DE102018211641A1

DE102018211641A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Partikeln

Info

Publication number: DE102018211641A1
Application number: DE102018211641.5A
Authority: DE
Inventors: Christian Klaus
Original assignee: Ibu Tec Advanced Materials AG
Current assignee: Ibu Tec Advanced Materials AG
Priority date: 2018-07-12
Filing date: 2018-07-12
Publication date: 2020-01-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (PR) zur Herstellung von Partikeln (P), insbesondere von feinteiligen, nanoskaligen oder nanokristallinen Partikeln (P), beispielsweise mit einer mittleren Partikelgröße von 10 nm bis wenige Millimeter, aus mindestens einem Rohstoffmaterial (RM), mit- mehreren Brennern (1.1, 1.2) und/oder- mehreren Brennkammern (2.1, 2.2) zur Erzeugung eines pulsierenden Heißgasstroms (HGS), wobei sich jeweils zumindest eine Brennkammer (2.1, 2.2) an einen Brenner (1.1, 1.2) anschließt,- einen Reaktionsraumabschnitt (5) und- ein verstellbares Koppelelement (6), welches ausgebildet ist, jeweils eine der Brennkammern (2.1, 2.2) strömungstechnisch mit dem Reaktionsraumabschnitt (5) und/oder jeweils eine der Brennkammern (2.1, 2.2) mit jeweils einem der Brenner (1.1, 1.2) zu koppeln.Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Partikeln (P).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Partikeln, insbesondere von feinteiligen, insbesondere nanoskaligen oder nanokristallinen Partikeln.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von Partikeln, insbesondere von feinteiligen, insbesondere nanoskaligen oder nanokristallinen Partikeln.
Solche Partikel weisen typischerweise eine mittlere Partikel- oder Korngröße von 10 nm bis wenigen Millimetern auf.
Atome oder Moleküle, die Teil einer Oberfläche sind, haben andere elektronische und chemische Eigenschaften als ihre Atome oder Moleküle im Materialinneren. Je kleiner ein Partikel ist, desto höher ist sein Anteil an Oberflächenatomen. Entsprechend können sehr feinteilige Materialien, besonders Nanopartikel, ganz andere mechanische, elektronische, chemische oder optische Eigenschaften haben als chemisch - mineralogisch identische größere Partikel und machen sie deshalb für spezifische Anwendungen besonders interessant.
Zur Herstellung von feinteiligen Pulvern haben sich im Wesentlichen die folgenden Herstellungsverfahren etabliert; chemische Herstellung in Lösungen (z. B. Sol-Gel-Methode), Herstellung im Plasma, Herstellung aus der Gasphase (Aerosolprozess). Je nach Einsatzgebiet der Nanoteilchen ist meist eine genau definierte und enge Partikelgrößenverteilung erforderlich. Abhängig von der chemischen Natur der gewünschten Nanoteilchen eignet sich das eine oder andere Verfahren besser, um ein gutes Ergebnis zu erreichen. Meist liefern Verfahren in Lösung oder Verfahren der Selbstorganisierung die besten Ergebnisse, sind aber großtechnisch nur schwer oder gar nicht durchführbar.
Aus der WO 02/072471 bzw. aus der DE 10 2004 044 266 A1 sind Pulsationsreaktoren bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Partikeln, insbesondere von feinteiligen, beispielsweise nanoskaligen oder nanokristallinen Partikeln, anzugeben.
Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale und hinsichtlich des Verfahrens durch die im Anspruch 11 angegebenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Vorrichtung zur Herstellung von Partikeln, insbesondere von nanoskaligen oder nanokristallinen Partikeln, beispielsweise mit einer mittleren Partikelgröße von 10 nm bis wenige Millimeter, aus mindestens einem Rohstoffmaterial, umfasst mehrere Brenner und/oder mehrere Brennkammern zur Erzeugung eines pulsierenden Heißgasstroms, wobei sich jeweils zumindest eine Brennkammer an einen Brenner anschließt. Die Vorrichtung umfasst weiterhin einen Reaktionsraumabschnitt und ein verstellbares Koppelelement, welches ausgebildet ist, jeweils eine der Brennkammern strömungstechnisch mit dem Reaktionsraumabschnitt und/oder jeweils eine der Brennkammern mit jeweils einem der Brenner zu koppeln.
Die Vorrichtung ermöglicht eine wahlweise Kopplung einer der Brennkammern mit dem einen Reaktionsraumabschnitt und/oder einer der Brennkammern mit einem Brenner und somit in einfacher Weise eine Erweiterung der Prozessparameter der Anlage, wobei beispielsweise mittels eines weiteren Brenners andere Reaktionstemperaturen, andere Turbulenzen des pulsierenden Heißgasstroms, andere Verweilzeiten des Rohstoffmaterials im Reaktionsraum und andere Frequenzen und/oder Amplituden des pulsierenden Heißgasstroms erzielbar sind.
Somit ist es möglich, mit einer Vorrichtung verschiedene Partikel mit unterschiedlichen Eigenschaften herzustellen.
Unter nanoskaligen Partikeln, die in der zuvor beschriebenen Vorrichtung hergestellt werden, werden insbesondere Partikel im Nanobereich gemäß DIN SPEC 1121 (DIN ISO/TS 27687) verstanden, die beispielsweise Korn- oder Partikelgrößen im Bereich von 10 nm bis 120 nm, insbesondere im Bereich von 20 nm bis 100 nm, beispielsweise von 40 nm bis 80 nm, aufweisen. Unter nanokristallinen Partikeln, die in der zuvor beschriebenen Vorrichtung hergestellt werden, werden insbesondere Partikel verstanden, deren Korn aus mehreren kleinen, insbesondere nanoskaligen, Kristallen gebildet ist und eine Korn- oder Partikelgröße von wenigen Millimetern, insbesondere von kleiner 8 mm, insbesondere kleiner 5 mm oder 3 mm, aufweisen. Auch können unter feinteiligen Partikeln nanokristalline Partikel mit einer Partikelgröße von < 20 µm verstanden werden. Darüber hinaus kann verstanden werden, dass Nanopartikel, insbesondere so genannte nanoskalige Partikel, auf Partikelgrößen im Nanobereich bezogen sind, wobei nanokristalline Partikel eine im Vergleich größere Partikelgröße aufweisen können. Die nanokristallinen Partikel kennzeichnen sich durch beispielsweise eine polykristalline Struktur, bei welcher die Kristalle Größenanordnungen im Nanobereich aufweisen können. Diese Stoffe können ebenso differenzierte Eigenschaften aufweisen. Insbesondere sind beide Partikelarten abhängig vom Eingangsmaterial erzeugbar.
Das Rohstoffmaterial wird insbesondere als Feststoff, beispielsweise als imprägnierter Feststoff, Lösung oder Suspension aufgegeben. Beispielsweise kann es sich um ein feinteiliges Pulver mit oder ohne Beschichtung handeln. Alternativ kann das Rohstoffmaterial in Form einer Mischlösung oder Mischsuspension aufgegeben werden. Dabei erfolgt die Aufgabe des Rohstoffmaterials als Lösung oder Suspension beispielsweise in die Brennkammer oder einem nachgelagerten Aufgabeort.
Unter einem Reaktionsraum wird insbesondere jenes Anlagen- oder Reaktorraumvolumen, wie beispielsweise Rohr-, Behälter- und/oder Leitungsvolumen, vom Aufgabeort des Rohstoffmaterials bis hin zur Abkühlung des Materials vor einer Abscheidung oder einem Filtern der hergestellten Partikel verstanden.
In einer möglichen Ausgestaltung der Vorrichtung ist das Koppelelement rohrförmig ausgebildet und somit sehr einfach und kostengünstig ausgebildet.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Vorrichtung ist das Koppelelement bogenförmig, insbesondere L-förmig, ausgebildet. Dabei ist das Koppelelement um eine Längsachse eines mit dem Reaktionsraumabschnitt gekoppelten Schenkels des Bogens verstellbar, insbesondere drehbar, und umfasst einen weiteren Schenkel, welcher mit einer Brennkammer koppelbar ist. Dabei kann das Koppelelement bei Bedarf auf einfache Weise demontiert, um die Längsachse, insbesondere um 180°, gedreht und auf einfache Weise wieder montiert werden. Eine solche L-förmige und um die Längsachse des einen Schenkels drehbare Ausbildung des Koppelelements ermöglicht eine Änderung der Kopplung von einer Brennkammer zu einer anderen Brennkammer mit geringem Aufwand und ist besonders einfach mit geringem Material- und Kostenaufwand realisierbar.
Eine weitere mögliche Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, dass mindestens ein Aufgabeort zur Aufgabe des Rohstoffmaterials, im Folgenden als Rohstoffmaterialaufgabe bezeichnet, im Bogenbereich des Koppelelements vorgesehen ist. Mittels einer solchen Rohstoffmaterialaufgabe am Aufgabeort im Bogenbereich des Koppelelements ist eine Anhaftung des Rohstoffmaterials, wie zum Beispiel feiner Materialpartikel, an einer Innenwand des Koppelelements weitestgehend vermieden. Insbesondere erfolgt die Rohstoffmaterialaufgabe in einem mittleren Bereich des Koppelelements, d. h. im Bereich einer Bogenmitte zum Brechpunkt des Koppelelements. Des Weiteren kann die Rohstoffmaterialaufgabe zeitunabhängig von der Erzeugung des pulsierenden Heißgasstroms erfolgen und somit jederzeit und individuell einstellbar im Bogenbereich des Koppelelements zugeführt werden. Unter Rohstoffmaterialaufgabe wird beispielsweise eine Materialzuführung und eine Zuführung beispielsweise zumindest eines Rohstoffs und/oder einer Rohstoffmischung in gasförmiger, pulverförmiger oder flüssiger Form verstanden. Dabei kann das Material in Form von festen Stoffen, als Rohstofflösung, Rohstoffsuspension, Rohstoffdispersion oder Rohstoffemulsion im Bogenbereich des Koppelelements eingebracht, beispielsweise gesprüht oder zerstäubt werden. Durch die Wahl der Rohstoffmaterialaufgabe im Bogenbereich des Koppelelements ist eine Reihenfolge der Reaktionen zur Partikelbildung und/oder Beschichtung bei aufeinander folgenden Verfahrensschritten in der Vorrichtung festlegbar. Weiterhin kann mit der Wahl der Rohstoffmaterialaufgabe im Bogenbereich die Behandlungsdauer des zugeführten Materials verändert werden. So kann innerhalb eines Prozesses ein Material länger behandelt werden als ein anderes Material. Darüber hinaus kann eine Menge des einzuführenden Materials einfach und variabel, insbesondere in Abhängigkeit von ermittelten Parametern und/oder Eigenschaften des in der Brennkammer erzeugten Heißgases, beispielsweise in Abhängigkeit von der Heißgasmenge und/oder des Heißgasvolumens, und aufgrund der Rohstoffmaterialaufgabe im Bogenbereich des Koppelelements und somit nach der Brennkammer eingestellt werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Vorrichtung ist das Koppelelement Y-förmig ausgebildet und umfasst einen Reaktionsraum-Anschlussbereich zur strömungstechnischen Kopplung mit dem Reaktionsraumabschnitt, zwei Brennkammer-Anschlussbereiche zur strömungstechnischen Kopplung mit jeweils einer Brennkammer und ein Verstellelement. In einer Stellung verbindet das Verstellelement strömungstechnisch den Reaktionsraum-Anschlussbereich mit einem der Brennkammer-Anschlussbereiche. In einer weiteren Stellung verbindet das Verstellelement strömungstechnisch den Reaktionsraum-Anschlussbereich mit dem weiteren Brennkammer-Anschlussbereich. Diese Y-förmige Ausbildung des Koppelelements mit dem Verstellelement ermöglicht eine besonders einfache und nutzerfreundliche Änderung der Kopplung, welche in sehr kurzer Zeit durchführbar ist.
Zu einer zuverlässigen und effizienten Änderung der Kopplung umfasst das Verstellelement in einer möglichen Ausgestaltung der Vorrichtung zumindest eine verstellbare Klappe und/oder einen verstellbaren Schieber.
In einer möglichen Weiterbildung der Vorrichtung weist das Koppelelement keine Abwinklung auf und verläuft somit im Wesentlichen geradlinig. Weiterhin umfasst das Koppelelement zumindest einen Brennkammer-Anschlussbereich zur strömungstechnischen Kopplung mit jeweils einer der Brennkammern. Des Weiteren wirkt das Koppelelement mit zumindest einer Verschiebevorrichtung zusammen, welche in einer Position einen der Brenner mit einer der Brennkammern vor dem Koppelelement positioniert und den Brennkammer-Anschlussbereich mit einer Verlängerung der Brennkammer strömungstechnisch verbindet und in einer weiteren Position einen weiteren Brenner mit einer weiteren Brennkammer vor dem Koppelelement positioniert und den Brennkammer-Anschlussbereich mit einer Verlängerung der weiteren Brennkammer strömungstechnisch verbindet. Mittels des Positionswechsels wird die jeweilige Brennkammer vom Reaktionsraumabschnitt getrennt, wobei durch seitliches Verschieben des einen Brenners mit einer der Brennkammern ein zweiter Brenner mit einer weiteren Brennkammer vor dem Reaktionsraumabschnitt derart positionierbar ist, dass dieser anschließend mit dem Reaktionsraumabschnitt verbunden werden kann. Mittels der Verschiebevorrichtung ist eine einfache, beispielsweise motorisch und/oder manuell ausgeführte Positionierung und Kopplung und Entkopplung der jeweiligen Brennkammer mit dem Reaktionsraumabschnitt möglich. Beispielsweise umfasst die Verschiebevorrichtung eine Schienenanordnung, auf welcher die aus jeweils einem Brenner und einer Brennkammer gebildeten Brenneinheiten angeordnet sind. Dabei können die Brenneinheiten in unterschiedliche Richtungen verfahren und vor dem Koppelelement positioniert werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Vorrichtung ist das Verstellelement derart ausgebildet, dass mittels diesem die strömungstechnische Kopplung des Reaktionsraum-Anschlussbereichs mit einem der Brennkammer-Anschlussbereiche sperrt und gleichzeitig die strömungstechnische Kopplung des Reaktionsraum-Anschlussbereichs mit dem weiteren Brennkammer-Anschlussbereich freigibt. Hierdurch ist es möglich, bei einer Änderung der Kopplung zunächst die Kopplung einer Brennkammer mit dem Reaktionsraumabschnitt zu sperren oder zu schließen, bevor die Kopplung der weiteren Brennkammer mit dem Reaktionsraumabschnitt hergestellt wird. Dies ermöglicht die Änderung der Kopplung ohne oder mit zumindest sehr kurzen Unterbrechungen eines Betriebs der Vorrichtung.
In einer möglichen Weiterbildung der Vorrichtung umfasst das Koppelelement zumindest einen Brenner-Anschlussbereich zur strömungstechnischen Kopplung mit jeweils einem der Brenner und wirkt mit zumindest einer Verschiebevorrichtung zusammen, welche in einer Position einen der Brenner vor dem Koppelelement positioniert und den Brenner-Anschlussbereich mit einer der Brennkammern strömungstechnisch verbindet und in einer weiteren Position einen weiteren Brenner vor dem Koppelelement positioniert und den Brenner-Anschlussbereich mit einer weiteren Brennkammer strömungstechnisch verbindet. Mittels der Verschiebevorrichtung ist eine einfache, beispielsweise motorisch und/oder manuell ausgeführte Positionierung und Kopplung und Entkopplung der jeweiligen Brennkammer mit dem jeweiligen Brenner möglich. Beispielsweise umfasst die Verschiebevorrichtung eine Schienenanordnung, auf welcher die Brenner angeordnet sind. Dabei können die Brenner in unterschiedliche Richtungen verfahren und vor dem Koppelelement positioniert werden.
In einer Ausgestaltung der Vorrichtung weisen aus jeweils einem Brenner und einer Brennkammer gebildete Brenneinheiten unterschiedliche Parameter, wie beispielsweise unterschiedliche Brennerleistungen, unterschiedliche Brennkammergrößen, unterschiedliche Brennstoffe und Brennstoffmengenzuführungen und/oder unterschiedliche Verbrennungsgaszuführungen, auf. Diese Parameter beeinflussen beispielsweise einen Brennstoffverbrauch, die Heißgastemperatur, einen Heißgasvolumenstrom und somit die Verweilzeit, die Schwingung bzw. Resonanz und somit die Frequenz und/oder Amplitude des Heißgasstroms und/oder einen Ort einer Rohstoffmaterialaufgabe und/oder ein bestimmtes Resonanzverhalten, so dass eine Vielzahl von unterschiedlichen Partikeln mit unterschiedlichen Eigenschaften hergestellt werden können. Beispielsweise ist eine Brenneinheit zur Verbrennung von Erdgas als Brennstoff und eine weitere Brenneinheit zur Verbrennung von Wasserstoff als Brennstoff vorgesehen. Weiterhin können die Parameter beispielsweise eine Brennstoffart, eine Brennstofftemperatur, eine Verbrennungsmenge, eine Verbrennungsgastemperatur, eine Flammentemperatur, einen Ort einer Brennstoffaufgabe und/oder einen Ort einer Verbrennungsaufgabe beeinflussen. Insbesondere ist zumindest ein Teil der Parameter brenner- und/oder brennkammerspezifisch und beispielsweise an vorgegebene Parameter gebunden.
In einer möglichen weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ist zumindest ein Teil der Parameter variabel einstellbar. Hierdurch ist es möglich, dass bereits ohne eine Änderung der Kopplung auf einen anderen Brenner und eine andere Brennkammer der Heißgasstrom an unterschiedliche Anwendungen angepasst werden kann.
In dem Verfahren zur Herstellung von Partikeln, insbesondere von nanokristallinen Partikeln, beispielsweise mit einer mittleren Partikelgröße von 10 nm bis wenige Millimeter, aus mindestens einem Rohstoffmaterial mittels der genannten Vorrichtung wird mittels des verstellbaren Koppelelements jeweils eine der Brennkammern strömungstechnisch mit dem Reaktionsraumabschnitt in Abhängigkeit von unterschiedlichen, den Heißgasstrom beeinflussenden Parametern der Brennkammern und/oder der Brenner gekoppelt. Diese wahlweise Kopplung einer der Brennkammern mit dem Reaktionsraumabschnitt ermöglicht in einfacher Weise eine Erweiterung der Anlageneinstellung des Brennstoffverbrauchs, der Heißgastemperatur, des Heißgasvolumenstromes und somit der Verweilzeit, der Schwingung bzw. Resonanz und somit der Frequenz und/oder Amplitude des Heißgasstroms. Weiterhin ist eine Erweiterung der Anlageneinstellung in Bezug auf einen Ort der Rohstoffmaterialaufgabe, einer Reaktionstemperatur, von Turbulenzen des pulsierenden Heißgasstroms, eines Turbulenzgrads des pulsierenden Heißgasstroms ermöglicht. Somit ist es möglich, verschiedene Partikel mit unterschiedlichen Eigenschaften herzustellen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Darin zeigen:

1 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung von Partikeln,
2 schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung von Partikeln,
3 schematisch ein drittes Ausführungsbeispiel eines Vorrichtungsabschnitts einer Vorrichtung zur Herstellung von Partikeln und
4 schematisch ein viertes Ausführungsbeispiel eines Vorrichtungsabschnitts einer Vorrichtung zur Herstellung von Partikeln.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein mögliches erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung PR, insbesondere eines thermischen Reaktors zur Herstellung von feinteiligen Partikeln P, insbesondere von nanokristallinen Partikeln P. Beispielsweise weisen die aus mindestens einem Rohstoffmaterial hergestellten Partikel P im Endprodukt eine nanokristalline Struktur oder eine nanoskalige Struktur mit einer mittleren Partikelgröße von 10 nm bis wenige Millimeter auf.
Der thermische Reaktor ist beispielhaft als ein Pulsationsreaktor ausgebildet, in welchem in einem pulsierenden, schwingenden Heißgasstrom HGS die Partikel P gebildet werden. Hierzu umfasst der thermische Reaktor zwei Brenner 1.1, 1.2. In nicht näher dargestellten Ausführungsbeispielen können auch mehr als zwei Brenner 1.1, 1.2 vorgesehen sein. An die Brenner 1.1, 1.2 schließt sich jeweils eine Brennkammer 2.1, 2.2 zur Erzeugung des pulsierenden Heißgasstroms HGS an.
In einer nicht näher dargestellten Ausführung kann auch der Brenner 1.1, 1.2 am Brennkammerboden 4.1, 4.2 durch eine Vorrichtung, ähnlich wie in 3 beschrieben, getauscht werden.
Dabei werden Verbrennungsgase VG und zumindest ein Brennstoff BS über eine Zuführung 3.1, 3.2 gemeinsam oder separat in den jeweiligen Brenner 1.1, 1.2 und über diesen in die zugehörige Brennkammer 2.1, 2.2 eingebracht. Die Brenner 1.1, 1.2 schließen beispielsweise an einen Boden 4.1, 4.2 der jeweils zugehörigen Brennkammer 2.1, 2.2 an.
Als Brennstoff BS wird insbesondere ein brennbares Gas, wie zum Beispiel Wasserstoff und/oder Erdgas, zugeführt. Auch kann ein anderes geeignetes Gas als Brenngas zugeführt werden.
Als Verbrennungsgas VG wird zum Beispiel Umgebungsluft, Sauerstoff, etc. verwendet. Die zugeführten Verbrennungsgase VG und Brennstoffe BS werden beispielsweise in der jeweiligen Brennkammer 2.1, 2.2 gezündet. Die daraus resultierende Flamme pulsiert aufgrund einer selbsterregten periodisch-instationären Verbrennung und erzeugt einen pulsierenden Heißgasstrom HGS in der Brennkammer 2.1, 2.2. Der pulsierende Heißgasstrom HGS strömt von der jeweiligen Brennkammer 2.1, 2.2 strömungsausgangsseitig in den Reaktionsraumabschnitt 5.
Im Detail werden der Brennstoff BS sowie das notwendige Verbrennungsgas VG gemeinsam, beispielsweise vorgemischt, oder getrennt über einen der Brenner 1.1 oder 1.2 der jeweiligen Brennkammer 2.1 bzw. 2.2 zugeführt und dort gezündet. Dabei verbrennen der Brennstoff BS und das Verbrennungsgas VG sehr schnell und erzeugen eine Druckwelle in Richtung des angeschlossenen Reaktionsraumabschnitts 5, beispielsweise in Richtung eines Resonanzrohrs. Durch den geringeren Strömungswiderstand in Richtung des Reaktionsraumabschnitts 5 erfolgt die Ausbreitung einer Druckwelle. Während des akustischen Schwingungsverlaufes wird der Druck in der angeschlossenen Brennkammer 2.1 oder 2.2 reduziert, so dass neues Brenngasgemisch oder neuer Brennstoff BS und Verbrennungsgas VG nachströmen kann bzw. können. Dieser Vorgang des Nachströmens durch Druckschwankungen erfolgt selbstregelnd periodisch. Der pulsierende Verbrennungsprozess in der angeschlossenen Brennkammer 2.1 oder 2.2 erzeugt den pulsierenden Heißgasstrom HGS, welcher durch einen hohen Turbulenzgrad gekennzeichnet ist. Die hohe Strömungsturbulenz und die sich stetig wechselnde Strömungsgeschwindigkeit verhindern den Aufbau einer isolierenden Gashülle (Grenzschicht) um die sich aus der Rohstoffmaterial RM, insbesondere eine Rohstoffmischung, bildenden Partikel P, wodurch ein höherer Wärmeübertrag und Stofftransport (zwischen Rohstoff und Heißgas), das heißt eine schnellere Reaktion bei vergleichsweise niedrigeren Temperaturen, möglich ist. Typischerweise liegt die Verweilzeit bei weniger als einer Sekunde bis wenige Sekunden. Zudem erreicht ein besonders großer Anteil der gebildeten Partikel P eine gewünschte sphärische Form. Die schnelle Reaktion führt weiterhin bei der Ausbildung der festen Phase der Partikel P zu einem hohen Anteil an Gitterfehlordnungen (zum Beispiel zu einer nanokristallinen Form) und infolgedessen zu einer hohen Reaktivität der hergestellten Partikel P. Zur Abscheidung der Partikel P als Reaktionsprodukt aus dem Heißgasstrom HGS schließt sich an den Reaktionsraumabschnitt 5 zumindest mittelbar, beispielsweise über eine Ausgangsleitung A, eine geeignete Abscheidevorrichtung 8 für feinteilige Partikel P oder Feinstpartikel an.
Die Frequenz des pulsierenden Heißgasstroms HGS liegt dabei im Hertz-Bereich, insbesondere in einem Bereich von wenigen Hertz, beispielsweise von größer 5 Hz, insbesondere größer 50 Hz, beispielsweise in einem Bereich von 5 Hz bis 350 Hz. Parameter des Heißgasstroms HGS, wie Amplitude und/oder Frequenz der Schwingung, sind dabei einstellbar. Dies kann über die Verbrennungsparameter, wie Brennstoffmenge, Luftmenge, Lufttemperatur, Brennstofftemperatur und/oder Flammentemperatur, Ort der Brennstoff-/Luftaufgabe und/oder über Proportionen und/oder Änderungen dieser von Brennkammer 2.1, 2.2, Brenner 1.1 und/oder Reaktionsraumabschnitt 5 erfolgen.
Der Reaktionsraum 5 ist zum Beispiel als ein Resonanzrohr ausgebildet. Die Brennkammern 2.1, 2.2 sind beispielsweise jeweils als ein Brennraum ausgebildet, dessen Abmessungen, insbesondere dessen Durchmesser, größer ist als desen Abmessungen, insbesondere der Durchmesser, des Reaktionsraumabschnitts 5.
Dabei ist mindestens ein Aufgabeort AO1 zur Aufgabe des Rohstoffmaterials RM, auch als Rohstoffmaterialaufgabe bezeichnet, beispielsweise in einer Eingangsleitung E vorgesehen. Zum Beispiel kann das Rohstoffmaterial RM in Form von festen, gasförmigen und/oder flüssigen Rohstoffen und/oder Rohstoffmischungen, beispielsweise als Rohstofflösung oder Rohstoffdispersion, eingebracht werden.
Zusätzlich kann das Rohstoffmaterial RM in die Brennkammer 2.1, 2.2 eingebracht werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Rohstoffmaterial RM auch in den sich daran anschließenden angeordneten Reaktionsraumabschnitt 5, insbesondere in das Resonanzrohr, eingebracht werden. Hierzu kann die Vorrichtung PR weitere Aufgabeorte AO2 bis AOn im Bereich der Brennkammer 2.1, 2.2, insbesondere am strömungseingangsseitigen Ende, und/oder entlang des Reaktionsraumabschnitts 5 aufweisen.
Der Reaktionsraumabschnitt 5 kann optional gegenüber der Eingangsleitung E und einer Ausgangsleitung A für den Heißgasstrom HGS aufgeweitet ausgebildet sein. Die Eingangsleitung E ist als eine ein- oder mehrteilige Rohranordnung ausgebildet und verbindet die Brennkammer 2.1, 2.2 mit dem Reaktionsraumabschnitt 5. Die Ausgangsleitung A ist als eine ein- oder mehrteilige Rohranordnung ausgebildet und verbindet den Reaktionsraumabschnitt 5 mit der Abscheidevorrichtung 8.
Eigenschaften, insbesondere eine Größe, der erzeugten Partikel P sind abhängig von einer Reaktionstemperatur und den Eigenschaften des pulsierenden Heißgasstroms HGS, beispielsweise von Turbulenzen, eines Turbulenzgrads und einer Frequenz des pulsierenden Heißgasstroms HGS.
Diese Eigenschaften werden maßgeblich von Parametern des jeweiligen Brenners 1.1, 1.2 und/oder der zugehörigen Brennkammern 2.1, 2.2 beeinflusst. Diese Parameter geben dabei beispielsweise einen Brennstoffverbrauch, die Heißgastemperatur, den Heißgasvolumenstrom und somit die Verweilzeit, die Schwingung bzw. Resonanz und somit die Frequenz und/oder Amplitude des Heißgasstroms HGS vor.
Aus diesem Grund weisen die Brenner 1.1, 1.2 und/oder die Brennkammern 2.1, 2.2 jeweils unterschiedliche, den Heißgasstrom HGS beeinflussende Parameter auf und es kann wahlweise die Brennkammer 2.1 mit dem Reaktionsraumabschnitt 5 oder die Brennkammer 2.2 mit dem Reaktionsraumabschnitt 5 strömungstechnisch verbunden werden.
Zu diesem Zweck ist zwischen der Brennkammer 2.1, 2.2 und dem Reaktionsraumabschnitt 5 ein Koppelelement 6 angeordnet, welches wahlweise die Brennkammer 2.1 und den Reaktionsraumabschnitt 5 oder die Brennkammer 2.2 und den Reaktionsraumabschnitt 5 strömungstechnisch verbindet.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Koppelelement 6 beispielsweise als bogenförmiges, z. B. als L-förmiges Rohr ausgebildet, welches einen Schenkel 6.1 und einen um 90° zu diesem abgewinkelten Schenkel 6.2 aufweist.
Der Schenkel 6.1 ist mit dem Reaktionsraumabschnitt 5 strömungstechnisch gekoppelt, wobei der Reaktionsraumabschnitt 5 und der Schenkel 6.1 hierzu entsprechende Verbindungselemente 5.1, 6.1.1 aufweisen.
Die Verbindungselemente 5.1, 6.1.1 bilden beispielsweise eine Flanschverbindung, so dass das Koppelelement 6 um eine Längsachse X des Schenkels 6.1 drehbar ist. Dabei kann das Koppelelement 6 um 180° gedreht angebracht werden.
Der weitere Schenkel 6.2 des Koppelements 6 ist zu einer strömungstechnischen Kopplung mit einer der Brennkammern 2.1, 2.2 vorgesehen, wobei die Brennkammern 2.1, 2.2 und der Schenkel 6.2 hierzu entsprechende Verbindungselemente 2.1.1, 2.2.1, 6.2.1 aufweisen.
Durch Drehen des Koppelelements 6 um die Längsachse X ist wahlweise eine strömungstechnische Kopplung des Brenners 1.1 und der Brennkammer 2.1 mit dem Reaktionsraumabschnitt 5 oder des Brenners 1.2 und der Brennkammer 2.2 mit dem Reaktionsraumabschnitt 5 möglich, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel der Brenner 1.1 und die Brennkammer 2.1 mit dem Reaktionsraumabschnitt 5 gekoppelt sind.
Um die Kopplung derart zu ändern, dass der Brenner 1.2 und die Brennkammer 2.2 mit dem Reaktionsraumabschnitt 5 gekoppelt sind, werden zunächst Verbindungselemente 2.1.1, 6.2.1 der Brennkammer 2.1 und des Schenkels 6.2 des Koppelelements 6 gelöst. Anschließend wird das Koppelelement 6 um die Längsachse X gedreht und die Verbindungselemente 2.2.1, 6.2.1 der Brennkammer 2.2 und des Schenkels 6.2 des Koppelelements 6 werden verbunden.
Nach dem Koppelelement 6 erfolgt zumindest eine Aufgabe von Rohstoffmaterial RM, im Folgenden als Rohstoffmaterialaufgabe bezeichnet. Zum Beispiel werden Rohstoffmaterialien RM in Form von festen, gasförmigen und/oder flüssigen Rohstoffen und/oder Rohstoffmischungen, als Rohstofflösung oder Rohstoffdispersion eingebracht.
Alternativ oder zusätzlich kann das Rohstoffmaterial RM aus Richtung des Brenners 1.1, 1.2 in die Brennkammer 2.1, 2.2 und/oder in den sich daran anschließenden, horizontal angeordneten Reaktionsraumabschnitt 5, insbesondere in das Resonanzrohr, eingebracht werden.
Somit kann auch die Brennkammer 2.1, 2.2 selbst einen Reaktionsraum bilden. Im Allgemeinen findet in der Brennkammer 2.1, 2.2 die Verbrennung statt und die Erzeugung des pulsierenden Heißgasstroms HGS. Demgegenüber findet im Reaktionsraumabschnitt 5 üblicherweise keine Verbrennung des Brennstoffes BS mehr statt. Es ist aber auch möglich, insbesondere am Eingang des Reaktionsraumabschnitts 5 und somit im Bereich des oberen Endes der Brennkammer 2.1, 2.2, d. h. des Koppelelements 6, zusätzlich Brennstoff BS und/oder Verbrennungsgas VG als Zwischenfeuerung zuzuführen. Ebenso ist es möglich, aus Richtung des Brenners 1.1, 1.2 und der Brennkammer 2.1, 2.2, Rohstoffmaterial RM zuzuführen. In diesem Fall bildet die Brennkammer 2.1, 2.2 und auch das Koppelelement 6 einen Reaktionsraum, da dort ebenfalls Rohstoffmaterial RM behandelt wird.
Dem Reaktionsraumabschnitt 5 ist eine Abscheidevorrichtung 8 mittels der Ausgangsleitung A mittelbar nachgeschaltet. Das Rohstoffmaterial RM wird mittels des Heißgasstroms HGS beispielsweise von der Brennkammer 2.1, 2.2 über den Reaktionsraumabschnitt 5 zu der Abscheidevorrichtung 8 geführt und transportiert. Die Abscheidevorrichtung 8 ist beispielsweise ein Fliehkraftabscheider und/oder Schwerkraftabscheider und/oder ein Filter, insbesondere ein Heißgasfilter. Aus der Abscheidevorrichtung 8 werden die gefertigten Partikel P abgeschieden.
Durch den infolge der Verbrennung in den Reaktionsraumabschnitt 5 ausströmenden Heißgasstrom HGS wird ein Unterdruck in der Brennkammer 2.1, 2.2 erzeugt und somit der Überdruck reduziert, so dass nachströmende Verbrennungsgase VG und/oder Brennstoffe BS selbst zünden. Dieser Vorgang des Nachströmens durch Druck und Unterdruck erfolgt selbst regelnd periodisch. Der pulsierende Verbrennungsprozess in der Brennkammer 2.1, 2.2 setzt mit der Ausbreitung einer Druckwelle im Reaktionsraumabschnitt 5 und somit im Resonanzrohr Energie frei und regt dort eine akustische Schwingung an.
In dem Heißgasstrom HGS erfolgt die Partikelbildung. Der erzeugte Heißgasstrom HGS weist vorzugsweise eine Frequenz von 5 Hz bis 350 Hz auf. Die Temperatur beträgt mindestens 550 C bis 1000 °C oder auch höher, beispielsweise bis 1200°C oder größer. Die im Heißgasstrom HGS gebildeten feinteiligen Partikel P gelangen anschließend in die Abscheidevorrichtung 8, die mittelbar an den Reaktionsraumabschnitt 5 anschließt. In der Abscheidevorrichtung 8 erfolgt beispielsweise die Pulverabscheidung, indem die gebildeten Partikel P vom Heißgasstrom HGS abgetrennt werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Heißgasstrom HGS in Richtung des Endes des Reaktionsraumabschnitts 5 abgekühlt und anschließend einer Abscheidevorrichtung 8 zugeführt.
2 zeigt ein mögliches zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung PR, insbesondere eines thermischen Reaktors zur Herstellung von feinteiligen Partikeln P, insbesondere von nanokristallinen Partikeln P. Die Funktionsweise der Vorrichtung PR entspricht dabei der Funktionsweise des in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung PR mit dem Unterschied, dass das Koppelelement 6 zur wahlweisen Kopplung des Reaktionsraumabschnitts 5 mit dem Brenner 1.1 und der Brennkammer 2.1 oder mit dem Brenner 1.2 und der Brennkammer 2.2 Y-förmig ausgebildet ist.
Dabei umfasst das Koppelement 6 einen Reaktionsraum-Anschlussbereich 6.3 zur strömungstechnischen Kopplung mit dem Reaktionsraumabschnitt 5 und zwei Brennkammer-Anschlussbereiche 6.4, 6.5 zur Kopplung mit jeweils einer Brennkammer 2.1, 2.2.
Innerhalb des Koppelelements 6 ist ein Verstellelement 6.6 angeordnet, welches in einer Stellung S1 den Reaktionsraum-Anschlussbereich 6.3 mit dem Brennkammer-Anschlussbereich 6.5 strömungstechnisch verbindet und in einer weiteren Stellung S2 den Reaktionsraum-Anschlussbereich 6.3 mit dem weiteren Brennkammer-Anschlussbereich 6.4 strömungstechnisch verbindet. Um die Kopplung zu ändern, wird das Verstellelement 6.6 von einer der Stellungen S1, S2 in die jeweils andere Stellung S2, S1 überführt.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Verstellelement 6.6 als manuell oder motorisch verstellbare Klappe ausgebildet. In einem weiteren, nicht näher dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Verstellelement 6.6 als manuell oder motorisch verstellbarer Schieber ausgebildet.
3 zeigt ein mögliches drittes Ausführungsbeispiel eines Vorrichtungsabschnitts PR1 einer Vorrichtung PR, insbesondere eines thermischen Reaktors zur Herstellung von feinteiligen Partikeln P, insbesondere von nanokristallinen Partikeln P. Die Funktionsweise der Vorrichtung PR entspricht dabei der Funktionsweise des in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels der Vorrichtung PR mit dem Unterschied, dass das Koppelelement 6 zur wahlweisen Kopplung des Reaktionsraumabschnitts 5 mit dem Brenner 1.1 und der Brennkammer 2.1 oder mit dem Brenner 1.2 und der Brennkammer 2.2 mit einer Verschiebevorrichtung 9 zusammenwirkt.
Dabei weist das Koppelelement 6 keine Abwinklung auf und verläuft somit im Wesentlichen geradlinig. Beispielsweise umfasst das Koppelelement 6 einen Reaktionsraum-Anschlussbereich 6.3 zur strömungstechnischen Kopplung mit dem Reaktionsraumabschnitt 5. Weiterhin umfasst das Koppelelement 6 zumindest einen Brennkammer-Anschlussbereich 6.7 zur strömungstechnischen Kopplung mit jeweils einer der Brennkammern 2.1, 2.2. Hierzu weisen die Brennkammern 2.1, 2.2 jeweils eine mit dem Brennkammer-Anschlussbereich 6.7 korrespondierende Verlängerung 2.1.2, 2.2.2 auf.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Position P1 gezeigt, in welcher die Brennkammer 2.2 mit dem Reaktionsraumabschnitt 5 strömungstechnisch gekoppelt ist, wobei der Brennkammer-Anschlussbereich 6.7 und die Verlängerung 2.2.2 der Brennkammer 2.2 entsprechende Verbindungselemente 2.2.1, 6.7.1 aufweisen.
Die Verlängerung 2.1.2 der weiteren Brennkammer 2.1 ist ebenfalls zur strömungstechnischen Kopplung mit dem Reaktionsraumabschnitt 5 und somit mit dem Koppelelement 6 vorgesehen und weist ein mit dem Verbindungselement 6.7.1 des Koppelelements 6 korrespondierendes Verbindungselement 2.1.1 auf.
Die Verbindungselemente 2.1.1, 2.2.1, 6.7.1 bilden beispielsweise eine Flanschverbindung.
Die Verschiebevorrichtung 9 umfasst beispielsweise Halteelemente 9.1, 9.2 zur Aufnahme des jeweiligen Brenners 1.1, 1.2 und/oder der jeweiligen Brennkammer 2.1, 2.2. Beispielsweise sind die Brenner 1.1, 1.2 und/oder die Brennkammern 2.1, 2.2 in den jeweiligen Halteelementen 9.1, 9.2 stoff-, kraft- und/oder stoffschlüssig befestigt. Des Weiteren ist die Verschiebevorrichtung 9 zur Überführung der Brenner 1.1, 1.2 und der Brennkammern 2.1, 2.2 in unterschiedliche Positionen vorgesehen, in welchen jeweils einer der Brenner 1.1, 1.2 mit einer jeweiligen Brennkammer 2.1, 2.2 mit dem Koppelelement 6 und somit mit dem Reaktionsraumabschnitt 5 strömungstechnisch gekoppelt werden kann. Beispielsweise sind die Brenner 1.1, 1.2 und die Brennkammern 2.1, 2.2 mittels der Verschiebevorrichtung 9 in eine Richtung Y verschiebbar. Zudem kann die Verschiebevorrichtung 9 zur Verstellung, insbesondere Verschiebung, der Brenner 1.1, 1.2 mit den jeweiligen Brennkammern 2.1, 2.2 in unterschiedliche, nicht näher dargestellte Richtungen verfahren, um einen der Brenner 1.1, 1.2 mit der jeweiligen Brennkammer 2.1, 2.2 vor dem Koppelelement 6 zur strömungstechnischen Kopplung zu positionieren.
Um die Kopplung derart zu ändern, dass der Brenner 1.1 und die Brennkammer 2.1 mit dem Reaktionsraumabschnitt 5 gekoppelt sind, werden zunächst die Verbindungselemente 2.2.1, 6.7.1 der Brennkammer 2.2 und des Koppelelements 6 gelöst. Anschließend überführt die Verschiebevorrichtung 9 die Brenner 1.1, 1.2 und die Brennkammern 2.1, 2.2 in eine nicht näher dargestellte weitere Position, in welcher der Brenner 1.1 mit der Brennkammer 2.1 vor dem Koppelelement 6 positioniert ist. In dieser weiteren Position sind sowohl die Verschiebevorrichtung 9 als auch die Brenner 1.1, 1.2 und die Brennkammern 2.1, 2.2 in Richtung Y, gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nach links, um einen vorgegebenen Abstand verschoben. Dadurch können die Verbindungselemente 2.1.1, 6.7.1 der Brennkammer 2.1 und des Koppelelements 6 in der weiteren Position miteinander strömungstechnisch verbunden werden.
Des Weiteren wirkt das Koppelelement 6 mit der Verschiebevorrichtung 9 derart zusammen, wobei eine der Brennkammern 2.1, 2.2 vom Koppelelement 6 entkoppelt wird, wenn ein Positionswechsel der Brennkammern 2.1, 2.2 von der Verschiebevorrichtung 9 eingeleitet wird. Beispielsweise ist die Verschiebevorrichtung 9 manuell und/oder motorisch verstellbar, insbesondere verschiebbar.
4 zeigt ein mögliches viertes Ausführungsbeispiel eines Vorrichtungsabschnitts PR1 einer Vorrichtung PR, insbesondere eines thermischen Reaktors zur Herstellung von feinteiligen Partikeln P, insbesondere von nanokristallinen Partikeln P.
Im Unterschied zu dem in 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel ist das Koppelelement 6 mit einer Brennkammer 2.1 gekoppelt und umfasst einen Brenner-Anschlussbereich 6.8 zur strömungstechnischen Kopplung mit jeweils einem der Brenner 1.1, 1.2 und wirkt mit der Verschiebevorrichtung 9 zusammen, welche in einer Position einen der Brenner 1.1 vor dem Koppelelement 6 positioniert und den Brenner-Anschlussbereich 6.8 mit einem Verbindungselement 1.1.1 des Brenners 1.1 strömungstechnisch verbindet und in einer weiteren Position einen weiteren Brenner 1.2 vor dem Koppelelement 6 positioniert und den Brenner-Anschlussbereich 6.8 mit einem Verbindungselement 1.2.1 dieses Brenners 1.2 strömungstechnisch verbindet. Somit können unterschiedliche Brenner 1.1, 1.2 mit einer Brennkammer 2.1 gekoppelt werden.
Bezugszeichenliste

1.1: Brenner
1.1.1: Verbindungselement
1.2: Brenner
1.2.1: Verbindungselement
2.1: Brennkammer
2.1.1: Verbindungselement
2.1.2: Verlängerung
2.2: Brennkammer
2.2.1: Verbindungselement
2.2.2: Verlängerung
3.1,3.2: Zuführung
4.1,4.2: Boden
5: Reaktionsraumabschnitt
5.1: Verbindungselement
6: Koppelelement
6.1: Schenkel
6.1.1: Verbindungselement
6.2: Schenkel
6.2.1: Verbindungselement
6.3: Reaktionsraum-Anschlussbereich
6.4, 6.5: Brennkammer-Anschlussbereich
6.6: Verstellelement
6.7: Brennkammer-Anschlussbereich
6.7.1: Verbindungselement
6.8: Brenner-Anschlussbereich
8: Abscheidevorrichtung
9: Verschiebevorrichtung
9.1, 9.2: Halteelement
AO1 bis Aon: Aufgabeort
A: Ausgangsleitung
BS: Brennstoff
E: Eingangsleitung
HGS: Heißgasstrom
P: Partikel
P1: Position
R: Strömungsrichtung
PR: Vorrichtung
PR1: Vorrichtungsabschnitt
RM: Rohstoffmaterial
S1: Stellung
S2: weitere Stellung
VG: Verbrennungsgas
X: Längsachse
Y: Richtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 02/072471 [0006]
DE 102004044266 A1 [0006]

Claims

Vorrichtung (PR) zur Herstellung von Partikeln (P), insbesondere von feinteiligen, nanoskaligen oder nanokristallinen Partikeln (P), beispielsweise mit einer mittleren Partikelgröße von 10 nm bis wenige Millimeter, aus mindestens einem Rohstoffmaterial (RM), mit - mehreren Brennern (1.1, 1.2) und/oder - mehreren Brennkammern (2.1, 2.2) zur Erzeugung eines pulsierenden Heißgasstroms (HGS), wobei sich jeweils zumindest eine Brennkammer (2.1, 2.2) an einen Brenner (1.1, 1.2) anschließt, - einen Reaktionsraumabschnitt (5) und - einem verstellbaren Koppelelement (6), welches ausgebildet ist, jeweils eine der Brennkammern (2.1, 2.2) strömungstechnisch mit dem Reaktionsraumabschnitt (5) und/oder jeweils eine der Brennkammern (2.1, 2.2) mit jeweils einem der Brenner (1.1, 1.2) zu koppeln.
Vorrichtung (PR) nach Anspruch 1, wobei das Koppelelement (6) rohrförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung (PR) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Koppelelement (6) - bogenförmig, insbesondere L-förmig, ausgebildet ist, - um eine Längsachse (X) eines mit dem Reaktionsraumabschnitt (5) strömungstechnisch gekoppelten Schenkels (6.1) des Bogens drehbar ist und - einen weiteren Schenkel (6.2) umfasst, welcher mit einer der Brennkammern (2.1, 2.2) strömungstechnisch koppelbar ist.
Vorrichtung (PR) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Koppelelement (6) - Y-förmig ausgebildet ist, - einen Reaktionsraum-Anschlussbereich (6.3) zur strömungstechnischen Kopplung mit dem Reaktionsraumabschnitt (5) umfasst, - zwei Brennkammer-Anschlussbereiche (6.4, 6.5) zur strömungstechnischen Kopplung mit jeweils einer der Brennkammern (2.1, 2.2) umfasst und - ein Verstellelement (6.6) umfasst, welches in einer Stellung (S1) den Reaktionsraum-Anschlussbereich (6.3) mit einem der Brennkammer-Anschlussbereiche (6.4) strömungstechnisch verbindet und in einer weiteren Stellung (S2) den Reaktionsraum-Anschlussbereich (6.3) mit dem weiteren Brennkammer-Anschlussbereich (6.5) strömungstechnisch verbindet.
Vorrichtung (PR) nach Anspruch 4, wobei das Verstellelement (6.6) zumindest eine verstellbare Klappe und/oder einen verstellbaren Schieber umfasst.
Vorrichtung (PR) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Koppelelement (6) - keine Abwinklung aufweist, - zumindest einen Brennkammer-Anschlussbereich (6.7) zur strömungstechnischen Kopplung mit jeweils einer der Brennkammern (2.1, 2.2) umfasst und - mit zumindest einer Verschiebevorrichtung (9) zusammenwirkt, welche in einer Position (P1) einen der Brenner (1.2) mit einer der Brennkammern (2.2) vor dem Koppelelement (6) positioniert und den Brennkammer-Anschlussbereich (6.7) mit einer Verlängerung (2.2.2) der Brennkammer (2.2) strömungstechnisch verbindet und in einer weiteren Position einen weiteren Brenner (1.1) mit einer weiteren Brennkammer (2.1) vor dem Koppelelement (6) positioniert und den Brennkammer-Anschlussbereich (6.7) mit einer Verlängerung (2.1.2) der weiteren Brennkammer (2.1) strömungstechnisch verbindet.
Vorrichtung (PR) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Koppelelement (6) - zumindest einen Brenner-Anschlussbereich zur strömungstechnischen Kopplung mit jeweils einem der Brenner (1.1, 1.2) umfasst und - mit zumindest einer Verschiebevorrichtung (9) zusammenwirkt, welche in einer Position (P1) einen der Brenner (1.2) vor dem Koppelelement (6) positioniert und den Brenner-Anschlussbereich mit einer der Brennkammern (2.2) strömungstechnisch verbindet und in einer weiteren Position einen weiteren Brenner (1.1) vor dem Koppelelement (6) positioniert und den Brenner-Anschlussbereich mit einer weiteren Brennkammer (2.1) strömungstechnisch verbindet.
Vorrichtung (PR) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Brenner (1.1, 1.2) und/oder die Brennkammern (2.1, 2.2) unterschiedliche, den Heißgasstrom (HGS) beeinflussende Parameter aufweisen.
Vorrichtung (PR) nach Anspruch 8, dass die Parameter - eine Brennstoffart und/oder - eine Brennstoffmenge und/oder - eine Brennstofftemperatur und/oder - eine Verbrennungsgasmenge und/oder - eine Verbrennungsgastemperatur und/oder - eine Flammentemperatur und/oder - einen Ort einer Brennstoffaufgabe und/oder - einen Ort einer Verbrennungsgasaufgabe und/oder - einen Ort einer Rohstoffmaterialaufgabe und/oder - ein bestimmtes Resonanzverhalten vorgeben.
Vorrichtung (PR) nach Anspruch 8 oder 9, wobei zumindest ein Teil der Parameter variabel einstellbar ist.
Verfahren zur Herstellung von Partikeln (P), insbesondere von feinteiligen, nanoskaligen oder nanokristallinen Partikeln (P), beispielsweise mit einer mittleren Partikel größe von 10 nm bis wenige Millimeter, aus mindestens einem Rohstoffmaterial (RM) mittels einer Vorrichtung (PR) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mittels des verstellbaren Koppelelements (6) jeweils eine der Brennkammern (2.1, 2.2) strömungstechnisch mit dem Reaktionsraumabschnitt (5) in Abhängigkeit von unterschiedlichen, den Heißgasstrom (HGS) beeinflussenden Parametern der Brennkammern (2.1, 2.2) und/oder der Brenner (1.1, 1.2) gekoppelt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei anhand der Kopplung und der unterschiedlichen Parameter - eine Reaktionstemperatur und/oder - Turbulenzen des pulsierenden Heißgasstroms (HGS) und/oder - ein Turbulenzgrad des pulsierenden Heißgasstroms (HGS) und/oder - ein bestimmtes Resonanzverhalten bzw. eine Frequenz und/oder Amplitude des pulsierenden Heißgasstroms (HGS) und/oder - ein Ort einer Rohstoffmaterialaufgabe eingestellt werden oder wird.