專利名稱：納米碳生成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米碳生成裝置，高效地制造碳納米管、碳纖維、碳納米線圈等有 用性高的纖維狀的納米碳。
背景技術(shù)：
眾所周知，作為碳納米管的生成方法，例如可以列舉出電弧放電法、激光蒸鍍法、 化學(xué)氣相成長法(CVD法)。電弧放電法是通過在正負(fù)石墨電極之間產(chǎn)生電弧放電而使石墨蒸發(fā)，在凝結(jié)到陰 極前端的碳堆積物中生成碳納米管的方法(例如參照專利文獻(xiàn)1)。激光蒸鍍法是向加熱為 高溫的非活性氣體中放入混合了金屬催化劑的石墨試料，通過照射激光來生成碳納米管的 方法(例如參照專利文獻(xiàn)2)。一般來說，通過電弧放電法或激光蒸鍍法能夠生成結(jié)晶性良好的碳納米管，但是 生成的碳納米管的量少，而難以進(jìn)行大量生成。CVD法存在兩種方法在被放入反應(yīng)爐中的基板上生成碳納米管的基板法(例如 參照專利文獻(xiàn)1)；和使催化劑金屬與碳源一起在高溫爐中流動并生成碳納米管的流動氣 相法(例如參照專利文獻(xiàn)4)。參照圖6對氣相成長法進(jìn)行說明。圖中的符號1表示在內(nèi)部配置了載持催化劑 2的催化劑載持基板3的反應(yīng)管。在反應(yīng)管1的外周外側(cè)部配置有電加熱器4。當(dāng)使原料 (碳?xì)浠衔?5從該反應(yīng)管1的一側(cè)流入如此結(jié)構(gòu)的反應(yīng)管1內(nèi)，并從反應(yīng)管1的另一側(cè) 進(jìn)行排氣時(shí)，在反應(yīng)管1內(nèi)部產(chǎn)生碳?xì)浠衔餁怏w6，并形成碳納米管7。另外，圖6中的符 號8表示碳?xì)浠衔餁怏w。接著，參照圖7對流動氣相法進(jìn)行說明。其中，對于與圖6相同部件賦予相同符號 而省略說明。圖7中的特征為，從反應(yīng)管1的一側(cè)與作為原料的碳?xì)浠衔? —起流入運(yùn) 載氣體8。由此，在與配置有電加熱器4的部位相對的反應(yīng)管1內(nèi)生成碳?xì)浠衔餁怏w6， 并形成碳納米管7。但是，由于上述氣相成長法是分批處理，所以難以大量生産。此外，流動氣相法的 溫度均勻性較低，而難以生成結(jié)晶性良好的碳納米管。并且，作為流動氣相法的改進(jìn)，還提 出了如下方法在高溫爐中，通過兼用為催化劑的流動材料來形成流動層，供給碳原料而生 成纖維狀的納米碳。但是，可以認(rèn)為爐內(nèi)的溫度的均勻性較低、而難以生成結(jié)晶性良好的碳 納米管。因此，如果能夠低成本、高效地量產(chǎn)純度及穩(wěn)定性高的碳納米管、碳纖維、碳納米 線圈等有用性高的纖維狀的納米碳，則能夠以低成本大量供給利用了納米碳的特性的納米 技術(shù)制品?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開2000-95509號公報(bào)
專利文獻(xiàn)2 日本特開平10-273308號公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開2000-86217號公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特開2003-342840號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題本發(fā)明的目的在于提供一種納米碳生成裝置，不用混入催化劑用金屬粉，而能夠 低成本、高效地量產(chǎn)純度及穩(wěn)定性高的高質(zhì)量的碳納米管、碳纖維、碳納米線圈等有用性高 的纖維狀的納米碳。此外，本發(fā)明的目的在于提供一種納米碳生成裝置，不使用特殊的催化劑基板、并 且不用混入催化劑用金屬粉，而能夠低成本、高效地量產(chǎn)純度及穩(wěn)定性高的高質(zhì)量的碳納 米管、碳纖維、碳納米線圈等有用性高的纖維狀的納米碳。并且，本發(fā)明的目的在于提供一種納米碳生成裝置，通過在一定條件下運(yùn)行，能夠 幾乎半永久地持續(xù)生成納米碳，能夠大量提供納米碳。用于解決課題的手段本發(fā)明的納米碳生成裝置的特征在于，具備還原氣氛的加熱容器；加熱源，配置 在該加熱容器的外周部；碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?，配置在上述加熱容器的上游?cè)，向加熱容器 內(nèi)進(jìn)行碳?xì)浠衔锏膰婌F；以及生成納米碳排出噴嘴，配置在上述加熱容器的下游側(cè)；在 加熱容器的內(nèi)面配置金屬基板，由碳?xì)浠衔镒⑷雵娮爝B續(xù)地進(jìn)行碳?xì)浠衔锏膰婌F，由 此使其在金屬基板上反應(yīng)而使納米碳成長，使成長的生成納米碳從金屬基板剝離，并從上 述排出噴嘴排出生成納米碳。此外，本發(fā)明的納米碳生成裝置的特征在于，具備還原氣氛的加熱容器；圓錐狀 板，在該加熱容器內(nèi)與該容器成為同心圓狀、具有傾斜角度地配置；加熱源，配置在該圓錐 狀板的外周部；碳?xì)浠衔锖痛呋瘎┗旌蠂婌F噴嘴，配置在上述加熱容器的上游側(cè)，連續(xù)或 間歇地將碳?xì)浠衔锖臀⒘拷饘俅呋瘎┓巯蚣訜崛萜鲀?nèi)進(jìn)行混合噴霧；以及納米碳排出噴 嘴，配置在上述加熱容器的下游側(cè)；通過由碳?xì)浠衔锖痛呋瘎┗旌蠂婌F噴嘴連續(xù)或間歇 地進(jìn)行混合了金屬催化劑粉的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰婌F，由此使其在圓錐狀板 上反應(yīng)而成長納米碳，使成長的生成納米碳從圓錐狀板剝離，并從納米碳排出噴嘴排出生 成納米碳。并且，本發(fā)明的納米碳生成裝置的特征在于，具備加熱容器，為還原氣氛，并縱向 設(shè)置；圓錐狀板，在該加熱容器內(nèi)與該容器成為同心圓狀、具有傾斜角度地配置有多級；加 熱源，配置在該多級的圓錐狀板的外周部；碳?xì)浠衔锖痛呋瘎┗旌蠂婌F噴嘴，配置在上述 加熱容器的上游側(cè)，向加熱容器內(nèi)進(jìn)行碳?xì)浠衔锖臀⒘考?xì)微金屬催化劑粉的混合噴霧； 以及納米碳排出噴嘴，配置在上述加熱容器的下游側(cè)；通過由上述碳?xì)浠衔锖痛呋瘎┗?合噴霧噴嘴連續(xù)或間歇地進(jìn)行混合了細(xì)微金屬催化劑粉的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔?的混合噴霧，由此使其在圓錐狀板上反應(yīng)而成長納米碳，使成長的生成納米碳從圓錐狀板 剝離，并從下游側(cè)的納米碳排出噴嘴排出生成納米碳。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，不用混入催化劑用金屬粉，能夠低成本、高效地量產(chǎn)純度及穩(wěn)定性高的高質(zhì)量的碳納米管、碳纖維、碳納米線圈等有用性高的纖維狀的納米碳。此外，根據(jù)本發(fā)明，不使用特殊的催化劑基板、并且不用混入催化劑用金屬粉，而 能夠低成本、高效地量產(chǎn)純度及穩(wěn)定性高的高質(zhì)量的碳納米管、碳纖維、碳納米線圈等有用 性高的纖維狀的納米碳。并且，根據(jù)本發(fā)明，通過在一定條件下運(yùn)行，能夠幾乎半永久地持續(xù)生成納米碳， 能夠大量提供納米碳。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式的納米碳生成裝置的示意圖。圖2是本發(fā)明第二 六實(shí)施方式的納米碳生成裝置的示意圖。圖3是本發(fā)明第七 九實(shí)施方式的納米碳生成裝置的示意圖。圖4是本發(fā)明第十實(shí)施方式的納米碳生成裝置的示意圖。圖5是本發(fā)明第十一、十二實(shí)施方式的納米碳生成裝置的示意圖。圖6是基于現(xiàn)有的CVD法的納米碳制造方法的說明圖。圖7是基于現(xiàn)有的基板法的納米碳制造方法的說明圖。圖8是本發(fā)明第十四、十八 二十實(shí)施方式的納米碳生成裝置的示意圖。圖9是本發(fā)明第十五實(shí)施方式的納米碳生成裝置的示意圖。圖10是本發(fā)明第十六實(shí)施方式的納米碳生成裝置的示意圖。圖11是本發(fā)明第十七實(shí)施方式的生成裝置的示意圖。圖12是本發(fā)明第二十一實(shí)施方式的納米碳生成裝置的示意圖。圖13是本發(fā)明第二十二實(shí)施方式的納米碳生成裝置的示意圖。圖14是本發(fā)明第二十四實(shí)施方式的納米碳生成裝置的示意圖。圖15是本發(fā)明第二十五實(shí)施方式的納米碳生成裝置的示意圖。圖16是本發(fā)明第二十六實(shí)施方式的納米碳生成裝置的示意圖。圖17是本發(fā)明第二十七實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的說明圖。圖18A是本發(fā)明第二十八實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的整體圖。圖18B是沿圖18A的X-X線的截面圖。圖18C是沿圖18A的Y-Y線的截面圖。圖19是本發(fā)明第二十九實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的說明圖。圖20是本發(fā)明第三十實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的說明圖。圖21A是本發(fā)明第三十一實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的整體圖。圖21B是沿圖21A的X-X線的截面圖。圖22是本發(fā)明第三十二實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的說明圖。圖23是本發(fā)明第三十三實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的說明圖。圖M是本發(fā)明第三十四實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的說明圖。圖25A是本發(fā)明第三十五實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的整體圖。圖25B是沿圖25A的X-X線的截面圖。圖25C是沿圖25A的Y-Y線的截面圖。圖沈是本發(fā)明第三十六 三十八實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的整體圖。圖27A是本發(fā)明第三十九實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的整體圖。圖27B是沿圖27A的X-X線的截面圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明，但本發(fā)明不限于在此說明的實(shí)施 方式。(第一實(shí)施方式)圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的示意圖。圖中的符號11表示還原氣氛的縱向的加熱容器(內(nèi)筒)。在該加熱容器11的內(nèi) 面上貼緊配置有圓筒狀的金屬基板12。在上述加熱容器11的外周部配置有作為加熱源的 電加熱器13，利用該電加熱器13加熱金屬基板12。在此，金屬基板12上下方向的長度比 電加熱器13上下方向的長度短，并且金屬基板12的位置位于電加熱器13的位置的大致中 央。在上述加熱容器11及電加熱器13的外側(cè)配置有保溫材料14，構(gòu)成為對加熱容器11的 內(nèi)部進(jìn)行保溫。在上述加熱容器11的上部側(cè)(上游側(cè))配置有碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?5，該 碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?5用于向加熱容器11內(nèi)部注入碳?xì)浠衔?。在此，碳?xì)浠衔镒⑷?噴嘴15的前端位置位于比金屬基板12靠上側(cè)。在該碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?5的前端安裝 有碳?xì)浠衔锓稚⒕W(wǎng)格16，在此碳?xì)浠衔锉粐婌F到加熱容器內(nèi)。在加熱容器11的下部側(cè) (下游側(cè))設(shè)置有生成納米碳排出噴嘴(以下簡稱為排出噴嘴)18，該生成納米碳排出噴嘴 18用于排出在金屬基板12上生成并分離了的納米碳17。接著，對上述結(jié)構(gòu)的納米碳生成裝置10的動作進(jìn)行說明。通過從納米碳生成裝置10內(nèi)的上游、從碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?5經(jīng)由碳?xì)浠衔?分散網(wǎng)格16連續(xù)地進(jìn)行碳?xì)浠衔锏膰婌F，由此使碳?xì)浠衔镌诩{米碳生成裝置10內(nèi)的 加熱容器11內(nèi)面所貼緊配置的金屬基板12上反應(yīng)，而成長納米碳17。在納米碳生成裝置 10內(nèi)的上部被噴霧的碳?xì)浠衔?，在納米碳生成裝置10內(nèi)的加熱容器11內(nèi)面上配置的金 屬基板12上反應(yīng)，而成長納米碳17。在金屬基板12上成長的生成納米碳17，通過其自重而從金屬基板12剝離，剝離了 的納米碳17’自然落下。微觀的納米碳的生成方式為，在最佳溫度下，金屬基板12表面的 金屬微粒與碳?xì)浠衔锓磻?yīng)而生成并成長納米碳17，并且隨著納米碳的成長，進(jìn)行反應(yīng)的 金屬微粒在空間上剝離，微量地剝離了的金屬微粒分離，并從分離了的金屬微粒生成并成 長新的納米碳，通過重復(fù)以上過程，納米碳具有加速度地生成并成長，能夠大量地合成純度 高的納米碳。由于在短時(shí)間內(nèi)大量合成納米碳，所以從金屬基板上成長到某一定厚度以上的納 米碳束通過其自重從金屬基板剝離，并自然落下。此時(shí)，從金屬基板上剝離的金屬微粒極 少，在納米碳的剝離后，金屬基板上的金屬微粒和碳?xì)浠衔镞€進(jìn)行反應(yīng)而連續(xù)地重復(fù)生 成并成長納米碳。由此，通過在納米碳生成裝置10的上部從碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?5經(jīng)由 碳?xì)浠衔锓稚⒕W(wǎng)格16連續(xù)并持續(xù)地進(jìn)行碳?xì)浠衔锏膰婌F，由此使其在納米碳生成爐 內(nèi)的內(nèi)筒內(nèi)面上配置的金屬基板上重復(fù)反應(yīng)，連續(xù)地重復(fù)連續(xù)生成并成長納米碳。S卩，在金屬基板上，構(gòu)成基板的催化劑粒子成為核，在高溫狀態(tài)下與被噴霧的碳?xì)浠衔镞M(jìn)行反應(yīng)，通過氣相成長法生成并成長納米碳?；灞砻姹痪鶆虻丶訜?，并且碳?xì)浠?合物也被均勻地噴霧，由此能夠在基板表面上無不均、均勻地生成并成長納米碳。由此，能 夠連續(xù)地制造納米碳。如上所述，根據(jù)第一實(shí)施方式，其構(gòu)成為，具備加熱容器11 ；配置在該加熱容器 11的外周部的電加熱器13 ；配置在加熱容器11的上部側(cè)，向加熱容器11內(nèi)進(jìn)行碳?xì)浠?物的噴霧的碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?5 ；以及配置在加熱容器11的下游側(cè)的生成納米碳排出 噴嘴18 ；在加熱容器11的內(nèi)面上配置金屬基板12，通過由碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?5連續(xù)地 進(jìn)行碳?xì)浠衔锏膰婌F，由此使其在金屬基板上反應(yīng)而成長納米碳，使成長的生成納米碳 從金屬基板12剝離，由上述排出噴嘴18排出生成納米碳。因此，能夠低成本、高效地量產(chǎn) 純度及穩(wěn)定性高的高質(zhì)量的納米碳。并且，金屬基板12上下方向的長度比電加熱器13上 下方向的長度短，并且金屬基板12的位置位于電加熱器13的位置的大致中央，所以能夠?qū)?金屬基板12的表面溫度維持為最佳，能夠量產(chǎn)更高質(zhì)量的納米碳。此外，在第一實(shí)施方式中，說明了使用電加熱器作為加熱源的情況，但不限于此， 也可以采用對裝置、設(shè)施等的廢熱進(jìn)行利用的熱風(fēng)等，實(shí)現(xiàn)納米碳制造裝置整體的效率、系 統(tǒng)整體的高效率化。此外，在設(shè)計(jì)上，為了控制碳?xì)浠衔锏膰婌F流量，以使從碳?xì)浠衔镒⑷雵娮爝M(jìn) 行噴霧的流量對納米碳的生成為最佳，而適當(dāng)實(shí)施在向碳?xì)浠衔镱^的碳?xì)浠衔锕┙o配 管上設(shè)置流量計(jì)、流量調(diào)節(jié)閥的設(shè)計(jì)。并且，在圖1中，納米碳生成裝置為縱型方式，將碳?xì)浠衔镒⑷雵娮煸O(shè)置在上 部，將生成納米碳排出噴嘴設(shè)置在下部，但也可以為橫型方式或傾斜設(shè)置方式，在由電加熱 器進(jìn)行加熱的還原氣氛的納米碳生成爐內(nèi)、在同心圓狀的內(nèi)筒內(nèi)面上貼緊配置金屬基板， 并通過對生成納米碳的排出方式等進(jìn)行研究，由此連續(xù)高效地制造納米碳。(第二實(shí)施方式)圖2是本發(fā)明第二實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的示意圖。另外，與圖 1相同的部件賦予相同的符號而省略說明。圖中的符號21是通過驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)馬達(dá)22而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸。在該旋轉(zhuǎn)驅(qū) 動軸22上，與加熱容器11同心圓狀地分別安裝有刮取葉片23a和刮取葉片23b，該刮取葉 片23a刮取在金屬基板12的表面上生成的生成納米碳17，該刮取葉片2 用于使所刮落的 納米碳17進(jìn)一步從排出噴嘴18可靠地向下部側(cè)落下。在此，將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸21、驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn) 馬達(dá)22及刮取葉片23a、2!3b統(tǒng)稱為刮取機(jī)構(gòu)24。刮取葉片23a、2!3b構(gòu)成為，其靠最外側(cè)的 邊緣從圓筒狀的金屬基板12的表面離開微小、且均勻的距離而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。因此，刮取葉片 23a,23b僅刮落在金屬基板12的表面上生成的納米碳17。接著，對如此結(jié)構(gòu)的納米碳生成裝置10的動作進(jìn)行說明。在金屬基板12上，構(gòu)成該金屬基板12的金屬催化劑粒子成為核，并在高溫狀態(tài)下 與所噴霧的碳?xì)浠衔镞M(jìn)行反應(yīng)，通過氣相成長法生成并成長納米碳17。雖然能夠使刮取 機(jī)構(gòu)M始終旋轉(zhuǎn)，但當(dāng)頻繁地刮取生成并成長的納米碳17時(shí)，納米碳的回收量降低，由于 刮取金屬表面，金屬催化劑粒子也會一同伴隨，納米碳的金屬含有量也增加。因此，較有效 的情況為，不使刮取機(jī)構(gòu)M始終驅(qū)動，在金屬基板上成長了某種程度的納米碳17的階段使 其旋轉(zhuǎn)。
并且，由于納米碳的松密度非常低，所以當(dāng)加熱容器11下部的納米碳排出噴嘴18 變細(xì)時(shí)，有時(shí)被刮取并流下的納米碳在加熱容器11的下部搭橋而不能被排出。為了防止這 種搭橋，能夠在位于納米碳生成裝置10的下部側(cè)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸21上設(shè)置刮取葉片23b，對 容易搭橋的納米碳生成裝置10下部的生成納米碳排出噴嘴18附近表面進(jìn)行刮取，由此在 生成納米碳的刮取、刮落的同時(shí)，能夠有效地防止生成納米碳的排出搭橋。第二實(shí)施方式的納米碳生成裝置構(gòu)成為，將由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸21、驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)馬達(dá)22 及刮取葉片23a、2!3b構(gòu)成的刮取機(jī)構(gòu)M設(shè)置到加熱容器11中，通過刮取葉片23a刮取金 屬基板表面的生成納米碳。因此，能夠定期且強(qiáng)制性地使從金屬基板上成長到某一定厚度 以上而未通過其自重從金屬基板12完全剝離的生成納米碳17，向納米碳生成裝置10的下 部流下，并從納米碳生成裝置10的下游穩(wěn)定地排出，能夠連續(xù)地制造納米碳。此外，由于在位于納米碳生成裝置10的下部側(cè)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸21上設(shè)置有刮取葉 片23b，所以能夠?qū)θ菀状顦虻募{米碳生成裝置10下部的生成納米碳排出噴嘴18附近表面 進(jìn)行刮取。由此，在生成納米碳的刮取、刮落同時(shí)，能夠有效地防止生成納米碳的排出搭橋。另外，在第二實(shí)施方式中，作為在生成納米碳的刮取、刮落的同時(shí)防止生成納米碳 的排出搭橋的搭橋防止機(jī)構(gòu)，不限于上述的生成納米碳刮取棒、刮取葉片的方式，為了能夠 使兩者最佳地實(shí)施，顯而易見還能夠設(shè)計(jì)設(shè)置用于防止生成納米碳的排出發(fā)生搭橋的刷子 等、進(jìn)行納米碳的穩(wěn)定的排出的方式。此外，對將電加熱器用作為加熱源的情況進(jìn)行了說 明，但不限于此，也可以采用對裝置、設(shè)施等的廢熱進(jìn)行利用的熱風(fēng)等，實(shí)現(xiàn)納米碳制造裝 置整體的效率、系統(tǒng)整體的效率化。(第三實(shí)施方式)本發(fā)明第三實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置與圖2的生成裝置相比較，基 本結(jié)構(gòu)相同，所以利用圖2進(jìn)行說明。第三實(shí)施方式的納米碳生成裝置的特征在于，使金屬基板12的材質(zhì)為鐵，并在連 續(xù)均勻地進(jìn)行碳?xì)浠衔锏膰婌F的狀態(tài)下，將鐵制的金屬基板12的表面溫度設(shè)定在550 700°C的范圍內(nèi)。優(yōu)選能夠使金屬基板表面溫度盡量低，并提高納米碳生成裝置整體的效率。但是， 通過發(fā)明人到目前為止的試驗(yàn)研究，驗(yàn)證了如下情況使金屬基板12為鐵，即使不將該基 板表面溫度提高到800°C以上，而設(shè)定在550 700°C的范圍，由此也能夠最有效地生成高 純度的碳納米管。第三實(shí)施方式的納米碳生成裝置，不僅能夠使金屬基板12為廉價(jià)的鐵而生成納 米碳，還使在金屬基板上成長到某一定厚度以上的納米碳通過其自重從金屬基板12剝離、 或者通過刮取機(jī)構(gòu)M刮落生成納米碳。由此，自然落下的納米碳17向納米碳生成裝置的 下部流下，并從納米碳生成爐的下游排出，由此能夠連續(xù)地制造納米碳。(第四實(shí)施方式)參照圖2對本發(fā)明第四實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置進(jìn)行說明。另外， 對于與圖1、2相同的部件賦予相同符號而省略說明。在本實(shí)施方式中，通過碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?5將液體或氣體狀態(tài)的碳?xì)浠衔?向生成裝置內(nèi)進(jìn)行噴霧。此外，液體或氣體狀態(tài)的碳?xì)浠衔飶奶細(xì)浠衔锓稚⒕W(wǎng)格16通 過。
在第四實(shí)施方式中，將向設(shè)置在加熱容器內(nèi)面上的金屬基板12表面噴霧的碳?xì)?化合物，以液體或氣體的狀態(tài)注入納米碳生成裝置10內(nèi)，并將該碳?xì)浠衔锛訜釣闅怏w狀 態(tài)，在不降低金屬基板12表面的溫度的情況下均勻地進(jìn)行噴霧。納米碳生成裝置10的結(jié)構(gòu)基本上與圖2相同。該裝置10為，使還原氣氛的納米 碳生成裝置內(nèi)的上部的碳?xì)浠衔锏淖⑷氩?，從碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?5經(jīng)由碳?xì)浠衔?分散網(wǎng)格16連續(xù)地持續(xù)進(jìn)行噴霧。該裝置10使碳?xì)浠衔锓稚⒕W(wǎng)格16下降到納米碳生 成裝置內(nèi)的電加熱器13的附近。在該裝置10中，所注入的液體或氣體狀態(tài)的碳?xì)浠衔铮?由納米碳生成裝置內(nèi)的電加熱器13加熱而成為氣體狀態(tài)，在不使金屬基板12表面的溫度 下降的情況下均勻地進(jìn)行噴霧。在該情況下，納米碳生成裝置為縱向，使金屬基板表面的溫度成為對納米碳的生 成為最佳的溫度(500 700°C)的范圍。此外，納米碳生成裝置內(nèi)的上部由于上升氣流而 成為高溫氣氛。通過向該高溫氣氛中進(jìn)行液體或氣體狀態(tài)的碳?xì)浠衔锏膰婌F，由此其被 加熱而成為氣體狀態(tài)。氣體狀態(tài)的碳?xì)浠衔锉痪鶆虻貒婌F到金屬基板表面上而進(jìn)行反 應(yīng)，由此能夠在不降低金屬基板表面的溫度的情況下有效地生成納米碳17。第四實(shí)施方式的納米碳生成裝置構(gòu)成為，使與碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?5連結(jié)的碳 氫化合物分散網(wǎng)格16下降到納米碳生成裝置內(nèi)的電加熱器13的附近，并預(yù)先在納米碳生 成裝置內(nèi)加熱向金屬基板表面進(jìn)行噴霧的碳?xì)浠衔?，使其成為氣體狀態(tài)而向金屬基板表 面連續(xù)進(jìn)行噴霧。由此，不僅在各金屬基板表面的溫度不會下降的情況下，能夠促進(jìn)金屬基 板表面上的納米碳生成反應(yīng)，加快納米碳的生成速度，提高生成效率，而且即使將電加熱器 13的設(shè)定溫度設(shè)定得較低，也能夠?qū)⒔饘倩灞砻姹３衷谧罴逊秶?。此外，還能夠降低納米 碳生成裝置10的加熱溫度，能夠在提高了納米碳生成效率的狀態(tài)下連續(xù)、穩(wěn)定地生成并回 收納米碳。(第五實(shí)施方式)參照圖2對本發(fā)明第五實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置進(jìn)行說明。其中， 對于與圖1、圖2相同的部件賦予相同符號而省略說明。在本實(shí)施方式中，從碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?5將液體狀態(tài)的碳?xì)浠衔飮婌F到生 成裝置內(nèi)。此外，液體狀態(tài)的碳?xì)浠衔飶奶細(xì)浠衔锓稚⒕W(wǎng)格16通到生成裝置內(nèi)。碳?xì)?化合物分散網(wǎng)格16下降到電加熱器13的附近。本實(shí)施方式的生成裝置10的基本結(jié)構(gòu)與圖2的生成裝置相同。在本實(shí)施方式中， 在還原氣氛的納米碳生成裝置內(nèi)的同心圓狀的內(nèi)筒內(nèi)面上設(shè)置有金屬基板。向金屬基板表 面噴霧的液體的碳?xì)浠衔?，不僅在加熱后以氣體狀態(tài)進(jìn)行噴霧，還在保持液體狀態(tài)地進(jìn) 行噴霧之后使在納米碳生成裝置內(nèi)進(jìn)行了噴霧的液體的碳?xì)浠衔餁饣?，由此在金屬基?表面進(jìn)行反應(yīng)。S卩，向在還原氣氛的生成裝置10內(nèi)的同心圓狀的加熱容器11內(nèi)面上設(shè)置的金屬 基板12的表面進(jìn)行噴霧的碳?xì)浠衔餅?，將乙醇、甲醇、生物乙醇、各種酒精、燈油等碳?xì)?化合物油等，在以液體狀態(tài)進(jìn)行噴霧之后在納米碳生成裝置10內(nèi)使其氣化。由此，能夠向 金屬基板12的表面連續(xù)均勻地噴霧氣化了的碳?xì)浠衔锒蛊浞磻?yīng)，并生成納米碳17。在本實(shí)施方式的生成裝置10中，在金屬基板表面上，構(gòu)成該金屬基板12的催化劑 粒子成為核，氣化了的碳?xì)浠衔镌诟邷貭顟B(tài)下進(jìn)行反應(yīng)，由此通過氣相成長法有效地生成并成長納米碳17。第五實(shí)施方式的納米碳生成裝置構(gòu)成為，將與碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?5連結(jié)的碳 氫化合物分散網(wǎng)格16下降到納米碳生成裝置內(nèi)的電加熱器13的附近，預(yù)先在納米碳生成 爐內(nèi)對向金屬基板表面噴霧的乙醇、甲醇、生物乙醇、各種酒精、燈油等碳?xì)浠衔镉偷纫?體狀態(tài)的碳?xì)浠衔镞M(jìn)行加熱，在成為氣體狀態(tài)之后向金屬基板表面連續(xù)進(jìn)行噴霧。因此， 不僅能夠在金屬基板表面的溫度不降低的情況下，促進(jìn)金屬基板表面上的納米碳生成反 應(yīng)，加快納米碳的生成速度，提高生成效率，即使在將電加熱器13的設(shè)定溫度設(shè)定得較低 的情況下，也能夠?qū)⒔饘倩灞砻姹３衷陉? 700°C的范圍內(nèi)。因此，能夠降低納米碳生 成裝置10的加熱溫度，能夠在提高了納米碳生成效率的狀態(tài)下連續(xù)、穩(wěn)定地生成并回收納 米碳。(第六實(shí)施方式)參照圖2對本發(fā)明第六實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置進(jìn)行說明。另外， 對于與圖1、2相同的部件賦予相同符號而省略說明。在本實(shí)施方式中，通過碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?5將含有酸成分的碳?xì)浠衔锵蛏?成裝置內(nèi)進(jìn)行噴霧。此外，含有酸成分的碳?xì)浠衔飶奶細(xì)浠衔锓稚⒕W(wǎng)格16通到生成裝 置內(nèi)。碳?xì)浠衔锓稚⒕W(wǎng)格16下降到電加熱器13的附近。本實(shí)施方式的生成裝置10的基本結(jié)構(gòu)與圖2的納米碳生成裝置相同。在本實(shí)施 方式的生成裝置10中，向還原氣氛的納米碳生成裝置10內(nèi)的金屬基板12的表面噴霧的含 有酸成分的碳?xì)浠衔铮砸后w狀態(tài)向納米碳生成裝置內(nèi)噴霧。由此，使金屬微粒容易從金 屬基板12的表面腐蝕而剝離，由此促進(jìn)金屬基板12的表面上的反應(yīng)。作為含有酸成分的碳?xì)浠衔?，能夠列舉出在乙醇、甲醇、生物乙醇、各種酒精、燈 油等碳?xì)浠衔镉偷戎谢旌衔⒘康拇姿?、鹽酸等酸而使其為酸性的碳?xì)浠衔镆骸⑸镉?等酸性的碳?xì)浠衔镆?。將這種含有酸成分的碳?xì)浠衔镆砸后w狀態(tài)進(jìn)行噴霧并在納米碳 生成爐內(nèi)使其氣化，由此能夠向金屬基板表面連續(xù)均勻地噴霧碳?xì)浠衔锒蛊浞磻?yīng)，來 生成納米碳。在本實(shí)施方式的生成裝置10中，通過在金屬基板表面上構(gòu)成基板的催化劑粒子 成為核，氣化了的碳?xì)浠衔镌诟邷貭顟B(tài)下進(jìn)行反應(yīng)，由此通過氣相成長法來有效地生成 并成長納米碳。第六實(shí)施方式的生成裝置10構(gòu)成為，將與碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?5連結(jié)的碳?xì)浠?合物分散網(wǎng)格16下降到納米碳生成爐內(nèi)的電加熱器13附近，并預(yù)先在納米碳生成爐內(nèi)對 向金屬基板表面噴霧的含有酸成分的液體狀態(tài)的碳?xì)浠衔镞M(jìn)行加熱，成為氣體狀態(tài)而向 金屬基板表面連續(xù)地進(jìn)行噴霧。因此，不僅能夠在金屬基板表面的溫度不降低的情況下，促 進(jìn)金屬基板表面上的納米碳生成反應(yīng)，提高納米碳17的生成效率，即使將電加熱器13的設(shè) 定溫度設(shè)定得較低，也能夠?qū)⒔饘倩灞砻姹３衷?00 700°C的范圍內(nèi)。因此，能夠降低 納米碳生成裝置10的加熱溫度，能夠在提高了納米碳生成效率的狀態(tài)下連續(xù)、穩(wěn)定地生成 并回收納米碳。(第七實(shí)施方式)圖3是本發(fā)明第七實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的示意圖。另外，對于 與圖1、2相同的部件賦予相同符號而省略說明。
圖中的符號37表示用于向納米碳生成裝置內(nèi)連續(xù)地注入氫的氫注入噴嘴，配置 在碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?5附近。本實(shí)施方式的生成裝置10的特征在于，不僅從碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?5噴霧向還 原氣氛的納米碳生成裝置10內(nèi)的金屬基板12的表面進(jìn)行噴霧的碳?xì)浠衔?，還從氫注入 噴嘴37進(jìn)行氫的噴霧，由此使金屬基板表面活化。碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?5和氫注入噴嘴37的位置，基于納米碳生成裝置10的設(shè)計(jì) 形狀，但使其比配置在納米碳生成裝置內(nèi)的內(nèi)筒內(nèi)面上的金屬基板12靠上側(cè)。并且，例如 即使分別單獨(dú)注入碳?xì)浠衔?、氫，也能夠調(diào)整在生成裝置10內(nèi)的上部進(jìn)行噴霧的碳?xì)浠?合物、氫在生成裝置10內(nèi)的加熱容器內(nèi)面上配置的金屬基板12上，對于碳?xì)浠衔铩湓?金屬基板12上反應(yīng)而成長納米碳為最佳的位置。根據(jù)第七實(shí)施方式的生成裝置10，在金屬基板12上構(gòu)成該金屬基板12的催化劑 粒子成為核，不僅噴霧碳?xì)浠衔镞€噴霧氫，并在高溫狀態(tài)下進(jìn)行反應(yīng)。由此，與僅噴霧碳 氫化合物并在高溫狀態(tài)下進(jìn)行反應(yīng)的情況相比，能夠通過氣相成長法更有效地生成并成長 納米碳17。金屬基板表面被均勻地加熱，并且碳?xì)浠衔锖蜌浔痪鶆虻貒婌F，由此能夠在金 屬基板表面上無不均、均勻地生成并成長納米碳17。由此，能夠連續(xù)制造納米碳17。(第八實(shí)施方式)參照圖3對本發(fā)明第八實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置進(jìn)行說明。此外， 對于與圖1、2相同的部件賦予相同符號而省略說明。在本實(shí)施方式中，與第七實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于，代替氫注入噴嘴37而使用水蒸 汽注入噴嘴。通過水蒸汽注入噴嘴將水蒸汽連續(xù)地注入生成裝置10內(nèi)。水蒸汽注入噴嘴 配置在碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?5附近。本實(shí)施方式的生成裝置10的特征在于，不僅從碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?5噴霧對還 原氣氛的生成裝置10內(nèi)的金屬基板12的表面進(jìn)行噴霧的碳?xì)浠衔铮€從水蒸汽注入噴 嘴噴霧水蒸汽，由此使金屬基板表面活化。在本實(shí)施方式中，碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?5和氫注入噴嘴的位置，基于根據(jù)納米碳 生成裝置的設(shè)計(jì)形狀，但使其比在納米碳生成裝置內(nèi)的內(nèi)筒內(nèi)面上配置的金屬基板12靠 上側(cè)。由此，例如，即使分別單獨(dú)地注入碳?xì)浠衔?、水蒸汽，也能夠調(diào)整對于在生成裝置10 內(nèi)的上部進(jìn)行噴霧的碳?xì)浠衔?、氫在生成裝置10內(nèi)的加熱容器內(nèi)面上配置的金屬基板 12上進(jìn)行反應(yīng)而成長納米碳為最佳的位置。此外，也可以從能夠連續(xù)均勻地噴霧水蒸汽的 水蒸汽注入噴嘴，代替水蒸汽而注入氫。第八實(shí)施方式的納米碳生成裝置，在金屬基板12上構(gòu)成該金屬基板12的催化劑 粒子成為核，不僅噴霧碳?xì)浠衔镞€噴霧水蒸汽，并在高溫狀態(tài)下進(jìn)行反應(yīng)。由此，與僅噴 霧碳?xì)浠衔锊⒃诟邷貭顟B(tài)下進(jìn)行反應(yīng)的情況相比，能夠通過氣相成長法更有效地生成并 成長納米碳17。金屬基板表面被均勻地加熱，并且均勻地噴霧碳?xì)浠衔锖蜌洌纱四軌蛟?金屬基板表面上無不均、均勻地生成并成長納米碳17。由此，能夠連續(xù)制造納米碳17。(第九實(shí)施方式)本發(fā)明第九實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置基本上與圖3大致相同，所以 參照圖3進(jìn)行說明。此外，對于與圖1、2相同的部件賦予相同符號而省略說明。第九實(shí)施方式的生成裝置10的特征在于，如圖3所示，能夠調(diào)節(jié)金屬基板12的表面與作為刮落機(jī)構(gòu)M的一個(gè)結(jié)構(gòu)的刮取葉片23a的邊緣部之間的間隙距離Δ a。如上所述，刮落機(jī)構(gòu)M設(shè)計(jì)為，不直接接觸生成裝置10內(nèi)的金屬基板12的表面， 而能夠僅從金屬基板12刮落成長的納米碳17。在此，刮落機(jī)構(gòu)M的刮取葉片23a為，不直 接接觸金屬基板12的表面，而僅從金屬基板12刮落成長的納米碳17。否則，也會刮落金 屬基板12的金屬微粒，并在生成的納米碳17中混入金屬雜質(zhì)而降低納米碳17的純度。并 且，金屬基板12的表面的金屬被刮落，會導(dǎo)致納米碳17的連續(xù)生成速度降低，納米碳17的 生成效率降低。作為對金屬基板12的表面與作為刮落機(jī)構(gòu)M的一個(gè)結(jié)構(gòu)的刮取葉片23a的邊緣 部之間的間隙距離Aa進(jìn)行調(diào)節(jié)的結(jié)構(gòu)，對應(yīng)于生成裝置10的設(shè)計(jì)能夠考慮到如下所示的 各種結(jié)構(gòu)和方式。1)對應(yīng)于對加熱容器11的內(nèi)面均勻地進(jìn)行刮取的結(jié)構(gòu)，刮落機(jī)構(gòu)M將刮取葉片 23a的根部通過螺栓安裝到旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸21上，通過旋轉(zhuǎn)該螺栓而對臂長度H(旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸 21的中心與刮取葉片23a的邊緣部之間的距離)進(jìn)行微調(diào)的方法。2)在刮落機(jī)構(gòu)M的刮取葉片23a的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸21側(cè)設(shè)置刮取葉片23a的安裝夾 具，通過調(diào)節(jié)該安裝夾具的設(shè)置高度h而對臂長度H進(jìn)行微調(diào)的方法。另外，在圖6中未圖 示安裝夾具，但刮取葉片經(jīng)由安裝夾具例如通過螺栓以能夠沿著圖中的左右方向移動的方 式安裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸21上，通過螺栓能夠調(diào)節(jié)設(shè)置高度h。3)通過對刮取葉片23a的臂的角度進(jìn)行微調(diào)，來對臂長度H進(jìn)行微調(diào)的方法。4)通過對刮取葉片23a前端的角度進(jìn)行微調(diào)，來對金屬基板的表面與刮落棒之間 的間隙距離Δa進(jìn)行微調(diào)的方法。根據(jù)第九實(shí)施方式的納米碳生成裝置，能夠在不刮落金屬基板表面的金屬微粒的 情況下，定期且強(qiáng)制性地使從金屬基板上成長到一定厚度以上而未通過其自重從金屬基板 12完全剝離的納米碳17向生成裝置10的下部流下，并從納米生成裝置10的下游穩(wěn)定地排 出，能夠連續(xù)地制造納米碳17。此外，在本實(shí)施方式中，如圖3所示，為了防止向刮落機(jī)構(gòu)M的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸21下 側(cè)(比設(shè)置有金屬基板12的部位靠下側(cè))的部分落下來的生成納米碳堆積并搭橋，而設(shè)置 刮落葉片23b。由此，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸21進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，由此能夠通過刮落葉片2 在生成裝置10 下部的生成納米碳排出噴嘴18附近表面，對落下而容易搭橋的生成納米碳進(jìn)行刮取。因 此，能夠在生成納米碳的刮取、刮落的同時(shí)，有效地防止生成納米碳的排出搭橋。另外，上述生成裝置作為縱型方式，將金屬基板貼緊配置在由電加熱器進(jìn)行加熱 的還原氣氛的生成裝置內(nèi)的加熱容器的內(nèi)面上。但是，加熱源不限于電加熱器，也可以采用 對裝置、設(shè)施等的廢熱進(jìn)行利用的熱風(fēng)等，實(shí)現(xiàn)生成裝置整體的效率、系統(tǒng)整體的效率化。(第十實(shí)施方式)圖4是本發(fā)明第十實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的示意圖。另外，對于 與圖1 3相同的部件賦予相同符號而省略說明。圖中的符號39是對生成裝置10內(nèi)的金屬基板12的表面溫度T1進(jìn)行計(jì)測的第一 表面溫度計(jì)，符號40是對作為刮取機(jī)構(gòu)M的一個(gè)結(jié)構(gòu)的刮取葉片23a的邊緣部的溫度T2 進(jìn)行計(jì)測的第二表面溫度計(jì)。另外，圖中的符號44表示熱電偶。圖4的生成裝置10的特 征在于，在連續(xù)均勻地進(jìn)行碳?xì)浠衔锏膰婌F的狀態(tài)下，通過這種表面溫度計(jì)39、40能夠?qū)⑸裳b置內(nèi)的金屬基板12的表面溫度正確地設(shè)定在550 700°C的范圍內(nèi)。重要的是，將生成裝置10內(nèi)的加熱容器11的內(nèi)面表面均勻地進(jìn)行加熱，并始終保 持對納米碳生成為最佳的溫度。為此，僅對生成裝置10內(nèi)的外側(cè)的加熱器溫度進(jìn)行計(jì)測是 不充分的，正確地計(jì)測生成裝置10內(nèi)的金屬基板12的表面溫度，并據(jù)此來嚴(yán)密地控制生成 裝置10內(nèi)的外側(cè)的加熱器溫度變得重要。當(dāng)生成裝置10內(nèi)的金屬基板12的表面溫度，在 連續(xù)均勻地噴霧碳?xì)浠衔锏臓顟B(tài)下低于550 700°C的范圍時(shí)，不生成納米碳。另一方 面，當(dāng)高于^0 700°C的范圍時(shí)，生成碳煤、而不生成納米碳。因此，生成裝置10內(nèi)的金 屬基板12的表面溫度在連續(xù)均勻地進(jìn)行碳?xì)浠衔锏膰婌F的狀態(tài)下正確地設(shè)定在550 700°C的范圍內(nèi)，成為提高納米碳的生成效率、生成純度的關(guān)鍵。通過正確地計(jì)測生成裝置 10內(nèi)的金屬基板12的表面溫度，并據(jù)此嚴(yán)密地控制生成裝置10內(nèi)的外側(cè)的加熱器溫度， 由此能夠提高納米碳的生成效率、生成純度。由此，能夠以高質(zhì)量連續(xù)地制造純度高的納米 碳。第十實(shí)施方式的納米碳生成裝置，設(shè)置有對生成裝置10內(nèi)的金屬基板12的表面 溫度T1進(jìn)行計(jì)測的第一表面溫度計(jì)39，以及對作為刮取機(jī)構(gòu)M的一個(gè)結(jié)構(gòu)的刮取葉片23a 的邊緣部的溫度T2進(jìn)行計(jì)測的第二表面溫度計(jì)40。由此，通過正確地計(jì)測生成裝置10內(nèi) 的金屬基板12的表面溫度，并嚴(yán)密地控制生成裝置10內(nèi)的外側(cè)的加熱器溫度，由此能夠提 高納米碳的生成效率、生成純度。因此，能夠以高質(zhì)量連續(xù)地制造純度高的納米碳。(第十一實(shí)施方式)圖5是本發(fā)明第十一實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的示意圖。另外，對 于與圖1、2相同的部件賦予相同符號而省略說明。圖中的符號41、42表示分別設(shè)置在生成納米碳排出噴嘴18下部的上部擋板和下 部擋板。對生成納米碳僅收容的納米碳回收容器43配置在下部擋板42的下部。上部擋板41及下部擋板42的動作如下所述。首先，在使上部擋板41、下部擋板42 全閉之后，打開上部擋板41，在上部擋板41和下部擋板42之間蓄積生成納米碳。進(jìn)一步， 使上部擋板41全閉，打開下部擋板42。由此，在將生成裝置10內(nèi)部和回收容器43隔離的 狀態(tài)下回收生成納米碳。此外，也可以向上部擋板41和下部擋板42之間間歇性地注入非 活性氣體，以使回收容器43內(nèi)的空氣不會混入生成裝置10內(nèi)。由此，能夠進(jìn)行在設(shè)計(jì)和運(yùn) 用上逐次進(jìn)行的、穩(wěn)定的納米碳排出。第十一實(shí)施方式的納米碳生成裝置，在生成納米碳排出噴嘴18的下部分別設(shè)置 上部擋板41、下部擋板42，并且在下部擋板42下部設(shè)置回收容器43。由此，可得到能夠穩(wěn) 定可靠地進(jìn)行納米碳排出的緊湊的生成裝置10。另外，在圖5中省略了回轉(zhuǎn)閥的設(shè)置，但也能夠在上下2級的雙重?fù)醢?上部擋板 41、下部擋板42)的上側(cè)或下側(cè)設(shè)置回轉(zhuǎn)閥。此外，生成裝置的內(nèi)部在運(yùn)行中必須確保還原氣氛，而應(yīng)該考慮充分確保與外部 的氣密性的密封結(jié)構(gòu)等是顯而易見的。并且，通過在生成裝置下部設(shè)置回轉(zhuǎn)閥等，由此也能 夠穩(wěn)定地排出落到下部的生成納米碳。在該情況下，為了提高與外部的密封性能，在下部設(shè) 置上下2級的雙重?fù)醢?上部擋板、下部擋板)，并在其下部設(shè)置納米碳回收容器等進(jìn)行回 收。(第十二實(shí)施方式)
第十二實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置是與圖5的生成裝置基本相同的 結(jié)構(gòu)，所以參照圖5來進(jìn)行說明。另外，對于與圖1、2、5相同的部件賦予相同符號而省略說 明。在第十二實(shí)施方式中，特征在于，金屬基板12使用鐵的純度高的(99. 5%以上)鐵 板或含鐵的碳鋼。根據(jù)第十二實(shí)施方式的納米碳生成裝置，作為金屬基板12使用鐵的純度高的鐵 板或含鐵的碳鋼，能夠不使用鎳合金、白金等貴金屬，而以低成本簡單地生成高質(zhì)量的納米 碳。此外，由于鐵的純度高的鐵板或含鐵的碳鋼的制品規(guī)格統(tǒng)一，所以能夠以低成本簡單高 效地量產(chǎn)始終穩(wěn)定的純度及穩(wěn)定性高的高質(zhì)量的納米碳。另外，如果安裝上述刮取機(jī)構(gòu)，則能夠定期且強(qiáng)制性地使從金屬基板上成長到某 一定厚度以上而未通過其自重從鐵基板完全剝離的納米碳向生成裝置下部流下，并從生成 裝置的下游穩(wěn)定地排出，能夠連續(xù)制造納米碳。如以上說明的那樣，從金屬基板上成長到某一定厚度以上而通過其自重從金屬基 板剝離、自然落下的碳納米管等納米碳，向生成裝置下部流下，并從生成裝置的下游排出， 由此能夠連續(xù)地制造納米碳。此外，能夠定期且強(qiáng)制性地使從金屬基板上成長到某一定厚 度以上而未通過其自重從金屬基板完全剝離的納米碳向生成裝置下部流下，并從生成裝置 的下游穩(wěn)定地排出。由此，能夠連續(xù)地制造納米碳，因此能夠以低成本簡單高效地量產(chǎn)純度 及穩(wěn)定性高的高質(zhì)量的納米碳。(第十三實(shí)施方式)參照圖1對本發(fā)明第十三實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置進(jìn)行說明。其 中，對于與圖1相同的部件賦予相同的符號，并省略說明。在本發(fā)明中，在加熱容器11的上游側(cè)配置有碳?xì)浠衔锖痛呋瘎┗旌蠂婌F噴嘴， 該碳?xì)浠衔锖痛呋瘎┗旌蠂婌F噴嘴向加熱容器11內(nèi)進(jìn)行碳?xì)浠衔锖臀⒘拷饘俅呋瘎?粉的混合噴霧。該噴嘴用于代替圖1的碳?xì)浠衔镒?符號15)。從該噴嘴注入混合了金 屬催化劑粉的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔?。由于在所注入的碳?xì)浠衔镏谢旌狭宋⒘拷?屬催化劑粉，所以金屬基板12不需要始終保持金屬催化劑的功能。混合了該金屬催化劑粉 的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔镏兴旌系慕饘俅呋瘎┓?，為了具有作為納米碳生成的核 的功能而混合微量即可，與碳?xì)浠衔锵啾仁欠浅Ｎ⒘康乃?。在金屬催化劑粉和碳?xì)浠?合物進(jìn)行混合時(shí)，在碳?xì)浠衔餅橐后w的情況下，例如向碳?xì)浠衔镆褐凶⑷胛⒘拷饘俅?化劑粉并攪拌混合。由此，注入到碳?xì)浠衔镆褐械慕饘俅呋瘎┓鄢浞志鶆虻財(cái)U(kuò)散混合。作為混合到碳?xì)浠衔镏械慕饘俅呋瘎┓鄣牧浚細(xì)浠衔锱c金屬催化劑粉的比 率為1/10萬 1000萬左右的微小水平就足夠。尤其是在碳?xì)浠衔餅橐后w的情況下，向 碳?xì)浠衔锏娜萜髦刑砑游⑿∷降慕饘俅呋瘎┓鄄⑦M(jìn)行均勻攪拌，這種程度就足夠。另 外，當(dāng)金屬催化劑粉的添加量多時(shí)，納米碳的生成量變高，但存在生成納米碳中含有金屬催 化劑粉、局部的純度降低的問題。因此，為了盡量降低金屬催化劑粉的添加比率、而生成幾 乎不含金屬催化劑粉的純度高的納米碳，根據(jù)碳?xì)浠衔镌系姆N類和進(jìn)行添加的金屬催 化劑粉的種類的組合，來辨別在該組合條件下的最佳金屬催化劑粉添加比率很重要。由此，上述加熱容器11內(nèi)面的圓筒狀的容器材料，即使圓筒狀的金屬基板12自身 不具有作為催化劑的功能，只要是具有耐熱性、表面為某種程度的光滑且不會熱變形的材質(zhì)，則沒有問題。僅通過供給金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔?，就能夠穩(wěn)定地生成納米碳。在上述加熱容器11的上部側(cè)(上游側(cè))，配置有用于向加熱容器11的內(nèi)部注入混 合了金屬催化劑粉的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏慕饘俅呋瘎┓刍旌咸細(xì)浠衔镒⑷?噴嘴。在該金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔镒⑷雵娮斓那岸税惭b有金屬催化劑粉混合碳?xì)浠?合物分散網(wǎng)格，在此金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锉粐婌F到加熱容器內(nèi)。該網(wǎng)格用于代替 圖1的碳?xì)浠衔飮娮?符號16)。接著，對上述結(jié)構(gòu)的納米碳生成裝置10的動作進(jìn)行說明。首先，從納米碳生成裝置10內(nèi)的上游側(cè)，從金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔镒⑷雵?嘴經(jīng)由金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锓稚⒕W(wǎng)格，連續(xù)或間歇地進(jìn)行金屬催化劑粉混合碳?xì)?化合物的噴霧。由此，使其在納米碳生成裝置10內(nèi)的加熱容器11內(nèi)面上貼緊配置的金屬 基板12上、或者上述加熱容器11內(nèi)面進(jìn)行反應(yīng)，而成長納米碳17。在納米碳生成裝置10 內(nèi)的上部所噴霧的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔?，在納米碳生成裝置10內(nèi)的加熱容器11 內(nèi)面上配置的金屬基板12上、或者上述加熱容器11內(nèi)面上進(jìn)行反應(yīng)，而成長納米碳17。在上述加熱容器11內(nèi)面的圓筒狀的容器材料、金屬基板12上、或者上述加熱容器 11內(nèi)面上成長的生成納米碳17，通過其自重從上述加熱容器11內(nèi)面、或者從上述加熱容 器11內(nèi)面向下游側(cè)飛散，剝離、飛散的納米碳17’自然落下。作為微觀的納米碳的生成方 式為，在最佳溫度下，在上述加熱容器11內(nèi)面的圓筒狀的容器材料、金屬基板12的表面、或 者上述加熱容器11內(nèi)，金屬微粒和碳?xì)浠衔锓磻?yīng)而生成并成長納米碳17。并且，與此同 時(shí)，重復(fù)如下情況，即隨著納米碳的成長而進(jìn)行反應(yīng)的金屬微粒在空間上剝離，微量地剝離 的金屬微粒分離，從分離的金屬微粒生成并成長新的納米碳。由此，具有加速度地生成并成 長納米碳，能夠大量合成純度高的納米碳。納米碳在短時(shí)間內(nèi)大量合成。因此，在上述加熱容器11內(nèi)面的圓筒狀的容器材 料、金屬基板12的表面或者在上述加熱容器11內(nèi)，成長到某一定厚度以上的納米碳束，通 過其自重從上述加熱容器11內(nèi)面的圓筒狀的容器材料、金屬基板12的表面剝離，或者在 上述加熱容器11內(nèi)從金屬微粒成長并自然落下。此時(shí)，從金屬基板12的表面剝離的金屬 微粒、或者納米碳所包含的金屬微粒極少。上述金屬微粒以噴霧的金屬催化劑粉混合碳?xì)?化合物中的金屬催化劑粉為核，連續(xù)地重復(fù)金屬微粒和碳?xì)浠衔锓磻?yīng)而生成并成長納米 碳。由此，在納米碳生成爐10的上部，從金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔镒⑷雵娮旖?jīng)由金屬 催化劑粉混合碳?xì)浠衔锓稚⒕W(wǎng)格，連續(xù)地持續(xù)進(jìn)行金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰?霧。即，在納米碳生成爐內(nèi)及配置在內(nèi)筒內(nèi)面上的金屬基板上重復(fù)反應(yīng)，連續(xù)地重復(fù)生成并 成長納米碳的情況。S卩，在納米碳生成裝置10內(nèi)以及上述加熱容器11內(nèi)面的圓筒狀的容器材料、配置 在內(nèi)筒內(nèi)面上的金屬基板上，構(gòu)成金屬催化劑粉的催化劑粒子成為核，在高溫狀態(tài)下與所 噴霧的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔镞M(jìn)行反應(yīng)，通過氣相成長法生成并成長納米碳。生成 裝置10內(nèi)面被均勻地加熱，并且碳?xì)浠衔镆脖痪鶆虻貒婌F，由此能夠在生成裝置10內(nèi)無 不均、均勻地生成并成長納米碳。由此，即使未保持特殊的金屬基板等，僅通過供給金屬催 化劑粉混合碳?xì)浠衔铮湍軌蚍€(wěn)定地連續(xù)制造納米碳。如上所述，第十三實(shí)施方式構(gòu)成為，具備加熱容器11 ；電加熱器13，配置在該加 熱容器11的外周部；金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?5，配置在加熱容器11的上部側(cè)，向加熱容器11內(nèi)進(jìn)行金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰婌F；以及生成納米碳排出噴 嘴18，配置在加熱容器11的下游側(cè)。此外，通過由金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?向加熱容器11內(nèi)連續(xù)地進(jìn)行金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰婌F，由此使其在加熱容器 11內(nèi)反應(yīng)而成長納米碳，并由上述排出噴嘴18排出成長的生成納米碳。因此，能夠以低成 本高效地量產(chǎn)純度及穩(wěn)定性高的高質(zhì)量的納米碳。另外，在第十三實(shí)施方式中，對將電加熱器用作為加熱源的情況進(jìn)行了說明，但不 限于此，也可以采用對裝置、設(shè)施等的廢熱進(jìn)行利用的熱風(fēng)等，實(shí)現(xiàn)納米碳制造裝置整體的 效率、系統(tǒng)整體的效率化。此外，在設(shè)計(jì)上，為了控制碳?xì)浠衔锏膰婌F流量，以使從碳?xì)浠衔镒⑷雵娮爝M(jìn) 行噴霧的流量對納米碳的生成為最佳，而適當(dāng)實(shí)施在向碳?xì)浠衔镱^的碳?xì)浠衔锕┙o配 管上設(shè)置流量計(jì)、流量調(diào)節(jié)閥的設(shè)計(jì)。根據(jù)本發(fā)明，能夠以低成本高效地量產(chǎn)純度及穩(wěn)定性高的高質(zhì)量的碳納米管、碳 纖維、碳納米線圈等的有用性高的纖維狀的納米碳。并且，能夠提供一種納米碳生成爐，通 過在一定條件下運(yùn)行，能夠幾乎半永久地持續(xù)生成納米碳，能夠大量地供給納米碳。(第十四實(shí)施方式)圖8是本發(fā)明第十四實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置10的示意圖。另外， 對于與圖1相同的部件賦予相同符號而省略說明。圖中的符號41表示還原氣氛的縱型方式的加熱容器。在該加熱容器41內(nèi)，與該 容器41為同心圓狀、具有一定角度(30° 60° )地配置有圓錐狀板42。在圓錐狀板42 的外周部，作為加熱源的圓錐狀板加熱電加熱器43貼緊圓錐狀板42配置，通過該圓錐狀板 加熱電加熱器43加熱圓錐狀板42。在上述加熱容器41的上部側(cè)(上游側(cè))配置有噴霧噴 嘴44，該噴霧噴嘴44用于連續(xù)或間歇地向該加熱容器41的內(nèi)部注入金屬催化劑粉混合碳 氫化合物(原料+催化劑)。在該噴霧噴嘴44上連結(jié)有用于供給金屬催化劑粉混合碳?xì)浠?合物的供給頭45。如箭頭A所示，從該供給頭45向圓錐狀板42的表面連續(xù)或間歇地、均勻 地進(jìn)行金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰婌F。另外，也可以在該圓錐狀板42的內(nèi)面上貼緊配置圓錐狀的金屬基板。由此，也能 夠使圓錐狀板42具有催化劑的功能。例如，通過成為圓錐狀金屬基板，由此能夠使該圓錐 狀板42具有催化劑功能。但是，在本發(fā)明中，在加熱容器41的上游側(cè)配置有向加熱容器41 內(nèi)進(jìn)行碳?xì)浠衔锖臀⒘拷饘俅呋瘎┓鄣幕旌蠂婌F的噴霧噴嘴44，從此注入并噴霧混合了 金屬催化劑粉的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔?，在噴霧的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔镏?混合有微量金屬催化劑粉。因此，圓錐狀板42不需要始終保持金屬催化劑的功能。向混合 了該金屬催化劑粉的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔镏羞M(jìn)行混合的金屬催化劑粉，為了具有 成為納米碳生成的核的功能而混合微量即可。金屬催化劑粉與碳?xì)浠衔锵啾仁浅浞治⒘?的水平，在與碳?xì)浠衔锘旌蠒r(shí)，在碳?xì)浠衔餅橐后w的情況下，例如向碳?xì)浠衔镆褐凶?入微量金屬催化劑粉，并使其攪拌混合。由此，使注入碳?xì)浠衔镆褐械慕饘俅呋瘎┓鄢浞?均勻地?cái)U(kuò)散混合。作為向碳?xì)浠衔镏谢旌系慕饘俅呋瘎┓鄣牧浚饘俅呋瘎┓叟c碳?xì)浠衔锏谋?率為1/10萬 1000萬左右的微小水平就足夠。尤其是在碳?xì)浠衔餅橐后w的情況下，向 碳?xì)浠衔锏娜萜髦刑砑游⑿∷降慕饘俅呋瘎┓鄄⒕鶆驍嚢瑁@種程度就足夠。另外，當(dāng)金屬催化劑粉的添加量較多時(shí)，納米碳的生成量提高。但是，具有生成納米碳中含有金屬催 化劑粉、局部純度降低的問題。因此，極力降低金屬催化劑粉的添加比率，而生成幾乎不含 金屬催化劑粉的純度高的納米碳。即，根據(jù)碳?xì)浠衔镌系姆N類和進(jìn)行添加的金屬催化 劑粉的種類的組合，來辨別該組合條件下的最佳的金屬催化劑粉添加比率很重要。
由此，上述圓錐狀板42的材料即使圓錐狀板42自身不具有作為催化劑的功能，只 要是具有耐熱性、表面為某種程度光滑且不會熱變形的材質(zhì)，則沒有問題。即，僅通過供給 金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔?，就能夠穩(wěn)定地生成納米碳。在圓錐狀板42的下部側(cè)(下游側(cè))設(shè)置有對在圓錐狀板42上生成并剝離了的納 米碳17’進(jìn)行排出的納米碳排出噴嘴(以下簡稱為排出噴嘴)47。在排出噴嘴47的下部配 置有收容剝離了的納米碳17’的納米碳收容容器48。另外，圖中的符號49表示回收了的生 成納米碳。接著，對上述結(jié)構(gòu)的納米碳生成裝置10的動作進(jìn)行說明。首先，從納米碳生成裝置10內(nèi)的上游側(cè)，從噴霧噴嘴44經(jīng)由供給頭45連續(xù)或間 歇地、且均勻地進(jìn)行金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔顱的噴霧。由此，使其在加熱容器41內(nèi) 的圓錐狀板12上反應(yīng)而成長納米碳17。在加熱容器41內(nèi)的上部被噴霧的金屬催化劑粉混 合碳?xì)浠衔铮谂渲糜诩訜崛萜?1內(nèi)的圓錐狀板42上反應(yīng)而成長納米碳16。在上述加熱容器41內(nèi)的圓錐狀板42上或者上述加熱容器41內(nèi)面上部成長的生 成納米碳17，通過其自重從上述圓錐狀板42內(nèi)面向下游側(cè)飛散，剝離、飛散了的納米碳17’ 自然落下。作為微觀的納米碳的生成方式，在最佳溫度下，在上述圓錐狀板42的表面或者 上述加熱容器41內(nèi)面上部，所噴霧的金屬微粒和碳?xì)浠衔锓磻?yīng)，而生成并成長納米碳 17。與此同時(shí)，隨著納米碳的成長而進(jìn)行反應(yīng)的金屬微粒在空間上剝離，微量剝離的金屬微 粒分離。然后，重復(fù)從分離的金屬微粒生成并成長新的納米碳，由此具有加速度地生成并成 長納米碳，能夠大量合成純度高的納米碳。由于在短時(shí)間內(nèi)大量合成納米碳，所以在上述圓錐狀板42上或者上述加熱容器 41內(nèi)面上部成長到某一定厚度以上的納米碳束，通過其自重從上述圓錐狀板42的表面或 上述加熱容器41內(nèi)面上部剝離、成長并自然落下。此時(shí)，從上述圓錐狀板42的表面剝離的 金屬微粒，以及在納米碳中含有的金屬微粒極少。連續(xù)地重復(fù)如下情況，即以所噴霧的金屬 催化劑粉混合碳?xì)浠衔镏械慕饘俅呋瘎┓蹫楹?，噴霧到上述加熱容器41內(nèi)并分離的金 屬微粒和碳?xì)浠衔锓磻?yīng)而生成并成長納米碳。由此，在納米碳生成裝置10的上部，從供 給頭45經(jīng)由金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锓稚⒕W(wǎng)眼16，連續(xù)地持續(xù)進(jìn)行金屬催化劑粉混 合碳?xì)浠衔锏膰婌F。由此，連續(xù)重復(fù)如下情況，即在納米碳生成裝置內(nèi)及內(nèi)筒內(nèi)面上配置 的上述圓錐狀板42上重復(fù)反應(yīng)，而連續(xù)生成并成長納米碳。S卩，在納米碳生成裝置10內(nèi)及上述加熱容器41內(nèi)面的上述圓錐狀板42的表面 上，所噴霧的構(gòu)成金屬催化劑粉的催化劑粒子成為核。該催化劑粒子在高溫狀態(tài)下與所噴 霧的碳?xì)浠衔锓磻?yīng)，通過氣相成長法來生成并成長納米碳。納米碳生成裝置10內(nèi)面被均 勻地加熱，并且金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔镆脖痪鶆虻貒婌F。由此，能夠在納米碳生成裝 置10內(nèi)無不均、均勻地生成和成長納米碳。因此，即使不保持特殊的金屬基板等，僅通過供 給金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔铮湍軌蜷L時(shí)間穩(wěn)定地連續(xù)制造納米碳。如上所述，第十四實(shí)施方式構(gòu)成為，具備加熱容器41 ；圓錐狀板加熱電加熱器43，配置在該加熱容器41的外周部；供給頭45，配置在加熱容器41的上部側(cè)，向加熱容器 41內(nèi)進(jìn)行金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰婌F；以及生成納米碳排出噴嘴48，配置在加熱 容器41的下游側(cè)。此外，通過由供給頭45向加熱容器41內(nèi)連續(xù)地進(jìn)行金屬催化劑粉混合 碳?xì)浠衔锏膰婌F，使其在上述圓錐狀板42上或上述加熱容器41內(nèi)面上反應(yīng)而成長納米 碳，由上述排出噴嘴18排出成長的生成納米碳。因此，能夠以低成本高效地量產(chǎn)純度及穩(wěn) 定性高的高質(zhì)量的納米碳。根據(jù)第十四實(shí)施方式的發(fā)明，具有與第十三實(shí)施方式的發(fā)明相同效果。作為微觀的納米碳的生成方式為，在最佳溫度下，圓錐狀板42表面的金屬微粒和 碳?xì)浠衔锓磻?yīng)而生成并成長納米碳17。與此同時(shí)，隨著納米碳17的成長而進(jìn)行反應(yīng)的金 屬微粒在空間上剝離。然后，重復(fù)微量剝離的金屬微粒分離，從分離的金屬微粒生成并成長 新的納米碳17的情況。由此，具有加速度地生成并成長納米碳17，能夠大量合成純度高的 納米碳17。此外，由于在短時(shí)間內(nèi)大量合成納米碳17，所以在圓錐狀板上成長到某一定厚度 以上的納米碳17的束，通過其自重從圓錐狀板42剝離并自然落下。此時(shí)，從圓錐狀板表面 剝離的金屬微粒極少。在納米碳17剝離后，也連續(xù)重復(fù)如下情況，即圓錐狀板表面的金屬 微粒和碳?xì)浠衔锓磻?yīng)而生成并成長納米碳17。由此，從金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔镒?入噴嘴44向生成裝置10的上部連續(xù)或間歇地持續(xù)進(jìn)行金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰?霧。由此，連續(xù)重復(fù)如下情況，在配置于生成裝置10內(nèi)的圓錐狀板42上重復(fù)反應(yīng)而連續(xù)生 成并成長納米碳17。然而，當(dāng)圓錐狀板42的傾斜角度較小時(shí)，以圓錐狀板42上的金屬粒子為核而生成 納米碳，并在圓錐狀板42上側(cè)成長納米碳。成長的納米碳以從圓錐狀板12浮游的納米碳 的金屬粒子為核，在圓錐狀板42上的空間中進(jìn)一步重復(fù)成長。但是，由于成長的納米碳不 流向下方，所以成長的納米碳會溢出到生成裝置10內(nèi)。另一方面，當(dāng)圓錐狀板42的傾斜角度較大時(shí)，在圓錐狀板42上生成的納米碳，向 圓錐狀板42上側(cè)的空間成長某種程度。但是，成長的納米碳不能夠保持在圓錐狀板42上， 而容易立即流向下方。此外，阻礙以從圓錐狀板42剝離的金屬粒子為核的進(jìn)一步成長的重 復(fù)，納米碳的生成效率降低。為了避免該情況，圓錐狀板42的傾斜角度優(yōu)選為某種程度較 大的角度，例如30° 60°程度。其理由為，促進(jìn)納米碳在圓錐狀板42上成長，并且促進(jìn) 以從金屬催化劑粉剝離的金屬粒子為核而納米碳進(jìn)一步成長的重復(fù)，在納米碳成長到某種 程度的高度之后自然落下。此外，從加熱容器41上游側(cè)的注入噴嘴44連續(xù)噴霧的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠?合物，不需要連續(xù)地噴霧，從納米碳生成效率的觀點(diǎn)來看間歇地散布時(shí)比較良好。這是因 為，在從上方不進(jìn)行金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰婌F的時(shí)刻，會促進(jìn)金屬粒子從圓錐 狀金屬基板42的剝離。因此，根據(jù)與圓錐狀板42上的納米碳的成長狀況、從加熱容器41 內(nèi)流下的納米碳的份量、狀況等，適當(dāng)調(diào)節(jié)對金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔镞M(jìn)行噴霧的時(shí) 間間隔、不進(jìn)行噴霧的時(shí)刻、金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰婌F量、以及金屬催化劑粉和 碳?xì)浠衔锏幕旌媳嚷实?。并且，同心圓狀的具有某個(gè)傾斜角度地設(shè)置的圓錐狀板42，貼緊設(shè)置在能夠均勻 加熱表面溫度的電加熱器43上。因此，能夠?qū)A錐狀板42的表面溫度無不均、均勻地進(jìn)行加熱。當(dāng)圓錐狀板42的表面溫度存在不均時(shí)，在表面溫度較高的部位上，納米碳中的煤的 混入比率提高，在表面溫度較低的部位上，納米碳的成長率降低。如上所述，第十四實(shí)施方式構(gòu)成為，具備加熱容器41 ；配置在該加熱容器41內(nèi)的 圓錐狀板42 ；貼緊配置在該圓錐狀板42的外周側(cè)的電加熱器43 ；注入噴嘴44，配置在加熱 容器41的上部側(cè)，向加熱容器41內(nèi)進(jìn)行金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰婌F；以及排出噴 嘴47，配置在加熱容器41的下游側(cè)。因此，通過由注入噴嘴44向圓錐狀板42連續(xù)或間歇 地、均勻地進(jìn)行金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰婌F，由此使其在圓錐狀板上反應(yīng)而成長 納米碳17，并使成長的生成納米碳17從圓錐狀板42剝離，并由排出噴嘴47排出生成的納 米碳。因此，能夠以低成本高效地量產(chǎn)純度及穩(wěn)定性高的高質(zhì)量的納米碳。(第十五實(shí)施方式)圖9是本發(fā)明第十五實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的示意圖。另外，對 于與圖1、圖8相同的部件賦予相同符號而省略說明。圖中的符號51表示非活性氣體注入噴嘴。在該非活性氣體注入噴嘴51上連接有 非活性氣體供給頭52，從該非活性氣體供給頭52能夠如箭頭D所示那樣向圓錐狀板42間 歇地噴出非活性氣體。另外，雖然為了方便而未圖示，但在圖9中也與圖8同樣，從供給頭 45向圓錐狀板42的表面連續(xù)或間歇地、均勻地進(jìn)行金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰婌F。第十五實(shí)施方式的納米碳生成裝置10構(gòu)成為，圓錐狀板42表面溫度能夠均勻地 加熱，從該還原氣氛的生成裝置10內(nèi)的上游，從注入噴嘴44經(jīng)由供給頭45向表面溫度被 均勻加熱的圓錐狀板42上連續(xù)或間歇地、均勻地進(jìn)行金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰?霧。由此，在圓錐狀板42上，碳?xì)浠衔锖徒饘僭趫A錐狀板42上的任何位置都均勻地進(jìn)行 反應(yīng)，以金屬的微粒為核而使納米碳向圓錐狀板42上部的空間成長到某程度的高度。此 外，構(gòu)成為，從成長了的生成納米碳的圓錐狀板42上部，從非活性氣體噴嘴51經(jīng)由非活性 氣體供給頭52間歇地噴出非活性氣體。由此，將在圓錐狀金屬基板42的表面上成長了的 生成納米碳17組吹落，而使納米碳落下，并從生成裝置10的下游排出，而連續(xù)地制造納米 碳。微觀的納米碳的生成方式等與圖8的說明相同，而進(jìn)行省略。當(dāng)圓錐狀板42的傾 斜角度較小時(shí)，納米碳以圓錐狀板42上的金屬粒子為核而成長，納米碳向圓錐狀板42上側(cè) 成長。然后，以成長而從圓錐狀板42浮游的納米碳的金屬粒子為核，向圓錐狀板42上的空 間進(jìn)一步重復(fù)成長。但是，成長的納米碳不流向下方。因此，急劇成長的納米碳會溢出到生 成裝置10內(nèi)。但是，在圖9中，在圓錐狀板42上部，從非活性氣體噴嘴51間歇地噴出非活 性氣體。因此，通過將在圓錐狀板42的表面上成長的生成納米碳16組可靠地吹落，使生成 納米碳落下，并從生成裝置10的下游排出，而能夠連續(xù)地制造納米碳。然而，非活性氣體注入噴嘴51的位置設(shè)計(jì)成，從圓錐狀板42的表面離開，而僅對 成長到某個(gè)高度的納米碳組的上部側(cè)噴出非活性氣體。由此，能夠避免以下情況將剛從金 屬催化劑粉剝離不久而此后還有成長納米碳的余地的浮游金屬粒子直接排出，而阻礙重復(fù) 以從金屬催化劑粉剝離的金屬粒子為核的進(jìn)一步成長，納米碳生成效率下降。圓錐狀板42的傾斜角度如下地設(shè)計(jì)即可。即，首先，促進(jìn)納米碳在圓錐狀板42上 成長，并且促進(jìn)以從金屬催化劑粉剝離的金屬粒子為核的進(jìn)一步的納米碳的重復(fù)成長。接 著，在納米碳成長到某程度的高度之后噴出非活性氣體，使納米碳落下。由此，能夠設(shè)定為，比使以從金屬催化劑粉剝離的金屬粒子為核而成長的納米碳組通過自由落下而流下的角 度小。結(jié)果，與使以從金屬催化劑粉剝離的金屬粒子為核而成長的納米碳組通過自由落下 而流下的情況相比，能夠提高納米碳生成效率。此外，從生成裝置10內(nèi)的上游的注入噴嘴44連續(xù)進(jìn)行噴霧的金屬催化劑粉混合 碳?xì)浠衔?，不需要連續(xù)進(jìn)行噴霧。反而間歇地散布時(shí)的納米碳生成效率比連續(xù)噴霧時(shí)提 高。這是因?yàn)?，從上方不進(jìn)行金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰婌F的時(shí)刻，促進(jìn)在圓錐狀板 42上的金屬粒子從金屬催化劑粉的剝離。因此，根據(jù)圓錐狀板42上的納米碳的成長狀況、 從生成裝置10內(nèi)流下的納米碳的份量、狀況等，適當(dāng)調(diào)節(jié)對碳?xì)浠衔镞M(jìn)行噴霧的時(shí)間間 隔、不噴霧的時(shí)刻、碳?xì)浠衔锏膰婌F量以及金屬催化劑粉和碳?xì)浠衔锏幕旌媳嚷实取Ｍ膱A狀的具有某個(gè)傾斜角度地設(shè)置的圓錐狀板42，貼緊設(shè)置在能夠?qū)⒈砻鏈囟?均勻加熱的電加熱器43上。這是因?yàn)槟軌驘o不均、均勻地加熱圓錐狀板42的表面溫度。當(dāng) 在圓錐狀板42的表面溫度存在不均時(shí)，在表面溫度較高的部位上納米碳中的煤的混入比 率提高，在表面溫度較低的部位上納米碳的成長率降低。第十五實(shí)施方式構(gòu)成為，在加熱容器41的上部側(cè)不僅配置有注入噴嘴44及供給 頭45，還配置非活性氣體注入噴嘴51及非活性氣體供給頭52。由此，能夠設(shè)定為比使圓錐 狀板42上成長的納米碳組通過自由落下而流下的角度小。因此，與在圓錐狀板42上成長 的納米碳組通過自由落下而流下的情況相比，能夠提高納米碳生成效率。(第十六實(shí)施方式)圖10是本發(fā)明第十六實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的示意圖。另外，對 于與圖1、8、9相同的部件賦予相同符號而省略說明。圖中的符號53表示與非活性氣體供給噴嘴51連接的非活性氣體噴射頭。其構(gòu)成 為，能夠如箭頭C(C1、C2、C3)所示那樣，逐次改變非活性氣體從該非活性氣體噴射頭53向 金屬基板42噴出的位置。具體而言，例如圖10所示，以第一次為數(shù)字的括號1 (箭頭Cl)、 第二次為數(shù)字的括號2 (箭頭C2)、第三次為數(shù)字的括號3 (箭頭Ο)那樣改變噴出位置。另 外，為了方便而未圖示，但在圖10中也與圖8同樣，從供給頭45向金屬基板42的表面連續(xù) 或間歇地、均勻地進(jìn)行金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰婌F。第十六實(shí)施方式的納米碳生成裝置10構(gòu)成為，金屬基板42表面溫度能夠均勻地 加熱，從還原氣氛的納米碳生成裝置10內(nèi)的上游，從注入噴嘴44經(jīng)由供給頭45向表面溫 度被均勻加熱的金屬基板42上，連續(xù)或間歇地、均勻地進(jìn)行金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔?的噴霧。由此，在金屬基板42上，使金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锖徒饘僭诮饘倩?2上 的任何位置都均勻地反應(yīng)，能夠以金屬的微粒為核使納米碳向金屬基板42上部的空間成 長到某種程度的高度。此外，從金屬基板42上部，從非活性氣體噴嘴51對成長的生成納米 碳間歇地噴出非活性氣體。由此，成為如下的納米碳連續(xù)生成爐的方式通過將在金屬基板 42的表面成長的生成納米碳17組吹落，由此使納米碳落下并從生成裝置10的下游排出，由 此連續(xù)地制造納米碳。在該情況下，安裝非活性氣體供給頭52，該非活性氣體供給頭52從 圓錐狀板上部向成長的生成納米碳間歇地噴出非活性氣體，并逐次改變從該供給頭52向 金屬基板42噴出非活性氣體的位置。這樣，能夠改變位置地吹落在金屬基板42的表面上 成長的納米碳。由此，使納米碳落下并從生成裝置的下游排出，而連續(xù)地制造納米碳。由此，能夠避免在金屬基板42的表面上成長的納米碳一下子流向下方而納米碳排出部47堵塞，能夠使納米碳不堵塞地高效地流向下方。微觀的納米碳的生成方式等與圖8的說明相同，所以省略說明。當(dāng)金屬基板42的 傾斜角度較小時(shí)，在金屬基板42上以從金屬催化劑粉剝離的金屬粒子為核而生成納米碳。 然后，納米碳向金屬基板42上側(cè)成長，并以成長而從金屬基板42浮游的納米碳的金屬粒子 為核，向金屬基板42上的空間進(jìn)一步重復(fù)成長。但是，由于成長的納米碳不流向下方，所以 急劇成長的納米碳會溢出到生成裝置10內(nèi)。另一方面，在圖9中，在金屬基板42上部，從非活性氣體噴嘴51間歇地噴出非活 性氣體。因此，通過可靠地吹落在金屬基板42的表面上成長的生成納米碳17組，由此使生 成納米碳落下并從生成裝置10的下游排出，由此能夠連續(xù)地制造納米碳。非活性氣體噴嘴51的位置被設(shè)計(jì)成，從金屬基板42的表面離開，而僅對成長到某 個(gè)高度的納米碳組的上部側(cè)噴出非活性氣體。由此，能夠避免將在圓錐狀板42上剛從金屬 催化劑粉剝離不久而此后還有成長納米碳的余地的浮游金屬粒子直接排出。此外，能夠避 免以從金屬基板42剝離的金屬粒子為核的進(jìn)一步的重復(fù)成長被阻礙，納米碳生成效率下 降。金屬基板42的傾斜角度設(shè)計(jì)成與第十五實(shí)施方式的情況相同即可，結(jié)果能夠提高納米 碳生成效率。此外，從生成裝置10內(nèi)的上游的注入噴嘴44連續(xù)進(jìn)行噴霧的金屬催化劑粉混合 碳?xì)浠衔铮恍枰B續(xù)進(jìn)行噴霧。反而間歇地散布時(shí)的納米碳生成效率比連續(xù)噴霧的情 況提高。這是因?yàn)椋趶纳戏讲贿M(jìn)行金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰婌F的時(shí)刻，促進(jìn)納米 碳在金屬基板42上成長、進(jìn)而以從金屬基板42剝離的金屬粒子為核的進(jìn)一步成長。因此， 根據(jù)從金屬基板42的納米碳的成長狀況、從生成裝置10內(nèi)流下的納米碳的份量、狀況等， 適當(dāng)調(diào)節(jié)對金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔镞M(jìn)行噴霧的時(shí)間間隔、不進(jìn)行噴霧的時(shí)刻、金屬 催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰婌F量等。同心圓狀的具有某個(gè)傾斜角度地設(shè)置的金屬基板42，貼緊設(shè)置在能夠?qū)⒈砻鏈囟?均勻加熱的電加熱器13上。其理由如在第十五實(shí)施方式中所說明的相同。否則，在金屬基 板42的表面溫度較低的部位上，納米碳的成長率降低。第十六實(shí)施方式構(gòu)成為，在加熱容器41的上部側(cè)不僅配置注入噴嘴44及供給頭 45，還配置非活性氣體注入噴嘴51及非活性氣體噴射頭53，由此逐次改變從非活性氣體噴 射頭53向金屬基板42噴出非活性氣體的位置。由此，通過改變位置地吹落在金屬基板42 的表面上成長的納米碳，由此使納米碳落下并從納米碳生成爐的下游排出，而能夠連續(xù)地 制造納米碳。因此，能夠避免在圓錐狀板12的表面上成長的納米碳一下子流向下方而納米 碳排出部47堵塞的情況，能夠使納米碳不堵塞而高效地流向下方。(第十七實(shí)施方式)圖11是本發(fā)明第十七實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的示意圖。另外，對 于與圖1、8、9、10相同的部件賦予相同符號而省略說明。圖中的符號M表示納米碳刮落機(jī)構(gòu)。該刮落機(jī)構(gòu)M具備驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)馬達(dá)55 ； 通過該馬達(dá)55進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸56 ；以及由該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸56支持的生成納米碳刮落 棒(以下稱作刮落棒)57。刮落棒57從金屬基板42的表面離開若干間隔地配置，并沿著其 表面旋轉(zhuǎn)。另外，為了方便未圖示，但在圖11中也與圖8同樣，金屬催化劑粉混合碳?xì)浠?物從供給頭45連續(xù)或間歇地、均勻地噴霧到金屬基板42的表面上。
第十七實(shí)施方式的納米碳生成裝置構(gòu)成為，金屬基板42表面溫度能夠均勻地進(jìn) 行加熱，能夠從該還原氣氛的生成裝置10內(nèi)的上游，使金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔飶墓?給嘴44經(jīng)由碳?xì)浠衔锕┙o頭45，連接或間歇地、均勻地噴霧到表面溫度被均勻加熱的金 屬基板42上。由此，在金屬基板42上，使金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锖徒饘僭诮饘倩?42上的任何位置都均勻地反應(yīng)，以金屬的微粒為核使納米碳向金屬基板42上部的空間成 長到某種程度的高度。然后，通過納米碳刮落機(jī)構(gòu)M刮落在金屬基板的表面上成長的生成 納米碳。由此，使生成納米碳17落下并從加熱容器41的下游排出，由此連續(xù)地制造納米碳。微觀的納米碳的生成方式等與圖8 10的說明相同，予以省略。在金屬基板42的傾斜角度較小的情況下，如在第十六實(shí)施方式中所述的那樣，急 劇成長的納米碳會溢出到加熱容器41內(nèi)。另一方面，在圖11中，設(shè)置有刮落成長的生成納米碳的刮落機(jī)構(gòu)54。因此，通過使 刮落機(jī)構(gòu)M工作，刮落在金屬基板的表面上成長的納米碳而使生成納米碳17落下，并從加 熱容器41的下游排出，由此能夠連續(xù)地制造納米碳。上述刮落機(jī)構(gòu)M的刮落棒57的位置被設(shè)計(jì)為，從金屬基板42的表面離開，而僅 對成長到某個(gè)高度的納米碳組的上部側(cè)進(jìn)行納米碳刮落。由此，能夠避免如下情況將在剛 從金屬基板42上剝離不久的還有成長納米碳的余地的浮游金屬粒子直接排出，阻礙以從 金屬基板42剝離的金屬粒子為核的進(jìn)一步的重復(fù)成長，而納米碳生成效率下降。金屬基板 42的傾斜角度設(shè)計(jì)成與第十五實(shí)施方式的情況相同即可，結(jié)果能夠提高納米碳生成效率。此外，對于從加熱容器41內(nèi)的上游的注入噴嘴44連續(xù)進(jìn)行噴霧的金屬催化劑粉 混合碳?xì)浠衔锏目疾欤c在第十五實(shí)施方式中所述的相同。同心圓狀的具有某個(gè)傾斜角 度地設(shè)置的金屬基板42，貼緊設(shè)置在能夠?qū)⒈砻鏈囟染鶆蚣訜岬碾娂訜崞?3上。其理由與 在第十五實(shí)施方式所述的相同。否則，在金屬基板42的表面溫度較低的部位上，納米碳的 成長率降低。第十七實(shí)施方式構(gòu)成為，具備驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)馬達(dá)55 ；通過該馬達(dá)55進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動軸56 ；以及納米碳刮落機(jī)構(gòu)57，該納米碳刮落機(jī)構(gòu)57由被該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸56支持的 生成納米碳刮落棒26構(gòu)成。因此，通過刮落在金屬基板42的表面上成長的納米碳，由此使 生成納米碳17落下并從加熱容器41的下游排出，由此能夠連續(xù)地制造納米碳。此外，在第十四 第十七實(shí)施方式中，說明了將電加熱器用作為加熱源的情況，但 不限于此。即，也可以將對裝置、設(shè)施等的廢熱進(jìn)行利用的熱風(fēng)等用作為加熱源，實(shí)現(xiàn)納米 碳生成爐整體的效率、系統(tǒng)整體的效率化。此外，在上述第十四 第十七實(shí)施方式中，在設(shè)計(jì)上，優(yōu)選從注入噴嘴進(jìn)行噴霧的 流量對于碳納米管、碳纖維、碳納米線圈等納米碳的生成為最佳。例如，為了控制金屬催化 劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰婌F流量，而在向供給頭的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锕┙o配管 上設(shè)置流量計(jì)、流量調(diào)節(jié)閥?；蛘撸娼饘俅呋瘎┓刍旌咸?xì)浠衔锕┙o頭而設(shè)置金屬催 化劑粉混合碳?xì)浠衔飮婌F嘴，以便向金屬基板上無不均地散布金屬催化劑粉混合碳?xì)浠?合物。適當(dāng)實(shí)施上述方式。并且，在上述第十四 第十七實(shí)施方式中，在設(shè)計(jì)上，優(yōu)選使從非活性氣體注入噴 嘴進(jìn)行噴霧的流量，為對僅使成長的納米碳組流向下方為最佳的條件。例如，進(jìn)行適當(dāng)設(shè) 計(jì)，以使其設(shè)置位置、噴嘴形狀、噴嘴前端的噴霧的配置、形狀、非活性氣體散布流量、噴霧的時(shí)刻等適當(dāng)最佳。并且，在上述第十四 第十七實(shí)施方式中，納米碳生成爐為縱型方式，將注入噴 嘴、非活性氣體注入噴嘴設(shè)置在上部，將生成納米碳排出噴嘴設(shè)置在下部。但是，也可以使 其為橫型方式或傾斜設(shè)置方式，在由外部加熱源進(jìn)行加熱的還原氣氛的納米碳生成裝置 內(nèi)，在同心圓狀的內(nèi)筒內(nèi)面上貼緊配置金屬基板。這樣，通過對生成納米碳的排出方式等進(jìn) 行研究，能夠高效地連續(xù)地制造納米碳。(第十八實(shí)施方式)本發(fā)明第十八實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置與圖8的納米碳生成爐相 比，基本結(jié)構(gòu)相同，所以利用圖8進(jìn)行說明。第十八實(shí)施方式的納米碳生成裝置的特征在于，使金屬基板42的材質(zhì)為鐵，在連 續(xù)均勻地進(jìn)行金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰婌F的狀態(tài)下，將該金屬基板42的表面溫 度設(shè)定為550 700°C的范圍。第十八實(shí)施方式的納米碳生成裝置構(gòu)成為，金屬基板42的表面溫度能夠均勻加 熱，從該還原氣氛的加熱容器41內(nèi)的上游，使金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔飶墓┙o嘴44經(jīng) 由供給頭45，向表面溫度均勻地被加熱的金屬基板42上連續(xù)或間歇地均勻地進(jìn)行噴霧。然 后，在金屬基板42上，使金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锖徒饘僭诮饘倩?2上的任何位置 都均勻地反應(yīng)，以金屬的微粒為核使納米碳向金屬基板42上部的空間成長到某種程度的 高度。并且構(gòu)成為，使金屬基板42的材質(zhì)為鐵，在將金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔镞B續(xù)或 間歇地、均勻地進(jìn)行噴霧的狀態(tài)下，將該板42的表面溫度設(shè)定為550 700°C的范圍。優(yōu)選使該板42表面溫度盡量低，而能夠提高碳生成爐整體的效率。但是，通過發(fā) 明人到目前為止的試驗(yàn)研究，驗(yàn)證了如下情況使金屬基板42為鐵，即使不將該金屬基板 表面溫度提高到800°C以上，而設(shè)定在550 700°C的范圍內(nèi)，也能夠最有效率生成納米碳。根據(jù)第十八實(shí)施方式，通過構(gòu)成為，使金屬基板42的材質(zhì)為鐵，將該板42的表面 溫度設(shè)定在550 700°C的范圍內(nèi)，由此能夠使金屬基板42為廉價(jià)的鐵來生成納米碳。此 外，納米碳從金屬基板42上成長為某一定厚度以上而通過其自重從金屬基板42通過自然 落下而剝離，或者通過非活性氣體的噴吹、納米碳刮落機(jī)構(gòu)等來強(qiáng)制性地刮落。由此，落下 的納米碳流下到加熱容器41的下部，并從加熱容器41的下游排出，由此能夠連續(xù)地制造納 米碳。(第十九實(shí)施方式)本發(fā)明第十九實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置與圖8的生成裝置相比，基 本結(jié)構(gòu)相同，所以利用圖8進(jìn)行說明。在第十九實(shí)施方式的納米碳生成裝置中構(gòu)成為，金屬基板42的表面溫度能夠均 勻地加熱，通過在從該還原氣氛的加熱容器41內(nèi)的上游、從供給嘴44經(jīng)由供給頭45噴射 金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔镏斑M(jìn)行加熱，由此在氣體狀態(tài)下進(jìn)行噴霧，并向表面溫度 被均勻地加熱的金屬基板42上，連續(xù)或間歇地、均勻地以氣體狀態(tài)進(jìn)行金屬催化劑粉混合 碳?xì)浠衔锏膰婌F。由此，在金屬基板42上使噴霧的碳?xì)浠衔锖徒饘僭诮饘倩?2上 的任何位置都均勻地進(jìn)行反應(yīng)，并以金屬的微粒為核，使納米碳向金屬基板42上部的空間 成長到某種程度的高度。此外，金屬基板42在加熱容器41內(nèi)同心圓狀地具有某種傾斜角 度地設(shè)置，向上述金屬基板42的表面噴霧的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔?，在加熱容?1內(nèi)加熱并成為氣體狀態(tài)。因此，氣體狀態(tài)的碳?xì)浠衔锬軌虿皇菇饘倩?2的表面溫度下 降地、均勻地進(jìn)行噴霧。在該情況下，生成裝置10為縱向，使金屬基板42表面溫度成為對納米碳生成裝置 10的生成為最佳的溫度(550 700°C)的范圍。加熱容器41內(nèi)的上部通過上升氣流而成 為高溫氣氛。通過向該高溫氣氛中噴霧液體或氣體狀態(tài)的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔飦?進(jìn)行加熱，并成為氣體狀態(tài)。由此，氣體狀態(tài)的碳?xì)浠衔锵蚪饘倩灞砻婢鶆虻貒婌F而進(jìn) 行反應(yīng)，能夠在不降低金屬基板42表面溫度的情況下，高效地生成納米碳。第十九實(shí)施方式構(gòu)成為，預(yù)先在加熱容器41內(nèi)加熱向金屬基板42表面噴霧的金 屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔?，使其成為氣體狀態(tài)而向圓錐狀金屬基板表面連續(xù)進(jìn)行噴霧。 由此，在圓錐狀金屬基板表面的溫度不降低的情況下，促進(jìn)圓錐狀金屬基板表面上的納米 碳生成反應(yīng)，納米碳的生成速度加快，生成效率提高。此外，即使將電加熱器43的設(shè)定溫度 設(shè)定得較低，也能夠?qū)⒔饘倩?2保持在最佳范圍內(nèi)，還能夠使加熱容器41的加熱溫度下 降。因此，能夠在提高了納米碳生成效率的狀態(tài)下連續(xù)、穩(wěn)定地生成并回收納米碳。(第二十實(shí)施方式)本發(fā)明第二十實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置與圖8的生成裝置相比，基 本結(jié)構(gòu)相同，所以利用圖8進(jìn)行說明。第二十實(shí)施方式的納米碳生成裝置的特征在于，預(yù)先在加熱容器41內(nèi)加熱從注 入噴嘴44以液體狀態(tài)送到加熱容器41內(nèi)的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔?，使其成為氣體 狀態(tài)而向金屬基板表面連續(xù)噴霧。S卩，在第二十實(shí)施方式的納米碳生成裝置中，金屬基板42的表面溫度能夠均勻地 進(jìn)行加熱，使金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔飶倪€原氣氛的加熱容器41內(nèi)的上游，從供給嘴 44經(jīng)由供給頭45以液體狀態(tài)進(jìn)行噴霧，而使其在加熱容器41內(nèi)氣化，由此向表面溫度被均 勻地加熱的金屬基板42上連續(xù)或間歇地、均勻地進(jìn)行噴霧。由此，在金屬基板42上，使金屬 催化劑粉混合碳?xì)浠衔锖徒饘僭诮饘倩?2上的任何位置都均勻地進(jìn)行反應(yīng)，以金屬 的微粒為核，使納米碳向金屬基板42上部的空間成長到某種程度的高度。此外，金屬基板 42在加熱容器41內(nèi)同心圓狀、具有某種傾斜角度地設(shè)置，向上述金屬基板42的表面進(jìn)行噴 霧的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔?，在加熱容?1內(nèi)進(jìn)行加熱并成為氣體狀態(tài)。因此，氣 體狀態(tài)的碳?xì)浠衔锬軌蛟诓皇菇饘倩?2的表面溫度下降的情況下均勻地進(jìn)行噴霧。在該情況下，納米碳生成裝置10為縱向，將金屬基板42表面的溫度設(shè)定為對生成 裝置10的生成為最佳的溫度(550 700°C)的范圍。此外，加熱容器41內(nèi)的上部通過上 升氣流而成為高溫氣氛。能夠在不降低金屬基板的表面溫度的情況下高效生成納米碳的情 況，與在第十九實(shí)施方式所述相同。第二十實(shí)施方式構(gòu)成為，預(yù)先在加熱容易41內(nèi)加熱向金屬基板42的表面進(jìn)行噴 霧的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔铮蛊涑蔀闅怏w狀態(tài)而向金屬基板表面連續(xù)地噴霧。由 此，在金屬基板表面的溫度不下降的情況下，促進(jìn)金屬基板表面上的納米碳生成反應(yīng)，納米 碳的生成速度加快，生成效率提高。此外，即使將電加熱器43的設(shè)定溫度設(shè)定得較低，也能 夠?qū)⒔饘倩?2保持在最佳范圍，還能夠降低加熱容器41的加熱溫度。因此，能夠在提高 了納米碳生成效率的狀態(tài)下連續(xù)、穩(wěn)定地生成并回收納米碳。(第二十一實(shí)施方式)
圖12是本發(fā)明第二十一實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的示意圖。此外， 對于與圖1、8相同的部件賦予相同符號而省略說明。圖中的符號57表示用于將含有酸成分的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锵蛏裳b 置內(nèi)進(jìn)行噴霧的注入噴嘴。此外，符號58表示用于通過含有酸成分的金屬催化劑粉混合碳 氫化合物E的供給頭。另外，為了方便而未圖示，但在圖12中也出于與圖8同樣的考慮，從 供給頭58向金屬基板42的表面連續(xù)或間歇地、均勻地進(jìn)行含有酸成分液體(金屬催化劑 粉混合碳?xì)浠衔?的噴霧。圖12的納米碳生成裝置10的特征在于，向還原氣氛的加熱容器41內(nèi)的金屬基板 42的表面，以液體狀態(tài)向加熱容器41內(nèi)進(jìn)行含有酸成分的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔?的噴霧，使金屬的微粒容易從金屬基板42的表面腐蝕而剝離。由此，促進(jìn)金屬基板42的表 面上的反應(yīng)。S卩，第二十一實(shí)施方式的納米碳生成裝置構(gòu)成為，金屬基板42表面溫度能夠均勻 地進(jìn)行加熱，從該還原氣氛的加熱容器41內(nèi)的上游，使含有酸成分的金屬催化劑粉混合碳 氫化合物從供給嘴57經(jīng)由供給頭58進(jìn)行噴霧，而使金屬微粒容易從金屬基板42表面腐蝕 而剝離。由此，促進(jìn)金屬基板42表面上的反應(yīng)，以金屬的微粒為核，使納米碳向金屬基板42 上部的空間成長到某種程度高度。此外，向在加熱容器41內(nèi)同心圓狀、具有某種傾斜角度 地設(shè)置的金屬基板42表面進(jìn)行噴霧的碳?xì)浠衔?，在加熱容?1內(nèi)加熱并氣化而成為氣 體狀態(tài)。由此，氣體狀態(tài)的碳?xì)浠衔镌诓唤档徒饘倩灞砻娴臏囟鹊那闆r下被均勻地噴 霧。作為向金屬基板42的表面進(jìn)行噴霧的含有酸成分的碳?xì)浠衔?，能夠列舉通過 在乙醇、甲醇、生物乙醇、各種酒精、燈油等碳?xì)浠衔镉偷戎谢旌衔⒘康拇姿?、鹽酸等酸而 使其成為酸性的碳?xì)浠衔镆骸⑸镉偷人嵝缘奶細(xì)浠衔镆?。將這些碳?xì)浠衔镆汉臀?量的金屬催化劑粉進(jìn)行混合而以液體狀態(tài)進(jìn)行噴霧，使其在加熱容器41內(nèi)氣化。由此，能 夠向金屬基板42的表面連續(xù)均勻地噴霧金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锒蛊浞磻?yīng)，并生 成納米碳。第二十一實(shí)施方式構(gòu)成為，通過注入噴嘴57及供給頭58，預(yù)先在加熱容器41內(nèi)加 熱向金屬基板表面噴霧的含有酸成分的液體狀態(tài)的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔?，使其?為氣體狀態(tài)而向金屬基板42表面連續(xù)噴霧。因此，在金屬基板42的表面上，構(gòu)成金屬基板 42的催化劑粒子成為核，氣化了的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔镌诟邷貭顟B(tài)下進(jìn)行反應(yīng)。 由此，通過氣相成長法能夠更高效地生成并成長納米碳。此外，對于金屬基板42的表面，預(yù) 先在加熱容器41內(nèi)加熱乙醇、甲醇、醋酸、生物乙醇、生物油等液體狀態(tài)的碳?xì)浠衔?，?其成為氣體狀態(tài)而連續(xù)向金屬基板42的表面進(jìn)行噴霧。由此，在金屬基板42的表面溫度 不下降的情況下，促進(jìn)金屬基板42表面上的納米碳生成反應(yīng)，提高納米碳的生成效率。此 外，即使將電加熱器43的設(shè)定溫度設(shè)定得較低，也能夠?qū)⒔饘倩灞砻姹３衷?00 700°C 的范圍，能夠使納米碳連續(xù)生成裝置的加熱溫度下降。因此，能夠在提高了納米碳生成效率 下連續(xù)、穩(wěn)定地生成并回收納米碳。(第二十二實(shí)施方式)圖13是本發(fā)明第二十二實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的示意圖。另外， 對于與圖1、8、11相同的部件賦予相同符號而省略說明。
第二十二實(shí)施方式的納米碳生成裝置的特征在于，能夠調(diào)節(jié)金屬基板42的表面 和作為刮落機(jī)構(gòu)M的一個(gè)結(jié)構(gòu)的刮落棒57之間的間隙距離△ a、以及刮落棒57和驅(qū)動軸 56之間的角度θ。此外，為了方便而未圖示，但在圖13中也與圖8同樣，從供給頭45向金 屬基板42的表面連續(xù)或間歇地、均勻地噴霧金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔铩卩，在圖13的納米碳生成裝置10中，金屬基板42的表面溫度能夠均勻地進(jìn)行加 熱，用于刮落在金屬基板42上成長的生成納米碳的刮落機(jī)構(gòu)M的構(gòu)成為，使刮落棒57以 設(shè)置在加熱容器41內(nèi)的同心圓狀的金屬基板42的表面的中心軸為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并能夠 調(diào)節(jié)金屬基板42的表面和刮落棒57之間的間隙距離Δ a、以及刮落棒57和驅(qū)動軸56之間 的角度θ。上述刮落棒57構(gòu)成為，沿著加熱容器41內(nèi)的金屬基板42的內(nèi)面表面均勻地旋 轉(zhuǎn)。因此，能夠在不直接接觸金屬基板42的表面的情況下，僅刮落從金屬基板42成長的生 成納米碳17。在此，當(dāng)不使刮落棒57不直接接觸金屬基板42的表面、而僅刮落從金屬基 板42成長的生成納米碳17時(shí)，也會刮落金屬基板42的金屬微粒。結(jié)果，不僅在生成的納 米碳中混入金屬雜質(zhì)而降低納米碳的純度，而且金屬基板42的表面的金屬會被削掉，導(dǎo)致 納米碳的連續(xù)生成速度降低，納米碳生成效率降低。根據(jù)第二十二實(shí)施方式，在不刮取金屬基板42的表面的金屬微粒的情況下，定期 且強(qiáng)制性地使從金屬基板上成長到某一定厚度以上而未通過其自重從金屬基板42完全剝 離的生成納米碳17流下到加熱容器41的下部，并從加熱容器41的下游穩(wěn)定地排出，能夠 連續(xù)地制造納米碳。另外，作為調(diào)節(jié)金屬基板的表面和刮落棒之間的間隙距離Δ a、以及刮落棒和驅(qū)動 軸之間的角度θ的結(jié)構(gòu)，能夠列舉下面的例子。即，雖然未圖示，但是可以列舉在刮落棒的 臂部分上安裝螺栓，通過旋轉(zhuǎn)該螺栓來對間隙距離Δ a及角度θ進(jìn)行微調(diào)的例子。另外， 當(dāng)然可以對應(yīng)于納米碳生成裝置的設(shè)計(jì)來考慮各種結(jié)構(gòu)和方式。此外，在圖13中，對納米碳生成裝置為縱型方式、并將作為加熱源的電加熱器貼 緊配置在金屬基板外側(cè)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說明。但是，加熱源不限于電加熱器，也可以采用對裝 置、設(shè)施等的廢熱進(jìn)行利用的熱風(fēng)等，時(shí)限提高納米碳生成裝置整體的效率以及系統(tǒng)整體 的效率化。由此，能夠在不刮取金屬基板表面的金屬微粒的情況下，定期且強(qiáng)制性地使從金 屬基板上成長到某一定厚度以上而未通過其自重從金屬基板完全剝離的生成納米碳流下 到加熱容器的下部。因此，能夠從加熱容器的下游穩(wěn)定地排出，能夠連續(xù)地制造納米碳。(第二十三實(shí)施方式)本實(shí)施方式雖然未圖示，但是其特征在于，將圓錐狀的金屬基板的傾斜角θ設(shè) 定為，相對于水平方向呈30°。如在第十四實(shí)施方式中所述的那樣，該傾斜角θ優(yōu)選為 30° 60°的范圍。該理由如前面已說明的那樣，在小于30°時(shí)，成長的納米碳不流向下 方，成長的納米碳會溢出到加熱容器內(nèi)。此外，當(dāng)超過60°時(shí)，成長的納米碳不能保持在金 屬基板上，而容易立即流向下方，阻礙以從金屬基板剝離的金屬粒子為核的進(jìn)一步的重復(fù) 成長，納米碳的生成效率降低。(第二十四實(shí)施方式)圖14是本發(fā)明第二十四實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的示意圖。另外， 在與圖1、8相同的部件賦予相同符號而省略說明。
第二十四實(shí)施方式的納米碳生成裝置的特征在于，為了在連續(xù)或間歇地均勻地噴 霧金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏臓顟B(tài)下，能夠正確地設(shè)定到550 700°C的范圍內(nèi)，而具 備用于計(jì)測金屬基板42表面溫度的表面溫度計(jì)59。其中，符號60表示與該表面溫度計(jì)59 連接的熱電偶。此外，雖然為了方便而未圖示，但在圖14中也與圖8同樣，從供給頭45向 金屬基板42的表面連續(xù)或間歇地、均勻地噴霧金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔?。S卩，在第二十四實(shí)施方式的納米碳生成裝置中，能夠用熱電偶60正確地測定加熱 容器41內(nèi)的金屬基板42的表面溫度。其理由為，對加熱容器11內(nèi)的同心圓狀的金屬基板 42表面均勻地進(jìn)行加熱，并始終保持為對連續(xù)生成碳為最佳的溫度很重要。為此，僅計(jì)測 加熱容器41外側(cè)的加熱器溫度不足夠，正確地計(jì)測加熱容器41內(nèi)的金屬基板42的表面溫 度，并由此嚴(yán)密地控制加熱容器41內(nèi)的外側(cè)的加熱器溫度很重要。當(dāng)在連續(xù)均勻地進(jìn)行金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰婌F的狀態(tài)下，加熱容器41 內(nèi)的金屬基板42的表面溫度比550 700°C的范圍低時(shí)，不會生成納米碳。另一方面，當(dāng)其 表面溫度高于陽0 700°C時(shí)，會生成碳煤而不生成納米碳。因此，在連續(xù)均勻地進(jìn)行金屬 催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰婌F的狀態(tài)下，加熱容器41內(nèi)的金屬基板42的表面溫度正確 設(shè)定為550 700°C的范圍，成為提高納米碳的生成效率、生成純度的關(guān)鍵。因此，通過正 確地計(jì)測金屬基板42的表面溫度，并由此嚴(yán)密地控制加熱容器41內(nèi)的外側(cè)的加熱器溫度， 由此能夠提高納米碳的生成效率、生成純度。由此，能夠連續(xù)地制造高品質(zhì)的純度高的納米 碳。根據(jù)第二十四實(shí)施方式，構(gòu)成為，為了在連續(xù)或間歇地、均勻地進(jìn)行金屬催化劑粉 混合碳?xì)浠衔锏膰婌F的狀態(tài)下，能夠正確設(shè)定為550 700°C的范圍，而具備用于對金屬 基板42的表面溫度進(jìn)行計(jì)測的表面溫度計(jì)59。因此，通過嚴(yán)密地控制加熱容器41內(nèi)的外 側(cè)的加熱器溫度，由此能夠提高納米碳的生成效率、生成純度，能夠連續(xù)地制造高品質(zhì)的純 度高的納米碳。(第二十五實(shí)施方式)圖15是本發(fā)明第二十五實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的示意圖。另外， 對于與圖1、8、12相同的部件賦予相同符號而省略說明。第二十五實(shí)施方式的納米碳生成裝置的特征在于，在加熱容器41的外側(cè)設(shè)置用 于對該加熱容器41進(jìn)行加熱的電加熱器61，并均勻地保持加熱容器41內(nèi)的溫度。另外，為 了方便而未圖示，但在圖15中也出于與圖8同樣的考慮，從供給頭45向金屬基板42的表 面連續(xù)或間歇均勻地進(jìn)行酸成分含有液體的噴霧。第二十五實(shí)施方式的構(gòu)成為，在加熱容器41的外側(cè)設(shè)置了作為加熱源的電加熱 器61。由此，能夠均勻地保持加熱容器41內(nèi)的溫度，能夠提高納米碳的生成效率、生成純 度。因此，能夠連續(xù)地制造高品質(zhì)的純度高的納米碳。(第二十六實(shí)施方式)圖16是本發(fā)明第二十六實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的示意圖。另外， 對于與圖1、圖8、圖12相同的部件賦予相同符號而省略說明。第二十六實(shí)施方式的納米碳生成裝置的特征在于，其構(gòu)成為，在納米碳排出噴嘴 47上分別設(shè)置上部擋板62、下部擋板63，能夠在加熱容器41內(nèi)的溫度為一定、并成為在還 原氣氛的狀態(tài)下，使納米碳落到加熱容器外部。此外，為了方便而未圖示，但在圖16中也出于與圖8同樣的考慮，從供給頭45向金屬基板42的表面連續(xù)或間歇地均勻地進(jìn)行酸成分 含有液體的噴霧。S卩，通過在加熱容器41下部設(shè)置回轉(zhuǎn)閥等，也能夠穩(wěn)定地排出落到下部的生成納 米碳。在該情況下，為了提高與外部之間的密封性能，也在下部設(shè)置上下2級的雙重?fù)醢?(上部擋板62、下部擋板6 ，并在其下部設(shè)置納米碳回收容器48等來進(jìn)行回收。上部擋板62及下部擋板63的動作如下。首先，使上部擋板62、下部擋板63全閉。 接著，打開上部擋板62，在上部擋板62和下部擋板63之間蓄積生成納米碳。進(jìn)一步，使上 部擋板62全閉，打開下部擋板63。由此，在斷開了加熱容器41內(nèi)部和納米碳回收容器48 之間的連通的狀態(tài)下，回收生成納米碳。此外，優(yōu)選在上部擋板62和下部擋板63之間間歇 地注入非活性氣體，以便納米碳回收容器48內(nèi)的空氣不會混入加熱容器11內(nèi)。由此，能夠 進(jìn)行在設(shè)計(jì)應(yīng)用上逐次進(jìn)行、穩(wěn)定的納米碳排出。根據(jù)第二十六實(shí)施方式，通過成為在納米碳排出噴嘴47上分別設(shè)置了上部擋板 62、下部擋板63的結(jié)構(gòu)，可得到能夠穩(wěn)定可靠地進(jìn)行加熱容器41的納米碳排出的緊湊的納 米碳生成裝置。另外，在圖16中省略了回轉(zhuǎn)閥的設(shè)置。但是，也能夠在上下2級的雙重?fù)醢?上 部擋板、下部擋板)的上側(cè)或下側(cè)設(shè)置回轉(zhuǎn)閥。此外，加熱容器的內(nèi)部在運(yùn)行中必須確保還原氣氛，當(dāng)然應(yīng)該考慮用于充分確保 與外部的氣密性的密封結(jié)構(gòu)。(第二十七實(shí)施方式)圖17是本發(fā)明第二十七實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置所使用的圓錐狀 的金屬基板42的概略立體圖。另外，對于與圖8相同的部件賦予相同符號而省略說明。如圖17所示，使用鐵的純度高的(99. 5%以上)鐵板或含鐵的碳鋼的金屬基板42 的傾斜角θ，被設(shè)定為相對于水平方向呈30°。如在第八實(shí)施方式中所述的那樣，傾斜角 θ優(yōu)選為30° 60°的范圍。將傾斜角θ設(shè)為該范圍的原因如在第二十四實(shí)施方式中所 述那樣。根據(jù)第二十七實(shí)施方式，作為金屬基板42而使用鐵的純度高的鐵板或含鐵的碳 鋼，由此能夠在不使用鎳合金、白金等的貴金屬的情況下，以低成本簡單地生成高質(zhì)量的納 米碳。此外，鐵的純度高的鐵板或含鐵的碳鋼的制品規(guī)格統(tǒng)一。因此，能夠以低成本簡單高 效地量產(chǎn)始終穩(wěn)定的純度及穩(wěn)定性高的高質(zhì)量的納米碳。如以上說明的那樣，從金屬基板上成長到某一定厚度以上而通過其自重從金屬基 板剝離并自然落下的碳納米管、碳纖維、碳納米線圈等納米碳，流下到生成裝置的下部并從 生成裝置的下游排出，由此能夠連續(xù)地制造納米碳。此外，定期且強(qiáng)制性地使從金屬基板上 成長到某一定厚度以上而未通過其自重從金屬基板完全剝離的納米碳流下到生成裝置的 下部。由此，能夠從生成裝置的下游穩(wěn)定地進(jìn)行排出，能夠連續(xù)地制造納米碳。因此，能夠 以低成本簡單高效地量產(chǎn)純度及穩(wěn)定性高的高質(zhì)量的納米碳。(第二十八實(shí)施方式)參照圖18A、18B、18C。在此，圖18A是第二十八實(shí)施方式的納米碳生成裝置的整體 圖，圖18B是沿圖18A的X-X線的截面圖，圖18C是沿圖18A的Y-Y線的截面圖。此外，對 于與圖1、圖8相同的部件賦予相同符號而省略說明。
納米碳生成裝置10具備內(nèi)部為還原氣氛的縱向的加熱容器(內(nèi)筒)71。通過驅(qū)動 軸旋轉(zhuǎn)馬達(dá)而繞加熱容器71的中心軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的加熱爐刮落葉片旋轉(zhuǎn)軸(以下稱作旋轉(zhuǎn) 軸)72，設(shè)置在加熱容器71的內(nèi)部。在上述旋轉(zhuǎn)軸72上，與該旋轉(zhuǎn)軸72同心圓狀地、具有 傾斜角度地固定有多級的圓錐狀板73a。在上述加熱容器71的內(nèi)側(cè)固定有多級的圓錐狀 板73b。在此，圓錐狀板73a和圓錐狀板7 從下方或上方開始交替地配置。此外，一方的 圓錐狀板73a的斷面形狀為“八字狀”，另一方的圓錐狀板73b的斷面形狀為“反八字狀”。 即，圓錐狀板73a朝向外側(cè)向下傾斜，圓錐狀板7 朝向內(nèi)側(cè)向下傾斜。用于刮落生成的納米碳17的旋轉(zhuǎn)葉片75被設(shè)置為，在上述加熱容器71內(nèi)且在旋 轉(zhuǎn)軸72上位于上述圓錐狀板73b的上方。用于刮落生成的納米碳17的、截面為圓錐形狀 的固定葉片76被設(shè)置為，在加熱容器71的內(nèi)壁上位于上述圓錐狀板73a的上方。在加熱 容器71的外周部，作為用于對加熱容器內(nèi)進(jìn)行加熱的加熱源的加熱套77，配置在加熱容器 71的外周部。該加熱套77將對配置在加熱容器71外周部的裝置、設(shè)備等的廢熱進(jìn)行利用 的熱風(fēng)等作為加熱源。為了對加熱容器71的內(nèi)部進(jìn)行保溫，在加熱套77的外側(cè)配置有保 溫材料78。如上所述，將碳?xì)浠衔锖臀⒘考?xì)微金屬催化劑粉混合注入加熱容器71內(nèi)的注 入噴嘴44，配置在加熱容器71的上游側(cè)。對圓錐狀板73a、7!3b上所生成的納米碳17進(jìn)行 排出的排出噴嘴44，配置在加熱容器44的下游側(cè)。用于散布金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔?的散布噴嘴81，設(shè)置在上述旋轉(zhuǎn)軸72的上部。該散布噴嘴81與注入噴嘴44連接。對這種結(jié)構(gòu)的納米碳生成爐的動作進(jìn)行說明。金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔飶淖⑷雵娮?4經(jīng)由散布噴嘴81連續(xù)或間歇地進(jìn)行 噴霧。由此，使其在納米碳生成裝置10內(nèi)的加熱容器71內(nèi)配置的圓錐狀板73a、7!3b上，或 者在上述加熱容器71內(nèi)面上反應(yīng)，而成長納米碳17。在納米碳生成裝置10內(nèi)的上部被噴 霧的細(xì)微金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔铮诩{米碳生成裝置10內(nèi)的加熱容器71內(nèi)配置的 圓錐狀板73a、7!3b上，或者在上述加熱容器71內(nèi)面上反應(yīng)，由此在短時(shí)間內(nèi)大量合成納米 碳17。隨著納米碳17的成長而進(jìn)行反應(yīng)的細(xì)微金屬微粒在空間上剝離，微量地剝離的細(xì)微 金屬微粒分離。新的納米碳重復(fù)地從分離的細(xì)微金屬微粒重生成并成長，由此具有加速度 地生成并成長納米碳，能夠大量合成純度高的納米碳。從圓錐狀板73a、73b的表面剝離的細(xì)微金屬微粒，以及納米碳中含有的細(xì)微金屬 微粒極少。此外，以所噴霧的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔镏械慕饘俅呋瘎┓蹫楹?，?xì)微金 屬微粒和碳?xì)浠衔锓磻?yīng)而連續(xù)重復(fù)生成并成長納米碳。由此，通過將納米碳生成裝置10 的上部的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔飶淖⑷雵娮?4經(jīng)由散布噴嘴81連續(xù)持續(xù)地噴霧， 由此連續(xù)地重復(fù)在納米碳生成爐內(nèi)以及圓錐狀板73a、7!3b上重復(fù)反應(yīng)，連續(xù)生成并成長納 米碳。S卩，在納米碳生成裝置10內(nèi)、上述加熱容器71內(nèi)面的圓筒狀的容器材料、以及配 置在加熱容器內(nèi)的圓錐狀板73&、7北上，構(gòu)成細(xì)微金屬催化劑粉的催化劑粒子成為核。成 為核的催化劑粒子在高溫狀態(tài)下與所噴霧的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锓磻?yīng)，通過氣相 成長法生成并成長納米碳。納米碳生成裝置10內(nèi)面被均勻地加熱，并且碳?xì)浠衔镆脖痪?勻地噴霧。由此，能夠在納米碳生成裝置10內(nèi)無不均地、均勻地生成并成長納米碳。因此， 即使不保持特殊的金屬基板等，僅通過供給金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔?，就能夠穩(wěn)定地連續(xù)制造納米碳。另外，圓錐狀板73a、旋轉(zhuǎn)葉片75固定在旋轉(zhuǎn)軸72上。通過旋轉(zhuǎn)軸72進(jìn)行旋轉(zhuǎn)， 由此在圓錐狀板73a上成長的納米碳被固定葉片76刮落。此外，在圓錐狀板7 上成長的 納米碳，通過旋轉(zhuǎn)軸72進(jìn)行旋轉(zhuǎn)而被旋轉(zhuǎn)葉片75刮落并剝離，分別向下游側(cè)流下。然而，圓錐狀板73a、73b自身也可以具有催化劑的功能。例如，通過使圓錐狀板 73a、73b的材質(zhì)成鐵，也能夠使該圓錐狀板73a、73b自身具有催化劑功能。但是，在本發(fā)明 中，在加熱容器71的上游側(cè)配置有注入噴嘴79，該注入噴嘴79將碳?xì)浠衔锖臀⒘考?xì)微金 屬催化劑粉混合而向加熱容器71內(nèi)進(jìn)行噴霧，從此注入混合了細(xì)微金屬催化劑粉的金屬 催化劑粉混合碳?xì)浠衔?，注入的碳?xì)浠衔镏谢旌嫌形⒘考?xì)微金屬催化劑粉。因此，圓錐 狀板73a、7!3b不需要始終具有金屬催化劑的功能。向混合了該細(xì)微金屬催化劑粉的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔镏羞M(jìn)行混合的細(xì) 微金屬催化劑粉，是為了具有成為納米碳生成的核的功能，混合微量即可。細(xì)微金屬催化劑 粉與碳?xì)浠衔锵啾仁浅浞治⒘康乃?。?xì)微金屬催化劑粉在與碳?xì)浠衔锘旌蠒r(shí)，在碳 氫化合物為液體的情況下，例如向碳?xì)浠衔镆褐凶⑷胛⒘考?xì)微金屬催化劑粉，并使其攪 拌混合。由此，注入碳?xì)浠衔镆褐械募?xì)微金屬催化劑粉被充分均勻地?cái)U(kuò)散混合。作為混 合到碳?xì)浠衔镏械募?xì)微金屬催化劑粉的量，細(xì)微金屬催化劑粉相對于碳?xì)浠衔锏谋嚷?為1/10萬 1000萬程度的微小水平就足夠。尤其是在碳?xì)浠衔餅橐后w的情況下，是向 碳?xì)浠衔锏娜萜髦刑砑游⑿∷降募?xì)微金屬催化劑粉并均勻攪拌的程度就足夠。另外，當(dāng)細(xì)微金屬催化劑粉的添加量較多時(shí)，納米碳的生成量提高。但是，存在生 成納米碳中含有細(xì)微金屬催化劑粉、局部純度降低的問題。因此，優(yōu)選極力降低細(xì)微金屬催 化劑粉的添加比率，生成幾乎不含細(xì)微金屬催化劑粉的高純度的納米碳。即，根據(jù)碳?xì)浠?物原料的種類和進(jìn)行添加的細(xì)微金屬催化劑粉的種類的組合，辨別該組合條件下的最佳的 金屬催化劑粉添加比率很重要。由此，圓錐狀板73a、7!3b的材料為，即使圓錐狀板73a、73b自身不具有作為催化劑 的功能，只要是具有耐熱性、表面為某種程度光滑、不會熱變形的材質(zhì)就沒有問題。即，僅通 過供給金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔?，就能夠穩(wěn)定地生成納米碳。如上所述，根據(jù)第二十八實(shí)施方式，構(gòu)成為，具備加熱容器71 ；加熱套77，配置在 該加熱容器71的外周部；注入噴嘴79，配置在加熱容器71的上部側(cè)，向加熱容器71內(nèi)噴霧 金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔?；以及排出噴?7，配置在加熱容器71的下游側(cè)；向加熱容 器71內(nèi)、由注入噴嘴79經(jīng)由散布噴嘴81連續(xù)噴霧金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔铮纱耸?其在加熱容器71內(nèi)反應(yīng)而成長納米碳，并由上述排出噴嘴47排出成長的生成納米碳。因 此，能夠以低成本高效地量產(chǎn)純度及穩(wěn)定性高的高質(zhì)量的納米碳。此外，在圖18中，形成有流路，以使碳?xì)浠衔锖痛呋瘎┗旌蠂婌F流體，在加熱容 器71內(nèi)多級配置的各圓錐狀板73a、7!3b上，朝向外側(cè)下方傾斜、朝向內(nèi)側(cè)下方傾斜等相互 不同地流動。由此，在圓錐狀板73a、7!3b上生成并分離的納米碳，通過自由落下和旋轉(zhuǎn)軸72 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的強(qiáng)制落下的影響，而流下到下游側(cè)。流下的納米碳被排出到配置在加熱容器71 下游側(cè)的排出噴嘴47。另外，在第二十八實(shí)施方式中，對作為加熱源使用了加熱套77的情況進(jìn)行了說 明，加熱套77將對裝置、設(shè)施等的廢熱進(jìn)行利用的熱風(fēng)等作為加熱源，但不限于此。例如，也可以使用對裝置、設(shè)施等的廢熱進(jìn)行利用而進(jìn)行發(fā)電、利用該電進(jìn)行加熱的加熱電加熱 器等。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)納米碳制造裝置整體的效率、系統(tǒng)整體的效率化。此外，在設(shè)計(jì)上，優(yōu)選使經(jīng)由注入噴嘴79從散布噴嘴81進(jìn)行噴霧的流量，成為對 納米碳的生成為最佳。具體而言，為了控制碳?xì)浠衔锏膰婌F流量，可以適當(dāng)實(shí)施在向碳?xì)?化合物頭的碳?xì)浠衔锕┙o配管上設(shè)置流量計(jì)、流量調(diào)節(jié)閥。并且，從加熱容器71上游側(cè)的注入噴嘴44連續(xù)進(jìn)行噴霧的金屬催化劑粉混合碳 氫化合物，不需要連續(xù)進(jìn)行噴霧，間歇地散布時(shí)在納米碳生成效率的方面良好。這是因?yàn)椋?從上方不噴霧金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏臅r(shí)刻，促進(jìn)細(xì)微金屬粒子從圓錐狀板73a、 7 剝離。因此，根據(jù)圓錐狀板73a、7!3b上的納米碳的成長狀況、從加熱容器71內(nèi)流下的納 米碳的份量、狀況等，適當(dāng)調(diào)節(jié)噴霧碳?xì)浠衔锏臅r(shí)間間隔、不噴霧的時(shí)刻、金屬催化劑粉 混合碳?xì)浠衔锏膰婌F量、金屬催化劑粉和碳?xì)浠衔锏幕旌媳嚷实?。并且，在圖18中，納米碳生成裝置為縱型方式，注入噴嘴設(shè)置在上部，排出噴嘴設(shè) 置在下部。但是，也可以為橫型方式或者傾斜設(shè)置方式，并在由加熱套加熱的還原氣氛的納 米碳生成爐內(nèi)，在同心圓狀的內(nèi)筒內(nèi)面上貼緊配置金屬基板。如此，通過對生成納米碳的排 出方式等進(jìn)行研究，也能夠高效地連續(xù)制造納米碳。(第二十九實(shí)施方式)參照圖19。圖19是本發(fā)明第二十九實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的示 意圖。在此，沿圖19的X-X線的截面圖是圖18B，沿圖19的Y-Y線的截面圖是圖18C，所以 省略截面圖的記載。此外，對于與圖18相同的部件賦予相同符號而省略說明。在圖19中，旋轉(zhuǎn)軸72為中空，多個(gè)散布噴嘴81a、81b、81C、81d、81e、81f設(shè)置在旋 轉(zhuǎn)軸72上。混合了微量金屬催化劑粉的碳?xì)浠衔飶淖⑷雵娮?4注入，并經(jīng)由旋轉(zhuǎn)軸72 之中，而由向多個(gè)圓錐狀板73a、7!3b上進(jìn)行噴霧的散布噴嘴81a 81f連續(xù)或間歇地進(jìn)行 混合噴霧。從多個(gè)散布噴嘴81a 81f連續(xù)或間歇地進(jìn)行了混合噴霧的混合了微量金屬催化 劑粉的碳?xì)浠衔铮诟鲌A錐狀板73&、7北上生成并成長納米碳。然后，與在第二十八實(shí)施 方式中的說明同樣，首先，由注入噴嘴44連續(xù)或間歇地注入混合了細(xì)微金屬催化劑粉的金 屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔?，使其在各圓錐狀板73a、7;3b上反應(yīng)，以細(xì)微金屬催化劑粉為 核而成長納米碳。然后，通過旋轉(zhuǎn)軸72進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使成長的生成納米碳17從各圓錐狀板 73a,73b剝離，并由下游側(cè)的排出噴嘴47排出生成納米碳17。另外，圓錐狀板73a、旋轉(zhuǎn)葉片75固定在旋轉(zhuǎn)軸72上。通過旋轉(zhuǎn)軸72進(jìn)行旋轉(zhuǎn)， 在圓錐狀板73a上成長的納米碳被固定葉片76刮落并剝離，分別向下游側(cè)流下。此外，在 圓錐狀板7 上成長的納米碳通過旋轉(zhuǎn)軸72進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，由此被旋轉(zhuǎn)葉片75刮落并剝離，向 下游側(cè)流下。根據(jù)第二十九實(shí)施方式，在各圓錐狀板73a、7!3b上，混合了微量金屬催化劑粉的 碳?xì)浠衔镆酝粭l件直接噴霧到各圓錐狀板73a、7;3b上。因此，能夠更高效地連續(xù)制 造優(yōu)質(zhì)的納米碳，能夠從上述加熱容器的下游穩(wěn)定地排出在各多級金屬基板上生成的納米 碳。此外，還能夠在各圓錐狀板73a、7!3b上，連續(xù)或間歇地噴霧最佳條件的混合了細(xì)微金屬 催化劑粉的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔?。因此，能夠制造更多的?yōu)質(zhì)的納米碳。(第三十實(shí)施方式)
參照圖20。圖20是本發(fā)明第三十實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的示意 圖。在此，沿圖20的X-X線的截面圖是圖19B，沿圖20的Y-Y線的截面圖是圖19C，所以省 略截面圖的記載。此外，對于與圖18和圖19相同的部件賦予相同符號而省略說明。在圖20的納米碳生成裝置中，上述散布噴射器21 Qla 21f)具備如下機(jī)構(gòu)，該 機(jī)構(gòu)使催化劑混合碳?xì)浠衔锓謩e向多級配置的圓錐狀板73a、73b的上部間歇地噴出的 位置逐次改變。該機(jī)構(gòu)為，在圖20的(1)組的散布噴射器的噴出時(shí)，使圖20的( 組的散 布噴射器的噴出停止，在圖20的( 組的散布噴射器的噴出時(shí)，使圖20的(1)組的散布噴 射器的噴出停止。在圖20的情況下，在向朝下、朝上相互不同地配置的各圓錐狀板73a、73b 的上部分別間歇地噴出催化劑混合碳?xì)浠衔飼r(shí)，如下地進(jìn)行。即，按照如下順序噴出第 一次從散布噴射器21a、21c、21e (圖20中的(1)的位置)向朝下的圓錐狀板7 的上部，第 二次從散布噴射器21b、21d、21f (圖20中的O)的位置)向朝上的圓錐狀板73a的上部， 之后的第三次從與第一次同樣的散布噴射器21a、21c、21e向朝下的圓錐狀板73b的上部。第三十實(shí)施方式為，在各圓錐狀板73a、7!3b上，在混合了微量金屬催化劑粉的碳 氫化合物在同一條件下直接向各圓錐狀板73a、7!3b上進(jìn)行噴霧時(shí)，不是同時(shí)直接向各圓錐 狀板73a、7!3b上進(jìn)行噴霧。即，使向各圓錐狀板73a、7!3b上直接噴霧的時(shí)刻錯(cuò)開，在納米 碳在各金屬基板上成長某種程度、成長的納米碳被固定葉片76刮落的時(shí)刻，向各圓錐狀板 73a,73b上相互不同地直接噴霧。因此，能夠更高效地促進(jìn)各圓錐狀板73a、7!3b上的納米碳 的成長，能夠連續(xù)制造優(yōu)質(zhì)的納米碳，并能夠?qū)⒃诟鲌A錐狀板73a、7!3b上生成的納米碳穩(wěn) 定地從上述加熱容器71的下游排出。此外，能夠在各圓錐狀板73a、7!3b上，連續(xù)或間歇地 進(jìn)行最佳條件的混合了細(xì)微金屬催化劑粉的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰婌F。因此， 能夠制造更多的優(yōu)質(zhì)的納米碳。(第三十一實(shí)施方式)參照圖21A、21B。在此，圖21A是本發(fā)明第三十一實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生 成裝置的示意圖，圖21B是沿圖21A的X-X線的截面圖。其中，對于與圖18 圖21相同的 部件賦予相同符號而省略說明。圖中的符號82表示向旋轉(zhuǎn)軸72內(nèi)供給非活性氣體的非活性氣體注入噴嘴(非活 性氣體供給機(jī)構(gòu))。此外，沿著加熱容器71的內(nèi)壁配置有葉片旋轉(zhuǎn)軸83。在該葉片旋轉(zhuǎn)軸 83上，用于將生成的納米碳刮落的刮落葉片84，固定在該葉片旋轉(zhuǎn)軸83上。在此，葉片旋 轉(zhuǎn)軸82進(jìn)行轉(zhuǎn)動，直到其前端部從旋轉(zhuǎn)軸72側(cè)到位于加熱容器71的內(nèi)壁。刮落葉片84 配置成大致與圓錐狀板73a平行。另外，將上述葉片旋轉(zhuǎn)軸83及刮落葉片84統(tǒng)稱為刮取 機(jī)構(gòu)。第三十一實(shí)施方式為，在各圓錐狀板73a上成長了納米碳的時(shí)刻，從非活性氣體 注入噴嘴82間歇地噴出非活性氣體，由此改變其流量和噴出的朝向等。由此，能夠安全且 穩(wěn)定地吹落圓錐狀板73a表面的生成納米碳，能夠由下游側(cè)的排出噴嘴47排出生成納米碳。(第三十二實(shí)施方式)參照圖22。在此，圖22是本發(fā)明第三十二實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置 的示意圖。此外，沿圖22的X-X線的截面圖是圖21B，所以省略截面圖的記載。此外，對于 與圖18 圖21相同的部件賦予相同符號而省略說明。
在圖22的納米碳生成裝置中，非活性氣體注入噴嘴82具備如下機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)使得 從多級配置的圓錐狀板73a的上部分別間歇地噴出非活性氣體的位置逐次改變。即，按照 如下的順序噴出第一次從散布噴嘴81a、81c、81e向圓錐狀板73a的上部，第二次從散布噴 嘴81b、81d向圓錐狀板73a的上部，直呼的第三次從與第一次同樣從散布噴嘴81a、81c、81e 向圓錐狀板73a的上部。根據(jù)第三十二實(shí)施方式，在將非活性氣體直接噴出到各圓錐狀板73a上時(shí)，不是 同時(shí)直接噴出到各圓錐狀板73a上，而是使得直接噴出到各圓錐狀板73a上的時(shí)刻錯(cuò)開，在 納米碳在各金屬基板上成長某種程度、成長的納米碳被刮落葉片84刮落的時(shí)刻，相互不同 地向各圓錐狀板73a上直接噴出。因此，更高效地促進(jìn)各圓錐狀板73a上的納米碳的成長， 能夠連續(xù)地制造優(yōu)質(zhì)的納米碳，能夠從加熱容器71的下游穩(wěn)定地排出在各圓錐狀板73a上 生成的納米碳17。此外，由于還能夠以最佳條件向各圓錐狀板73a上噴出非活性氣體，所以 能夠更高效地制造優(yōu)質(zhì)的納米碳。(第三十三實(shí)施方式)參照圖23。在此，圖23是本發(fā)明第三十三實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置 的示意圖。此外，沿圖23的X-X線的截面圖是圖21B，所以省略截面圖的記載。此外，對于 與圖18 圖22相同的部件賦予相同符號而省略說明。圖23的納米碳生成裝置構(gòu)成為，在上述加熱容器內(nèi)配置對在上述多級金屬基板 表面上生成的納米碳進(jìn)行刮取的刮取機(jī)構(gòu)(在此為生成納米碳刮落葉片84)，通過該刮落 葉片84刮落在各圓錐狀板73a的表面上成長的納米碳。根據(jù)第三十三實(shí)施方式，在納米碳在各圓錐狀板73a上成長了某種程度的階段， 能夠通過刮落葉片84更高效地刮落成長的納米碳。另外，在圖23的情況下，刮落葉片84 以葉片旋轉(zhuǎn)軸83為中心軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在此，在各圓錐狀板73a緩慢旋轉(zhuǎn)時(shí)，刮落葉片84與 各圓錐狀板73a離開不直接接觸的程度地進(jìn)行刮落，由此能夠穩(wěn)定地刮落生成并成長的納 米碳。由此，通過從刮落后的納米碳的根部進(jìn)一步連續(xù)地成長納米碳，能夠更高效地制造優(yōu) 質(zhì)的納米碳。(第三十四實(shí)施方式)參照圖24。在此，圖M是本發(fā)明第三十四實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置 的示意圖。此外，沿圖MWX-X線的截面圖是圖21B，所以省略截面圖的記載。此外，對于 與圖18 圖23相同的部件賦予相同符號而省略說明。圖M的納米碳生成裝置構(gòu)成為，在運(yùn)行中也能夠?qū)Χ嗉壟渲玫膱A錐狀板73a的傾 斜角度進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠調(diào)節(jié)使生成的納米碳流下的量和時(shí)刻。圖M中的虛線部分73’是使 圓錐狀板73a從實(shí)線部分更加傾斜了的狀態(tài)。根據(jù)第三十四實(shí)施方式，在運(yùn)行中也能夠調(diào)節(jié)各圓錐狀板73a的傾斜角度，以使 混合了細(xì)微金屬催化劑粉的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔镆宰罴褩l件灑落到各圓錐狀板 73a上。因此，能夠簡單地看出納米碳的最佳成長速度，并且還能夠調(diào)節(jié)使生成的納米碳流 下的量和時(shí)刻。由此，能夠進(jìn)一步簡單地看出納米碳的最佳成長速度。此外，在納米碳在各圓錐狀板73a上成長了某種程度的階段，也能夠調(diào)節(jié)各圓錐 狀板73a的傾斜角度，所以從刮落后的納米碳的根部進(jìn)一步連續(xù)成長納米碳，由此能夠更 高效地制造優(yōu)質(zhì)的納米碳。
(第三十五實(shí)施方式)參照圖25A、25B、25C。在此，圖25A是本發(fā)明第三十五實(shí)施方式的縱型方式的納米 碳生成裝置的示意圖，圖25B是沿圖25A的X-X線的截面圖，圖25C是沿圖25A的Y-Y線的 截面圖。其中，對于與圖18 圖M相同的部件賦予相同符號而省略說明。圖25的納米碳生成裝置構(gòu)成為，在多級配置的各圓錐狀板73a、7!3b上分別設(shè)置缺 口部85，使在各圓錐狀板73a、7 上生成的納米碳從該缺口部85流下。此外，缺口部85形 成為，在一方的圓錐狀板73a上形成在旋轉(zhuǎn)軸72側(cè)，并且在另一方的圓錐狀板7 上形成 在加熱容器71的內(nèi)壁側(cè)，且沿著旋轉(zhuǎn)軸72的軸向重疊。在該第三十五實(shí)施方式中，在納米碳在各圓錐狀板73a、7!3b上成長了某種程度的 階段，通過固定葉片76刮落成長的納米碳。此時(shí)，固定葉片76刮落在各圓錐狀板73a、73b 上成長的納米碳，被刮落的生成納米碳從缺口部85流下到下部。因此，能夠使納米碳不殘 留在各圓錐狀板73a、7!3b上而從各金屬基板流下。然而，在圖25的情況下，旋轉(zhuǎn)軸72設(shè)置在納米碳生成裝置10的中心，并以該旋轉(zhuǎn) 軸12為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。此外，在各圓錐狀板73a、7!3b緩慢旋轉(zhuǎn)時(shí)，固定葉片76與各圓錐 狀板73a、7!3b離開不直接接觸的程度而進(jìn)行刮落，由此能夠穩(wěn)定地刮落生成并成長的納米 碳。由此，通過從刮落后的納米碳的根部進(jìn)一步連續(xù)地成長納米碳，能夠更高效地制造優(yōu)質(zhì) 的納米碳。 此外，在第三十五實(shí)施方式中，說明了分別形成在各圓錐狀板73a (或73b)上的缺 口部85的位置，形成為沿著旋轉(zhuǎn)軸72的軸向重疊的情況，但不限于此，例如也可以在加熱 容器的內(nèi)周方向上錯(cuò)開地形成。此外，也可以是僅在圓錐狀板73a或圓錐狀板73b的一方 上形成有缺口部的情況。(第三十六實(shí)施方式)參照圖26。在此，圖沈是本發(fā)明第三十六實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置 的示意圖。此外，圖沈的沿X-X線的截面圖為圖21B，所以省略截面圖的記載。此外，對于 與圖18 圖25相同的部件賦予相同符號而省略說明。圖沈的納米碳生成裝置構(gòu)成為，在多級圓錐狀板的各圓錐狀板72上，分別在與加 熱容器71之間的各圓錐狀板73a外側(cè)設(shè)置間隙部86，使催化劑混合碳?xì)浠衔飶膬?nèi)側(cè)中心 軸側(cè)流下，使生成的納米碳從間隙部86流下。此外，在圖沈中構(gòu)成為，將噴霧噴嘴87設(shè)置 成，能夠使碳?xì)浠衔锖痛呋瘎┗旌蠂婌F流體從圓錐狀板73a、葉片旋轉(zhuǎn)軸83側(cè)均勻地散 布到各圓錐狀板73a上，并以使生成的納米碳從各圓錐狀板73a外側(cè)流下的方式形成流路。 噴霧噴嘴36分別連接在各散布噴嘴81a Sle的前端。根據(jù)第三十六實(shí)施方式，通過從圓錐狀板73a、葉片旋轉(zhuǎn)軸83側(cè)散布催化劑混合 碳?xì)浠衔?，由此在各圓錐狀板73a上成長納米碳，使該各圓錐狀板73a朝向外側(cè)傾斜。因 此，在各圓錐狀板73a上成長的納米碳從形成在各圓錐狀板73a外側(cè)的流路流下，并從排出 噴嘴47排出。由此，散布的催化劑混合碳?xì)浠衔锏纳⒉挤较蚝蜕杉{米碳的流下方向一 致。因此，能夠促進(jìn)各圓錐狀板73a上的納米碳的生成，并且能夠穩(wěn)定地排出在各圓錐狀板 73a上生成的納米碳。另外，由于生成的納米碳容易流下，所以可以考慮通過下面所述的手段實(shí)現(xiàn)生成 納米碳的穩(wěn)定流下的設(shè)計(jì)上的創(chuàng)意研究。即，能夠列舉如下手段使各圓錐狀板73a的傾斜角度變大，或者使加熱容器71內(nèi)面和各圓錐狀板73a外側(cè)之間的間隙變寬，而向該間隙中 間歇地噴射非活性氣體。由此，能夠促進(jìn)納米碳的生成，并且能夠穩(wěn)定地排出生成的納米碳，能夠更高效地 制造優(yōu)質(zhì)的納米碳。(第三十七實(shí)施方式)參照圖26。其中，對于與圖18 圖25相同的部件賦予相同符號而省略說明。第三十七實(shí)施方式的納米碳生成裝置與第三十六實(shí)施方式的生成裝置相比，其不 同點(diǎn)在于，使各圓錐狀板73a的材質(zhì)為鐵，在連續(xù)均勻地噴霧金屬催化劑粉混合碳?xì)浠?物的狀態(tài)下，將該圓錐狀板73a的表面溫度設(shè)定為500 1200°C的范圍。其他結(jié)構(gòu)與第 三十六實(shí)施方式的生成裝置相同。優(yōu)選能夠使上述各圓錐狀板73a的表面溫度盡量低、提高納米碳生成裝置整體的 效率。但是，發(fā)明人等通過到目前為止的試驗(yàn)研究驗(yàn)證了以下情況使混合了微量金屬催化 劑粉的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏慕饘俅呋瘎┓蹫殍F，即使不將上述各圓錐狀板73a 的表面溫度提高到800°C以上，而通過設(shè)定為550 700°C的范圍內(nèi)，也能夠最高效地生成 高純度的碳納米管。但是，還驗(yàn)證了以下情況在碳?xì)浠衔镌现泻兴值那闆r或根據(jù)碳?xì)浠?物原料自身的種類不同，不將上述各圓錐狀板73a的表面溫度提高到1200°C左右，則不生 成高純度的碳納米管。根據(jù)第三十七實(shí)施方式，構(gòu)成為，將圓錐狀板73a的表面溫度設(shè)定為500 1200°C 的范圍。因此，無論是那種碳?xì)浠衔?，并且在來自生物的生物物質(zhì)、生物乙醇等液體碳?xì)?化合物原料中的水分變動的情況下，都能夠設(shè)定為適合該碳?xì)浠衔镌系淖罴褱囟葪l 件，能夠穩(wěn)定地生成高純度的碳納米管。(第三十八實(shí)施方式)參照圖26。其中，對于與圖18 圖25相同的部件賦予相同符號而省略說明。第三十八實(shí)施方式的納米碳生成裝置與第三十六實(shí)施方式的生成裝置相比，不同 點(diǎn)在于，在加熱容器71內(nèi)對向多級配置的圓錐狀板73a表面進(jìn)行噴霧的金屬催化劑粉混 合碳?xì)浠衔镞M(jìn)行加熱而使其成為氣體狀態(tài)，并在不降低各圓錐狀板73a表面溫度的情況 下，均勻地進(jìn)行噴霧。其他結(jié)構(gòu)與第三十六實(shí)施方式的生成裝置相同。在這種生成裝置10 中，噴霧的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔镏械臉?gòu)成金屬催化劑粉的催化劑粒子成為核。并 且，氣化了的碳?xì)浠衔镌诟邷貭顟B(tài)下進(jìn)行反應(yīng)，由此通過氣相成長法能夠高效地生成并 成長納米碳。根據(jù)第三十八實(shí)施方式的納米碳生成裝置，噴霧噴嘴87自身設(shè)置在生成裝置內(nèi) 的中心部，所以所注入的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锉粌?nèi)部氣氛溫度加熱。并且，將向加 熱容器71內(nèi)噴霧的在乙醇、甲醇、生物乙醇、各種酒精、燈油等碳?xì)浠衔镉偷戎谢旌狭宋?量金屬催化劑粉的液體狀態(tài)的碳?xì)浠衔铮A(yù)先在生成裝置內(nèi)加熱并使其成為氣體狀態(tài)， 而能夠連續(xù)地噴霧到各圓錐狀板73a表面。因此，在加熱容器71內(nèi)、各圓錐狀板73a表面 的溫度不會下降，而促進(jìn)加熱容器71內(nèi)的納米碳生成反應(yīng)，納米碳的生成速度加快，生成 效率提高。并且，即使將加熱套77的設(shè)定溫度設(shè)定得較低，也能夠保持加熱容器71內(nèi)的溫 度。因此，能夠使納米碳生成爐10的加熱溫度下降，在納米碳生成效率提高的狀態(tài)下，能夠連續(xù)、穩(wěn)定地生成并回收納米碳。另外，在第三十八實(shí)施方式中，對將液體的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔镞M(jìn)行加 熱而在氣體狀態(tài)下進(jìn)行噴霧的情況進(jìn)行了說明，但不限于此。即，也可以保持液體狀態(tài)地進(jìn) 行噴霧，在納米碳生成爐內(nèi)使噴霧的液體的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔餁饣纱耸蛊?在上述加熱容器71內(nèi)反應(yīng)。即，在該情況下，在向乙醇、甲醇、生物乙醇、各種酒精、燈油等 碳?xì)浠衔镉偷戎谢旌狭宋⒘拷饘俅呋瘎┓鄣囊后w狀態(tài)下，向生成裝置內(nèi)注入。然后，在向 納米碳生成爐10內(nèi)的圓錐狀板73a進(jìn)行噴霧時(shí)以液體狀態(tài)進(jìn)行了噴霧的液體的金屬催化 劑粉混合碳?xì)浠衔?，受到圓錐狀板73a上的熱的影響而立即氣化。此外，向金屬基板表面進(jìn)行噴霧的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔铮粌H以氣體狀 態(tài)進(jìn)行噴霧，也能夠以通過以液體狀態(tài)進(jìn)行噴霧而在加熱容器內(nèi)使其氣化、由此使其在各 金屬基板表面上反應(yīng)的方式來對應(yīng)。即，這是如下的方式使注入的金屬催化劑粉混合碳 氫化合物在葉片旋轉(zhuǎn)軸83內(nèi)流下的期間氣化，在向圓錐狀板73a噴霧時(shí)以氣體狀態(tài)進(jìn)行噴 霧。由此，能夠向加熱容器71內(nèi)的圓錐狀板73a上連續(xù)均勻地噴霧氣化了的金屬催化劑粉 混合碳?xì)浠衔锒蛊浞磻?yīng)，并生成納米碳。由此，與第三十八實(shí)施方式同樣，能夠高效地 生成并成長納米碳。并且，在圖沈的生成裝置中，也可以使向各金屬基板表面進(jìn)行噴霧的金屬催化劑 粉混合碳?xì)浠衔镆砸后w狀態(tài)向加熱容器71內(nèi)進(jìn)行噴霧，在該液體的金屬催化劑粉混合 碳?xì)浠衔镏泻兴岢煞帧Ｓ纱?，使金屬微粒容易從各金屬基板表面腐蝕而剝離。以下，對 各金屬基板表面上的反應(yīng)促進(jìn)進(jìn)行說明。即，本實(shí)施方式的生成裝置的基本結(jié)構(gòu)與圖沈的生成裝置相同。但是，本實(shí)施方 式的生成裝置的特征在于，使向還原氣氛的生成裝置內(nèi)進(jìn)行噴霧的、含有酸成分的金屬催 化劑粉混合碳?xì)浠衔镆砸后w狀態(tài)向納米碳生成爐內(nèi)進(jìn)行噴霧，使金屬微粒內(nèi)腐蝕而粒子 容易從金屬催化劑粉的表面剝離，由此促進(jìn)在加熱容器71內(nèi)的各圓錐狀板73a表面上的反應(yīng)。作為含有酸成分的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔铮缒軌蛄信e在通過向乙醇、 甲醇、生物乙醇、各種酒精、燈油等碳?xì)浠衔镉偷戎谢旌衔⒘看姿?、鹽酸等酸而使其為酸 性的碳?xì)浠衔镆褐谢旌狭宋⒘拷饘俅呋瘎┓鄣囊后w，或者在生物油等酸性的碳?xì)浠衔?液混合了微量金屬催化劑粉的液體。使這種含有酸成分的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔镆?液體狀態(tài)進(jìn)行噴霧，而使其在納米碳生成爐內(nèi)氣化，由此能夠向加熱容器71內(nèi)連續(xù)均勻地 噴霧金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锒蛊浞磻?yīng)，并生成納米碳。在圖沈的生成裝置中，向加熱容器71內(nèi)噴霧的液體狀態(tài)的含有酸成分的金屬催 化劑粉混合碳?xì)浠衔镌诟邷貭顟B(tài)下反應(yīng)，由此能夠通過氣相成長法而高效地生成并成長 納米碳。因此，在提高了納米碳生成效率的狀態(tài)下，能夠連續(xù)、穩(wěn)定地生成并回收納米碳。(第三十九實(shí)施方式)圖27A、27B是第三十九實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的說明圖，圖27A 是表示生成裝置的整體的示意圖，圖27B是圖27A的主要部分(虛線部分P)的局部放大圖。 另外，對于與圖18 圖沈相同的部件賦予相同符號而省略說明。圖27的納米碳生成裝置與第三十六實(shí)施方式的生成裝置(圖26)相比，不同點(diǎn)在 于，能夠在箭頭Y方向上，調(diào)節(jié)安裝在葉片旋轉(zhuǎn)軸83上的刮落葉片84的背面和安裝在旋轉(zhuǎn)軸72上的圓錐狀板73a的表面之間的間隙距離D。其他結(jié)構(gòu)與第三十六實(shí)施方式的生成裝 置相同。在圖27的情況下，在葉片旋轉(zhuǎn)軸83的下端部也安裝有刮落葉片88，通過使旋轉(zhuǎn)軸 83向箭頭Y方向移動，能夠調(diào)節(jié)間隙距離L。如上所述，刮落葉片84被設(shè)計(jì)為，與納米碳生成裝置10的加熱容器71內(nèi)的圓錐 狀板73a表面不直接接觸，僅刮落從圓錐狀板73a附近成長的納米碳。在此，刮落葉片84不 直接接觸加熱容器71內(nèi)的圓錐狀板73a表面，而僅對構(gòu)成金屬催化劑粉的催化劑粒子成為 核并成長的納米碳進(jìn)行刮落。這是為了避免附著在加熱容器71內(nèi)的圓錐狀板73a表面上 的金屬催化劑粉的金屬微粒也被刮落。當(dāng)附著在圓錐狀板73a表面上的金屬催化劑粉的金 屬微粒被刮落時(shí)，在生成的納米碳中混入金屬雜質(zhì)，納米碳的純度降低。此外，不僅如此，在 圓錐狀板73a表面上設(shè)置金屬的情況下，該金屬被削掉，導(dǎo)致納米碳的連續(xù)生成速度降低， 納米碳的生成效率降低。作為調(diào)整上述間隙距離D的結(jié)構(gòu)，對應(yīng)于生成裝置10的設(shè)計(jì)可以考慮以下所示的 各種結(jié)構(gòu)和方式。(1)對應(yīng)于對圓錐狀板73a表面進(jìn)行均勻刮取的結(jié)構(gòu)，將刮落葉片84的根部通過 螺栓89安裝在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸32上，通過使該螺栓89向箭頭Q方向旋轉(zhuǎn)，由此對臂長度H(旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動軸83的中心與刮落葉片84的邊緣部之間的距離)(參照圖27B)進(jìn)行微調(diào)的方法。(2)在刮落葉片84的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸83側(cè)設(shè)置刮落葉片84的安裝夾具(未圖示)， 通過調(diào)節(jié)該安裝夾具的設(shè)置高度，由此對臂長度H進(jìn)行微調(diào)的方法。根據(jù)第三十九實(shí)施方式的納米碳生成裝置，能夠在不刮取加熱容器71內(nèi)的圓錐 狀板73a表面附近的金屬微粒的情況下，定期且強(qiáng)制性地使從圓錐狀板73a表面上成長到 某一定厚度以上而未通過其自重從圓錐狀板73a表面完全剝離的納米碳流下到生成裝置 10的下部。因此，能夠從生成裝置10的加熱容器71下游穩(wěn)定地進(jìn)行排出，能夠連續(xù)地制造 納米碳。此外，如圖27所示，為了防止向刮落葉片84的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸83的下側(cè)(加熱容器 71的下側(cè))部分落下來的生成納米碳堆積并搭橋，而在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸83的下側(cè)設(shè)置有刮落葉 片88。因此，通過旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸83進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，能夠由刮落葉片88對生成裝置10下部的排出 噴嘴47附近表面，刮取落下而容易搭橋的生成納米碳。由此，能夠在刮取和刮落生成納米 碳的同時(shí)，有效地防止生成納米碳的排出搭橋。(第四十實(shí)施方式)第四十實(shí)施方式的縱型方式的納米碳生成裝置的特征在于，作為向加熱容器內(nèi)噴 霧的碳?xì)浠衔?，使用了將木質(zhì)材料等的生物材料進(jìn)行熱解而生成的生物油。在第四十實(shí)施方式的納米碳生成裝置中，作為納米碳生成的原料，不使用來自化 石資源的油(碳?xì)浠衔镉?，而使用將木質(zhì)類材料等的生物材料進(jìn)行熱解而生成的生物 油。由此，能夠抑制化石資源的使用、燃燒產(chǎn)生的CO2排出，并能夠在防止地球溫室化的同 時(shí)生成作為高功能碳的納米碳。另外，在第四十實(shí)施方式中，對作為噴霧的碳?xì)浠衔锸褂昧藢⒛举|(zhì)類材料等生 物材料進(jìn)行熱解而生成的生物油的情況。但是，不限于此，也可以使用以下的(1)、(幻的碳 氫化合物。(1)使將木質(zhì)材料等的生物材料進(jìn)行熱解而生成的生物油，成為除去生物油中的水分的碳成分較多狀態(tài)的結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔?。通過將這種狀態(tài)的碳?xì)浠衔锵蚣訜崛萜鲀?nèi)噴霧，由此能夠更高效地從生物原料 生成納米碳。(2)使將木質(zhì)材料等的生物材料進(jìn)行熱解而生成的生物氣體，成為除去生物氣體 中的水蒸汽成分的碳成分較多狀態(tài)的結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔?。在此，作為除去生物氣體中的水 蒸汽成分的方法，例如能夠列舉出通過提高熱解溫度來將水蒸汽成分轉(zhuǎn)換為氫成分的方 法；或者通過例如使用化學(xué)方法來將生物氣體中的水蒸汽成分吸附、分離、除去的方法。通過將這種狀態(tài)的碳?xì)浠衔锵蚣訜崛萜鲀?nèi)進(jìn)行噴霧，由此在使用將木質(zhì)類材料 等生物材料進(jìn)行熱解而生成的氣體來直接生成納米碳時(shí)，能夠更高效地從生物原料簡單地 生成納米碳。另外，作為除去生物氣體中的水蒸汽的方法，可以列舉出通過提高熱解溫度 來將水蒸汽成分轉(zhuǎn)換為氫成分的方法、改質(zhì)的方法、通過使用化學(xué)方法等來將生物氣體中 的水蒸汽成分吸收、分離、除去等方法。如上所述，通過組合上述方式，能夠從多種碳?xì)浠衔镌现懈咝У厣筛嗟?高質(zhì)量的納米碳。符號的說明10…納米碳生成裝置，11，71…加熱容器，12…金屬基板，13···電加熱器(加熱 源)，14，78…保溫材料，15，31，33，35…碳?xì)浠衔镒⑷雵娮欤?6…碳?xì)浠衔锓稚⒕W(wǎng)格， 17…生成納米碳，18···生成納米碳排出噴嘴，21···旋轉(zhuǎn)驅(qū)動軸，22···驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，23a、 23b···刮取葉片，24···刮取機(jī)構(gòu)，37···氫注入噴嘴，39，40，59…表面溫度計(jì)，41…上部擋板， 42…下部擋板，43，48…生成納米碳回收容器，44，58…注入噴嘴，45…供給頭，47…納米碳 排出噴嘴，51，82…非活性氣體注入噴嘴，52···非活性氣體供給頭，53···非活性氣體噴射頭， M…納米碳刮落機(jī)構(gòu)，57…刮落棒，73a、7!3b…圓錐狀板，75…旋轉(zhuǎn)葉片，76···固定葉片， 77…加熱套，81，81a 81f…散布噴嘴，83···葉片旋轉(zhuǎn)軸，84···刮落葉片。
權(quán)利要求
1.一種納米碳生成裝置，其特征在于，具備還原氣氛的加熱容器；加熱源，配置在該加熱容器的外周部；碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?，配置在上述加熱容器的上游?cè)，向加熱容器內(nèi)進(jìn)行碳?xì)浠衔?的噴霧；以及生成納米碳排出噴嘴，配置在上述加熱容器的下游側(cè)，在加熱容器的內(nèi)面上配置金屬基板，由碳?xì)浠衔镒⑷雵娮爝B續(xù)地進(jìn)行碳?xì)浠衔锏?噴霧，由此使其在金屬基板上反應(yīng)而成長納米碳，使成長的生成納米碳從金屬基板剝離，并 從上述排出噴嘴排出生成納米碳。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米碳生成裝置，其特征在于，上述加熱容器中配置有對在上述金屬基板表面上生成的納米碳進(jìn)行刮取的刮取機(jī)構(gòu)， 通過該刮取機(jī)構(gòu)刮落在金屬基板的表面成長的納米碳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米碳生成裝置，其特征在于，上述金屬基板的材質(zhì)為鐵，該金屬基板的表面溫度，在連續(xù)均勻地對碳?xì)浠衔镞M(jìn)行 噴霧的狀態(tài)下被設(shè)定在550 700°C的范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米碳生成裝置，其特征在于，向上述金屬基板表面噴霧的碳?xì)浠衔镌诩訜崛萜鲀?nèi)進(jìn)行加熱而成為氣體狀態(tài)，并在 不降低金屬基板表面的溫度的情況下被均勻地噴霧。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的納米碳生成裝置，其特征在于，使向上述金屬基板表面噴霧的碳?xì)浠衔镆砸后w狀態(tài)向加熱容器內(nèi)進(jìn)行噴霧，該液體 的碳?xì)浠衔镏泻兴岢煞郑菇饘傥⒘Ｈ菀讖慕饘倩灞砻娓g而剝離，由此促進(jìn)金屬 基板表面上的反應(yīng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的納米碳生成裝置，其特征在于，上述刮取機(jī)構(gòu)使刮取部件以加熱容器內(nèi)的金屬基板的表面的中心軸為中心旋轉(zhuǎn)，并且 能夠調(diào)節(jié)金屬基板的表面和刮取部件之間的間隙距離。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米碳生成裝置，其特征在于，在上述加熱容器的納米碳排出部設(shè)置有納米碳排出用的上下2級的雙重?fù)醢?，能夠?持加熱容器內(nèi)的溫度為一定、并為還原氣氛的狀態(tài)，將納米碳落到加熱容器外。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米碳生成裝置，其特征在于，代替上述碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?，具備碳?xì)浠衔锖痛呋瘎﹪婌F噴嘴，該碳?xì)浠衔锖?催化劑噴霧噴嘴將碳?xì)浠衔锖臀⒘拷饘俅呋瘎┓巯蚣訜崛萜鲀?nèi)進(jìn)行混合噴霧。
9.一種納米碳生成裝置，其特征在于，具備還原氣氛的加熱容器；金屬基板，在該加熱容器內(nèi)與該容器成為同心圓狀、具有傾斜角度地配置；加熱源，配置在該金屬基板的外周部；碳?xì)浠衔锖痛呋瘎┗旌蠂婌F噴嘴，配置在上述加熱容器的上游側(cè)，連續(xù)或間歇地將 碳?xì)浠衔锖臀⒘拷饘俅呋瘎┓巯蚣訜崛萜鲀?nèi)進(jìn)行混合噴霧；以及納米碳排出噴嘴，配置在上述加熱容器的下游側(cè)，通過由碳?xì)浠衔锖痛呋瘎┗旌蠂婌F噴嘴連續(xù)或間歇地進(jìn)行混合了金屬催化劑粉的 金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰婌F，由此使其在金屬基板上反應(yīng)而成長納米碳，使成長 的生成納米碳從金屬基板剝離，并從納米碳排出噴嘴排出生成納米碳。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的納米碳生成裝置，其特征在于，具備非活性氣體供給機(jī)構(gòu)，該非活性氣體供給機(jī)構(gòu)向在上述金屬基板表面上生成的納 米碳間歇地噴出非活性氣體，通過從上述金屬基板上部間歇地噴出非活性氣體，由此吹落 上述金屬基板表面的生成納米碳，并從納米碳排出噴嘴進(jìn)行排出。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的納米碳生成裝置，其特征在于，上述非活性氣體供給機(jī)構(gòu)具備使從上述金屬基板上部間歇地噴出非活性氣體的位置 逐次改變的機(jī)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的納米碳生成裝置，其特征在于，上述加熱容器中配置有對在上述金屬基板表面上生成的納米碳進(jìn)行刮取的刮取機(jī)構(gòu)， 通過該刮取機(jī)構(gòu)刮落在金屬基板的表面上成長的納米碳。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的納米碳生成裝置，其特征在于，向上述金屬基板表面噴霧的金屬催化劑粉混合碳?xì)浠衔?，不僅以氣體狀態(tài)進(jìn)行噴 霧，還以液體狀態(tài)進(jìn)行噴霧并使其在加熱容器內(nèi)氣化，由此使其在金屬基板表面上反應(yīng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的納米碳生成裝置，其特征在于，具備從上述加熱容器的外側(cè)進(jìn)行加熱的加熱機(jī)構(gòu)，能夠?qū)⒓訜崛萜鲀?nèi)的溫度均勻地保持。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的納米碳生成裝置，其特征在于，金屬基板是鐵的純度高的鐵板或含鐵的碳鋼。
16.一種納米碳生成裝置，其特征在于，具備加熱容器，為還原氣氛，并縱向設(shè)置；圓錐狀板，在該加熱容器內(nèi)與該容器成為同心圓狀、具有傾斜角度地配置有多級；加熱源，配置在該多級的圓錐狀板的外周部；碳?xì)浠衔锖痛呋瘎┗旌蠂婌F噴嘴，配置在上述加熱容器的上游側(cè)，向加熱容器內(nèi)進(jìn) 行碳?xì)浠衔锖臀⒘考?xì)微金屬催化劑粉的混合噴霧；以及納米碳排出噴嘴，配置在上述加熱容器的下游側(cè)，通過由上述碳?xì)浠衔锖痛呋瘎┗旌蠂婌F噴嘴進(jìn)行混合了細(xì)微金屬催化劑粉的金屬 催化劑粉混合碳?xì)浠衔锏膰婌F，由此使其在上述圓錐狀板上反應(yīng)而成長納米碳，使成長 的生成納米碳從圓錐狀板剝離，并從下游側(cè)的納米碳排出噴嘴排出生成納米碳。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的納米碳生成裝置，其特征在于，將多級配置的各圓錐狀板以成為朝向外側(cè)下方傾斜、朝向內(nèi)側(cè)下方傾斜的方式相互 不同地配置，并以使碳?xì)浠衔锖痛呋瘎┗旌蠂婌F流體沿著各圓錐狀板的朝向外側(cè)下方傾 斜、朝向內(nèi)側(cè)下方傾斜流動的方式形成流路。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的納米碳生成裝置，其特征在于，從上述碳?xì)浠衔锖痛呋瘎┗旌蠂婌F噴嘴向多級配置的各圓錐狀板分別間歇地進(jìn)行催化劑混合碳?xì)浠衔锏幕旌蠂婌F。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的納米碳生成裝置，其特征在于，還具備非活性氣體供給機(jī)構(gòu)，該非活性氣體供給機(jī)構(gòu)向在各圓錐狀板表面上生成的納 米碳間歇地噴出非活性氣體，通過從各金屬基板上部間歇地噴出非活性氣體，由此吹落各圓錐狀板表面的生成納米 碳，并從下游側(cè)的納米碳排出噴嘴排出生成納米碳。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的納米碳生成裝置，其特征在于，上述加熱容器中配置有對在各圓錐狀板表面上生成的納米碳進(jìn)行刮取的刮取機(jī)構(gòu)，通 過該刮取機(jī)構(gòu)刮落在各圓錐狀板的表面上成長的納米碳。
21.根據(jù)權(quán)利要求16所述的納米碳生成裝置，其特征在于，構(gòu)成為在運(yùn)行中也能夠調(diào)節(jié)多級配置的圓錐狀板的傾斜角度，并能夠調(diào)節(jié)使生成的納 米碳流下的量和時(shí)刻。
22.根據(jù)權(quán)利要求16所述的納米碳生成裝置，其特征在于，在多級配置的各圓錐狀板上分別設(shè)置缺口部，使在各圓錐狀板上生成的納米碳從該缺 口部流下。
23.根據(jù)權(quán)利要求16所述的納米碳生成裝置，其特征在于，以使碳?xì)浠衔锖痛呋瘎┗旌蠂婌F流體能夠從安裝各圓錐狀板的中心軸內(nèi)部均勻地 散布到各圓錐狀板上的方式設(shè)置噴霧嘴，并以使生成的納米碳從各圓錐狀板的外側(cè)流下的 方式形成流路。
24.根據(jù)權(quán)利要求16所述的納米碳生成裝置，其特征在于，上述圓錐狀板的材質(zhì)為鐵，該圓錐狀板的表面溫度，在連續(xù)均勻地噴霧金屬催化劑粉 混合碳?xì)浠衔锏臓顟B(tài)下被設(shè)定在500 1200°C的范圍。
25.根據(jù)權(quán)利要求16所述的納米碳生成裝置，其特征在于，向上述加熱容器內(nèi)噴霧的碳?xì)浠衔餅閷⑸锊牧线M(jìn)行熱解而生成的生物油。
全文摘要
一種納米碳生成裝置，其特征在于，具備還原氣氛的加熱容器(11)；加熱源，配置在該加熱容器的外周部；碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?15)，配置在上述加熱容器的上游側(cè)，向加熱容器內(nèi)進(jìn)行碳?xì)浠衔锏膰婌F；以及生成納米碳排出噴嘴(18)，配置在上述加熱容器的下游側(cè)；在加熱容器的內(nèi)面上配置金屬基板(12)，從碳?xì)浠衔镒⑷雵娮?15)連續(xù)地進(jìn)行碳?xì)浠衔锏膰婌F，由此使碳?xì)浠衔镌诮饘倩迳戏磻?yīng)而成長納米碳(17)，使成長的生成納米碳(17)從金屬基板(12)剝離，并從上述排出噴嘴(18)排出生成納米碳。
文檔編號C01B31/02GK102119120SQ20098013066
公開日2011年7月6日 申請日期2009年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月8日
發(fā)明者井手勝記, 小城和高, 杉山英一, 野間毅 申請人:株式會社東芝