JP4174865B2 - 黒鉛化電気炉 - Google Patents
黒鉛化電気炉 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4174865B2 JP4174865B2 JP23780898A JP23780898A JP4174865B2 JP 4174865 B2 JP4174865 B2 JP 4174865B2 JP 23780898 A JP23780898 A JP 23780898A JP 23780898 A JP23780898 A JP 23780898A JP 4174865 B2 JP4174865 B2 JP 4174865B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- carbon powder
- powder
- graphitized
- microwave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、連続的に黒鉛を製造することができる黒鉛化電気炉に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来より、カーボン粉末を不活性雰囲気下で約3000℃以上に加熱処理することにより、前記カーボン粉末を黒鉛化する人造黒鉛粉末製造法が工業化されている。この種の黒鉛粉末の製造には、アチソン炉等の黒鉛化電気炉が用いられており、コークスに通電して発生するジュール熱でカーボン粉末を間接的に加熱し黒鉛化するようにしている。一般的に、既存の黒鉛化電気炉は、バッチ式で黒鉛粉末の製造を行うようにしたものであったために生産性が悪く、連続的にカーボン粉末を加熱処理して黒鉛粉末を製造し得るような黒鉛化電気炉の開発が望まれていた。
【0003】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、連続的に黒鉛粉末を製造し得る実用性の高い黒鉛化電気炉の提供を目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、第1の手段として、マイクロ波が伝搬する導波管の一部に切欠部を設けると共に、無酸素状態のカーボン粉末が切欠部に臨む状態で連続的に移動するように設けるという手段を採用する。
第2の手段として、外導波管と内導波管とからなり、一端が終端された同軸導波管と、該同軸導波管の他端に設けられ、マイクロ波を同軸導波管内に放射するマイクロ波発生手段と、同軸導波管の一端から内導波管内にカーボン粉末を無酸素状態で連続的に充填挿入するカーボン粉末供給手段と、同軸導波管の他端近傍に設けられ、内導波管内の黒鉛化粉末を連続的に回収する黒鉛化粉末回収手段とからなり、前記同軸導波管の内導波管において、前記一端から他端近傍との間に切欠部を形成するという手段を採用する。
第3の手段として、上記各手段において、切欠部の周縁を非放電形状とするという手段を採用する。
第4の手段として、上記各手段において、導波管においてカーボン粉末に臨む部分に耐熱処理を施すという手段を採用する。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明に係わる黒鉛化電気炉の一実施形態について説明する。
【0006】
図1は、本実施形態の要部の構成を示すシステム構成図である。この図において、符号1は同軸導波管(導波管)、2はマイクロ波発生手段、3はカーボン粉末供給手段、4は黒鉛化粉末回収手段、5,6はシール手段である。
【0007】
同軸導波管1は、円筒状の外導波管1aと内導波管1bとから構成されている。外導波管1aは、内導波管1bの外周を取り囲むように、円筒状の内導波管1bに対して同軸状に設けられている。この同軸導波管1の一端、つまり外導波管1aと内導波管1bの一端は、図示するように短絡接続することにより終端されている。
【0008】
また、同軸導波管1は、図示するように屈曲部位1cにおいてL字状に屈曲するように形成されている。内導波管1bの上部側には、この屈曲部位1cと上記一端との間に切欠部1dが形成されている。この切欠部1dは、図示するように同軸導波管1の軸線方向を長辺方向とする長方形状とされている。
【0009】
この切欠部1dの周縁部1gは、図2のA−A’線断面図に示すように、非放電形状つまり角部を欠落させて放電現象が発生し難い形状とされている。また、同軸導波管1において、カーボン粉末Xに臨む部分つまり内導波管1bの内周面1eには、例えばカーボンやタングステン等がコーティングされて耐熱処理が施されている。
【0010】
さらに、内導波管1bの一端にはシール手段5が備えられ、該シール手段5を介してカーボン粉末Xがカーボン粉末供給手段3から連続的に充填挿入されるようになっている。一方、同軸導波管1の他端には、マイクロ波Mがマイクロ波発生手段2から放射されるようになっている。
【0011】
マイクロ波発生手段2は、数十kWかつ数GHz帯の高出力のマイクロ波Mを発生するものである。このマイクロ波Mの厳密な波長は、例えばカーボン粉末Xの形状に応じて設定されるようになっている。例えば、カーボン粉末Xは長径が20μmかつ短径が10μm程度の棒状粒子からなる粉体である。マイクロ波Mの波長は、このような形状のカーボン粉末Xを効果的に加熱する周波数に設定される。
【0012】
同軸導波管1の他端から同軸導波管1内に放射されたマイクロ波Mは、図示するように外導波管1aの内周表面に沿って伝搬し、終端された上記一端を経由して内導波管1bの外周表面に沿って伝搬して他端に戻る。このようなマイクロ波Mの伝搬に伴って外導波管1aの内周表面及び内導波管1bの外周表面には、周知のようにマイクロ波電流が流れることになる。本実施形態では、このような同軸導波管1におけるマイクロ波Mの伝搬に対して、上記一端をマイクロ波Mの反射を抑えるように愁嘆する等の手段によって、その伝搬損失が極力少なくなるように考慮されている。
【0013】
また、上記同軸導波管1において、上記他端近傍の屈曲部位1cにはシール手段6が装着された黒鉛化粉末回収孔1fが設けられている。同軸導波管1の一端から充填挿入されたカーボン粉末Xは、以下に説明するように切欠部1dを通過することにより加熱されて黒鉛化粉末Xaとされ、黒鉛化粉末回収手段4によって黒鉛化粉末回収孔1fから連続的に回収される。なお、上記シール手段5,6を設けること等により、同軸導波管1の内部は真空状態すなわち無酸素状態とされている。
【0014】
次に、このように構成された黒鉛化電気炉の動作について詳しく説明する。
まず、カーボン粉末Xはシール手段5を介して内導波管1b内に挿入され、かつ、黒鉛化粉末Xaは、シール手段6を介して内導波管1bの外部に回収されるようになっておいる。したがって、同軸導波管1の内部は真空雰囲気に維持されている。
【0015】
このような状態において、マイクロ波発生手段2から同軸導波管1に向けてマイクロ波Mが放射されると、内導波管1bに設けられた切欠部1dに臨むカーボン粉末Xにはマイクロ波電流が流れる。すなわち、マイクロ波Mによって内導波管1bの外周表面にはマイクロ波電流が流れるが、切欠部1dにおいては、導電性を有する内導波管1bの一部が欠落しているので、マイクロ波電流は、導電性物質であるカーボン粉末Xを介して流れることになる。
【0016】
したがって、局部的ではあるが、切欠部1dに臨むカーボン粉末Xは通電され、該通電によって自らが発生するジュール熱によって無酸素状態で加熱される。切欠部1dに臨んで徐々に黒鉛化粉末回収孔1fに向かって移送されるカーボン粉末Xは、マイクロ波電流によって加熱され、その温度が次第に上昇して約3000℃以上まで加熱される。なお、カーボン粉末Xはある程度の粘性を有しているため、切欠部1dにおいて外導波管1a側に漏れることなく、内導波管1b内を黒鉛化粉末回収孔1fに向かって移送される。
【0017】
ここで、切欠部1dの周縁部1gの形状は、上述したように非放電形状とされているので、切欠部1dにおける放電現象の発生が抑制される。この結果、カーボン粉末Xには確実にマイクロ波電流が流れて加熱される。放電が発生した場合、カーボン粉末Xにマイクロ波電流が流れなくなるので、カーボン粉末Xは十分に加熱されないことになる。
【0018】
また、切欠部1dの軸線方向の長さ(長辺の長さ)、切欠部1d近傍におけるカーボン粉末Xの移送速度、同軸導波管1内を伝搬されるマイクロ波Mの強度、マイクロ波Mの周波数等は、上記温度以上となるようにカーボン粉末Xを十分に加熱できるような値に設定される。
【0019】
カーボン粉末Xは、切欠部1dに臨んで移送される間の加熱によって黒鉛化粉末Xaに変質し、黒鉛化粉末回収手段4によって黒鉛化粉末回収孔1fから順次回収される。同軸導波管1の一端では、カーボン粉末供給手段3によって内導波管1b内に順次連続的にカーボン粉末Xが充填挿入されているので、カーボン粉末Xは、同軸導波管1へのマイクロ波Mの供給によって連続的に黒鉛化されて黒鉛化粉末Xaとなる。
【0020】
ここで、内導波管1bの内周面1eには上述した耐熱処理が施されているので、約3000℃という高温によって内導波管1bの損傷を防止することができる。したがって、黒鉛化炉本体としての同軸導波管1の寿命を実用上十分に確保することができる。
【0021】
また、本実施形態では、上記同軸導波管1におけるマイクロ波Mの伝搬損失を抑えるように考慮されているので、マイクロ波発生手段2によって同軸導波管1内に入射されたマイクロ波Mのエネルギーを効率良くカーボン粉末Xの加熱に利用することができる。したがって、本実施形態によれば、ランニングコストを低減し、生産性良く黒鉛化粉末Xaを製造することができる。
【0022】
なお、本発明には上記実施形態に限定されるものではなく、上述したような切欠部を複数設けることも考えられる。例えば断面形状が長方形状となるように内導波管を形成し、該内導波管の上側面(長面)に軸線に沿って複数の切欠部を並設することが考えられる。このような形状を採用することにより、より多くのカーボン粉末を切欠部に臨む状態とすることができるので、より多くのカーボン粉末を同時に加熱することができる。この結果、より品質の良いすなわちカーボン粉末の混入割合が極めて小さい黒鉛化粉末を製造することができる。勿論、上述した実施形態のように内導波管を円筒形状とし、軸線に沿って複数の切欠部を並設することも可能である。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係わる黒鉛化電気炉によれば、以下のような効果を奏する。
(1)マイクロ波が伝搬する導波管の一部に切欠部を設けると共に、無酸素状態のカーボン粉末が前記切欠部に臨む状態で連続的に移動するように設けるので、従来のバッチ式黒鉛化炉と異なり、連続的に黒鉛粉末を製造することができる。
(2)切欠部の周縁を非放電形状とするので、切欠部における放電現象に発生を抑制し、カーボン粉末により確実に通電することができる。したがって、効率良くカーボン粉末を加熱することができるので、より短時間で品質の良い黒鉛化粉末を製造することができる。
(3)導波管においてカーボン粉末に臨む部分に耐熱処理を施すので、加熱による導波管の損傷を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態の要部構成を示すシステム構成図である。
【図2】 本発明の一実施形態における同軸導波管の断面図である。
【符号の説明】
M……マイクロ波
X……カーボン粉末
Xa……黒鉛化粉末
1……同軸導波管(導波管)
1a……外導波管
1b……内導波管
1c……屈曲部位
1d……切欠部
1e……内周面(内導波管1bの内周面)
1f……黒鉛化粉末回収孔
1g……周縁部
2……マイクロ波発生手段
3……カーボン粉末供給手段
4……黒鉛化粉末回収手段
5,6……シール手段
Claims (4)
- マイクロ波が伝搬する導波管の一部に切欠部を設けると共に、無酸素状態のカーボン粉末が前記切欠部に臨む状態で連続的に移動するように設けることを特徴とする黒鉛化電気炉。
- 外導波管と内導波管とからなり、一端が終端された同軸導波管と、
該同軸導波管の他端に設けられ、マイクロ波を同軸導波管内に放射するマイクロ波発生手段と、
同軸導波管の一端から内導波管内にカーボン粉末を無酸素状態で連続的に充填挿入するカーボン粉末供給手段と、
同軸導波管の他端近傍に設けられ、内導波管内の黒鉛化粉末を連続的に回収する黒鉛化粉末回収手段とからなり、
前記同軸導波管の内導波管において、前記一端から他端近傍との間に切欠部を形成することを特徴とする黒鉛化電気炉。 - 切欠部の周縁を非放電形状とすることを特徴とする請求項1または2記載の黒鉛化電気炉。
- 導波管においてカーボン粉末に臨む部分に耐熱処理を施すことを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載の黒鉛化電気炉。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23780898A JP4174865B2 (ja) | 1998-08-24 | 1998-08-24 | 黒鉛化電気炉 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23780898A JP4174865B2 (ja) | 1998-08-24 | 1998-08-24 | 黒鉛化電気炉 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000072424A JP2000072424A (ja) | 2000-03-07 |
JP4174865B2 true JP4174865B2 (ja) | 2008-11-05 |
Family
ID=17020724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23780898A Expired - Fee Related JP4174865B2 (ja) | 1998-08-24 | 1998-08-24 | 黒鉛化電気炉 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4174865B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101437874B1 (ko) * | 2013-02-01 | 2014-09-05 | 포항공과대학교 산학협력단 | 마이크로웨이브를 이용한 흑연제조 방법 |
-
1998
- 1998-08-24 JP JP23780898A patent/JP4174865B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2000072424A (ja) | 2000-03-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100420352C (zh) | 产生极紫外辐射或软x射线辐射的方法和设备 | |
EP0694948B1 (en) | Magnetron and microwave oven | |
EP0214798B1 (en) | Method and apparatus for quickly heating a vacuum tube cathode | |
CN107396528B (zh) | 边耦合驻波加速管的制作方法、边耦合驻波加速管 | |
Smirnova et al. | Fabrication and cold test of photonic band gap resonators and accelerator structures | |
JP4174865B2 (ja) | 黒鉛化電気炉 | |
JPH01183432A (ja) | 石英ガラス管の加熱方法 | |
JP2002371365A (ja) | プラズマcvd装置 | |
JP2007303805A (ja) | 平板表示素子製造用熱処理炉、これを含む平板表示素子製造装置、その製造方法、およびこれを利用した平板表示素子 | |
JP3973100B2 (ja) | マイクロ波プラズマ発生方法およびその装置 | |
Likhachev et al. | Effect of electron beam velocity spread in a clinotron | |
CN102683135B (zh) | 天鹅绒复合阴极及其制备方法 | |
CN111501011B (zh) | 一种微波等离子体化学气相沉积设备及其制备方法 | |
JP3237320B2 (ja) | 高周波加熱装置 | |
US10491174B1 (en) | Multi-beam power grid tube for high power and high frequency operation | |
CN212066519U (zh) | 一种加热效果好的发热管及烹饪器具 | |
Schamiloglu | High power microwave sources: Where do we go from here? | |
CN101145483A (zh) | 磁控管阴极灯丝炭化处理方法 | |
JP2602991B2 (ja) | ダイヤモンド表面改質法 | |
GB2297190A (en) | Electron tubes with graphite coating to reduce multipactor dishcarge and diamond layer to conduct away heat | |
Kumar et al. | Review of progress in indigenous design, development & production of microwave vacuum-electronic devices | |
JPH01183436A (ja) | 石英ガラスの加熱方法 | |
CN116959934A (zh) | 一种碳纳米管冷阴极及制备方法 | |
KR100313380B1 (ko) | 전자레인지용 마그네트론의 음극부구조 | |
Litvak et al. | Development of 1MW output power level gyrotron for ITER ECRH system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050714 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080620 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080729 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080811 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110829 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110829 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120829 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120829 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130829 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |