，並且將製造裝置內部的氣氛取代為氮氣之操作。於此操作當中，使用過濾器來使含有矽粉體的所述原料氣體與氮氣之混合氣體當中的矽粉體分離；或是使含有矽粉體的氮氣當中的矽粉體分離。因此，利用過濾器10, 10A所分離的氣體當中亦可不含有氮氣。
本發明並不限於前述各實施型態，於請求項所示範圍內可進行各種的修改，將不同實施型態中所分別揭示的技術手段適當組合而獲得實施型態亦包含於本發明技術範圍中。
[整理] 本發明一態樣之過濾器係用於分離氣體及粉體，且設置於包含所述粉體的氣體所流通的流路中，且所述過濾器具有：過濾器元件，其分離氣體及粉體，且過濾器表面延伸於其第一端及位於所述第一端反側上的第二端之間；固定部，其中形成有第一開口，所述第一端或是所述第一端附近係固定至所述第一開口，且所述固定部係固定至所述流路之內壁上，所述流路之內壁係形成用於容置所述過濾器元件的空間；及治具，其中形成有第二開口，所述第二開口係被所述過濾器元件插入，且所述治具係配置於所述第一端與所述第二端之間。
根據所述構成，藉由過濾器元件插入第二開口中的結構，可抑制過濾器元件的振動。因此，相較於並未配置治具的情況，能夠減小由於過濾器元件的振動所導致施加至過濾器元件之第二端的力的力矩。因此，可防止過濾器元件破裂。
所述過治具係可配置於離所述固定部沿著所述過濾器元件當中延伸方向上相距一距離之位置處，所述距離係等於沿著所述延伸方向的長度的1/3以上且2/3以下的長度。根據所述構成，由於治具係配置於過濾器元件的中心附近，因此可有效地抑制過濾器之振動。
可使樹脂製的防振材料介於所述第二開口及過濾器元件之間。根據所述構成，相較於沒有防振材料的情況，能夠更為抑制過濾器元件的振動。此外，由於防振材料係為樹脂製，因此即使是在流通於流路的氣體為酸性的腐蝕性氣體的情況下，仍可降低防振材料的腐蝕。
所述治具可經由將所述治具及所述固定部連接的連接組件而固定至所述固定部。根據所述構成，可從流路中將治具及固定部一起取出，因此能夠輕易地清潔流路之內部。
所述過濾器元件可為燒結金屬。根據所述構成，可實現具有足夠的耐腐蝕性及耐磨耗性的過濾器。
藉由所述過濾器元件而與氣體分離的粉體可為矽粉體，藉由所述過濾器元件而與粉體分離的氣體可包含氫氣、氯化氫、氮氣、氯矽烷氣體當中的至少其中之一。
根據所述構成，即使是在如上述般的氣體或粉體流動於流路中時，也可藉由治具來抑制過濾器元件的振動。此外，藉由過濾器元件使得比重大的矽粉體從氣體中分離，並且使得腐蝕性氣體從矽粉體中分離。因此，當利用硬而脆的燒結金屬所形成的過濾器元件時，相較於利用其他材料的過濾器元件情況下，特別地具有防止過濾器元件破裂的顯著效果。
藉由所述過濾器元件所分離的氣體及粉體，係可由第一反應容器排出；或由第二反應容器排出，其中，所述第一反應容器係設置於三氯矽烷的製造系統當中，且使矽粉體與氯化氫反應而產生所述三氯矽烷；所述第二反應容器係設置於所述三氯矽烷的製造系統當中，且使三氯矽烷、氫氣、矽粉體反應而產生所述三氯矽烷。
根據所述構成，可較佳地利用過濾器於使前述般的第一反應容器及第二反應容器各自排出的氣體及粉體分離。尤其是當利用過濾器於製造三氯矽烷時，為了要獲得高純度的三氯矽烷，係以利用含有1wt%以上的高耐腐蝕性的鉬之燒結金屬所形成的過濾器元件(國際公開第2019/098345號)為較佳。然而，此過濾器元件容易變脆。根據所述構成，即使是在利用此種過濾器元件時，仍可具有顯著的防止過濾器元件破裂的效果。
所述治具當中形成有用於使氣體通過的第三開口，所述第三開口係與所述第二開口分別形成。根據所述構成，透過使氣體通過第三開口，相較於未形成第三開口的情形下，能夠提升過濾器元件附近的透氣性。
[實施例] (實施例) 以下具體說明關於本發明的過濾器的實施例，惟本發明並不限於此實施例。使用如圖1及圖4所示的過濾器及製造裝置。所使用的過濾器10係如下所示。
＜治具50＞ 治具50係使用如圖3所示般形成有第三開口52及第四開口53的治具。於治具50當中設置第三開口52及第四開口53，以使治具50的第二空隙率為28%。
＜過濾器10之準備＞ 使用隔板30(固定部30)，其中固定有150個由因科洛伊合金625(含有1wt%以上的鉬)所形成，且長度為1200mm、直徑為50mm、過濾精度為2μm的過濾器元件40。於將環狀且由氟系樹脂所形成的防振材料P1配置於第二開口51之內周面的狀態下，組裝隔板30與治具50，並且用連接組件32來連接隔板30與治具50。此時，將治具50配置於過濾器元件40之第二端42的上方600mm處。也就是說，將治具50配置於過濾器元件40當中沿著延伸方向D1之長度的1/2長的位置處。
＜固體與氣體的分離試驗＞ 使用過濾器10進行以下處理。針對含有矽粉體(平均粒徑為約10μm)、氯化氫、氫氣、三氯矽烷及四氯矽烷的氣體(含有15wt%粉體的氣體)，設定過濾器元件40的每表面積的氣體流入量(線速度)為40m3 /m2 /hr。將過濾器元件40的溫度控制為200℃並運作一年。其後，拆解製造裝置並確認過濾器元件40，結果並不存在產生有裂紋的過濾器元件40。
(比較例) 使用於所述實施例之「過濾器之準備」當中，於未使用治具50的狀態下且固定有150個過濾器元件40的隔板30，除此之外以與所述實施例相同的方法(相同的「固體與氣體的分離試驗」)進行試驗。運作了3個月之後，由於過濾器的壓差計的指示值降低，因此停止運作，進行過濾器的開啟檢查。其結果為有18個過濾器元件40在第一開口31附近產生裂紋。
[產業利用性] 本發明可利用於分離氣體與粉體。
1:製造裝置 2:第一反應容器 3:冷卻器 4:第一容置槽 10:過濾器 10A:過濾器 11:製造裝置 12:第二反應容器 13:熱交換器 14:加熱器 15:第二容置槽 20:殼體 21:上蓋 22:下腔室 23:內壁 30:隔板(固定部) 31:第一開口 32:連接組件 40:過濾器元件 41:第一端 42:第二端 43:過濾器表面 50:治具 51:第二開口 52:第三開口 53:第四開口 60:流入口 70:氣體排出口 80:粉體排出口 90:壓差計 101:圖 102:圖 D1:延伸方向 DS:距離 H2:氫氣 HCl:氯化氫 L1:長度 La:長度 P1:防振材料 R1:第一區域 R2:第二區域 Si:矽粉體 STC:四氯矽烷 TCS:三氯矽烷
［圖1］係為表示本發明實施型態1之過濾器的構成的一示例的示意圖。 ［圖2］係關於圖1所示過濾器的示意圖，其表示出過濾器元件並未固定至隔板之狀態，以及殼體被分割之狀態。 ［圖3］係為表示圖1所示過濾器所具備的治具之構成的一示例的示意圖。 ［圖4］係為表示圖1所示過濾器所具備的製造裝置之構成的一示例的示意圖。 ［圖5］係為表示本發明實施型態2的製造裝置之構成的一示例的示意圖。
10:過濾器
20:殼體
21:上蓋
22:下腔室
23:內壁
30:隔板
32:連接組件
40:過濾器元件
41:第一端
42:第二端
43:過濾器表面
50:治具
60:流入口
70:氣體排出口
80:粉體排出口
90:壓差計
D1:延伸方向
DS:距離
L1:長度
R1:第一區域
R2:第二區域

Claims (8)

  1. 一種過濾器，其特徵在於，其係用於分離氣體及粉體，且設置於包含所述粉體的氣體所流通的流路中，且所述過濾器具有： 過濾器元件，其分離氣體及粉體，且過濾器表面延伸於其第一端及位於所述第一端反側上的第二端之間； 固定部，其中形成有第一開口，所述第一端或是所述第一端附近係固定至所述第一開口，且所述固定部係固定至所述流路之內壁上，所述流路之內壁係形成用於容置所述過濾器元件的空間；及 治具，其中形成有第二開口，所述第二開口係被所述過濾器元件插入，且所述治具係配置於所述第一端與所述第二端之間。
  2. 如請求項1所述之過濾器，其中，所述過治具係配置於離所述固定部沿著所述過濾器元件當中延伸方向上相距一距離之位置處，所述距離係等於沿著所述延伸方向的長度的1/3以上且2/3以下的長度。
  3. 如請求項1或2所述之過濾器，其中，使樹脂製的防振材料介於所述第二開口及過濾器元件之間。
  4. 如請求項1或2所述之過濾器，其中，所述治具係經由將所述治具及所述固定部連接的連接組件而固定至所述固定部。
  5. 如請求項1或2所述之過濾器，其中，所述過濾器元件係為燒結金屬。
  6. 如請求項1或2所述之過濾器，其中，藉由所述過濾器元件而與氣體分離的粉體係為矽粉體， 藉由所述過濾器元件而與粉體分離的氣體係包含氫氣、氯化氫、氮氣、氯矽烷氣體當中的至少其中之一。
  7. 如請求項1或2所述之過濾器，其中，藉由所述過濾器元件所分離的氣體及粉體，係為由第一反應容器排出；或是由第二反應容器排出， 其中，所述第一反應容器係設置於三氯矽烷的製造系統當中，且使矽粉體與氯化氫反應而產生所述三氯矽烷； 所述第二反應容器係設置於所述三氯矽烷的製造系統當中，且使三氯矽烷、氫氣、矽粉體反應而產生所述三氯矽烷。
  8. 如請求項1或2所述之過濾器，其中，所述治具當中形成有用於使氣體通過的第三開口，所述第三開口係與所述第二開口分別形成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH028519U (zh) * 1988-06-30 1990-01-19
US5118486A (en) * 1991-04-26 1992-06-02 Hemlock Semiconductor Corporation Separation by atomization of by-product stream into particulate silicon and silanes
JP2005262086A (ja) * 2004-03-18 2005-09-29 Takuma Co Ltd 接続治具とこれを備えた集塵機
CN201643908U (zh) * 2009-12-01 2010-11-24 乐山乐电天威硅业科技有限责任公司 三氯氢硅合成气气固分离装置
JP5423418B2 (ja) * 2010-01-21 2014-02-19 三菱マテリアル株式会社 トリクロロシラン製造装置
KR101118395B1 (ko) * 2010-08-03 2012-03-09 조광섭 집진장치
US20200277197A1 (en) * 2017-11-20 2020-09-03 Tokuyama Corporation Trichlorosilane manufacturing apparatus, and method for manufacturing trichlorosilane

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