(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンの酸化を最小限に抑えるように、自由空間反応器内でシリコン粉末を圧縮するための装置であって、前記圧縮の一部が、前記自由空間反応器からの流出ガス用のフィルタ（２）での圧力降下を用いることによって実施され、前記シリコン粉末が、前記自由空間反応器のダクト（１０）を通って前記自由空間反応器のガス出口（１）に向かって送られる、シリコン粉末を圧縮するための装置において、  
前記圧縮がさらに、前記ガス出口（１）に配置された少なくとも第１のピストン（３）によって、前記フィルタ（２）に堆積したシリコン粉末を、前記ダクト（１０、７）の表面またはフィルタの反対側に配置された第２のピストン（４）の表面に対して押圧することにより機械的に実施されることを特徴とする、シリコン粉末を圧縮するための装置。
【請求項２】
前記フィルタ（２）が前記第１のピストン（３）上に配置され、前記フィルタ（２）はガスを通過させるが、前記シリコン粉末を収集することを特徴とする請求項１に記載されたシリコン粉末を圧縮するための装置。
【請求項３】
前記第２のピストン（４）が、該第２のピストン（４）と前記第１のピストン（３）との間で前記粉末を圧縮するように前記第１のピストン（３）の軸線方向の向かい側に配置され、前記第１および第２のピストン（３、４）が、共通のまっすぐなダクト（５）の中に配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載されたシリコン粉末を圧縮するための装置。
【請求項４】
交換可能な容器（６）が、鉛直ダクト（７）を介して前記ダクト（５、１０）に接続され、
前記圧縮されたシリコン粉末が、前記第１のピストン（３）を前記ダクト（５）に沿って押し込むとともに、前記第２のピストン（４）を前記ダクト（５）の中でその開始位置に引き戻すことによって前記容器（６）の方へ運ばれ、
前記圧縮されたシリコン粉末が、重力の影響により、前記ダクト（７）から前記容器（６）の中に落下するようになっていることを特徴とする請求項３に記載されたシリコン粉末を圧縮するための装置。  
【請求項５】
前記ダクト（１０）に連通して、大きい粒子又は粒子の塊を主なガス流から分離して、前記フィルタ（２）に戻すためのバイパス（９）が設けられることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載されたシリコン粉末を圧縮するための装置。
【請求項６】
前記ダクト（１０）の中にスクリーン（１１）が配置され、流れの方向から見て前記スクリーン（１１）の後方に、中空の繊維フィルタ（１２）が配置されることを特徴とする請求項５に記載されたシリコン粉末を圧縮するための装置。
【請求項７】
前記バイパス（９）への入口が、前記ダクト（１０）に対して約９０°傾けて配置され、前記スクリーン（１１）が前記ダクト（１０）の内壁と本質的に同じ高さであることを特徴とする請求項６に記載されたシリコン粉末を圧縮するための装置。
【請求項８】
前記バイパス（９）の盲端に、前記スクリーン（１１）の表面から前記大きい粒子又は粒子の塊をこすり落とし、前記バイパス（９）の前記入口に向かい合って配置された気密バルブ（１５）を通すように第３のピストン（１４）が配置され、
前記大きい粒子又は粒子の塊は、前記気密バルブ（１５）を通過した後、引き続き前記バイパス（９）に沿って下降し、前記バイパス（９）を出て前記ダクト（５）に入り、前記フィルタ（２）に至ることを特徴とする請求項５から請求項７までのいずれか一項に記載されたシリコン粉末を圧縮するための装置。
【請求項９】
前記フィルタ（２）に連通する前記ガス出口（１）に加えて、前記中空の繊維フィルタ（１２）に連通するガスの出口（１３）が配置されることを特徴とする請求項５から請求項８までのいずれか一項に記載されたシリコン粉末を圧縮するための装置。
【請求項１０】
前記ダクト（１０）の中に中空の繊維フィルタ（１２）が配置されることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載されたシリコン粉末を圧縮するための装置。
【請求項１１】
シリコンの酸化を最小限に抑えるように、自由空間反応器内でシリコン粉末を圧縮するための方法であって、
前記シリコン粉末を前記自由空間反応器のダクト（１０）を通って前記自由空間反応器のガス出口（１）に向かって送るステップと、
前記シリコン粉末を、前記反応器からの流出ガス用のフィルタ（２）上に被着させるステップと
を含む、シリコン粉末を圧縮するための方法において、
前記ガス出口（１）に配置された少なくとも１つの第１のピストン（３）によって、前記フィルタ（２）に堆積したシリコン粉末を、前記ダクト（１０、７）の表面またはフィルタの反対側に配置された第２のピストン（４）の表面に対して圧縮することにより、機械的に圧縮する更なるステップを特徴とする、シリコン粉末を圧縮するための方法。
【請求項１２】
前記第１のピストン（３）の軸線方向の向かい側に配置された第２のピストン（４）を前記第１のピストン（３）に向かって押し、前記第１および第２のピストン（３、４）が、前記ダクト（１０）に対して傾けて配置された共通のまっすぐなダクト（５）の中に配置されることを特徴とする請求項１１に記載されたシリコン粉末を圧縮するための方法。
【請求項１３】
大きい粒子又は粒子の塊を、前記ダクト（１０）からバイパス（９）を通して主なガス流から分離して、前記大きい粒子又は粒子の塊を前記ダクト（５）及び前記フィルタ（２）へ戻し、前記主なガス流が、前記主なガス流と共に小さい粒子をフィルタ（１２）を通して前記フィルタ（２）へ運ぶことを特徴とする請求項１１及び請求項１２に記載されたシリコン粉末を圧縮するための方法。
【請求項１４】
前記フィルタ（１２）の前面に被着した前記大きい粒子又は粒子の塊を、第３のピストン（１４）によって気密バルブ（１５）を通して前記バイパス（９）に押し込むことを特徴とする請求項１３に記載されたシリコン粉末を圧縮するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコン粉末を圧縮するための装置及び方法に係るものである。より具体的には、本発明は、請求項１及び請求項１２の前文にそれぞれ開示された装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シラン（ＳｉＨ４）の熱分解は、太陽電池等級のシリコンを製造するための確立された方法である。この分解は、既に存在するシリコンの表面上で、すなわち、シーメンス反応器内のＳｉロッド又は流動床反応器内のＳｉ粒子上で行われる。
【０００３】
この分野における従来技術の例として、仏国特許出願公開第２５９１４１２号明細書（ＦＲ−Ａ−２５９１４１２）、国際公開第２００５／０５４１３０号パンフレット（ＷＯ／２００５０５４１３０Ａ１）及び国際公開第２００５／１１８４７４号パンフレット（ＷＯ／２００５／１１８４７４Ａ１）を挙げることができる。
【０００４】
自由空間反応器内のガス相での分解は、生成物の大部分が約５０ｇ／Ｌの密度を有するきわめて小さいＳｉ粒子（ダスト）からなるため興味深いものである。このダストは表面／体積の比がきわめて大きく、酸化及び汚染を受けやすい。酸化物の層によって粉末を融解することが難しくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】仏国特許出願公開第２５９１４１２号明細書
【特許文献２】国際公開第２００５／０５４１３０号パンフレット
【特許文献３】国際公開第２００５／１１８４７４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、粉末を汚染せずに又は粉末を酸素に曝さずに、粉末を圧縮する装置及び方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の問題は、請求項１及び請求項１１の特徴部にそれぞれ開示される装置及び方法によって解決することが試みられる。
【０００８】
本発明の有利な実施例は、従属請求項に示される。
【０００９】
以下では、添付図面及び添付の特許請求の範囲を参照して、本発明についてさらに詳しく説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による装置の第１の実施例の概略図。
【図２】本発明の第２の別の実施例の概略図。
【実施例】
【００１１】
本発明の背景となる主な概念は、シリコン粉末の汚染及び酸素との接触を回避するために、粉末の圧縮を、有利には粉末を製造する反応器（自由空間反応器）の内部で実施することである。粉末の圧縮は、一部が反応器からの流出ガス用のフィルタ全体での圧力降下を用いることによって実施され、上記のフィルタの出口に配置された１つ又は複数のピストンの助けによる機械的圧縮によって補われる。
【００１２】
図１を参照すると、本発明の第１の具体例が示されている。シリコン粉末は、矢印によって示すように、ガス流を用いてダクト１０に沿って反応器の出口１に向かって送られる。粉末はピストン３に配置されたフィルタ２に収集される。フィルタ２は粒子を収集し、ガスを通すようになっている。
【００１３】
ピストン３に配置されたフィルタ２上に所与量の粒子のダストが収集された後、軸線方向の向かい側に配置されたピストン４をピストン３に向かって押し、ピストン３とピストン４との間で粉末を圧縮する。前記ピストン３及び４は、ダクト１０に対してある角度をもって配置された共通のまっすぐなダクト５の中に配置される。
【００１４】
その後、圧縮された粉末は、ピストン３をダクト５に沿って押し込むと同時に、ピストン４をダクト５の中でその開始位置に引き戻すことによって、るつぼ又は交換可能な容器６の方へ運ばれる。容器６は、有利にはダクト５に対してある角度を有し且つ出口１へ粒子を運ぶガス流の外に配置された鉛直ダクト７を介してダクト５、１０に接続される。したがって、圧縮された粉末は、重力の影響を受けて、ダクト７を介して容器６の中に落下する。交換可能な容器６は、反応器又は容器６の中の雰囲気を変えずに容器６を交換することができるように、有利にはバルブ８及び図示されていないガス・ロックを備えている。
【００１５】
図２に示す第２の実施例は、図１に示した第１の実施例をさらに発展させたものであり、各図から理解することができるように、同じ若しくは類似の部分又は構成要素は同じ参照番号を有している。
【００１６】
図２の具体例は、蓄積した粉末によるフィルタ２の閉塞又は極端な透過性の低下を防止するために提供されるものであり、主に大きい粒子又は粒子の塊を分離するためにバイパス９が設けられること、およびダクト１０の中にスクリーン１１が設けられ、流れの方向でスクリーン１１の後方に中空の繊維フィルタ１２が設けられることが図１に示した実施例と異なっている。バイパス９は、ダクト１０に対して有利には約９０°傾けて配置され、スクリーン１１は本質的にダクト１０の内壁と同じ高さであり、ダクト９の盲端には、スクリーン１１の表面から大きい粒子又は塊をこすり落とし、バイパス９の入口に向かい合って配置された気密バルブ１５を通すようにピストン１４が配置される。前記大きい粒子又は粒子の塊は、気密バルブ１５を通過した後、引き続きバイパス９に沿って下降し、バイパス９を出てダクト５に入り、ピストン３上に配置されたフィルタ２に至る。小さい粒子は、スクリーン１１を通り、中空の繊維フィルタ１２を通り、他の点では本質的に上記の第１の実施例と同様に、同じフィルタ２へ送られる。次いで、フィルタ２が取り付けられたピストン３は、大小の粒子を共に上方へ、ダクト５を通し、ダクト７を通して容器６へ移動させる。図２に示す実施例では、２つの別々のガスの出口が設けられ、一方はフィルタ２と連通する出口１の形態であり、もう一方は中空の繊維フィルタ１２と連通する出口１３の形態である。
【００１７】
本説明に照らせば当業者には明らかになるように、上記の実施例におけるスクリーン１１の目的は、中空の繊維フィルタ１２を保護することであり、気密バルブ１５の目的は、ピストン１４が動作していないときにバイパス９を遮断することである。
【００１８】
さらに図示されていないが考えられる実施例は、バイパス９を用いずに第１の具体例のダクト１０の中に中空の繊維フィルタ１２のみを加えるような、上記の２つの具体例の中間のものであると言うことができる。しかし予備試験では、粉末に加えて粉末の塊が形成されることが示され、この種の実施例は、実際には適合性に劣る可能性がある。
【００１９】
本発明は、特許請求の範囲によってのみ制限されると考えられるべきであり、本説明に照らせば当業者には理解されるように、本発明の範囲内で多くの変更が可能である。例えばピストン４を省き、フィルタ２の上に被着したシリコン粉末の圧縮を、フィルタ２をダクト７の壁に接するようにその上に配置したピストン３を移動させることによって実施することが可能である。
【図１】
0005508267.tif 000002
【図２】
0005508267.tif 000003