[发明专利]颗粒生产装置

说明书

                       发明背景

本发明涉及通过化合物的反应来生产颗粒。更具体地说，本发明涉及通过在设计为生产商业用量的产品的反应室中进行化学反应来制造颗粒。

目前对粒度为1-100纳米(nm)的固体物质的需求日益增长。人们发现这些纳米级颗粒表现出不同寻常的化学、机械、电学、磁性和光学性能，这些性能不同于疏松材料和传统粉末的对应性能。这些不同寻常的性能可以应用在许多领域。

与较大的颗粒相比，纳米颗粒的一个优点是对于同样重量的物质其表面积增加。单位重量的纳米级颗粒的表面积比单位重量的传统粉末的表面积大1-2个数量级。这种表面积的增加在许多领域中是所希望的，如在涉及催化、储氢和电容器的领域中。

各种领域的发展需要多种类型的新材料。特别是多种化学粉末(powders)可用在许多不同的加工领域中。具体来说，对于涉及微小结构和高表面积材料的各种领域，对特别有利的超细或纳米级粉末的应用引起了广泛关注。对超细化学粉末的需求带来了制造这些粉体的尖端技术的发展，例如生产这些粉末的激光热解技术。

                            发明内容

本发明的第一个方面涉及一种颗粒生产装置(particle productionapparatus)，其包括：

         反应室；

         反应物入口，该入口确定了一个穿过反应室的反应物通道，

    该反应物入口与反应物输送系统相连结；和

         光学元件，该光学元件确定了一个穿过反应室的光通道，该

    通道和反应物通道相交，其中穿过反应室的光通道不是单一的直

    线通道。

本发明的另一个方面涉及一种颗粒生产装置，其包括：

        反应室；

        反应物入口，该入口确定了一个穿过反应室的反应物通道，

    该反应物入口与反应物输送系统相连结；

        光源；和

        光学元件，该光学元件引导来自光源的光束穿过反应室，该

    光束和反应物通道相交，光学元件包括调焦元件(focusing element)

    和准直元件(collimating element)。

本发明的再一个方面涉及收集具有选定平均颗粒直径的纳米级颗粒的生产方法。

具体来说，该方法包括用光束使反应物流在反应室内反应，其中反应物流穿过光束的平均飞行时间(average time of flight)是通过改变光束性能而选择的以制造出选定的平均粒径。

另外，本发明涉及一种颗粒生产系统，该系统包括：

        多个反应物入口，该入口设计为将反应物流引向一个或多个

   产品出口的构型；和

      与一个或多个产品出口相连的颗粒收集设备，将来自多个反

   应物入口的反应物生成的产品颗粒收集起来。

另外，本发明涉及一种生产颗粒混合物的方法，该方法包括：

        将不同的反应物流供应到两个反应物入口；

        使不同的反应物流反应，产生两种产品颗粒流，每一产品颗粒

    流具有不同的产品颗粒组成；和

        将两种产品颗粒流引向一个颗粒收集器，由此收集产品颗粒

    的混合物。

本发明的另一方面涉及一种颗粒生产装置，其包括：

        反应室；

        反应物入口，该入口产生穿过反应室的反应物流，该反应物

    入口与反应物输送系统相连结；

        光学元件，该光学元件确定了一个穿过反应室的光通道，其

    中该通道和反应物流在反应区相交；和

        通过合适的光学系统与反应室相连的分光计，测定反应物/产

    品流的光学性能。

一种选择反应条件的方法，能够根据该颗粒生产设备而定。该方法包括选择反应条件，以产生颗粒生产装置中分光计上的选定量度，其中，该选定的量度与反应产品的性能相关联。

本发明的另一方面涉及颗粒生产装置，其包括：

        具有与反应物输送系统相连的反应物入口的反应室，该反应

    室具有多个和惰性气体(inert gas)输送系统相连的保护气出口，从