KR20020095208A - 트윈 플라즈마 토치 장치 - Google Patents

트윈 플라즈마 토치 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20020095208A
KR20020095208A KR1020027013512A KR20027013512A KR20020095208A KR 20020095208 A KR20020095208 A KR 20020095208A KR 1020027013512 A KR1020027013512 A KR 1020027013512A KR 20027013512 A KR20027013512 A KR 20027013512A KR 20020095208 A KR20020095208 A KR 20020095208A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gas
plasma
twin
torch
feed material
Prior art date
Application number
KR1020027013512A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100776068B1 (ko
Inventor
티모시 폴 존슨
데이비드 에드워드 디간
크리스토퍼 데이비드 채프만
존 케네쓰 윌리암스
Original Assignee
테트로닉스 엘티디
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
Priority claimed from GB0008797A external-priority patent/GB0008797D0/en
Priority claimed from GB0022986A external-priority patent/GB0022986D0/en
Application filed by 테트로닉스 엘티디 filed Critical 테트로닉스 엘티디
Publication of KR20020095208A publication Critical patent/KR20020095208A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100776068B1 publication Critical patent/KR100776068B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
    • H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
    • H05H1/24—Generating plasma
    • H05H1/26—Plasma torches
    • H05H1/32—Plasma torches using an arc
    • H05H1/44—Plasma torches using an arc using more than one torch
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/70—Nanostructure
    • Y10S977/773—Nanoparticle, i.e. structure having three dimensions of 100 nm or less
    • Y10S977/775—Nanosized powder or flake, e.g. nanosized catalyst
    • Y10S977/777—Metallic powder or flake
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
    • Y10S977/842—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure for carbon nanotubes or fullerenes
    • Y10S977/843—Gas phase catalytic growth, i.e. chemical vapor deposition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
    • Y10S977/842—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure for carbon nanotubes or fullerenes
    • Y10S977/844—Growth by vaporization or dissociation of carbon source using a high-energy heat source, e.g. electric arc, laser, plasma, e-beam
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/84—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure
    • Y10S977/90—Manufacture, treatment, or detection of nanostructure having step or means utilizing mechanical or thermal property, e.g. pressure, heat

Abstract

트윈 플라즈마 토치 어셈블리는 하우징에 지지되는 2개의 플라즈마 토치 어셈블리(10, 20)를 포함한다. 각각의 토치는 제 1 및 제 2 공간을 둔 전극을 포함한다. 플라즈마 가스가 2개의 전극 사이의 프로세싱 영역으로 주입된다. 샤우드 가스가 플라즈마를 둘러싸도록 주입된다. 공급 튜브(112)가 프로세서에 공급 재료를 공급하기 위해 제공된다.

Description

트윈 플라즈마 토치 장치{TWIN PLASMA TORCH APPARATUS}
트윈 플라즈마 토치 장치에서, 2개의 토치는 반대로 충전된다, 즉, 하나는 애노드 전극을 갖고 다른 하나는 캐소드 전극을 갖는다. 이러한 장치에서, 각각의 전극에 의해 발생된 아크는 2개의 토치로부터 멀리있는 커플링 영역에서 서로 접속된다. 플라즈마 가스는 각각의 토치를 통해 통과되고 토치 간섭없이 커플링 영역에 집중되는 플라즈마를 형성하도록 이온화된다. 가열/용해되는 재료가 상기 커플링 영역으로 향할 수 있고, 이경우 플라즈마의 열에너지가 상기 재료에 전달된다. 트윈 플라즈마 프로세싱은 개방 또는 한정된 프로세싱 영역에서 이루어질 수 있다.
트윈 플라즈마 장치는 퍼니스(furnace)에 종종 사용되며 이전의 특허 출원, 예를 들어 EP 0398699호 및 US 5256855호에 사용되었다.
2개의 아크 사이의 커플링 저항은 2개의 토치로부터 먼쪽으로부터 증가함에 따라, 에너지는 증가하나 토치 손실은 일정하게 유지되기 때문에 트윈 아크 프로세스는 에너지가 효율적이다. 또한 트윈 아크 프로세스는 비교적 높은 온도에 쉽게 도달하고 유지될 수 있다는 장점이 있다. 이는 2개의 토치로부터의 에너지가 조합된다는 사실과 상기 언급된 효율성 때문에 가능한 것이다.
그러나, 이러한 트윈 아크 프로세스는 단점을 갖는다. 플라즈마 토치가 서로 아주 근접해 있고/또는 작은 공간내에서 밀폐된 경우, 특히 높은 전압에서 아크가 불안정해지는 경향이 있다. 이러한 사이드-아킹(side-arcing)은 아크 자체가 낮은 저항 경로에 우선적으로 부착되는 경우 발생된다.
현재 트윈 토치 장치에서의 사이드-아킹 문제는 US 5,104,432호에 개시된 것처럼, 낮은 저항 경로가 인접 지역에서 제거되는 즉, 플라즈마 토치가 공간을 두고 떨어져 있는 개방 프로세싱 유니트를 개발시켰다. 이러한 유니트에서, 프로세스 가스는 이들 분야에서 모든 방향으로 자유롭게 팽창될 수 있다. 그러나, 이러한 장치는 모든 프로세싱 분야에 대해 적합하지 않다, 특히 프로세스 가스 팽창의 제어가 요구될 때 예를 들어, 초미세 파우더의 제조에 적합하지 않다.
한정된 프로세싱 영역을 갖는 현재의 시스템에서, 토치 노즐은 낮은 저항을 갖는 챔버 벽이 플라즈마 아크 근방으로부터 제거되도록 챔버속으로 돌출된다. 이러한 바람직하지 않은 구성은 사이드-아킹을 방지하고 아크의 커플링을 촉진시킨다. 그러나, 돌출된 노즐은 용해된 재료가 침전될 수 있는 표면을 제공한다. 이는 재료의 낭비 뿐만 아니라 토치의 수명을 단축시킨다.
본 발명은 트윈 플라즈마 토치(torch) 장치에 관한 것이다.
도 1은 캐소드 토치 어셈블리의 단면도;
도 2는 애노드 토치 어셈블리의 단면도;
도 3은 한정된 프로세싱 챔버에 장착되며, 도 1 및 도 2의 애노드 및 캐소드 토치 어셈블리를 포함하는 포터블 트윈 토치 어셈블리를 나타내는 도면;
도 4는 하우징에 장착된 도 3의 포터블 트윈 토치 어셈블리를 나타내는 도면;
도 5는 초미세 파우더를 제조하는데 사용되는 포터블 트윈 토치 어셈블리를 나타내는 도면;
도 6A는 애노드 타겟을 갖으며, 아크 커플링 모드로 전달된 아크에서 동작하도록 구성된 도 4의 어셈블리의 개략도;
도 6B는 애노드 타겟을 갖으며, 전달된 아크 모드에서 동작하도록 구성된 도 4의 어셈블리의 개략도;
도 7A는 캐소드 타겟을 갖으며 아크 커플링 모드로 전달된 아크에서 동작하도록 구성된 도 4의 어셈블리의 개략도;
도 7B는 캐소드 타겟을 갖으며, 아크 커플링 모드로 전달된 아크에서 동작하도록 구성된 도 4의 어셈블리의 개략도.
본 발명은
(a) (i) 제 1 전극,
(ii) 프로세싱 영역에서 사이에 플라즈마 아크를 달성하기에 충분한 간격 만큼 제 1 전극으로부터 공간을 두고 있거나 공간을 두게된 제 2 전극을 각각포함하며,
서로 공간을 두고 떨어져 있으며, 하우징에서 지지되는 반대 극성의 적어도 2개의 트윈 플라즈마 토치 어셈블리
(b) 제 1 및 제 2 전극 사이의 프로세싱 영역으로 플라즈마 가스를 주입하는 수단;
(c) 플라즈마 가스를 둘러싸도록 샤우드(shroud) 가스를 주입하는 수단;
(d) 프로세싱 영역으로 공급 재료를 공급하기 위한 수단;
(e) 프로세싱 영역에 플라즈마 아크를 발생시키는 수단을 포함하는 트윈 플라즈마 토치 어셈블리를 제공한다.
샤우드 가스는 플라즈마 가스를 한정하며, 사이드-아킹을 방지하며, 플라즈마 밀도를 증가시킨다. 따라서 본 발명은 토치가 사이드-아킹을 방지하여, 저항 경로 쪽으로의 거리가 작은 토치 디자인의 소형화를 용이하게 하는 어셈블리를 제공한다. 또한 샤우드 가스의 사용으로 토치 노즐을 하우징 너머로 연장시킬 필요가 없다.
샤우드 가스는 특히 아크가 전극의 길이를 따라 발생되는 실린더형 토치에서 전극을 따라 다양한 위치에 제공될 수 있다. 그러나, 바람직하게 각각의 토치는 플라즈마 가스의 방전을 위한 말단 단부를 갖고 샤우드 가스를 공급하기 위한 수단은 각각의 전극 말단 단부의 하류에 사우드 가스를 제공한다. 따라서, 산소와 같은 반응성 가스가 전극을 손상시키지 않고 플라즈마에 부가될 수 있다. 플라즈마 토치의 실제적인 응용성은 전극의 하류에 반응성 가스를 부가하기가 용이하기 때문에 증가된다.
바람직한 실시예에서, 각각의 플라즈마 토치는 하우징과 전극 사이에 샤우드 가스 공급 덕트를 형성하기 위해 전극을 둘러싸는 하우징을 포함하며, 하우징의 단부는 플라즈마 가스 주위로 샤우드 가스의 흐름을 유도하기 위해 토치의 말단 단부를 향해 안쪽으로 테이퍼된다.
본 발명의 트윈 플라즈마 토치 어셈블리는 예를 들면 알루미늄 파우더와 같은 초미세(즉, 서브-미크론 또는 나노 크기) 파우더를 제조하기 위해 플라즈마 증발 프로세스를 실시하기 위한 챔버를 갖는 아크 반응기에 사용될 수 있다. 또한 반응기는 스페로디제이션(spherodisation) 프로세스에 사용될 수 있다.
일반적으로 챔버는 그의 벽 부분에 다수의 오리피스(orifice)를 갖는 긴 또는 튜브 형태이며, 트윈 플라즈마 토치 어셈블리는 각각의 오리피스 상에 장착된다. 오리피스, 및 트윈 플라즈마 토치 어셈블리는 상기 튜브형 부분을 따라/또는 부근에 제공될 수 있다. 오리피스는 바람직하게 거의 일정한 간격으로 제공된다.
플라즈마 가스의 방전을 위해 제 1 및/또는 제 2 전극의 말단 단부는 전형적으로 금속성 물질로 형성되나, 그래파이트로 형성될 수도 있다.
바람직하게 플라즈마 아크 반응기는 프로세싱 영역에서 기화된 재료의 냉각 및 응축을 위한 냉각 수단을 더 포함한다. 냉각 수단은 냉각 가스 소스 또는 냉각 링을 포함한다.
일반적으로 플라즈마 아크 반응기는 처리된 공급 재료를 수집하기 위한 수집 영역을 더 포함한다. 일반적으로 프로세스 공급 재료는 파우더, 액체 또는 가스형태일 수 있다.
수집 영역은 응축되고 기화된 재료의 파우더를 수집하기 위해 냉각 영역의 하류에 제공될 수 있다. 수집 영역은 가스 스트림으로부터 파우더 미립자를 분리시키는 여과포(filter cloth)를 포함한다. 여과포는 정전하가 축적되는 것을 방지하기 위해 접지 케이지상에 바람직하게 장착된다. 파우더는 바람직하게 제어된 대기 영역에서 여과포로부터 수집될 수 있다. 형성되는 파우더 제품은 바람직하게 불활성 가스내에서 대기압 이상의 압력으로 콘테이너에 밀봉된다.
플라즈마 아크 반응기는 수집 영역에 처리된 공급 재료를 전달하기 위한 수단을 더 포함할 수 있다. 이러한 수단은 챔버를 통해 예를 들어 불활성 가스와 같은 유체의 흐름에 의해 제공될 수 있고, 사용시 처리된 공급 재료는 유체 흐름으로 포함되어 수집 영역으로 전달된다.
제 1 및 제 2 전극 사이의 공간에 플라즈마 아크를 발생시키는 수단은 일반적으로 DC 또는 AC 전력원을 포함한다.
본 발명에 따른 장치는 플라즈마 반응기 내부에서 임의의 수냉식 부재를 사용하지 않고 동작할 수 있으며 반응기를 중단시키지 않고 공급 재료의 재충전을 가능케한다.
프로세싱 영역으로의 공급 재료를 공급하기 위한 수단은 챔버 및/또는 트윈 토치 어셈블리와 일체화된 재료 공급 튜브를 제공함으로써 달성될 수 있다. 재료는 금속과 같은 미립자 물질이거나 또는 토치 어셈블리를 작동시키는 전력을 증가시킬 수 있는 공기, 산소 또는 수소 또는 스팀과 같은 가스일 수 있다.
바람직하게, 플라즈마 가스의 방전을 위한 제 1 및 제 2 전극의 말단 단부는 챔버속으로 돌출되지 않는다.
본 발명에 따른 작은 크기의 콤팩트 트윈 토치 장치로 인해 많은 유니트가 제품 전달 튜브상에 장착될 수 있다. 이는 통상적으로 10배 이상의 정률 증가를 가능케하여 불확실한 정률증가 없이 완전한 생산 유니트를 제공할 수 있다.
또한 본 발명은 공급 재료로부터 파우더를 제조하는 방법을 제공하며, 상기 방법은:
(A) 본 명세서에서 개시된 것처럼 플라즈마 아크 발생기를 제공하는 단계;
(B) 제 1 및 제 2 전극 사이의 프로세싱 영역으로 플라즈마 가스를 주입하는 단계;
(C) 제 1 및 제 2 전극 사이의 프로세싱 영역에 플라즈마 아크를 발생시키는 단계;
(D) 공급 재료를 플라즈마 아크에 공급하여 공급 재료를 기화시키는 단계;
(E) 파우더를 응축시키기 위해 기화된 재료를 냉각시키는 단계;
(F) 파우더를 수집하는 단계를 포함한다.
일반적으로 공급 재료는 예를 들어 알루미늄 또는 그의 합금과 같은 금속을 포함하거나 상기 금속으로 구성된다. 그러나, 액체 및/또는 가스 공급 재료가 사용될 수도 있다. 고체 공급의 경우에, 재료는 전극들 사이의 공간, 즉 프로세싱 영역으로 공급되도록 임의의 적절한 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 재료는 와이어, 섬유 및/또는 미립자 형태일 수 있다.
일반적으로 플라즈마 가스는 예를 들어 헬륨 및/또는 아르곤과 같은 불활성 가스를 포함하거나 상기 불활성 가스로 구성될 수 있다.
바람직하게 플라즈마 가스는 제 1 및 제 2 전극 사이, 즉 프로세싱 영역 사이의 공간으로 주입된다.
기화된 재료의 적어도 일부 냉각은 예를 들어 아르곤 및/또는 헬륨과 같은 불활성 가스 스트림을 사용하여 달성될 수 있다. 선택적으로, 또는 불활성 가스의 사용의 조합으로, 반응성 가스 스트림이 사용될 수 있다. 반응성 가스의 사용으로 산화물 및 질화물 파우더가 제조될 수 있다. 예를 들어, 기화된 재료를 냉각시키기 위한 공기의 사용으로 알루미늄 산화물 파우더와 같은 산화물 파우더가 제조될 수 있다. 유사하게, 예를 들어, 암모니아를 포함하는 반응성 가스의 사용으로 알루미늄 질화물 파우더와 같은 질화물 파우더가 제조될 수 있다. 냉각 가스는 수냉식 조절 챔버를 통해 재순환된다.
파우더 표면은 패시베이팅 가스 스트림을 사용하여 산화될 수 있다. 이는 특히 재료가 알루미늄과 같은 반응성 금속이거나 또는 알루미늄 기재 물질인 경우 바람직하다. 패시베이팅 가스는 산소를 함유한 가스를 포함할 수 있다.
재료 및 가스 공급 속도, 온도 및 압력과 같은 프로세싱 조건은 처리되는 특정 재료 및 최종 파우더에 대한 원하는 미립자 크기에 따라 조절될 필요가 있다.
일반적으로 고체 공급 재료를 기화시키기 이전에 반응기를 예비가열하는 것이 바람직하다. 반응기는 일반적으로 적어도 약 2000℃ 및 일반적으로 약 2200℃의 온도로 예열될 수 있다. 예열은 플라즈마 아크를 사용하여 달성될 수 있다.
고체 공급 재료가 제 1 전극의 채널속으로 공급되는 속도는 제품 생산량 및 파우더 크기에 영향을 미친다.
알루미늄 공급 재료에 대해, 본 발명에 따른 방법은 알루미늄 금속 및 알루미늄 산화물의 혼합물에 기초한 조성을 갖는 파우더형 재료를 제조하는데 사용될 수 있다. 낮은 온도 산화 조건 하에서의 프로세싱 동안 재료에 산소 첨가가 이루어지는 것으로 여겨진다.
본 발명의 특정 실시예는 이하 도면을 참조로 보다 상세히 설명된다.
도 1 및 도 2는 각각 어셈블리된 캐소드(10)와 애노드(20) 토치 어셈블리의 단면도이다. 이들은 각각 전극 모듈(1 또는 2), 노즐 모듈(3), 샤우드 모듈(4), 및 전극 가이드 모듈(5)을 포함하는 모듈러 구성이다.
기본적으로, 전극 모듈(1,2)은 토치(10, 20) 내부에 제공된다. 전극 가이드 모듈(5) 및 노즐 모듈(3)은 그의 길이를 따르는 위치에서 전극 모듈(1, 2)을 축방향으로 공간을 두고 둘러싼다. 전극 모듈(1, 2)의 적어도 말단 단부(즉, 플라즈마가 토치로부터 방전되는 단부)는 노즐 모듈(3)에 의해 둘러싸인다. 전극 모듈(1 또는 2)의 가까운쪽 단부는 전극 가이드 모듈(5)에 고정된다. 노즐 모듈(3)은 샤우드 모듈(4)에 고정된다.
다양한 모듈 및 모듈 부재 사이의 밀봉은 "O" 링에 의해 제공된다. 예를 들어, "O" 링은 노즐 모듈(3)과 양쪽 샤우드 모듈(4) 및 전극 가이드 모듈(5) 사이에 밀봉을 제공한다. 도면에서, "O" 링은 챔버내에 작은 충전된 원으로 도시된다.
각각의 토치(10, 20)는 각각 프로세스 가스와 샤우드 가스의 진입을 위한 포트(51, 44)를 갖는다. 프로세스 가스의 진입은 토치(10, 20)의 가까운쪽 단부를 향한다. 프로세스 가스는 전극(1 또는 2) 및 노즐(3) 사이의 통로(53)로 들어가토치(10, 20)의 말단 단부를 향해 이동한다. 특정 실시예에서, 샤우드 가스는 토치(10, 20)의 말단 단부에 제공된다. 이는 전극으로부터 멀리 샤우드 가스를 유지하며 전극 모듈(1, 2)을 손상시킬 수 있는 샤우드 가스, 예를 들면 산소를 사용하는 경우 특히 바람직하다. 그러나, 다른 실시예에서, 샤우드 가스는 토치(10, 20)의 가까운쪽 단부를 향해 들어갈 수 있다.
샤우드 모듈(4)은 토치(10, 20)의 말단 단부에 장착된다. 샤우드 모듈(4)은 노즐 가이드(41), 샤우드 가스 가이드(42), 전기적 절연체(43), 챔버 벽(111), 및 시트(seat)(46)를 포함한다. "O" 링은 챔버 벽(111) 및 노즐 가이드(41)를 밀봉하도록 제공된다. 선택적으로, 냉각 유체가 챔버 벽(111) 내에 전달될 수 있다.
전기적 절연체(43)가 아크 불안정성을 용이하게 하기 위해 토치의 말단 단부에 낮은 저항 경로가 없도록 챔버 벽(111) 상에 위치된다. 전기적 절연체(43)는 일반적으로 붕소 질화물 또는 실리콘 질화물로 구성된다.
샤우드 가스 가이드(42)는 전기적 절연체(43) 상에 위치되며 노즐 모듈(3)의 말단 단부에 대한 지지체를 제공하며 토치의 말단 단부 밖으로 샤우드 가스의 흐름을 제공한다. 이는 전형적으로 PTFE로 구성된다.
노즐 가이드(41)는 PTFE와 같은 전기적 절연체로 구성되며 샤우드 모듈(4)에 노즐 모듈(3)을 위치시키기 위해 사용된다. 노즐 가이드(41)는 챔버(47)에 공급되는 샤우드 가스가 통과하는 통로(44)를 포함한다. 샤우드 가스는 샤우드 가스 가이드(42)에 위치된 통로(45)를 통해 챔버(47)로부터 배기된다. 이러한 통로(45)는 전기적 절연체(43)를 갖는 콘택 에지를 따른다.
샤우드 가스가 샤우드 가스 모듈(4)을 위한 특별한 장치를 사용하여 토치(10, 20)로 전달되는 것을 나타냈지만(도 8), 전달은 다른 수단에 의해 이루어질 수 있다. 예를 드러, 샤우드 가스는 프로세스 가스 통로(51)를 둘러싸는 통로를 통해, 토치의 가까운쪽 단부 부근으로 전달될 수 있다. 또한 샤우드 가스는 토치의 말단 단부에 위치되고 말단 단부로부터 옵셋되는 환형 링으로 전달될 수 있다.
전극 가이드 모듈(5)은 프로세스 가스의 진입을 위한 통로 또는 포트(51)를 제공한다. 노즐 모듈(3)의 내부 가까운쪽 단부는 통로(51)로부터 노즐 모듈(3) 속으로 그리고 전극 부근으로 프로세스 가스의 흐름을 유도하도록 모서리를 깎아내는것이 바람직하다.
전극 가이드 모듈(5)은 전극 가이드 냉각 회로 및 토치 냉각 회로가(이하 설명) 정렬되도록 정확히 주변을 둘러싸게 정렬되는 것이 요구된다.
노즐 모듈(3) 및 전극 모듈(1, 2)은 냉각 유체의 순화을 위한 냉각 채널을 갖는다. 냉각 회로는 냉각 유체가 단일 토치 진입 포트(8)를 통해 토치에 진입하고 단일 토치 배기 포트(9)를 통해 토치 밖으로 배기되는 단일 회로와 조합된다. 냉각 유체는 진입 포트(8)를 통해 진입되고, 전극 모듈(1, 2)을 통해 노즐 모듈(3)로 이동하고, 노즐 배기 포트(9)를 통해 토치 밖으로 배기된다. 노즐 배기 포트(9)에 남아있는 유체는 진입 포트(8)에서 재순환되는 냉각 유체를 제공하기 위해 열 교환기로 전달된다.
모듈을 통하는 냉각 유체의 흐름을 상세히 살펴보면, 토치 진입 포트(8)로부터 진입하는 유체는 전극 진입 포트(81)로 향한다. 냉각 유체는 그의 가까운쪽 단부 부근의 전극으로 진입하고 말단 단부로 중심 통로를 따라 이동하며, 여기서 유체는 주변을 둘러싸는 외부 통로(또는 통로의 수)를 따라 전극 배기 포트(91) 밖으로 흐르도록 방향이 바뀐다. 상기 유체는 진입 포트(82)에서 노즐로 진입하고 내부 통로를 따라 노즐의 말단 단부로 흐른다. 다음 노즐 포트(92)로부터 배기부로 주변을 둘러싸는 통로를 따라 다시 향한다. 유체는 토치 배기 포트(9)로 향한다.
효율적인 냉각제로서의 역할을 하는 임의의 유체가 냉각 회로에 사용된다. 물이 사용되는경우, 물은 바람직하게 현재 흐름으로 높은 저항 경로를 제공하도록 탈이온화된 물이어야 한다.
토치(10, 20)는 개방 및 한정 프로세싱 영역 챔버에 있는 트윈 플라즈마 토치 어셈블리에 사용될 수 있다. 한정된 프로세싱 영역 트윈 플라즈마 토치 어셈블리(100)의 구성이 도 9에 도시된다.
어셈블리(100)는 동작을 위해 정확한 위치에 쉽게 장착되는 토치(10, 20)를 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 전극(1, 2)의 말단 단부 사이의 옵셋 및 이들 사이의 각도는 어셈블리 부품의 치수에 의해 결정된다.
토치 및 어셈블리 모듈은 모듈 사이에 양호한 고정을 제공하도록 톨러런스에 가깝게 구성된다. 이는 다른 모듈내에서 하나의 모듈의 방사상 이동을 제한한다. 어셈블리 및 리-어셈블리를 용이하게 하기 위해, 해당 모듈은 서로 슬라이드되며 예를 들어 잠금 핀으로 고정된다. 또한 모듈에서 잠금 핀의 사용은 각각의 모듈이 토치 어셈블리내에 정확하게 배향되게, 즉 주변 정합(circumferentialregistration)을 제공한다.
한정된 프로세싱 영역 트윈 토치 어셈블리(100)는 캐소드 및 애노드 토치 어셈블리(10, 20), 및 공급 튜브(112)를 포함한다. 전형적으로, 2개의 토치는 서로 직각이다. 부품은 아크의 커플링이 발생하는 한정된 프로세싱 영역(110)을 제공하도록 배열된다. 공급 토브(112)는 파우더, 액체, 또는 프로세싱 영역(110)으로의 가스 공급 재료를 제공하는데 사용된다. 샤우드 모듈(4)의 벽(111)은 한정된 프로세싱 영역(110)을 포함하는 챔버를 적절히 한정한다.
벽(111)은 낮은 저항 벽 표면이 아크로부터 멀리 유지되어 사이드-아킹을 방지하는 발산(divergent) 프로세싱 영역(110)을 제공한다. 설계의 발산 특성은 수렴성(constrictive) 압력 강화없이, 플라즈마 커플링 이후 가스 팽창을 허용한다.
벽(111)은 굽은 또는 평탄한 벽을 포함할 수 있는 원뿔형의 챔버를 형성한다. 벽(111)의 주변부는 어셈블리(100)가 장착되도록 챔버 벽(113)과 결합될 수 있다. 이러한 장치에서, 프로세싱 영역(110)이 완전히 밀봉되지 않도록 오리피스(114)가 제공되어야 한다. 전형적으로, 원형의 오리피스(114)는 15㎝의 직경을 갖을 수 있다.
한정된 프로세싱 영역(110)은 공급 튜브(112), 및 챔버 벽(111, 113)을 포함하는 개별 모듈로서 구성될 수 있다.
어셈블리(100)는 (선택적으로) 내부 냉각 벽(115)을 포함하는 실린더에 장착될 수 있고, 외부 내화성 라이닝(116)으로 둘러싸일 수 있다(도 4 참조). 바람직하게 라이닝(116)은 내화성 재료이다. 벽은 자체에 일체화된 냉각 채널을 갖을 수있다.
토치(10, 20)의 동작에 관하여, 전극으로부터 발생된 아크를 둘러싸도록 샤우드 가스가 제공된다. 샤우드 가스는 헬륨, 질소 또는 공기일 수 있다. 샤우드를 통해 아크가 이동하는 것을 방지하기 위한 높은 저항 경로가 제공되는 임의의 가스가 적합하다. 바람직하게, 가스는 비교적 차갑다. 샤우드 가스의 높은 저항 경로는 비교적 폭이 좁은 대역폭으로 아크를 집중시킨다. 노즐 모듈의 테이퍼된 말단 단부는 가스 샤우드가 아크를 에워싸도록 향하는 것을 보조한다.
또한 샤우드 가스는 플라즈마를 한정하고 용해된 공급 재료가 공급 튜브(112) 또는 챔버 벽(111)을 다시 향하여 재순환되는 것을 방지한다. 따라서, 프로세싱 효율이 증가한다.
노즐의 말단 단부가 한정된 프로세싱 영역으로 더이상 돌출되지 않기 때문에, 노즐 상에 용해된 공급 재료의 침전이 방지된다. 따라서, 노즐의 동작 수명이 연장되며, 재료 프로세싱의 효율이 증가한다.
아크에 특히 가까운 어셈블리의 임의의 영역은 전기적 절연체, 예를 들어 샤우드 가스 가이드(42) 및 전기적 절연체(43)로 구성되거나 피복된다.
본 발명은 예를 들면, 나노-파우더 제조, 파우더의 스페로디제이션 또는 유기성 폐기물 처리의 다양한 특정 분야에 적용될 수 있다. 일부 몇가지 예를 이하 제시한다.
1. 가스 히터/스팀 발생기
모듈 특성으로 인해, 본 발명은 전기적 가스 히터를 갖춘 가스 화석 연료 버너의 교체를 허용한다. 2개의 토치 사이에 물의 주입으로, 열이 존재하는 화로(kiln) 및 소각로에 사용될 수 있는 스팀을 발생시킬 수 있다. 가스는 효율적인 가스 히터를 제공하도록 아크 사이에 주입된다.
2. 열분해(pyrolysis)/가스 가열 및 재형성
커플링 영역속으로 액체 및/또는 가스, 및/또는 고체의 주입은 열처리를 가능케 한다.
3. 반응성 재료 프로세싱
화학적으로 반응하는 재료 속에서 분리되는 재료는 높은 온도에서 임의의 반응기 벽 접촉이 요구되지 않는 유니트에서 처리될 수 있다.
이러한 경우, 물로 냉각된 프로레싱 영역의 벽(111)은 증발이 발생하도록 세공된 표면을 갖는다. 이는 반응성 가스 충돌을 중단시키기 위한 패시베이팅 장벽을 형성한다.
4. 초미세 파우더 제조
초미세 파우더(일반적으로 200 나노미터 이하의 단위 치수)를 제조하는데 사용될 수 있는 어셈블리가 도 5에 도시된다. 유니트의 작은 크기는 가스성의 고온 플라즈마 커플링 영역 부근에 퀀치 링(130)의 부착을 용이하게 한다. 미세한 파우더는 확장 영역(131) 내에 있는 영역(132)에서 제조된다. 높은 가스 퀀치 속도는 미립자의 단자 유니트 치수보다 작게 제조된다.
본 명세서에 개시된 것처럼 다수의 트윈 토치 어셈블리는 프로세싱 챔버상에 장착된다.
본 발명의 방법에 의해 제조된 나노-파우더는 아크 대 아크 커플링 영역 부근에 퀀치 장치(130)의 장착이 가능함에 따라 보다 미세한 파우더로 제조될 수 있을 것으로 예상된다. 이는 파우더/액체 공급 재료 입자 성장을 위해 이용되는 시간을 최소화시킨다.
복합 재료가 나노-합금 재료를 제조하는데 제공될 수 있다.
미세한 파우더의 주입은, 아크 사이의 가스 또는 액체를 기화시키고 증기는 나노 크기의 파우더를 제공하기 위해 퀀치 및/또는 재반응될 수 있다.
5. 결합 또는 전달 아크 모드
또한 모듈러 어셈블리는 애노드(도 6) 및 캐소드(도 7) 타겟을 갖는 전달 아크 모드에서 동작하도록 구성될 수 있다. 상기 설명된 토치는 전달 아크 대 아크 결합 모드(도 6A 및 도 7A) 및 전달 아크 모드(도 6B 및 7B)에서 동작하는 것이 바람직하다.
6. 스페로이디제이션(spherodisation)
아크 대 아크 결합 영역에서의 전형적인 플라즈마 온도는 아르곤 플라즈마에대해 10,000K에서 측정된다. 환형 미립자의 주입은 스페로디제이션을 발생시킨다.
7. 열변형/에칭/표면 변형
아크 사이의 결합 영역은 예를 들어, 메탄, 에탄 또는 UF6를 열적으로 변형시키는데 사용된다.
또한 플라즈마 풀룸(plume)은 예를 들어, 이온 충격, 용해에 의한 표면 변형을 이루는데, 또는 질화와 같이 표면을 화학적으로 변형시키는데 사용될 수 있다.
8. ICP 분석
본 발명에 따른 어셈블리는 ICP 분석 및 고에너지 UV 광원으로서 사용할 수 있다.
상기 실시예로 다양한 변형이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 2개의 토치의 냉각수 시스템은 조합될 수 있고, 또는 트윈 장치의 하나 또는 양쪽 토치는 샤우드 가스를 갖을 수 있다. 또한, 가스 샤우드는 상기 언급된 모듈러 구성을 갖지 않는 토치에 적용될 수 있다.
토치 어셈블리에서 원뿔 각 정점은 상이한 분야에 대해 상이할 수 있다. 이러한 경우, 원뿔없는 실린더에 장착하는것이 바람직할 수 있다.
본 명세서에 개시된 것처럼 다수의 트윈 토치 어셈블리가 챔버상에 장착될 수 있다.

Claims (27)

  1. (a) (i) 제 1 전극,
    (ii) 프로세싱 영역에서 플라즈마 아크를 달성할 수 있는 간격만큼 상기 제 1 전극으로부터 공간을 두고 있거나 공간을 두도록 배치된 제 2 전극을 각각 포함하며, 하우징에서 반대 극성으로 지지되는고, 서로 간격을 둔 적어도 2개의 트윈 플라즈마 토치 어셈블리,
    (b) 상기 제 1 및 제 2 전극 사이의 프로세싱 영역으로 플라즈마 가스를 주입하는 수단;
    (c) 상기 플라즈마 가스를 둘러싸도록 샤우드 가스를 주입하는 수단;
    (d) 상기 프로세싱 영역으로 공급 재료를 제공하기 위한 수단;
    (e) 상기 프로세싱 영역에서 플라즈마 아크를 발생시키기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 트윈 플라즈마 토치 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 토치는 플라즈마 가스의 방전을 위한 말단 단부를 갖고, 상기 샤우드 가스를 주입하는 수단은 각각의 전극의 말단 단부의 하류에 샤우드 가스를 제공하는 것을 특징으로 하는 트윈 플라즈마 토치 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 각각의 토치는 상기 하우징 및 상기 전극 사이에 샤우드 가스 공급 덕트를 형성하도록 상기 전극을 둘러싸는 하우징을 포함하며, 상기하우징의 단부는 상기 플라즈마 가스 부근으로 상기 샤우드 가스의 흐름을 유도하도록 상기 토치의 말단 단부를 향하게 안쪽으로 테이퍼되는 것을 특징으로 하는 트윈 플라즈마 토치 어셈블리.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항에 있어서, 파우더 형태로 처리된 공급 재료를 수집하기 위한 수집 영역을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트윈 플라즈마 토치 어셈블리.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 수집 영역에 처리된 공급 재료를 전달하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트윈 플라즈마 토치 어셈블리.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 수집 영역에 처리된 공급 재료를 전달하는 수단은 상기 챔버를 통해 유체의 흐름을 제공하기 위한 수단을 포함하며, 사용시 처리된 공급 재료는 상기 유체 흐름에 포함되어 상기 수집 영역으로 전달되는 것을 특징으로 하는 트윈 플라즈마 토치 어셈블리.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서, 플라즈마 가스의 방전을 위한 상기 제 1 및 제 2 전극의 말단 단부는 상기 하우징 너머로 돌출되지 않는 것을 특징으로 하는 트윈 플라즈마 토치 어셈블리.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 플라즈마 가스의 방전을 위한 상기 제 1 및/또는 제 2 전극의 말단 단부는 그래파이트로 형성되는 것을 특징으로 하는 트윈 플라즈마 토치 어셈블리.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 프로세싱 영역에서 기화되는 재료를 냉각 및 응축시키기 위한 냉각 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트윈 플라즈마 토치 어셈블리.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 냉각 수단은 냉각 가스 소스 또는 냉각 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 트윈 플라즈마 토치 어셈블리.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 전극 사이의 프로세싱 영역에서 플라즈마 아크를 발생시키는 수단은 DC 또는 AC 전력원을 포함하는 것을 특징으로 하는 트윈 플라즈마 토치 어셈블리.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항에 따른 트윈 플라즈마 토치 어셈블리 및 반응 챔버의 조합을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마 아크 반응기.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 챔버는 그 벽부에 다수의 오리피스를 갖는 연장부를 포함하며; 제 1 항 내지 제 12항중 어느 한 항에 따른 트윈 플라즈마 토치 어셈블리는 각각의 오리피스 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 반응기.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 챔버는 그의 벽부에 다수의 오리피스를 갖는 튜브형 부분을 포함하며, 트윈 플라즈마 토치 어셈블리는 각각의 오리피스 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 반응기.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 오리피스는 상기 튜브형 부분을 따라/또는 부근에 제공되는 것을 특징으로 하는 반응기.
  16. 제 13 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 오리피스는 거의 일정한 간격으로 제공되는 것을 특징으로 하는 반응기.
  17. 공급 재료로부터 파우더를 제조하는 방법에 있어서,
    (A) 제 12 항 내지 제 16 항중 어느 한항에 따른 플라즈마 아크 반응기를 제공하는 단계;
    (B) 제 1 및 제 2 전극 사이의 프로세싱 영역으로 플라즈마 가스를 주입하는 단계;
    (C) 제 1 및 제 2 전극 사이의 프로세싱 영역에 플라즈마 아크를 발생시키는 단계;
    (D) 플라즈마 아크속으로 공급 재료를 제공하여, 공급 재료를 기화시키는 단계;
    (E) 파우더를 응축시키기 위해 상기 기화된 재료를 냉각시키는 단계; 및
    (F) 상기 파우더를 수집하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 공급 재료는 금속 또는 합금을 포함하거나 금속 또는 합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 공급 재료는 알루미늄 또는 알루미늄 합금인 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 17 항 내지 제 19 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 공급 재료는 와이어, 섬유 및/또는 미립자 형태인 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 17 항 내지 제 20 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 플라즈마 가스는 불활성 가스를 포함하거나 또는 불활성 가스로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 21 항에 있어서, 상기 플라즈마 가스는 헬륨 및/또는 아르곤을 포함하거나 또는 헬륨 및/또는 아르곤으로 구성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제 17 항 내지 제 22 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기화된 재료의 적어도일부의 냉각은 불활성 가스 스트림을 사용하여 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  24. 제 17 항 내지 제 23 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 기화된 재료의 적어도 일부의 냉각은 반응성 가스 스트림을 사용하여 달성되는 것을 특징으로 하는 방법.
  25. 제 17 항 내지 제 23 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 파우더 표면은 패시베이팅 가스 스트림을 사용하여 산화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 패시베이팅 가스는 산소를 함유한 가스를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  27. 제 17 항 내지 제 41 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 파우더는 200nm 이하의 직경, 바람직하게는 50nm 이하의 직경을 갖는 미립자를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
KR1020027013512A 2000-04-10 2001-04-04 트윈 플라즈마 토치 장치 KR100776068B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0008797A GB0008797D0 (en) 2000-04-10 2000-04-10 Plasma torches
GB0008797.3 2000-04-10
GB0022986.4 2000-09-19
GB0022986A GB0022986D0 (en) 2000-09-19 2000-09-19 Plasma torches

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20020095208A true KR20020095208A (ko) 2002-12-20
KR100776068B1 KR100776068B1 (ko) 2007-11-15

Family

ID=26244073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020027013512A KR100776068B1 (ko) 2000-04-10 2001-04-04 트윈 플라즈마 토치 장치

Country Status (12)

Country Link
US (1) US6744006B2 (ko)
EP (1) EP1281296B1 (ko)
JP (1) JP5241984B2 (ko)
KR (1) KR100776068B1 (ko)
CN (1) CN1217561C (ko)
AT (1) ATE278314T1 (ko)
AU (1) AU9335001A (ko)
CA (1) CA2405743C (ko)
DE (1) DE60201387T2 (ko)
IL (2) IL152119A0 (ko)
RU (1) RU2267239C2 (ko)
WO (1) WO2001078471A1 (ko)

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1415741A3 (en) * 2000-02-10 2005-05-25 Tetronics Limited Plasma arc reactor for the production of fine powders
US20050195966A1 (en) * 2004-03-03 2005-09-08 Sigma Dynamics, Inc. Method and apparatus for optimizing the results produced by a prediction model
EP1637325A1 (en) 2004-09-16 2006-03-22 Imperial Tobacco Limited Method of printing smoking article wrapper
US7763823B2 (en) 2004-10-29 2010-07-27 United Technologies Corporation Method and apparatus for microplasma spray coating a portion of a compressor blade in a gas turbine engine
IL168286A (en) * 2005-04-28 2009-09-22 E E R Env Energy Resrc Israel Plasma torch for use in a waste processing chamber
US7342197B2 (en) * 2005-09-30 2008-03-11 Phoenix Solutions Co. Plasma torch with corrosive protected collimator
US9681529B1 (en) * 2006-01-06 2017-06-13 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Microwave adapting plasma torch module
FR2897747B1 (fr) 2006-02-23 2008-09-19 Commissariat Energie Atomique Torche a plasma a arc transfere
US7671294B2 (en) * 2006-11-28 2010-03-02 Vladimir Belashchenko Plasma apparatus and system
US8945219B1 (en) 2007-05-11 2015-02-03 SDCmaterials, Inc. System for and method of introducing additives to biological materials using supercritical fluids
AU2012202058B2 (en) * 2007-07-06 2015-05-28 Evaco, Llc Carbon free dissociation of water and production of hydrogen related power
AU2008275202B2 (en) * 2007-07-06 2012-01-12 Evaco, Llc Carbon free dissociation of water and production of hydrogen related power
US8481449B1 (en) 2007-10-15 2013-07-09 SDCmaterials, Inc. Method and system for forming plug and play oxide catalysts
WO2010142004A2 (en) 2009-06-10 2010-12-16 Katholieke Universifeit Leuven Controlled biosecure aquatic farming system in a confined environment
US9119309B1 (en) 2009-12-15 2015-08-25 SDCmaterials, Inc. In situ oxide removal, dispersal and drying
US8803025B2 (en) * 2009-12-15 2014-08-12 SDCmaterials, Inc. Non-plugging D.C. plasma gun
US8652992B2 (en) 2009-12-15 2014-02-18 SDCmaterials, Inc. Pinning and affixing nano-active material
US9149797B2 (en) 2009-12-15 2015-10-06 SDCmaterials, Inc. Catalyst production method and system
US8557727B2 (en) 2009-12-15 2013-10-15 SDCmaterials, Inc. Method of forming a catalyst with inhibited mobility of nano-active material
US9126191B2 (en) 2009-12-15 2015-09-08 SDCmaterials, Inc. Advanced catalysts for automotive applications
KR101581046B1 (ko) * 2009-12-16 2015-12-30 주식회사 케이씨씨 플라즈마 아크토치의 위치조절장치
JP2011140032A (ja) * 2010-01-06 2011-07-21 Honda Motor Co Ltd ２電極アーク溶接装置及び２電極アーク溶接方法
US8669202B2 (en) 2011-02-23 2014-03-11 SDCmaterials, Inc. Wet chemical and plasma methods of forming stable PtPd catalysts
RU2458489C1 (ru) * 2011-03-04 2012-08-10 Открытое акционерное общество "Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности "Гиредмет"" Двухструйный дуговой плазматрон
JPWO2012157733A1 (ja) * 2011-05-18 2014-07-31 株式会社 東北テクノアーチ 金属粉末の製造方法および金属粉末の製造装置
KR20140071364A (ko) 2011-08-19 2014-06-11 에스디씨머티리얼스, 인코포레이티드 촉매작용에 사용하기 위한 코팅 기판 및 촉매 변환기 및 기판을 워시코트 조성물로 코팅하는 방법
US9781818B2 (en) 2012-08-06 2017-10-03 Hypertherm, Inc. Asymmetric consumables for a plasma arc torch
US9107282B2 (en) * 2012-08-06 2015-08-11 Hypertherm, Inc. Asymmetric consumables for a plasma arc torch
US10314155B2 (en) * 2012-08-06 2019-06-04 Hypertherm, Inc. Asymmetric consumables for a plasma arc torch
US10721812B2 (en) 2012-08-06 2020-07-21 Hypertherm, Inc. Asymmetric consumables for a plasma arc torch
US9497845B2 (en) 2012-08-06 2016-11-15 Hypertherm, Inc. Consumables for a plasma arc torch for bevel cutting
US9095829B2 (en) * 2012-08-16 2015-08-04 Alter Nrg Corp. Plasma fired feed nozzle
US9511352B2 (en) 2012-11-21 2016-12-06 SDCmaterials, Inc. Three-way catalytic converter using nanoparticles
US9156025B2 (en) 2012-11-21 2015-10-13 SDCmaterials, Inc. Three-way catalytic converter using nanoparticles
SK500582012A3 (sk) 2012-12-17 2014-08-05 Ga Drilling, A. S. Multimodálne rozrušovanie horniny termickým účinkom a systém na jeho vykonávanie
US9987703B2 (en) * 2012-12-17 2018-06-05 Fuji Engineering Co., Ltd. Plasma spraying apparatus
SK500062013A3 (sk) 2013-03-05 2014-10-03 Ga Drilling, A. S. Generovanie elektrického oblúka, ktorý priamo plošne tepelne a mechanicky pôsobí na materiál a zariadenie na generovanie elektrického oblúka
DE102013103508A1 (de) * 2013-04-09 2014-10-09 PLASMEQ GmbH Plasmabrenner
EP3024571B1 (en) 2013-07-25 2020-05-27 Umicore AG & Co. KG Washcoats and coated substrates for catalytic converters
CA2926135A1 (en) 2013-10-22 2015-04-30 SDCmaterials, Inc. Compositions of lean nox trap
MX2016004991A (es) 2013-10-22 2016-08-01 Sdcmaterials Inc Diseño de catalizador para motores de combustion diesel de servicio pesado.
EP3119500A4 (en) 2014-03-21 2017-12-13 SDC Materials, Inc. Compositions for passive nox adsorption (pna) systems
CN105338724A (zh) * 2014-08-14 2016-02-17 新疆兵团现代绿色氯碱化工工程研究中心(有限公司) 一种v型等离子体炬的喷口
DE102014219275A1 (de) * 2014-09-24 2016-03-24 Siemens Aktiengesellschaft Zündung von Flammen eines elektropositiven Metalls durch Plasmatisierung des Reaktionsgases
CN104551699B (zh) * 2014-12-31 2016-08-17 华中科技大学 一种高温合金机加工的辅助装置
CN108025365B (zh) 2015-07-17 2022-06-03 Ap&C高端粉末涂料公司 等离子体雾化金属粉末制造工艺及其***
KR20170014281A (ko) * 2015-07-29 2017-02-08 창원대학교 산학협력단 환형 플라즈마 용사 건
JP7144401B2 (ja) 2016-04-11 2022-09-29 エーピーアンドシー アドバンスド パウダーズ アンド コーティングス インコーポレイテッド 反応性金属粉末空中熱処理プロセス
CN106513198A (zh) * 2016-08-30 2017-03-22 沈裕祥 空气等离子单丝线材与粉末复合喷枪
DE102016010619A1 (de) 2016-09-05 2018-03-08 bdtronic GmbH Vorrichtung und Verfahren zur Erzeugung eines atmosphärischen Plasmas
CN110325303B (zh) * 2017-03-31 2022-01-11 三井金属矿业株式会社 铜颗粒以及其制造方法
US20200180034A1 (en) * 2017-07-21 2020-06-11 Pyrogenesis Canada Inc. Method for cost-effective production of ultrafine spherical powders at large scale using thruster-assisted plasma atomization
JP7194544B2 (ja) * 2017-10-03 2022-12-22 三井金属鉱業株式会社 粒子の製造方法
RU205453U1 (ru) * 2020-05-06 2021-07-15 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Дисперсные Материалы" Устройство для получения порошков для аддитивных технологий
RU2751609C1 (ru) * 2020-05-06 2021-07-15 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Дисперсные Материалы" Способ и устройство для получения порошков для аддитивных технологий
RU2756959C1 (ru) * 2020-06-08 2021-10-07 Общество С Ограниченной Ответственностью "Новые Дисперсные Материалы" Устройство для получения мелкодисперсного порошка

Family Cites Families (66)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2284551A (en) 1940-08-03 1942-05-26 Peter P Alexander Packing of powdered metals
NL299680A (ko) 1962-10-26
DE1220058B (de) 1965-06-28 1966-06-30 Kernforschung Gmbh Ges Fuer Verfahren und Vorrichtung zur Waermebehandlung pulverfoermiger Stoffe, insbesondere zum Schmelzen der Koerner hochschmelzender Stoffe, mittels eines Hochtemperaturplasmas
GB1164810A (en) 1966-12-19 1969-09-24 Atomic Energy Authority Uk Improvements in or relating to Production of Particulate Refractory Material
GB1339054A (en) 1971-05-13 1973-11-28 Vos N I Gornorudny I Vostnigri Apparatus for and a method of comminuting materials
JPS5546603B2 (ko) 1973-10-05 1980-11-25
GB1493394A (en) 1974-06-07 1977-11-30 Nat Res Dev Plasma heater assembly
JPS50160199A (ko) * 1974-06-20 1975-12-25
US4112288A (en) 1975-04-17 1978-09-05 General Atomic Company Orifice tip
US4194107A (en) 1977-06-02 1980-03-18 Klasson George A Welding tip
DE2755213C2 (de) 1977-12-10 1982-05-06 Fa. Dr. Eugen Dürrwächter DODUCO, 7530 Pforzheim Nichtabschmelzende Elektrode und Verfahren zu ihrer Herstellung
JPS555125A (en) * 1978-06-26 1980-01-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Plasma arc build-up welding method by powder metals or other
JPS55117577A (en) * 1979-03-01 1980-09-09 Rikagaku Kenkyusho Operating method of plasma generator
US4341941A (en) 1979-03-01 1982-07-27 Rikagaku Kenkyusho Method of operating a plasma generating apparatus
US4238427A (en) 1979-04-05 1980-12-09 Chisholm Douglas S Atomization of molten metals
US4861961A (en) 1981-03-04 1989-08-29 Huys John H Welding electrode
US4374075A (en) * 1981-06-17 1983-02-15 Crucible Inc. Method for the plasma-arc production of metal powder
JPS5831825A (ja) 1981-08-14 1983-02-24 Otsuka Tekko Kk 微粉炭を運搬容器に充填する装置
FR2511558B1 (fr) * 1981-08-17 1987-04-30 Aerospatiale Equipement pour le stockage de l'energie sous forme cinetique et la restitution de celle-ci sous forme electrique, et procede de mise en oeuvre de cet equipement
JPS60224706A (ja) * 1984-04-20 1985-11-09 Hitachi Ltd 金属超微粒子の製造法
US4610718A (en) * 1984-04-27 1986-09-09 Hitachi, Ltd. Method for manufacturing ultra-fine particles
JPH062882B2 (ja) 1985-06-20 1994-01-12 大同特殊鋼株式会社 微粒子製造装置
DE3642375A1 (de) 1986-12-11 1988-06-23 Castolin Sa Verfahren zur aufbringung einer innenbeschichtung in rohre od. dgl. hohlraeume engen querschnittes sowie plasmaspritzbrenner dafuer
JPS63147182A (ja) 1986-12-10 1988-06-20 Tokai Rubber Ind Ltd クリ−ニングブレ−ドの製法
FR2614750B1 (fr) * 1987-04-29 1991-10-04 Aerospatiale Electrode tubulaire pour torche a plasma et torche a plasma pourvue de telles electrodes
JPS6459485A (en) 1987-08-31 1989-03-07 Asahi Chemical Ind Ic card
JPH01275708A (ja) * 1988-04-28 1989-11-06 Natl Res Inst For Metals ニッケルと窒化チタン超微粒子の接合した複合超微粒子の製造法
US4982067A (en) * 1988-11-04 1991-01-01 Marantz Daniel Richard Plasma generating apparatus and method
JP2659807B2 (ja) * 1989-01-26 1997-09-30 万鎔工業株式会社 直接製錬方法
US5062936A (en) * 1989-07-12 1991-11-05 Thermo Electron Technologies Corporation Method and apparatus for manufacturing ultrafine particles
JPH03226509A (ja) * 1990-01-31 1991-10-07 Sumitomo Metal Ind Ltd プラズマ発生装置および超微粒粉末の製造方法
JP3000610B2 (ja) 1990-03-14 2000-01-17 大同特殊鋼株式会社 硬質粒子分散合金粉末の製造方法及び硬質粒子分散合金粉末
JPH03126270U (ko) * 1990-04-03 1991-12-19
DE4105407A1 (de) 1991-02-21 1992-08-27 Plasma Technik Ag Plasmaspritzgeraet zum verspruehen von festem, pulverfoermigem oder gasfoermigem material
FR2673990B1 (fr) 1991-03-14 1993-07-16 Sne Calhene Dispositif formant vanne, pour le raccordement etanche de deux conteneurs et conteneur prevu pour etre accouple a un tel dispositif.
GB9108891D0 (en) 1991-04-25 1991-06-12 Tetronics Research & Dev Co Li Silica production
JPH04350106A (ja) * 1991-05-28 1992-12-04 Nisshin Flour Milling Co Ltd 合金組成の超微粒子製造方法
JPH0582806A (ja) 1991-09-20 1993-04-02 Yokogawa Electric Corp シリコン半導体圧力計の製造方法
JPH05103970A (ja) * 1991-10-15 1993-04-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 微粒子製造装置
NO174180C (no) * 1991-12-12 1994-03-23 Kvaerner Eng Innföringsrör for brenner for kjemiske prosesser
JPH05253557A (ja) * 1992-03-12 1993-10-05 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 焼却灰溶融炉
JPH0680410A (ja) 1992-08-31 1994-03-22 Sumitomo Heavy Ind Ltd 炭素煤製造装置
GB9224745D0 (en) 1992-11-26 1993-01-13 Atomic Energy Authority Uk Microwave plasma generator
JP3254278B2 (ja) * 1992-12-09 2002-02-04 高周波熱錬株式会社 混合／複合超微粒子製造方法及びその製造装置
GB9300091D0 (en) 1993-01-05 1993-03-03 Total Process Containment Ltd Process material transfer
DE4307346A1 (de) 1993-03-09 1994-09-15 Loedige Maschbau Gmbh Geb Sicherheitsschließvorrichtung für Behälteröffnungen
JPH06272047A (ja) 1993-03-16 1994-09-27 Mitsubishi Cable Ind Ltd 被覆粉体の製造方法及びその装置
JPH06299209A (ja) 1993-04-14 1994-10-25 Sansha Electric Mfg Co Ltd 磁性材料の粉粒体の生成方法
US5460701A (en) * 1993-07-27 1995-10-24 Nanophase Technologies Corporation Method of making nanostructured materials
US5408066A (en) 1993-10-13 1995-04-18 Trapani; Richard D. Powder injection apparatus for a plasma spray gun
JP2549273B2 (ja) 1994-04-28 1996-10-30 鎌長製衡株式会社 粉体充填機の脱気装置
JPH085247A (ja) * 1994-06-15 1996-01-12 Tsukishima Kikai Co Ltd プラズマ式溶融炉
US5420391B1 (en) 1994-06-20 1998-06-09 Metcon Services Ltd Plasma torch with axial injection of feedstock
US5526358A (en) 1994-08-19 1996-06-11 Peerlogic, Inc. Node management in scalable distributed computing enviroment
US5593740A (en) * 1995-01-17 1997-01-14 Synmatix Corporation Method and apparatus for making carbon-encapsulated ultrafine metal particles
US6063243A (en) 1995-02-14 2000-05-16 The Regents Of The Univeristy Of California Method for making nanotubes and nanoparticles
JPH08243756A (ja) 1995-03-03 1996-09-24 Mitsubishi Materials Corp プラズマ肉盛用溶接トーチ及び肉盛溶接方法
JPH0839260A (ja) * 1995-04-10 1996-02-13 Daido Steel Co Ltd 粉末肉盛溶接方法
JPH09209002A (ja) * 1996-01-30 1997-08-12 Ohara:Kk 活性金属の圧粉体の製造法、溶解法、および鋳造法ならびに活性金属を含む合金の製造法
US5935461A (en) * 1996-07-25 1999-08-10 Utron Inc. Pulsed high energy synthesis of fine metal powders
JPH10216959A (ja) 1997-01-31 1998-08-18 Inoue Seisakusho:Kk 抵抗溶接用電極
JP3041413B2 (ja) * 1997-03-10 2000-05-15 工業技術院長 レーヤードアルミニウム微粒子の生成法及びその応用
US5820939A (en) * 1997-03-31 1998-10-13 Ford Global Technologies, Inc. Method of thermally spraying metallic coatings using flux cored wire
DE19755350A1 (de) 1997-12-12 1999-06-17 Henkel Kgaa Verfahren zum Beizen und Passivieren von Edelstahl
JPH11291023A (ja) * 1998-04-10 1999-10-26 Nippon Steel Corp タンディシュ内溶鋼加熱用プラズマトーチ
US6391084B1 (en) * 1998-07-27 2002-05-21 Toho Titanium Co., Ltd. Metal nickel powder

Also Published As

Publication number Publication date
EP1281296A1 (en) 2003-02-05
JP2003530679A (ja) 2003-10-14
AU9335001A (en) 2001-10-23
KR100776068B1 (ko) 2007-11-15
CN1217561C (zh) 2005-08-31
CN1422510A (zh) 2003-06-04
RU2267239C2 (ru) 2005-12-27
ATE278314T1 (de) 2004-10-15
US20030160033A1 (en) 2003-08-28
JP5241984B2 (ja) 2013-07-17
IL152119A (en) 2007-05-15
DE60201387T2 (de) 2005-11-17
CA2405743A1 (en) 2001-10-18
CA2405743C (en) 2009-09-15
WO2001078471A1 (en) 2001-10-18
EP1281296B1 (en) 2004-09-29
DE60201387D1 (de) 2004-11-04
IL152119A0 (en) 2003-05-29
US6744006B2 (en) 2004-06-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100776068B1 (ko) 트윈 플라즈마 토치 장치
US5288969A (en) Electrodeless plasma torch apparatus and methods for the dissociation of hazardous waste
CA1326886C (en) Plasma generating apparatus and method
JP4966288B2 (ja) 金属超微粉の製造方法及びバーナ、並びに金属超微粉製造装置
US6410880B1 (en) Induction plasma torch liquid waste injector
JP5823375B2 (ja) プラズマ反応炉およびナノ粉末の合成プロセス
US6472632B1 (en) Method and apparatus for direct electrothermal-physical conversion of ceramic into nanopowder
US7232975B2 (en) Plasma generators, reactor systems and related methods
RU2234457C2 (ru) Способ получения фуллеренсодержащей сажи и устройство для его осуществления
US9997322B2 (en) Electrode assemblies, plasma generating apparatuses, and methods for generating plasma
US5017754A (en) Plasma reactor used to treat powder material at very high temperatures
Rutberg Plasma pyrolysis of toxic waste
EP1216605A1 (en) Method and apparatus for producing bulk quantities of nano-sized materials by electrothermal gun synthesis
US3764272A (en) Apparatus for producing fine powder by plasma sublimation
JP3733461B2 (ja) 複合トーチ型プラズマ発生方法及び装置
US4596918A (en) Electric arc plasma torch
KR20170003513U (ko) 열 플라즈마 토치
US20040124093A1 (en) Continuous production and separation of carbon-based materials
US5808267A (en) Plasma gun with gas distribution plug
KR100493731B1 (ko) 플라즈마 발생장치

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: 20121024

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131011

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee