EA017446B1 - Устройство и способ для получения частиц - Google Patents

Устройство и способ для получения частиц Download PDF

Info

Publication number
EA017446B1
EA017446B1 EA201070741A EA201070741A EA017446B1 EA 017446 B1 EA017446 B1 EA 017446B1 EA 201070741 A EA201070741 A EA 201070741A EA 201070741 A EA201070741 A EA 201070741A EA 017446 B1 EA017446 B1 EA 017446B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
jets
droplet
aerosol
gas
nozzles
Prior art date
Application number
EA201070741A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201070741A1 (ru
Inventor
Кай Асиккала
Original Assignee
Бенек Ой
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 Бенек Ой filed Critical Бенек Ой
Publication of EA201070741A1 publication Critical patent/EA201070741A1/ru
Publication of EA017446B1 publication Critical patent/EA017446B1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
    • B05B1/26—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means with means for mechanically breaking-up or deflecting the jet after discharge, e.g. with fixed deflectors; Breaking-up the discharged liquid or other fluent material by impinging jets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/02—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops
    • B01J2/04—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops in a gaseous medium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/08—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point
    • B05B7/0807—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets
    • B05B7/0846—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets with jets being only jets constituted by a liquid or a mixture containing a liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/08—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point
    • B05B7/0807—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets
    • B05B7/0853—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets with one single gas jet and several jets constituted by a liquid or a mixture containing a liquid
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/0075—Nozzle arrangements in gas streams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/02—Spray pistols; Apparatus for discharge
    • B05B7/08—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point
    • B05B7/0807—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets
    • B05B7/0815—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point to form intersecting jets with at least one gas jet intersecting a jet constituted by a liquid or a mixture containing a liquid for controlling the shape of the latter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
    • B05B7/00—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas
    • B05B7/16—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed
    • B05B7/1686—Spraying apparatus for discharge of liquids or other fluent materials from two or more sources, e.g. of liquid and air, of powder and gas incorporating means for heating or cooling the material to be sprayed involving vaporisation of the material to be sprayed or of an atomising-fluid-generating product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Nozzles (AREA)
  • Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)
  • Glanulating (AREA)
  • Spray Control Apparatus (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относится к устройству для получения частиц и способу его осуществления. В соответствии с настоящим изобретением жидкость (3) распыляют капельными струями (4) с помощью по меньшей мере двух распылителей (2). В соответствии с изобретением по меньшей мере два распылителя (2) направлены навстречу друг другу, таким образом, что полученные в них капельные струи (4) сталкиваются друг с другом, образуя туман, и устройство также содержит термический реактор, в котором туман формирует частицы со средним аэродинамическим диаметром менее 1000 нм.

Description

Настоящее изобретение относится к устройству для получения частиц, и, в частности, к устройству в соответствии с ограничительной частью п.1 формулы изобретения для получения частиц, причем устройство содержит по меньшей мере два распылителя, распыляющих одну или более жидкостей капельными струями. Изобретение также относится к способу получения аэрозоля или тумана и, в частности, к способу получения частиц и, в частности, к способу в соответствии с ограничительной частью п.15 формулы изобретения для получения частиц, который включает в себя распыление по меньшей мере одной жидкости двумя или более капельными струями.
Жидкость можно распылять мелкими каплями с помощью ряда различных технологий, таких как применение газовых, напорных и ультразвуковых распылителей. Различные способы распыления широко описаны в публикации Ншшш Ыи, 8с1еисе апй Епщпссппд οί ЭгорЕй - РипйатегИаЕ апй АррНсаИопь (2000), ^1Шат Апйге\у РиЫщЫид, ЬЬС, №\ν Уогк, стр. 19-120, в частности, стр. 59-61, где описано так называемое устройство для свисткового распыления, в котором струи жидкости, сталкивающиеся друг с другом, распыляются с помощью ультразвука. Устройство можно применять для получения из воды капель размером менее 10 мкм при высокой скорости получения.
В патенте Финляндии 98832, опубликованном 16 марта 1997, Ыекк1 Оу, описаны способ и устройство для разбрызгивания материала, причем вещество, подлежащее разбрызгиванию, подводят к пламени, созданному с помощью горючего газа, и пламя применяют для разбрызгивания частиц материала на желаемую мишень. Вещество, подлежащее разбрызгиванию, подводят к пламени в форме жидкости и распыляют каплями с помощью газа, по существу, вблизи от пламени. Таким образом, очень мелкие частицы, размер которых составляет приблизительно нанометр, можно получить быстро, недорого и в один этап. Недостаток устройства, описанного в публикации, состоит в том, что наночастицы получают в интенсивном пламени, и устройство, распыление и создание пламени взаимосвязаны, так что устройство не позволяет оптимизировать распыление и пламя независимо друг от друга. Кроме того, устройство нельзя применять для одновременного получения частиц из разных типов жидкостей.
Таким образом, недостаток предшествующего уровня техники состоит в том, что для получения высококачественного аэрозоля или тумана требуется сложное устройство. Кроме того, когда для получения наноматериала применяют туман или аэрозоль, предшествующий уровень техники ставит задачу отделения друг от друга разных этапов способа, например, распыления и создания пламени.
Сущность изобретения
Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание способа и устройства для его осуществления, способных устранить указанные недостатки. Решение задач настоящего изобретения осуществляется с помощью устройства в соответствии с отличительной частью п.1 формулы изобретения, характеризующегося тем, что по меньшей мере два распылителя направлены навстречу друг другу, так что полученные в них капельные струи сталкиваются друг с другом, образуя туман или аэрозоль, и что устройство также содержит термический реактор, в котором туман или аэрозоль формируют частицы со средним аэродинамическим диаметром менее 1000 нм. Решение задачи настоящего изобретения также осуществляется с помощью способа в соответствии с отличительной частью п.15 формулы изобретения, характеризующегося тем, что по меньшей мере две капельные струи направляют навстречу друг другу, так что они сталкиваются друг с другом, образуя туман или аэрозоль, и полученные туман или аэрозоль направляют в термический реактор, в котором туман или аэрозоль образуют частицы со средним аэродинамическим диаметром менее 1000 нм.
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Устройство и способ в соответствии с настоящим изобретением основаны на неожиданном наблюдении, состоящем в том, что две распыленные капельные струи, направленные таким образом, что они сталкиваются друг с другом, позволяют получить аэрозоль или туман с мелкими каплями. Под аэрозолем подразумевается смесь, в которой твердые или жидкие частицы взвешены в газовой среде. В контексте настоящего изобретения под туманом подразумевается смесь, содержащая твердые или жидкие частицы, средний размер которых больше, чем в аэрозоле. Предпочтительно, когда капельные струи направлены по существу прямо навстречу друг другу, получают туман или аэрозоль, в которых практически отсутствует подвижность частиц, вследствие чего туман или аэрозоль можно перемещать в необходимом направлении с помощью отдельного потока газа, направленного по существу в точку столкновения капельных струй. Поскольку капельные струи объединяются только в точке столкновения, устройство можно применять для получения тумана или аэрозоля, состоящих по меньшей мере из двух разных жидкостей, как, например, капли, распыленные из воды и метанола, и эти жидкости могут являться несмешиваемыми, как, например, вода и бензин, или вступающими в реакцию друг с другом, таким образом, что подводить их совместно к одному распылителю невозможно, например, потому что жидкости вместе образуют гелеобразующую смесь, как вода, содержащая соли металла, и тетраметилортосилан (ТЕО8). Устройство в соответствии с настоящим изобретением можно применять для получения тумана и аэрозоля также из смесей, жидкостей, содержащих растворенные в них растворитель и соли металлов, или жидкостей, являющихся коллоидными растворами. Средний размер капель, полученных с помощью разных распыли- 1 017446 телей, необязательно является одинаковым, следовательно, средний размер капель в сталкивающихся капельных струях является разным. Что касается эксплуатационных характеристик устройства, предпочтительно импульс сталкивающихся капельных струй является по существу одинаковым, вследствие чего по закону сохранения импульса импульс полученного тумана по существу равен нулю. Иными словами, импульсы являются одинаковыми, но имеют разные знаки. Следовательно, способ и устройство в соответствии с настоящим изобретением позволяют получать туманы, состоящие из разных материалов. С помощью устройства и способа в соответствии с настоящим изобретением из полученных тумана или аэрозоля затем получают наноразмерные частицы твердого материала диаметром от 1 до 1000 нм.
Таким образом, способ и устройство в соответствии с настоящим изобретением позволяют получать частицы, например, металлические или металлоксидные частицы, средний аэродинамический диаметр которых составляет менее 1000 нм. Эти частицы предпочтительно получают путем подачи тумана или аэрозоля, полученных с помощью устройства в соответствии с настоящим изобретением и содержащих по меньшей мере одну соль металла, в термический реактор, в котором капли тумана или аэрозоля и содержащийся в них металл испаряются, и в результате зародышеобразования и конденсации образуются наноразмерные металлические или металлоксидные частицы. Предпочтительно этот термический реактор является пламенем, полученным путем сжигания газа. В этом случае в устройстве в соответствии с настоящим изобретением предпочтительно применяют по меньшей мере одну экзотермическую жидкость. Кроме того, предпочтительно для распыления жидкостей применять по меньшей мере один из газов, необходимых для образования пламени, например, водород, кислород или водород-кислородную смесь. Также в устройство в соответствии с настоящим изобретением можно подавать по меньшей мере один газ, который вступает в реакцию в термическом реакторе и формирует металлические или металлоксидные частицы.
Преимущество настоящего изобретения состоит в том, что устройство в соответствии с изобретением позволяет получать туман или аэрозоль однородного качества, из которых затем можно получать наночастицы однородного качества для применения, например, при нанесении покрытий. Поскольку устройство в соответствии с настоящим изобретением допускает различные варианты осуществления, туман или аэрозоль могут иметь форму, например, линейного туманного или аэрозольного фронта, благодаря чему туман или аэрозоль могут создавать линейную струю наночастиц, которую можно предпочтительно применять, например, для нанесения покрытия на широкий лентообразный материал. Примеры таких материалов включают в себя бумажное полотно в бумагоделательной машине, текстильное полотно на ткацком станке или стеклянное полотно в производстве стекла, в частности, во флоат-процессе.
Краткое описание графических материалов
Ниже настоящее изобретение будет описано подробно в связи с предпочтительными вариантами осуществления и со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 схематически представлен принцип устройства в соответствии с настоящим изобретением, в котором два газовых распылителя направлены по существу навстречу друг другу.
На фиг. 2 представлен один из вариантов осуществления устройства в соответствии с настоящим изобретением, в котором пламя, образованное газовым потоком, служит термическим реактором.
На фиг. 3 представлен другой вариант осуществления устройства в соответствии с настоящим изобретением, в котором пламя, полученное путем сжигания экзотермической жидкости, служит термическим реактором.
Подробное описание изобретения
На фиг. 1 представлено устройство для получения частиц в соответствии с настоящим изобретением. В корпусе 1 устройства закреплены два распылителя 2, направленные по существу навстречу друг другу. Распылители 2 по фиг. 1 расположены в устройстве таким образом, что они направлены прямо навстречу друг другу. Иными словами, распылители 2 предпочтительно расположены по существу коаксиально навстречу друг другу, таким образом, что капельные струи 4 сталкиваются по существу прямо друг с другом. Устройство может содержать два или более распылителей 2. Распылители 2 предпочтительно расположены попарно и составляют одну или более пар распылителей, таким образом, что распылители 2 из каждой пары распылителей направлены, по существу, прямо, предпочтительно коаксиально, навстречу друг другу, вследствие чего капельные струи 4 каждой из пар распылителей сталкиваются прямо друг с другом. Пары распылителей также могут быть расположены в устройстве последовательно или рядом, вертикально или горизонтально.
Жидкость 3, подлежащую распылению, и распыляющий газ 8 подают в распылитель 2. Распыляющий газ 8 и жидкость 3 подают в распылитель 2 предпочтительно с разной скоростью, вследствие чего разность скоростей между распыляющим газом 8 и жидкостью 3 на выходе распылителя 2 обеспечивает распыление жидкости 3 капельной струей 4, состоящей из мелких капель. Капельные струи 4 сталкиваются друг с другом, вследствие чего неожиданно получают туман или аэрозоль, состоящие из мелких капель. Сама по себе капельная струя 4 может являться туманом или аэрозолем. Когда капельные струи 4, направленные по существу прямо навстречу друг другу, сталкиваются прямо друг с другом, получают туман или аэрозоль, в которых по существу отсутствует подвижность частиц, причем они имеют по существу одинаковые импульсы. Кроме того, устройство может быть выполнено со средствами для подачи
- 2 017446 по меньшей мере двух разных жидкостей 3 по меньшей мере в два разных распылителя. Иными словами, устройство может быть выполнено с возможностью подачи одинаковых или разных жидкостей 3 в два или более распылителей 2. Иными словами, одна и та же или разные жидкости при необходимости могут подаваться в распылители 2 каждой из пар распылителей. Кроме того, одну и ту же или разные жидкости можно применять по меньшей мере в двух парах распылителей, а также в других парах распылителей. В этом случае, при необходимости, туман, полученный в каждой из пар распылителей, может являться одинаковым или отличаться от полученного в соседней паре распылителей. Кроме того, распылители 2 устройства могут быть выполнены с возможностью получения капельных струй 4, средний размер капель которых является, по существу, разным или одинаковым. На размер капель может влиять, например, геометрия распылителей 2 или скорости жидкости 3 и распыляющего газа, или разность их скоростей. Это обеспечивает получение тумана или аэрозоля, имеющих капли однородного или разнородного размера.
Предпочтительно устройство содержит также средства для перемещения потока газа по меньшей мере из одной точки в точку столкновения капельных струй 4. Предпочтительно этот перенос осуществляется путем обеспечения устройства газовым соплом 5 для подачи газа по меньшей мере из одной точки в точку столкновения капельных струй 4. Таким образом, туман или аэрозоль, полученные в точке столкновения капельных струй 4, можно перемещать или переносить в необходимом направлении с помощью потока газа. В газовом сопле 5 можно применять любой газ. Иными словами, это может быть инертный газ или, альтернативно, горючий газ или газ, вступающий в реакцию с туманом или с аэрозолем. В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения по фиг. 1 газовое сопло 5 установлено в устройстве таким образом, что поток газа проходит и сталкивается в направлении, по существу, перпендикулярном капельным струям 4.
В соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения по фиг. 1 устройство также содержит термический реактор, содержащий нагреватели 9, например, электрические сопротивления. Термический реактор можно также получить, например, с помощью пламени, микроволнового или лазерного излучения. Таким образом, поток газа, выходящий из газового сопла 5, направляет полученные туман или аэрозоль в термический реактор. В термическом реакторе 9 по меньшей мере часть материала, содержащегося в тумане или аэрозоле, испаряется, вследствие чего из капель тумана или аэрозоля образуются наночастицы со средним аэродинамическим диаметром менее 1000 нм. В этом случае, например, в термическом реакторе испаряется присутствующий в тумане или аэрозоле растворитель, а также содержащийся в тумане или аэрозоле металл. При охлаждении металла в результате зародышеобразования и конденсации образуются металлические или металлоксидные частицы. Термический реактор по фиг. 1 содержит один или более нагревателей 9, которые могут являться электрическими сопротивлениями и т. п.
На фиг. 2 представлено устройство в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения для получения тумана или аэрозоля и последующего получения наночастиц из тумана или аэрозоля. В корпусе 1 устройства установлены два распылителя 2, направленные по существу навстречу друг другу. В распылитель 2 подают подлежащую распылению жидкость 3 и распыляющий газ 8. Разность скоростей между распыляющим газом 8 и жидкостью 3 на выходе распылителя 2 обеспечивает распыление жидкости 3 капельными струями, содержащими мелкие капли 4. Капельные струи 4 сталкиваются друг с другом, вследствие чего неожиданно получают туман или аэрозоль, состоящие из очень мелких капель. Из газового сопла 5, закрепленного в корпусе 1 устройства, газ подают по существу в точку столкновения капельных струй 4. Поток газа, выходящий из газового сопла 5, состоит из горючего газа, например, водорода, и окисляющего газа, например, кислорода. Скорость потока газа на выходном конце газового сопла, по существу, больше, чем скорость распространения фронта пламени в газовой смеси, благодаря чему пламя не горит внутри газового сопла 5. Газовая смесь, выходящая из газового сопла, воспламеняется, вследствие чего образуется пламя 7, служащее термическим реактором. Газовая смесь, образующая пламя 7, направляет полученный туман или аэрозоль в пламя 7. В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения капли в капельной струе 4, полученной по меньшей мере во втором распылителе, содержат растворенную в растворителе соль металла. Растворитель, присутствующий в тумане или аэрозоле, а также металл, содержащийся в тумане или аэрозоле, испаряются в пламени 7. При охлаждении металла в результате зародышеобразования и конденсации образуются металлические или металлоксидные частицы. В соответствии с указанным, этот вариант осуществления изобретения сочетает кинетическое воздействие потока газа на туман или аэрозоль и формирование пламени 7 для получения частиц из тумана или аэрозоля.
На фиг. 3 представлено устройство в соответствии с другим вариантом осуществления настоящего изобретения для получения тумана или аэрозоля и последующего получения наночастиц из тумана или аэрозоля. В корпусе 1 устройства установлены два распылителя 2, направленные, по существу, навстречу друг другу. В распылитель 2 подают подлежащую распылению жидкость 3 и распыляющий газ 8. Разность скоростей между распыляющим газом 8 и жидкостью 3 на выходе распылителя 2 обеспечивает распыление жидкости 3 капельными струями, содержащими мелкие капли 4. Капельные струи 4 сталкиваются друг с другом, вследствие чего неожиданно получают туман или аэрозоль, состоящие из очень
- 3 017446 мелких капель. Капли 10 экзотермической жидкости и окисляющий газ 11 (вместе с аэрозолем) подают из распылителя 12, прикрепленного к корпусу 1 устройства, по существу, в точку столкновения капельных струй 4. Аэрозоль, выходящий из распылителя 12, воспламеняется, вследствие чего формируется пламя 7, которое исполняет роль термического реактора. В этом случае окисляющий газ 11 служит распыляющим газом для экзотермической жидкости 10. Аэрозоль, формирующий пламя 7, направляет полученный туман или аэрозоль в пламя 7. В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения капли в капельной струе 4, полученные по меньшей мере во втором распылителе 2, содержат соль металла, растворенную в растворителе. В пламени 7 испаряется в присутствующий в тумане или аэрозоле растворитель, а также содержащаяся в тумане или аэрозоле соль металла. При охлаждении металла в результате зародышеобразования и конденсации образуются металлические или металлоксидные частицы.
Варианты осуществления настоящего изобретения по фиг. 1, 2 и 3 можно сочетать желаемым образом. Кроме того, распылители 2 могут быть установлены таким образом, что полученные капельные струи 4 сталкиваются друг с другом под необходимым углом. В предпочтительном случае капельные струи 4 сталкиваются по существу прямо друг с другом, вследствие чего угол столкновения между ними составляет приблизительно 180°. Если капельные струи сталкиваются, по существу, прямо друг с другом, распылители 2 могут быть установлены таким образом, что они обращены навстречу друг другу. по существу, коаксиально.
В способе в соответствии с настоящим изобретением для получения тумана или аэрозоля одну или более жидкостей распыляют двумя или более капельными струями 4. В соответствии с настоящим изобретением по меньшей мере две капельные струи 4 направлены по существу прямо навстречу друг другу, так что капельные струи 4 сталкиваются прямо друг с другом. Предпочтительно, две капельные струи 4 направлены, по существу, коаксиально навстречу друг другу, так что капельные струи 4 сталкиваются по существу коаксиально прямо друг с другом. В настоящем контексте термин коаксиальный означает, что капельные струи движутся, по существу, коаксиально прямо навстречу друг другу. Способ позволяет направлять две или более капельных струй 4 попарно прямо навстречу друг другу для формирования одной или более пар капельных струй, так что капельные струи 4, направленные прямо навстречу друг другу, сталкиваются прямо друг с другом. Капельные струи 4, направленные, по существу, прямо навстречу друг другу, распыляют таким образом, что средний размер капель в них является, по существу, разным или одинаковым.
Способ позволяет получить по меньшей мере две разные капельные струи 4 путем применения по меньшей мере двух разных жидкостей 3. Так, капельные струи 4, сталкивающиеся друг с другом, можно получить из одинаковых или разных жидкостей 3. Аналогично, разные или одинаковые жидкости 3 можно применять в разных парах капельных струй. Применяемые разные жидкости 3 могут являться взаимно несмешиваемыми или смешиваемыми. В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения применяют, по меньшей мере, одну жидкость 3, содержащую растворенные в ней растворитель и соль металла. Растворитель может являться экзотермической жидкостью. Кроме того, жидкость, применяемая в соответствии со способом, может являться смесью, эмульсией или коллоидным раствором.
В тумане или аэрозоле, полученных при столкновении капельных струй 4, по существу, отсутствует подвижность частиц, если импульсы капельных струй 4 являются, по существу, одинаковыми. Таким образом, полученные туман или аэрозоль можно перемещать путем переноса по меньшей мере одного потока газа в точку столкновения капельных струй 4. Поток газа можно применять для перемещения тумана или аэрозоля и, кроме того, его форму можно контролировать. В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения газ переносят в точку столкновения капельных струй 4 в направлении по существу перпендикулярном направлению капельных струй 4. Альтернативно, два или более потоков газа можно переносить в точку столкновения капельных струй 4.
Предпочтительно, полученные туман или аэрозоль затем направляют с помощью указанного потока газа, например, в термический реактор, в котором капли тумана или аэрозоля могут формировать наночастицы со средним аэродинамическим диаметром менее 1000 нм.
Применяемый термический реактор может являться пламенем или пространством, нагреваемым с помощью внешнего источника тепла. Газы, необходимые для получения пламени 7, можно подавать вместе с по меньшей мере одной капельной струей 4, выходящей из распылителя 2. Альтернативно, или кроме того, газы, необходимые для получения пламени 7, подают вместе с по меньшей мере одним потоком газа из газового сопла 12, направляющего капельные струи 4. Кроме того, газы, необходимые для получения пламени 7, можно подавать с помощью распылителя 2, из которого также подают капли, полученные из экзотермической жидкости 10. В этом случае газ 11, необходимый для получения пламени 7, например, окисляющий газ, может служить распыляющим газом, который распыляет экзотермическую жидкость 10 каплями. Если капли в капельной струе 4, полученной с помощью по меньшей мере одного из распылителей 2, содержат металлическую соль, растворенную в растворителе, растворитель, присутствующий в тумане или аэрозоле, а также металл, содержащийся в тумане, испаряются в пламени 7. Из испаренного металла образуются металлические или металлоксидные частицы в результате зародышеоб
- 4 017446 разования и конденсации (преобразование газ-частица).
Специалисту в данной области техники должно быть ясно, что по мере развития технологии принцип настоящего изобретения может быть осуществлен различными способами. Изобретение и варианты его осуществления не ограничены приведенными примерами и могут меняться без отклонения от сущности настоящего изобретения, ограниченной прилагаемой формулой изобретения.

Claims (29)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Устройство для получения частиц, содержащее по меньшей мере два распылителя (2), распыляющих подведенную к ним жидкость (3) двумя капельными струями (4), отличающееся тем, что по меньшей мере два распылителя (2) расположены по направлению навстречу друг другу, так что полученные в них капельные струи (4) сталкиваются друг с другом, образуя туман или аэрозоль, и устройство также содержит термический реактор, в котором из тумана или аэрозоля образуются частицы со средним аэродинамическим диаметром менее 1000 нм.
  2. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что по меньшей мере два распылителя (2) расположены, по существу, коаксиально навстречу друг другу, таким образом, что капельные струи (4) сталкиваются, по существу, в прямом направлении друг с другом.
  3. 3. Устройство по любому из пп.1 или 2, отличающееся тем, что распылители (2) установлены попарно с получением одной или более пар распылителей таким образом, что распылители (2) каждой из пары распылителей расположены, по существу, в прямом направлении навстречу друг другу.
  4. 4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что содержит средства (5) для переноса потока газа по меньшей мере из одной точки в точку столкновения капельных струй (4).
  5. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что содержит по меньшей мере одно газовое сопло (5) для подачи газа по меньшей мере из одной точки в точку столкновения капельных струй (4).
  6. 6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что газовое сопло (5) установлено в устройстве таким образом, что поток газа проходит в направлении, по существу, перпендикулярном направлению капельных струй (4).
  7. 7. Устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что содержит средства для подачи по меньшей мере двух разных жидкостей (3) по меньшей мере в два разных распылителя (2).
  8. 8. Устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что по меньшей мере два распылителя (2) установлены для получения капельных струй (4) с каплями, средний размер которых является, по существу, различным.
  9. 9. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что термический реактор обеспечивается пламенем.
  10. 10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что газы, необходимые для получения пламени, приспособлены для подачи по меньшей мере из одного распылителя (2).
  11. 11. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что газы, необходимые для получения пламени, приспособлены для подачи по меньшей мере в одном потоке газа, направляющем капельные струи (4).
  12. 12. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что термический реактор обеспечивается отдельными нагревателями (9).
  13. 13. Способ получения частиц, при котором по меньшей мере одну жидкость (3) распыляют двумя или более капельными струями (4), отличающийся тем, что по меньшей мере две капельные струи (4) направлены навстречу друг другу таким образом, что капельные струи (4) сталкиваются друг с другом, образуя туман или аэрозоль, и полученный туман или аэрозоль переносят в термический реактор, в котором из тумана или аэрозоля образуются частицы со средним аэродинамическим диаметром менее 1000 нм.
  14. 14. Способ по п.13, отличающийся тем, что две капельные струи (4) направляют, по существу, прямо навстречу друг другу таким образом, что капельные струи (4) сталкиваются, по существу, прямо друг с другом.
  15. 15. Способ по п.13 или 14, отличающийся тем, что капельные струи (4) направляют попарно навстречу друг другу для получения одной или более пар капельных струй таким образом, что капельные струи (4), направленные навстречу друг другу, сталкиваются прямо друг с другом.
  16. 16. Способ по любому из пп.13-15, отличающийся тем, что по меньшей мере из одной точки в точку столкновения капельных струй направляют поток газа (4).
  17. 17. Способ по п.16, отличающийся тем, что поток газа перемещают в точку столкновения капельных струй (4) в направлении, по существу, перпендикулярном направлению капельных струй (4).
  18. 18. Способ по любому из пп.13-17, отличающийся тем, что по меньшей мере один поток газа содержит по меньшей мере один газ, который вступает в реакцию в термическом реакторе.
  19. 19. Способ по любому из пп.13-18, отличающийся тем, что термический реактор обеспечивают пламенем.
  20. 20. Способ по п.19, отличающийся тем, что газы, необходимые для получения пламени, подают вместе по меньшей мере с одной капельной струей (4).
    - 5 017446
  21. 21. Способ по любому из пп.19 или 20, отличающийся тем, что газы, необходимые для получения пламени, подают вместе по меньшей мере с одним потоком газа, направляющим капельные струи (4).
  22. 22. Способ по любому из пп.13-18, отличающийся тем, что термический реактор является пространством, которое нагревают отдельными нагревателями (9).
  23. 23. Способ по любому из пп.13-22, отличающийся тем, что по меньшей мере две разные капельные струи (4) получают с помощью по меньшей мере двух разных жидкостей (3).
  24. 24. Способ по п.23, отличающийся тем, что жидкости (3) являются несмешиваемыми.
  25. 25. Способ по любому из пп.13-24, отличающийся тем, что капельные струи (4), направленные, по существу, навстречу друг другу, распыляют таким образом, что средний размер капель в них является, по существу, различным.
  26. 26. Способ по любому из пп.13-25, отличающийся тем, что применяют по меньшей мере одну жидкость (3), содержащую растворенные в ней растворитель и соль металла.
  27. 27. Способ по п.26, отличающийся тем, что растворитель является экзотермической жидкостью.
  28. 28. Способ по любому из пп.13-27, отличающийся тем, что применяют по меньшей мере одну жидкость (3), которая является смесью, эмульсией или коллоидным раствором.
  29. 29. Способ по любому из пп.13-28, отличающийся тем, что туман или аэрозоль перемещают в термический реактор, в котором образуются металлические или металлоксидные частицы со средним аэродинамическим диаметром менее 1000 нм по меньшей мере из одного металла, содержащегося в жидких каплях.
EA201070741A 2007-12-20 2008-12-19 Устройство и способ для получения частиц EA017446B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20071001A FI121990B (fi) 2007-12-20 2007-12-20 Laite sumun ja hiukkasten tuottamiseksi
PCT/FI2008/050778 WO2009080896A1 (en) 2007-12-20 2008-12-19 Device and method for producing particles

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201070741A1 EA201070741A1 (ru) 2010-12-30
EA017446B1 true EA017446B1 (ru) 2012-12-28

Family

ID=38951530

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201070741A EA017446B1 (ru) 2007-12-20 2008-12-19 Устройство и способ для получения частиц
EA201070701A EA016769B1 (ru) 2007-12-20 2008-12-19 Способ и устройство для получения аэрозоля

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201070701A EA016769B1 (ru) 2007-12-20 2008-12-19 Способ и устройство для получения аэрозоля

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20100264233A1 (ru)
EP (2) EP2231339B1 (ru)
CN (2) CN101903111B (ru)
EA (2) EA017446B1 (ru)
FI (1) FI121990B (ru)
WO (2) WO2009080893A1 (ru)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI9160U1 (fi) * 2010-01-04 2011-04-14 Beneq Oy Pinnoituslaite
JP5140712B2 (ja) * 2010-09-21 2013-02-13 ノズルネットワーク株式会社 液体霧化装置および液体霧化方法
FI20115236A0 (fi) * 2011-03-09 2011-03-09 Beneq Oy Pinnoitusmenetelmä, laite ja käyttö
WO2012146828A2 (en) * 2011-04-28 2012-11-01 Beneq Oy Process and apparatus for coating
FI20135903L (fi) * 2013-09-09 2015-03-10 Beneq Oy Laite ja menetelmä aerosolin valmistamiseksi ja kohdistinosa
FI125920B (en) * 2013-09-09 2016-04-15 Beneq Oy A method of coating a substrate
US9314800B2 (en) * 2013-10-11 2016-04-19 Hestia Systems, Llc Apparatus and process for high throughput powder production
US9850870B2 (en) 2013-10-15 2017-12-26 Nostrum Energy Pte. Ltd. Gas-assisted fluid atomizing injector
KR102267574B1 (ko) * 2013-10-15 2021-06-21 노스트럼 에너지 피티이. 리미티드 가스 보조식 유체 분무 분사기
JP6435181B2 (ja) * 2014-12-10 2018-12-05 アクア株式会社 ミスト発生器および洗濯機
CN104878342A (zh) * 2015-05-18 2015-09-02 广东省工业技术研究院(广州有色金属研究院) 一种钨粉增强铝基复合材料的制备方法及装置
CN106312087B (zh) * 2015-07-03 2019-02-22 王东 纳米金属颗粒及其制备方法
EP3337771A1 (en) 2015-08-21 2018-06-27 Corning Incorporated Methods and apparatus for processing glass
DK3436188T3 (da) * 2016-03-30 2020-12-21 Iamfluidics Holding B V Fremgangsmåde og indretning til fremstilling af enkelt-dråber i bevægelse, sammensatte dråber og formstyrede (sammensatte) partikler eller fibre
US10337782B2 (en) * 2016-05-18 2019-07-02 Snow Realm Holdings, LLC Lightweight, portable, external nucleation fan gun
CN106644850B (zh) * 2017-01-05 2020-01-03 中国科学技术大学 用于大气气溶胶新粒子形成与生长的流动反应装置
PL430614A1 (pl) * 2019-07-16 2021-01-25 3D Lab Spółka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością Sposób usuwania proszku wytworzonego w procesie atomizacji ultradźwiękowej i urządzenie do realizacji tego sposobu
CN110639445A (zh) * 2019-11-04 2020-01-03 锦益创典(天津)科技有限责任公司 一种喷雾连续反应的装置及方法
CN112792036B (zh) * 2020-12-31 2022-12-20 至微半导体(上海)有限公司 一种半导体湿法工艺中晶圆清洗液循环利用***及方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5372754A (en) * 1992-03-03 1994-12-13 Lintec Co., Ltd. Liquid vaporizer/feeder
WO2003070640A1 (en) * 2002-02-19 2003-08-28 Tal Materials Mixed-metal oxide particles by liquid feed flame spray pyrolysis of oxide precursors in oxygenated solvents
WO2004028222A1 (en) * 2002-09-18 2004-04-01 Volvo Aero Corporation A thermal spraying device
US20040226508A1 (en) * 2003-01-10 2004-11-18 Xinqing Ma Apparatus and method for solution plasma spraying
WO2006008175A1 (en) * 2004-07-23 2006-01-26 Eth Zurich Rapid flame synthesis of doped zno nanorods with controlled aspect ration
WO2006043006A1 (fr) * 2004-10-21 2006-04-27 Commissariat A L'energie Atomique Revetement nanostructure et procede de revetement
WO2006119653A1 (en) * 2005-05-13 2006-11-16 Eth Zurich Multi-nozzle flame aerosol synthesis of nanoparticle-powders
FI117971B (fi) * 2005-06-06 2007-05-15 Beneq Oy Menetelmä ja laitteisto nanohiukkasten tuottamiseksi

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US505931A (en) * 1893-10-03 John strother thurman
GB621785A (en) * 1943-07-27 1949-04-20 Teco Sa Apparatus for the pulverisation of liquids in the form of aerosols
US2410215A (en) * 1944-10-24 1946-10-29 Henry G Houghton Spray nozzle
US2566404A (en) * 1950-04-04 1951-09-04 Yankee Metal Products Corp Vehicle directional signal lamp
GB854402A (en) 1956-06-01 1960-11-16 Pilkington Brothers Ltd Improvements in or relating to metallising
FR1200924A (fr) 1958-07-01 1959-12-24 Bodenbearbeitungsgerate Veb Procédé et dispositif pour pulvérisation de liquides
EP0331343B1 (en) * 1988-03-04 1994-05-18 United Kingdom Atomic Energy Authority Spray generators
DE4439670A1 (de) * 1994-11-07 1996-05-09 Bayer Ag Verfahren zur thermischen Oxidation von flüssigen Abfallstoffen
FI98832C (fi) 1995-09-15 1997-08-25 Juha Tikkanen Menetelmä ja laite materiaalin ruiskuttamiseksi
GB9703673D0 (en) * 1997-02-21 1997-04-09 Bradford Particle Design Ltd Method and apparatus for the formation of particles
JP4325016B2 (ja) * 1999-05-17 2009-09-02 株式会社豊田中央研究所 噴射ノズル式ミスト発生器および燃料電池用ミスト発生器取付装置
DE60020732T2 (de) * 1999-12-20 2006-05-11 Kerkhof, Nicholas J., Rio Vista Verfahren zur herstellung von nanometer partikeln durch fliessbett- sprühtrocknung
DE10062630A1 (de) 2000-12-15 2002-08-29 Bartels Mikrotechnik Gmbh Beduftungsverfahren
CN1169720C (zh) * 2002-07-23 2004-10-06 浙江省中明化工科技有限公司 醇铝气相法制取纳米高纯氧化铝的方法
CN2698458Y (zh) * 2003-12-24 2005-05-11 马学军 一种对击雾化器
CN2716833Y (zh) * 2004-05-28 2005-08-10 中国进出口商品检验技术研究所广东分所 雾化***装置
US8313717B2 (en) * 2005-05-20 2012-11-20 Grundfos Nonox A/S Atomization of fluids by mutual impingement of fluid streams
US7614614B2 (en) * 2006-02-15 2009-11-10 Exica, Inc. Venturi apparatus

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5372754A (en) * 1992-03-03 1994-12-13 Lintec Co., Ltd. Liquid vaporizer/feeder
WO2003070640A1 (en) * 2002-02-19 2003-08-28 Tal Materials Mixed-metal oxide particles by liquid feed flame spray pyrolysis of oxide precursors in oxygenated solvents
WO2004028222A1 (en) * 2002-09-18 2004-04-01 Volvo Aero Corporation A thermal spraying device
US20040226508A1 (en) * 2003-01-10 2004-11-18 Xinqing Ma Apparatus and method for solution plasma spraying
WO2006008175A1 (en) * 2004-07-23 2006-01-26 Eth Zurich Rapid flame synthesis of doped zno nanorods with controlled aspect ration
WO2006043006A1 (fr) * 2004-10-21 2006-04-27 Commissariat A L'energie Atomique Revetement nanostructure et procede de revetement
WO2006119653A1 (en) * 2005-05-13 2006-11-16 Eth Zurich Multi-nozzle flame aerosol synthesis of nanoparticle-powders
FI117971B (fi) * 2005-06-06 2007-05-15 Beneq Oy Menetelmä ja laitteisto nanohiukkasten tuottamiseksi

Also Published As

Publication number Publication date
FI20071001A0 (fi) 2007-12-20
FI121990B (fi) 2011-07-15
CN101903111A (zh) 2010-12-01
EP2231339B1 (en) 2015-08-12
EP2231339A4 (en) 2012-11-21
WO2009080896A8 (en) 2009-08-13
CN101896282A (zh) 2010-11-24
EP2219789B1 (en) 2015-07-15
US20100264233A1 (en) 2010-10-21
EA201070741A1 (ru) 2010-12-30
FI20071001A (fi) 2009-06-21
CN101903111B (zh) 2013-12-25
EP2219789A4 (en) 2012-11-21
EA201070701A1 (ru) 2010-12-30
EP2219789A1 (en) 2010-08-25
EA016769B1 (ru) 2012-07-30
WO2009080893A1 (en) 2009-07-02
EP2231339A1 (en) 2010-09-29
WO2009080896A1 (en) 2009-07-02
US20100258650A1 (en) 2010-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA017446B1 (ru) Устройство и способ для получения частиц
EA015999B1 (ru) Устройство для получения наночастиц
JP2012530189A (ja) 霧状スプレーによって材料を冷却するための方法及び装置
CN106423698B (zh) 一种基于涡环结构的雾化射流方法及其装置
KR20010090536A (ko) 고온 가스 분무 방법
EA021546B1 (ru) Способ и устройство для получения покрытия на поверхности стекла
JP2011524944A (ja) 軸送りを用いて液体供給原料から皮膜を製造する方法および装置
JP4504569B2 (ja) 原料を噴霧する方法および装置
JP6538059B2 (ja) エアロゾルを製造するための装置および方法、ならびに、焦点調節部品
US8956693B2 (en) Surface treatment device and method
FI117971B (fi) Menetelmä ja laitteisto nanohiukkasten tuottamiseksi
JP2007038124A (ja) 液体微粒子化ノズル及びそれを用いた装置
US9044725B2 (en) Effective droplet drying
Gemci et al. Atomization, Spraying, and Nebulization
FI117790B (fi) Menetelmä ja laite materiaalin pinnoittamiseksi
Boulos et al. Plasma–Particle Interactions in Thermal Plasma Processing
JPH04235204A (ja) アトマイズ用ガスノズル

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM AZ BY KZ KG MD TJ TM

PC4A Registration of transfer of a eurasian patent by assignment