JP7090789B2 - カーボンナノチューブ製造システム - Google Patents
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Description
カーボンナノチューブを生成する前に原料の初期の予備反応のための予備成長管と、
カーボンナノチューブの原料を霧化して前記予備成長管内に噴射するためのアトマイザであって、前記予備成長管内までに延びる噴霧吐出管を有し、前記予備成長管の前端に設置されるアトマイザと、
カーボンナノチューブの生成及び生成したカーボンナノチューブの連続的な成長のための成長管であって、前端が前記予備成長管の後端に封止接続される成長管と、
前記噴霧吐出管の出口の周りに噴霧気流を包むガスカーテンを形成するためのガスカーテン発生器であって、前記ガスカーテンが前記予備成長管の伸び方向に平行に延伸し、前記ガスカーテン発生器が前記予備成長管内に設置されるガスカーテン発生器と、を含む、ことを特徴とするカーボンナノチューブ製造システムを提供する。
前記第一予備成長セクションは前記予備成長管の前端近くに位置し、前記第二予備成長セクションは前記予備成長管の後端近くに位置し、
前記第一予備成長セクション内の温度と、前記第二予備成長セクション内の温度とが異なる。
前記第一予備成長セクションと前記第二予備成長セクションとの間は、第二断熱部材により接続されている。
前記第二温度コントローラは、第二加熱装置及び第二冷却装置を含む。
前記第二予備成長セクション内の温度は700~950℃である。
200 カーボンナノチューブ製造システム
210 予備成長管
211 第一予備成長セクション
212 第二予備成長セクション
220 アトマイザ
221 噴霧吐出管
222 蠕動ポンプ
223 超音波コントローラ
224 超音波霧化ノズル
230 成長管
240 ガスカーテン発生器
241 ガスカーテン形成板
242 ガス導入口
250 第一断熱部材
260 第二断熱部材
271 第一温度コントローラ
272 第二温度コントローラ
273 第三温度コントローラ
300 カーボンナノチューブ収集システム
400 排気システム
Claims (18)
- カーボンナノチューブを生成する前に原料の初期の予備反応のための予備成長管と、
カーボンナノチューブの原料を霧化して前記予備成長管内に噴射するためのアトマイザであって、前記予備成長管内までに延びる噴霧吐出管を有し、前記予備成長管の前端に設置されるアトマイザと、
カーボンナノチューブの生成及び生成したカーボンナノチューブの連続的な成長のための成長管であって、前端が前記予備成長管の後端に封止接続される成長管と、
前記噴霧吐出管の出口の周りに噴霧気流を包むガスカーテンを形成するためのガスカーテン発生器であって、前記ガスカーテンが前記予備成長管の伸び方向に平行に延伸し、前記ガスカーテン発生器が前記予備成長管内に設置されるガスカーテン発生器と、を含み、
前記ガスカーテン発生器は、少なくとも一つのガスカーテン形成板を含み、前記ガスカーテン形成板には、複数の気孔が開いている、
ことを特徴とするカーボンナノチューブ製造システム。 - 前記ガスカーテン形成板はリング形状を有し、前記噴霧吐出管は前記ガスカーテン形成板の中心における貫通された箇所に位置し、ガス孔は前記ガスカーテン形成板に放射状に分布している、
ことを特徴とする請求項1に記載のカーボンナノチューブ製造システム。 - 前記ガスカーテン形成板の縁部の輪郭は前記予備成長管の内壁に適合し、少なくとも一部のガス孔は、前記予備成長管の内壁に密着するガスカーテン流を形成するように前記ガスカーテン形成板の縁部のエリアに設置される、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のカーボンナノチューブ製造システム。 - 前記ガスカーテン発生器は、さらに、キャリアガスを前記予備成長管に搬送するためのガス導入口を少なくとも一つ備え、前記ガス導入口は、前記予備成長管の前端に設置されている、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のカーボンナノチューブ製造システム。 - 前記予備成長管と前記成長管との間は、管状の第一断熱部材により接続されている、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のカーボンナノチューブ製造システム。 - 前記予備成長管内の温度は200~950℃であり、
前記成長管内の温度は1100~1600℃である、
ことを特徴とする請求項5に記載のカーボンナノチューブ製造システム。 - 前記予備成長管は第一予備成長セクションおよび第二予備成長セクションを含み、
前記第一予備成長セクションは前記予備成長管の前端近くに位置し、前記第二予備成長セクションは前記予備成長管の後端近くに位置し、
前記第一予備成長セクション内の温度と、前記第二予備成長セクション内の温度とが異なる、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のカーボンナノチューブ製造システム。 - 前記第一予備成長セクションの外側に第一温度コントローラが設けられ、前記第二予備成長セクションの外側に第二温度コントローラが設けられ、
前記第一予備成長セクションと前記第二予備成長セクションとの間は、第二断熱部材により接続されている、
ことを特徴とする請求項7に記載のカーボンナノチューブ製造システム。 - 前記第一温度コントローラは、第一加熱装置及び第一冷却装置を含み、
前記第二温度コントローラは、第二加熱装置及び第二冷却装置を含む、
ことを特徴とする請求項8に記載のカーボンナノチューブ製造システム。 - 前記第一予備成長セクション内の温度は200~300℃であり、
前記第二予備成長セクション内の温度は700~950℃である。
ことを特徴とする請求項7に記載のカーボンナノチューブ製造システム。 - 前記成長管の内壁には、カーボンナノ材料が前記成長管の内壁に付着することを防止するための付着防止コーティングを備える。
ことを特徴とする請求項1または2に記載のカーボンナノチューブ製造システム。 - 前記付着防止コーティングは、酸化ジルコニウム又は酸化亜鉛である、
ことを特徴とする請求項11に記載のカーボンナノチューブ製造システム。 - 前記成長管には、キャリアガスを導入して前記キャリアガスによって前記成長管の内壁の表面にガス保護層を形成する通気孔が開き、前記通気孔は前記成長管の管壁を貫通して均一に分布している、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のカーボンナノチューブ製造システム。 - 前記通気孔の軸方向と前記成長管の伸び方向との角度は5度未満である、
ことを特徴とする請求項13に記載のカーボンナノチューブ製造システム。 - 前記アトマイザは、前記原料を均一に混合し霧化して噴出する超音波霧化ノズルと、超音波数値を調整する超音波コントローラとを含む、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のカーボンナノチューブ製造システム。 - 前記カーボンナノチューブ製造システムは、垂直型または水平型である、
ことを特徴とする請求項1または2に記載のカーボンナノチューブ製造システム。 - 前記予備成長管及び前記成長管は、鉛直に設置され、前記アトマイザは、前記予備成長管及び前記成長管の伸び方向に沿って鉛直に設置される、
ことを特徴とする請求項16に記載のカーボンナノチューブ製造システム。 - 前記ガスカーテンは、重力方向に平行に分布している、
ことを特徴とする請求項17に記載のカーボンナノチューブ製造システム。
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