[发明专利]用于现场收集成核颗粒的方法和设备

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求对于2009年4月15日提交的、美国专利申请第12/424,277号的优先权，该美国专利申请是2007年7月10日提交的、名称为“Concentric Flow-Through Plasma Reactor And Methods Therefor(同心流过式等离子反应器及其方法)”的美国专利申请第11/775,509号的部分继续申请，以参见的方式引入其。

技术领域

本发明总体涉及现场颗粒成核，具体涉及用于基本连续地现场收集成核颗粒的方法和设备。

背景技术

一般来说，气相合成是产生相对较纯颗粒的一种有效方式。无论采用等离子、激光热解，还是一些其它方法，一组前驱气体都流入反应区，在该反应区，该组前驱气体中的原子和/或分子首先电离，然后成核。一旦存在，成核颗粒就将趋于凝结成软颗粒团块，并且假如存在足够能量的话，成核颗粒则将烧结成硬团块。然而，在实践中，这些团块将趋于堵塞泵、阻塞过滤器、并刚好覆盖它们所接触的任何表面。

例如，通常类型的颗粒收集设备称为袋滤室(baghouse)。该袋滤室使用织物袋来过滤和分离颗粒和团块，提供通过惯性收集、布朗运动和静电力来将灰尘颗粒收集在其上的表面。织物袋可由织棉或毡棉、合成材料、或玻璃纤维材料来制成，呈管状或信封形状。

惯性收集涉及使颗粒撞击在垂直于气流(不是随气流改变方向的方向)放置的织物纤维上。布朗运动涉及在颗粒收集设备中因颗粒扩散而在颗粒与表面之间接触的概率。静电力涉及既在颗粒上又在织物过滤器上存在静电荷，从而增加对颗粒的捕获。

然而，这些颗粒收集机构还会导致在颗粒收集设备的内表面上、特别是在织物过滤器上形成颗粒团块，这增大了对气流的阻力，并因此增大了在真空泵上的背压。因此，必须定期清理过滤器，通常需要脱机取下气相合成设备，这会显著降低总产率。

考虑到前述内容，希望有用于连续现场收集颗粒的改进方法和设备。

发明内容

在一个实施例中，本发明涉及一种颗粒收集设备。该设备包括袋滤室罩壳，该袋滤室罩壳包括入口、收集口、构造在入口和收集口之间的袋滤室、以及联接至袋滤室的真空口。该设备还包括联接至收集口的收集机构和联接至袋滤室的压缩机构。

附图说明

图1A-B示出了根据本发明的等离子反应器的简化示意侧视图和侧剖图；

图2A-D示出了根据本发明的、构造有角形横向伸展结构的颗粒收集设备的一组简化图；

图3A-C示出了根据本发明的、构造有筒形横向伸展结构的颗粒收集设备的一组简化图；

图4示出了根据本发明的磁性致动器的简化图；以及

图5A-F示出了根据本发明的颗粒收集设备的一组简化图。

具体实施方式

现在将参照如附图所示的一些较佳实施例来详细描述本发明。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便于提供对本发明的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，可实践本发明而无需一些或所有的这些特定细节。在另外的例子中，并未对人们所熟知的工艺步骤和/或结构进行详细描述，以免不必要地使本发明变得不清楚。

如前所述，来自气相合成的团块将趋于堵塞泵、阻塞过滤器、以及刚好覆盖它们所接触的任何表面。发明人相信，在一个有利的方式中，联接至真空泵并垂直于颗粒流定位的优化可压缩袋滤室可用来以基本连续的方式收集颗粒和团块。

现在参照图1A-B，示出了根据本发明的、可联接至颗粒收集设备的等离子反应器的一组简化图。图1A示出了简化的示意侧视图，而图1B示出了简化的剖视图。

一般来说，等离子反应器包括内电极、内电极上方的内介电层、内介电层上方的外介电层、以及至少一部分外介电层上方的外电极。通道限定于内电极的外表面与外电极的面对内电极外表面的表面(该表面在这里称为外电极的“内表面”)之间。通道限定出等离子反应器的等离子反应器腔室。在一个构造中，外电极设置成围绕内电极并与内电极同轴。在这种情况下，环形通道限定于内电极的外表面与外电极的内表面之间。

在有利的方式中，可通过使一种或多种前驱气体连续流入等离子反应器腔室，并通过将射频功率施加至等离子腔室的内电极或外电极而在等离子反应器腔室中形成(或激发)前驱气体的等离子，来产生颗粒。