JP5823375B2 - プラズマ反応炉およびナノ粉末の合成プロセス - Google Patents
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Description
21a 前駆物質材料を導入するための入口
21b 作用ガスの入口
21c シースガスの入口
22、32、62 トーチ本体
23、34 無線周波数(r.f.)誘導プラズマトーチ
24 誘導コイル
25 誘導結合プラズマ
26、36、64 反応炉部
28、38、66 反応炉の補助誘導コイル
29、68 反応炉部の壁
40、76 急冷部
42、80 ぎざぎざのある(のこぎり状の)内壁
44、78 急冷チャンバ(切頭円錐状急冷チャンバ)
46 急冷ガスの入口
48 同心円錐状セグメント
63 直流移送アークプラズマトーチ
70 るつぼの補助誘導コイル
72 るつぼ
74 補助陽極
82 入口
84 中心煙突
86 誘導加熱される壁
88 反応炉出口の補助コイル
Claims (39)
- プラズマを発生させるためにプラズマトーチを備えるトーチ本体と、
プラズマ放電を受け取るために前記トーチ本体と流体連結している反応炉部と、
前記反応炉部と流体連結しており、急冷チャンバを画定する内壁を備える急冷部であって、前記内壁がぎざぎざのある形状を備えている、急冷部と、
前記反応炉部と熱的に連結している少なくとも1つの加熱要素と
を備えるプラズマ反応炉であって、前記少なくとも1つの加熱要素が、前記反応炉部内の温度を選択的に調節すること可能にするプラズマ反応炉。 - 前記トーチ本体が、前駆物質材料をプラズマに導入するように構成された入口をさらに備えている、請求項1に記載のプラズマ反応炉。
- 前記反応炉部が、反応チャンバを画定している、請求項1に記載のプラズマ反応炉。
- 前記反応炉部が、前記トーチ本体に取り付けられている、請求項3に記載のプラズマ反応炉。
- 前記少なくとも1つの加熱要素が、前記反応チャンバに取り付けられている、請求項3に記載のプラズマ反応炉。
- 前記反応チャンバが、前記反応チャンバを画定する壁表面を備え、前記加熱要素が前記壁表面を加熱することを可能にする、請求項5に記載のプラズマ反応炉。
- 前記少なくとも1つの加熱要素が、前記反応チャンバを取り囲んでいる、請求項5に記載のプラズマ反応炉。
- 前記反応炉チャンバが、外表面を備え、前記加熱要素が前記外表面上に取り付けられている、請求項5から7のいずれか一項に記載のプラズマ反応炉。
- 前記加熱要素が、前記チャンバを画定する前記壁表面の内側に埋め込まれている、請求項5から7のいずれか一項に記載のプラズマ反応炉。
- 前記反応チャンバの長手方向に沿って取り付けられた付加的な加熱要素を備えている、請求項5から9のいずれか一項に記載のプラズマ反応炉。
- 前記急冷部が、前記反応炉部に取り付けられている、請求項5に記載のプラズマ反応炉。
- 前記加熱要素が、誘導コイルを備えている、請求項1から11のいずれか一項に記載のプラズマ反応炉。
- 前記加熱要素が、誘導コイル、抵抗直流加熱要素、および交流加熱要素から成るグループから選ばれている、請求項1から11のいずれか一項に記載のプラズマ反応炉。
- 前記少なくとも1つの加熱要素が、前記チャンバの中心線に沿って温度分布を設定するように前記チャンバ内の温度を調節する、請求項1から13のいずれか一項に記載のプラズマ反応炉。
- 前記急冷チャンバが、前記反応チャンバに隣接する上流端および向かい合った下流端を有している、請求項1に記載のプラズマ反応炉。
- 前記急冷チャンバの下流端が、前記急冷チャンバの上流端よりも広い、請求項1から15のいずれか1項に記載のプラズマ反応炉。
- 前記急冷チャンバが切頭円錐状の形状を備えている、請求項1から16のいずれか一項に記載のプラズマ反応炉。
- 前記内壁のぎざぎざのある形状が、複数の隣接するセグメントによって画定されている、請求項1から17のいずれか一項に記載のプラズマ反応炉。
- 隣接するセグメントが同心で円錐状のセグメントである、請求項18に記載のプラズマ反応炉。
- 前記内壁が、前記急冷チャンバの前記内壁全体にわたって急冷ガス流を供給するために、前記内壁の周囲に分散された複数の開口を備えている、請求項1から19のいずれか一項に記載のプラズマ反応炉。
- 前記内壁が、前記急冷チャンバ中にそれぞれのガスジェットを導入するために半径方向の開口を備えている、請求項1から20のいずれか一項に記載のプラズマ反応炉。
- 前記少なくとも1つの加熱要素が、選択的調節のためにコントローラにつながれている、請求項1に記載のプラズマ反応炉。
- 前記コントローラが、前記加熱要素に電力を供給する電力供給につながれ、前記コントローラが前記電力供給を選択的に調節することを可能にする、請求項22に記載のプラズマ反応炉。
- 調節のためにある1つのコントローラにつながれた複数の加熱要素を備えている、請求項1に記載のプラズマ反応炉。
- 各加熱要素が、電力を供給するそれぞれの電力供給に接続され、前記コントローラが、選択的調節のために各電力供給につながれている、請求項24に記載のプラズマ反応炉。
- 前記コントローラが、前記加熱要素に電力を供給する電力供給につながれ、前記コントローラが、前記電力供給を選択的に調節することを可能にする、請求項24に記載のプラズマ反応炉。
- 調節のためにそれぞれのコントローラにつながれた複数の加熱要素を備えている、請求項1に記載のプラズマ反応炉。
- 各コントローラが、電力を供給するためにそれぞれの加熱要素につながれたそれぞれの電力供給に接続され、各コントローラが、それぞれの電力供給を選択的に調節することを可能にする、請求項27に記載のプラズマ反応炉。
- プラズマを発生させるためにプラズマトーチを備えるトーチ本体と、
プラズマ放電を受け取るために前記トーチ本体と流体連結している反応炉部と、
前記反応炉部と流体連結している急冷部と
を備え、前記急冷部が、前記反応炉部に隣接する上流端および向かい合った下流端を有する急冷チャンバを画定する内壁を備え、前記内壁が複数の環状セグメントによって画定されたぎざぎざのある形状を備えているプラズマ反応炉であって、
前記急冷チャンバの長さが、少なくとも1つの環状セグメントの取り外しまたは追加によって変更可能である、プラズマ反応炉。 - 前記急冷チャンバの下流端が、前記急冷チャンバの上流端よりも広い、請求項29に記載のプラズマ反応炉。
- 前記急冷チャンバが切頭円錐状の形状を備えている、請求項29に記載のプラズマ反応炉。
- 前記複数の環状セグメントが、同心である、請求項29に記載のプラズマ反応炉。
- 前記複数の環状セグメントが、円錐状である、請求項29から32のいずれか一項に記載のプラズマ反応炉。
- 前記内壁が、隣接する一対の前記環状セグメントの間に開口をさらに備えている、請求項29に記載のプラズマ反応炉。
- 前記内壁が、各隣接する一対の前記環状セグメントの間に半径方向の開口をさらに備えている、請求項29に記載のプラズマ反応炉。
- 前駆物質材料をプラズマ流に供し、それによって前記前駆物質材料を蒸発させるステップと、
前記蒸発した材料の粒子核生成を可能にする温度分布に前記蒸発した材料を供するステップと、
前記温度分布を選択的に調節するステップと、
前記核生成材料をぎざぎざのある形状を備えている急冷チャンバで急冷するステップと
を含む、ナノ粉末の合成のプロセス。 - 前記温度分布に前記蒸発した材料を供するステップが、前記反応チャンバの長手方向に沿って行なわれる、請求項36に記載のプロセス。
- 前記反応チャンバの長手方向に沿って前記温度分布を調節するステップをさらに含む、請求項36または37に記載のプロセス。
- 前記蒸発した材料の核生成によって得られた核を成す材料のサイズ分布を制御するように前記温度分布を調節するステップをさらに含む、請求項36から38のいずれか一項に記載のプロセス。
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