(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体の内部に供給された粉体物を乾燥させる粉体物乾燥装置において、
前記装置本体の上部に粉体物供給口が形成され、
前記装置本体の内部に、熱交換用パイプが概略円筒状をなすように設けられており、
前記粉体物供給口が前記熱交換用パイプのなす円筒の内周孔の中心上に配設されるとともに、前記内周孔の内径が前記粉体物供給口よりも大径とされていることを特徴とする粉体物乾燥装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体物が充填されたフレキシブルコンテナパックを開袋して粉体物を取り出すフレキシブルコンテナパック用開袋機を備え、前記粉体物を乾燥する粉体物乾燥装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉体物を充填して搬送・保管するための容器として、織布などで構成されたフレキシブルコンテナパックが広く利用されている。従来のフレキシブルコンテナパックでは、その底部に設けられた取出口を紐等によって閉じており、紐等を操作して取出口を開封することにより充填された粉体物を取り出している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、近年、半導体用材料として、イレブンナイン以上の極めて高純度のシリコンの需要が高まっている。このような極めて高純度のシリコンは、内部にシリコンのシード材が配置された反応炉内にトリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）ガスと水素ガスとを供給し、前記シード材に金属シリコンを析出させることで製造されている。
【０００４】
前述のトリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）は、純度９８％程度の金属シリコン粉末（Ｓｉ）と塩化水素ガス（ＨＣｌ）とを反応させることで製造される。このトリクロロシランの原料として使用される金属シリコン粉末は、粒径が１０００μｍ以下と比較的小さく、前述のフレキシブルコンテナパックに充填されて、搬送・保管されている。
【０００５】
また、金属シリコン粉末は、トリクロロシラン製造用反応装置（例えば、特許文献２参照）内に供給され、底部から噴き出す塩化水素ガスによって装置内を流動しながら塩化水素ガスと反応し、トリクロロシランを生成する。ここで、金属シリコン粉末が水分を含んでいると、装置内での流動が不十分となってトリクロロシランを効率良く生成することができなくなってしまう。
そこで、フレキシブルコンテナパックに充填されて搬送・保管されていた金属シリコン粉末は、粉体物乾燥装置によって水分を除去した後にトリクロロシラン製造用反応装置に供給されている
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１１００８８号公報
【特許文献２】特開２００２−２２０２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来のようにフレキシブルコンテナパックを開袋して粉体物を取出口から落下させた場合、粉体物が落下の衝撃によって飛散してしまうおそれがあった。このような粉体物の飛散を防止するために、フレキシブルコンテナパックを筒状のケーシング内に入れて開袋するとともに、取り出した粉体物が粉体物乾燥装置の装置本体内に直接供給されるように構成することが考えられるが、フレキシブルコンテナパックの取出口がケーシング内に収容されるため、フレキシブルコンテナパックの紐等の操作がしにくくなってしまうといった問題があった。
そこで、簡単な操作で粉体物を取り出すことができ、かつ、粉体物を確実に装置本体内へと供給することが可能な粉体物乾燥装置が望まれていた。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、フレキシブルコンテナパックに充填された金属シリコン粉末等の粉体物を簡単な操作で取り出して、粉体物を確実に装置本体内へと供給することが可能な粉体物乾燥装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題を解決するために、本発明に係る粉体物乾燥装置は、装置本体の内部に供給された粉体物を乾燥させる粉体物乾燥装置において、前記装置本体の上部に粉体物供給口が形成され、前記装置本体の内部に、熱交換用パイプが概略円筒状をなすように設けられており、前記粉体物供給口が前記熱交換用パイプのなす円筒の内周孔の中心上に配設されるとともに、前記内周孔の内径が前記粉体物供給口よりも大径とされていることを特徴としている。
【００１１】
この構成の粉体物乾燥装置においては、粉体物が粉体物供給口を介して円筒状をなす熱交換用パイプの内周側に落下することになり、粉体物との衝突を防止して熱交換パイプの破損を防止できる。また、装置本体内部に熱交換パイプが設けられているので、粉体物を効率良く乾燥させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フレキシブルコンテナパックに充填された金属シリコン粉末等の粉体物を簡単な操作で取り出して、粉体物を確実に装置本体内へと供給することが可能な粉体物乾燥装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態である粉体物乾燥装置を示す概略図である。
【図２】図１に示すフレキシブルコンテナパック用開袋機の側面図である。
【図３】図２に示すフレキシブルコンテナパック用開袋機の平面図である。
【図４】図１に示す装置本体の側面部分断面図である。
【図５】図４におけるＸ−Ｘ断面矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明の実施形態である粉体物乾燥装置について、添付した図面を参照して説明する。
本実施形態である粉体物乾燥装置３０は、トリクロロシラン（ＳｉＨＣｌ３）の原料として用いられる金属シリコン粉末（粒径１０００μｍ以下）をトリクロロシラン製造用反応装置に供給する前に乾燥させるものである。
【００１９】
この粉体物乾燥装置３０は、金属シリコン粉末が供給される装置本体３１と、金属シリコン粉末が充填されたフレキシブルコンテナパックＣを開袋するフレキシブルコンテナパック用開袋機１０とを備えている。
【００２０】
フレキシブルコンテナパック用開袋機１０は、上下方向に沿う筒状のケーシング１１と、フレキシブルコンテナパックＣをケーシング１１の上方開口部から装入する吊下手段１２と、ケーシング１１の下方に設けられた集合ホッパー１３と、を備えている。
吊下手段１２は、フレキシブルコンテナパックＣを吊り下げて上下動及び水平移動可能なホイスト式クレーンとされている。
【００２１】
ケーシング１１は、図２及び図３に示すように概略円筒状をなしており、上方開口部及び下方開口部を備えている。上方開口部の周縁部にはフランジ部が設けられており、このフランジ部を用いてケーシング１１の上部にガイド壁１４が接続されている。このガイド壁１４は、図３に示すように、一方側（図３において上側）に向けて大きく開口した概略Ｕ字状をなしており、吊下手段１２によって吊り下げられたフレキシブルコンテナパックＣの水平方向の位置を案内するものである。
【００２２】
ケーシング１１の下端部分は、図２に示すように下方に向かうに従い漸次縮径するように構成されており、下方開口部の内周縁には、内周側に向けて突出した台座部１５が設けられている。
そして、この台座部１５を用いてケーシング１１内部に固定刃１６がその刃先１７を上方に向けた状態で配設されている。
【００２３】
固定刃１６は、平面視してケーシング１１の中心から放射状に延びる複数の切刃を備えており、本実施形態では、平面視して図３に示すように、一対の直線刃が互いに直交するように配置されて十字状をなしている。また、本実施形態では、固定刃１６を構成する一対の直線刃の交点が、ケーシング１１がなす円筒の内周孔の中心に位置しており、一対の直線刃がそれぞれ前記内周孔の直径方向に亘って配設されている。
固定刃１６の刃先１７は、図２に示すように、ケーシング１１の中心部から周縁部に向かうにしたがい漸次低くなるように配置されている。本実施形態では、一対の直線刃の交点部分の刃先１７が最も高くなるように設定されている。
【００２４】
また、ケーシング１１の上方（上方開口部近傍）には、ケーシング１１内に装入されたフレキシブルコンテナパックＣを叩くための叩打手段２０が設けられている。本実施形態においては、図３に示すように、ケーシング１１の内側面に沿って延びる一対の叩打部材２１が設けられており、これら叩打部材２１の両端が軸支され、それぞれ駆動部２２によって回動可能とされている。
さらに、ケーシング１１の上方には、中央に孔部が形成された布またはゴム製のカバー部材が設けられている。このカバー部材は伸縮可能とされ、孔部の大きさが変形するように構成されている。
【００２５】
ケーシング１１の下方に設けられた集合ホッパー１３は、ケーシング１１の下方開口部に連設されており、上下方向に直交する断面の面積が、下方に向かうにしたがい漸次小さくなるように構成されている。集合ホッパー１３の下方端には、ナイフゲート弁２５によって開閉可能とされた落下口２６が設けられている。なお、集合ホッパー１３の内部には、フレキシブルコンテナパックＣの切断片等の混入を防止するために金網が配設されている。
また、このフレキシブルコンテナパック用開袋機１０には、集合ホッパー１３に接続され、集合ホッパー１３内を浮遊する微粉末を回収するバグフィルター２７が備えられている。
【００２６】
次に、装置本体３１について説明する。装置本体３１は、概略円筒状をなす胴部３１Ａと、胴部３１Ａの上端に連設された蓋部３１Ｂと、胴部３１Ａの下端に接続された円錐状をなす底部３１Ｃとを有している。
蓋部３１Ｂは、側面視して図４に示すように、上方に向けて凸となる凸曲面状に形成されており、その中心部分に上方に向けて突出した接続筒部３２が設けられている。この接続筒部３２の上端開口部が金属シリコン供給口３３とされている。接続筒部３２の上端にはフランジが形成されており、前述のフレキシブルコンテナパック用開袋機１０の落下口２６に接続されるように構成されている。
【００２７】
胴部３１Ａの下方部分には、乾燥した金属シリコン粉末を取り出すための排出口３４が設けられている。
また、胴部３１Ａの外側には、装置本体３１内に収容された金属シリコン粉末を加熱するための熱媒体（本実施形態では蒸気）が流通する外部熱交換パイプ３５が、その外周面に沿って巻き付くように配設されている。
【００２８】
そして胴部３１Ａの内側には、図５に示すように、熱媒体（本実施形態では蒸気）が流通する第１、第２内部熱交換パイプ３６Ａ、３６Ｂが配設されている。これら第１、第２内部熱交換パイプ３６Ａ、３６Ｂは、それぞれ概略円筒状をなし、第１内部熱交換パイプ３６Ａが、第２内部熱交換パイ３６Ｂの内周側に位置させられている。
ここで、第１内部熱交換パイプ３６Ａがなす円筒の内径が、フレキシブルコンテナパック用開袋機１０の落下口２６に接続された接続筒部３２の金属シリコン供給口３３よりも大きくされている。なお、金属シリコン供給口３３は、第１内部熱交換パイプ３６Ａがなす円筒の中心上に位置させられている。
【００２９】
このような構成とされた本実施形態である粉体物乾燥装置３０は、以下のようにして使用される。金属シリコン粉末が充填されたフレキシブルコンテナパックＣを吊下手段１２であるホイスト式クレーンによって吊下げ、ガイド壁１４の開口部側からフレキシブルコンテナパック用開袋機１０の上部へと移動させる。ここで、ガイド壁１４によってフレキシブルコンテナパックＣは、その底部の中心がケーシング１１の中心に略一致するように案内される。
【００３０】
このように配置されたフレキシブルコンテナパックＣを降下させて、ケーシング１１の上方開口部からケーシング１１内部へと装入し、カバー部材の孔部を通じてフレキシブルコンテナパックＣをカバー部材の下方側へとさらに下降させる。
すると、フレキシブルコンテナパックＣの底部が固定刃１６に接触し、金属シリコン粉末が充填されたフレキシブルコンテナパックＣの自重によって固定刃１６の刃先１７に強く押し当てられる。
【００３１】
ここで、固定刃１６の中央部の刃先１７が最も高くされているので、フレキシブルコンテナパックＣの底部の中央部に切り込みが入り、十字状をなす固定刃１６の形状に沿って十字状に切断され、フレキシブルコンテナパックＣが開袋される。開袋された部分から金属シリコン粉末が下方へと落下していき、フレキシブルコンテナパックＣから金属シリコン粉末が取り出される。
【００３２】
このように底部が開袋されたフレキシブルコンテナパックＣを上方に引き上げるとともに、叩打部材２１を駆動部２２によって可動させ、フレキシブルコンテナパックＣを叩き、内部に残留した金属シリコン粉末を取り出す。金属シリコン粉末を取り出したフレキシブルコンテナパックＣをケーシング１１の上方開口部からフレキシブルコンテナパック用開袋機１０の外部へと排出する。
【００３３】
開袋された部分から取り出された金属シリコン粉末は、ケーシング１１の下方開口部から集合ホッパー１３へと落下していく。ここで、金属シリコン粉末が落下することで、非常に細かな微粉末が集合ホッパー１３内に浮遊することがある。このような微粉末は、集合ホッパー１３に接続されたバグフィルター２７によって回収される。
【００３４】
集合ホッパー１３に落下した金属シリコン粉末は、開口状態のナイフゲート弁２５、及び、落下口２６に接続された金属シリコン供給口３３を通じて装置本体３１内に落下していく。ここで、金属シリコン供給口３３は、装置本体３１の内部に設けられた第１内部熱交換パイプ３６Ａがなす円筒の中心上に位置させられるとともに、前記円筒の内径が金属シリコン供給口３３よりも大径とされているので、金属シリコン粉末は、第１内部熱交換パイプ３６Ａがなす円筒の内周孔を通じて落下していき、装置本体３１内部に堆積していく。
そして、第１、第２内部熱交換パイプ３６Ａ、３６Ｂ、外部熱交換パイプ３５に蒸気が流通されることにより、装置本体３１内に供給された金属シリコン粉末が加熱され、水分が除去される。
【００３５】
本実施形態である粉体物乾燥装置３０によれば、装置本体３１の上部に前述のフレキシブルコンテナパック用開袋機１０が配設され、フレキシブルコンテナパック用開袋機１０の落下口２６と装置本体３１の金属シリコン供給口３３が接続されているので、フレキシブルコンテナパック用開袋機１０によって開袋されて取り出された金属シリコン粉末が、金属シリコン供給口３３から装置本体３１内部に落下することになり、フレキシブルコンテナパックＣに充填された金属シリコン粉末を簡単な操作で確実に装置本体３１内部に供給することができる。
【００３６】
また、装置本体３１の内部に第１、第２内部熱交換パイプ３６Ａ、３６Ｂがそれぞれ概略円筒状をなすように設けられており、内周側に位置する第１内部熱交換パイプ３６Ａがなす円筒の内径が金属シリコン供給口３３よりも大径とされるとともに、金属シリコン供給口３３が第１内部熱交換パイプ３６Ａがなす円筒の中心上に位置させられているので、金属シリコン粉末は、金属シリコン供給口３３から第１内部熱交換パイプ３６Ａがなす円筒の内周孔を通じて落下していき、装置本体３１内部に堆積することになり、金属シリコン粉末の衝突による第１内部熱交換パイプ３６Ａの破損を防止できる。
さらに、装置本体３１の内部に第１、第２内部熱交換パイプ３６Ａ、３６Ｂが配設されているので、これら第１、第２内部熱交換パイプ３６Ａ、３６Ｂを金属シリコン粉末に直接接触させ、金属シリコン粉末を効率良く乾燥させることができる。
【００３７】
さらに、本実施形態である粉体物乾燥装置３０によれば、ケーシング１１の下方に、ケーシング１１の下方開口部から落下した金属シリコン粉末を集合させる集合ホッパー１３が設けられるとともに、この集合ホッパー１３に接続されて集合ホッパー１３内に浮遊する微粉末を回収するバグフィルター２７を備えているので、金属シリコン粉末がケーシング１１から落下した衝撃で集合ホッパー１３内に浮遊した微粉末をバグフィルター２７によって回収でき、装置本体３１及びトリクロロシラン製造用反応装置に微粉末が入り込むことを防止できる。
また、集合ホッパー１３に金網が配設されているので、フレキシブルコンテナパックＣの切断片等の異物が金属シリコン粉末内に混入することを防止できる。
【００３８】
さらに、フレキシブルコンテナパック用開袋機１０のケーシング１１内に刃先１７を上方に向けた固定刃１６が配置されているので、フレキシブルコンテナパックＣを吊下手段１２であるホイスト式クレーンによってケーシング１１の上方開口部から装入することで、金属シリコン粉末が充填されたフレキシブルコンテナパックＣの自重によってフレキシブルコンテナパックＣの底部が固定刃１６の刃先１７に強く押し当てられ、フレキシブルコンテナパックＣの底部が切断されて開袋される。よって、フレキシブルコンテナパックＣに充填された金属シリコン粉末を簡単な操作で取り出すことができる。また、フレキシブルコンテナパックＣをケーシング１１内に装入した状態で開袋されるので、ケーシング１１の側壁によって金属シリコン粉末が落下した際の飛散を防止できる。
【００３９】
また、固定刃１６が平面視して十字状をなしているので、フレキシブルコンテナパックＣの底部に十字状に切り込みが入って大きく開口することになり、充填された金属シリコン粉末を確実に取り出すことが可能となる。
さらに、固定刃１６うちケーシング１１の中央部に位置して一対の直線刃が交差する交差部分の刃先１７が最も高くされているので、まず、フレキシブルコンテナパックＣの底部が固定刃１６の中央部に強く押し付けられることになり、底部を確実に切断して開袋することができる。
【００４０】
また、ケーシング１１の上方に、ケーシング１１内に装入されたフレキシブルコンテナパックＣを叩く叩打手段２０が設けられているので、棒状の叩打部材２１を揺動させてフレキシブルコンテナパックＣを叩くことにより、フレキシブルコンテナパックＣの内面に残存した金属シリコン粉末を取り出すことができる。
【００４１】
また、本実施形態では、ケーシング１１の上方にガイド壁１４が設けられているので、吊下手段１２であるホイスト式クレーンによって吊り下げたフレキシブルコンテナパックＣを、ガイド壁１４により、ケーシング１１の中心とフレキシブルコンテナパックＣの底部の中心とが略一致するように案内でき、固定刃１６による開袋を確実に行うことができる。
【００４２】
さらに、本実施形態では、ケーシング１１の上方に、中央に孔部が形成された布またはゴム製のカバー部材が設けられており、このカバー部材の下方側でフレキシブルコンテナパックＣを開袋されるので、カバー部材によって金属シリコン粉末が落下した際の飛散を確実に防止することができる。
【００４３】
以上、本発明の実施形態である粉体物乾燥装置について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、フレキシブルコンテナパック用開袋機１０の固定刃の形状は本実施形態に限定されることはなく、刃先を上方に向けて配置されていればよい。
【００４４】
また、ケーシングの下方に集合ホッパーを設け、この集合ホッパーに接続し、集合ホッパー内に浮遊する微粉末を回収するバグフィルターを備えたものとして説明したが、バグフィルターを備えていなくてもよい。
さらに、フレキシブルコンテナパックの位置を案内するガイド壁を備えたものとして説明したが、ガイド壁を備えていなくてもよい。
【００４５】
また、装置本体の内部に第１、第２内部熱交換パイプを配設したものとして説明したが、これら第１、第２内部熱交換パイプを必ずしも備えていなくてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１０  フレキシブルコンテナパック用開袋機
１１  ケーシング
１２  吊下手段
１３  集合ホッパー
１４  ガイド壁
１６  固定刃
１７  刃先
２０  叩打手段
２７  バグフィルター
３０  粉体物乾燥装置
３１  装置本体
３２  接続筒部（接続部）
３３  金属シリコン供給口（粉体物供給口）
３６Ａ  第１内部熱交換パイプ（熱交換用パイプ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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