專利名稱：納米粒子生成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及納米粒子生成裝置，更具體來說，涉及能夠減少電力消耗， 可以小型化，且能夠生成同時具有各種材料的特性的納米粒子的納米粒子 生成裝置。
背景技術(shù)：
通常，納米粒子是指具有l(wèi)nm到100nm左右的大小的極微細(xì)粒子， 這樣的納米粒子根據(jù)粒子大小及性質(zhì)的不同而具有獨特的物理、化學(xué)性 質(zhì)。
最近，正在嘗試將如金、銀一樣具有殺菌、抗菌能力的材料或如二氧 化碳一樣具有吸附有害氣體吸附性的材料形成為納米粒子，進(jìn)行生物污染 物質(zhì)的殺菌、抗菌，并且吸附VOC、臭氧等有害氣體并將它們?nèi)コ?br> 作為生成這樣的納米粒子的方法的一種有通過加熱材料而使之蒸發(fā) 后，冷凝所蒸發(fā)的氣體，由此生成納米粒子的氣體冷凝法。下面，對通過 這樣的氣體冷凝法生成納米粒子的以往的納米粒子生成裝置進(jìn)行說明。
以往的納米粒子生成裝置具備能夠維持高溫的采用電加熱爐方式的 主體；設(shè)置為能夠貫穿上述主體內(nèi)部的管；以能夠容納用來形成納米粒子 的材料的方式配置在管內(nèi)部中央部的容器；以及設(shè)置在與上述容器對應(yīng)的 部位的主體內(nèi)壁和外壁之間的加熱體。
在上述結(jié)構(gòu)的納米粒子生成裝置中，在使空氣等流體經(jīng)由上述管流過 的狀態(tài)下，如果加熱上述加熱體，則主體內(nèi)部空間的溫度上升，同時管被 加熱，從而管的內(nèi)部溫度上升。與此同時，如果施加于材料的溫度達(dá)到規(guī)定溫度以上，則材料蒸發(fā)，產(chǎn)生氣體，這樣的氣體由流過管內(nèi)部的流體而 冷凝，并生成納米粒子。這樣生成的納米粒子通過流體的繼續(xù)流動，被輸 送到外部。
在這樣構(gòu)成的納米粒子生成裝置中，如果控制電加熱爐的溫度、經(jīng)過
管的流體流量、容納材料的容器的大小等，則能生成具有1 100nm直徑、 10"個/cW濃度的納米粒子。
但是，在通過氣體冷凝法生成納米粒子的以往的納米粒子生成裝置 中，需要對主體內(nèi)部的寬大的空間加熱至數(shù)百度以至數(shù)千度，因此消耗電 力大。
另外，在加熱體和材料之間需要確保大的空間，因此很難對納米粒子 生成裝置小型化。
另外，不能從一個納米粒子生成裝置同時蒸發(fā)具有不同蒸發(fā)溫度的各 種材料，因此無法生成具有多種特性的納米粒子。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決這樣的問題而提出的，本發(fā)明的目的在于提供一種 通過加熱來生成納米粒子的、能夠減少電力消耗的納米粒子生成裝置。 本發(fā)明的另一個目的在于提供能夠?qū)⒊叽缧⌒突募{米粒子生成裝置。
本發(fā)明的再一個目的在于提供一種能夠生成同時具有多種材料的特 性的納米粒子的納米粒子生成裝置。
為了達(dá)到上述的目的而提供的本發(fā)明的納米粒子生成裝置具備主 體；加熱單元，其加熱收容在所述主體內(nèi)部的材料使所述材料蒸發(fā)；流路， 其貫穿所述主體，使得用于冷凝所述蒸發(fā)的材料的流體流動；絕熱材，其 阻斷由所述加熱單元產(chǎn)生的熱傳遞到所述主體，所述加熱單元被設(shè)置為在 與所述材料直接相接的狀態(tài)下加熱所述材料，并與所述絕熱材點接觸或線 接觸。
另外，所述流路的長度方向形成為與從所述材料蒸發(fā)的氣體的蒸發(fā)方 向交叉的方向。
另外，還包括隔板，該隔板劃分所述流路和所述加熱單元，防止流過所述流路內(nèi)部的流體與所述加熱單元直接接觸。
另外，所述流路被配置成沿上下方向，所述加熱單元的僅下側(cè)部被所 述絕熱材支撐。
另外，所述流路以所述加熱單元為中心分離為多個，在所述加熱單元 的至少一側(cè)表面形成有安置所述材料的安置部。
另外，所述材料通過涂敷或燒結(jié)處理安置于所述安置部。
另外，所述安置部形成為槽狀，以使所述材料即使發(fā)生狀態(tài)變化也不 從安置有所述材料的安置部脫離。
另外，安置部按照所述材料被安置在所述加熱單元中溫度最高的部位 附近的方式形成。
另外，具有多個所述安置部。
另外，在所述多個安置部安置有相同的材料。
另外，在所述多個安置部安置有互不相同的材料，所述各安置部按照 在同一時間內(nèi)達(dá)到各材料的蒸發(fā)溫度的方式被加熱。
另外，所述加熱單元包括形成有所述多個安置部的一個加熱體、和埋 設(shè)在所述加熱體的內(nèi)部而加熱所述各安置部的導(dǎo)熱線，埋設(shè)在所述各安置 部周圍的所述導(dǎo)熱線的電阻互不相同，以便使所述各安置部加熱至不同的
溫度o
為了達(dá)到上述的目的而提供的本發(fā)明的納米粒子生成裝置，具備主 體；加熱單元，其加熱收容在所述主體內(nèi)部的材料使所述材料蒸發(fā)；流路， 其貫穿所述主體，使得用于冷凝所述蒸發(fā)的材料的流體流動，所述加熱單 元形成有安置所述材料的多個安置部。
另外，在所述多個安置部安置有相同的材料。
另外，在所述多個安置部安置有互不相同的材料，所述各安置部按照 在同一時間內(nèi)達(dá)到各材料的蒸發(fā)溫度的方式被加熱。
釆用本發(fā)明的納米粒子生成裝置，則材料在與加熱單元直接相接的狀 態(tài)下被加熱，且加熱單元和絕熱材的相接面積最小化，從而能夠在減少電 力消耗的同時在短時間內(nèi)生成納米粒子。
另外，不需要在加熱單元和材料之間確保大的空間，因此能夠?qū)⒓{米 粒子生成裝置小型化。另外，由于能夠同時蒸發(fā)各種材料而生成納米粒子，因此能夠生成具 有各材料的所有特性的納米粒子。


圖1是本發(fā)明的第一實施例的納米粒子生成裝置。 圖2是本發(fā)明的第二實施例的納米粒子生成裝置。
圖3是本發(fā)明的第三實施例的納米粒子生成裝置。 圖4是本發(fā)明的第四實施例的納米粒子生成裝置。 圖5是本發(fā)明的第五實施例的納米粒子生成裝置。 圖6是本發(fā)明的第六實施例的納米粒子生成裝置。 圖7是本發(fā)明的第七實施例的納米粒子生成裝置。 圖8a、 8b是本發(fā)明的第八實施例的納米粒子生成裝置。 圖9表示在圖8中不相同材料安置在安置部的實施例。 圖中，IO —主體、20—流路、30—加熱單元、31 —安置部、35—加熱 體、36 —導(dǎo)熱線、40 —材料、45 —隔板、50 —絕熱材、60—電源供給裝置。
具體實施例方式
以下，參考圖1，對本發(fā)明的第一實施例的納米粒子生成裝置進(jìn)行說明。
如圖1所示，第一實施例具備形成外管的主體10;以使流體流動的 方式在主體10的內(nèi)部上側(cè)軸向貫穿主體10的流路20;用于加熱材料并配 置在主體10的內(nèi)部下側(cè)的加熱單元30。
另外，設(shè)置有送風(fēng)風(fēng)扇(未圖示)，用于提供送風(fēng)力，將流體從上述
流路20的入口 21側(cè)向上述流路20的內(nèi)部供給，并將通過加熱單元30加 熱而生成的納米粒子向主體10的外部傳送。
配置在流路20的下側(cè)的加熱單元30被配置成，能夠在與欲生成納米 粒子的材料40直接相接的狀態(tài)下加熱。之所以這樣是因為通過使加熱單 元30采取在與材料40直接相接的狀態(tài)進(jìn)行加熱的直接加熱方式，能夠在 短的時間內(nèi)加熱到使材料蒸發(fā)的溫度，從而，能夠減少電力消耗。另外一 個原因是由于加熱單元30和材料40之間的空間變得不需要，因此能夠小型化納米粒子生成裝置。
在加熱單元30的上部形成有加熱單元30的中央部下陷的安置部31 ， 以安置材料40，從而，能夠?qū)⒎勰┬螒B(tài)的材料40安置在安置部31。
在加熱單元30的下部配置有用來絕熱的絕熱材50，支撐加熱單元30， 且以免從加熱單元30產(chǎn)生的熱傳遞到主體10的外部。通過這樣設(shè)置絕熱 材50，使得在加熱單元30產(chǎn)生的熱對材料40集中加熱，與此同時，能夠 使材料40在短時間內(nèi)蒸發(fā)。另外，能夠防止在將納米粒子生成裝置設(shè)置 于家電產(chǎn)品內(nèi)部的情況下，家電產(chǎn)品被由加熱單元30產(chǎn)生的熱遭到損傷。
加熱單元30支撐在絕熱材50的支撐部32只有兩端部與絕熱材50相 接，以用最小限度的面積相接，支撐部32的中央部與絕熱材50保持間隔， 支撐部32被形成為，與絕熱材50點相接或線接觸。這是因為加熱單元30 與絕熱材50相接的面積越大，加熱單元30產(chǎn)生的熱傳遞到絕熱材50的 熱量越大，導(dǎo)致加熱材料40而使之蒸發(fā)的時間增多。
另外，在流路20和加熱單元30之間，設(shè)置有劃分流路20和導(dǎo)熱線 36的隔板45，以免流過流路20的內(nèi)部的流體與加熱單元30直接接觸。 這樣設(shè)置隔板45的理由是，防止流過流路20的內(nèi)部的流體直接接觸加熱 單元30，導(dǎo)致在加熱單元30被加熱時，加熱單元30的溫度受到溫度低的 流體的影響而降低。另外，為了在加熱單元30被加熱到高溫時，部分阻 斷加熱單元30產(chǎn)生的輻射熱傳遞到未設(shè)置有絕熱材50的上側(cè)，由此，防 止主體10被加熱。因此，優(yōu)選隔板45由在高溫下不變形的原材料做成。
在上述結(jié)構(gòu)的納米粒子生成裝置中，如果提高內(nèi)置有導(dǎo)熱線(未圖示) 的加熱單元30的溫度，則與加熱單元30相接的材料40的溫度上升，達(dá) 到能夠蒸發(fā)的溫度。如果材料40被加熱到能夠蒸發(fā)的溫度，則在朝向流 路20的材料40的表面發(fā)生蒸發(fā)。
蒸發(fā)的材料由于流過流路20的內(nèi)部的流體而被吸引到壓力相對低的 流路20側(cè)，被溫度低的流體瞬間冷卻而轉(zhuǎn)變?yōu)榧{米尺寸的固體粒子。這 樣生成的納米粒子與周圍的流體一同從流路20的出口 22流出，并通過連 接管(未圖示)而噴射在需要處。
圖2表示本發(fā)明的第二實施例的納米粒子生成裝置。
如圖2所示，第二實施例的納米粒子生成裝置，由于主體10豎立而形成上下方向的流路20，流路20的入口21配置在主體10的下側(cè)，流路 20的出口 22配置在主體10的上側(cè)，具備使流體從下側(cè)向上側(cè)流動的結(jié)構(gòu)。 此時，加熱單元30只有其下側(cè)部被絕熱材50支撐，上側(cè)部與絕熱材50 保持間隔設(shè)置，因此，能夠?qū)⒓訜釂卧?0和絕熱材50相接的面積減小到 最小限度。即使如上所述地只有加熱單元30的下側(cè)部被絕熱材50支撐， 也由于加熱單元30受到朝向下側(cè)的重力，加熱單元30能夠被穩(wěn)定地支撐。 此時，安置于形成在加熱單元30的安置部31的材料40不能以粉末 形態(tài)安置，因此，優(yōu)選對材料40進(jìn)行涂敷或燒結(jié)處理后安置。 圖3表示本發(fā)明的第三實施例的納米粒子生成裝置。 第三實施例的納米粒子生成裝置沒有具備劃分流路20和加熱單元30 的隔板。
反之，使流體以規(guī)定速度以上的速度流過流路20的內(nèi)部，增大流體 的前進(jìn)性，從而，即使不設(shè)置上述隔板，流過流路20的內(nèi)部的流體不直 接接觸加熱單元30。另外，即使沒有上述隔板，也由于流過流路20的內(nèi) 部的空氣等流體形成絕熱層，因此，能夠防止加熱單元30產(chǎn)生的熱被傳 遞到主體10。
圖4表示本發(fā)明的第四實施例的納米粒子生成裝置。 如圖4所示，第四實施例的納米粒子生成裝置，主體10的內(nèi)部流路 20被絕熱材50及加熱單元30劃分為兩條流路20a、 20b，流體在各個流 路20a、 20b從下側(cè)向上側(cè)流動。另外，在加熱單元30的兩側(cè)面，朝向加 熱單元30的兩側(cè)形成有安置部31a、 31b，以免材料40a、 40b由于流過各 個流路20a、 20b的流體而被蒸發(fā)，將材料40a、 40b分別安置在各個安置 部31a、 31b。另外，在各個流路20a、 20b和加熱單元30之間，分別配置 有隔板45a、 45b，防止各個流路20a、 20b直接相接加熱單元30，防止加 熱單元30產(chǎn)生的熱被傳遞到主體10。
圖5表示本發(fā)明的第五實施例的納米粒子生成裝置。 第五實施例的納米粒子生成裝置在各個流路20a、 20b和加熱單元30 之間沒有分別具備隔板。
反之，使流體在各個流路20a、 20b的內(nèi)部以規(guī)定速度以上的速度流 動，增大流體的前進(jìn)性，從而，防止流過流路20內(nèi)部的流體與加熱單元30直接相接，能夠防止加熱單元30產(chǎn)生的熱傳遞到主體10。
圖6表示本發(fā)明的第六實施例的納米粒子生成裝置。
如圖6所示，在第六實施例的納米粒子生成裝置中，內(nèi)置在加熱單元 30的導(dǎo)熱線(未圖示)集中配置在加熱單元30的端部側(cè)，從而，加熱單 元30具有如圖所示的溫度分布。因此，能夠防止支撐加熱單元30的絕熱 材50被高溫的加熱單元30損傷。
另一方面，將材料40a、 40b只安置在加熱單元30中溫度最高的部分。 因此，在運行了納米粒子生成裝置時，材料40a、 40b蒸發(fā)的速度變快， 能夠短時間內(nèi)生成納米粒子。在加熱單元30形成有安置材料40a、 40b的 這樣的安置部31a、 31b。如果由加熱單元30加熱材料40a、 40b，則固態(tài) 的材料40a、 40b相變?yōu)橐簯B(tài)的材料40a、 40b后，液態(tài)的材料蒸發(fā)而轉(zhuǎn)變 為氣態(tài)，其中，優(yōu)選安置部31a、 31b形成槽，以便材料40a、 40b即使轉(zhuǎn) 變?yōu)橐簯B(tài)，也不從安置部31a、 31b脫離。
圖7表示本發(fā)明的第七實施例的納米粒子生成裝置，第七實施例的納 米粒子生成裝置具備配置在加熱單元30和主體10之間的隔板45a、45b。 此時，設(shè)置隔板45a、 45b遮住加熱單元30中溫度最高的部分，以免溫度 最高的部分產(chǎn)生的輻射熱傳遞到主體10。
圖8a及8b表示第八實施例的納米粒子生成裝置，以溫度最高的部分 為中心形成有多個安置部31a、 31b、 31c、 31d因此，如果在將相同的材 料安置于上述多個安置部31a、 31b、 31c、 31d之后，運行納米粒子生成 裝置，則能夠生成大量的納米粒子。
圖9表示本發(fā)明的第九實施例的納米粒子生成裝置的加熱單元及向加 熱單元供給電源的電源供給裝置，除此之外的剩余部分與圖8a及圖8b所 示的納米粒子生成裝置相同。
第九實施例的納米粒子生成裝置，其具備具有用于分別收容互不相 同的材料的多個安置部31的加熱單元30，其還具備向加熱單元30供給 電源的電源供給裝60;連接電源供給裝60和加熱單元30的電線61 。
加熱單元30具備具備板狀的陶瓷材質(zhì)的加熱體35;埋設(shè)在加熱體 35內(nèi)部，且由在供給電源時發(fā)熱的鎢絲構(gòu)成的導(dǎo)熱線36。將導(dǎo)熱線36埋 設(shè)在加熱體35內(nèi)部是為了防止導(dǎo)熱線36露出在經(jīng)過流路20流動的流體中而被腐蝕。
由于導(dǎo)熱線36在加熱體35內(nèi)部以鋸齒狀多次彎折，因此，能夠在短 時間內(nèi)使安置在加熱單元30的材料蒸發(fā)。
安置材料的多個安置部31沿導(dǎo)熱線36經(jīng)過的路徑而形成。在各個安 置部31a、 31b、 31c、 31d安置互不相同的材料，使之同時蒸發(fā)，由此生 成具有所有各材料的性質(zhì)的納米粒子。
但是，根據(jù)材料的不同而蒸發(fā)的溫度不同，因此，為了加熱各材料而 同時生成納米粒子，需要各安置部31a、 31b、 31c、 31d在相同的時間內(nèi) 達(dá)到各材料被蒸發(fā)的溫度。
為了加熱各安置部31a、 31b、 31c、 31d使之在相同的時間內(nèi)達(dá)到各 材料被蒸發(fā)的溫度，使各安置部31a、 31b、 31c、 31d周圍埋設(shè)的導(dǎo)熱線 36的電阻不相同。導(dǎo)熱線的電阻只要改變經(jīng)過各個收容部31a、 31b、 31c、 31d的周圍的導(dǎo)熱線36的粗細(xì)，就能夠容易變更。
通過如上所述地使互不相同的材料同時蒸發(fā)，能夠生成具有所有的各 材料具有的特性的納米粒子。
在上述內(nèi)容中，對多個實施例的納米粒子生成裝置迸行了說明，但本 發(fā)明不僅限于上述實施例，還包括組合上述實施例的納米粒子生成裝置。
如上所述，采用本發(fā)明的納米粒子生成裝置，則材料在與加熱單元直 接相接的狀態(tài)下被加熱，且加熱單元和絕熱材的相接面積最小化，從而能 夠在減少電力消耗的同時在短時間內(nèi)生成納米粒子。
另外，不需要在加熱單元和材料之間確保大的空間，因此能夠?qū)⒓{米 粒子生成裝置小型化。
另外，由于能夠同時蒸發(fā)各種材料而生成納米粒子，因此能夠生成具 有各材料的所有特性的納米粒子。
權(quán)利要求
1. 一種納米粒子生成裝置，其特征在于，具備主體；加熱單元；容納在所述主體內(nèi)部的材料，通過所述加熱單元進(jìn)行加熱而使所述材料蒸發(fā)；以及流路，所述流路貫穿所述主體，使得用于冷凝已蒸發(fā)的材料的流體沿著所述流路流動，其中所述加熱單元包括至少一個形成在其中的安置部，使得所述材料安置在所述安置部中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米粒子生成裝置，其中所述加熱單 元與所述流路的縱向方向的內(nèi)表面間隔開。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米粒子生成裝置，其中所述加熱單 元設(shè)置在所述流路中，使得由所述加熱單元蒸發(fā)的所述材料的蒸發(fā)方 向平行于所述流路中的所述流體的流動方向。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米粒子生成裝置，其中提供至少兩 個或多個用于在所述安置部中安置同樣的材料或不同的材料的安置 部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米粒子生成裝置，其中至少一個安 置部形成在所述加熱單元的溫度最高的區(qū)域內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米粒子生成裝置，進(jìn)一步包括支撐 所述加熱單元的絕熱材。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的納米粒子生成裝置，其中僅所述加熱 單元的下端部由所述絕熱材支撐。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米粒子生成裝置，其中所述流路以 所述加熱單元為中心分離為多個流路。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米粒子生成裝置，其中所述材料涂 敷在所述安置部上，或所述材料被燒結(jié)處理后安置于所述安置部內(nèi)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米粒子生成裝置，其中所述安置部形成為槽狀。
11. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的納米粒子生成裝置，其中所述加熱單 元包括加熱體和埋設(shè)在所述加熱體的內(nèi)部而加熱所述安置部的至少 一條導(dǎo)熱線。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的納米粒子生成裝置，其中埋設(shè)在所述各安置部周圍的所述導(dǎo)熱線的電阻變化，以將不同的安置部加熱至 不同的溫度。
13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的納米粒子生成裝置，其中所述導(dǎo)熱線集中在所述加熱單元的端部。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米粒子生成裝置，其中至少一個隔 板設(shè)置在所述加熱單元和所述主體之間。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的納米粒子生成裝置，其中所述隔板 覆蓋所述加熱單元的溫度最高的區(qū)域。
16. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的納米粒子生成裝置，其中所述安置 部形成在特別是板狀加熱體的一個側(cè)面。
17. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的納米粒子生成裝置，其中所述導(dǎo)熱 線在所述加熱體內(nèi)部特別是以鋸齒狀多次彎折。
18. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的納米粒子生成裝置，其中所述安置 部沿著所述導(dǎo)熱線延伸的路徑形成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種能夠減少電力消耗且能夠小型化的納米粒子生成裝置。此外，公開了一種能夠生成同時具備各種材料的特性的納米粒子的納米粒子生成裝置。本發(fā)明的納米粒子生成裝置具備主體；加熱單元，其加熱收容在所述主體內(nèi)部的材料使所述材料蒸發(fā)；流路，其貫穿所述主體，使得用于冷凝所述蒸發(fā)的材料的流體流動；絕熱材，其阻斷由所述加熱單元產(chǎn)生的熱傳遞到所述主體，所述加熱單元被設(shè)置為在與所述材料直接相接的狀態(tài)下加熱所述材料，并與所述絕熱材點接觸或線接觸。另外，所述加熱單元形成有安置所述材料的多個安置部，在所述多個安置部安置互不相同的材料，所述各安置部按照在同一時間內(nèi)達(dá)到各材料的蒸發(fā)溫度的方式被加熱。
文檔編號B82B3/00GK101486440SQ200910002120
公開日2009年7月22日 申請日期2006年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月23日
發(fā)明者盧瀅銖, 地埈虎 申請人:三星電子株式會社