KR101441370B1 - 나노입자 포집장치 - Google Patents

나노입자 포집장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101441370B1
KR101441370B1 KR1020130011348A KR20130011348A KR101441370B1 KR 101441370 B1 KR101441370 B1 KR 101441370B1 KR 1020130011348 A KR1020130011348 A KR 1020130011348A KR 20130011348 A KR20130011348 A KR 20130011348A KR 101441370 B1 KR101441370 B1 KR 101441370B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
silicon
silicon oxide
nanoparticle
nanoparticles
siox
Prior art date
Application number
KR1020130011348A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140098547A (ko
Inventor
장보윤
김준수
이진석
Original Assignee
한국에너지기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국에너지기술연구원
Priority to KR1020130011348A priority Critical patent/KR101441370B1/ko
Publication of KR20140098547A publication Critical patent/KR20140098547A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101441370B1 publication Critical patent/KR101441370B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/0015Feeding of the particles in the reactor; Evacuation of the particles out of the reactor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J8/00Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/16Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with particles being subjected to vibrations or pulsations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/02Silicon
    • C01B33/021Preparation
    • C01B33/027Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material
    • C01B33/035Preparation by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds other than silica or silica-containing material by decomposition or reduction of gaseous or vaporised silicon compounds in the presence of heated filaments of silicon, carbon or a refractory metal, e.g. tantalum or tungsten, or in the presence of heated silicon rods on which the formed silicon is deposited, a silicon rod being obtained, e.g. Siemens process
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2208/00Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00796Details of the reactor or of the particulate material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

본 발명의 나노입자 포집장치는, 나노입자 제조부에 일단이 연결되며, 상기 나노입자 제조부에서 급냉 및 이송되는 실리콘 또는 실리콘 산화물 나노입자가 이송되도록 유로를 형성하는 연결관과, 상기 연결관의 타단이 상단에 연결되며, 이송된 상기 실리콘 또는 실리콘 산화물 나노입자가 내부로 유입 및 수용되는 수용부 및, 상기 수용부의 하단에 결합되며, 유입되는 상기 실리콘 또는 실리콘 산화물 나노입자가 하방으로 집중되도록 하부를 따라 점진적으로 좁아지게 원추형으로 형성되는 경사부를 포함한다.

Description

나노입자 포집장치{MANUFACTURING APPARATUS OF NANO-SIZED POWDER}
본 발명은 나노입자 포집장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 나노입자 제조부의 챔버로부터 이송되는 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자가 하나 또는 다수의 나노입자 수용부의 경사부를 통해 이송되어 집중적으로 포집되도록 함으로써, 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자 포집 성능을 향상시킬 수 있는 나노입자 포집장치에 관한 것이다.
최근, 태양전지와, 리튬이온 이차전지 음극재와, LED(Light Emitting Device)와 같은 광전변환 및 광변환 소재로 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자가 많이 이용된다.
벌크 실리콘의 경우에는, 매우 나쁜 광 특성을 가지고 있으나, 입자 크기를 나노화한 나노입자 실리콘의 경우에는 높은 효율의 광 특성을 가는 것으로 알려져 있다.
실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자를 제조하는 방식은, 크게 고상반응법, 액상반응법 및 기상반응법으로 분류될 수 있다.
상기한 방법 중, 기상반응법은 실란 화합물 가스를 레이저나 플라즈마와 같은 상대적으로 높은 에너지 영역에 통과시키거나 또는 금속 실리콘 분말을 용융시켜 증발 응축법으로 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자를 제조한다.
여기서, 상기 기상반응법은 고상반응법과 같이 매트릭스 내부에 실리콘 나노입자(Si NC)를 형성하는 것이 아니라 입자만을 제조할 수 있는 방법이다.
즉, 상기 기상반응법은 고 순도의 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자를 얻을 수 있고, 입도 제어가 상대적으로 용이한 장점이 있다.
기상법으로 나노분말을 제조하기위한 한국특허 공개번호 10-2010-0124681 (나노분말 제조 장치, 출원번호 10-2009-0043663)와, 한국특허 등록번호 10-1081864(휘발성이 우수한 고순도 SiOx 나노 분말 제조방법 및 그 제조장치 출원번호 10-2011-0030414)들에는 제조된 나노입자 포집 및 포집장치에 대한 상세한 언급이 없는 실정이다.
그리고, 나노분말 제조부에서 반응이 이루어지지 않은 미 반응 가스를 재활용할 수 있는 구조가 없었다.
본 발명의 목적은 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자가 유입되는 수용부의 하단에 하방을 따라 점진적으로 좁아지는 원추 형태의 경사부를 형성시킨 것으로, 수용부의 내부로 유입된 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자를 하방의 중앙 부위에 집중적으로 포집 시킬 수 있는 나노입자 포집장치를 제공하는데 있다.
또한, 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자 생성시 반응이 이루어지지 않은 미 반응 가스를 재순환시켜 가스 공급부로 재투입 시킬 수 있는 것으로, 반응이 이루어지지 않은 가스를 재활용할 수 있는 나노입자 포집장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 나노입자 포집장치는, 제조부에 일단이 연결되며, 상기 제조부에서 이송되는 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자가 이송되도록 유로를 형성하는 연결관과, 상기 연결관의 타단이 상단에 연결되며, 이송된 상기 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자가 내부로 유입 및 수용되는 수용부 및, 상기 수용부의 하단에 결합되며, 유입되는 상기 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자가 하방으로 집중되도록 하부를 따라 점진적으로 좁아지게 원추형으로 형성되는 경사부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 연결관 및 상기 수용부에 외부로부터 공급되는 냉각 유체가 삽입되며, 상기 냉각 유체에 의해 상기 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자가 냉각될 수 있도록 하는 유로 및, 상기 유로에 상기 냉각 유체를 공급하기 위한 냉각수 공급부가 더 구비될 수 있다.
또한, 상기 연결관 및 상기 수용부의 내부 또는 외부에는 상기 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자를 냉각하기 위한 냉각부가 더 설치될 수 있다.
또한, 상기 연결관에는 나노입자 순환기가 더 구비되며, 상기 나노입자 순환기는 상기 나노입자 제조부로부터 상기 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자를 상기 수용부로 이동시킬 수 있다.
또한, 상기 나노입자 순환기는 순환팬 및 진공펌프 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
또한, 상기 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자 제조부는 상기 연결관의 일단이 연결되는 진공 챔버와, 상기 진공 챔버의 내부에 설치되며, 나노입자 제조를 위하여 상부가 개방된 부분을 통하여 실리콘분말이 투입되는 용융 도가니와, 상기 용융도가니에 투입된 실리콘분말을 용융하여 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자 상태로 휘발시키는 유도 용융부 및, 상기 용융 도가니의 용융 실리콘으로부터 휘발되는 상기 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자를 급냉 및 이송하기 위한 가스 공급부가 구비될 수 있다.
한편, 상기 경사부의 하단에는 순환부가 더 연결되며, 상기 순환부는 상기 경사부의 하부로 이동된 미 반응 가스를 상기 가스 공급부로 재투입시킬 수 있다.
여기서, 상기 경사부는 하단에 별도의 보조공간이 형성되며, 상기 보조공간의 측면에는 상기 순환부가 연결될 수 있다.
또한, 상기 순환부는 상기 경사부의 하단과 상기 가스 공급부에 양단이 각각 연결되어, 미 반응 가스를 상기 가스 공급부로 재투입시키는 순환관 및, 상기 순환관에 설치되며, 상기 미 반응 가스를 강제 이동시키는 가스 순환기가 구비될 수 있다.
또한, 상기 가스 순환기는 순환팬 및 진공펌프 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
또한, 상기 경사부의 내부에는 상기 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자를 필터링하는 필터부가 더 포함될 수 있다.
본 발명은 수용부로 유입되어 하방으로 분산되는 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자를 이송하여 경사부의 하방에 집중적으로 포획시킬 수 있는 것으로, 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자의 포집 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 실리콘 나노입자(Si NC) 제조시 반응이 이루어지지 않고 배출되는 미 반응 가스를 재사용할 수 있도록 한 것으로, 반응 가스의 손실이 적어 반응 가스 절감의 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 따른 나노입자 포집장치의 전체적인 구성을 보여주기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 나노입자 포집장치의 연결관, 수용부 및, 경사부를 상세히 보여주기 위한 확대도이다.
도 3은 본 발명에 따른 나노입자 포집장치에 가스 순환부가 더 설치된 상태를 보여주기 위한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 나노입자 포집장치에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 나노입자 포집장치의 전체적인 구성을 보여주기 위한 도면이다.
그리고, 도 2는 본 발명에 따른 나노입자 포집장치의 연결관, 수용부 및, 경사부를 상세히 보여주기 위한 확대도이다.
도 1와 도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 나노입자 포집장치는, 나노입자 제조부(100)와, 연결관(200)과, 수용부(300) 및 경사부(400)를 포함한다. 또한, 상기 경사부(400)에는 필터부(500)가 구성될 수 있다.
상기한 구성들 중, 상기 나노입자 제조부(100)는 챔버(110)와, 용융 도가니(120)와, 유도 용융부(130) 및, 가스 공급부(140)가 구비된다.
여기서, 챔버(110)는 내부에 진공 환경을 형성되는 공간부가 형성되며, 상기 챔버(110)의 일측에는 후술 될 연결관(200)의 일단이 연결될 수 있도록 배출구(111)가 형성된다.
또한, 상기 챔버(110)의 외부에서 진공펌프에 연결되어 챔버(110) 내부에 진공 환경을 형성하기 위한 진공 펌프 연결부(미도시)가 더 구비될 수 있다.
상기 배출구(111) 및 진공펌프 연결부(미도시)는, 챔버(110)의 측면에 수평으로 관통 형성되거나, 챔버(110)의 상단에 수직으로 관통 형성될 수 있다.
용융 도가니(120)는, 챔버(110)의 공간부 내에 설치되며, 내부에는 상측이 개방된 용기 형태로 나노입자 제조를 위한 실리콘 재질의 원료를 일정량 장입할 수 있다.
유도 용융부(130)는, 상기 유도 코일(132)에 외부로부터 공급되는 전원에 의해 유도 가열되어 상기 용융 도가니(120)에 장입된 상기 실리콘을 용융하여 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자 제조하기 위해 실리콘을 가스 상태로 휘발시키는 역할을 한다.
이때, 제조되는 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자는 후술 될 나노입자 순환기(210)에 의해 챔버(110)의 배출구(111)를 통해 후술 될 연결관(200)으로 배출된다.
상기 유도 용융부(130)의 구성을 설명하면, 용융 도가니(120)의 측면을 감싸는 상태로 설치되어 용융도가니로부터 발생되는 열을 차단하는 단열재 역할을 하는 몸체(131)와, 상기 용융 도가니(120)의 외부를 감싸고 있는 상기 몸체(131)의 내부에 다수로 권취되는 유도 코일(132)로 구비될 수 있다.
또한, 상기 챔버(110)의 외부에서 유도 코일(132)에 연결되어 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(미도시)가 더 구비될 수 있다.
상기 유도 코일(132)은, 전원 공급부(미도시)로부터 공급되는 전원에 의해 유도되는 줄-열(Joule's Heat) 에 의해 실리콘을 용융함으로써, 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 실리콘 나노입자(Si NC)를 제조하는 역할을 한다.
여기서, 상기 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자는 1~100nm의 입도를 가질 수 있고, 높은 광 특성을 요구하는 태양전지나 LED 등의 광전변환/광 변환 소재로 충분히 이용될 수 있다.
가스 공급부(140)는, 용융 도가니(120)에서 휘발되는 실리콘 나노입자(Si NC)를 급냉 시킨다.
그리고, 상기 가스 공급부(140)는 가스가 분사되는 일단이 용융 도가니(120)의 상부 또는 용융 도가니(120)와 몸체(130) 사이에 위치될 수 있고, 타단이 챔버(110)의 외부로 연장되는 가스관 형상을 가질 수 있다.
즉, 상기 가스관의 일단을 통해 가스가 투입되며, 용융 도가니(120)의 상부 에 위치되는 일단을 통해 하방으로 가스가 분사되거나 또는 용융 도가니(120)와 몸체(130) 사이에 하부에 위치되는 하나 또는 다수의 가스관을 상방으로 가스가 분사될 수 있다.
그리고, 상기 용융 도가니(120)의 상부에 위치되는 상기 가스관의 일단은 수평으로 휘어진 링 형상을 가질 수 있으며, 상기 링 형상을 갖는 일단의 하단에는 다수의 가스 분사홀이 형성될 수 있다.
또한, 상기 가스 공급부(140)를 통해 용용 도가니(120)로 분사되는 가스는 아르곤(Ar), 산소(O2), 및 수소(H) 단독 혹은 혼합된 가스일 수 있다.
연결관(200)은, 전술한 챔버(110)의 배출구(111)에 일단이 연결되며, 챔버(110) 내에서 급냉 및 이송되는 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 실리콘 나노입자(Si NC)가 이송 되도록 유로를 형성한다.
여기서, 상기 연결관(200)은 챔버(110)의 측면에 일단이 수평으로 연결되고, 타단이 하방으로 절곡되어 후술 될 수용부(300)의 상단에 수직으로 연결될 수 있다.
물론, 상기 연결관(200)의 형상은 한정하지 않고 다양하게 실시할 수 있음을 밝혀둔다.
또한, 상기 연결관(200)에는 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 실리콘 나노입자(Si NC)를 강제로 이동시키기 위한 나노입자 순환기(210)가 더 구비될 수 있다.
여기서, 상기 나노입자 순환기(210)에는 순환팬 및 진공펌프 중 어느 하나를 사용할 수 있다
즉, 상기 나노입자 순환기(210)는 챔버(110)의 공간부 내에서 부양하는 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 실리콘 나노입자(Si NC)를 후술 될 수용부(300)로 펌핑 및 송풍하여 강제로 이동시킬 수 있다.
수용부(300)는, 상부로 개방된 상단이 연결관(200)의 일단에 연결된다. 그리고, 수용부(300)의 내부에는 연결관(200)으로부터 유입된실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자를 수용하기 위한 공간부가 형성된다.
즉, 상기 연결관(200)의 유로를 따라 이동된 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자가 수용부(300)의 상단을 통해 내부 공간부로 분산된다.
이때, 수용부(300)의 공간부 내에서 하강하는 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자가 후술 될 경사부(400)의 하단으로 포집될 수 있다.
그리고, 상기 수용부(300)와 전술한 연결관(200)을 다수로 형성시켜 병렬로 구성할 수 있다.(부가적인 실시 부분입니다. 유지하여도 무방해 보입니다.)
즉, 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자가 일측의 수용부(300)에 모두 채워지는 경우, 상기 수용부(300)의 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자 포집동작을 중지하고, 이때 다른 방향에 위치된 수용부의 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자 포집 동작이 실시될 수 있다.
이와 같이, 하나의 수용부(300)에 포집이 완료되면 다른 위치에 있는 수용부들이 연속적으로 포집 동작을 실시할 수 있도록 하여, 동작이 일시적으로 중지되는 것을 방지할 수도 있다.
한편, 연결관(200) 및 수용부(300)의 두께 내에는 외부로부터 공급되는 냉각 유체(미도시)가 삽입되며, 상기 냉각 유체에 의해 상기 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자가 냉각될 수 있도록 하는 유로(미도시) 및, 상기 유로에 상기 냉각 유체를 공급하기 위한 냉각수 공급부(미도시)가 더 구비될 수 있다.
여기서, 상기 냉각 유체는 물, 액체 질소 등의 유체를 사용할 수 있다.
또 한편, 연결관(200) 및 수용부(300)의 내부 또는 외부에는 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자를 냉각하기 위한 냉각부(미도시)가 더 설치될 수도 있다.
즉, 연결관(200) 및 수용부(300)의 내부로 이동하는 실리콘 나노입자는 이동하는 과정에서 냉각이 용이하게 이루어질 수 있다.
경사부(400)는, 상단이 수용부(300)의 하단에 결합되어 하나의 하우징을 형성한다.
특히, 상기 경사부(400)는 수용부(300)의 공간부 내에서 하강하는 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자가 하방으로 집중되도록, 하부를 따라 점진적으로 좁아지게 원추형으로 형성된다.
즉, 상기 경사부(400)는 내부에 하방으로 좁아지는 경사면(410) 형성되므로, 수용부(300)의 삽방을 통해 유입되는 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자가 경사면(410)을 따라 중앙으로 모을 수 있게 된다.
필터부(500)는, 경사부(400)의 내부에 수평으로 설치되어, 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자를 필터링할 수도 있다. 바람직하게는, 상기 필터부(500)가 경사부(400)의 내부에 형성된 경사면(410)의 하단측에 배치될 수 있다.
한편, 상기 경사부(400)의 하단에는 미 반응 가스를 상기 가스 공급부(140)로 재투입시키기 위한 순환부(600)가 더 구비될 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 순환부(600)는 순환관(610) 및 가스 순환기로 구성된다.
여기서, 상기 순환관(610)은 경사부(400)의 하단과 전술한 가스 공급부(140)의 길이방향에 양단이 각각 연결된다.
즉, 상기 순환관(610)은 경사부(400)의 하방으로 통과된 미 반응 가스를 가스 공급부(140)로 재투입시킨다.
가스 순환기(620)는, 순환관(610)의 길이방향 일측에 설치되며, 미 반응 가스를 강제 이동시킨다. 여기서, 가스 순환기는 순환팬 및 진공펌프 중 어느 하나를 사용할 수 있다.
또한, 전술한 경사부(400)는 하단에 별도의 보조공간(420)이 형성될 수 있으며, 상기 보조공간(420)의 측면에 순환관(610)의 일단이 연결될 수 있다.
따라서, 전술한 가스가 유도 용융부(130)에서 반응이 이루어지지 않고 연결관(200)을 통해 보조공간(420)으로 들어온 가스가 순환관(610)을 통해 가스 공급부(140)로 재투입될 수 있다.
결과적으로, 본 발명은 수용부(300)로 유입되어 하방으로 분산되는 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자를 이송하여 경사부(400)의 하방으로 집중시킬 수 있어, 실리콘 나노입자(Si NC)의 포획 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자 생성시 반응이 이루어지지 않고 배출되는 미 반응 가스를 재사용할 수 있도록 한 것으로, 반응 가스의 손실이 적어 원료 절감 효과를 기대할 수 있다.
지금까지 본 발명의 나노입자 포집장치에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구범위뿐만 아니라 이 특허 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허 청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 나노입자 제조부 110: 챔버
111: 배출구 120: 용융 도가니
130: 유도 용융부 131: 몸체
132: 유도 코일 140: 가스 공급부
200: 연결관 210: 나노입자 순환기
300: 수용부 400: 경사부
500: 필터부 600: 순환부
610: 순환관 620: 가스 순환기

Claims (11)

  1. 나노입자 제조부에 일단이 연결되며, 상기 나노입자 제조부에서 급냉 및 이송되는 실리콘 또는 실리콘 산화물 나노입자가 이송되도록 유로를 형성하는 연결관;
    상기 연결관의 타단이 상단에 연결되며, 안내된 상기 실리콘 또는 실리콘 산화물 나노입자가 내부로 유입 및 수용되는 수용부; 및
    상기 수용부의 하단에 결합되며, 유입되는 상기 실리콘 또는 실리콘 산화물 나노입자가 하방으로 집중되도록 하부를 따라 점진적으로 좁아지게 원추형으로 형성되는 경사부;를 포함하고,
    상기 경사부의 하단에는, 순환부가 더 연결되며,
    상기 경사부는, 하단에 별도의 보조공간이 형성되며,
    상기 순환부는, 상기 보조 공간으로 이동된 미 반응 가스를 상기 가스 공급부로 재투입시키고,
    상기 보조공간의 측면에는, 상기 순환부가 연결되는 것을 특징으로 하는 나노입자 포집장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연결관 및 상기 수용부의 두께 내에는,
    외부로부터 공급되는 냉각 유체가 삽입되며, 상기 냉각 유체에 의해 상기 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자가 냉각될 수 있도록 하는 유로 및,
    상기 유로에 상기 냉각 유체를 공급하기 위한 냉각수 공급부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 나노입자 포집장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결관 및 상기 수용부의 내부 또는 외부에는,
    상기 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자를 냉각하기 위한 냉각부가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 나노입자 포집장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 연결관에는,
    나노입자 순환기가 더 구비되며,
    상기 나노입자 순환기는,
    상기 나노입자 제조부로부터 상기 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자를 상기 수용부로 이동시키기는 것을 특징으로 하는 나노입자 포집장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 나노입자 순환기는,
    순환팬 및 진공펌프 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 나노입자 포집장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 나노입자 제조부는,
    상기 연결관의 일단이 연결되는 진공 챔버와,
    상기 챔버의 내부에 설치되며, 상방이 개방된 수용부에 실리콘이 투입되는 용융 도가니와,
    상기 수용부에 투입된 상기 실리콘을 용융하여 실리콘 나노입자 상태로 제조시키는 유도 용융부 및,
    상기 용융 도가니에서 제조되는 상기 실리콘(Si) 또는 실리콘 산화물(SiOx) 나노입자를 급냉 및 이송하기 위한 가스 공급부가 구비되는 것을 특징으로 하는 나노입자 포집장치.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 순환부는,
    상기 경사부의 하단과 상기 가스 공급부에 양단이 각각 연결되어, 미 반응 가스를 상기 가스 공급부로 재투입시키는 순환관 및,
    상기 순환관에 설치되며, 상기 미 반응 가스를 강제 이동시키는 가스 순환기가 구비는 것을 특징으로 하는 나노입자 포집장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가스 순환기는,
    순환팬 및 진공펌프 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 나노입자 포집장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 경사부의 내부에는,
    상기 실리콘 또는 실리콘 산화물 나노입자를 필터링하는 필터부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 나노입자 포집장치.
KR1020130011348A 2013-01-31 2013-01-31 나노입자 포집장치 KR101441370B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130011348A KR101441370B1 (ko) 2013-01-31 2013-01-31 나노입자 포집장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130011348A KR101441370B1 (ko) 2013-01-31 2013-01-31 나노입자 포집장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140098547A KR20140098547A (ko) 2014-08-08
KR101441370B1 true KR101441370B1 (ko) 2014-11-03

Family

ID=51745316

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130011348A KR101441370B1 (ko) 2013-01-31 2013-01-31 나노입자 포집장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101441370B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200136562A (ko) * 2019-05-28 2020-12-08 주식회사 카보넥스 실리콘 화합물 나노 구조체의 제조장치

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106608629B (zh) * 2016-12-21 2024-07-30 上海杉杉科技有限公司 中频感应加热方式制备高纯氧化亚硅的方法及设备
KR102021946B1 (ko) * 2017-10-27 2019-11-04 한국에너지기술연구원 나노입자 연속 포집 장치 및 연속 포집 방법
CN112891967A (zh) * 2021-01-25 2021-06-04 钟笔 一种超微粉粒子聚集冷却管式结构及超微粉粒子成形方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040037522A (ko) * 2002-10-29 2004-05-07 주식회사 새빛 구형의 실리카 분말 제조 방법 및 제조 장치
JP2005144117A (ja) * 2003-11-18 2005-06-09 Kenji Kanamasu 粉末回収装置
JP2010505721A (ja) * 2006-10-02 2010-02-25 ソラリア・テクノロジェ・ソシエタ・ア・レスポンサビリタ・リミタータ 複数の前駆体を用いた高純度シリコンの製造方法および製造装置
WO2012047695A2 (en) * 2010-10-07 2012-04-12 Dassel Mark W Mechanically fluidized reactor systems and methods, suitable for production of silicon

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20040037522A (ko) * 2002-10-29 2004-05-07 주식회사 새빛 구형의 실리카 분말 제조 방법 및 제조 장치
JP2005144117A (ja) * 2003-11-18 2005-06-09 Kenji Kanamasu 粉末回収装置
JP2010505721A (ja) * 2006-10-02 2010-02-25 ソラリア・テクノロジェ・ソシエタ・ア・レスポンサビリタ・リミタータ 複数の前駆体を用いた高純度シリコンの製造方法および製造装置
WO2012047695A2 (en) * 2010-10-07 2012-04-12 Dassel Mark W Mechanically fluidized reactor systems and methods, suitable for production of silicon

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200136562A (ko) * 2019-05-28 2020-12-08 주식회사 카보넥스 실리콘 화합물 나노 구조체의 제조장치
KR102267838B1 (ko) 2019-05-28 2021-06-22 주식회사 카보넥스 실리콘 화합물 나노 구조체의 제조장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140098547A (ko) 2014-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101081864B1 (ko) 휘발성이 우수한 고순도 SIOx나노 분말 제조 방법 및 그 제조 장치
US7323655B2 (en) Inductively coupled plasma reactor for producing nano-powder
KR101441370B1 (ko) 나노입자 포집장치
US10014523B2 (en) Manufacturing apparatus of high purity MOx nanostructure and method of manufacturing the same
US9975782B2 (en) SiOx nanoparticle manufacturing apparatus including crucible for silicon melting having sliding type tapping structure and manufacturing method of SiOx nanoparticle using the same
CN101391306A (zh) 一种制备球形钛微粉或超微粉的装置和方法
CN102211197B (zh) 金属蒸发装置及用该装置制备超微细金属粉末的方法
KR101353348B1 (ko) 나노 입자 합성 장치 및 나노 입자 합성 방법
CN102120579B (zh) 一种电子束高效、连续熔炼提纯多晶硅的方法及设备
CN106693853A (zh) 微粒制造装置以及微粒制造方法
TW201515996A (zh) SiOx粉末製造方法及SiOx粉末製造裝置
CN103741210A (zh) 一种电子束熔炼多晶硅除氧与连续铸锭的方法及设备
KR101508166B1 (ko) 실리콘 나노입자 제조장치
CN108686596A (zh) 微粒制造装置以及微粒制造方法
KR20120089073A (ko) 열플라즈마를 이용한 산화규소분말의 제조방법 및 이에 의하여 제조되는 산화규소분말
KR102021930B1 (ko) 휘발성이 우수한 SiOx 나노 분말 제조 방법 및 이로 제조된 리튬 이온 전지의 음극 재료용 SiOx 나노 분말
KR101080800B1 (ko) 나노분말 제조 장치
KR20140098549A (ko) 나노입자 포집장치
US20160016143A1 (en) APPARATUS FOR MANUFACTURING Si-BASED NANO-PARTICLES USING PLASMA
CN203559158U (zh) 一种电子束熔炼多晶硅除氧与铸锭耦合的设备
CN106115663A (zh) 一种高纯度石墨蠕虫的低成本、大规模连续生产设备及工艺
JP3571507B2 (ja) 多結晶シリコンインゴットの製造方法
KR101574754B1 (ko) 마이크로파 플라즈마를 이용한 SiOx 나노입자 제조장치 및 이를 이용한 제조방법
KR101479310B1 (ko) 나노입자 포집장치
CN203559159U (zh) 一种电子束熔炼多晶硅除氧与连续铸锭的设备

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170921

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180903

Year of fee payment: 5