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JP2011132090A - Method and apparatus for supplying zinc vapor - Google Patents

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JP2011132090A JP2009294825A JP2009294825A JP2011132090A JP 2011132090 A JP2011132090 A JP 2011132090A JP 2009294825 A JP2009294825 A JP 2009294825A JP 2009294825 A JP2009294825 A JP 2009294825A JP 2011132090 A JP2011132090 A JP 2011132090A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for supplying zinc vapor, supplying zinc vapor at a constant supply rate to an apparatus using zinc vapor. <P>SOLUTION: In the method for supplying zinc vapor by exhausting evaporated zinc vapor from a zinc evaporator and supplying the zinc vapor to a subsequent stage apparatus while supplying molten zinc 2 to a zinc evaporator 1, the molten zinc is supplied at a constant supply rate to the zinc evaporator; the height of liquid level of zinc in the zinc evaporator is measured; and zinc in the zinc evaporator is evaporated so as to make constant the height of liquid level of zinc. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、亜鉛蒸気が用いられる装置に、亜鉛蒸気を供給するための亜鉛蒸気の供給方法及び亜鉛蒸気の供給装置であり、特に、多結晶シリコン製造用の反応炉に亜鉛蒸気を供給するための亜鉛蒸気の供給方法及び亜鉛蒸気の供給装置に関するものである。   The present invention relates to a zinc vapor supply method and a zinc vapor supply apparatus for supplying zinc vapor to an apparatus in which zinc vapor is used, and particularly to supply zinc vapor to a reactor for producing polycrystalline silicon. The present invention relates to a zinc vapor supply method and a zinc vapor supply apparatus.

近年の太陽電池の普及に伴い、多結晶シリコンの需要は急増している。従来、高純度の多結晶シリコンを製造する方法としてシーメンス法(Siemens Method)が挙げられる。シーメンス法はトリクロロシラン(SiHCl)を水素(H)によって還元する方法である。シーメンス法により製造される多結晶シリコンは純度がイレブン−ナイン(11−N)と非常に高く、半導体用シリコンとして使用されている。太陽電池用シリコンもこの半導体用シリコンとして製造された製品の一部を使用してきたが、11−Nほどの純度を必要としない点とシーメンス法が多くの電力を消費する点から、太陽電池用シリコンに適した安価な製造方法が求められている。 With the spread of solar cells in recent years, the demand for polycrystalline silicon is increasing rapidly. Conventionally, the Siemens method (Siemens Method) is mentioned as a method of manufacturing a high purity polycrystalline silicon. The Siemens method is a method of reducing trichlorosilane (SiHCl 3 ) with hydrogen (H 2 ). Polycrystalline silicon produced by the Siemens method has a very high purity of eleven-nine (11-N) and is used as silicon for semiconductors. Although the silicon for solar cells has also used a part of the product manufactured as this silicon for semiconductors, it does not require a purity as high as 11-N, and the Siemens method consumes a lot of power. There is a need for an inexpensive manufacturing method suitable for silicon.

このような中、太陽電池用シリコンの製造方法として、亜鉛還元法による多結晶シリコンの製造方法が提案されており、その反応は下記式(1):
SiCl + 2Zn = Si + 2ZnCl (1)
により示すものである。
Under such circumstances, a method for producing polycrystalline silicon by a zinc reduction method has been proposed as a method for producing silicon for solar cells, and the reaction thereof is represented by the following formula (1):
SiCl 4 + 2Zn = Si + 2ZnCl 2 (1)
It is shown by.

亜鉛還元法による多結晶シリコンの製造方法では、製造される多結晶シリコンの純度はシックス−ナイン(6−N)程度であり、半導体用シリコンに比べると純度は低いものの、シーメンス法と比較して5倍程度にも達する程反応効率に優れ且つ製造コストも有利な製造方法である。   In the method for producing polycrystalline silicon by the zinc reduction method, the purity of the produced polycrystalline silicon is about six-nine (6-N), which is lower than that of silicon for semiconductors, but compared with the Siemens method. It is a production method that is excellent in reaction efficiency and advantageous in production cost as much as about 5 times.

亜鉛還元法による多結晶シリコンの製造方法としては、四塩化珪素蒸気と亜鉛蒸気を反応炉に供給して、反応炉内で多結晶シリコンを析出させる多結晶シリコンの製造方法がある。そして、そのような多結晶シリコンの製造方法で、安定して多結晶シリコンの製造を行うためには、反応炉内に原料蒸気が一定の供給速度で供給されることが重要である。   As a method for producing polycrystalline silicon by a zinc reduction method, there is a method for producing polycrystalline silicon in which silicon tetrachloride vapor and zinc vapor are supplied to a reaction furnace to deposit polycrystalline silicon in the reaction furnace. In order to stably produce polycrystalline silicon by such a polycrystalline silicon production method, it is important that the raw material vapor is supplied into the reaction furnace at a constant supply rate.

四塩化珪素蒸気の沸点は57.6℃と低いため、蒸気流量を流量計で測定できるので、流量計を設置して四塩化珪素蒸気の供給速度を制御することはできるが、一方、「化学便覧」(日本化学会編)によると、亜鉛の沸点は907℃と非常に高いため、気体の流量計で蒸気流量を測定することは困難なので、流量計を設置して亜鉛蒸気の供給速度を制御することは困難であった。   Since the boiling point of silicon tetrachloride vapor is as low as 57.6 ° C., the flow rate of the vapor can be measured with a flow meter, so the flow rate can be installed to control the supply rate of the silicon tetrachloride vapor. According to the "Handbook" (edited by the Chemical Society of Japan), the boiling point of zinc is very high at 907 ° C, so it is difficult to measure the steam flow rate with a gas flow meter. It was difficult to control.

亜鉛の流量を測定する方法としては、例えば、溶融金属めっき装置における溶融亜鉛の流量測定として、溶融亜鉛中の粒子の移動速度、溶融亜鉛の流れと直交する槽内断面の面積および溶融亜鉛の密度から求める方法が記載されている(特許文献1)。   As a method for measuring the flow rate of zinc, for example, as a flow rate measurement of molten zinc in a molten metal plating apparatus, the moving speed of particles in the molten zinc, the area of the cross section in the tank orthogonal to the flow of molten zinc, and the density of molten zinc (Patent Document 1).

また、連続溶融亜鉛めっきで亜鉛を供給する際、事前に亜鉛を溶融して亜鉛ポットへ供給するプリメルト法があり、このプリメルトポットと溶融亜鉛ポットを結ぶ連通管に電磁流量計による非接触の測定が報告されている(特許文献2)。   In addition, when supplying zinc by continuous hot dip galvanization, there is a premelt method in which zinc is melted in advance and supplied to the zinc pot. Measurement has been reported (Patent Document 2).

特開2001−288548号公報(段落番号0020)JP 2001-288548 A (paragraph number 0020) 特開平3−207843号公報(第2頁右下欄第3行)Japanese Patent Laid-Open No. 3-207843 (second page, lower right column, third line)

ところが、これら特許文献1及び2に記載の方法は、いずれも、溶融亜鉛の流量を測定する方法であり、亜鉛蒸気の流量を測定する方法ではない。   However, both of the methods described in Patent Documents 1 and 2 are methods for measuring the flow rate of molten zinc, and are not methods for measuring the flow rate of zinc vapor.

従来、亜鉛蒸気を用いる装置に亜鉛蒸気を供給するに当たって、亜鉛蒸気の供給速度を正確に測定する方法がなく、そのため、装置へ一定の供給速度で亜鉛蒸気を供給する方法がなかった。   Conventionally, when supplying zinc vapor to a device using zinc vapor, there is no method for accurately measuring the supply rate of zinc vapor, and therefore there is no method for supplying zinc vapor to the device at a constant supply rate.

そこで、本発明の目的は、亜鉛蒸気を用いる装置に一定の供給速度で亜鉛蒸気を供給することができる亜鉛蒸気の供給方法及び亜鉛蒸気の供給装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a zinc vapor supply method and a zinc vapor supply device capable of supplying zinc vapor to an apparatus using zinc vapor at a constant supply rate.

本発明者らは、上記従来技術における課題を解決すべく、鋭意研究を重ねた結果、亜鉛蒸発器に溶融亜鉛を供給しつつ、蒸発させた亜鉛蒸気を該亜鉛蒸発器から排出して後段の装置へ供給する際に、一定の供給速度で該亜鉛蒸発器に該溶融亜鉛を供給しつつ、且つ、該亜鉛蒸発器内の亜鉛の液面の高さを測定し、該亜鉛の液面の高さが一定になるように、該亜鉛蒸発器の温度を制御して、該亜鉛蒸発器内の亜鉛を蒸発させることにより、一定の供給速度で亜鉛蒸気を後段の装置へ供給できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of intensive studies to solve the problems in the prior art, the inventors of the present invention discharged molten zinc vapor from the zinc evaporator while supplying molten zinc to the zinc evaporator. When supplying to the apparatus, while supplying the molten zinc to the zinc evaporator at a constant supply rate, the height of the zinc liquid level in the zinc evaporator is measured, and the zinc liquid level is measured. It is found that by controlling the temperature of the zinc evaporator so that the height is constant and evaporating the zinc in the zinc evaporator, zinc vapor can be supplied to the subsequent apparatus at a constant supply rate. The present invention has been completed.

すなわち、本発明(1)は、亜鉛蒸発器に溶融亜鉛を供給しつつ、蒸発させた亜鉛蒸気を該亜鉛蒸発器から排出して後段の装置へ供給する亜鉛蒸気の供給方法において、一定の供給速度で該亜鉛蒸発器に該溶融亜鉛を供給しつつ、且つ、該亜鉛蒸発器内の亜鉛の液面の高さを測定し、該亜鉛の液面の高さが一定になるように、該亜鉛蒸発器内の亜鉛を蒸発させることを特徴とする亜鉛蒸気の供給方法を提供するものである。   That is, the present invention (1) is a method of supplying a constant amount of zinc vapor, in which molten zinc is supplied to the zinc evaporator, and the evaporated zinc vapor is discharged from the zinc evaporator and supplied to the subsequent apparatus. While supplying the molten zinc to the zinc evaporator at a speed and measuring the height of the zinc liquid level in the zinc evaporator, the height of the zinc liquid level is kept constant. The present invention provides a method for supplying zinc vapor characterized by evaporating zinc in a zinc evaporator.

また、本発明(2)は、亜鉛蒸発器と、該亜鉛蒸発器に一定速度で溶融亜鉛を供給するための溶融亜鉛の供給手段と、蒸発した亜鉛を該亜鉛蒸発器から排出するための亜鉛蒸気の排出管と、該亜鉛蒸発器内の亜鉛の液面との距離を測定するための非接触式の距離測定器と、該亜鉛の液面と該非接触式の距離測定器との距離の信号が入力され、該距離から亜鉛の液面の高さを算出し、該亜鉛の液面の高さが一定になるように、該亜鉛蒸発器のヒーターに出力制御信号を出力する制御手段と、を有することを特徴とする亜鉛蒸気の供給装置を提供するものである。   Further, the present invention (2) includes a zinc evaporator, molten zinc supply means for supplying molten zinc to the zinc evaporator at a constant speed, and zinc for discharging the evaporated zinc from the zinc evaporator. A non-contact distance measuring device for measuring a distance between a vapor discharge pipe and a zinc liquid level in the zinc evaporator; and a distance between the zinc liquid level and the non-contact distance measuring device. Control means for calculating a zinc liquid level from the distance, and outputting an output control signal to the heater of the zinc evaporator so that the zinc liquid level is constant. A zinc vapor supply device is provided.

また、本発明(3)は、前記非接触式の距離測定器が、予め定めた変調周波数で変調された距離測定用レーザー光を発生させるレーザー光発生部と、該測定用レーザー光を被測定点に向けて発信するレーザー光発信部と、該被測定点から反射してくる反射光を受光する受光部と、該反射光と該測定用レーザー光との位相差を検出する位相差検出部と、該位相差から該被測定点までの距離を計算する計算部と、を有するレーザー式距離測定器であることを特徴とする本発明(2)の亜鉛蒸気の供給装置を提供するものである。   According to the present invention (3), the non-contact distance measuring device generates a laser beam for distance measurement modulated at a predetermined modulation frequency, and the laser beam for measurement is measured. A laser beam transmitter that emits light toward a point, a light receiver that receives reflected light reflected from the measurement point, and a phase difference detector that detects a phase difference between the reflected light and the laser beam for measurement And a zinc vapor supply device according to the present invention (2), characterized in that it is a laser-type distance measuring device having a calculation unit for calculating the distance from the phase difference to the measurement point. is there.

本発明によれば、亜鉛蒸気を用いる装置に一定の供給速度で亜鉛蒸気を供給することができる亜鉛蒸気の供給方法及び亜鉛蒸気の供給装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the supply method of the zinc vapor | steam which can supply zinc vapor | steam to the apparatus using zinc vapor | steam with a fixed supply speed, and the supply apparatus of zinc vapor | steam can be provided.

本発明の亜鉛蒸気の供給装置を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the supply apparatus of the zinc vapor | steam of this invention.

本発明の亜鉛蒸気の供給方法及び本発明の亜鉛蒸気の供給装置について、図1を参照して説明する。図1は、本発明の亜鉛蒸気の供給装置を示す模式図である。なお、図1では、説明の都合上、亜鉛蒸発器及び亜鉛溶融器については、断面図で示している。   The zinc vapor supply method of the present invention and the zinc vapor supply apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view showing a zinc vapor supply apparatus of the present invention. In FIG. 1, for convenience of explanation, the zinc evaporator and the zinc melter are shown in cross-sectional views.

図1中、亜鉛蒸気の供給装置20は、亜鉛蒸発器1と、該亜鉛蒸発器1を加熱するためのヒーター7と、亜鉛溶融器2と、該亜鉛溶融器2を加熱するためのヒーター9と、粒状亜鉛計量器3と、距離測定用レーザー光を発生させるためのレーザー光発生部18と、該距離測定用レーザー光を該亜鉛蒸発器1内の亜鉛の液面23に発信し且つ該亜鉛の液面23から反射してくる反射光を受光するレーザー光の発信部兼受光部4と、該レーザー光の発信部兼受光部4で受光した反射光と該距離測定用レーザー光との位相差を検出する位相検出部5と、該位相差から該レーザー光の発信部兼受光部4から該亜鉛の液面23までの距離を計算する計算部22と、該計算部22で計算された該レーザー光の発信部兼受光部4から該亜鉛の液面23までの距離に基づいて該亜鉛蒸発器1のヒーター7の出力を制御する制御手段6と、を有する。   In FIG. 1, a zinc vapor supply device 20 includes a zinc evaporator 1, a heater 7 for heating the zinc evaporator 1, a zinc melter 2, and a heater 9 for heating the zinc melter 2. And a granular zinc meter 3, a laser beam generator 18 for generating a distance measuring laser beam, and transmitting the distance measuring laser beam to a zinc liquid surface 23 in the zinc evaporator 1 and The laser beam transmitter / receiver 4 that receives the reflected light reflected from the zinc liquid surface 23, the reflected light received by the laser beam transmitter / receiver 4 and the distance measuring laser beam Calculated by the phase detector 5 for detecting the phase difference, the calculator 22 for calculating the distance from the laser beam transmitter / receiver 4 to the zinc liquid level 23 from the phase difference, and the calculator 22. From the laser beam transmitter / receiver 4 to the zinc liquid surface 23 And a control means 6 for controlling the output of the heater 7 of the zinc evaporator 1 based on the release, the.

該粒状亜鉛計量器3は、一定量の粒状亜鉛を一定時間毎に計量して、該亜鉛溶融器2に供給するための粒状亜鉛の計量器である。つまり、該粒状亜鉛計量器3により、該亜鉛溶融器2に一定の供給速度で粒状亜鉛が供給される。該粒状亜鉛計量器3を用いて、該亜鉛溶融器2に粒状亜鉛を一定の供給速度で供給する方法としては、特に制限されないが、例えば、該粒状亜鉛計量器3の粒状亜鉛の貯蔵部内から、一定の時間間隔で設定量の粒状亜鉛を計量して(例えば、30秒毎に30gの粒状亜鉛を計量して)、該亜鉛溶融器2に供給するように、該粒状亜鉛計量器3の制御部にプログラミングする方法、例えば、30秒毎に30gの粒状亜鉛が供給されるようにスクリューフィーダーの回転数を制御するスクリューフィーダー方式の供給方法が挙げられる。その際、計量間隔や一回当たりに計り取る粒状亜鉛の量、スクリューフィーダーの回転数等は、粒状亜鉛の供給速度が、該亜鉛蒸気の供給装置20の後段に設置される装置への亜鉛蒸気の供給速度の設置値と同じになるように、適宜選択される。   The granular zinc meter 3 is a granular zinc meter for measuring a certain amount of granular zinc at regular intervals and supplying it to the zinc melter 2. That is, the granular zinc meter 3 supplies granular zinc to the zinc melter 2 at a constant supply rate. A method of supplying granular zinc to the zinc melter 2 at a constant supply rate using the granular zinc meter 3 is not particularly limited. For example, from the inside of the granular zinc storage unit of the granular zinc meter 3 The granular zinc meter 3 so that a set amount of granular zinc is metered at regular time intervals (for example, 30 g of granular zinc is metered every 30 seconds) and fed to the zinc melter 2. A method of programming the control unit, for example, a screw feeder type supply method of controlling the rotation speed of the screw feeder so that 30 g of granular zinc is supplied every 30 seconds. At that time, the amount of granular zinc measured per measurement interval, the number of rotations of the screw feeder, etc. are determined according to the zinc zinc supply rate to the device installed at the subsequent stage of the zinc vapor supply device 20. It is suitably selected so as to be the same as the installation value of the supply speed.

そして、該粒状亜鉛計量器3で計量された粒状亜鉛は、該粒状亜鉛計量器3の粒状亜鉛供給部11及び該粒状亜鉛供給部11に繋がっている粒状亜鉛の供給管24を経て、該亜鉛溶融器2に供給される。なお、該粒状亜鉛計量器3で計量される亜鉛の形状は、粒状に制限されるものではなく、該粒状亜鉛計量器3で計量可能であり、一定の供給速度での供給が可能な形状、大きさであればよい。   The granular zinc weighed by the granular zinc meter 3 passes through the granular zinc supply unit 11 of the granular zinc meter 3 and the granular zinc supply pipe 24 connected to the granular zinc supply unit 11, The melter 2 is supplied. In addition, the shape of zinc measured by the granular zinc meter 3 is not limited to a granular shape, and can be measured by the granular zinc meter 3 and can be supplied at a constant supply speed. Any size is acceptable.

該亜鉛溶融器2は、該粒状亜鉛計量器3から供給される固体の亜鉛を、該ヒーター9を用いて亜鉛の融点以上の温度に加熱して溶解させて、溶融亜鉛16にするための亜鉛の溶融器である。該亜鉛溶融器2には、該粒状亜鉛供給管24が繋がっている。また、該亜鉛溶融器2には、オーバーフロー管12が付設されており、該粒状亜鉛計量器3から該亜鉛溶融器2に供給された粒状亜鉛の分だけ、該溶融亜鉛16がオーバーフローして、該亜鉛溶融器2から排出されて、該亜鉛蒸発器1に供給される。   The zinc melter 2 is a zinc for melting the solid zinc supplied from the granular zinc meter 3 by heating to a temperature equal to or higher than the melting point of zinc using the heater 9 to obtain molten zinc 16. The melter. The granular zinc supply pipe 24 is connected to the zinc melter 2. The zinc melter 2 is provided with an overflow pipe 12, and the molten zinc 16 overflows by the amount of granular zinc supplied from the granular zinc meter 3 to the zinc melter 2. It is discharged from the zinc melter 2 and supplied to the zinc evaporator 1.

そして、一定の供給速度で粒状亜鉛が該粒状亜鉛計量器3から該亜鉛溶融器2に供給されることにより、一定の排出速度で該溶融亜鉛16が該亜鉛溶融器2からオーバーフローするので、該亜鉛蒸発器1には、一定の供給速度で該溶融亜鉛16が供給される。つまり、図1では、該粒状亜鉛計量器3、該粒状亜鉛供給管24、該亜鉛溶融器2及び該オーバーフロー管12が、該亜鉛蒸発器1に一定の供給速度で溶融亜鉛を供給するための溶融亜鉛の供給手段25(図1中、符号25の一点鎖線で囲まれている部分)である。   Then, by supplying granular zinc from the granular zinc meter 3 to the zinc melter 2 at a constant supply rate, the molten zinc 16 overflows from the zinc melter 2 at a constant discharge rate. The molten zinc 16 is supplied to the zinc evaporator 1 at a constant supply rate. That is, in FIG. 1, the granular zinc meter 3, the granular zinc supply pipe 24, the zinc melter 2, and the overflow pipe 12 supply molten zinc to the zinc evaporator 1 at a constant supply rate. It is the supply means 25 (the part enclosed with the dashed-dotted line of the code | symbol 25 in FIG. 1) 25 of molten zinc.

該亜鉛溶融器2の加熱温度は、亜鉛の融点以上の温度であり、通常、420〜850℃、好ましくは600〜800℃である。   The heating temperature of the zinc melter 2 is a temperature equal to or higher than the melting point of zinc, and is usually 420 to 850 ° C, preferably 600 to 800 ° C.

該亜鉛蒸発器1は、亜鉛15を、該ヒーター7を用いて沸点以上の温度に加熱し蒸発させて、亜鉛蒸気を発生させるための亜鉛の蒸発器である。該亜鉛蒸発器1には、該オーバーフロー管12が繋がっている。また、該亜鉛蒸発器1には、亜鉛蒸気の排出管8が付設されており、該亜鉛蒸気の排出管8は、後段の装置に繋がっている。そして、該亜鉛蒸発器1で発生した亜鉛蒸気10は、該亜鉛蒸気の排出管8を通って、後段の装置に供給される。   The zinc evaporator 1 is a zinc evaporator for generating zinc vapor by heating and evaporating the zinc 15 to a temperature not lower than the boiling point using the heater 7. The zinc evaporator 1 is connected to the overflow pipe 12. The zinc evaporator 1 is provided with a zinc vapor discharge pipe 8, and the zinc vapor discharge pipe 8 is connected to a subsequent apparatus. And the zinc vapor | steam 10 which generate | occur | produced in this zinc evaporator 1 is supplied to the apparatus of a back | latter stage through this discharge pipe | tube 8 of zinc vapor | steam.

該亜鉛蒸発器のヒーター7は、電気ヒーターであり、該制御手段6から出力される出力制御信号21を受け取る。その出力制御信号21が、出力を高める信号であった場合は、該ヒーター7は出力を高めて該亜鉛蒸発器1内の温度を上げ、出力を下げる信号であった場合は、該ヒーター7は出力を下げて該亜鉛蒸発器1内の温度を下げる。   The heater 7 of the zinc evaporator is an electric heater and receives an output control signal 21 output from the control means 6. When the output control signal 21 is a signal for increasing the output, the heater 7 increases the output to increase the temperature in the zinc evaporator 1, and when the output control signal 21 is a signal for decreasing the output, the heater 7 The output is lowered to lower the temperature in the zinc evaporator 1.

また、該亜鉛蒸発器1の上方、つまり、該亜鉛蒸発器1内の該亜鉛の液面23の上方には、該レーザー光の発信部兼受光部4が設置されている。   In addition, above the zinc evaporator 1, that is, above the zinc liquid level 23 in the zinc evaporator 1, the laser beam transmitter / receiver 4 is installed.

図1中、該レーザー光発生部18、該レーザー光の発信部兼受光部4、該位相差検出部5及び該計算部22が、レーザー式距離測定器17(図1中、符号17の一点鎖線で囲まれている部分)である。該レーザー式距離測定器17は、該亜鉛の液面23と該レーザー式距離測定器17との距離、更に詳細には、該亜鉛の液面23と該レーザー光の発信部兼受光部4との距離を測定するための距離測定器である。該レーザー光発生部18は、距離測定用のレーザー光、すなわち、該亜鉛の液面23に向けて発信されるレーザー光の発生部であり、該レーザー光の発信部兼受光部4は、該距離測定用レーザー光を該亜鉛の液面23に向けて発信し、該亜鉛の液面23で反射された反射光を受光するためのレーザー光の発信部兼受光部であり、該位相差検出部5は、該反射光と該距離測定用レーザー光との位相差を検出するための位相差検出部であり、該計算部22は、該位相差から該亜鉛の液面23と該レーザー光の発信部兼受光部4との距離を計算する計算部である。   In FIG. 1, the laser beam generator 18, the laser beam transmitter / receiver 4, the phase difference detector 5, and the calculator 22 are represented by a laser-type distance measuring device 17 (one reference numeral 17 in FIG. 1). Part surrounded by a chain line). The laser type distance measuring device 17 is a distance between the zinc liquid level 23 and the laser type distance measuring unit 17, more specifically, the zinc level 23 and the laser beam transmitting / receiving unit 4; It is a distance measuring device for measuring the distance. The laser beam generator 18 is a laser beam generator for measuring distance, that is, a laser beam transmitted toward the zinc liquid surface 23. The laser beam transmitter / receiver unit 4 A laser beam transmitter / receiver for transmitting a distance measuring laser beam toward the zinc liquid surface 23 and receiving reflected light reflected by the zinc liquid surface 23, and detecting the phase difference The unit 5 is a phase difference detection unit for detecting the phase difference between the reflected light and the distance measuring laser beam, and the calculation unit 22 calculates the zinc liquid level 23 and the laser beam from the phase difference. It is a calculation part which calculates the distance with the transmission part / light-receiving part 4.

そして、該レーザー式距離測定器17では、先ず、該レーザー光発生部18で、予め定めた変調周波数で変調された距離測定用レーザー光を発生させ、次いで、発生させた該距離測定用レーザー光を、該レーザー光発信部兼受光部4から、該亜鉛の液面23に向けて発信させる。発信された該距離測定用レーザー光は、該亜鉛の液面23で反射するので、その反射光を、該レーザー光の発信部兼受光部4で受光する。次いで、該位相差検出部5が、該反射光と該距離測定用レーザー光との位相差を検出し、検出された位相差の信号26を、該計算部22へと出力する。次いで、該計算部22は、該位相差から、該亜鉛の液面23と該レーザー光の発信部兼受光部4との距離(該亜鉛の液面23と該レーザー式距離測定器17との距離)を計算し、計算された該亜鉛の液面23と該レーザー光の発信部兼受光部4との距離の信号を、該制御手段6へと出力する。   In the laser type distance measuring device 17, first, the laser beam generator 18 generates a distance measuring laser beam modulated at a predetermined modulation frequency, and then the generated distance measuring laser beam. Is transmitted toward the zinc liquid surface 23 from the laser beam transmitter / receiver 4. The transmitted laser beam for distance measurement is reflected by the zinc liquid surface 23, so that the reflected light is received by the laser beam transmitter / receiver 4. Next, the phase difference detection unit 5 detects a phase difference between the reflected light and the distance measuring laser beam, and outputs a detected phase difference signal 26 to the calculation unit 22. Next, the calculation unit 22 calculates the distance between the zinc liquid level 23 and the laser beam transmitter / receiver 4 (the zinc liquid level 23 and the laser distance measuring device 17 from the phase difference). Distance) is calculated, and a signal indicating the calculated distance between the zinc liquid level 23 and the laser beam transmitting / receiving unit 4 is output to the control means 6.

該制御手段6は、該レーザー式距離測定器17の該計算部22と繋がっており、該計算部22から伝達される該亜鉛の液面23と該レーザー光の発信部兼受光部4との距離(該亜鉛の液面23と該レーザー式距離測定器17との距離)の信号19を取り込む。先ず、該制御手段6は、亜鉛蒸気の供給開始時の該亜鉛の液面23と該レーザー光の発信部兼受光部4との距離の値を取り込み記録する。この亜鉛蒸気の供給開始時の該亜鉛の液面23と該レーザー光の発信部兼受光部4との距離から、亜鉛蒸気の供給開始時の該亜鉛の液面23の高さを計算する。つまり、亜鉛蒸気の供給開始時の該亜鉛の液面23と該レーザー光の発信部兼受光部4との距離を測定することにより、亜鉛蒸気の供給開始時の該亜鉛の液面23の高さを測定することになる。   The control means 6 is connected to the calculation unit 22 of the laser type distance measuring device 17, and the liquid level 23 of the zinc transmitted from the calculation unit 22 and the transmitter / receiver unit 4 of the laser beam. A signal 19 of a distance (a distance between the zinc liquid level 23 and the laser-type distance measuring device 17) is captured. First, the control means 6 captures and records the value of the distance between the zinc liquid level 23 and the laser beam transmitting / receiving unit 4 at the start of supply of zinc vapor. The height of the zinc liquid level 23 at the start of zinc vapor supply is calculated from the distance between the zinc liquid level 23 at the start of zinc vapor supply and the laser beam transmitting / receiving unit 4. That is, by measuring the distance between the zinc liquid level 23 at the start of zinc vapor supply and the laser beam transmitter / receiver 4, the height of the zinc liquid level 23 at the start of zinc vapor supply is measured. Will be measured.

次いで、亜鉛蒸気供給中の該亜鉛の液面23と該レーザー光の発信部兼受光部4との距離の値を一定の時間間隔で取り込む。この亜鉛蒸気供給中の該亜鉛の液面23と該レーザー光の発信部兼受光部4との距離から、亜鉛蒸気供給中の該亜鉛の液面23の高さを計算する。つまり、亜鉛蒸気供給中の該亜鉛の液面23と該レーザー光の発信部兼受光部4との距離を測定することにより、亜鉛蒸気供給中の該亜鉛の液面23の高さを測定することになる。   Next, the value of the distance between the zinc liquid surface 23 during supply of zinc vapor and the laser beam transmitter / receiver 4 is taken in at regular time intervals. The height of the zinc liquid surface 23 during supply of zinc vapor is calculated from the distance between the zinc liquid surface 23 during supply of zinc vapor and the laser beam transmitter / receiver 4. That is, the height of the zinc liquid surface 23 during the supply of zinc vapor is measured by measuring the distance between the zinc liquid surface 23 during the supply of the zinc vapor and the laser beam transmitter / receiver 4. It will be.

そして、距離の値を取り込む毎に、該亜鉛蒸気の供給開始時の該亜鉛の液面23と該レーザー光の発信部兼受光部4との距離と、亜鉛蒸気供給中の該亜鉛の液面23と該レーザー光の発信部兼受光部4との距離の差(亜鉛蒸気の供給開始時−亜鉛蒸気供給中の各取り込み時)を算出する。この距離の差より、亜鉛蒸気の供給開始時の該亜鉛の液面23の高さと、亜鉛蒸気供給中の各距離の値の取り込み時の該亜鉛の液面23の高さとの差を把握する。   And every time the value of distance is taken in, the distance between the zinc liquid surface 23 at the start of supply of the zinc vapor and the laser beam transmitter / receiver 4, and the zinc liquid surface during supply of the zinc vapor The difference in distance between the laser beam transmitter 23 and the light receiving unit 4 (at the start of supply of zinc vapor-at the time of each intake during supply of zinc vapor) is calculated. From the difference in distance, the difference between the height of the zinc liquid surface 23 at the start of supply of zinc vapor and the height of the zinc liquid surface 23 at the time of taking in the value of each distance during supply of zinc vapor is grasped. .

なお、亜鉛蒸気供給中は、亜鉛が沸騰状態にあるため、該亜鉛の液面23は、波打つように変動していることがある。そのため、該亜鉛の液面23が波打つように変動している場合は、例えば、1秒間に10回距離の測定を行い、該制御手段6に、この10回の距離の値を取り込ませ、この10回の距離の値の平均値を計算させ、算出された平均距離を、この1秒間を代表する距離の値として採用して、上記距離の差(亜鉛蒸気の供給開始時−亜鉛蒸気供給中の各取り込み時)を計算させてもよく、また、この10回の距離の値の分布に1つ以上のピークがある場合にはその中での最長の値を、この1秒間を代表する距離の値として採用してもよい。更に、上記の1秒間を代表する距離の値の10秒間の平均値をその10秒間を代表する距離の値として採用して上記距離の差を計算させてもよい。あるいは、10秒間に100回の測定を行い、測定距離の分布に1つ以上のピークがある場合にはその中で上位1〜10個の距離の値の平均値をその10秒間を代表する距離の値として採用して上記距離の差を計算させてもよい。また、該制御手段6に、そのような計算がされるようにプログラミングすることができる。   During zinc vapor supply, since zinc is in a boiling state, the zinc liquid level 23 may fluctuate so as to wave. Therefore, when the zinc liquid level 23 fluctuates so as to wave, for example, the distance is measured 10 times per second, and the control means 6 is made to take in the value of the distance 10 times. The average value of the 10 distance values is calculated, and the calculated average distance is adopted as the distance value representing this one second, and the difference in the distances (at the start of zinc vapor supply-during zinc vapor supply) (At each time of taking in), and when there are one or more peaks in the distribution of the values of the 10 times, the longest value among them is the distance representing this 1 second. You may employ | adopt as a value of. Furthermore, the difference in the distance may be calculated by adopting an average value for 10 seconds of the distance value representing 1 second as the distance value representing 10 seconds. Alternatively, when the measurement is performed 100 times in 10 seconds and there is one or more peaks in the distribution of measurement distances, the average value of the top 1 to 10 distances among them is the distance representative of the 10 seconds. The difference between the distances may be calculated by adopting the above value. Further, the control means 6 can be programmed so that such a calculation is performed.

また、該制御手段6は、該亜鉛蒸発器のヒーター7と繋がっており、算出された亜鉛蒸気の供給開始時と各取り込み時の該亜鉛の液面23と該レーザー光の発信部兼受光部4との距離の差に基づいて、該亜鉛の液面23の高さが、亜鉛蒸気の供給開始時の該亜鉛の液面23の高さで一定になるように、該亜鉛蒸発器のヒーター7に出力制御信号21を出力する。言い換えると、算出された亜鉛蒸気の供給開始時と各取り込み時の該亜鉛の液面23の高さの差に基づいて、該亜鉛の液面23の高さが、亜鉛蒸気の供給開始時の該亜鉛の液面23の高さで一定になるように、該亜鉛蒸発器のヒーター7に出力制御信号21を出力する。該制御手段6は、そのような出力制御信号を出力するようにプログラミングされている電子計算機である。   The control means 6 is connected to the heater 7 of the zinc evaporator, and the zinc liquid level 23 and the laser beam transmitter / receiver at the start of supply of zinc vapor and at the time of each intake are calculated. Heater of the zinc evaporator so that the height of the zinc liquid level 23 is constant at the height of the zinc liquid level 23 when the supply of zinc vapor starts. 7 outputs an output control signal 21. In other words, based on the difference in the height of the zinc liquid level 23 at the start of supply of zinc vapor and at the time of each intake, the height of the liquid level 23 of zinc is calculated as follows. An output control signal 21 is output to the heater 7 of the zinc evaporator so that the height of the zinc liquid surface 23 is constant. The control means 6 is an electronic computer programmed to output such an output control signal.

具体的には、亜鉛蒸気の供給開始時と各取り込み時の距離の差が、負の値であった場合は、つまり、亜鉛蒸気の供給開始時より各取り込み時の方が該亜鉛の液面23の高さが低かった場合は、該亜鉛蒸発器1の温度を下げるように、該亜鉛蒸発器のヒーター7に出力を下げる出力制御信号21を出力し、一方、亜鉛蒸気の供給開始時と各取り込み時の距離の差が、正の値であった場合は、つまり、亜鉛蒸気の供給開始時より各取り込み時の方が該亜鉛の液面23の高さが高かった場合は、該亜鉛蒸発器1の温度を上げるように、該亜鉛蒸発器のヒーター7に出力を上げる出力制御信号21を出力する。なお、図1では、各信号の伝達経路を点線で示した。   Specifically, when the difference in distance between the start of supply of zinc vapor and each intake is a negative value, that is, the liquid level of zinc is greater at the time of each intake than at the start of supply of zinc vapor. When the height of 23 is low, an output control signal 21 for lowering the output is output to the heater 7 of the zinc evaporator so as to lower the temperature of the zinc evaporator 1, while the supply of zinc vapor is started. When the difference in the distance at each intake is a positive value, that is, when the height of the zinc liquid surface 23 is higher at each intake than at the start of the supply of zinc vapor, the zinc An output control signal 21 for increasing the output is output to the heater 7 of the zinc evaporator so as to raise the temperature of the evaporator 1. In FIG. 1, the transmission path of each signal is indicated by a dotted line.

また、該亜鉛蒸発器1には、該亜鉛蒸発器1内を不活性ガス雰囲気にするための不活性ガスの供給管が付設されていてもよく、この場合、該不活性ガスの供給管から供給された該不活性ガスは、該亜鉛蒸発器1及び該亜鉛蒸気供給管8を経て、後段の装置へと移動する。該不活性ガスとしては、窒素ガス、ヘリウムガス、ネオンガス、アルゴンガス、キセノンガス等が挙げられ、これらのうち、窒素ガスが好ましい。   Further, the zinc evaporator 1 may be provided with an inert gas supply pipe for making the inside of the zinc evaporator 1 an inert gas atmosphere. In this case, from the inert gas supply pipe, The supplied inert gas moves to the subsequent apparatus through the zinc evaporator 1 and the zinc vapor supply pipe 8. Examples of the inert gas include nitrogen gas, helium gas, neon gas, argon gas, xenon gas, etc. Among these, nitrogen gas is preferable.

また、該亜鉛溶融器2には、該亜鉛溶融器2内を不活性ガス雰囲気にするための不活性ガスの供給管が付設されていてもよい。   The zinc melter 2 may be provided with an inert gas supply pipe for making the inside of the zinc melter 2 an inert gas atmosphere.

図1に示す該亜鉛蒸気の供給装置20を用いて亜鉛蒸気を供給する方法について説明する。先ず、該亜鉛蒸発器1を該ヒーター7で加熱し、該亜鉛溶融器2を該ヒーター9で加熱して、容器内の亜鉛を溶融させる。次いで、該亜鉛蒸発器1の温度を、亜鉛の沸点以上の温度に上げて、亜鉛を沸騰させる。亜鉛の沸騰が開始した時点から、該粒状亜鉛計量器3を用いて、該亜鉛溶融器2への粒状亜鉛の供給を開始すると共に、該亜鉛蒸気の排出管8から該亜鉛蒸気10を排出して、後段の装置への亜鉛蒸気の供給を開始する。また、該レーザー式距離測定器17を用いて、該亜鉛蒸発器1内の該亜鉛の液面23の高さ(該亜鉛の液面23と該レーザー光の発信部兼受光部4との距離)の測定を開始して、亜鉛蒸気の供給開始時の値を、該制御手段6に記録させる。   A method for supplying zinc vapor using the zinc vapor supply device 20 shown in FIG. 1 will be described. First, the zinc evaporator 1 is heated by the heater 7 and the zinc melter 2 is heated by the heater 9 to melt the zinc in the container. Next, the temperature of the zinc evaporator 1 is raised to a temperature equal to or higher than the boiling point of zinc to boil the zinc. From the point of time when the boiling of zinc starts, the granular zinc meter 3 is used to start the supply of granular zinc to the zinc melter 2 and the zinc vapor 10 is discharged from the zinc vapor discharge pipe 8. Then, supply of zinc vapor to the subsequent apparatus is started. Further, using the laser type distance measuring device 17, the height of the zinc liquid surface 23 in the zinc evaporator 1 (the distance between the zinc liquid surface 23 and the laser beam transmitter / receiver 4). ) Measurement is started, and the control means 6 records the value at the start of the supply of zinc vapor.

そして、該粒状亜鉛計量器3を用いて、粒状亜鉛を一定の供給速度で該亜鉛溶融器2に供給して、供給した粒状亜鉛の分だけ、溶融亜鉛を該亜鉛溶融器2からオーバーフローさせることにより、溶融亜鉛を一定の供給速度で該亜鉛蒸発器1に供給しつつ、該亜鉛蒸発器1では、亜鉛を蒸発させて、該亜鉛蒸気10を該亜鉛蒸気の供給管8から排出する。   Then, using the granular zinc meter 3, the granular zinc is supplied to the zinc melter 2 at a constant supply rate, and the molten zinc is caused to overflow from the zinc melter 2 by the amount of the supplied granular zinc. Thus, while supplying molten zinc to the zinc evaporator 1 at a constant supply rate, the zinc evaporator 1 evaporates zinc and discharges the zinc vapor 10 from the zinc vapor supply pipe 8.

このとき、該レーザー式距離測定器17を用いて、該亜鉛蒸発器1内の該亜鉛の液面23の高さ(該亜鉛の液面23と該レーザー光の発信部兼受光部4との距離)を測定して、その値に基づいて、該亜鉛の液面23の高さが、亜鉛蒸気の供給開始時の該亜鉛の液面23の高さで一定になるように、該ヒーター7で該亜鉛蒸発器1の温度を調節して、該亜鉛蒸発器1内の亜鉛の蒸発速度を調節する。   At this time, using the laser type distance measuring device 17, the height of the zinc liquid surface 23 in the zinc evaporator 1 (the zinc liquid surface 23 and the laser light transmitting / receiving unit 4 Distance) is measured, and based on this value, the height of the zinc liquid surface 23 becomes constant at the height of the zinc liquid surface 23 at the start of supply of zinc vapor. The temperature of the zinc evaporator 1 is adjusted to adjust the evaporation rate of zinc in the zinc evaporator 1.

このようして、一定の供給速度で該亜鉛蒸発器1に溶融亜鉛を供給することにより、一定の供給速度で亜鉛蒸気を後段の装置へ供給することができる。つまり、本発明の亜鉛蒸気の供給方法では、一定の供給速度で溶融亜鉛を該亜鉛蒸発器1に供給しつつ、該亜鉛蒸発器1内の該亜鉛の液面23の高さが一定になるように、該亜鉛蒸発器1内の亜鉛を蒸発させることにより、該溶融亜鉛の供給量と亜鉛蒸気の蒸発量とが同じになる。そのため、本発明の亜鉛蒸気の供給方法では、該溶融亜鉛の供給速度を一定にすれば、同じ一定の速度で亜鉛蒸気を後段の装置へ供給することができる。なお、図1中の該亜鉛蒸気の供給装置20を用いる場合には、該粒状亜鉛計量器3による粒状亜鉛の供給速度を一定にすれば、同じ一定の速度で亜鉛蒸気を供給することができる。   In this way, by supplying molten zinc to the zinc evaporator 1 at a constant supply rate, zinc vapor can be supplied to the subsequent apparatus at a constant supply rate. That is, in the zinc vapor supply method of the present invention, the height of the liquid surface 23 of the zinc in the zinc evaporator 1 becomes constant while supplying molten zinc to the zinc evaporator 1 at a constant supply rate. Thus, by evaporating the zinc in the zinc evaporator 1, the supply amount of the molten zinc and the evaporation amount of the zinc vapor become the same. Therefore, in the zinc vapor supply method of the present invention, if the molten zinc supply rate is made constant, zinc vapor can be supplied to the subsequent apparatus at the same constant rate. In addition, when using this zinc vapor supply device 20 in FIG. 1, if the supply rate of granular zinc by the granular zinc meter 3 is made constant, zinc vapor can be supplied at the same constant rate. .

すなわち、本発明の亜鉛蒸気の供給装置は、亜鉛蒸発器と、該亜鉛蒸発器に一定速度で溶融亜鉛を供給するための溶融亜鉛の供給手段と、蒸発した亜鉛を該亜鉛蒸発器から排出するための亜鉛蒸気の排出管と、該亜鉛蒸発器内の亜鉛の液面との距離を測定するための非接触式の距離測定器と、該亜鉛の液面と該非接触式の距離測定器との距離の信号が入力され、該距離から亜鉛の液面の高さを算出し、該亜鉛の液面の高さが一定になるように、該亜鉛蒸発器のヒーターに出力制御信号を出力する制御手段と、を有することを特徴とする亜鉛蒸気の供給装置である。   That is, the zinc vapor supply apparatus of the present invention includes a zinc evaporator, molten zinc supply means for supplying molten zinc to the zinc evaporator at a constant speed, and exhausted evaporated zinc from the zinc evaporator. A non-contact type distance measuring device for measuring a distance between a zinc vapor discharge pipe for measuring the zinc vapor level in the zinc evaporator, and a non-contact type distance measuring device for measuring the distance between the zinc liquid level and the non-contact type distance measuring device The distance level signal is input, the height of the zinc liquid level is calculated from the distance, and an output control signal is output to the heater of the zinc evaporator so that the height of the zinc liquid level is constant. And a zinc vapor supply device.

本発明の亜鉛蒸気の供給装置に係る該溶融亜鉛の供給手段は、図1に示す該溶融亜鉛の供給手段25のように、オーバーフロー式の亜鉛溶融器と該亜鉛溶融器に一定の供給速度で固体の亜鉛を供給することができる固体亜鉛の供給器との組み合わせが好ましいが、これに限定されるものではなく、該亜鉛蒸発器1に一定の供給速度で溶融亜鉛を供給することができるものであればよい。   The molten zinc supplying means according to the zinc vapor supplying apparatus of the present invention is an overflow type zinc melting apparatus and a constant supply speed to the zinc melting apparatus, like the molten zinc supplying means 25 shown in FIG. A combination with a solid zinc feeder capable of supplying solid zinc is preferable, but the present invention is not limited to this, and it is possible to supply molten zinc to the zinc evaporator 1 at a constant supply rate. If it is.

本発明の亜鉛蒸気の供給装置に係る該亜鉛蒸発器のヒーターは、特に制限されないが、該制御手段からの出力制御信号に対する応答が速いことが好ましため、温度制御が速やかに行える点で、電気ヒーターが好ましい。   The heater of the zinc evaporator according to the zinc vapor supply apparatus of the present invention is not particularly limited, but it is preferable that the response to the output control signal from the control means is fast, and the temperature can be quickly controlled. An electric heater is preferred.

また、本発明の亜鉛蒸気の供給方法は、亜鉛蒸発器に溶融亜鉛を供給しつつ、蒸発させた亜鉛蒸気を該亜鉛蒸発器から排出して後段の装置へ供給する亜鉛蒸気の供給方法において、一定の供給速度で該亜鉛蒸発器に該溶融亜鉛を供給しつつ、且つ、該亜鉛蒸発器内の亜鉛の液面の高さを測定し、該亜鉛の液面の高さが一定になるように、該亜鉛蒸発器内の亜鉛を蒸発させることを特徴とする亜鉛蒸気の供給方法である。   Further, the zinc vapor supply method of the present invention is a zinc vapor supply method in which the molten zinc is supplied to the zinc evaporator, while the evaporated zinc vapor is discharged from the zinc evaporator and supplied to the subsequent apparatus. While the molten zinc is supplied to the zinc evaporator at a constant supply rate, the height of the zinc liquid level in the zinc evaporator is measured so that the zinc liquid level becomes constant. The zinc vapor supply method is characterized by evaporating zinc in the zinc evaporator.

本発明の亜鉛蒸気の供給方法では、該亜鉛蒸発器内の亜鉛の液面の上方に非接触式の距離測定器を設置して、該亜鉛の液面と該非接触式の距離測定器との距離を測定することにより、該亜鉛蒸発器内の亜鉛の液面の高さを測定することが好ましい。   In the zinc vapor supply method of the present invention, a non-contact distance measuring device is installed above the zinc liquid surface in the zinc evaporator, and the zinc liquid surface and the non-contact distance measuring device are It is preferable to measure the height of the zinc liquid level in the zinc evaporator by measuring the distance.

本発明の亜鉛蒸気の供給装置及び本発明の亜鉛蒸気の供給方法に係る該非接触式の距離測定装置としては、例えば、図1中に示す該レーザー式距離測定器17が挙げられるが、これに限定されるものではなく、非接触式で該亜鉛の液面23との距離を測定することができる非接触式の距離測定器であればよい。該非接触式の距離測定装置としては、他には、超音波法、赤外線法、高周波法、差圧法、画像処理法等の装置が挙げられる。   Examples of the non-contact type distance measuring device according to the zinc vapor supply device of the present invention and the zinc vapor supply method of the present invention include the laser type distance measuring device 17 shown in FIG. It is not limited, and any non-contact type distance measuring device capable of measuring the distance from the zinc liquid surface 23 in a non-contact type may be used. Other examples of the non-contact type distance measuring device include devices such as an ultrasonic method, an infrared method, a high frequency method, a differential pressure method, and an image processing method.

該非接触式の距離測定器としては、予め定めた変調周波数で変調された距離測定用レーザー光を発生させるレーザー光発生部と、該測定用レーザー光を被測定点に向けて発信するレーザー光発信部と、該被測定点から反射してくる反射光を受光する受光部と、該反射光と該測定用レーザー光との位相差を検出する位相差検出部と、該位相差から該被測定点までの距離を計算する計算部と、を有するレーザー式距離測定器が好ましい。   The non-contact type distance measuring device includes a laser beam generator that generates a laser beam for distance measurement modulated at a predetermined modulation frequency, and a laser beam transmitter that transmits the laser beam for measurement toward a measurement point. A light receiving unit that receives reflected light reflected from the measurement point, a phase difference detection unit that detects a phase difference between the reflected light and the laser beam for measurement, and the measurement target from the phase difference A laser-type distance measuring device having a calculation unit for calculating the distance to the point is preferable.

なお、本発明において、予め定めた変調周波数で変調されたレーザー光とは、任意の周波数の正弦波変調されたレーザー光であり、発振波長は1060nm又は1310nmが望ましい。また、該反射光と該測定用レーザー光との位相差を検出するとは、被測定点に向けて連続して照射する測定用レーザー光とは別に、同一の光源から分岐する参照光を用意し、この参照光と該被測定点から反射してくる反射光の位相差を位相検出部に加え、その差分出力を積分することにより、位相差を検出することを指す。また、該位相差から該被測定点までの距離は、「C:光の速度(km/s)、f:変調周波数(MHz)、Δφ:位相(度)、ΔL:被測定点までの距離(mm)」とおくと、例えば、変調周波数fが700MHzの場合、以下の計算式で算出される。
ΔL=(((C/f)×Δφ)/2)/360
=(((30万/700)×Δφ)/2)/360
=0.595×Δφ
位相検出能力として1/3度の分解能があるとすると、距離分解能は0.198mmとなる。
In the present invention, the laser beam modulated at a predetermined modulation frequency is a laser beam modulated with a sine wave of an arbitrary frequency, and the oscillation wavelength is preferably 1060 nm or 1310 nm. In addition, to detect the phase difference between the reflected light and the measurement laser light, a reference light branched from the same light source is prepared separately from the measurement laser light continuously irradiated toward the measurement point. The phase difference between the reference light and the reflected light reflected from the measurement point is added to the phase detector, and the difference output is integrated to detect the phase difference. Further, the distance from the phase difference to the measured point is “C: speed of light (km / s), f: modulation frequency (MHz), Δφ: phase (degree), ΔL: distance to the measured point. For example, when the modulation frequency f is 700 MHz, it is calculated by the following calculation formula.
ΔL = (((C / f) × Δφ) / 2) / 360
= (((300,000 / 700) × Δφ) / 2) / 360
= 0.595 x Δφ
If there is a resolution of 1/3 as the phase detection capability, the distance resolution is 0.198 mm.

該レーザー式距離測定器としては、例えば、特開2009−198477号公報、特表2004−507742号公報、特開平7−35861号公報、特開平6−138231号公報等に記載されているレーザー式距離測定器が挙げられる。   Examples of the laser-type distance measuring device include laser types described in JP-A-2009-198477, JP-A-2004-507742, JP-A-7-35861, JP-A-6-138231, and the like. A distance measuring device is mentioned.

本発明の亜鉛蒸気の供給装置及び本発明の亜鉛蒸気の供給方法により、亜鉛蒸気が供給される装置としては、亜鉛蒸気を用いる装置であれば、特に制限されないが、例えば、四塩化珪素蒸気及び亜鉛蒸気が供給される反応炉であり、該反応炉内で四塩化珪素蒸気と亜鉛蒸気の反応が行われ、該反応炉内で多結晶シリコンの析出が行われるような多結晶シリコン製造用の反応炉が挙げられる。他には、亜鉛の蒸気を酸素と反応させる亜鉛華(酸化亜鉛)の製造装置等が挙げられる。   The device for supplying zinc vapor according to the zinc vapor supply device of the present invention and the zinc vapor supply method of the present invention is not particularly limited as long as it is a device using zinc vapor, for example, silicon tetrachloride vapor and A reaction furnace to which zinc vapor is supplied, for producing polycrystalline silicon such that silicon tetrachloride vapor reacts with zinc vapor in the reaction furnace, and polycrystalline silicon is deposited in the reaction furnace. A reaction furnace is mentioned. Other examples include an apparatus for producing zinc white (zinc oxide) in which zinc vapor reacts with oxygen.

次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これは単に例示であって、本発明を制限するものではない。   EXAMPLES Next, although an Example is given and this invention is demonstrated more concretely, this is only an illustration and does not restrict | limit this invention.

(実施例1)
図1に示す亜鉛蒸気の供給装置20を用いて、下記のようにして、亜鉛蒸気の供給を行った。
<スタートアップ>
亜鉛蒸発器1の温度設定を950℃に、亜鉛溶融器2の温度設定を700℃に設定し、亜鉛蒸発器1及び亜鉛溶融器2内に窒素を供給して窒素雰囲気として、加熱を開始した。
<溶融亜鉛の供給>
亜鉛蒸発器1及び亜鉛溶融器2の温度が共に500℃以上になった時点から、粒状亜鉛計量器3にて、1分毎に粒状亜鉛50gを計量して、亜鉛溶融器2に供給し、オーバーフローした溶融亜鉛を亜鉛蒸発器1に供給した。このとき、亜鉛溶融器2からオーバーフローして、亜鉛蒸発器1に供給される溶融亜鉛の供給速度は、50g/分となる。なお、亜鉛蒸発器1及び亜鉛溶融器2内には窒素を供給し続けて窒素雰囲気とした。
<亜鉛の液面の高さの測定>
亜鉛蒸発器1の温度が950℃になった時点の亜鉛の液面23の高さを測定して、その値を、亜鉛蒸気の供給開始時の亜鉛の液面23として、制御手段6に記録させた。亜鉛蒸発器1への溶融亜鉛の供給を開始した後も、そのまま、亜鉛の液面23の高さの測定を続けた。
<亜鉛の液面の高さの制御>
制御手段6により、亜鉛の液面23の高さが、亜鉛蒸気の供給開始時の亜鉛の液面23の高さで一定になるように、亜鉛蒸発器のヒーターの出力をコントロールした。
<レーザー式距離測定器17>
プレサイズゲージ社製
周波数:700MHz
ビーム径:2mm
分離能:0.15mm
測定:1回/0.1秒
Example 1
Using the zinc vapor supply device 20 shown in FIG. 1, zinc vapor was supplied as follows.
<Startup>
The temperature setting of the zinc evaporator 1 was set to 950 ° C., the temperature setting of the zinc melter 2 was set to 700 ° C., nitrogen was supplied into the zinc evaporator 1 and the zinc melter 2 to form a nitrogen atmosphere, and heating was started. .
<Supply of molten zinc>
From the time when the temperature of both the zinc evaporator 1 and the zinc melter 2 is 500 ° C. or more, the granular zinc meter 3 measures 50 g of granular zinc every minute and supplies it to the zinc melter 2. The overflowing molten zinc was supplied to the zinc evaporator 1. At this time, the supply rate of the molten zinc which overflows from the zinc melter 2 and is supplied to the zinc evaporator 1 is 50 g / min. Note that nitrogen was continuously supplied into the zinc evaporator 1 and the zinc melter 2 to form a nitrogen atmosphere.
<Measurement of zinc liquid level>
The height of the zinc liquid level 23 when the temperature of the zinc evaporator 1 reaches 950 ° C. is measured, and the value is recorded in the control means 6 as the zinc liquid level 23 at the start of the supply of zinc vapor. I let you. Even after the supply of molten zinc to the zinc evaporator 1 was started, the measurement of the height of the zinc liquid surface 23 was continued as it was.
<Control of zinc liquid level>
The output of the heater of the zinc evaporator was controlled by the control means 6 so that the height of the zinc liquid level 23 became constant at the height of the zinc liquid level 23 at the start of supply of zinc vapor.
<Laser type distance measuring instrument 17>
Presize gauge frequency: 700MHz
Beam diameter: 2mm
Separation capacity: 0.15mm
Measurement: 1 time / 0.1 seconds

上記のようにして、亜鉛蒸気の供給を40時間行った。その間、亜鉛の液面23の高さは一定に保たれており、また、亜鉛蒸発器1内の亜鉛の温度は、950℃であった。   Zinc vapor was supplied for 40 hours as described above. Meanwhile, the height of the zinc liquid surface 23 was kept constant, and the temperature of zinc in the zinc evaporator 1 was 950 ° C.

次いで、粒状亜鉛の供給速度を、1分毎に50gから、1分毎に70gに代えて、亜鉛蒸気の供給を続けた。その結果、亜鉛の液面の高さは一時的に上昇したが、その後、一定に保たれた。このときの亜鉛蒸発器1内の亜鉛の温度は、964℃であった。   Next, the supply rate of granular zinc was changed from 50 g per minute to 70 g per minute, and the supply of zinc vapor was continued. As a result, the height of the zinc liquid surface temporarily increased, but thereafter kept constant. At this time, the temperature of zinc in the zinc evaporator 1 was 964 ° C.

本発明によれば、亜鉛蒸気を一定の供給速度で供給できるため、亜鉛蒸気が用いられる製造プロセス、例えば、亜鉛還元法による多結晶シリコンの製造プロセスを、安定して行うことができる。   According to the present invention, since zinc vapor can be supplied at a constant supply rate, a production process using zinc vapor, for example, a production process of polycrystalline silicon by a zinc reduction method can be stably performed.

1 亜鉛蒸発器
2 亜鉛溶融器
3 粒状亜鉛計量器
4 レーザー光の発信部及び受光部
5 位相差検出部
6 制御手段
7 亜鉛蒸発器のヒーター
8 亜鉛蒸気の排出管
9 亜鉛溶融器のヒーター
10 亜鉛蒸気
11 粒状亜鉛供給部
12 オーバーフロー管
15 亜鉛
16 溶融亜鉛
17 レーザー式距離測定器
18 レーザー光発生部
19 距離の信号
20 亜鉛蒸気の供給装置
21 出力制御信号
22 計算部
23 亜鉛の液面
24 粒状亜鉛の供給管
25 溶融亜鉛の供給手段
26 位相差の信号
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Zinc evaporator 2 Zinc melter 3 Granular zinc metering device 4 Laser light transmission part and light receiving part 5 Phase difference detection part 6 Control means 7 Zinc evaporator heater 8 Zinc vapor discharge pipe 9 Zinc melter heater 10 Zinc Steam 11 Granular zinc supply part 12 Overflow pipe 15 Zinc 16 Molten zinc 17 Laser type distance measuring device 18 Laser light generation part 19 Distance signal 20 Zinc vapor supply device 21 Output control signal 22 Calculation part 23 Zinc liquid level 24 Granular zinc Supply pipe 25 Molten zinc supply means 26 Phase difference signal

Claims (3)

亜鉛蒸発器に溶融亜鉛を供給しつつ、蒸発させた亜鉛蒸気を該亜鉛蒸発器から排出して後段の装置へ供給する亜鉛蒸気の供給方法において、一定の供給速度で該亜鉛蒸発器に該溶融亜鉛を供給しつつ、且つ、該亜鉛蒸発器内の亜鉛の液面の高さを測定し、該亜鉛の液面の高さが一定になるように、該亜鉛蒸発器内の亜鉛を蒸発させることを特徴とする亜鉛蒸気の供給方法。   In the method of supplying zinc vapor, the molten zinc is supplied to the zinc evaporator, and the evaporated zinc vapor is discharged from the zinc evaporator and supplied to the subsequent apparatus. In the zinc vapor supply method, the molten zinc is supplied to the zinc evaporator at a constant supply rate. While supplying zinc, the height of the zinc level in the zinc evaporator is measured, and the zinc in the zinc evaporator is evaporated so that the level of the zinc level is constant. A method for supplying zinc vapor. 亜鉛蒸発器と、該亜鉛蒸発器に一定速度で溶融亜鉛を供給するための溶融亜鉛の供給手段と、蒸発した亜鉛を該亜鉛蒸発器から排出するための亜鉛蒸気の排出管と、該亜鉛蒸発器内の亜鉛の液面との距離を測定するための非接触式の距離測定器と、該亜鉛の液面と該非接触式の距離測定器との距離の信号が入力され、該距離から亜鉛の液面の高さを算出し、該亜鉛の液面の高さが一定になるように、該亜鉛蒸発器のヒーターに出力制御信号を出力する制御手段と、を有することを特徴とする亜鉛蒸気の供給装置。   A zinc evaporator, molten zinc supply means for supplying molten zinc to the zinc evaporator at a constant rate, a zinc vapor discharge pipe for discharging evaporated zinc from the zinc evaporator, and the zinc evaporation A non-contact type distance measuring device for measuring the distance from the zinc liquid level in the vessel, and a distance signal between the zinc liquid level and the non-contact type distance measuring device are input, and the zinc is calculated from the distance. And a control means for outputting an output control signal to a heater of the zinc evaporator so that the height of the liquid level of the zinc is constant and the height of the liquid level of the zinc is constant. Steam supply device. 前記非接触式の距離測定器が、予め定めた変調周波数で変調された距離測定用レーザー光を発生させるレーザー光発生部と、該測定用レーザー光を被測定点に向けて発信するレーザー光発信部と、該被測定点から反射してくる反射光を受光する受光部と、該反射光と該測定用レーザー光との位相差を検出する位相差検出部と、該位相差から該被測定点までの距離を計算する計算部と、を有するレーザー式距離測定器であることを特徴とする請求項2記載の亜鉛蒸気の供給装置。   The non-contact type distance measuring device generates a laser beam for distance measurement modulated at a predetermined modulation frequency, and transmits a laser beam for transmitting the laser beam for measurement toward a measurement point. A light receiving unit that receives reflected light reflected from the measurement point, a phase difference detection unit that detects a phase difference between the reflected light and the measurement laser beam, and the measurement target from the phase difference The apparatus for supplying zinc vapor according to claim 2, wherein the apparatus is a laser-type distance measuring device having a calculation unit for calculating a distance to a point.
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