(57)【要約】本発明は、ＳｉＯを連続的に製造できるＳｉＯ製造装置及び方法に関する。本発明によるＳｉＯ製造装置は、ＳｉＯ製造用原料の供給を受け、供給された原料を加熱することで反応させてＳｉＯガスを生成する反応部；及び内部温度が前記反応部の内部温度より低く維持され、回転部材を内部空間に備え、少なくとも一面に設けられた流入口を通って前記反応部で生成されたＳｉＯガスが流れ込み、流れ込んだＳｉＯガスを前記回転部材の表面に蒸着させてＳｉＯ蒸着物を回収する回収部を含む。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＯ製造用原料の供給を受け、供給された原料を加熱することで反応させてＳｉＯガスを生成する反応部；及び
内部温度が前記反応部の内部温度より低く維持され、回転部材を内部空間に備え、少なくとも一面に設けられた流入口を通って前記反応部で生成されたＳｉＯガスが流れ込み、流れ込んだＳｉＯガスを前記回転部材の表面に蒸着させてＳｉＯ蒸着物を回収する回収部を含むＳｉＯ製造装置。
【請求項２】
前記回転部材は、中心軸を基準に回転する回転体を備え、前記流入口を通って流れ込んだガスが前記回転体の表面に蒸着される請求項１に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項３】
前記回転体は、円筒状に構成されて円周方向に回転する請求項２に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項４】
前記回転部材は、ベルト及び１つ以上のホイールを備え、前記流入口を通って流れ込んだガスが前記ベルトの表面に蒸着される請求項１に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項５】
前記回収部は、前記ＳｉＯガスの流入中に前記ホイールを回転させて前記ベルトを移動させる請求項４に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項６】
前記ホイールのうち少なくとも１つは、正面視で円形または多角形である請求項４に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項７】
前記ホイールのうち少なくとも１つは、前記ベルトと接触する表面上が凹凸である請求項４に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項８】
前記凹凸は、前記ホイールの回転方向に形成された請求項７に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項９】
前記ホイールは前記回転部材を３つ以上含み、前記ベルトが３つ以上の屈曲部を有する請求項４に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項１０】
前記流入口は、前記回収部の上部に形成され、
前記回転部材は、前記ベルト上部の長さ方向が水平方向に形成された請求項９に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項１１】
前記回収部は、前記回転部材の表面からＳｉＯ蒸着物を分離させる除去部材をさらに備える請求項１に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項１２】
前記除去部材は板状に構成され、少なくとも一縁部が前記回転部材の表面に接触する請求項１１に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項１３】
前記除去部材は、前記回転部材の表面に接触する端部が反対側の端部より高くなるように傾いた形態で構成された請求項１２に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項１４】
前記除去部材は、前記回転部材の表面に気体を噴射する請求項１１に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項１５】
前記回収部は、前記除去部材から噴射される気体によって内部温度を制御する請求項１４に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項１６】
前記回収部は、前記除去部材から噴射される気体によって前記回転部材の表面を冷却させる請求項１５に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項１７】
前記除去部材は、前記回転部材を振動させる請求項１１に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項１８】
前記回収部は、内部温度を２００℃ないし５００℃に維持する請求項１に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項１９】
前記回収部は、内部空間を減圧状態に維持する請求項１に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項２０】
前記回転部材の少なくとも一部は、前記流入口側に位置する請求項１に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項２１】
前記回収部は、前記流入口を通って流れ込んだＳｉＯガスを前記回転部材に誘導する誘導管を備える請求項１に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項２２】
ＳｉＯ製造用原料を貯蔵し、前記反応部に前記ＳｉＯ製造用原料を自動的に供給する供給部をさらに含む請求項１に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項２３】
前記反応部は、前記供給された原料を１２００℃ないし１５００℃に加熱する請求項１に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項２４】
ＳｉＯ製造用原料を反応部に供給する工程；
前記反応部中、供給された原料を加熱して反応させることでＳｉＯガスを生成する工程；
内部温度が前記反応部の内部温度より低く維持され、回転部材が備えられた回収部に前記生成されたＳｉＯガスを流れ込ませる工程；
ＳｉＯガスが前記回転部材の表面に蒸着されてＳｉＯ蒸着物が形成される工程；及び
前記形成されたＳｉＯ蒸着物を回収する工程を含むＳｉＯ製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸化ケイ素（ＳｉＯ）を製造する装置及び方法に関し、より詳しくは、ＳｉＯを連続的に回収してＳｉＯの製造コストを低減できるＳｉＯ製造装置及び方法に関する。
【０００２】
本出願は、２０１３年５月１６日出願の韓国特許出願第１０−２０１３−００５５８８４号及び第１０−２０１３−００５５８９４号に基づく優先権を主張し、該当出願の明細書及び図面に開示された内容は、すべて本出願に援用される。
【背景技術】
【０００３】
一般に二次電池は、充電が不可能な一次電池と違って、充放電が可能な電池を意味し、携帯電話、ノートパソコン、カムコーダーなどの電子機器または電気自動車などに広く使用されている。特に、近年のリチウム二次電池はニッケル‐カドミウム電池またはニッケル‐水素電池より容量が高く、単位重量当りのエネルギー密度が高いため、その活用が急速に伸びている。
【０００４】
リチウム二次電池は、正極活物質が塗布された正極板と負極活物質が塗布された負極板とがセパレータを介在して配置された電極組立体を含み、このような電極組立体は電解液とともに外装材に密封収納される。
【０００５】
正極活物質としては、通常ＬｉＭｎ2Ｏ4やＬｉＣｏＯ2のようなリチウム金属酸化物が用られ、負極活物質としては炭素材が用いられる。
【０００６】
特に、負極活物質の場合、初期はリチウム金属が用いられたが、リチウムは可逆性及び安全性が低いという問題点があって、現在は炭素材が広く用いられている。炭素材は、リチウム金属に比べて容量は低いものの、体積変化が少なく可逆性に優れ、価格面で有利であるという長所がある。
【０００７】
しかし、リチウム二次電池の使用が拡大するにつれて益々高容量リチウム二次電池に対する需要が増加し、それにより容量の低い炭素材に代替できる高容量の負極活物質が求められている。このような要求に応えるため、炭素材よりは高い充放電容量を有し、リチウムと電気化学的に合金化可能な金属、例えばＳｉ、Ｓｎなどを負極活物質として用いようと試みられている。
【０００８】
ただし、このような金属系負極活物質はリチウムの充放電に伴う体積の変化が激しく、クラックが生じて微粉化するため、金属系負極活物質を使用した二次電池は充放電サイクルの進行とともに容量が急激に低下し、サイクル寿命が短くなるという問題点がある。
【０００９】
したがって、このような問題点を防止しようとして、近年ＳｉＯなどのような金属酸化物を負極活物質として用いようと試みられている。特に、ＳｉＯは単独で又は炭素材など他の材料と共に負極活物質として用いることができる。
【００１０】
しかし、ＳｉＯを負極活物質として活用するためには様々な解決すべき問題点がある。そのうち代表的なものは、ＳｉＯの製造時間を減らして量産可能にすることで、製造コストを低めることである。しかし、今まで提案されたＳｉＯの製造技術は、短時間で多量のＳｉＯを製造するには限界があるため、新たなＳｉＯの製造技術が求められている実情である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ＳｉＯを連続的に製造できるようにすることで、ＳｉＯの製造コストを効果的に低減できるＳｉＯ製造装置及び方法を提供することを目的とする。
【００１２】
本発明の他の目的及び長所は、下記する説明によって理解でき、本発明の実施例によってより明らかに分かるであろう。また、本発明の目的及び長所は、特許請求の範囲に示される手段及びその組合せによって実現することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の課題を達成するため、本発明によるＳｉＯ製造装置は、ＳｉＯ製造用原料の供給を受け、供給された原料を加熱することで反応させてＳｉＯガスを生成する反応部；及び内部温度が前記反応部の内部温度より低く維持され、回転部材を内部空間に備え、少なくとも一面に設けられた流入口を通って前記反応部で生成されたＳｉＯガスが流れ込み、流れ込んだＳｉＯガスを前記回転部材の表面に蒸着させてＳｉＯ蒸着物を回収する回収部を含む。
【００１４】
望ましくは、前記回転部材は中心軸を基準に回転する回転体を備え、前記流入口を通って流れ込んだＳｉＯガスが回転体の表面に蒸着される。
【００１５】
また望ましくは、前記回転体は円筒状に構成されて円周方向に回転する。
【００１６】
また望ましくは、前記回転部材はベルト及び１つ以上のホイールを備え、前記流入口を通って流れ込んだＳｉＯガスが前記ベルトの表面に蒸着される。
【００１７】
望ましくは、前記回収部は前記ＳｉＯガスの流入中にホイールを回転させてベルトを移動させる。
【００１８】
また望ましくは、前記ホイールのうち少なくとも１つは正面視で円形に形成される。
【００１９】
また望ましくは、前記ホイールのうち少なくとも１つは正面視で多角形に形成される。
【００２０】
また望ましくは、前記ホイールのうち少なくとも１つは前記ベルトと接触する表面上に凹凸が形成される。
【００２１】
さらに望ましくは、前記凹凸は前記ホイールの回転方向に形成される。
【００２２】
また望ましくは、前記ホイールは前記ベルトコンベヤに３つ以上含まれ、前記ベルトが３つ以上の屈曲部を形成する。
【００２３】
さらに望ましくは、前記流入口は前記回収部の上部に形成され、前記回転部材はベルト上部の長さ方向が水平方向に形成される。
【００２４】
また望ましくは、前記回収部は前記回転部材の表面からＳｉＯ蒸着物を分離させる除去部材をさらに備える。
【００２５】
また望ましくは、前記除去部材は板状に構成され、少なくとも一縁部が前記回転部材の表面に接触する。
【００２６】
また望ましくは、前記除去部材は、前記回転部材の表面に接触する端部が反対側の端部より高くなるように傾いた形態で構成される。
【００２７】
また望ましくは、前記除去部材は前記回転部材の表面に気体を噴射する。
【００２８】
また望ましくは、前記回収部は、前記除去部材から噴射される気体によって内部温度を制御する。
【００２９】
また望ましくは、前記回収部は、前記除去部材から噴射される気体によって前記回転部材の表面を冷却させる。
【００３０】
また望ましくは、前記除去部材は、前記回転部材の表面からＳｉＯ蒸着物を分離し易くするため、前記回転部材を振動させる。
【００３１】
また望ましくは、前記回収部は内部温度を２００℃ないし５００℃に維持する。
【００３２】
また望ましくは、前記回収部は内部空間を減圧状態に維持する。
【００３３】
また望ましくは、前記回転部材の少なくとも一部は前記流入口側に位置する。
【００３４】
また望ましくは、前記回収部は、前記流入口を通って流れ込んだＳｉＯガスを前記回転部材に誘導する誘導管を備える。
【００３５】
また望ましくは、本発明によるＳｉＯ製造装置は、ＳｉＯ製造用原料を貯蔵し、前記反応部に前記ＳｉＯ製造用原料を自動的に供給する供給部をさらに含む。
【００３６】
また望ましくは、前記反応部は前記供給された原料を１２００℃ないし１５００℃に加熱する。
【００３７】
また、上記の課題を達成するため、本発明の一態様によるＳｉＯ製造方法は、ＳｉＯ製造用原料を反応部に供給する工程；前記反応部中で、供給された原料を加熱して反応させることでＳｉＯガスを生成する工程；内部温度が前記反応部の内部温度より低く維持され、回転部材が備えられた回収部に前記生成したＳｉＯガスを流れ込ませる工程；ＳｉＯガスが前記回転部材の表面に蒸着されてＳｉＯ蒸着物が形成される工程;及び前記形成されたＳｉＯ蒸着物を回収する工程を含む。
【００３８】
望ましくは、前記回転部材は中心軸を基準に回転する回転体を備え、前記ＳｉＯ蒸着物の形成工程ではＳｉＯガスが前記回転体の表面に蒸着される。
【００３９】
また望ましくは、前記回転体は円筒状に構成されて円周方向に回転する。
【００４０】
また望ましくは、前記回転部材はベルト及び１つ以上のホイールを備え、前記ＳｉＯ蒸着物の形成工程ではＳｉＯガスが前記ベルトの表面に蒸着される。
【００４１】
また望ましくは、前記ＳｉＯガスの流入工程は前記ホイールの回転による前記ベルトの移動中に行われる。
【００４２】
また望ましくは、前記回収工程は前記回転部材の表面からＳｉＯ蒸着物を分離させる構成を含む。
【００４３】
また望ましくは、前記ＳｉＯ蒸着物の分離は板状に構成された除去部材の少なくとも一縁部を前記回転部材の表面に接触させることで行われる。
【００４４】
また望ましくは、前記ＳｉＯ蒸着物の分離は前記回転部材の表面に気体を噴射することで行われる。
【００４５】
また望ましくは、前記ＳｉＯ蒸着物の分離は前記回転部材を振動させることで行われる。
【００４６】
また望ましくは、前記ＳｉＯ蒸着物の形成工程は２００℃ないし５００℃の温度条件下で行われる。
【００４７】
また望ましくは、前記ＳｉＯ蒸着物の形成工程は減圧状態下で行われる。
【００４８】
また望ましくは、前記ＳｉＯガスの生成工程では、前記供給された原料を１２００℃ないし１５００℃に加熱して反応させることでＳｉＯガスを生成する。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によれば、回転部材の表面にＳｉＯガスを蒸着しながら固体化させて、ＳｉＯを回収することで、ＳｉＯを連続的に製造することができる。
【００５０】
したがって、本発明によれば、ＳｉＯの製造時間を短縮してＳｉＯの製造コストを節減し、ＳｉＯの量産を可能にする。したがって、ＳｉＯの単価が下がることはもちろん、ＳｉＯを多量供給できるため、ＳｉＯを用いる分野でＳｉＯを安定的に利用できるようにする。特に、ＳｉＯは二次電池の負極活物質などとして用いられるため、二次電池の製造時間及びコストを低減させることができる。
【００５１】
また、本発明の一態様によれば、除去部材によって回転体の表面からＳｉＯを容易に分離することができる。したがって、ＳｉＯの製造速度を向上させることができる。
【００５２】
さらに、このような態様の実施例において、除去部材は同じ位置に固定された状態で回転体の表面からＳｉＯを分離することができる。したがって、この場合、除去部材を移動させるための構成などによって装置又は工程が複雑になることを防止でき、ＳｉＯの分離及び回収も迅速に行うことができる。
【００５３】
また、本発明の一態様によれば、ベルトがホイールによって曲がる部分でベルトに張力が加えられることで、ベルトに付着したＳｉＯを容易に分離することができる。
【００５４】
さらに、除去部材をさらに備える場合、ベルトコンベヤの表面からＳｉＯをより容易に分離することができる。したがって、このような実施例の場合、ＳｉＯの製造速度を向上させることができる。
【００５５】
さらに、このような実施例において、除去部材は同じ位置に固定された状態でベルトコンベヤの表面からＳｉＯを分離することができる。したがって、この場合、除去部材を移動させるための構成などによって装置又は工程が複雑になることを防止でき、ＳｉＯの分離及び回収も迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
本明細書に添付される次の図面は、本発明の望ましい実施例を例示するものであり、発明の詳細な説明とともに本発明の技術的な思想をさらに理解させる役割をするため、本発明は図面に記載された事項だけに限定されて解釈されてはならない。
【図１】本発明の一実施例によるＳｉＯ製造装置の機能的構成を概略的に示したブロック図である。
【図２】本発明の第１態様によるＳｉＯ製造装置の一形態を概略的に示した断面図である。
【図３】本発明の一実施例による除去部材及び回転部材の構成を概略的に示した斜視図である。
【図４】本発明の他の実施例による除去部材及び回転部材の構成を概略的に示した斜視図である。
【図５】本発明のさらに他の実施例による除去部材及び回転部材の構成を概略的に示した斜視図である。
【図６】本発明の他の実施例による回収部の構成を概略的に示した断面図である。
【図７】本発明の第２態様によるＳｉＯ製造装置の一形態を概略的に示した断面図である。
【図８】本発明の他の実施例による回収部の構成を概略的に示した正面図である。
【図９】図８で下部に位置したホイールの構成及びそれに対するベルトの接触構成を概略的に示した斜視図である。
【図１０】本発明のさらに他の実施例による回収部の構成を概略的に示した正面図である。
【図１１】図１０で下部に位置したホイールの構成及びそれに対するベルトの接触構成を概略的に示した斜視図である。
【図１２】本発明のさらに他の実施例による回収部の構成を概略的に示した正面図である。
【図１３】図１２で下部に位置したホイール、ベルト及び除去部材の構成を概略的に示した斜視図である。
【図１４】本発明の他の実施例による除去部材の構成を概略的に示した斜視図である。
【図１５】本発明の他の実施例による回収部の構成を概略的に示した断面図である。
【図１６】本発明のさらに他の実施例による回収部の構成を概略的に示した断面図である。
【図１７】本発明の一実施例によるＳｉＯ製造方法を概略的に示したフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例を詳しく説明する。これに先立ち、本明細書及び請求範囲に使われた用語や単語は通常的や辞書的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者自らは発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義できるという原則に則して本発明の技術的な思想に応ずる意味及び概念で解釈されねばならない。
【００５８】
したがって、本明細書に記載された実施例及び図面に示された構成は、本発明のもっとも望ましい一実施例に過ぎず、本発明の技術的な思想のすべてを代弁するものではないため、本出願の時点においてこれらに代替できる多様な均等物及び変形例があり得ることを理解せねばならない。
【００５９】
図１は、本発明の一実施例によるＳｉＯ製造装置の機能的構成を概略的に示したブロック図である。そして、図２は、本発明の第１態様によるＳｉＯ製造装置の一形態を概略的に示した断面図である。
【００６０】
図１及び図２を参照すれば、本発明によるＳｉＯ製造装置は、反応部１００及び回収部２００を含む。
【００６１】
前記反応部１００は内部に空間が設けられ、該内部空間にＳｉＯ製造用原料が供給される。ここで、ＳｉＯ製造用原料Ｓは、ＳｉＯを製造するための原料であって、２つ以上の物質を含むことができる。例えば、前記反応部１００は、ＳｉＯ製造用原料Ｓとして、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）及び二酸化ケイ素を酸化ケイ素に還元させるための物質を含み得る。ここで、二酸化ケイ素を還元させるための物質には、ケイ素含有物質や炭素含有物質が含まれ得る。ただし、本発明のＳｉＯ製造用原料Ｓには、他の多様な物質が含まれ得る。
【００６２】
一方、前記反応部１００にＳｉＯ製造用原料Ｓを供給するときは、粉末状で供給することができる。例えば、前記反応部１００には、二酸化ケイ素粉末とケイ素粉末がＳｉＯ製造用原料Ｓとして供給され得る。ただし、本発明が反応部１００に供給されるＳｉＯ製造用原料Ｓの特定形態で限定されることはなく、粉末状以外の形態でＳｉＯ製造用原料Ｓが供給されても良い。
【００６３】
前記反応部１００は、このように供給されたＳｉＯ製造用原料Ｓを反応させてＳｉＯ（酸化ケイ素）ガスを生成する。すなわち、反応部１００は、ＳｉＯ製造用原料Ｓが相互反応して化学的合成を起こし、このような化学的反応を通じてＳｉＯガスが生成されるようにする。
【００６４】
そのために前記反応部１００は、ＳｉＯ製造用原料が相互反応できるようにそれに適した条件を提供することができる。
【００６５】
特に、反応部１００は、原料間の反応が円滑に起きるように、原料を加熱することができる。そのために、前記反応部１００は原料を加熱するためのヒーターを備えることができる。望ましくは、反応部１００はヒーターを用いて内部空間の温度を１２００℃ないし１５００℃に維持することができる。このような温度範囲では、特に二酸化ケイ素粉末とケイ素粉末との反応性が向上できるため、ＳｉＯガスの生成をさらに促進することができる。
【００６６】
また、前記反応部１００は、原料間の反応が円滑に起きるように、内部空間を不活性ガス雰囲気または真空雰囲気に維持することができる。
【００６７】
また、前記反応部１００は、原料間の反応性を高めるため、供給された原料を混合する機能を有し得る。例えば、反応部１００は、二酸化ケイ素粉末とケイ素粉末の供給を受けて、該二酸化ケイ素粉末とケイ素粉末とを撹拌して各粉末を混合することができる。勿論、二酸化ケイ素粉末とケイ素粉末とが混合された混合粉末の状態で反応部１００に供給されても良い。
【００６８】
このように、反応部１００が不活性ガス雰囲気または真空雰囲気下で混合された原料を加熱すれば、加熱された原料は相互反応してＳｉＯガス、すなわち気体状態のＳｉＯを形成することができる。そして、このように形成されたＳｉＯガスは、図２に矢印ａで示したように、反応部１００内に備えられた通路を通って移動し、回収部２００に流れ込むことができる。
【００６９】
前記回収部２００は、内部に空間が設けられ、該内部空間の少なくとも一面に流入口Ｉが設けられている。前記反応部１００で生成されたＳｉＯガスは、流入口Ｉを通って回収部２００の内部空間に流れ込むことができる。そして、回収部２００は、内部空間に流れ込んだＳｉＯガスを固体化し、ＳｉＯ固体物を形成することができる。
【００７０】
特に、本発明において、回収部２００は、内部空間に回転部材２１０を備える。前記回転部材２１０は、回収部２００の内部空間で回転自在の形態で構成された要素である。
【００７１】
望ましくは、前記回転部材２１０は、図２に示されたように、中心軸Ｏ１を基準に回転する回転体２１１を備えることができる。特に、前記回転部材２１０は、１つの回転体２１１で構成でき、この場合、回転体２１１自体が回転部材２１０になる。
【００７２】
望ましくは、前記回転体２１０は円筒状に構成され得る。この場合、回転体２１１は、図２に矢印ｂ１で示したように、中心軸Ｏ１を基準に円周方向に回転するように構成することができる。
【００７３】
このように、回収部２００は内部空間に回転部材２１０、すなわち回転体２１１を備え、回収部２００の内部に流れ込んだＳｉＯガスは回転体２１１の表面に蒸着及び固体化することで、ＳｉＯ蒸着物に状態が変化することができる。
【００７４】
前記回収部２００は、ＳｉＯガスを回転体２１１の表面に円滑に蒸着及び固体化させるため、内部温度を反応部１００の内部温度より低く維持することができる。
【００７５】
例えば、回収部２００は、内部温度を２００℃ないし５００℃に維持することができる。このような温度範囲では、ＳｉＯガスがより容易に冷却され、それによって回転体２１１の表面でＳｉＯガスの蒸着及び固体化がより効果的に行われ得る。この場合、回収部２００は内部空間の温度自体を２００℃ないし５００℃に制御するか、または、回転体２１１の表面温度を２００℃ないし５００℃に制御することができる。
【００７６】
このように、回転部材２１０、すなわち回転体２１１の表面に蒸着して固体化したＳｉＯは、回転体２１１の回転によって回転体２１１の下部に落下することができる。換言すれば、回転体２１１の表面に存在する固体状態のＳｉＯ、すなわちＳｉＯ蒸着物は、回転体２１１の回転によって重力及び遠心力が作用し、回転体２１１の表面から下方に落ちて集まる。したがって、このような方式で回収部２００はＳｉＯ蒸着物を回収することができる。
【００７７】
望ましくは、前記回収部２００は、図２に示されたように、除去部材２２０をさらに備えることができる。
【００７８】
前記除去部材２２０は、回転体２１１の表面からＳｉＯ蒸着物を分離できる構成要素である。
【００７９】
図３は、本発明の一実施例による除去部材２２０及び回転体２１１の構成を概略的に示した斜視図である。
【００８０】
図３に示されたように、前記除去部材２２０は板状に構成することができる。そして、このような板状の除去部材２２０は、少なくとも一縁部が回転体２１１の表面に接触するように構成される。
【００８１】
このような実施例によれば、除去部材２２０によって回転体２１１の表面に付着したＳｉＯ蒸着物を回転体２１１の表面からより容易に分離することができる。特に、回転体２１１が円周方向に回転するため、除去部材２２０を特定位置で回転体２１１の表面に接触した状態に固定さえすれば、回転体２１１の表面に存在又は付着したＳｉＯ蒸着物を掻き出すことができる。
【００８２】
この場合、回転体２１１の表面に接触する除去部材２２０の縁部の長さは、回転体２１１の全体幅をカバーできる長さであることが望ましい。すなわち、除去部材２２０の縁部は、回転体２１１の幅の長さと同じであるか又はそれ以上の長さを有するように構成する。
【００８３】
このような実施例によれば、除去部材２２０が特定位置に固定されていても回転体２１１の全体表面に付着したＳｉＯ蒸着物を掻き出すことができる。すなわち、図３に示されたように、固定された位置で回転体２１１の表面に除去部材２２０の一縁部が接触するように構成された場合、除去部材２２０が回転体２１１の表面に沿って移動しなくても、回転体２１１が円周方向に回転することで、除去部材２２０は回転体２１１の全体表面に付着したＳｉＯ蒸着物を掻き出すことができる。
【００８４】
より望ましくは、前記除去部材２２０は、回転体２１１の表面に接触する端部が反対側の端部より高くなるように傾いた形態で構成することができる。例えば、図２に示されたように、除去部材２２０の右側端部が回転体２１１の表面に接触するように構成された場合、除去部材２２０の右側端部が左側端部より高くなるように傾かせて構成することができる。
【００８５】
このような実施例によれば、除去部材２２０によって掻き出されたＳｉＯ蒸着物が除去部材２２０の上部で停滞せず、下方にスムーズに落ちることができる。すなわち、図２の構成で、除去部材２２０の右側端部で掻き出されたＳｉＯ蒸着物は除去部材２２０の右側端部の上部に位置するようになるが、除去部材２２０の上面が右側端部より左側端部が低くなるように斜めに形成されているため、右側端部の上部に置かれたＳｉＯ蒸着物は左側端部の方向に移動し、結局除去部材２２０から落ちるようになる。したがって、回収部２００の下端にＳｉＯ蒸着物が自動的に集まるようになり、回収部２００によるＳｉＯ蒸着物の回収をより容易に行うことができる。
【００８６】
一方、図２及び図３に示された除去部材２２０の位置は一例に過ぎず、除去部材２２０は回転体２１１の表面に存在するＳｉＯ蒸着物を掻き出すことができる多様な位置に備えられ得る。
【００８７】
図４は、本発明の他の実施例による除去部材２２０及び回転体２１１の構成を概略的に示した斜視図である。
【００８８】
図４を参照すれば、除去部材２２０は回転体２１１の幅方向の長さより短く構成することができる。この場合、除去部材２２０は、矢印ｃで示したように、回転体２１１の幅方向に移動することができる。すなわち、円周方向（ｂ１方向）に回転する回転体２１１に対し、除去部材２２０は一縁部が回転体２１１の表面に接触した状態で左右方向（ｃ方向）に移動しながら、回転体２１１の表面に付着したＳｉＯ蒸着物を掻き出すことができる。
【００８９】
このような実施例によれば、除去部材２２０を必ずしも回転体２１１の幅に対応する大きさにしなくても、回転体２１１の全体表面に付着したＳｉＯ蒸着物を引き離すことができる。
【００９０】
図５は、本発明のさらに他の実施例による除去部材２２０及び回転体２１１の構成を概略的に示した斜視図である。
【００９１】
図５を参照すれば、前記除去部材２２０は、回転体２１１の表面に気体を噴射する形態で具現することができる。すなわち、除去部材２２０は、１つ以上の噴射ノズル２２１を備え、このような噴射ノズル２２１から気体を噴射することで、気体の噴射圧力によって回転体２１１の表面に存在するＳｉＯ蒸着物を回転体２１１の表面から落とすことができる。
【００９２】
したがって、前記除去部材２２０は、回転体２１１の表面に付着したＳｉＯ蒸着物が落とされるほどの高い圧力で気体を噴射することが望ましい。
【００９３】
ここで、前記除去部材２２０は、噴射される気体によってＳｉＯ蒸着物やＳｉＯガスが他の形態に合成又は変換しないように、不活性気体を噴射することが望ましい。
【００９４】
一方、気体を噴射する形態においても、前記除去部材２２０は特定位置に固定されるか又は回転体２１１の幅方向に移動するように構成することができる。
【００９５】
また望ましくは、前記回収部２００は、除去部材２２０から噴射される気体によって内部温度を制御することができる。すなわち、回収部２００は、除去部材２２０から気体を噴射してＳｉＯ蒸着物を回転体２１１の表面から分離しながら、同時に内部温度を適正温度に制御することができる。
【００９６】
例えば、前記回収部２００は除去部材２２０から冷却気体を噴射することで、内部温度を適正温度、例えば２００℃ないし５００℃に維持することができる。この場合、回収部２００は、内部温度が適正温度以下に下がる場合、噴射する気体の量を減らすか又は噴射する気体の温度を高めることで、内部温度が適正温度以下に下がることを防止することができる。逆に、内部温度が適正温度以上に上がる場合、回収部２００は噴射する気体の量を増やすか又は噴射する気体の温度を低めることで、内部温度が適正温度以上に上がることを防止することができる。
【００９７】
このような実施例によれば、回収部２００は、除去部材２２０による冷却気体の噴射を通じて、ＳｉＯ蒸着物を回転体２１１の表面から分離し易くすると同時に、内部温度を適正温度、例えばＳｉＯ蒸着及び固体化などが円滑に行われる温度に維持することができる。
【００９８】
さらに望ましくは、前記回収部２００は、除去部材２２０から噴射される気体によって回転体２１１の表面を冷却することができる。すなわち、前記回収部２００は、除去部材２２０から回転体２１１の表面に冷却気体を噴射し、回転体２１１の表面を冷却することができる。この場合、回転体２１１の表面温度は回収部２００内部の他の部分の温度より低く維持されるため、回転体２１１の表面にＳｉＯが蒸着し易くなる。したがって、このような実施例によれば、ＳｉＯ回収率をより向上させることができる。
【００９９】
また望ましくは、前記除去部材２２０は、前記回転体２１１、すなわち回転部材２１０を振動させるように構成することができる。
【０１００】
本発明のこのような実施例によれば、除去部材２２０によって回転部材２１０が振動し、このような回転部材２１０の振動によって回転部材２１０の表面からＳｉＯ蒸着物を脱離することができる。
【０１０１】
この場合、除去部材２２０は、ＳｉＯ蒸着物の分離をより容易にし、分離速度を向上させるため、回転部材２１０を振動させる構成の外にも、図２ないし図５に示されたような回転部材２１０の表面を掻き出す構成をさらに含むことができる。
【０１０２】
一方、前記回転体２１１は、図２に示されたように、回収部２００内でＳｉＯガスが流れ込まれる流入口Ｉ側に位置することができる。本発明において、ＳｉＯガスは回転体２１１の表面に蒸着して固体化するが、このようにＳｉＯガスが流れ込む側に回転体２１１が位置すればＳｉＯ蒸着により有利であり得る。したがって、回転体２１１は回収部２００の流入口側に位置することが望ましい。ここで、回転体２１１が回収部２００の流入口Ｉ側に位置するということは、回収部の内部空間で流入口Ｉと回転体２１１との間に他の物体が存在しないことを意味し得る。特に、流入口に流れ込まれる流体の流れ方向における流入口Ｉと回転体２１１との間の直線経路に他の物体が存在しないように構成することができる。この場合、流入口に流れ込んだＳｉＯガスは他の物体の妨害なく、優先的に回転体２１１に接触できるようになる。
【０１０３】
図６は、本発明の他の実施例による回収部２００の構成を概略的に示した断面図である。
【０１０４】
図６を参照すれば、前記回収部２００は誘導管２３０をさらに備えることができる。
【０１０５】
ここで、誘導管２３０は、一端が回収部２００の流入口Ｉに連結され、他端が回転部材２１０、すなわち回転体２１１の付近にまで延びた形態で形成することができる。したがって、回収部２００は流入口を通って流れ込んだＳｉＯガスを回転体２１１まで誘導し易い。したがって、このような実施例によれば、回収部２００に流れ込んだＳｉＯガスが全体的に回転体２１１の表面にまで直接誘導されるため、回転体２１１の表面にＳｉＯガスが蒸着し易く、ＳｉＯ蒸着物の回収率を一層向上させることができる。
【０１０６】
望ましくは、前記回収部２００は、ＳｉＯガスの蒸着及び固体化を容易にするため、内部空間を減圧状態に維持することができる。ここで、減圧状態とは、常圧より低い内圧を有する状態を意味し、真空状態を含む。そのため、前記回収部２００は１つ以上の真空ポンプ及びバルブなどを備えることができる。
【０１０７】
一方、本発明によるＳｉＯ製造装置は、図１に示されたように、供給部３００をさらに含むことができる。
【０１０８】
前記供給部３００は、ＳｉＯを製造するための原料を貯蔵し、該原料を反応部１００に供給できる構成要素である。例えば、前記供給部３００は、ＳｉＯ製造用原料として二酸化ケイ素粉末及びケイ素粉末を貯蔵し、これらを反応部１００の内部空間に供給することができる。このとき、前記供給部３００は、このような原料粉末を反応に好適な比率で混合した後、混合粉末の状態で反応部１００に供給することができる。
【０１０９】
このようにＳｉＯ製造装置に供給部３００が含まれた場合、ＳｉＯ製造用原料が反応部１００に自動的に供給できるため、ＳｉＯをより連続的且つ迅速に製造することができる。
【０１１０】
図７は、本発明の第２態様によるＳｉＯ製造装置の一形態を概略的に示した断面図である。
【０１１１】
図１及び図７を参照すれば、本発明によるＳｉＯ製造装置は反応部１００及び回収部２００を含む。
【０１１２】
前記反応部１００は、内部に空間が設けられ、該内部空間にＳｉＯ製造用原料Ｓが供給される。このような反応部１００については、図２などの実施例で上述した内容が同様に適用できるため、詳しい説明は省略する。
【０１１３】
前記反応部１００は、供給されたＳｉＯ製造用原料Ｓを反応させてＳｉＯガスを生成する。そのため前記反応部１００は、ＳｉＯ製造用原料が相互反応できるようにそれに適した条件を提供することができる。特に、反応部１００は、原料間の反応が円滑に行われるように、原料を加熱することができる。そのため、前記反応部１００は原料を加熱するためのヒーターを備えることができる。
【０１１４】
また、前記反応部１００は、原料間の反応が円滑に行われるように、内部空間を不活性ガス雰囲気または真空雰囲気に維持することができる。
【０１１５】
また、前記反応部１００は、原料間の反応性を高めるため、供給された原料を混合する機能を有し得る。
【０１１６】
このように、反応部１００が不活性ガス雰囲気または真空雰囲気下で混合された原料を加熱すれば、加熱された原料は相互反応してＳｉＯガス、すなわち気体状態のＳｉＯを形成することができる。そして、このように形成されたＳｉＯガスは、図７に矢印ａで示したように、反応部１００内に備えられた通路を通って移動して回収部２００に流れ込まれる。
【０１１７】
前記回収部２００は、内部に空間が設けられ、該内部空間の少なくとも一面に流入口Ｉが設けられている。したがって、前記反応部１００で生成されたＳｉＯガスは、このような流入口Ｉを通って回収部２００の内部空間に流れ込むことができる。そして、回収部２００は、このように内部空間に流れ込んだＳｉＯガスを固体化させ、ＳｉＯ固体物を形成することができる。
【０１１８】
特に、本発明の一態様において、回収部２００は、図７に示されたように、内部空間にベルトコンベヤ形態で構成された回転部材２１０を備えることができる。
【０１１９】
ここで、回転部材２１０は、中心軸Ｏ２を基準に円周方向に回転するホイール２１３、及びホイール２１３の外周面に接触してホイール２１３の回転と共に長さ方向に移動するベルト２１２を含む。例えば、図７を参照すれば、回転部材２１０には複数のホイール２１３が含まれ、ホイール２１３がｂ２方向に回転すれば、ホイール２１３の表面に接触しているベルト２１２はｃ方向に移動することができる。このとき、ホイール２１３はモーターの回転軸などに連結されて駆動力の供給を受けるが、このような駆動力は複数のホイール２１３全てに供給されても、そのうち一部のホイール２１３のみに供給されても良い。
【０１２０】
このように、回収部２００は内部空間に回転部材２１０を備え、回収部２００の内部に流れ込んだＳｉＯガスは回転部材２１０の表面、特にベルト２１２の表面に蒸着及び固体化することで、ＳｉＯ蒸着物に状態が変化することができる。
【０１２１】
前記回収部２００は、ＳｉＯガスがベルト２１２の表面に円滑に蒸着及び固体化できるようにするため、内部温度を反応部１００の内部温度より低く維持することができる。
【０１２２】
例えば、回収部２００は、内部温度を２００℃ないし５００℃に維持することができる。このような温度範囲では、ＳｉＯガスがより容易に冷却され、それによってベルト２１２の表面でＳｉＯガスの蒸着及び固体化がより効果的に行われ得る。この場合、回収部２００は内部空間の温度自体を２００℃ないし５００℃に制御するか、または、ベルト２１２の表面温度を２００℃ないし５００℃に制御することができる。
【０１２３】
このように、ベルト２１２の表面に蒸着して固体化したＳｉＯは、回転部材２１０の回転によって回転部材２１０の下部に落下することができる。
【０１２４】
まず、ベルト２１２の表面に存在する固体状態のＳｉＯ、すなわちＳｉＯ蒸着物は、ベルト２１２が地面に垂直の状態、又は、地面で所定角度傾いた状態になれば、重力が作用してベルト２１２の上部から落下することができる。
【０１２５】
さらに、ベルト２１２の表面に存在するＳｉＯ蒸着物は、ｄで示した部分のように、ベルト２１２がホイール２１３と接触する部分でベルト２１２に加えられる張力によってベルト２１２から落ちることができる。すなわち、ベルト２１２は一部がホイール２１３と接触しながらホイール２１３の回転と共に移動するが、ホイール２１３と接触する部分ではベルト２１２が強く引っ張られ得る。そして、このようにベルト２１２が引っ張られる過程で、ベルト２１２の表面に存在するＳｉＯ蒸着物、特にベルト２１２の表面に固体化したＳｉＯ蒸着物はベルト２１２から下方に落ちて集まることができる。
【０１２６】
したがって、回収部２００はこのような方式でＳｉＯ蒸着物を回収することができる。
【０１２７】
望ましくは、前記回収部２００は、ＳｉＯガスの流入中にホイール２１３を回転させてベルト２１２を移動させることが望ましい。この場合、ＳｉＯガスは流入口Ｉ側でベルト２１２の表面に蒸着し、移動中に徐々に固体化して、所定位置、例えばｄのようにホイール２１３と接触する位置に到達した後、ＳｉＯ蒸着物としてベルト２１２から落ちることができる。そして、ＳｉＯ蒸着物が落ちたベルト２１２の表面には再びＳｉＯガスが蒸着することができる。したがって、このような実施例によれば、ＳｉＯの蒸着、固体化及び分離が継続的に繰り返して起きるため、ＳｉＯの連続的な製造がより容易になり、ＳｉＯの製造時間を効果的に短縮することができる。
【０１２８】
一方、回転部材２１０を構成するホイール２１３のうち少なくとも１つは、図７に示されたように、正面視で円形に形成することができる。ここで、正面とは、ベルト２１２と接触しない表面（部分）を意味する。例えば、ホイール２１３は円筒状に形成でき、この場合ホイール２１３は正面視で円形になる。そして、ベルト２１２は側面に接触される。このような実施例によれば、ベルト２１２の内側表面にホイール２１３が扁平に接触でき、ホイール２１３に張力が均一に加えられ得る。したがって、ベルト２１２の全体表面でＳｉＯ蒸着物が分離し易くなり、張力が加えられない部分により一部のＳｉＯ蒸着物がベルト２１２の表面に残存することが殆どなくなる。
【０１２９】
ただし、本発明が必ずしもこのような実施例によって限定されることはなく、ホイール２１３を他の形態に形成することもできる。特に、回転部材２１０に含まれたホイール２１３のうち少なくとも１つは、正面視で多角形に形成され得る。
【０１３０】
図８は、本発明の他の実施例による回収部２００の構成を概略的に示した正面図である。また、図９は、図８の構成で下部に位置したホイール２１３の構成及びそれに対するベルト２１２の接触構成を概略的に示した斜視図である。ただし、図９では説明の便宜上、ベルト２１２は透明に示すことにする。
【０１３１】
図８及び図９を参照すれば、回転部材２１０を構成するホイール２１３のうち少なくとも１つは正面視で四角形に形成することができる。すなわち、ホイール２１３は四角筒状に形成され得る。このような構成では図面にｅで示された部分のように、ホイール２１３の角部とベルト２１２とが接触する部分でベルト２１２により大きい張力が加えられ、ベルト２１２がより強く引っ張られ得る。したがって、このような実施例によれば、ベルト２１２に付着したＳｉＯ蒸着物の分離、特にベルト２１２により頑固に固着したＳｉＯ蒸着物をより容易に分離することができる。
【０１３２】
さらに、回転部材２１０は２つのホイール２１３を含み得、２つのホイール２１３は回収部２００内部の上部と下部にそれぞれ配置され得る。この場合、図８に示されたように、２つのホイール２１３のうち１つのホイール２１３は円筒状に形成され、他の１つのホイール２１３は四角筒状に形成され得る。このような実施例によれば、２つのホイール２１３が相異なる形態に形成されることで、円筒状のホイール２１３と接触するときはベルト２１２全体に均一に張力が加えられ、四角筒状のホイール２１３と接触するときは特定部分に大きい張力が加えられ得る。したがって、ベルト２１２の表面に存在するＳｉＯ蒸着物がベルト２１２からより効果的に離脱することができる。
【０１３３】
特に、このように１つのホイール２１３が四角筒状に形成された構成では、四角筒状に形成されたホイール２１３を下部に配置することができる。これは、ベルト２１２が下部に位置したホイール２１３と接触するときより大きい張力が加えられるようにすることで、下部ホイール２１３と接触するとき、ベルト２１２の表面に存在するＳｉＯ蒸着物をより多くベルト２１２から落とすことができる。このような実施例によれば、ベルト２１２の表面に存在するＳｉＯ蒸着物が回転部材２１０の下部に真っ直ぐ落ちるため、ベルト２１２に対するＳｉＯ蒸着物の分離及び回収効果をより向上させることができる。
【０１３４】
一方、図８及び図９の実施例では、少なくとも１つのホイール２１３が四角筒状に形成された構成が示されているが、このようなホイール２１３は三角筒、五角筒、六角筒などのように、正面視で多様な多角形状になるように形成しても良い。
【０１３５】
また望ましくは、前記ホイール２１３のうち少なくとも１つは、ベルト２１２と接触する表面上に凹凸を形成することができる。
【０１３６】
図１０は、本発明のさらに他の実施例による回収部２００の構成を概略的に示した正面図である。また、図１１は図１０の構成で下部に位置したホイール２１３の構成及びそれに対するベルト２１２の接触構成を概略的に示した斜視図である。ただし、図１１では説明の便宜上、ベルト２１２は透明に示すことにする。
【０１３７】
図１０及び図１１を参照すれば、回転部材２１０を構成するホイール２１３のうち少なくとも１つは、ベルト２１２と接触する表面上に凹凸を形成することができる。例えば、図示されたように、正面と裏面が円形に形成された円筒状ホイール２１３に対し、ベルト２１２はホイール２１３の側面に接触するようになるが、このようなホイール２１３の側面に凸部Ｐを設けることで凹凸を形成することができる。
【０１３８】
このような実施例によれば、凹凸が形成された部分、特に凸部Ｐが形成された部分でベルト２１２により強い張力が加えられ、それによりベルト２１２に存在するか又は付着したＳｉＯ蒸着物をベルト２１２からより効果的に落とすことができる。
【０１３９】
さらに望ましくは、凹凸はホイール２１３の回転方向に形成することができる。例えば、図１１に示されたように、凹凸は凸部Ｐを円筒状ホイール２１３の円周方向に沿って所定距離離隔して配置することで形成することができる。そして、このような凸部Ｐはホイール２１３の側面に沿って長く延びるように形成することができる。このような実施例によれば、ベルト２１２が長さ方向に移動するとき、幅方向には凸部Ｐまたは凹部が同じく配置されるため、ベルト２１２の全体幅に均一に張力が加えられ得る。したがって、ベルト２１２の全体幅のうち一部分に張力が十分加えられず、ＳｉＯ蒸着物が残ってしまうことを防止することができる。
【０１４０】
また望ましくは、前記回収部２００は、除去部材をさらに備えることができる。前記除去部材は、ベルト２１２の表面からＳｉＯ蒸着物を分離できる構成要素である。
【０１４１】
図１２は、本発明のさらに他の実施例による回収部２００の構成を概略的に示した正面図である。また、図１３は、図１２の構成で下部に位置したホイール２１３、ベルト２１２及び除去部材２２０の構成を概略的に示した斜視図である。
【０１４２】
図１２及び図１３を参照すれば、前記除去部材２２０は板状に構成することができる。そして、このような板状の除去部材２２０は、少なくとも一縁部がベルト２１２の表面に接触するように構成することができる。
【０１４３】
このような実施例によれば、除去部材２２０によってベルト２１２の表面に存在するＳｉＯ蒸着物をベルト２１２からより容易に分離することができる。特に、ベルト２１２は矢印で示したように、長さ方向に移動するが、除去部材２２０が特定位置でベルト２１２の表面に接触した状態で固定されているだけで、ベルト２１２の表面に存在するか又は付着したＳｉＯ蒸着物を掻き出すことができるようになる。さらに、除去部材２２０によって直接ＳｉＯ蒸着物が除去されなくても、除去部材２２０によってベルト２１２表面のＳｉＯ蒸着物に圧力が加えられれば、ホイール２１３によってベルト２１２が引っ張られるときＳｉＯ蒸着物をより容易に落とすことができる。
【０１４４】
さらに望ましくは、ベルト２１２の表面に接触する除去部材２２０の縁部の長さは、ベルト２１２の全体幅をカバーできる長さであることが望ましい。すなわち、除去部材２２０の縁部は、ベルト２１２の幅の長さと同じであるか又はそれ以上の長さを有するように構成することが良い。
【０１４５】
このような実施例によれば、除去部材２２０が特定位置に固定されていてもベルト２１２の全体表面に付着したＳｉＯ蒸着物を掻き出すことができる。すなわち、図１２及び図１３に示されたように、固定された位置でベルト２１２の表面に除去部材２２０の一縁部が接触するように構成された場合、除去部材２２０が幅方向に移動しなくても、ベルト２１２の移動によってベルト２１２の幅方向全体からＳｉＯ蒸着物を掻き出すことができる。
【０１４６】
一方、前記除去部材２２０は、ベルト２１２の幅方向の長さより短く構成することができる。この場合、除去部材２２０はベルト２１２の幅方向に移動しながら、ベルト２１２の全体幅に対するＳｉＯ蒸着物の分離機能を果たすことができる。
【０１４７】
図１４は、本発明の他の実施例による除去部材２２０の構成を概略的に示した斜視図である。
【０１４８】
図１４を参照すれば、前記除去部材２２０は、ベルト２１２の表面に気体を噴射する形態で具現することができる。この場合、除去部材２２０は１つ以上の噴射ノズル２２１を備え、このような噴射ノズル２２１から気体を噴射することで、気体の噴射圧力によってベルト２１２の表面に存在するＳｉＯ蒸着物をベルト２１２の表面から落とすことができる。
【０１４９】
したがって、前記除去部材２２０は、ベルト２１２の表面に付着したＳｉＯ蒸着物が落とされるほどの高い圧力で気体を噴射することが望ましい。
【０１５０】
ここで、前記除去部材２２０は、噴射される気体によってＳｉＯ蒸着物やＳｉＯガスが他の形態に合成又は変換しないように、不活性気体を噴射することが望ましい。
【０１５１】
一方、気体を噴射する形態においても、前記除去部材２２０は特定位置に固定されるか又はベルト２１２の幅方向に移動可能に構成することができる。
【０１５２】
また望ましくは、前記回収部２００は、除去部材２２０から噴射される気体によって内部温度を制御することができる。すなわち、回収部２００は、除去部材２２０から気体を噴射してＳｉＯ蒸着物をベルト２１２の表面から分離しながら、同時に内部温度を適正温度に制御することができる。
【０１５３】
例えば、前記回収部２００は除去部材２２０から冷却気体を噴射することで、内部温度を適正温度、例えば２００℃ないし５００℃に維持することができる。この場合、回収部２００は、内部温度が適正温度以下に下がる場合、噴射する気体の量を減らすか又は噴射する気体の温度を高めることで、内部温度が適正温度以下に下がることを防止することができる。逆に、内部温度が適正温度以上に上がる場合、回収部２００は噴射する気体の量を増やすか又は噴射する気体の温度を低めることで、内部温度が適正温度以上に上がることを防止することができる。
【０１５４】
このような実施例によれば、回収部２００は、除去部材２２０による冷却気体の噴射を通じて、ＳｉＯ蒸着物をベルト２１２の表面から分離し易くすると同時に、内部温度を適正温度、例えばＳｉＯ蒸着及び固体化などが円滑に行われる温度に維持することができる。
【０１５５】
さらに望ましくは、前記回収部２００は、除去部材２２０から噴射される気体によってベルト２１２の表面を冷却することができる。すなわち、前記回収部２００は、除去部材２２０によってベルト２１２の表面に冷却気体を噴射し、ベルト２１２の表面を冷却することができる。この場合、ベルト２１２の表面温度は回収部２００内部の他の部分の温度より低く維持されるため、ベルト２１２の表面にＳｉＯが蒸着し易くなる。したがって、このような実施例によれば、ＳｉＯ回収率をより向上させることができる。
【０１５６】
また望ましくは、前記除去部材２２０は、ベルト２１２及び／またはホイール２１３を振動させるように構成することができる。
【０１５７】
本発明のこのような実施例によれば、除去部材２２０によって回転部材２１０、すなわちベルト２１２及び／またはホイール２１３が振動し、このようなベルト２１２及び／またはホイール２１３の振動によってベルト２１２の表面からＳｉＯ蒸着物を脱離することができる。
【０１５８】
この場合、除去部材２２０は、ＳｉＯ蒸着物の分離をより容易にし、分離速度を向上させるため、ベルト２１２及び／またはホイール２１３を振動させる構成の外にも、図１２ないし図１４に示されたようなベルト２１２の表面を掻き出す構成をさらに含むことができる。
【０１５９】
一方、前記回転部材２１０は、上述した図面等に図示されたように、少なくとも一部が回収部２００の流入口側に位置することができる。本発明において、ＳｉＯガスはベルト２１２の表面に蒸着して固体化するが、このようにＳｉＯガスが流れ込む側にベルト２１２が位置すればＳｉＯ蒸着により有利であり得る。したがって、回転部材２１０の少なくとも一部は回収部２００の流入口側に位置することが望ましい。
【０１６０】
図１５は、本発明の他の実施例による回収部２００の構成を概略的に示した断面図である。
【０１６１】
図１５を参照すれば、前記回収部２００は、誘導管２３０をさらに備えることができる。
【０１６２】
ここで、誘導管２３０は、一端が回収部２００の流入口に連結され、他端が回転部材２１０の付近にまで延びた形態で形成することができる。したがって、回収部２００は、流入口を通って流れ込んだＳｉＯガスを回転部材２１０のベルト２１２の表面にまで誘導し易い。したがって、このような実施例によれば、回収部２００に流れ込んだＳｉＯガスが全体的にベルト２１２の表面にまで直接誘導されるため、ベルト２１２の表面にＳｉＯガスが蒸着し易く、ＳｉＯ蒸着物の回収率を一層向上させることができる。
【０１６３】
望ましくは、前記回収部２００は、ＳｉＯガスの蒸着及び固体化を容易にするため、内部空間を減圧状態に維持することができる。ここで、減圧状態とは、常圧より低い内圧を有する状態を意味し、真空状態を含む。そのため、前記回収部２００は１つ以上の真空ポンプ及びバルブなどを備えることができる。
【０１６４】
一方、上述した実施例等に関連する図面では、回転部材２１０が２つのホイール２１３を含む場合のみを主に図示しているが、回転部材２１０は３つ以上のホイール２１３を含むこともできる。
【０１６５】
図１６は、本発明のさらに他の実施例による回収部２００の構成を概略的に示した断面図である。
【０１６６】
図１６を参照すれば、前記回収部２００は、３つ以上のホイール２１３を含むベルトコンベヤ、すなわち回転部材２１０を備えることができる。この場合、各ホイール２１３はベルト２１２の長さ方向に沿って所定距離離隔して配置することができる。また、ベルト２１２に各ホイール２１３によって屈曲部を形成することができる。例えば、図１６に示されたように、３つのホイール２１３が備えられた回転部材２１０の場合、ベルト２１２は３つの屈曲部を有し、長さ方向に三角形状になるように形成され得る。このような実施例によれば、ベルト２１２により多くの屈曲部が形成されるため、このような屈曲部によるＳｉＯ蒸着物の分離がより円滑になり、ＳｉＯ蒸着物を一層容易に回収することができる。
【０１６７】
さらに望ましくは、ベルト２１２が３つ以上の屈曲部を有する場合、回収部２００の流入口Ｉ側ではベルト２１２を水平に配置することが望ましい。特に、図１６に示されたように、流入口Ｉは回収部２００の上部に位置し、回収部２００の内部に流れ込んだＳｉＯガスは上部から下方に移動する。このとき、回転部材２１０は、ベルト２１２上部の長さ方向、すなわち流入口Ｉ側に位置した部分に対するベルト２１２の長さ方向を水平にすることができる。すなわち、回収部２００の上部に流入口Ｉが位置した場合、回転部材２１０はベルト２１２の長さ方向が逆三角形になるようにベルト２１２及びホイール２１３を配置することで、上部に位置した三角形の辺（線分）を流入口Ｉ側に水平に配置することができる。この場合、流入口Ｉから流れ込んだＳｉＯガスの流入方向はベルト２１２の長さ方向と垂直方向になる。このような実施例によれば、流入口Ｉ側から流れ込んだＳｉＯガスが下方に移動して水平に置かれたベルト２１２に蒸着されるため、ベルト２１２に対してＳｉＯガスがより容易に蒸着することができる。
【０１６８】
一方、３つ以上のホイール２１３が備えられた実施例において、ホイール２１３はその他の多様な形態に配置することができる。また、少なくとも一部のホイール２１３に対し、正面視で円形や多角形になるようにするか、又は、ベルト２１２と接触する表面に凹凸を形成することができる。さらに、回転部材２１０に３つ以上のホイール２１３が備えられた実施例でも、回収部２００に除去部材２２０をさらに備えることができる。
【０１６９】
また望ましくは、本発明によるＳｉＯ製造装置は、図１に示されたように、供給部３００をさらに含むことができる。
【０１７０】
前記供給部３００は、ＳｉＯを製造するための原料を貯蔵し、該原料を反応部１００に供給できる構成要素である。例えば、前記供給部３００は、ＳｉＯ製造用原料として二酸化ケイ素粉末及びケイ素粉末を貯蔵し、これらを反応部１００の内部空間に供給することができる。このとき、前記供給部３００は、このような原料粉末を反応に好適な比率で混合した後、混合粉末の状態で反応部１００に供給することができる。
【０１７１】
このようにＳｉＯ製造装置に供給部３００が含まれた場合、ＳｉＯ製造用原料が反応部１００に自動的に供給できるため、ＳｉＯをより連続的且つ迅速に製造することができる。
【０１７２】
以下、本発明によるＳｉＯ製造方法を説明する。
【０１７３】
図１７は、本発明の一実施例によるＳｉＯ製造方法を概略的に示したフロー図である。図１７において、各動作を行う主体は、上述したＳｉＯ製造装置の各構成要素であると言える。
【０１７４】
本発明によるＳｉＯ製造方法によれば、まずＳｉＯ製造用原料が反応部１００に供給される（Ｓ１１０）。ここで、反応部１００に供給されるＳｉＯ製造用原料には二酸化ケイ素粉末及びケイ素粉末が含まれるが、本発明が必ずしもこのような原料の種類及び形態によって限定されることはない。
【０１７５】
このように反応部１００にＳｉＯ製造用原料が供給されれば、反応部１００では供給された原料を加熱して反応させることで、ＳｉＯガスを生成する（Ｓ１２０）。ここで、前記Ｓ１２０工程は、１２００℃ないし１５００℃の温度条件で行うことができる。次いで、このように生成されたＳｉＯガスは回収部２００に流れ込む（Ｓ１３０）。前記回収部２００は、内部温度が反応部１００の内部温度より低く維持され、内部空間に回転部材２１０、例えば中心軸を基準に回転する回転体２１１、及び／またはベルト２１２とホイール２１３で構成されたベルトコンベヤを備える。
【０１７６】
回収部２００において、ＳｉＯガスは回転部材２１０の表面、すなわち回転体２１１の表面やベルト２１２の表面に蒸着してＳｉＯ蒸着物を形成し（Ｓ１４０）、このように形成されたＳｉＯ蒸着物は回収される（Ｓ１５０）。
【０１７７】
望ましくは、前記Ｓ１３０工程は、回転部材２１０の作動中に、例えば回転体２１１の回転中又はホイール２１３によるベルト２１２の移動中に行うことができる。
【０１７８】
また望ましくは、前記Ｓ１３０工程において、回転体２１１は円筒状に構成されて円周方向に回転することができる。
【０１７９】
また望ましくは、前記Ｓ１５０工程は、回転体２１１やベルト２１２の表面からＳｉＯ蒸着物を分離させる構成を含むことができる。この場合、前記ＳｉＯ蒸着物の分離は、板状に構成された除去部材２２０の少なくとも一縁部を回転体２１１やベルト２１２の表面に接触させることで行うことができる。または、前記ＳｉＯ蒸着物の分離は、回転体２１１やベルト２１２の表面に気体を噴射することで行うことができる。
【０１８０】
また望ましくは、前記Ｓ１５０工程は、回転部材２１０を振動させることで回転体２１１やベルト２１２の表面からＳｉＯ蒸着物を脱離することができる。
【０１８１】
また望ましくは、前記Ｓ１４０工程は、回収部２００の内部温度が２００℃ないし５００℃の温度条件下で行うことができる。
【０１８２】
以上のように、本発明を限定された実施例と図面によって説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは言うまでもない。
【０１８３】
一方、本明細書では上、下、左、右などのように方向を現す用語が使用されたが、これらは説明の便宜上用いただけで、このような方向を現す用語は観測者の位置や物の配置形態などによって変わり得る。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年11月13日(2015.11.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＯ製造用原料の供給を受け、供給された原料を加熱することで反応させてＳｉＯガスを生成する反応部；及び
内部温度が前記反応部の内部温度より低く維持され、回転部材を内部空間に備え、少なくとも一面に設けられた流入口を通って前記反応部で生成されたＳｉＯガスが流れ込み、流れ込んだＳｉＯガスを前記回転部材の表面に蒸着させてＳｉＯ蒸着物を回収する回収部を含むＳｉＯ製造装置。
【請求項２】
前記回転部材は、中心軸を基準に回転する回転体を備え、前記流入口を通って流れ込んだガスが前記回転体の表面に蒸着される請求項１に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項３】
前記回転体は、円筒状に構成されて円周方向に回転する請求項２に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項４】
前記回転部材は、ベルト及び１つ以上のホイールを備え、前記流入口を通って流れ込んだガスが前記ベルトの表面に蒸着される請求項１〜３のいずれか一項に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項５】
前記回収部は、前記ＳｉＯガスの流入中に前記ホイールを回転させて前記ベルトを移動させる請求項４に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項６】
前記ホイールのうち少なくとも１つは、正面視で円形または多角形である請求項４または５に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項７】
前記ホイールのうち少なくとも１つは、前記ベルトと接触する表面上が凹凸である請求項４〜６のいずれか一項に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項８】
前記凹凸は、前記ホイールの回転方向に形成された請求項７に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項９】
前記ホイールは前記回転部材を３つ以上含み、前記ベルトが３つ以上の屈曲部を有する請求項４〜８のいずれか一項に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項１０】
前記流入口は、前記回収部の上部に形成され、
前記回転部材は、前記ベルト上部の長さ方向が水平方向に形成された請求項９に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項１１】
前記回収部は、前記回転部材の表面からＳｉＯ蒸着物を分離させる除去部材をさらに備える請求項１〜１０のいずれか一項に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項１２】
前記除去部材は板状に構成され、少なくとも一縁部が前記回転部材の表面に接触する請求項１１に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項１３】
前記除去部材は、前記回転部材の表面に接触する端部が反対側の端部より高くなるように傾いた形態で構成された請求項１２に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項１４】
前記除去部材は、前記回転部材の表面に気体を噴射する請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項１５】
前記回収部は、前記除去部材から噴射される気体によって内部温度を制御する請求項１４に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項１６】
前記回収部は、前記除去部材から噴射される気体によって前記回転部材の表面を冷却させる請求項１５に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項１７】
前記除去部材は、前記回転部材を振動させる請求項１１〜１６のいずれか一項に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項１８】
前記回収部は、内部温度を２００℃ないし５００℃に維持する請求項１〜１７のいずれか一項に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項１９】
前記回収部は、内部空間を減圧状態に維持する請求項１〜１８のいずれか一項に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項２０】
前記回転部材の少なくとも一部は、前記流入口側に位置する請求項１〜１９のいずれか一項に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項２１】
前記回収部は、前記流入口を通って流れ込んだＳｉＯガスを前記回転部材に誘導する誘導管を備える請求項１〜２０のいずれか一項に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項２２】
ＳｉＯ製造用原料を貯蔵し、前記反応部に前記ＳｉＯ製造用原料を自動的に供給する供給部をさらに含む請求項１〜２１のいずれか一項に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項２３】
前記反応部は、前記供給された原料を１２００℃ないし１５００℃に加熱する請求項１〜２２のいずれか一項に記載のＳｉＯ製造装置。
【請求項２４】
ＳｉＯ製造用原料を反応部に供給する工程；
前記反応部中、供給された原料を加熱して反応させることでＳｉＯガスを生成する工程；
内部温度が前記反応部の内部温度より低く維持され、回転部材が備えられた回収部に前記生成されたＳｉＯガスを流れ込ませる工程；
ＳｉＯガスが前記回転部材の表面に蒸着されてＳｉＯ蒸着物が形成される工程；及び
前記形成されたＳｉＯ蒸着物を回収する工程を含むＳｉＯ製造方法。
【国際調査報告】
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