專利名稱：：三氯硅烷制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及將四氯化硅轉(zhuǎn)換為三氯硅烷的三氯硅烷制造裝置。本發(fā)明基于2006年10月31日在日本提出申請的特愿2006-297033號以及2007年10月16日在日本提出申請的特愿2007-268618號主張優(yōu)先權(quán)，這里援用其內(nèi)容。
背景技術(shù)：
：作為用來制造高純度硅(Si:硅)的原料使用的三氯硅烷(SiHC，3)可以通過使四氯化硅(SiCU:四氯化硅)與氫反應(yīng)轉(zhuǎn)換來制造。即，硅通過基于以下的反應(yīng)式(1)(2)的三氯硅烷的還原反應(yīng)和熱分解反應(yīng)生成，三氯硅烷通過基于以下的反應(yīng)式(3)的轉(zhuǎn)換反應(yīng)生成。SiHCl3+H2—Si+3HC1……(1)4SiHCl3—Si+3SiCl4+2H2……(2)SiCl4+H2—SiHCl3+HCl……(3)作為制造該三氯硅烷的裝置，例如在專利文件l(特許第3781439號公報)中，提出了下述反應(yīng)器被發(fā)熱體包圍的反應(yīng)室為具有由同心配置的兩個管形成的外室和內(nèi)室的雙層室設(shè)計(jì)，經(jīng)由設(shè)在該反應(yīng)室的下部的熱交換器對反應(yīng)室從下方供給氫與四氯化硅的供給氣體，并且將反應(yīng)生成氣體從反應(yīng)室的下方排出。在該反應(yīng)器中，在上述熱交換器中，被供給到反應(yīng)室中的供給氣體被從由反應(yīng)室排出的反應(yīng)生成氣體傳遞熱而被預(yù)熱，并且進(jìn)行排出的反應(yīng)生成氣體的冷卻。
發(fā)明內(nèi)容在上述以往的技術(shù)中，存在以下的問題。在上述以往的三氯硅烷的制造裝置中，通過與由設(shè)在反應(yīng)室的下部的熱交換器供給的供給氣體熱交換來進(jìn)行反應(yīng)生成氣體的冷卻，但是基于上述反應(yīng)式(3)的四氯化硅向三氯硅烷的轉(zhuǎn)換反應(yīng)如果不將排出的反應(yīng)生成氣體迅速冷卻則也會發(fā)生恢復(fù)為原來物質(zhì)的逆反應(yīng)。因此，在以往那樣的基于氣體彼此的熱交換進(jìn)行的冷卻中，迅速冷卻效果較低，有向三氯硅烷的轉(zhuǎn)換率降低的不良情況。本發(fā)明是鑒于上述問題而做出的，目的是提供一種能夠高效地迅速冷卻反應(yīng)生成氣體并使轉(zhuǎn)換效率提高的三氯硅烷制造裝置。本發(fā)明為了解決上述問題，采用了以下的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的三氯硅烷制造裝置具備反應(yīng)容器，在內(nèi)部被供給包括四氯化硅和氫的供給氣體，生成包括三氯硅烷與氯化氫的反應(yīng)生成氣體；加熱機(jī)構(gòu)，將上述反應(yīng)容器的內(nèi)部加熱；收納容器，收納上述反應(yīng)容器及上述加熱機(jī)構(gòu)；氣體供給內(nèi)筒，將上述供給氣體供給到上述反應(yīng)容器內(nèi)；氣體排氣外筒，大致同軸地配設(shè)在上述氣體供給內(nèi)筒的外側(cè)，在上述氣體供給內(nèi)筒的外周面與自己的內(nèi)周面之間形成有上述反應(yīng)生成氣體的排氣流路；冷卻筒，通過內(nèi)側(cè)支承上述氣體排氣外筒，在內(nèi)部形成有使冷媒流通的冷媒路徑。在該三氯硅烷制造裝置中，由于配設(shè)在氣體供給內(nèi)筒的外側(cè)的氣體排氣外筒被支承在內(nèi)部形成有冷媒路徑的冷卻筒的內(nèi)側(cè)，所以被從反應(yīng)容器排出而高溫狀態(tài)的反應(yīng)生成氣體在氣體排氣外筒的內(nèi)側(cè)的排氣流路中流動而排出時，被外側(cè)的冷卻筒迅速冷卻，并且在與流過內(nèi)面進(jìn)行熱^換而1進(jìn)二步冷卻。、即通過基于冷卻i的冷卻及基l與供給氣體的熱交換的冷卻的兩種效果，將反應(yīng)生成氣體急劇地冷卻并排出，所以能夠抑制轉(zhuǎn)換的逆反應(yīng)而維持穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換反應(yīng)，提高轉(zhuǎn)換率。上述三氯硅烷制造裝置也可以具備對上述收納容器內(nèi)供給氬氣的氬氣供給機(jī)構(gòu)。在該三氯硅烷制造裝置中，由于通過氬氣供給機(jī)構(gòu)將氬氣供給到收納容器內(nèi)，所以通過用氬氣使反應(yīng)容器周圍成為加壓狀態(tài)，能夠防止供給氣體或反應(yīng)生成氣體從反應(yīng)容器泄漏。由此，能夠防止從反應(yīng)容器泄漏的供給氣體或反應(yīng)生成氣體與在反應(yīng)容器外側(cè)的加熱機(jī)構(gòu)等中使用的碳反應(yīng)。此外，通過由氬氣供給機(jī)構(gòu)對氣體排氣外筒的周圍也供給氬氣，能夠?qū)怏w排氣外筒進(jìn)一步冷卻，也能夠進(jìn)一步促進(jìn)在內(nèi)側(cè)流通的反應(yīng)生成氣體的迅速冷卻。上述三氯硅烷制造裝置也可以是，在上述反應(yīng)容器的內(nèi)部形成有反應(yīng)流路，所述反應(yīng)流路是使被大致同心配置的內(nèi)徑不同的多個反應(yīng)筒壁分隔的多個小空間通過交替形成在這些反應(yīng)筒壁的下部與上部上的流通用貫通部從內(nèi)側(cè)開始依次成為連通狀態(tài)而形成的；在該反應(yīng)流路上連接著上述氣體供給內(nèi)筒及氣體排氣外筒。在該三氯硅烷制造裝置中，被供給到反應(yīng)筒壁內(nèi)的反應(yīng)流路中的供給氣體一邊被加熱一邊經(jīng)由流通用貫通部依次流動到隔著反應(yīng)筒壁的外側(cè)或內(nèi)側(cè)的小空間中并反應(yīng)而成為反應(yīng)生成氣體。此時，由于在上述各反應(yīng)筒壁上從內(nèi)側(cè)開始依次在上部和下部交替地形成有流通用貫通部，所以氣體每當(dāng)移動到外側(cè)或內(nèi)側(cè)的小空間中時就從下部向上部、從上部向下部交替地反復(fù)改變流動方向。因而，能夠在反應(yīng)容器內(nèi)確保較長的反應(yīng)流路并通過多個反應(yīng)筒壁增大傳熱面積，由此能夠確保為了供給氣體反應(yīng)而需要的足夠的保持時間及加熱，能夠使轉(zhuǎn)換率進(jìn)一步提高。此外，通過反應(yīng)流路沿上下折回而連續(xù)地構(gòu)成，能夠使反應(yīng)容器整體小型化，并且能夠使反應(yīng)容器整體的熱放散降低。在此情況下，作為流通用貫通部，除了后述的實(shí)施方式中的形成在反應(yīng)筒壁上的貫通孔以外，還包括形成在反應(yīng)筒壁的上端部或下端部上的切口等。上述三氯硅烷制造裝置也可以是，在上述多個小空間中的最內(nèi)側(cè)的小空間上連通著上述氣體供給內(nèi)筒，并且在最外側(cè)的小空間上連接著上述排氣流路。在該三氯硅烷制造裝置中，由于在反應(yīng)流路中的最內(nèi)側(cè)的小空間上連通著氣體供給內(nèi)筒，并且在最外側(cè)的小空間上連接著排氣流路，所以通過加熱機(jī)構(gòu)成為最高溫狀態(tài)的反應(yīng)生成氣體被從最外側(cè)的小空間向氣體排氣外筒內(nèi)的排氣流路導(dǎo)引。因而，通過將成為最高溫狀態(tài)的反應(yīng)生成氣體在氣體排氣外筒內(nèi)迅速冷卻，能夠得到更急劇的冷卻作用，能夠得到穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換反應(yīng)。在上述三氯硅烷制造裝置中，也可以是，上述氣體供給內(nèi)筒及上述氣體排氣外筒配置在上述反應(yīng)容器的上方；上述反應(yīng)容器的底板的中央部受朝上突出到上述收納容器內(nèi)的支承柱從下方支承。通過做成這樣的結(jié)構(gòu)，由于反應(yīng)容器的底板被支承柱部件以從收納容器的內(nèi)底面浮起的狀態(tài)支承，所以在此期間成為隔熱空間，并且能夠通過該底板的撓曲吸收反應(yīng)容器的壁的熱膨脹。上述反應(yīng)容器的底板也可以是記載在后述的實(shí)施方式中的下部支承圓板。此外，上述三氯硅烷制造裝置也可以是，構(gòu)成反應(yīng)容器的部件由碳形成。進(jìn)而，上述三氯硅烷制造裝置也可以是，上述碳的表面用碳化硅涂層。在該三氯硅烷制造裝置中，由于由用碳化硅(SiC)涂層的碳構(gòu)成反應(yīng)容器，所以能夠防止碳與供給氣體及反應(yīng)生成氣體中的氫、氯硅烷及氯化氫(HC1)反應(yīng)、生成甲烷、甲基氯硅烷、碳化硅等而成為不純物，能夠得到純度較高的三氯硅烷。根據(jù)本發(fā)明，發(fā)揮以下的效果。根據(jù)有關(guān)本發(fā)明的三氯硅烷制造裝置，由于配設(shè)在氣體供給內(nèi)筒側(cè)，所以通過基于冷卻筒的冷卻及基于與供給氣體的熱交換的冷卻的兩種效果，將反應(yīng)生成氣體急劇地冷卻，能夠抑制轉(zhuǎn)換的逆反應(yīng)而以高轉(zhuǎn)換率得到三氯硅烷。圖1是表示有關(guān)本發(fā)明的三氯硅烷制造裝置的一實(shí)施方式的簡略的剖視圖。具體實(shí)施例方式以下，參照圖1說明有關(guān)本發(fā)明的三氯硅烷制造裝置的一實(shí)施方式。本實(shí)施方式的三氯硅烷制造裝置如圖1所示，具備反應(yīng)容器l,將四氯化硅和氫的供給氣體供給到內(nèi)部并通過轉(zhuǎn)換反應(yīng)生成三氯硅烷和氯化氫的反應(yīng)生成氣體；加熱機(jī)構(gòu)2，配設(shè)在反應(yīng)容器1的周圍而將該反應(yīng)容器1加熱；隔熱部件3,覆蓋反應(yīng)容器1及加熱機(jī)構(gòu)2的周圍而配設(shè)；收納容器5，收納反應(yīng)容器l、加熱機(jī)構(gòu)2及隔熱部件3;氣體供給內(nèi)筒6，設(shè)在反應(yīng)容器1上、從上部將供給氣體供給到該反應(yīng)容器l內(nèi)；氣體排氣外筒8，以相同的中心軸配設(shè)在氣體供給內(nèi)筒6的外側(cè)，在氣體供給內(nèi)筒6的外周面與自己的內(nèi)周面之間形成有從反應(yīng)容器1排出的反應(yīng)生成氣體的排氣流路7;冷卻筒9，在內(nèi)側(cè)支承氣體排氣外筒8，在內(nèi)部形成有使水(冷媒)流通的冷媒路徑4;和氬氣供給機(jī)構(gòu)IO，對收納容器5內(nèi)供給氬氣(Ar)。上述反應(yīng)容器1具備用來將其內(nèi)部空間劃分為多個小空間lla~lid的內(nèi)徑不同的圓筒狀的第1~第4反應(yīng)筒壁12a~12d。即，反應(yīng)容器1內(nèi)的空間(比最外側(cè)的第4反應(yīng)筒壁12d靠內(nèi)側(cè)的空間)被3個第1-第3反應(yīng)筒壁12a-12c分隔為中央一個圓柱狀的小空間11a、和其外側(cè)3個圓筒狀的小空間11blld。此外，在作為最內(nèi)側(cè)的第l反應(yīng)筒壁12a的內(nèi)側(cè)空間的圓柱狀的小空間lla的上部連通著氣體供給內(nèi)筒6，并且在最外側(cè)的小空間11d上連接著排氣流路7。此外，在這些第1~第3反應(yīng)筒壁12a~12c上，從內(nèi)側(cè)開始依次在下部與上部交替地形成有流通用貫通孔13。即，在第1反應(yīng)筒壁12a上，在下部沿周向形成有多個流通用貫通孔13，在第2反應(yīng)筒壁12b上，在上部沿周向形成有多個流通用貫通孔13。此外，在第3反應(yīng)筒壁12c上，在下部沿周向形成有多個流通用貫通孔13。并且，由這些流通用貫通孔13構(gòu)成使各小空間lla~lld從內(nèi)側(cè)開始依次成為連通狀態(tài)的反應(yīng)流路30。因而，進(jìn)行設(shè)定，以使被供給到第1反應(yīng)筒壁12a的內(nèi)側(cè)的小空間lla中的供給氣體一邊被加熱一邊經(jīng)由多個流通用貫通孔13依次流動到外側(cè)的小空間llb~lld中并反應(yīng)而生成反應(yīng)生成氣體。此外，設(shè)定為，通過氣體從內(nèi)側(cè)依次流過在反應(yīng)筒壁12a~12c的上部和下部交替地配合的流通用貫通孔13之間，氣體的流動方向反復(fù)變化為上方向和下方向。另外，在圖中，將氣體的流動方向用箭頭表示。上述第1~第3反應(yīng)筒壁12a~12c的下部嵌入支承在下部支承圓板14的環(huán)狀槽31中，并且上部被上部支承圓板15固定。在該上部支承圓板15的上部固定著氣體供給內(nèi)筒6的下端。此外，在上部支承圓板15上形成有中心孔32，第1反應(yīng)筒壁12a的內(nèi)側(cè)的小空間lla與氣體供給內(nèi)筒6經(jīng)由該中心孔32連通。上述下部支承圓板14的中央支承在支承柱部件16上。該支承柱部件16從構(gòu)成收納容器5的底板的底部支承部件23的中央朝上突出，在其上端上支承著上述下部支承圓板14的中央部，所以該下部支承圓板14成為從底部支承部件23浮起的狀態(tài)。上述第4反應(yīng)筒壁12d形成得比第1~第3反應(yīng)筒壁12a~12c高一些，其下部嵌入支承在下部支承圓板14的環(huán)狀槽31中，并且上部固定在圓環(huán)狀的上部圓環(huán)板17上。該上部圓環(huán)板17隔開間隔配設(shè)在上部支承圓板15的上方，在與上部支承圓板15之間水平地形成扁平的聯(lián)系流路33。進(jìn)而，在上部圓環(huán)板17上，固定著氣體排氣外筒8的下端。另外，氣體排氣外筒8的下端開口部與上部圓環(huán)板17的中央開口部17a的內(nèi)徑i殳定為相同，配^:為4吏相互的開口部一致。因而，上部支承圓板15與上部圓環(huán)板17之間的聯(lián)系流路33經(jīng)由上部圓環(huán)板17的中央開口部17a連接到排氣流路7。上述氣體供給內(nèi)筒6的上端部向設(shè)在冷卻筒9的上部的供給氣體導(dǎo)入部18內(nèi)開口。在該供給氣體導(dǎo)入部18內(nèi)，連接著供給氣體導(dǎo)入管19，將來自供給氣體的供給源(圖示略)的供給氣體從供給氣體導(dǎo)入管19經(jīng)由供給氣體導(dǎo)入部18供給到氣體供給內(nèi)筒6內(nèi)。上述氣體排氣外筒8的上端開口部從冷卻筒9的上端部隔開既定間隔配設(shè)，在其上部連接著氣體排氣管20，來自氣體排氣外筒8的上端開口部的反應(yīng)生成氣體經(jīng)由冷卻筒9的上部從氣體排氣管20向外部排出。構(gòu)成反應(yīng)容器1的部件在本實(shí)施方式的情況下，第1~第4反應(yīng)筒壁12a12d、下部支承圓板14、上部支承圓板15及上部圓環(huán)板17、氣體供給內(nèi)筒6、和氣體排氣外筒8分別由碳形成，并且在該碳的表面上涂層有碳化硅。上述收納容器5具有配置在隔熱部件3的半徑方向外側(cè)的筒狀壁34、和一體地設(shè)在該筒狀壁34的上端的錐部35,是與其內(nèi)側(cè)的隔熱部件3—起包圍上述反應(yīng)容器1的部件，上述冷卻筒9一體地設(shè)在錐部35的上端上。上述收納容器5及上述冷卻筒9是不銹鋼制。上述加熱機(jī)構(gòu)2具備配設(shè)在反應(yīng)容器1的周圍以使其包圍反應(yīng)容器1的作為發(fā)熱體的加熱器部21、和連接在該加熱器部21的下部上、用來使電流流到加熱器部21中的電極部22。該電極部22連接在未圖示的電源上。上述加熱器部21由碳形成。此外，加熱機(jī)構(gòu)2進(jìn)行加熱控制以使反應(yīng)容器i內(nèi)成為soot:140or;的范圍內(nèi)的溫度。另外，如果將反應(yīng)容器i內(nèi)設(shè)定為120ox:以上，則轉(zhuǎn)換率提高。此外，也可以導(dǎo)入乙硅烷類而將硅烷類取出。上述隔熱部件3例如由碳形成，具備配置在上述收納容器5的筒狀壁34的內(nèi)側(cè)的筒狀壁36、和將該筒狀壁36的上端與上述氣體排氣外筒8之間堵塞的頂板部37，將下部支承在圓板狀的底部支承部件23上。該底部支承部件23構(gòu)成由隔熱部件3包圍的空間的底部，并且還兼作為收納容器5的底部。在此情況下，隔熱部件3的筒狀壁36配置為，使其隔開一些間隙大致內(nèi)貼在收納容器5的筒狀壁34上，但隔熱部件3的頂板部37在上述收納容器5的錐部35及氣體排氣外筒8之間形成有圓錐環(huán)狀的空間38。該隔熱部件3并不是相對于由該隔熱部件3包圍的空間具有嚴(yán)密的氣密構(gòu)造的結(jié)構(gòu)。另外，在上述上部圓環(huán)板17的下表面上，固定有突出到反應(yīng)流路30中的最外側(cè)的小空間lld內(nèi)的溫度傳感器S。一邊通過該溫度傳感器S測量溫度一邊通過加熱機(jī)構(gòu)2進(jìn)行溫度控制。上述氬氣供給機(jī)構(gòu)10具備貫通底部支承部件23而前端突出到收納容器5內(nèi)(在圖1的例子中是被隔熱部件3包圍的空間內(nèi))的氬氣供給管24、和連接在氬氣供給管24上的氬氣供給源25。另外，該氬氣供給機(jī)構(gòu)IO進(jìn)行氬氣的供給控制，以使收納容器5內(nèi)成為既定的加壓狀態(tài)。此外，被供給到收納容器5內(nèi)的氬氣也被供給到從收納容器5的上部突出到內(nèi)部的氣體排氣外筒8的下部周圍(上述圓錐環(huán)狀的空間38)中。另外，在收納容器5的上部，連接有用來進(jìn)行內(nèi)部環(huán)境氣體的置換及氬氣的排氣的容器用泵Pl。這樣，在本實(shí)施方式中，由于配設(shè)在反應(yīng)容器1上的氣體供給內(nèi)筒6的外側(cè)的氣體排氣外筒8被支承在水冷的冷卻筒9的內(nèi)側(cè)，所以在從反應(yīng)容器1排出的高溫狀態(tài)的反應(yīng)生成氣體在氣體排氣外筒8的內(nèi)側(cè)的排氣流路7中流動而排出時，被外側(cè)的冷卻筒9迅速冷卻，并的較:^圓筒表面進(jìn)行"交換7被進(jìn)二步冷卻:^、即，通過基于冷卻筒9的冷卻及基于與供給氣體的熱交換的冷卻的兩個效果，將反應(yīng)生成氣體迅速地冷卻并排出，所以能夠抑制轉(zhuǎn)換的逆反應(yīng)而維持穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換反應(yīng)，能夠提高轉(zhuǎn)換率。此外，在本實(shí)施方式的三氯硅烷制造裝置中，氣體彼此的熱交換機(jī)構(gòu)一體化地設(shè)在反應(yīng)容器1的上部上，能夠使整體小型化。此外，由于通過氬氣供給機(jī)構(gòu)10將氬氣供給到收納容器5內(nèi)，所以通過用氬氣使反應(yīng)容器1周圍成為加壓狀態(tài)，能夠防止供給氣體或反應(yīng)生成氣體從反應(yīng)容器1泄漏。由此，能夠防止從反應(yīng)容器1泄漏的供給氣體或反應(yīng)生成氣體與在反應(yīng)容器1外側(cè)的加熱機(jī)構(gòu)2等中使用的碳反應(yīng)。進(jìn)而，也可以通過氬氣供給機(jī)構(gòu)IO對氣體排氣外筒8的周圍也供給氬氣，將氣體排氣外筒8進(jìn)一步冷卻，也可以進(jìn)一步促進(jìn)在內(nèi)側(cè)流通的反應(yīng)生成氣體的迅速冷卻。另外，在將氬氣作為吹掃用氣體供給的情況下，通過氬氣供給機(jī)構(gòu)10從收納容器5的下部供給氬氣，所以通過加熱器21的加熱朝上生成自然對流。并且，通過從連接在收納容器5上部的容器用泵P1吸引，吹掃用氣體從下向上順利地流動并穿過，由此能夠得到較高的吹掃效果。此外，由于在第1~第3反應(yīng)筒壁12a~12c中，從內(nèi)側(cè)開始依次在下部和上部交替地形成有流通用貫通孔13，所以氣體每當(dāng)移動到反應(yīng)流路30的外側(cè)時就從下部向上部、從上部向下部交替地改變流動方向。因而，通過在反應(yīng)容器1內(nèi)確保較長的反應(yīng)流路30并且用多個第1-第4反應(yīng)筒壁12a~12d增大傳熱面積，能夠確保為了供給氣體反應(yīng)而需要的足夠的保持時間及加熱，能夠進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)換率。此外，通過反應(yīng)流路30沿上下折回而連續(xù)地構(gòu)成，能夠使反應(yīng)容器1整體小型化，并且能夠使反應(yīng)容器1整體的熱放散變低。進(jìn)而，由于在第l反應(yīng)筒壁12a的上部連通有氣體供給內(nèi)筒6，并且在反應(yīng)容器30的最外側(cè)的小空間lld上連接著排氣流路7，所以通過加熱才幾構(gòu)2成為最高溫狀態(tài)的反應(yīng)生成氣體被從最外側(cè)的小空間lld向氣體排氣外筒8內(nèi)的排氣流路7導(dǎo)引。因而，通過將成為最高溫狀態(tài)的反應(yīng)生成氣體在氣體排氣外筒8內(nèi)迅速冷卻，能夠得到更急劇的冷卻作用，能夠得到穩(wěn)定的轉(zhuǎn)換反應(yīng)。各反應(yīng)筒壁12a~12d在來自加熱機(jī)構(gòu)2的熱的作用下發(fā)生熱膨脹，特別是，最接近于加熱機(jī)構(gòu)2的外側(cè)的第4反應(yīng)筒壁12d的熱膨脹變大。在此情況下，從下方支承這些反應(yīng)筒壁12a-12d的下部支承圓板14將其中央部支承在支承柱部件16上，其支承部分的周圍成為從底部支承部件23浮起的狀態(tài)，所以成為以支承柱部件16為中心的撓曲變形較容易的狀態(tài)。因而，對于反應(yīng)筒壁12a12d的熱膨脹，通過下部支承圓板14撓曲變形，能夠吸收其應(yīng)力。另一方面，反應(yīng)筒壁12a~12d的上端從第1反應(yīng)筒壁12a到第3反應(yīng)筒壁12c抵接在上部支承圓板15上、笫4反應(yīng)筒壁12d抵接在上部圓環(huán)板17上，將各反應(yīng)筒壁12a~12d的熱膨脹分散到上部支承圓板15和上部圓環(huán)板17的兩處來承受。其中，上部支承圓板15與下部支承圓板14同樣，在中央部被支承的狀態(tài)下外周部成為自由的狀態(tài)，撓曲變形較容易。由于上部圓環(huán)板17固定在隔熱部件3的表面上，所以第4反應(yīng)筒壁12d的熱膨脹主要通過下部支承圓板14的撓曲變形吸收，而如果使用具有緩沖性的部件作為隔熱部件3，則與下部支承圓板14的撓曲變形一起，通過隔熱部件3的變形也能夠吸收熱膨脹。這樣，能夠通過上下的支承圓板14、15的撓曲變形等高效地吸收反應(yīng)筒壁12a~12d的熱膨脹，并上部支承圓板15與上部圓環(huán)板17分散地承受應(yīng)力，能夠防止裂紋等的發(fā)生。此外，隨著反應(yīng)筒壁12a12d的熱膨脹，這些反應(yīng)筒壁12a~12d與上下的支承圓板14、15及上部圓環(huán)板17的緊貼力變得更強(qiáng)，自密封效果變高而防止各小空間12a~12d之間的氣體的泄漏，能夠提高作為較長的反應(yīng)流路30的可靠性。由于下部支承圓板14從底部支承部件23浮起，所以還添加了此期間中的空間的隔熱作用，能夠發(fā)揮較高的隔熱性。此外，由于通過由碳化硅涂層的碳構(gòu)成反應(yīng)容器l的結(jié)構(gòu)部件(第1~第4反應(yīng)筒壁12a~12d、下部支承圓板14、上部支承圓板15、上部圓環(huán)板17、氣體供給內(nèi)筒6及氣體排氣外筒8)，所以能夠防止碳與供給氣體及反應(yīng)生成氣體中的氫、氯硅烷及氯化氫(HC1)反應(yīng)、生成曱烷、甲基氯硅烷、碳化硅等而成為不純物，能夠得到純度較高的三氯硅烷。本發(fā)明的技術(shù)范圍并不限于上述實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)能夠加以各種變更。例如，在上述實(shí)施方式中，使用了4個笫1第4反應(yīng)筒壁12a-12d，但也可以采用3或5以上反應(yīng)筒壁。另外，如果反應(yīng)筒壁的個數(shù)較多，則傳熱面積增加而能量效率變高，另一方面加熱^L構(gòu)2的輻射熱變得難以向內(nèi)側(cè)傳遞而加熱效果降低，所以反應(yīng)筒壁根據(jù)氣體流量及裝置整體的大小而設(shè)定為適當(dāng)?shù)膫€數(shù)。此外，也可以在收納容器5的壁內(nèi)部形成使水等冷媒流通的冷媒路徑、附加冷卻機(jī)構(gòu)。進(jìn)而，在相互的周面間形成流路的兩反應(yīng)筒壁的流通用貫通孔13也可以不僅在上下位置、相互在周向上也錯開形成。在此情況下，能夠使流通用貫通孔13之間的流路變得更長。此外，也可以不是貫通孔，而做成由形成在反應(yīng)筒壁的上端部或下端部上的切口構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的流通用貫通部是包括貫通孔、切口任一個的結(jié)構(gòu)。此外，做成了將反應(yīng)筒壁12a~12d嵌入到下部支承圓板14的環(huán)狀槽31中的結(jié)構(gòu)，但該環(huán)狀槽并不限于圖1所示的截面矩形的結(jié)構(gòu)，也可以通過使反應(yīng)筒壁的端面為截面半圓形、環(huán)狀槽也為截面半圓形的結(jié)構(gòu)而能夠進(jìn)行一些轉(zhuǎn)動，能夠使下部支承圓板的撓曲變形變得平滑。此外，該環(huán)狀槽是具有將各反應(yīng)筒壁以同心狀對位配置的功能的結(jié)構(gòu)，但也可以不形成該環(huán)狀槽，而做成下部支承圓板的上表面為平坦面而載置反應(yīng)筒壁、在各反應(yīng)筒壁之間夾裝用來約束相互位置關(guān)系的環(huán)狀的間隔件的結(jié)構(gòu)。進(jìn)而，在上述實(shí)施方式中，構(gòu)成為，在反應(yīng)容器的上方設(shè)置氣體供給內(nèi)筒和氣體排氣外筒，將供給氣體供給到反應(yīng)容器的上部、反應(yīng)生成氣體也從反應(yīng)容器的上部排出，但也可以構(gòu)成為，在反應(yīng)容器的下方設(shè)置氣體供給內(nèi)筒和氣體排氣外筒，將供給氣體供給到反應(yīng)容器的下部、反應(yīng)生成氣體從反應(yīng)容器的下部排出。實(shí)施例使用圖1所示的三氯硅烷制造裝置，在以下的實(shí)驗(yàn)條件下測量轉(zhuǎn)換率。作為比較例，采用使圖1所示的三氯硅烷制造裝置中的供給氣體的入口與出口相反、從氣體排氣管20供給供給氣體、使反應(yīng)生成氣體從供給氣體導(dǎo)入管19導(dǎo)出的結(jié)構(gòu)。作為實(shí)驗(yàn)條件，為改變了供給氣體中的四氯化硅及氫的各投入流量、加熱機(jī)構(gòu)中的加熱器部的加熱溫度的表l所示的實(shí)驗(yàn)條件1~3的3種。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>在這3種條件中，利用質(zhì)量流量控制器將供給氣體的投入流量確保一定流量，利用氣相色譜儀測量反應(yīng)生成氣體的組成。反應(yīng)時間以流量、溫度穩(wěn)定的時點(diǎn)為基準(zhǔn)為48小時。轉(zhuǎn)換率是在其反應(yīng)時間中投入的總四氯化硅被轉(zhuǎn)換為三氯硅烷的比率(mol%)。結(jié)果如表2所示，在本發(fā)明的實(shí)施例的構(gòu)成的情況下，與比較例相比轉(zhuǎn)換率提高約40%。[表2<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>工業(yè)實(shí)用性根據(jù)有關(guān)本發(fā)明的三氯硅烷制造裝置，通過基于冷卻筒的冷卻及基于與供給氣體的熱交換的冷卻的兩個效果，能夠?qū)⒎磻?yīng)生成氣體急劇地冷卻，抑制轉(zhuǎn)換的逆反應(yīng)而以高轉(zhuǎn)換率得到三氯硅烷。權(quán)利要求1、一種三氯硅烷制造裝置，其特征在于，具備反應(yīng)容器，在內(nèi)部被供給包括四氯化硅和氫的供給氣體，生成包括三氯硅烷與氯化氫的反應(yīng)生成氣體；加熱機(jī)構(gòu)，將上述反應(yīng)容器的內(nèi)部加熱；收納容器，收納上述反應(yīng)容器及上述加熱機(jī)構(gòu)；氣體供給內(nèi)筒，將上述供給氣體供給到上述反應(yīng)容器內(nèi)；氣體排氣外筒，大致同軸地配設(shè)在上述氣體供給內(nèi)筒的外側(cè)，在上述氣體供給內(nèi)筒的外周面與自己的內(nèi)周面之間形成有上述反應(yīng)生成氣體的排氣流路；冷卻筒，通過內(nèi)側(cè)支承上述氣體排氣外筒，在內(nèi)部形成有使冷媒流通的冷媒路徑。2、如權(quán)利要求1所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于，具備對上述收納容器內(nèi)供給氬氣的氬氣供給機(jī)構(gòu)。3、如權(quán)利要求1所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于，在上述反應(yīng)容器的內(nèi)部形成有反應(yīng)流路，所述反應(yīng)流路是使;故大致同心配置的內(nèi)徑不同的多個反應(yīng)筒壁分隔的多個小空間通過交替形成在這些反應(yīng)筒壁的下部與上部上的流通用貫通部從內(nèi)側(cè)開始依次成為連通狀態(tài)而形成的；在該反應(yīng)流路上連接著上述氣體供給內(nèi)筒及氣體排氣外筒。4、如權(quán)利要求3所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于，在上述多個小空間中的最內(nèi)側(cè)的小空間上連通著上述氣體供給內(nèi)筒，并且在最外側(cè)的小空間上連接著上述排氣流路。5、如權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于，上述氣體供給內(nèi)筒及上述氣體排氣外筒配置在上述反應(yīng)容器的上方；上述反應(yīng)容器的底板的中央部受朝上突出到上述收納容器內(nèi)的支承柱部件從下方支承。6、如權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于，構(gòu)成上述反應(yīng)容器的部件由碳形成。7、如權(quán)利要求6所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于，上述碳的表面用碳化硅涂層。8、如權(quán)利要求5所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于，構(gòu)成上述反應(yīng)容器的部件由碳形成。9、如權(quán)利要求8所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于，上述碳的表面用碳化硅涂層。10、如權(quán)利要求2所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于，在上述反應(yīng)容器的內(nèi)部形成有反應(yīng)流路，所述反應(yīng)流路是使被大致同心配置的內(nèi)徑不同的多個反應(yīng)筒壁分隔的多個小空間通過交替形成在這些反應(yīng)筒壁的下部與上部上的流通用貫通部從內(nèi)側(cè)開始依次成為連通狀態(tài)而形成的；在該反應(yīng)流路上連接著上述氣體供給內(nèi)筒及氣體排氣外筒。11、如權(quán)利要求IO所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于，在上述多個小空間中的最內(nèi)側(cè)的小空間上連通著上述氣體供給內(nèi)筒，并且在最外側(cè)的小空間上連接著上述排氣流路。12、如權(quán)利要求10或11所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于，上述氣體供給內(nèi)筒及上述氣體排氣外筒配置在上述反應(yīng)容器的上方；上述反應(yīng)容器的底板的中央部受朝上突出到上述收納容器內(nèi)的支承柱部件從下方支承。13、如權(quán)利要求10或11所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于，構(gòu)成上述反應(yīng)容器的部件由碳形成。14、如權(quán)利要求13所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于，上述碳的表面用碳化硅涂層。15、如權(quán)利要求12所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于，構(gòu)成上述反應(yīng)容器的部件由碳形成。16、如權(quán)利要求15所述的三氯硅烷制造裝置，其特征在于，上述碳的表面用碳化硅涂層。全文摘要一種三氯硅烷制造裝置，具備反應(yīng)容器，在內(nèi)部被供給包括四氯化硅和氫的供給氣體，生成包括三氯硅烷與氯化氫的反應(yīng)生成氣體；加熱機(jī)構(gòu)，將反應(yīng)容器的內(nèi)部加熱；收納容器，收納反應(yīng)容器及加熱機(jī)構(gòu)；氣體供給內(nèi)筒，將供給氣體供給到反應(yīng)容器內(nèi)；氣體排氣外筒，大致同軸地配設(shè)在氣體供給內(nèi)筒的外側(cè)，在氣體供給內(nèi)筒的外周面與自己的內(nèi)周面之間形成有反應(yīng)生成氣體的排氣流路；冷卻筒，通過內(nèi)側(cè)支承氣體排氣外筒，在內(nèi)部形成有使冷媒流通的冷媒路徑。文檔編號C01B33/107GK101489931SQ20078002735公開日2009年7月22日申請日期2007年10月25日優(yōu)先權(quán)日2006年10月31日發(fā)明者伊藤秀男,清水祐司,石井敏由記申請人:三菱麻鐵里亞爾株式會社