JP5049912B2 - Nanocarbon generation furnace - Google Patents

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Description

本発明は、カーボンナノチューブ、カーボンファイバー、カーボンナノコイル等の有用性の高い繊維状のナノカーボンを効率的に製造するナノカーボン生成炉に関する。   The present invention relates to a nanocarbon production furnace for efficiently producing highly useful fibrous nanocarbons such as carbon nanotubes, carbon fibers, and carbon nanocoils.

カーボンナノチューブの生成法としては、例えばアーク放電法、レーザー蒸着法、化学気相成長法(ＣＶＤ法)が挙げられる。
アーク放電法は、正負のグラファイト電極間にアーク放電を起こすことでグラファイトが蒸発し、陰極先端に凝縮したカーボンの堆積物の中にカーボンナノチューブが生成される方法である（例えば、特許文献１参照）。レーザー蒸着法は、高温に過熱した不活性ガス中に金属触媒を混合したグラファイト試料を入れ、レーザー照射することによりカーボンナノチューブを生成する方法である（例えば、特許文献２参照）。
一般に、アーク放電法やレーザー蒸発法では結晶性の良いカーボンナノチューブが生成できるが、生成するカーボンナノチューブの量が少なく大量生成に難しいとされる。 Examples of the method for producing the carbon nanotube include an arc discharge method, a laser vapor deposition method, and a chemical vapor deposition method (CVD method).
The arc discharge method is a method in which graphite is evaporated by causing an arc discharge between positive and negative graphite electrodes, and carbon nanotubes are generated in a carbon deposit condensed at the tip of the cathode (see, for example, Patent Document 1). ). The laser vapor deposition method is a method of generating a carbon nanotube by putting a graphite sample mixed with a metal catalyst in an inert gas heated to a high temperature and irradiating it with a laser (see, for example, Patent Document 2).
Generally, carbon nanotubes with good crystallinity can be produced by the arc discharge method or laser evaporation method, but the amount of carbon nanotubes to be produced is small and it is difficult to produce them in large quantities.

ＣＶＤ法には、反応炉の中に入れた基板にカーボンナノチューブを生成させる基板法（例えば、特許文献１参照）と、触媒金属と炭素源を一緒に高温の炉に流動させカーボンナノチューブを生成する流動気相法（例えば、特許文献４参照）の二つの方法がある。   In the CVD method, a substrate method in which carbon nanotubes are generated on a substrate placed in a reaction furnace (see, for example, Patent Document 1), and a catalytic metal and a carbon source are flowed together in a high-temperature furnace to generate carbon nanotubes. There are two methods, a fluidized gas phase method (see, for example, Patent Document 4).

気相成長法について、図１０を参照して説明する。図中の符番１は、内部に触媒２を担持する触媒担持基板３が配置された反応管を示す。反応管１の外周外側部には電気ヒータ４が配置されている。こうした構成の反応管１内に、該反応管１の一方側から原料（炭化水素）５を流し、反応管１の他方側から排気するようにすると、反応管１内部で炭化水素ガス６が発生し、カーボンナノチューブ７が形成される。なお、図１０中の符番８は炭化水素ガスを示す。   The vapor phase growth method will be described with reference to FIG. Reference numeral 1 in the figure indicates a reaction tube in which a catalyst-carrying substrate 3 carrying a catalyst 2 is disposed. An electric heater 4 is disposed on the outer periphery of the reaction tube 1. When a raw material (hydrocarbon) 5 is allowed to flow from one side of the reaction tube 1 and exhausted from the other side of the reaction tube 1 in the reaction tube 1 having such a configuration, a hydrocarbon gas 6 is generated inside the reaction tube 1. Thus, the carbon nanotubes 7 are formed. In addition, the number 8 in FIG. 10 shows hydrocarbon gas.

次に、流動気相法について、図１１を参照して説明する。但し、図１０と同部材は同符番を付して説明を省略する。図１１では、反応管１の一方側から原料である炭化水素５と共にキャリアガス８を流すことを特徴とする。これにより、電気ヒータ４が配置された部位に相当する反応管１内で炭化水素ガス６が発生し、カーボンナノチューブ７が形成される。 Next, the fluidized gas phase method will be described with reference to FIG . However, the member of FIG. 10 will be omitted with denoted by the same reference symbols. In FIG. 11 , the carrier gas 8 is caused to flow together with the hydrocarbon 5 as the raw material from one side of the reaction tube 1. Thereby, the hydrocarbon gas 6 is generated in the reaction tube 1 corresponding to the portion where the electric heater 4 is disposed, and the carbon nanotube 7 is formed.

しかし、上記気相成長法は、バッジ処理であるので大量生産が難しい。また、流動気相法は、温度の均一性が低く結晶性の良いカーボンナノチューブを生成するのが難しいとされている。さらに、流動気相法の発展型として、高温の炉の中に、触媒兼用流動材で流動層を形成し、炭素原料を供給して繊維状のナノカーボンを生成する方法も提案されている。しかし、炉内の温度の均一性が低く結晶性の良いカーボンナノチューブを生成するのが難しいと考えられる。   However, since the vapor phase growth method is a badge process, mass production is difficult. Further, the fluidized gas phase method is said to be difficult to produce carbon nanotubes with low temperature uniformity and good crystallinity. Further, as a development type of the fluidized gas phase method, a method of forming a fibrous nanocarbon by forming a fluidized bed with a fluid material also serving as a catalyst in a high-temperature furnace and supplying a carbon raw material has been proposed. However, it is considered difficult to produce carbon nanotubes with low temperature uniformity in the furnace and good crystallinity.

しかして、純度及び安定性の高いカーボンナノチューブ、カーボンファイバー、カーボンナノコイル等の有用性の高い繊維状のナノカーボンを低コストで効率よく量産することができるようになれば、ナノカーボンの特性を生かしたナノテクノロジー製品を低コストで大量に供給することが可能になる。
特開２０００−９５５０９号公報 特開平１０−２７３３０８号公報 特開２０００−８６２１７号公報 特開２００３−３４２８４０号公報 Therefore, if it becomes possible to mass-produce highly useful fibrous nanocarbons such as carbon nanotubes, carbon fibers, and carbon nanocoils with high purity and stability at low cost, the characteristics of nanocarbons will be improved. It will be possible to supply large quantities of nanotechnology products that have been utilized at low cost.
JP 2000-95509 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-273308 JP 2000-86217 A JP 2003-342840 A

本発明はこうした事情を考慮してなされたもので、特に触媒用金属粉が混入することなく、純度及び安定性の高い高品質のカーボンナノチューブ、カーボンファイバー、カーボンナノコイル等の有用性の高い繊維状のナノカーボンを低コストで効率よく量産することができるナノカーボン生成炉を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such circumstances, in particular, high-quality fibers such as high-quality carbon nanotubes, carbon fibers, and carbon nanocoils having high purity and stability without being mixed with metal powder for catalyst. An object of the present invention is to provide a nanocarbon generating furnace capable of efficiently mass-producing nano-shaped carbon at low cost.

本発明に係るナノカーボン生成炉は、還元雰囲気の加熱炉容器と、この加熱炉容器の外周部に配置された加熱源と、前記加熱炉容器の上流側に配置され，加熱炉容器内に炭化水素を噴霧する炭化水素注入ノズルと、前記加熱炉容器の下流側に配置された生成ナノカーボン排出ノズルとを具備し、加熱炉容器の内面に金属基板を配置して、炭化水素注入ノズルより炭化水素を連続的に噴霧することにより金属基板上で反応させてナノカーボンを成長させ、成長した生成ナノカーボンを金属基板から剥離させ、生成ナノカーボンを前記排出ノズルにより排出することを特徴とする。   A nanocarbon production furnace according to the present invention includes a heating furnace container in a reducing atmosphere, a heating source disposed on an outer peripheral portion of the heating furnace container, and an upstream side of the heating furnace container, and is carbonized in the heating furnace container. A hydrocarbon injection nozzle for spraying hydrogen and a generated nanocarbon discharge nozzle arranged on the downstream side of the heating furnace vessel. A metal substrate is arranged on the inner surface of the heating furnace vessel, and carbonized from the hydrocarbon injection nozzle. Hydrogen is continuously sprayed to react on a metal substrate to grow nanocarbon, the grown produced nanocarbon is separated from the metal substrate, and the produced nanocarbon is discharged by the discharge nozzle.

本発明によれば、純度及び安定性の高い高品質のカーボンナノチューブ、カーボンファイバー、カーボンナノコイル等の有用性の高い繊維状のナノカーボンを低コストで効率よく量産することができる。   According to the present invention, highly useful fibrous nanocarbons such as high-quality carbon nanotubes, carbon fibers, and carbon nanocoils having high purity and stability can be mass-produced efficiently at low cost.

以下、本発明のナノカーボン生成炉について更に詳しく説明する。
（１）本発明のナノカーボン生成炉は、上述したように、加熱炉容器と、加熱源と、炭化水素注入ノズルと、生成ナノカーボン排出ノズルとを具備し、加熱炉容器の内面に金属基板を配置して、炭化水素注入ノズルより炭化水素を連続的に噴霧することにより金属基板上で反応させてナノカーボンを成長させ、成長した生成ナノカーボンを金属基板から剥離させ、生成ナノカーボンを前記排出ノズルにより排出することを特徴とする。こうした構成により、金属基板からある一定厚さ以上に成長しその自重で金属基板から剥離、自然落下したナノカーボンは生成炉の下部に流下し、生成ナノカーボン排出ノズルから排出することができる。 Hereinafter, the nanocarbon production furnace of the present invention will be described in more detail.
(1) The nanocarbon production furnace of the present invention comprises a heating furnace vessel, a heating source, a hydrocarbon injection nozzle, and a production nanocarbon discharge nozzle as described above, and a metal substrate on the inner surface of the heating furnace vessel. The hydrocarbon is continuously sprayed from a hydrocarbon injection nozzle to cause a reaction on the metal substrate to grow nanocarbon, and the generated nanocarbon is separated from the metal substrate, and the generated nanocarbon is separated from the metal substrate. It discharges with a discharge nozzle, It is characterized by the above-mentioned. With such a configuration, nanocarbon that has grown from a metal substrate to a certain thickness or more, peeled off from the metal substrate by its own weight, and naturally dropped can flow down to the lower part of the generation furnace and be discharged from the generated nanocarbon discharge nozzle.

（２）上記（１）において、金属基板表面に生成されたナノカーボンを掻き取る掻取り機構を加熱炉容器に配置し、この掻取り機構により金属基板の表面に成長したナノカーボンを掻き落とすことが好ましい。こうした構成により、金属基板上から或る一定厚さ以上に成長してその自重で金属基板から剥離しきれないナノカーボンを定期的でかつ強制的に生成炉の下部に流下させ、生成炉の下流から安定的に排出することができ、ナノカーボンを連続的に製造することができる。   (2) In the above (1), a scraping mechanism for scraping off the nanocarbon generated on the surface of the metal substrate is disposed in the heating furnace vessel, and the scraping mechanism scrapes off the nanocarbon grown on the surface of the metal substrate. Is preferred. With such a configuration, nanocarbon that grows over a certain thickness from the metal substrate and cannot be peeled off from the metal substrate by its own weight is periodically and forcibly made to flow down to the lower part of the production furnace. Can be stably discharged, and nanocarbon can be continuously produced.

（３）上記（１）又は（２）において、金属基板の材質は鉄であり、この金属基板の表面温度は、炭化水素を連続的に均一に噴霧する状態で５５０〜７００℃の範囲に設定されていることが好ましい。こうした構成により、金属基板を安価な鉄でナノカーボンを生成できる。また、金属基板上から或る一定厚さ以上に成長しその自重で金属基板から剥離、或いは、生成ナノカーボンを掻取り機構により掻き落とすことにより、自然落下したナノカーボンは生成炉の下部に流下し、生成炉の下流から排出することにより、ナノカーボンを連続的に製造することができる。   (3) In the above (1) or (2), the metal substrate is made of iron, and the surface temperature of the metal substrate is set in the range of 550 to 700 ° C. in a state where the hydrocarbon is continuously sprayed uniformly. It is preferable that With such a configuration, it is possible to generate nanocarbon with inexpensive iron on a metal substrate. In addition, it grows over a certain thickness from the metal substrate and peels off from the metal substrate by its own weight, or the generated nanocarbon is scraped off by a scraping mechanism, so that the nanocarbon that has fallen naturally flows down to the lower part of the generation furnace. And nanocarbon can be continuously manufactured by discharging | emitting from the downstream of a production | generation furnace.

（４）上記（１）乃至（３）において、金属基板表面に噴霧する炭化水素は加熱炉容器内で加熱してガス状態とし、金属基板表面の温度を下げずに均一に噴霧することが好ましい。こうした構成により、金属基板表面の温度が下がることなく、金属基板表面でのナノカーボン生成反応が促進され、ナノカーボンの生成速度が速まり、生成効率が高まる。また、加熱源の設定温度を低めに設定しても金属基板表面を最適な範囲に保持することができ、生成炉の加熱温度も下げることができ、ナノカーボン生成効率を高めた状態でナノカーボンを連続的に安定的に生成、回収することができる。   (4) In the above (1) to (3), it is preferable that the hydrocarbon sprayed on the surface of the metal substrate is heated in a heating furnace vessel to a gas state and sprayed uniformly without lowering the temperature of the surface of the metal substrate. . With such a configuration, the nanocarbon generation reaction on the metal substrate surface is promoted without lowering the temperature of the metal substrate surface, the generation rate of nanocarbon is increased, and the generation efficiency is increased. In addition, even if the set temperature of the heating source is set low, the surface of the metal substrate can be kept in the optimum range, the heating temperature of the generating furnace can be lowered, and nanocarbon can be produced with increased nanocarbon generation efficiency. Can be continuously and stably produced and recovered.

（５）上記（１）乃至（４）において、金属基板表面に噴霧する炭化水素は、ガス状態で噴霧するだけでなく、液体状態で噴霧して加熱炉容器内で気化させることにより金属基板表面で反応させることが好ましい。こうした構成により、金属基板表面の温度が下がることなく、金属基板表面でのナノカーボン生成反応が促進され、ナノカーボンの生成速度が速まり、生成効率が高まる。   (5) In the above (1) to (4), the hydrocarbon sprayed on the surface of the metal substrate is not only sprayed in the gas state but also sprayed in the liquid state and vaporized in the heating furnace vessel. It is preferable to make it react with. With such a configuration, the nanocarbon generation reaction on the metal substrate surface is promoted without lowering the temperature of the metal substrate surface, the generation rate of nanocarbon is increased, and the generation efficiency is increased.

（６）上記（５）において、金属基板表面に噴霧する炭化水素を液体状態で加熱炉容器内に噴霧するようにし、その液体の炭化水素には酸成分を含み、金属基板表面から金属の微粒子が腐食して剥離しやすくすることで、金属基板表面での反応を促進させることが好ましい。こうした構成により、金属基板表面の温度が下がることなく、金属基板表面でのナノカーボン生成反応が促進され、ナノカーボンの生成効率が高まる。   (6) In the above (5), the hydrocarbon to be sprayed on the surface of the metal substrate is sprayed into the heating furnace vessel in a liquid state, and the liquid hydrocarbon contains an acid component, and metal fine particles from the surface of the metal substrate. It is preferable that the reaction on the surface of the metal substrate is promoted by corrosion and easy peeling. With such a configuration, the nanocarbon generation reaction on the metal substrate surface is promoted without lowering the temperature of the metal substrate surface, and the nanocarbon generation efficiency is increased.

（７）上記(１)乃至（６）において、金属基板表面に炭化水素を噴霧するだけでなく、水素も噴霧することで金属基板表面を活性化させることが好ましい。こうした構成により、金属基板上では該金属基板を構成する触媒粒子が核となり炭化水素だけでなく水素も噴霧され高温状態で反応することで、炭化水素だけ噴霧され高温状態で反応する場合と比べて、気相成長法によってより効率的にナノカーボンが生成、成長する。また、金属基板表面は均一に加熱されるとともに、炭化水素と水素が均一に噴霧されることで、金属基板表面で斑なく均一にナノカーボンが生成、成長し、ナノカーボンを連続的に製造することができる。   (7) In the above (1) to (6), it is preferable to activate the metal substrate surface not only by spraying hydrocarbons on the metal substrate surface but also by spraying hydrogen. With such a configuration, the catalyst particles constituting the metal substrate become nuclei on the metal substrate, and not only hydrocarbons but also hydrogen are sprayed and reacted at a high temperature state, compared with a case where only hydrocarbons are sprayed and reacted at a high temperature state. Nanocarbon can be generated and grown more efficiently by vapor phase epitaxy. In addition, the surface of the metal substrate is uniformly heated, and hydrocarbons and hydrogen are sprayed uniformly, so that nanocarbons are uniformly generated and grown on the surface of the metal substrate to produce nanocarbons continuously. be able to.

（８）上記(１)乃至（６）において、金属基板表面に噴霧する炭化水素を噴霧するだけでなく、水蒸気も噴霧することで金属基板表面を活性化させることが好ましい。こうした構成により、上記(７)と同様、炭化水素だけ噴霧され高温状態で反応する場合と比べて、気相成長法によってより効率的にナノカーボンが生成、成長するとともに、ナノカーボンを連続的に製造することができる。   (8) In the above (1) to (6), it is preferable to activate the metal substrate surface not only by spraying the hydrocarbon sprayed on the metal substrate surface but also by spraying water vapor. With this configuration, as in the above (7), compared to the case where only hydrocarbons are sprayed and reacted in a high temperature state, nanocarbons are generated and grown more efficiently by the vapor phase growth method. Can be manufactured.

（９）上記(２)において、掻取り機構は、加熱炉容器内の金属基板の表面の中心軸を中心に掻取り羽根などの掻取り部材を回転させ、かつ金属基板の表面と掻取り部材との隙間距離を調整できるような構成であることが好ましい。こうした構成により、金属基板表面の金属微粒子を掻き取ることなく、金属基板上から或る一定厚さ以上に成長してその自重で金属基板から剥離しきれないナノカーボンを定期的に強制的に生成炉の下部に流下させ、生成炉の下流から安定的に排出することができ、ナノカーボンを連続的に製造することができる。   (9) In the above (2), the scraping mechanism rotates a scraping member such as a scraping blade around the central axis of the surface of the metal substrate in the heating furnace vessel, and the surface of the metal substrate and the scraping member It is preferable that the gap distance be adjustable. With this configuration, nanocarbon that grows to a certain thickness or more from the metal substrate and cannot be separated from the metal substrate by its own weight is periodically forcibly generated without scraping the metal particles on the surface of the metal substrate. It can be made to flow down to the lower part of the furnace and stably discharged from the downstream of the production furnace, and nanocarbon can be continuously produced.

（10）上記(１)乃至（９）において、金属基板の表面温度は、炭化水素を連続的に均一に噴霧する状態で５５０〜７００℃の範囲に正確に設定できるように、金属基板の表面を計測する温度計測手段が設置されていることが好ましい。こうした構成により、生成炉内の金属基板の表面温度を正確に計測し、生成炉内の外側のヒータ温度を厳密に制御することで、ナノカーボンの生成効率、生成純度を高めることができる。従って、良質で純度の高いナノカーボンを連続的に製造することができる。   (10) In the above (1) to (9), the surface temperature of the metal substrate is set so that the surface temperature of the metal substrate can be accurately set in the range of 550 to 700 ° C. in a state where the hydrocarbon is continuously sprayed uniformly. It is preferable that a temperature measuring means for measuring is installed. With such a configuration, the surface temperature of the metal substrate in the production furnace is accurately measured, and the heater temperature outside the production furnace is strictly controlled, so that the nanocarbon production efficiency and production purity can be increased. Therefore, high-quality and high-purity nanocarbon can be continuously produced.

（11）上記(１)乃至（10）において、加熱炉容器のナノカーボン排出部にはナノカーボン排出用の上下２段のダブルダンパーが設置され、加熱炉容器内の温度が一定で還元雰囲気にしたままナノカーボンを加熱炉容器外に払い落とすことができる構成であることが好ましい。こうした構成により、生成炉のナノカーボン払出しを安定的に確実に行うことができるコンパクトな生成炉が得られる。   (11) In the above (1) to (10), the nanocarbon discharge part of the heating furnace container is provided with two upper and lower double dampers for discharging the nanocarbon so that the temperature in the heating furnace container is constant and the reducing atmosphere is maintained. It is preferable that the nanocarbon be removed from the heating furnace container as it is. With such a configuration, a compact generation furnace capable of stably and reliably delivering the nanocarbon of the generation furnace is obtained.

（12）上記(１)乃至（11）において、金属基板は、鉄の純度の高い鉄板もしくは鉄を含んだ炭素鋼であることが好ましい。こうした構成より、低コストで手軽に高品質のナノカーボンを生成することができる。また、鉄の純度の高い鉄板もしくは鉄を含んだ炭素鋼の製品規格は画一であるので、常に安定した純度および安定性の高い高品質のナノカーボンを低コストで手軽に効率よく量産することができる。   (12) In the above (1) to (11), the metal substrate is preferably an iron plate having high iron purity or carbon steel containing iron. With such a configuration, it is possible to easily produce high-quality nanocarbon at low cost. In addition, the product standards for high-purity iron plates or carbon steel containing iron are uniform, so that mass production of high-quality nanocarbons with consistently high purity and high stability is always possible at low cost. Can do.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明するが、本発明はここに説明する実施の形態に限定されるものではない。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態による縦型方式のナノカーボン生成炉の概略図である。
図中の符番１１は、還元雰囲気の縦型の加熱炉容器（内筒）を示す。この加熱炉容器１１の内面には、円筒状の金属基板１２が密着して配置されている。前記加熱炉容器１１の外周部には加熱源としての電気ヒータ１３が配置され、この電気ヒータ１３により金属基板１２が加熱されるようになっている。ここで、金属基板１２の上下方向の長さは電気ヒータ１３の上下方向の長さより短く、かつ金属基板１２の位置は電気ヒータ１３の位置の略中央に位置している。前記加熱炉容器１１及び電気ヒータ１３の外側には保温材１４が配置され、加熱炉容器１１の内部を保温するように構成されている。前記加熱炉容器１１の上部側（上流側）には、加熱炉容器１１の内部に炭化水素を注入するための炭化水素注入ノズル１５が配置されている。ここで、炭化水素注入ノズル１５の先端位置は、金属基板１２より上側に位置している。この炭化水素注入ノズル１５の先端には炭化水素分散メッシュ１６が取り付けられ、ここで炭化水素が加熱炉容器内に噴霧されるようになっている。加熱炉容器１１の下部側（下流側）には、金属基板１２上で生成し、分離したナノカーボン１７を排出する生成ナノカーボン排出ノズル（以下、単に排出ノズルと呼ぶ）１８が設けられている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein.
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic view of a vertical type nanocarbon generating furnace according to a first embodiment of the present invention.
Reference numeral 11 in the figure indicates a vertical heating furnace container (inner cylinder) in a reducing atmosphere. A cylindrical metal substrate 12 is disposed in close contact with the inner surface of the heating furnace container 11. An electric heater 13 as a heating source is disposed on the outer periphery of the heating furnace container 11, and the metal substrate 12 is heated by the electric heater 13. Here, the length in the vertical direction of the metal substrate 12 is shorter than the length in the vertical direction of the electric heater 13, and the position of the metal substrate 12 is located substantially at the center of the position of the electric heater 13. A heat insulating material 14 is disposed outside the heating furnace container 11 and the electric heater 13 so as to keep the inside of the heating furnace container 11 warm. A hydrocarbon injection nozzle 15 for injecting hydrocarbons into the heating furnace vessel 11 is disposed on the upper side (upstream side) of the heating furnace vessel 11. Here, the tip position of the hydrocarbon injection nozzle 15 is located above the metal substrate 12. A hydrocarbon dispersion mesh 16 is attached to the tip of the hydrocarbon injection nozzle 15 so that the hydrocarbon is sprayed into the heating furnace vessel. On the lower side (downstream side) of the heating furnace vessel 11, a generated nanocarbon discharge nozzle (hereinafter simply referred to as a discharge nozzle) 18 that is generated on the metal substrate 12 and discharges the separated nanocarbon 17 is provided. .

次に、上記構成のナノカーボン生成炉１０の動作について作用する。
ナノカーボン生成炉１０内の上流から炭化水素を炭化水素注入ノズル１５から炭化水素分散メッシュ１６を経由して連続的に噴霧することにより、ナノカーボン生成炉１０内の加熱炉容器１１内面に密着して配置した金属基板１２上で反応させてナノカーボン１７を成長させる。ナノカーボン生成炉１０内の上部で噴霧された炭化水素は、ナノカーボン生成炉１０内の加熱炉容器１１内面に配置した金属基板１２上で反応させてナノカーボン１７が成長する。 Next, the operation of the nanocarbon generating furnace 10 having the above-described configuration will be performed.
By continuously spraying the hydrocarbons from the upstream in the nanocarbon generating furnace 10 through the hydrocarbon injection nozzle 15 via the hydrocarbon dispersion mesh 16, the hydrocarbon adheres closely to the inner surface of the heating furnace container 11 in the nanocarbon generating furnace 10. The nanocarbon 17 is grown by reacting on the metal substrate 12 arranged in the above manner. The hydrocarbon sprayed at the upper part in the nanocarbon generating furnace 10 is reacted on the metal substrate 12 arranged on the inner surface of the heating furnace container 11 in the nanocarbon generating furnace 10 to grow the nanocarbon 17.

金属基板１２上で成長した生成ナノカーボン１７は、その自重で金属基板１２から剥離し、剥離したナノカーボン１７’は自然落下する。微視的なナノカーボンの生成形態としては、最適温度において金属基板１２の表面の金属微粒子と炭化水素とが反応してナノカーボン１７が生成し、成長するとともに、ナノカーボンの成長につれて反応する金属微粒子が空間に剥離し、僅かに剥離した金属微粒子が分離し、分離した金属微粒子から新たにナノカーボンが生成、成長することを繰り返すことで加速度的にナノカーボンが生成、成長し、純度の高いナノカーボンが大量に合成できる。   The generated nanocarbon 17 grown on the metal substrate 12 is peeled off from the metal substrate 12 by its own weight, and the peeled nanocarbon 17 ′ falls naturally. As a microscopic form of nanocarbon, metal fine particles on the surface of the metal substrate 12 react with hydrocarbons at an optimum temperature to generate and grow nanocarbons 17 and to react with the growth of nanocarbons. Fine particles are separated into the space, slightly separated metal particles are separated, and nanocarbons are generated and grown at high speed by repeating the generation and growth of new nanocarbons from the separated metal particles, resulting in high purity. Nanocarbon can be synthesized in large quantities.

ナノカーボンが短時間で大量合成するため、金属基板上から或る一定厚さ以上に成長したナノカーボンの束がその自重で金属基板から剥離、自然落下する。その際、金属基板上から剥離する金属微粒子はほんの僅かであり、ナノカーボンの剥離後も金属基板上の金属微粒子と炭化水素とが反応してナノカーボンが生成、成長を連続的に繰り返す。これにより、ナノカーボン生成炉１０の上部に炭化水素を炭化水素注入ノズル１５から炭化水素分散メッシュ１６を経由して連続的に噴霧し続けることで、ナノカーボン生成炉内の内筒内面に配置した金属基板上で反応を繰り返しナノカーボンが連続的に生成、成長を連続的に繰り返す。   Since nanocarbon is synthesized in a large amount in a short time, a bundle of nanocarbons grown to a certain thickness or more from the metal substrate peels off from the metal substrate by its own weight and spontaneously falls. At that time, only a few metal fine particles are peeled off from the metal substrate, and even after the nanocarbon is peeled off, the metal fine particles on the metal substrate react with hydrocarbons to produce nanocarbon, and the growth is repeated continuously. Accordingly, the hydrocarbon is continuously sprayed from the hydrocarbon injection nozzle 15 through the hydrocarbon dispersion mesh 16 to the upper part of the nanocarbon generation furnace 10, thereby arranging the hydrocarbon on the inner cylinder inner surface in the nanocarbon generation furnace. The reaction is repeated on the metal substrate, nanocarbon is continuously generated, and the growth is continuously repeated.

即ち、金属基板上では基板を構成する触媒粒子が核となり噴霧された炭化水素と高温状態で反応し、気相成長法によりナノカーボンが生成、成長する。基板表面は均一に加熱されるとともに、炭化水素も均一に噴霧されることで、基板表面で斑なく均一にナノカーボンが生成、成長できる。これにより、ナノカーボンを連続的に製造することができることになる。   That is, on the metal substrate, catalyst particles constituting the substrate serve as nuclei and react with the sprayed hydrocarbon in a high temperature state, and nanocarbon is generated and grown by vapor phase growth. The substrate surface is heated uniformly and the hydrocarbons are sprayed uniformly, so that nanocarbon can be generated and grown uniformly on the substrate surface without spots. Thereby, nanocarbon can be manufactured continuously.

上記したように、第１の実施形態によれば、加熱炉容器１１と、この加熱炉容器１１の外周部に配置された電気ヒータ１３と、加熱炉容器１１の上部側に配置され，加熱炉容器１１内に炭化水素を噴霧する炭化水素注入ノズル１５と、加熱炉容器１１の下流側に配置された生成ナノカーボン排出ノズル１８とを具備し、加熱炉容器１１の内面に金属基板１２を配置して、炭化水素注入ノズル１５より炭化水素を連続的に噴霧することにより金属基板上で反応させてナノカーボンを成長させ、成長した生成ナノカーボンを金属基板１２から剥離させ、生成ナノカーボンを前記排出ノズル１８により排出する構成となっている。従って、純度及び安定性の高い高品質のナノカーボンを低コストで効率よく量産することができる。また、金属基板１２の上下方向の長さが電気ヒータ１３の上下方向の長さより短く、かつ金属基板１２の位置が電気ヒータ１３の位置の略中央に位置しているので、金属基板１２の表面温度を最適に維持でき、より高品質のナノカーボンを量産することができる。   As described above, according to the first embodiment, the heating furnace vessel 11, the electric heater 13 arranged on the outer periphery of the heating furnace vessel 11, and the upper side of the heating furnace vessel 11 are arranged. A hydrocarbon injection nozzle 15 for spraying hydrocarbons in the vessel 11 and a generated nanocarbon discharge nozzle 18 arranged on the downstream side of the heating furnace vessel 11 are provided, and a metal substrate 12 is arranged on the inner surface of the heating vessel 11 Then, the hydrocarbon is continuously sprayed from the hydrocarbon injection nozzle 15 to cause the reaction on the metal substrate to grow the nanocarbon, the grown nanocarbon thus grown is peeled off from the metal substrate 12, and the produced nanocarbon is The discharge nozzle 18 is configured to discharge. Therefore, high-quality nanocarbon with high purity and stability can be mass-produced efficiently at low cost. In addition, since the vertical length of the metal substrate 12 is shorter than the vertical length of the electric heater 13 and the position of the metal substrate 12 is located at the approximate center of the position of the electric heater 13, the surface of the metal substrate 12. Temperature can be maintained optimally and higher quality nanocarbon can be mass produced.

なお、第１の実施形態では、加熱源として電気ヒータを用いた場合について述べたが、これに限らず、装置、プラント等の排熱を利用する熱風等を利用し、ナノカーボン製造装置全体の効率、システム全体の効率化を図るようにしてもよい。   In addition, in 1st Embodiment, although the case where the electric heater was used as a heating source was described, it is not restricted to this, Hot air etc. which utilize exhaust heat of an apparatus, a plant, etc. are utilized, and the whole nanocarbon manufacturing apparatus is used. Efficiency and overall system efficiency may be improved.

また、設計上、炭化水素注入ノズルから噴霧する流量がナノカーボンの生成に最適となるように、炭化水素の噴霧流量を制御する為に炭化水素ヘッダーへの炭化水素供給配管に流量計、流量調整バルブを設置したりすることは適宜実施する。   In addition, by design, the flow rate from the hydrocarbon injection nozzle is optimal for the production of nanocarbon. Installation of valves is performed as appropriate.

更に、図１においては、ナノカーボン生成炉は縦型方式とし、炭化水素注入ノズルを上部に、生成ナノカーボン排出ノズルを下部に設置しているが、横型方式、或いは、斜め設置方式とし、電気ヒータから加熱する還元雰囲気のナノカーボン生成炉内に同心円状の内筒内面に金属基板を密着して配置するようにし、生成ナノカーボンの排出方式等を工夫することで、効率的にナノカーボンを連続的に製造するようにしてもよい。   Furthermore, in FIG. 1, the nanocarbon production furnace is of a vertical type, with a hydrocarbon injection nozzle at the top and a production nanocarbon discharge nozzle at the bottom, but a horizontal type or an oblique installation type. The metal substrate is placed in close contact with the inner surface of the concentric inner cylinder inside the nanocarbon generation furnace in a reducing atmosphere heated from the heater, and the nanocarbon can be efficiently removed by devising a method for discharging the generated nanocarbon. You may make it manufacture continuously.

（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態による縦型方式のナノカーボン生成炉の概略図である。なお、図１と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図中の符番２１は、駆動軸回転モータ２２より回転する回転駆動軸である。この回転駆動軸２２には、金属基板１２の表面に生成された生成ナノカーボン１７を掻き取る板状の掻取り羽根２３ａ，及び掻き落としたナノカーボン１７を更に排出ノズル１８から確実に下部側に落とすための掻取り羽根２３ｂが夫々加熱炉容器１１と同心円状に取り付けられている。ここで、回転駆動軸２１，駆動軸回転モータ２２及び掻取り羽根２３ａ，２３ｂを総称して掻取り機構２４と呼ぶ。掻取り羽根２３ａ，２３ｂは、その最外側寄りの縁が円筒状の金属基板１２の表面から僅かに均一な距離を離して回転するように構成されている。従って、掻取り羽根２３ａ，２３ｂは、金属表面１２の表面に生成したナノカーボン１７のみを掻き落とすようになっている。 (Second Embodiment)
FIG. 2 is a schematic view of a vertical nanocarbon generating furnace according to a second embodiment of the present invention. Note that the same members as those in FIG.
Reference numeral 21 in the figure is a rotational drive shaft that is rotated by a drive shaft rotary motor 22. The rotary drive shaft 22 has a plate-like scraping blade 23 a for scraping the generated nanocarbon 17 generated on the surface of the metal substrate 12 and the scraped-off nanocarbon 17 from the discharge nozzle 18 to the lower side reliably. Scraping blades 23b for dropping are attached concentrically with the heating furnace vessel 11, respectively. Here, the rotation drive shaft 21, the drive shaft rotation motor 22, and the scraping blades 23a and 23b are collectively referred to as a scraping mechanism 24. The scraping blades 23 a and 23 b are configured such that their outermost edges rotate at a slightly uniform distance from the surface of the cylindrical metal substrate 12. Accordingly, the scraping blades 23a and 23b scrape only the nanocarbon 17 generated on the surface of the metal surface 12.

次に、こうした構成のナノカーボン生成炉１０の動作について作用する。
金属基板１２上では該金属基板１２を構成する金属触媒粒子が核となり噴霧された炭化水素と高温状態で反応し、気相成長法によりナノカーボン１７が生成、成長する。掻き取り機構２４は常時回転させることも可能であるが、生成、成長したナノカーボン１７を頻繁に掻き取ると、ナノカーボンの回収量が低下し、金属表面を掻き取ることで、金属触媒粒子も同伴するようになりナノカーボンの含有金属量も増加する。この為、掻き取り機構２４は常時駆動させず、金属基板上にある程度ナノカーボン１７が成長した段階で回転させるようにするのが効果的である。 Next, the operation of the nanocarbon generating furnace 10 having such a configuration will work.
On the metal substrate 12, the metal catalyst particles constituting the metal substrate 12 serve as nuclei and react with the sprayed hydrocarbon at a high temperature state, and nanocarbon 17 is generated and grown by vapor phase growth. The scraping mechanism 24 can always rotate. However, if the generated and grown nanocarbon 17 is frequently scraped, the recovered amount of nanocarbon is reduced, and the metal catalyst particles are also scraped by scraping the metal surface. The amount of metal contained in the nanocarbon also increases along with it. For this reason, it is effective that the scraping mechanism 24 is not driven at all times and is rotated when the nanocarbon 17 is grown to some extent on the metal substrate.

更に、ナノカーボンの嵩比重は非常に低いため、加熱炉容器１１の下部のナノカーボン排出ノズル１８が細く狭まっていると、掻き取られ流下したナノカーボンが加熱炉容器１１の下部でブリッジして排出されなくなることもある。このようなブリッジ防止の為に、ナノカーボン生成炉１０の下部側に位置する回転駆動軸２１に掻取り羽根２３ｂを設け、ブリッジしやすいナノカーボン生成炉１０下部の生成ナノカーボン排出ノズル１８近傍表面を掻き取ることができるようにもすることで、生成ナノカーボンの掻き取り、掻き落としと同時に生成ナノカーボンの排出ブリッジ防止も効果的に行うことができる。   Furthermore, since the bulk specific gravity of nanocarbon is very low, if the nanocarbon discharge nozzle 18 at the bottom of the heating furnace vessel 11 is narrowed and narrowed, the nanocarbon scraped and flowed down bridges at the bottom of the heating furnace vessel 11. It may not be discharged. In order to prevent such bridging, a scraping blade 23b is provided on the rotary drive shaft 21 located on the lower side of the nanocarbon generating furnace 10, and the surface near the generated nanocarbon discharge nozzle 18 in the lower part of the nanocarbon generating furnace 10 that is easily bridged. By making it possible to scrape off the generated nanocarbon, it is possible to effectively prevent the generated nanocarbon from being discharged and bridged at the same time.

第２の実施形態のナノカーボン生成炉によれば、回転駆動軸２１，駆動軸回転モータ２２及び掻取り羽根２３ａ，２３ｂからなる掻取り機構２４を加熱炉容器１１に配置し、掻取り羽根２３ａにより金属基板表面の生成ナノカーボンを掻き取る構成になっているため、金属基板上から或る一定厚さ以上に成長してその自重で金属基板１２から剥離しきれないナノカーボン１７を定期的に強制的にナノカーボン生成炉１０の下部に流下させ、ナノカーボン生成炉１０の下流から安定的に排出することができ、ナノカーボンを連続的に製造することができる。
また、ナノカーボン生成炉１０の下部側に位置する回転駆動軸２１に掻取り羽根２３ｂを設けるため、ブリッジしやすいナノカーボン生成炉１０下部の生成ナノカーボン排出ノズル１８近傍表面を掻き取ることができるようにもすることで、生成ナノカーボンの掻き取り、掻き落としと同時に生成ナノカーボンの排出ブリッジ防止も効果的に行うことができる。 According to the nanocarbon generating furnace of the second embodiment, the scraping mechanism 24 including the rotary drive shaft 21, the drive shaft rotating motor 22, and the scraping blades 23a and 23b is arranged in the heating furnace container 11, and the scraping blade 23a. Therefore, the nanocarbon 17 that grows to a certain thickness or more from the metal substrate and cannot be completely separated from the metal substrate 12 by its own weight is periodically removed. It can be forced to flow down to the lower part of the nanocarbon generating furnace 10 and stably discharged from the downstream side of the nanocarbon generating furnace 10, and nanocarbon can be continuously produced.
Further, since the scraping blade 23b is provided on the rotary drive shaft 21 located on the lower side of the nanocarbon generating furnace 10, the surface in the vicinity of the generated nanocarbon discharge nozzle 18 at the lower part of the nanocarbon generating furnace 10 that is easily bridged can be scraped off. By doing so, it is possible to effectively prevent the generated nanocarbon from being discharged and bridged simultaneously with scraping and scraping off the generated nanocarbon.

なお、第２の実施形態において、生成ナノカーボンの掻き取り、掻き落としと同時に生成ナノカーボンの排出ブリッジ防止機構としては、上述した生成ナノカーボン掻き取り棒、掻き取り羽根の方式に限らず、両者を最適に実施できるよう、生成ナノカーボンの排出ブリッジ防止用にブラシを設置する等、ナノカーボンの安定的排出が行える方式を設計することもできることは言うまでもない。また、加熱源として電気ヒータを用いた場合について述べたが、これに限らず、装置、プラント等の排熱を利用する熱風等を利用し、ナノカーボン製造装置全体の効率、システム全体の効率化を図るようにしてもよい。   In the second embodiment, the generation nanocarbon discharge bridge prevention mechanism at the same time as scraping and scraping off the generated nanocarbon is not limited to the above-described generated nanocarbon scraping rod and scraping blade system, Needless to say, it is possible to design a system that can stably discharge nanocarbons, such as installing a brush for preventing discharge bridges of the generated nanocarbons so that the nanocarbons can be optimally implemented. Moreover, although the case where the electric heater was used as a heating source was described, not only this but the hot air etc. which use exhaust heat of an apparatus, a plant, etc. are used, and the efficiency of the whole nanocarbon manufacturing apparatus, the efficiency of the whole system You may make it plan.

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態による縦型方式のナノカーボン生成炉は、図２の生成炉と比較して基本的な構成は同じであるので、図２を利用して説明する。
第３の実施形態に係るナノカーボン生成炉は、金属基板１２の材質を鉄とし、鉄製の金属基板１２の表面温度を炭化水素を連続的に均一に噴霧する状態で５５０〜７００℃の範囲に設定したことを特徴とする。 (Third embodiment)
The vertical type nanocarbon generating furnace according to the third embodiment of the present invention has the same basic configuration as that of the generating furnace of FIG. 2, and will be described with reference to FIG.
In the nanocarbon generating furnace according to the third embodiment, the material of the metal substrate 12 is iron, and the surface temperature of the iron metal substrate 12 is in the range of 550 to 700 ° C. in a state where the hydrocarbon is continuously sprayed uniformly. It is characterized by setting.

金属基板表面温度をなるべく低くし、ナノカーボン生成炉全体の効率を高めることができるのが良いが、我々のこれまでの試験研究より、金属基板１２を鉄とし、その基板表面温度を８００℃以上に高めなくても、５５０〜７００℃の範囲に設定することで、最も効率的に高純度のカーボンナノチューブを生成できることを検証している。   The metal substrate surface temperature should be as low as possible to increase the overall efficiency of the nanocarbon production furnace, but from our previous research, the metal substrate 12 was made of iron and the substrate surface temperature was 800 ° C or higher. Even if it is not increased, it has been verified that by setting the temperature within the range of 550 to 700 ° C., it is possible to produce carbon nanotubes with high purity most efficiently.

第３の実施形態のナノカーボン生成炉によれば、金属基板１２を安価な鉄でナノカーボンを生成できるだけでなく、金属基板上から或る一定厚さ以上に成長しその自重で金属基板１２から剥離、或いは、生成ナノカーボンを掻取り機構２４により掻き落とすことにより、自然落下したナノカーボン１７はナノカーボン生成炉の下部に流下し、ナノカーボン生成炉の下流から排出することにより、ナノカーボンを連続的に製造することができる。   According to the nanocarbon generating furnace of the third embodiment, not only can the metal substrate 12 generate nanocarbon with inexpensive iron, but also grows over a certain thickness from the metal substrate and its own weight causes the metal substrate 12 to grow from the metal substrate 12. By exfoliating or scraping off the generated nanocarbon by the scraping mechanism 24, the nanocarbon 17 that has naturally dropped flows down to the lower part of the nanocarbon generating furnace and is discharged from the downstream side of the nanocarbon generating furnace, thereby removing the nanocarbon. It can be manufactured continuously.

（第４の実施形態）
図３は、本発明の第４の実施形態に係る縦型方式のナノカーボン生成炉の概略図である。なお、図１，２と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図中の符番３１は、液体又は気体の状態の炭化水素を生成炉内に噴霧する為の炭化水素注入ノズルを示す。また、符番３２は、液体又は気体の状態の炭化水素を通す為の炭化水素分散メッシュを示す。 (Fourth embodiment)
FIG. 3 is a schematic view of a vertical type nanocarbon generating furnace according to a fourth embodiment of the present invention. The same members as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
Reference numeral 31 in the figure indicates a hydrocarbon injection nozzle for spraying hydrocarbons in a liquid or gaseous state into the production furnace. Reference numeral 32 denotes a hydrocarbon dispersion mesh for passing hydrocarbons in a liquid or gas state.

第４の実施形態では、加熱炉容器内面に設置する金属基板１２表面に噴霧する炭化水素を液体或いは気体の状態でナノカーボン生成炉１０内に注入し、この炭化水素を加熱しガス状態とし、金属基板１２表面の温度を下げずに均一に噴霧するようにしている。   In the fourth embodiment, hydrocarbon sprayed on the surface of the metal substrate 12 installed on the inner surface of the heating furnace container is injected into the nanocarbon generating furnace 10 in a liquid or gas state, and the hydrocarbon is heated to a gas state, The metal substrate 12 is sprayed uniformly without lowering the surface temperature.

ナノカーボン生成炉１０の構造は、基本的に図２と同じであるが、還元雰囲気のナノカーボン生成炉内の上部の炭化水素の注入部を炭化水素注入ノズル３１から炭化水素分散メッシュ３２を経由して連続的に噴霧し続けるようにし、炭化水素分散メッシュ３２をナノカーボン生成炉内の電気ヒータ１３の直近まで下げて、注入される液体或いは気体の状態の炭化水素がナノカーボン生成炉内の電気ヒータ１３で加熱され、ガス状態となり、金属基板１２表面の温度を下げずに均一に噴霧するようにした。   The structure of the nanocarbon generation furnace 10 is basically the same as that in FIG. 2, but the upper hydrocarbon injection portion in the nanocarbon generation furnace in a reducing atmosphere is passed from the hydrocarbon injection nozzle 31 through the hydrocarbon dispersion mesh 32. The hydrocarbon dispersion mesh 32 is lowered to the position close to the electric heater 13 in the nanocarbon generating furnace, and the injected hydrocarbon in the liquid or gas state is kept in the nanocarbon generating furnace. It was heated by the electric heater 13 to be in a gas state and sprayed uniformly without lowering the temperature of the surface of the metal substrate 12.

この場合、ナノカーボン生成炉は縦型とし、金属基板表面の温度をナノカーボンの生成に最適な温度（５００〜７００℃）の範囲にとなるようにしているが、ナノカーボン生成炉内の上部は上昇気流により高温雰囲気になっている。この高温雰囲気に液体或いは気体の状態の炭化水素を噴霧することで加熱されガス状態となり、ガス状態の炭化水素が金属基板表面に均一に噴霧して反応することで、金属基板表面の温度を下げずに効率的にナノカーボン１７を生成することができる。   In this case, the nanocarbon generating furnace is a vertical type, and the temperature of the metal substrate surface is set in a temperature range (500 to 700 ° C.) optimum for generating nanocarbon. Is in a high temperature atmosphere due to the updraft. By spraying hydrocarbons in a liquid or gaseous state into this high-temperature atmosphere, it is heated to a gaseous state, and the hydrocarbons in the gaseous state spray uniformly on the surface of the metal substrate and react to lower the temperature of the surface of the metal substrate. The nanocarbon 17 can be generated efficiently without the need.

第４の実施形態のナノカーボン生成炉によれば、炭化水素注入ノズル３１に連結した炭化水素分散メッシュ３２をナノカーボン生成炉内の電気ヒータ１３の直近まで下げ、金属基板表面に噴霧する炭化水素を予めナノカーボン生成炉内で加熱し、ガス状態として金属基板表面に連続的に噴霧する構成にすることにより、各金属基板表面の温度が下がることなく、金属基板表面でのナノカーボン生成反応が促進され、ナノカーボンの生成速度が速まり、生成効率が高まるだけでなく、電気ヒータ１３の設定温度を低めに設定しても金属基板表面を最適な範囲に保持することができ、ナノカーボン生成炉１０の加熱温度も下げることができ、ナノカーボン生成効率を高めた状態でナノカーボンを連続的に安定的に生成、回収することができる。   According to the nanocarbon generating furnace of the fourth embodiment, the hydrocarbon dispersion mesh 32 connected to the hydrocarbon injection nozzle 31 is lowered to the position close to the electric heater 13 in the nanocarbon generating furnace and sprayed on the surface of the metal substrate. Is heated in a nanocarbon generation furnace in advance and is continuously sprayed on the metal substrate surface as a gas state, so that the nanocarbon generation reaction on the metal substrate surface can be performed without lowering the temperature of each metal substrate surface. This speeds up the generation of nanocarbon and increases the generation efficiency. Even if the temperature of the electric heater 13 is set low, the surface of the metal substrate can be kept in an optimum range, and the generation of nanocarbon is achieved. The heating temperature of the furnace 10 can also be lowered, and nanocarbon can be continuously and stably produced and recovered with the nanocarbon production efficiency increased.

（第５の実施形態）
図４は、本発明の第５の実施形態に係る縦型方式のナノカーボン生成炉の概略図である。なお、図１，２と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図中の符番３３は、液体の状態の炭化水素を生成炉内に噴霧する為の炭化水素注入ノズルを示す。また、符番３４は、電気ヒータ１３の直近まで下げられた、液体の状態の炭化水素を通す為の炭化水素分散メッシュを示す。 (Fifth embodiment)
FIG. 4 is a schematic view of a vertical type nanocarbon generating furnace according to a fifth embodiment of the present invention. The same members as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
Reference numeral 33 in the figure indicates a hydrocarbon injection nozzle for spraying hydrocarbon in a liquid state into the production furnace. Reference numeral 34 denotes a hydrocarbon dispersion mesh that is lowered to a position close to the electric heater 13 and allows hydrocarbons in a liquid state to pass therethrough.

図４のナノカーボン生成炉１０は、図２，図３のナノカーボン生成炉と基本的な構成は同様であるが、還元雰囲気のナノカーボン生成炉内の同心円状の内筒内面に設置する金属基板表面に噴霧する液体の炭化水素は、加熱してガス状態で噴霧するだけでなく、液体状態のまま噴霧してナノカーボン生成炉内で噴霧した液体の炭化水素を気化させることにより金属基板表面で反応させるようにした構成となっている。   The nanocarbon generation furnace 10 in FIG. 4 has the same basic configuration as the nanocarbon generation furnace in FIGS. 2 and 3, but is a metal installed on the inner surface of a concentric inner cylinder in the nanocarbon generation furnace in a reducing atmosphere. The liquid hydrocarbon sprayed on the substrate surface is not only heated and sprayed in the gas state, but also the metal substrate surface by vaporizing the liquid hydrocarbon sprayed and sprayed in the nanocarbon generating furnace in the liquid state It is the structure made to react by.

即ち、還元雰囲気のＣＮＴ生成炉１０内の同心円状の加熱炉容器１１内面に設置する金属基板１２の表面に噴霧する炭化水素は、エタノール、メタノール、バイオエタノール、各種アルコール、灯油等の炭化水素油等を液体状態で噴霧してナノカーボン生成炉１０内で気化させることにより、金属基板１２の表面に気化した炭化水素を連続的に均一に噴霧して反応させ、ナノカーボン１７を生成できるようにするものである。   That is, hydrocarbons sprayed on the surface of the metal substrate 12 installed on the inner surface of the concentric heating furnace vessel 11 in the CNT generating furnace 10 in a reducing atmosphere are hydrocarbon oils such as ethanol, methanol, bioethanol, various alcohols, and kerosene. Etc. in a liquid state and vaporized in the nanocarbon production furnace 10 so that the vaporized hydrocarbon can be continuously sprayed and reacted on the surface of the metal substrate 12 to produce the nanocarbon 17. To do.

図４のナノカーボン生成炉１０において、金属基板表面上では該金属基板１２を構成する触媒粒子が核となり気化した炭化水素が高温状態で反応することで気相成長法により、効率的にナノカーボン１７が生成、成長する。   In the nanocarbon generating furnace 10 of FIG. 4, on the surface of the metal substrate, the catalyst particles constituting the metal substrate 12 act as nuclei and the vaporized hydrocarbon reacts in a high temperature state, so that the nanocarbon can be efficiently produced by the vapor phase growth method. 17 is generated and grown.

第５の実施形態のナノカーボン生成炉によれば、炭化水素注入ノズル３３に連結した炭化水素分散メッシュ３４をナノカーボン生成炉内の電気ヒータ１３の直近まで下げ、金属基板表面に噴霧するエタノール、メタノール、バイオエタノール、各種アルコール、灯油等の炭化水素油等の液体状態の炭化水素を予めナノカーボン生成炉内で加熱し、ガス状態として金属基板表面に連続的に噴霧する構成になっている。従って、金属基板表面の温度が下がることなく、金属基板表面でのナノカーボン生成反応が促進され、ナノカーボンの生成速度が速まり、生成効率が高まるだけでなく、電気ヒータ１３の設定温度を低めに設定しても金属基板表面を５５０〜７００℃の範囲に保持することができるため、ナノカーボン生成炉１０の加熱温度を下げることができ、ナノカーボン生成効率を高めた状態でナノカーボンを連続的に安定的に生成、回収することができる。   According to the nanocarbon generating furnace of the fifth embodiment, ethanol that sprays onto the surface of the metal substrate by lowering the hydrocarbon dispersion mesh 34 connected to the hydrocarbon injection nozzle 33 to a position close to the electric heater 13 in the nanocarbon generating furnace, Liquid hydrocarbons such as hydrocarbon oils such as methanol, bioethanol, various alcohols, and kerosene are heated in advance in a nanocarbon production furnace and continuously sprayed on the surface of the metal substrate as a gas state. Therefore, the temperature of the surface of the metal substrate does not decrease, the nanocarbon generation reaction on the surface of the metal substrate is promoted, the generation rate of nanocarbon is increased, the generation efficiency is increased, and the set temperature of the electric heater 13 is lowered. Since the metal substrate surface can be maintained in the range of 550 to 700 ° C. even when set to, the heating temperature of the nanocarbon generation furnace 10 can be lowered, and the nanocarbon is continuously produced in a state where the nanocarbon generation efficiency is increased. Can be produced and recovered stably.

（第６の実施形態）
図５は、本発明の第６の実施形態に係る縦型方式のナノカーボン生成炉の概略図である。なお、図１，２と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図中の符番３５は、酸成分を含む炭化水素を生成炉内に噴霧する為の炭化水素注入ノズルを示す。また、符番３６は、電気ヒータ１３の直近まで下げられた、酸成分を含む炭化水素を通す為の炭化水素分散メッシュを示す。 (Sixth embodiment)
FIG. 5 is a schematic view of a vertical type nanocarbon generating furnace according to a sixth embodiment of the present invention. The same members as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
Reference numeral 35 in the figure indicates a hydrocarbon injection nozzle for spraying a hydrocarbon containing an acid component into the production furnace. Reference numeral 36 denotes a hydrocarbon dispersion mesh for passing hydrocarbons containing an acid component, which has been lowered to the immediate vicinity of the electric heater 13.

図６のナノカーボン生成炉１０は、図２，図３，図４のナノカーボン生成炉と基本的な構成は同様であるが、還元雰囲気のナノカーボン生成炉１０内の金属基板１２の表面に噴霧する酸成分を含む炭化水素を液体状態でナノカーボン生成炉内に噴霧するようにし、金属基板１２の表面から金属の微粒子が腐食して剥離しやすくすることで、金属基板１２の表面での反応を促進させるようにしたことを特徴とする。   The nanocarbon generation furnace 10 in FIG. 6 has the same basic configuration as the nanocarbon generation furnace in FIGS. 2, 3, and 4, but on the surface of the metal substrate 12 in the nanocarbon generation furnace 10 in a reducing atmosphere. The hydrocarbon containing the acid component to be sprayed is sprayed into the nanocarbon generating furnace in a liquid state, and the metal fine particles corrode from the surface of the metal substrate 12 to be easily peeled off. It is characterized by promoting the reaction.

酸成分を含む炭化水素としては、エタノール、メタノール、バイオエタノール、各種アルコール、灯油等の炭化水素油等に酢酸、塩酸等の酸を微量混ぜることで酸性にした炭化水素液、バイオマスオイル等の酸性の炭化水素液が挙げられる、こうした酸成分を含む炭化水素を液体状態で噴霧してナノカーボン生成炉内で気化させることにより、金属基板表面に炭化水素を連続的に均一に噴霧して反応させ、ナノカーボンを生成できるようにするものである。   Hydrocarbons containing acid components include hydrocarbon liquids made acidic by mixing a small amount of acids such as acetic acid and hydrochloric acid with hydrocarbon oils such as ethanol, methanol, bioethanol, various alcohols, and kerosene, and acids such as biomass oil. By spraying hydrocarbons containing these acid components in a liquid state and vaporizing them in a nanocarbon production furnace, hydrocarbons are continuously sprayed uniformly on the surface of the metal substrate. , Which makes it possible to produce nanocarbon.

図５のナノカーボン生成炉１０において、金属基板表面上では基板を構成する触媒粒子が核となり気化した炭化水素が高温状態で反応することで気相成長法により、効率的にナノカーボンが生成、成長する。   In the nanocarbon generating furnace 10 of FIG. 5, nanocarbon is efficiently generated by the vapor phase growth method in which the vaporized hydrocarbon reacts with the catalyst particles constituting the substrate as nuclei on the surface of the metal substrate. grow up.

第６の実施形態のナノカーボン生成炉によれば、炭化水素注入ノズル３５に連結した炭化水素分散メッシュ３６をナノカーボン生成炉内の電気ヒータ１３の直近まで下げ、金属基板表面に噴霧する酸成分を含む液体状態の炭化水素を予めナノカーボン生成炉内で加熱し、ガス状態として金属基板表面に連続的に噴霧する構成になっている。従って、金属基板表面の温度が下がることなく、金属基板表面でのナノカーボン生成反応が促進され、ナノカーボン１７の生成効率が高まるだけでなく、電気ヒータ１３の設定温度を低めに設定しても金属基板表面を５００〜７００℃の範囲に保持することができるため、ナノカーボン生成炉１０の加熱温度を下げることができ、ナノカーボン生成効率を高めた状態でナノカーボンを連続的に安定的に生成、回収することができる。   According to the nanocarbon generating furnace of the sixth embodiment, the acid component sprayed onto the surface of the metal substrate by lowering the hydrocarbon dispersion mesh 36 connected to the hydrocarbon injection nozzle 35 to the position close to the electric heater 13 in the nanocarbon generating furnace. The liquid hydrocarbon containing is heated in advance in the nanocarbon generating furnace and continuously sprayed on the surface of the metal substrate as a gas state. Therefore, the nanocarbon generation reaction on the metal substrate surface is promoted without lowering the temperature of the metal substrate surface, and not only the generation efficiency of the nanocarbon 17 is increased, but also the set temperature of the electric heater 13 is set low. Since the surface of the metal substrate can be maintained in the range of 500 to 700 ° C., the heating temperature of the nanocarbon generating furnace 10 can be lowered, and the nanocarbon can be continuously and stably increased with the nanocarbon generating efficiency increased. It can be produced and recovered.

（第７の実施形態）
図６は、本発明の第７の実施形態に係る縦型方式のナノカーボン生成炉の概略図である。なお、図１，２と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図中の符番３７は、ナノカーボン生成炉内に水素を連続的に注入するための水素注入ノズルを示し、炭化水素注入ノズル１５の近くに配置されている。
図６のナノカーボン生成炉は、還元雰囲気のナノカーボン生成炉１０内の金属基板１２の表面に噴霧する炭化水素を炭化水素注入ノズル１５から噴霧するだけでなく、水素も水素注入ノズル３７から噴霧することで金属基板表面を活性化させることを特徴とする。 (Seventh embodiment)
FIG. 6 is a schematic view of a vertical type nanocarbon generating furnace according to a seventh embodiment of the present invention. The same members as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
Reference numeral 37 in the drawing indicates a hydrogen injection nozzle for continuously injecting hydrogen into the nanocarbon generating furnace, and is arranged near the hydrocarbon injection nozzle 15.
6 not only sprays hydrocarbons sprayed from the hydrocarbon injection nozzle 15 on the surface of the metal substrate 12 in the nanocarbon generation furnace 10 in a reducing atmosphere, but also sprays hydrogen from the hydrogen injection nozzle 37. Thus, the surface of the metal substrate is activated.

炭化水素注入ノズル１５と水素注入ノズル３７の位置は、ナノカーボン生成炉１０の設計形状によるが、ナノカーボン生成炉内の内筒内面に配置した金属基板１２より上側とし、ナノカーボン生成炉内の上部で噴霧された炭化水素、水素がナノカーボン生成炉内の加熱炉容器内面に配置した金属基板１２上で炭化水素、水素がそれぞれ単独で注入しても金属基板１２上で反応してナノカーボンを成長させるに最適な位置を調整できるようにするとよい。   The positions of the hydrocarbon injection nozzle 15 and the hydrogen injection nozzle 37 depend on the design shape of the nanocarbon generation furnace 10, but are located above the metal substrate 12 arranged on the inner cylinder inner surface in the nanocarbon generation furnace, and in the nanocarbon generation furnace. Hydrocarbon and hydrogen sprayed on the top react with each other on the metal substrate 12 on the metal substrate 12 disposed on the inner surface of the heating furnace vessel in the nanocarbon generating furnace, and react with the nanocarbon on the metal substrate 12. It is desirable to be able to adjust the optimum position for growing the substrate.

第７の実施形態のナノカーボン生成炉によれば、金属基板１２上では該金属基板１２を構成する触媒粒子が核となり炭化水素だけでなく水素も噴霧され高温状態で反応することで、炭化水素だけ噴霧され高温状態で反応する場合と比べて、気相成長法によってより効率的にナノカーボン１７が生成、成長する。金属基板表面は均一に加熱されるとともに、炭化水素と水素が均一に噴霧されることで、金属基板表面で斑なく均一にナノカーボン１７が生成、成長できる。これにより、ナノカーボン１７を連続的に製造することができる。   According to the nanocarbon generating furnace of the seventh embodiment, on the metal substrate 12, the catalyst particles constituting the metal substrate 12 become nuclei and spray not only hydrocarbons but also hydrogen, and react in a high temperature state. Compared with the case where only spraying is performed and reacting at a high temperature, the nanocarbon 17 is generated and grown more efficiently by the vapor phase growth method. The surface of the metal substrate is heated uniformly, and hydrocarbons and hydrogen are sprayed uniformly, so that the nanocarbon 17 can be generated and grown uniformly on the surface of the metal substrate. Thereby, the nanocarbon 17 can be manufactured continuously.

（第８の実施形態）
図７は、本発明の第７の実施形態に係る縦型方式のナノカーボン生成炉の概略図である。なお、図１，２と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図中の符番３８は、ナノカーボン生成炉内に水素を連続的に注入するための水蒸気注入ノズルを示し、炭化水素注入ノズル１５の近くに配置されている。 (Eighth embodiment)
FIG. 7 is a schematic view of a vertical type nanocarbon generating furnace according to a seventh embodiment of the present invention. The same members as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
Reference numeral 38 in the figure indicates a water vapor injection nozzle for continuously injecting hydrogen into the nanocarbon generating furnace, and is arranged near the hydrocarbon injection nozzle 15.

図７のナノカーボン生成炉１０は、還元雰囲気のナノカーボン生成炉１０内の金属基板１２の表面に噴霧する炭化水素を炭化水素注入ノズル１５から噴霧するだけでなく、水蒸気も水蒸気注入ノズル３８から噴霧することで金属基板表面を活性化させることを特徴とする。   7 not only sprays the hydrocarbon sprayed from the hydrocarbon injection nozzle 15 on the surface of the metal substrate 12 in the nanocarbon generation furnace 10 in a reducing atmosphere, but also steam from the steam injection nozzle 38. The metal substrate surface is activated by spraying.

図７において、炭化水素注入ノズル１５と水蒸気注入ノズル３８の位置は、ナノカーボン生成炉の設計形状によるが、ナノカーボン生成炉内の内筒内面に配置した金属基板１２より上側とし、ナノカーボン生成炉内の上部で噴霧された炭化水素、水蒸気がナノカーボン生成炉内の加熱炉容器１１の内面に配置した金属基板１２上で炭化水素、水蒸気がそれぞれ単独で注入しても金属基板１２上で反応してナノカーボンを成長させるに最適な位置を調整できるようにするとよい。また、水蒸気を連続的に均一に噴霧できる水蒸気注入ノズル３８から水蒸気に切り替えて水素も注入できるようにしてもよい。   In FIG. 7, the positions of the hydrocarbon injection nozzle 15 and the steam injection nozzle 38 depend on the design shape of the nanocarbon generation furnace, but are located above the metal substrate 12 arranged on the inner surface of the inner cylinder in the nanocarbon generation furnace. Even if hydrocarbons and water vapor sprayed on the inner surface of the heating furnace vessel 11 in the nanocarbon generating furnace are injected on the inner surface of the heating furnace vessel 11 in the nanocarbon generating furnace, hydrocarbons and water vapor are individually injected on the metal substrate 12. It is desirable to be able to adjust the optimal position for reaction to grow nanocarbon. Further, hydrogen may be injected by switching to the water vapor from the water vapor injection nozzle 38 capable of spraying water vapor continuously and uniformly.

第８の実施形態のナノカーボン生成炉によれば、金属基板１２上では該金属基板１２を構成する触媒粒子が核となり炭化水素だけでなく水蒸気も噴霧され高温状態で反応することで、炭化水素だけ噴霧され高温状態で反応する場合と比べて、気相成長法によってより効率的にナノカーボン１７が生成、成長する。金属基板表面は均一に加熱されるとともに、炭化水素と水素が均一に噴霧されることで、金属基板表面で斑なく均一にナノカーボン１７が生成、成長できる。これにより、ナノカーボン１７を連続的に製造することができる。   According to the nanocarbon generating furnace of the eighth embodiment, on the metal substrate 12, the catalyst particles constituting the metal substrate 12 serve as nuclei, and not only hydrocarbons but also water vapor is sprayed and reacted in a high temperature state. Compared with the case where only spraying is performed and reacting at a high temperature, the nanocarbon 17 is generated and grown more efficiently by the vapor phase growth method. The surface of the metal substrate is heated uniformly, and hydrocarbons and hydrogen are sprayed uniformly, so that the nanocarbon 17 can be generated and grown uniformly on the surface of the metal substrate. Thereby, the nanocarbon 17 can be manufactured continuously.

（第９の実施形態）
本発明の第９の実施形態に係る縦型方式のナノカーボン生成炉は、基本的に図６と略同じであるので、図６を参照して説明する。なお、図１，２と同部材は同符番を付して説明を省略する。
第９の実施形態に係るナノカーボン生成炉は、図６に示すように、金属基板１２の表面と掻き落とし機構２４の一構成である掻取り羽根２３ａの縁部との隙間距離Δａを調整可能としたことを特徴とする。 (Ninth embodiment)
A vertical type nanocarbon generating furnace according to the ninth embodiment of the present invention is basically substantially the same as FIG. 6, and will be described with reference to FIG. The same members as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
As shown in FIG. 6, the nanocarbon generating furnace according to the ninth embodiment can adjust the gap distance Δa between the surface of the metal substrate 12 and the edge of the scraping blade 23a which is one configuration of the scraping mechanism 24. It is characterized by that.

掻き落とし機構２４は、前述したように、ナノカーボン生成炉１０内の金属基板１２の表面に直接接触せず、金属基板１２から成長したナノカーボン１７のみを掻き落とすことができるように設計したものである。ここで、掻き落とし機構２４の掻取り羽根２３ａは金属基板１２の表面には直接接触させず、金属基板１２から成長したナノカーボン１７のみを掻き落とすようにしないと、金属基板１２の金属微粒子も掻き落とすことになり、生成したナノカーボン１７中に金属不純物が混入しナノカーボン１７の純度が低下するだけでなく、金属基板１２の表面の金属がそぎ落とされ、ナノカーボン１７の連続生成速度の低下を招き、ナノカーボン１７の生成効率が低下する。   As described above, the scraping mechanism 24 is designed so that only the nanocarbon 17 grown from the metal substrate 12 can be scraped off without directly contacting the surface of the metal substrate 12 in the nanocarbon generating furnace 10. It is. Here, the scraping blades 23a of the scraping mechanism 24 are not in direct contact with the surface of the metal substrate 12, and only the nanocarbon 17 grown from the metal substrate 12 is not scraped off. In addition to the metal impurities being mixed into the generated nanocarbon 17 to reduce the purity of the nanocarbon 17, the metal on the surface of the metal substrate 12 is scraped off, and the continuous generation rate of the nanocarbon 17 is increased. A reduction is caused and the production efficiency of the nanocarbon 17 is reduced.

金属基板１２の表面と掻き落とし機構２４の一構成である掻取り羽根２３ａの縁部との隙間距離Δａを調整する構造としては、ナノカーボン生成炉１０の設計に合わせて以下に示すような様々な構造、方式が考えられる。
１）加熱炉容器１１の内面を均一に掻き取る構造に合わせて、掻き落とし機構２４は掻取り羽根２３ａの根元を回転駆動軸２１にねじを取り付け、このねじを回転させることでアーム長さＨ（回転駆動軸２１の中心と掻取り羽根２３ａの縁部間の距離）を微調整する方法。
２）掻き落とし機構２４の掻取り羽根２３ａの回転駆動軸２１側に掻取り羽根２３ａ取り付け冶具を設置し、その取り付け冶具の設置高さｈを調整することでアーム長さＨを微調整する方法。なお、図６では取り付け治具は図示されていないが、掻き取り羽根は取り付け治具を介して例えばねじにより回転駆動軸２１に図中の左右方向に移動可能となるように取り付けられ、ねじにより設置高さｈが調整できるようになっている。 As a structure for adjusting the gap distance Δa between the surface of the metal substrate 12 and the edge of the scraping blade 23a which is one configuration of the scraping mechanism 24, there are various structures as shown below according to the design of the nanocarbon generating furnace 10. Can be considered.
1) In accordance with the structure for uniformly scraping the inner surface of the heating furnace vessel 11, the scraping mechanism 24 attaches a screw to the rotary drive shaft 21 at the base of the scraping blade 23a, and rotates this screw to make the arm length H A method of finely adjusting the distance between the center of the rotary drive shaft 21 and the edge of the scraping blade 23a.
2) A method of finely adjusting the arm length H by installing a scraping blade 23a mounting jig on the rotary drive shaft 21 side of the scraping blade 23a of the scraping mechanism 24 and adjusting the mounting height h of the mounting jig. . Although the attachment jig is not shown in FIG. 6, the scraping blade is attached to the rotary drive shaft 21 via the attachment jig so as to be movable in the left-right direction in the figure, for example. The installation height h can be adjusted.

３）掻取り羽根２３ａのアームの角度を微調整することでアーム長さＨを微調整する方法。
４）掻取り羽根２３ａの先端の角度を微調整することで金属基板の表面と掻き落とし棒との隙間距離Δａを微調整する方法。 3) A method of finely adjusting the arm length H by finely adjusting the angle of the arm of the scraping blade 23a.
4) A method of finely adjusting the gap distance Δa between the surface of the metal substrate and the scraping bar by finely adjusting the angle of the tip of the scraping blade 23a.

第９の実施形態のナノカーボン生成炉によれば、金属基板表面の金属微粒子を掻き取ることなく、金属基板上から或る一定厚さ以上に成長してその自重で金属基板１２から剥離しきれないナノカーボン１７を定期的に強制的にナノカーボン生成炉１０の下部に流下させ、ナノカーボン生成炉１０の下流から安定的に排出することができ、ナノカーボン１７を連続的に製造することができる。   According to the nanocarbon generating furnace of the ninth embodiment, without scraping off the metal fine particles on the surface of the metal substrate, it grows over a certain thickness from the metal substrate and can be peeled off from the metal substrate 12 by its own weight. The non-nanocarbon 17 can be periodically forced to flow down to the lower part of the nanocarbon generation furnace 10 and can be stably discharged from the downstream of the nanocarbon generation furnace 10, and the nanocarbon 17 can be continuously produced. it can.

また、この図６に示すように、掻き落とし機構２４の回転駆動軸２１の下側（金属基板１２を設置させている箇所より下側）の部分に落下してくる生成ナノカーボンが堆積・ブリッジするのを防止するために掻き落とし羽根２３ｂを設置することにより、回転駆動軸２１が回転することで、落下してブリッジしやすい生成ナノカーボンを掻き落とし羽根２３ｂでナノカーボン生成炉１０下部の生成ナノカーボン排出ノズル１８近傍表面を掻き取ることができ、これにより、生成ナノカーボンの掻き取り、掻き落としと同時に生成ナノカーボンの排出ブリッジ防止も効果的に行うことができる。   Further, as shown in FIG. 6, the generated nanocarbon that falls to the lower part of the rotary drive shaft 21 of the scraping mechanism 24 (below the part where the metal substrate 12 is installed) is deposited / bridged. By installing the scraping blade 23b in order to prevent it from rotating, the rotation drive shaft 21 rotates, and the generated nanocarbon that easily falls and bridges is scraped off to generate the lower part of the nanocarbon generating furnace 10 with the scraping blade 23b. The surface in the vicinity of the nanocarbon discharge nozzle 18 can be scraped off, whereby the generated nanocarbon can be scraped and scraped off, and at the same time, the discharge bridge of the generated nanocarbon can be effectively prevented.

なお、上記ナノカーボン生成炉は、縦型方式とし、電気ヒータから加熱する還元雰囲気のナノカーボン生成炉内の加熱炉容器の内面に金属基板を密着して配置している。しかし、加熱源は電気ヒータに限らず、装置、プラント等の排熱を利用する熱風等を利用し、ナノカーボン生成炉全体の効率、システム全体の効率化を図るようにしてもよい。   The nanocarbon generating furnace is of a vertical type, and a metal substrate is disposed in close contact with the inner surface of a heating furnace container in a nanocarbon generating furnace in a reducing atmosphere heated from an electric heater. However, the heating source is not limited to the electric heater, and hot air using exhaust heat from an apparatus, a plant, or the like may be used to improve the efficiency of the entire nanocarbon generation furnace and the efficiency of the entire system.

（第１０の実施形態）
図８は、本発明の第１０の実施形態に係る縦型方式のナノカーボン生成炉の概略図である。なお、図１，２，７と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図中の符番３９は、ナノカーボン生成炉１０内の金属基板１２の表面温度Ｔ１を計測する第１の表面温度計であり、符番４０は掻取り機構２４の一構成である掻取り羽根２３ａの縁部の温度Ｔ２を計測する第２の表面温度計である。なお、図中の符番４４は熱電対を示す。図８のナノカーボン生成炉１０は、こうした表面温度計３９，４０によりＣＮＴ生成炉内の金属基板１２の表面温度を、炭化水素を連続的に均一に噴霧する状態で５５０〜７００℃の範囲に正確に設定できるようにすることを特徴とする。 (Tenth embodiment)
FIG. 8 is a schematic view of a vertical type nanocarbon generating furnace according to a tenth embodiment of the present invention. In addition, the same member as FIGS.
Reference numeral 39 in the figure is a first surface thermometer that measures the surface temperature T 1 of the metal substrate 12 in the nanocarbon generating furnace 10, and reference numeral 40 is scraping that is one configuration of the scraping mechanism 24. a second surface thermometer to measure the temperature T 2 of the edge of the blade 23a. In addition, the number 44 in a figure shows a thermocouple. In the nanocarbon generating furnace 10 of FIG. 8, the surface temperature of the metal substrate 12 in the CNT generating furnace is set to a range of 550 to 700 ° C. in a state where hydrocarbons are sprayed uniformly and uniformly by the surface thermometers 39 and 40. It is characterized in that it can be set accurately.

ナノカーボン生成炉１０内の加熱炉容器１１の内面表面を均一に加熱し、ナノカーボン生成に最適な温度を常時キープすることが重要である。それには、ナノカーボン生成炉１０内の外側のヒータ温度を計測するだけでは不十分で、ナノカーボン生成炉１０内の金属基板１２の表面温度を正確に計測し、それによりナノカーボン生成炉１０内の外側のヒータ温度を厳密に制御することが重要となる。ナノカーボン生成炉１０内の金属基板１２の表面温度が、炭化水素を連続的に均一に噴霧する状態で５５０〜７００℃の範囲よりも低いとナノカーボンは生成せず、一方、５５０〜７００℃の範囲よりも高いとカーボンの煤が生成しナノカーボンは生成しなくなる。この為、ナノカーボン生成炉１０内の金属基板１２の表面温度が炭化水素を連続的に均一に噴霧する状態で５５０〜７００℃の範囲に正確に設定することがナノカーボンの生成効率、生成純度を高める決め手となる。ナノカーボン生成炉１０内の金属基板１２の表面温度を正確に計測し、それによりナノカーボン生成炉１０内の外側のヒータ温度を厳密に制御することで、ナノカーボンの生成効率、生成純度を高めることができる。これにより、良質で純度の高いナノカーボンを連続的に製造することができる。   It is important to uniformly heat the inner surface of the heating furnace vessel 11 in the nanocarbon generating furnace 10 and always keep the optimum temperature for generating the nanocarbon. For that purpose, it is not sufficient to measure the temperature of the heater outside the nanocarbon generating furnace 10, and the surface temperature of the metal substrate 12 in the nanocarbon generating furnace 10 is accurately measured. It is important to strictly control the temperature of the heater outside. When the surface temperature of the metal substrate 12 in the nanocarbon generating furnace 10 is lower than the range of 550 to 700 ° C. in a state where the hydrocarbon is continuously sprayed uniformly, nanocarbon is not generated, whereas 550 to 700 ° C. If it is higher than the range, carbon soot is produced and nanocarbon is not produced. For this reason, it is possible to accurately set the surface temperature of the metal substrate 12 in the nanocarbon generating furnace 10 within the range of 550 to 700 ° C. in a state where the hydrocarbon is sprayed uniformly and uniformly. It becomes the decisive factor which raises. By accurately measuring the surface temperature of the metal substrate 12 in the nanocarbon generation furnace 10 and thereby strictly controlling the heater temperature outside the nanocarbon generation furnace 10, the generation efficiency and generation purity of nanocarbon are increased. be able to. As a result, high-quality and high-purity nanocarbon can be continuously produced.

第１０の実施形態のナノカーボン生成炉によれば、ナノカーボン生成炉１０内の金属基板１２の表面温度Ｔ１を計測する第１の表面温度計３９、及び掻取り機構２４の一構成である掻取り羽根２３ａの縁部の温度Ｔ２を計測する第２の表面温度計４０を設けることにより、ナノカーボン生成炉１０内の金属基板１２の表面温度を正確に計測し、ナノカーボン生成炉１０内の外側のヒータ温度を厳密に制御することで、ナノカーボンの生成効率、生成純度を高めることができる。従って、良質で純度の高いナノカーボンを連続的に製造することができる。 According to the nanocarbon generating furnace of the tenth embodiment, it is one configuration of the first surface thermometer 39 that measures the surface temperature T 1 of the metal substrate 12 in the nanocarbon generating furnace 10 and the scraping mechanism 24. by providing the second surface thermometer 40 for measuring the temperature T 2 of the edge of the scraping blade 23a, the surface temperature of the metal substrate 12 of the nanocarbon product furnace 10 accurately measures, nanocarbon generation furnace 10 By strictly controlling the inner and outer heater temperatures, it is possible to increase the generation efficiency and purity of nanocarbon. Therefore, high-quality and high-purity nanocarbon can be continuously produced.

（第１１の実施形態）
図９は、本発明の第１１の実施形態に係る縦型方式のナノカーボン生成炉の概略図である。なお、図１，２と同部材は同符番を付して説明を省略する。
図中の符番４１，４２は、生成ナノカーボン排出ノズル１８の下部に夫々設けられた上部ダンパー、下部ダンパーを示す。下部ダンパー４２の下部には、生成ナノカーボンを収容するナノカーボン回収容器４３が配置されている。 (Eleventh embodiment)
FIG. 9 is a schematic view of a vertical type nanocarbon generating furnace according to an eleventh embodiment of the present invention. The same members as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
Reference numerals 41 and 42 in the figure indicate an upper damper and a lower damper respectively provided at the lower part of the generated nanocarbon discharge nozzle 18. A nanocarbon recovery container 43 that stores the generated nanocarbon is disposed below the lower damper 42.

上部ダンパー４１及び下部ダンパー４２の動作は、まず上部ダンパー４１、下部ダンパー４２を全閉とした後、上部ダンパー４１を開にし、上部ダンパー４１と下部ダンパー４２の間に生成ナノカーボンを溜める。更に、上部ダンパー４１を全閉、下部ダンパー４２を開にすることにより、ナノカーボン生成炉１０内部とＣＮＴ回収容器４３とを縁を切った状態で生成ナノカーボンを回収する。また、ナノカーボン回収容器４３内の空気がナノカーボン生成炉１０内に混入しないよう、上部ダンパー４１と下部ダンパー４２の間に不活性ガスを間欠的に注入するようなことも、設計・運用上逐次行い、安定的なナノカーボン払出しが行えるようにする。   The operations of the upper damper 41 and the lower damper 42 are as follows. First, the upper damper 41 and the lower damper 42 are fully closed, then the upper damper 41 is opened, and the generated nanocarbon is accumulated between the upper damper 41 and the lower damper 42. Further, by fully closing the upper damper 41 and opening the lower damper 42, the generated nanocarbon is recovered with the inside of the nanocarbon generating furnace 10 and the CNT recovery container 43 cut off. In addition, in order to prevent air in the nanocarbon recovery container 43 from being mixed into the nanocarbon production furnace 10, an inert gas is intermittently injected between the upper damper 41 and the lower damper 42 in terms of design and operation. Sequentially, so that stable nanocarbon payout can be performed.

第１１の実施形態のナノカーボン生成炉によれば、生成ナノカーボン排出ノズル１８の下部に上部ダンパー４１、下部ダンパー４２を夫々設けるとともに、下部ダンパー４２の下部にＣＮＴ回収容器４３を設けることにより、ナノカーボン生成炉１０のナノカーボン払出しを安定的に確実に行うことができるコンパクトなナノカーボン生成炉が得られる。   According to the nanocarbon generating furnace of the eleventh embodiment, by providing the upper damper 41 and the lower damper 42 at the lower part of the generated nanocarbon discharge nozzle 18, respectively, and by providing the CNT recovery container 43 at the lower part of the lower damper 42, A compact nanocarbon generating furnace capable of stably and surely delivering the nanocarbon from the nanocarbon generating furnace 10 is obtained.

なお、図９ではロータリーバルブの設置を省略しているが、上下２段のダブルダンパー（上部ダンパー４１、下部ダンパー４２）の上側、或いは下側にロータリーバルブを設置することも可能である。
また、ナノカーボン生成炉の内部は運転中、還元雰囲気を確保しなくてはならず、外部との気密性を十分確保する為のシール構造等について考慮すべきことは言うまでもない。 更に、ナノカーボン生成炉の下部にはロータリーバルブ等を設置することで下部に落ちた生成ナノカーボンを安定的に払い出すことも可能であるが、その場合も、外部とのシール性能を高める為に、下部に上下２段のダブルダンパー（上部ダンパー、下部ダンパー）を設置し、その下部にナノカーボン回収容器等を設置して回収するようにする。 Although the installation of the rotary valve is omitted in FIG. 9, it is also possible to install the rotary valve on the upper side or the lower side of the upper and lower double dampers (upper damper 41 and lower damper 42).
In addition, it is needless to say that the inside of the nanocarbon generation furnace must secure a reducing atmosphere during operation, and consider a sealing structure for ensuring sufficient airtightness with the outside. In addition, by installing a rotary valve or the like at the bottom of the nanocarbon production furnace, it is possible to stably discharge the produced nanocarbon that has fallen to the bottom, but in that case as well, in order to improve the sealing performance with the outside In addition, a double damper (upper damper, lower damper) with two upper and lower stages is installed in the lower part, and a nanocarbon recovery container is installed in the lower part to recover.

（第１２の実施形態）
第１２の実施形態に係る縦型方式のナノカーボン生成炉は、図９のナノカーボン生成炉と基本的に同じ構成であるので、図９を参照して説明する。なお、図１，２，９と同部材は同符番を付して説明を省略する。
第１２の実施形態では、金属基板１２は、鉄の純度の高い（９９．５％以上）鉄板もしくは鉄を含んだ炭素鋼を用いることを特徴とする。 (Twelfth embodiment)
The vertical type nanocarbon generating furnace according to the twelfth embodiment has basically the same configuration as the nanocarbon generating furnace of FIG. 9 and will be described with reference to FIG. In addition, the same member as FIGS.
In the twelfth embodiment, the metal substrate 12 is characterized by using an iron plate with high iron purity (99.5% or more) or carbon steel containing iron.

第１１の実施形態のナノカーボン生成炉によれば、金属基板１２として鉄の純度の高い鉄板もしくは鉄を含んだ炭素鋼を用いることにより、ニッケル合金、プラチナ等の貴金属を使用することなく、低コストで手軽に高品質のナノカーボンを生成することができる。また、鉄の純度の高い鉄板もしくは鉄を含んだ炭素鋼の製品規格は画一であるので、常に安定した純度および安定性の高い高品質のナノカーボンを低コストで手軽に効率よく量産することができる。   According to the nanocarbon generating furnace of the eleventh embodiment, by using an iron plate having a high iron purity or carbon steel containing iron as the metal substrate 12, it is possible to reduce the use of a precious metal such as nickel alloy and platinum. High-quality nanocarbon can be easily generated at low cost. In addition, the product standards for high-purity iron plates or carbon steel containing iron are uniform, so that mass production of high-quality nanocarbons with consistently high purity and high stability is always possible at low cost. Can do.

なお、上述したような掻取り機構を取り付ければ、金属基板上から或る一定厚さ以上に成長してその自重で鉄基板から剥離しきれないナノカーボンを定期的に強制的にナノカーボン生成炉の下部に流下させ、ナノカーボン生成炉の下流から安定的に排出することができ、ナノカーボンを連続的に製造することができる。   If the scraping mechanism as described above is attached, the nanocarbon generation furnace is forcibly and periodically forced to generate nanocarbon that grows over a certain thickness from the metal substrate and cannot be separated from the iron substrate by its own weight. It can be made to flow down to the lower part of the gas and stably discharged from the downstream of the nanocarbon generating furnace, and nanocarbon can be produced continuously.

以上に説明したように、金属基板上から或る一定厚さ以上に成長しその自重で金属基板から剥離、自然落下したカーボンナノチューブ等のナノカーボンは生成炉の下部に流下し、生成炉の下流から排出することにより、ナノカーボンを連続的に製造できる。また、金属基板上から或る一定厚さ以上に成長してその自重で金属基板から剥離しきれないナノカーボンを定期的に強制的に生成炉の下部に流下させ、生成炉の下流から安定的に排出することができ、ナノカーボンを連続的に製造することができるので、純度および安定性の高い高品質のナノカーボンを低コストで手軽に効率よく量産することができる。   As explained above, nanocarbons such as carbon nanotubes that grow to a certain thickness or more from the metal substrate, peel off from the metal substrate by their own weight, and naturally fall down flow down to the lower part of the generation furnace, and flow downstream from the generation furnace. It is possible to continuously produce nanocarbon by discharging from the wastewater. In addition, nanocarbon that grows above a certain thickness from the metal substrate and cannot be separated from the metal substrate by its own weight is periodically forced to flow down to the lower part of the production furnace, and stable from the downstream of the production furnace. Therefore, nanocarbon can be produced continuously, and high-quality nanocarbon with high purity and stability can be mass-produced easily and efficiently at low cost.

なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。具体的には、上記実施形態では、掻取り機構の掻取り羽根は板状であるが、軽いナノカーボンを掻き取るので針金状の掻取り部材であってもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Specifically, in the above embodiment, the scraping blade of the scraping mechanism is plate-shaped, but may be a wire-shaped scraping member because it scrapes light nanocarbon. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.

本発明の第１の実施形態に係るナノカーボン生成炉の概略図。1 is a schematic view of a nanocarbon generating furnace according to a first embodiment of the present invention. 本発明の第２の実施形態に係るナノカーボン生成炉の概略図。Schematic of the nanocarbon production furnace which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第４の実施形態に係るナノカーボン生成炉の概略図。The schematic of the nanocarbon production furnace concerning a 4th embodiment of the present invention. 本発明の第５の実施形態に係るナノカーボン生成炉の概略図。Schematic of the nanocarbon production furnace which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明の第６の実施形態に係るナノカーボン生成炉の概略図。Schematic of the nanocarbon production furnace which concerns on the 6th Embodiment of this invention. 本発明の第７，第９の実施形態に係るナノカーボン生成炉の概略図。The schematic of the nanocarbon production furnace concerning the 7th and 9th embodiment of the present invention. 本発明の第８の実施形態に係るナノカーボン生成炉の概略図。Schematic of the nanocarbon production furnace which concerns on the 8th Embodiment of this invention. 本発明の第１０の実施形態に係るナノカーボン生成炉の概略図。Schematic of the nanocarbon production furnace which concerns on the 10th Embodiment of this invention. 本発明の第１１の実施形態に係るナノカーボン生成炉の概略図。Schematic of the nanocarbon production furnace which concerns on the 11th Embodiment of this invention. 従来のＣＶＤ法によるナノカーボン製造方法の説明図。Explanatory drawing of the nanocarbon manufacturing method by the conventional CVD method. 従来の基板法によるナノカーボン製造方法の説明図。Explanatory drawing of the nanocarbon manufacturing method by the conventional board | substrate method.

符号の説明Explanation of symbols

１０…ナノカーボン生成炉、１１…加熱炉容器、１２…金属基板、１３…電気ヒータ（加熱源）、１４…保温材、１５，３１，３３，３５…炭化水素注入ノズル、１６，３２，３４，３６…炭化水素分散メッシュ、１７…生成ナノカーボン、１８…生成ナノカーボン排出ノズル、２１…回転駆動軸、２２…駆動軸回転モータ、２３ａ，２３ｂ…掻取り羽根、２４…掻取り機構、３７…水素注入ノズル、３８…水蒸気注入ノズル、３９，４０…表面温度計、４１…上部ダンパー、４２…下部ダンパー、４３…生成ナノカーボン回収容器。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Nanocarbon production furnace, 11 ... Heating furnace container, 12 ... Metal substrate, 13 ... Electric heater (heating source), 14 ... Insulation material, 15, 31, 33, 35 ... Hydrocarbon injection nozzle, 16, 32, 34 , 36 ... hydrocarbon dispersion mesh, 17 ... generated nanocarbon, 18 ... generated nanocarbon discharge nozzle, 21 ... rotating drive shaft, 22 ... drive shaft rotating motor, 23a, 23b ... scraping blade, 24 ... scraping mechanism, 37 ... hydrogen injection nozzle, 38 ... steam injection nozzle, 39, 40 ... surface thermometer, 41 ... upper damper, 42 ... lower damper, 43 ... generated nanocarbon recovery container.

Claims (12)

還元雰囲気の加熱炉容器と、この加熱炉容器の外周部に配置された加熱源と、前記加熱炉容器の上流側に配置され，加熱炉容器内に炭化水素を噴霧する炭化水素注入ノズルと、前記加熱炉容器の下流側に配置された生成ナノカーボン排出ノズルとを具備し、加熱炉容器の内面に金属基板を配置して、炭化水素注入ノズルより炭化水素を連続的に噴霧することにより金属基板上で反応させてナノカーボンを成長させ、成長した生成ナノカーボンを金属基板から剥離させ、生成ナノカーボンを前記排出ノズルにより排出することを特徴とするナノカーボン生成炉。   A heating furnace container in a reducing atmosphere, a heating source disposed on the outer periphery of the heating furnace container, a hydrocarbon injection nozzle disposed on the upstream side of the heating furnace container and spraying hydrocarbons in the heating furnace container; The produced nanocarbon discharge nozzle disposed on the downstream side of the heating furnace container, a metal substrate is disposed on the inner surface of the heating furnace container, and the hydrocarbon is continuously sprayed from the hydrocarbon injection nozzle to form a metal. A nanocarbon production furnace characterized in that nanocarbon is grown by reacting on a substrate, the produced nanocarbon is separated from a metal substrate, and the produced nanocarbon is discharged by the discharge nozzle. 前記金属基板表面に生成されたナノカーボンを掻き取る掻取り機構は前記加熱炉容器に配置され、この掻取り機構により金属基板の表面に成長したナノカーボンを掻き落とすことを特徴とする請求項１記載のナノカーボン生成炉。   The scraping mechanism for scraping off the nanocarbon generated on the surface of the metal substrate is disposed in the heating furnace vessel, and the scraping mechanism scrapes off the nanocarbon grown on the surface of the metal substrate. The nanocarbon production furnace described. 前記金属基板の材質は鉄であり、この金属基板の表面温度は、炭化水素を連続的に均一に噴霧する状態で５５０〜７００℃の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１若しくは２に記載のナノカーボン生成炉。   The material of the metal substrate is iron, and the surface temperature of the metal substrate is set in a range of 550 to 700 ° C in a state where the hydrocarbon is continuously sprayed uniformly. 2. The nanocarbon generating furnace according to 2. 前記金属基板表面に噴霧する炭化水素は加熱炉容器内で加熱してガス状態とし、金属基板表面の温度を下げずに均一に噴霧されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一に記載のナノカーボン生成炉。   The hydrocarbon sprayed on the surface of the metal substrate is heated in a heating furnace into a gas state and sprayed uniformly without lowering the temperature of the surface of the metal substrate. The nanocarbon generating furnace described in 1. 前記金属基板表面に噴霧する炭化水素は、ガス状態で噴霧するだけでなく、液体状態で噴霧して加熱炉容器内で気化させることにより金属基板表面で反応させることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一に記載のナノカーボン生成炉。   The hydrocarbon sprayed on the surface of the metal substrate is not only sprayed in a gas state but also reacted in the surface of the metal substrate by being sprayed in a liquid state and vaporized in a heating furnace vessel. 4. The nanocarbon generating furnace according to any one of 4 above. 前記金属基板表面に噴霧する炭化水素を液体状態で加熱炉容器内に噴霧するようにし、その液体の炭化水素には酸成分を含み、金属基板表面から金属の微粒子が腐食して剥離しやすくすることで、金属基板表面での反応を促進させることを特徴とする請求項５に記載のナノカーボン生成炉。   The hydrocarbon sprayed on the surface of the metal substrate is sprayed in a heating furnace vessel in a liquid state, and the liquid hydrocarbon contains an acid component, and metal fine particles corrode from the surface of the metal substrate to be easily peeled off. The nanocarbon generation furnace according to claim 5, wherein the reaction on the surface of the metal substrate is promoted. 前記金属基板表面に炭化水素を噴霧するだけでなく、水素も噴霧することで金属基板表面を活性化させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載のナノカーボン生成炉。   The nanocarbon generating furnace according to any one of claims 1 to 6, wherein the metal substrate surface is activated not only by spraying hydrocarbons on the metal substrate surface but also by spraying hydrogen. 前記金属基板表面に噴霧する炭化水素を噴霧するだけでなく、水蒸気も噴霧することで金属基板表面を活性化させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載のナノカーボン生成炉。   The nanocarbon generating furnace according to any one of claims 1 to 6, wherein the metal substrate surface is activated not only by spraying the hydrocarbon sprayed on the metal substrate surface but also by spraying water vapor. . 前記掻取り機構は、加熱炉容器内の金属基板の表面の中心軸を中心に掻取り部材を回転させ、かつ金属基板の表面と掻取り部材との隙間距離を調整できるような構成であることを特徴とする請求項２に記載のナノカーボン生成炉。   The scraping mechanism is configured to rotate the scraping member around the central axis of the surface of the metal substrate in the heating furnace vessel and to adjust the gap distance between the surface of the metal substrate and the scraping member. The nanocarbon production furnace according to claim 2, wherein: 前記金属基板の表面温度は、炭化水素を連続的に均一に噴霧する状態で５５０〜７００℃の範囲に正確に設定できるように、金属基板の表面を計測する温度計測手段が設置されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一に記載のナノカーボン生成炉。   A temperature measuring means for measuring the surface of the metal substrate is installed so that the surface temperature of the metal substrate can be accurately set in a range of 550 to 700 ° C. in a state where the hydrocarbon is continuously sprayed uniformly. The nanocarbon generating furnace according to any one of claims 1 to 9, wherein: 前記加熱炉容器のナノカーボン排出部にはナノカーボン排出用の上下２段のダブルダンパーが設置され、加熱炉容器内の温度が一定で還元雰囲気にしたままナノカーボンを加熱炉容器外に払い落とすことができる構成であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一に記載のナノカーボン生成炉。   At the nanocarbon discharge part of the heating furnace vessel, two upper and lower double dampers for discharging the nanocarbon are installed, and the nanocarbon is blown out of the heating furnace vessel with the temperature inside the heating furnace vessel kept constant and in a reducing atmosphere. The nanocarbon generating furnace according to any one of claims 1 to 10, wherein the nanocarbon generating furnace is configured to be capable of performing the above. 金属基板は、鉄の純度の高い鉄板もしくは鉄を含んだ炭素鋼であることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一に記載のナノカーボン生成炉。   The nanocarbon generating furnace according to any one of claims 1 to 11, wherein the metal substrate is an iron plate with high iron purity or carbon steel containing iron.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP4991656B2 (en) * 2008-08-08 2012-08-01 株式会社東芝 Nanocarbon generation furnace
WO2011084756A2 (en) * 2009-12-21 2011-07-14 4Wind Science And Engineering, Llc High performance carbon nanotube energy storage device
JP2014040330A (en) * 2010-12-22 2014-03-06 Asahi Glass Co Ltd Apparatus and method for producing silicon
JP5535103B2 (en) * 2011-02-18 2014-07-02 株式会社東芝 Graphite nanocarbon fiber and method for producing the same
JP2012172273A (en) * 2011-02-18 2012-09-10 Toshiba Corp Graphite nano-carbon fiber and method for producing the same

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4177533B2 (en) * 1999-10-08 2008-11-05 日機装株式会社 Fine vapor growth carbon fiber production apparatus, fine vapor growth carbon fiber production method, fine vapor growth carbon fiber adhesion prevention apparatus, and fine vapor growth carbon fiber
JP4064758B2 (en) * 2002-08-19 2008-03-19 三菱重工業株式会社 Method and apparatus for producing carbon nanofiber
US7981396B2 (en) * 2003-12-03 2011-07-19 Honda Motor Co., Ltd. Methods for production of carbon nanostructures
JP2006045051A (en) * 2004-07-05 2006-02-16 Toray Ind Inc Method and apparatus for producing carbon nanotube
JP2007045637A (en) * 2005-08-05 2007-02-22 Toho Gas Co Ltd Apparatus and method for producing nanocarbon material

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