KR100910382B1 - Production device of carbon nano-tube using fluidized bed of dispersing catalysts - Google Patents
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Abstract
본 발명은 탄소 나노튜브 합성 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 촉매를 분산시켜 유동층에서 탄소 나노튜브를 합성시에 수율을 향상시키는 탄소 나노튜브 합성 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a carbon nanotube synthesis apparatus, and more particularly, to a carbon nanotube synthesis apparatus for improving the yield when synthesizing carbon nanotubes in a fluidized bed by dispersing a catalyst.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 나노튜브 합성 장치는 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부, 반응가스와 촉매가 반응하여 탄소 나노튜브를 합성하는 반응 챔버, 반응 챔버 내에서 반응가스가 통과하는 복수의 홀을 구비한 분사판 및 분사판을 회전시켜 상기 분사판 위에 잔류하는 촉매를 분산시키는 회전부를 포함한다.Carbon nanotube synthesis apparatus according to an embodiment of the present invention is a reaction gas supply unit for supplying a reaction gas, a reaction chamber for reacting the reaction gas and the catalyst to synthesize the carbon nanotubes, a plurality of reaction gas passes in the reaction chamber And a rotating unit for rotating the spray plate having holes and dispersing the catalyst remaining on the spray plate.
탄소 나노튜브, 촉매 분산, 유동층 Carbon Nanotubes, Catalyst Dispersion, Fluidized Beds
Description
본 발명은 탄소 나노튜브 합성 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 촉매를 분산시켜 유동층에서 탄소 나노튜브를 합성시에 수율을 향상시키는 탄소 나노튜브 합성 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a carbon nanotube synthesis apparatus, and more particularly, to a carbon nanotube synthesis apparatus for improving the yield when synthesizing carbon nanotubes in a fluidized bed by dispersing a catalyst.
탄소 나노튜브(Carbon nano-tube)는 탄소원자 하나가 주위의 다른 탄소원자 3개와 결합을 하여 육각형 벌집무늬를 형성한다. 탄소 나노튜브는 전기적, 열적, 기계적 특성이 종래의 소자에 비하여 현저히 뛰어나 전계방출소자, 전기화학 및 에너지 저장, 초미세 메카트로닉스 시스템, 유기 및 무기 복합소재 등 다양한 산업분야에 응용될 수 있다.Carbon nanotubes form a hexagonal honeycomb pattern by combining one carbon atom with three other carbon atoms around it. Carbon nanotubes have excellent electrical, thermal, and mechanical properties compared to conventional devices, and can be applied to various industrial fields such as field emission devices, electrochemical and energy storage, ultra-fine mechatronic systems, and organic and inorganic composite materials.
이러한 탄소 나노튜브를 합성하는 방법으로는 레이저를 이용하여 금속과 흑연 가루가 일정 비율로 섞어 만든 시편을 기화시켜 합성하는 레이저 어블레이션(ablation)법, 직경이 다른 두 개의 탄소봉에 전압을 가하여 아크방전을 일으켜 합성하는 아크방전법(Arc discharge), 기체 상태의 원료가스를 반응기 안으로 주입하여 열이나 플라즈마에 의하여 탄소 나노튜브를 성장시키는 화학기상증착 법(Chemical vapor deposition; CVD), 액상 또는 기상의 탄화수소를 전이금속과 함께 가열된 반응관 안으로 공급하여 탄화수소를 분해시켜 기상상태에서 탄소 나노튜브를 생성하는 열분해법(Pyrolysis of hydrocarbon) 등이 있다.As a method of synthesizing such carbon nanotubes, a laser ablation method is performed by vaporizing a specimen made of a mixture of metal and graphite powder using a laser, and arc discharge by applying voltage to two carbon rods having different diameters. Arc discharge method to synthesize carbon dioxide, chemical vapor deposition (CVD) to grow carbon nanotubes by heat or plasma by injecting gaseous raw gas into the reactor, and hydrocarbon in liquid or gas phase Pyrolysis of hydrocarbon is supplied to a reaction tube heated with a transition metal to decompose hydrocarbons to produce carbon nanotubes in a gaseous state.
최근에 있어서, 탄소 나노튜브를 대량으로 합성하기 위하여 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 이 중에서도 기체 상태의 반응가스를 반응기 안으로 주입하고 열이나 플라즈마 등으로부터 에너지를 받게 되어 열분해 되고, 열분해된 라디칼과 촉매가 결합하여 탄소 나노튜브를 대량으로 합성하는 화학기상증착법이 대두되고 있는 실정이다.Recently, various attempts have been made to synthesize carbon nanotubes in large quantities. Among them, a chemical vapor deposition method for injecting a gaseous reaction gas into a reactor and receiving energy from heat or a plasma is thermally decomposed, and a thermally decomposed radical and a catalyst are combined to synthesize a large amount of carbon nanotubes.
다만, 화학기상증착법은 전이금속으로 박막이 된 기판에 촉매를 도포하여 반응가스와 결합하게 함으로써 촉매와 반응가스의 결합 면적이 반응기에서 노출된 부분에 한한다. 따라서, 촉매가 기판 위에 쌓여 있는 경우에는 윗부분에 위치한 촉매는 반응가스와 결합하는 접촉면이 있지만, 아래 부분에 위치한 촉매는 반응가스와 결합하는 접촉면이 거의 없어서 탄소 나노튜브의 합성을 저해할 수 있다.However, the chemical vapor deposition method is limited to the exposed portion of the bonding area of the catalyst and the reaction gas by applying a catalyst to the substrate thin film of the transition metal to combine with the reaction gas. Therefore, when the catalyst is stacked on the substrate, the upper catalyst has a contact surface for bonding with the reaction gas, but the lower catalyst has little contact surface for bonding with the reaction gas, thereby inhibiting the synthesis of carbon nanotubes.
이와 함께, 반응기의 높은 온도로 인하여 촉매의 뭉침 현상 또는 굳는 현상 등이 나타날 수 있다. 이는 대량으로 탄소 나노튜브를 합성하는데 있어 방해 요인이 되어, 이를 방지하면서 촉매로 하여금 반응가스와 접촉하는 면적 또는 시간 등을 늘리는 방안이 필요하다.In addition, due to the high temperature of the reactor, agglomeration or solidification of the catalyst may occur. This is an obstacle in synthesizing the carbon nanotubes in a large amount, and there is a need for a method of increasing the area or time for the catalyst to contact the reaction gas while preventing it.
따라서 촉매를 이용하여 탄소 나노튜브를 합성함에 있어서 촉매를 반응기에서 반응가스와 효율적으로 접촉하도록 하는 방안이 필요하다. Therefore, in synthesizing carbon nanotubes using a catalyst, a method for efficiently contacting the catalyst with a reaction gas in a reactor is needed.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 안출된 것으로서, 촉매를 분산시킴으로써 반응가스와의 반응을 촉진시키고 탄소 나노튜브의 합성시에 수율을 향상시키는 탄소 나노튜브 합성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a carbon nanotube synthesis apparatus that promotes a reaction with a reaction gas by dispersing a catalyst and improves the yield at the time of synthesizing carbon nanotubes.
이와 함께, 분말 형태의 촉매가 반응 챔버의 바닥 등에 쌓이는 것을 줄이고 반응 챔버내로 흩날리게 함으로써 탄소 나노튜브 합성을 효율적으로 할 수 있는 탄소 나노튜브 합성 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a carbon nanotube synthesizing apparatus capable of efficiently synthesizing carbon nanotubes by reducing the accumulation of powdered catalyst in the bottom of the reaction chamber or the like and scattering them into the reaction chamber.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 나노튜브 합성 장치는 반응가스를 공급하는 반응가스 공급부; 상기 반응가스와 촉매가 반응하여 탄소 나노튜브를 합성하는 반응 챔버; 상기 반응 챔버 내에서 반응가스가 통과하는 복수의 홀을 구비한 분사판; 및 상기 분사판을 회전시켜 상기 분사판 위에 잔류하는 촉매를 분산시키는 회전부를 포함한다.Carbon nanotube synthesis apparatus according to an embodiment of the present invention to achieve the above object is a reaction gas supply for supplying a reaction gas; A reaction chamber in which the reaction gas reacts with the catalyst to synthesize carbon nanotubes; An injection plate having a plurality of holes through which reaction gas passes in the reaction chamber; And a rotating unit rotating the spray plate to disperse the catalyst remaining on the spray plate.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태 로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Specific details of other embodiments are included in the detailed description and the drawings. Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, only the embodiments are to make the disclosure of the present invention complete, the general knowledge in the art to which the present invention belongs It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
본 발명에 따를 경우, 촉매와 반응가스의 접촉면적을 늘림으로써 탄소 나노튜브의 합성에 있어서 수율을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the yield can be improved in the synthesis of carbon nanotubes by increasing the contact area between the catalyst and the reaction gas.
촉매가 뭉치는 현상 또는 촉매가 바닥에 굳히는 현상을 줄임으로써 탄소 나노튜브의 합성에 있어서 촉매를 효율적으로 사용할 수 있다.The catalyst can be efficiently used in the synthesis of carbon nanotubes by reducing the agglomeration of the catalyst or the hardening of the catalyst on the bottom.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
본 발명의 바람직한 실시예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 나노튜브 합성 장치의 사시도를 보여주며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 나노튜브 합성 장치의 단면도를 보여준다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 나노튜브 합성 장치에서 분사판과 회전부를 보여주는 사시도이다.1 shows a perspective view of a carbon nanotube synthesis device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 shows a cross-sectional view of the carbon nanotube synthesis device according to an embodiment of the present invention. Figure 3 is a perspective view showing a jet plate and a rotating part in the carbon nanotube synthesis apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 나노튜브 합성 장치는 반응가스 공급부(100), 반응 챔버(200), 분사판(300), 회전부(400), 가열부(500) 및 촉매공급부(600)를 포함할 수 있다.1 and 2, the carbon nanotube synthesis apparatus according to an embodiment of the present invention is the reaction
반응 챔버(200)는 유동층에 의하여 탄소 나노튜브의 합성이 수행되는 공간을 제공한다. 반응 챔버(200)는 석영(Quartz) 또는 그라파이트(Graphite) 등과 같이 내열성 재질로 이루어진다. 반응 챔버(200)에서는 반응가스 공급부(100)에 의하여 공급된 반응가스가 반응 챔버(200) 내에서 유동층을 형성하면서 촉매와 반응을 활발히 일으키도록 한다. 반응가스는 반응 챔버(200) 내에서 유동을 이루면서 라디칼로 분해되고 분해된 라디칼들은 촉매와 반응하여 탄소 나노튜브가 합성된다.The
반응 챔버(200)는 탄소 나노튜브의 합성이 끝난 후에 반응 챔버(200) 내의 반응가스를 제거하기 위하여 가스 배기부(250)를 포함할 수 있다. 가스 배기부(250)는 안전을 위하여 배기되는 가스를 반응에 의하여 안전한 화합물로 변환시키는 가스 제거부(260)를 더 포함할 수 있다.The
반응가스 공급부(100)는 반응 챔버(200) 내로 반응가스를 공급한다. 반응가스 공급부(100)는 아세틸렌, 에틸렌, 메탄, 벤젠, 크실렌, 일산화탄소, 이산화탄소 중 하나 또는 이를 조합하여 사용될 수 있다. 반응가스 공급부(100)는 복수의 반응가스를 공급하기 위하여 복수의 가스탱크(120)를 구비할 수 있다. The reaction
반응가스 공급부(100)는 상기 반응가스를 공급하기 위하여 공급라인(110), 가스탱크(120), 밸브(125) 및 노즐부(130)를 포함할 수 있다. 가스탱크(120)는 반응가스를 저장하는 역할을 하며, 탄소 나노튜브의 합성을 위하여 복수의 반응 가스를 사용하는 경우에는 복수의 가스탱크(120)가 사용될 수 있다. 공급라인(110)은 가스탱크를 통하여 반응가스가 통과하는 경로를 제공한다. 노즐부(130)는 반응가스가 반응 챔버로 들어가는 입구가 된다. 노즐부(130)는 관 형상 또는 플레어(Flare) 형상 등이 되어 반응가스가 반응 챔버(200) 내부로 퍼지도록 할 수 있다. 밸브(125)는 가스탱크(120)에서 반응가스의 출입을 제어하여, 공급라인의 통로를 개폐할 수 있다.The reaction
반응가스 공급부(100)는 반응가스의 공급뿐만 아니라 탄소 나노튜브의 합성이 종료된 이후에는 아르곤 또는 질소와 같은 불활성 가스를 공급할 수도 있다.The reaction
분사판(300)은 복수의 홀(Hole; 310)을 포함하며 반응 챔버 내부에 장착된다. 분사판(300)은 반응가스 공급부(100)에 의해 공급된 반응가스를 반응 챔버(200) 내부로 균일하게 퍼지게 하는 역할을 한다. 이와 함께, 분사판(300)은 분사판 위에 뿌려지는 촉매를 임시로 머무르게 할 수 있다. 반응가스는 분사판(300)의 홀(310)을 통과하면서 분사판 위에 잔류하는 촉매를 끌어들여 반응 챔버 내부의 유동을 이루도록 한다. 분사판(300)은 회전부(400)의 작용에 의하여 회전할 수 있다. 분사판(300)은 일부분이 철 등의 자성체로 이루어질 수 있고, 또는 분사판(300)의 가장자리에 자석을 부착하여 회전부(400)의 자기력에 의하여 회전될 수 있다.The
분사판(300)은 반응 챔버(200) 내에서 분사판을 지지하는 지지부(325)와 분사판(300)의 회전을 가이드하는 슬라이드부(315)를 더 포함할 수 있다. 따라서 분사판(300)은 반응 챔버(200) 내에서 안착되어 있으면서, 외부에서의 분사판(300)을 회전시키는 작은 힘에 의하여도 회전될 수 있다.The
회전부(400)은 분사판을 회전시키는 역할을 한다. 회전부(400)는 복수의 홀(310)을 구비한 분사판(300)을 회전시켜 분사판(300) 위에 있는 촉매를 흩어지도록 한다. 촉매가 흩어짐에 의하여 촉매의 일부가 복수의 홀로 들어갈 수 있고, 홀에 들어간 촉매는 상기 홀을 통과하는 반응가스에 의하여 반응 챔버 내의 유동층을 따라 이동할 수 있다. 한편, 회전부(400)를 회전시키는 구성 요소는 다양한 수단에 의해 구현될 수 있다. 일례로서, 회전부(400)를 벨트 또는 체인 연결하고 모터 등의 구동력을 제공하는 요소에 의하여 회전부를 회전시킬 수 있다. 다른 예로서, 반응 챔버(200)의 외부면을 둘러싸서 배치된 회전부(400)에 톱니 형태의 문양을 새기고, 이에 맞물리도록 톱니와 구동력을 제공하는 요소에 의하여 회전부(400)를 회전시킬 수도 있다. The rotating
회전부(400)는 분사판(300)에 자기력을 가하여 분사판을 회전시킬 수 있다. 일 예로서, 도 3을 참조하면, 반응 챔버의 외부면에 N극과 S극이 교차하는 자석(410)을 배치할 수 있다. 따라서 반응 챔버 외부면에 N극과 S극이 교차된 자석(410)이 부착된 회전부(400)를 회전시킴으로써 내부에 위치한 분사판(300)을 회전시킬 수 있다. 이 때 분사판(300)에도 반응 챔버(200) 외부면에 위치하는 N극과 S극에 대응되는 S극과 N극의 자석(320)을 포함할 수 있다.The rotating
다른 예로서는 전자석에 의하여 분사판(300)을 회전시킬 수 있다. 전자석을 반응 챔버의 외부면에 작용하게 하여 분사판(300)을 회전시킬 수 있다. 분사판(300)의 외부면 부근에 영구자석을 배치하고, 반응 챔버의 외부면에서 전자석의 극을 순차적으로 변경함으로써 분사판(300)을 회전시킬 수 있다.As another example, the
가열부(500)는 반응 챔버(200)를 공정이 수행되는 공정 온도로 가열한다. 가열부(500)는 반응 챔버(200)를 감싸면서 전체적으로 열선(510) 또는 유도 코일 등에 의하여 반응 챔버를 가열할 수 있다. 가열부(500)는 반응 챔버(200)의 외벽을 감싸는 단열벽과 상기 단열벽 안쪽에 열선(510) 또는 유도 코일이 위치할 수 있다. 탄소 나노튜브의 합성시에는 대략 섭씨 500~1100 도 범위로 가열될 수 있다.The
촉매공급부(600)는 반응 챔버(200)에서 탄소 나노튜브의 합성을 위하여 촉매를 공급하는 역할을 한다. 촉매공급부(600)는 저장부(610) 및 공급관(620)을 포함할 수 있다. 공급관(620)은 분말 형태의 촉매가 지나가는 통로를 제공하며, 저장부(610)로부터 공급된 촉매를 분사판 위로 뿌린다. 저장부(610)는 분말형태의 촉매가 빈공간이 생기지 아니하도록 아래가 뾰족한 항아리 형태를 지니거나 저장부(610)의 가운데에 촉매를 휘저어주는 바람개비(615)를 포함할 수 있다. 또는 저장부(610)의 촉매가 벽면을 타고 미끄러지지 않는 경우를 대비하여 진동기(Vibrator; 미도시됨)에 의하여 저장부를 흔들 수도 있다.The
상기와 같이 구성되는 본 발명에 일 실시예에 따른 탄소 나노튜브 합성 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the carbon nanotube synthesis apparatus according to an embodiment of the present invention configured as described above are as follows.
먼저 반응 챔버(200)를 가열부(500)에 의하여 가열한다. 가열부(500)에 의하여 공정온도인 500~1100도(℃) 범위로 가열한다. 반응 챔버(200)의 내부 온도가 요구되는 공정온도에 도달하면 반응가스를 반응 챔버(200)에 공급한다. 반응가스의 공급과 함께 촉매공급부(600)에 의하여 촉매를 분사판(300) 위로 공급한다. 따라서 반응가스가 분사판(300)의 홀(310)을 통과하면서 반응 챔버(200)에서 유동층을 형 성한다. 반응가스는 분사판(300)의 홀(310)을 통과하면서 분사판(300) 위에 있는 촉매를 끌여들어 촉매와 함께 표류하면서 유동층을 형성할 수 있다. 반응가스는 반응 챔버(200) 내부의 고온의 열에 의하여 열분해 되어 라디칼로 분해될 수 있다. 분해된 라디칼들은 촉매와 반응하여 탄소 나노튜브를 합성하게 된다.First, the
도 4a는 분사판이 회전하지 않는 경우에 분사판 위에 쌓인 촉매를 보여주며, 도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 나노튜브 합성 장치에서 분사판이 회전하는 경우에서의 분사판 위에 쌓인 촉매를 보여준다.Figure 4a shows the catalyst accumulated on the injection plate when the injection plate does not rotate, Figure 4b shows the catalyst accumulated on the injection plate when the injection plate rotates in the carbon nanotube synthesis apparatus according to an embodiment of the present invention .
반응가스가 공급되어 반응 챔버(200) 내부에서 유동층을 형성될 때, 회전부(400)는 분사판(300)을 회전시킨다. 분사판(300)은 회전하면서 분사판(300) 위에 잔류하는 촉매의 이동을 유도한다. When the reaction gas is supplied to form a fluidized bed in the
도 4a를 참조하면, 분사판(300)이 회전하지 않는 경우에는 촉매가 분사판 위에 계속적으로 쌓일 수 있고, 쌓여진 촉매는 굳어짐으로 인하여 반응 챔버(200) 내에서 전혀 촉매의 역할을 하지 못할 수 있다. 하지만, 도 4b와 같이 분사판(300)을 회전시킴으로써 원심력에 의하여 촉매는 반응 챔버(200)의 벽면으로 이동될 수 있다. 촉매가 바깥으로 이동하면서 분사판의 홀로 이동할 수 있고, 분사판(300)의 홀(310)로 이동한 촉매는 홀을 관통하는 반응가스에 의하여 유동을 형성하게 된다. 이와 같이, 회전부(400)에 의하여 분사판을 회전시킴으로써 촉매가 분사판에 잔류하여 촉매가 굳어지거나 촉매가 쌓이는 현상을 줄일 수 있다. 촉매가 반응가스와 유동층을 형성함으로써 촉매와 반응가스의 접촉면을 넓게 함으로써 탄소 나노튜브를 대량으로 합성할 수 있다.Referring to FIG. 4A, when the
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소 나노튜브 합성 장치에 대한 사시도이다.5 is a perspective view of a carbon nanotube synthesis apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소 나노튜브 합성 장치는 반응가스 공급부(100), 반응 챔버(200), 분사판(300), 회전부(400), 가열부(500), 촉매공급부(600) 및 걸림부(350)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the carbon nanotube synthesis apparatus according to another embodiment of the present invention may include a reaction
탄소 나노튜브 합성 장치에서 반응가스 공급부(100), 반응 챔버(200), 분사판(300), 회전부(400), 가열부(500), 촉매공급부(600)에 대해서는 이미 자세히 설명하였으므로 생략하며, 걸림부(350)에 대하여 상술하기로 한다.In the carbon nanotube synthesis apparatus, the reaction
걸림부(350)는 분사판(300) 위에 잔류하는 촉매를 쓸어내는 역할을 한다. 걸림부(350)는 고정되어 있거나 또는 분사판(300)의 회전에 대하여 상대적으로 움직일 수도 있다. 예를 들어, 걸림부(350)가 반응 챔버(200)의 내벽에 고정되어 분사판(300) 윗면에 거의 근접하게 위치되는 경우에는 분사판(300)이 회전하면 잔류하는 촉매를 걸림부(350)에 의하여 이동시킬 수 있다. The catching
걸림부(350)는 분사판의 반경 정도의 길이를 가지는 막대 형태의 몸통부로 구성되거나, 상기 막대 형태의 몸통부에 빗자루 형식의 솔을 포함할 수도 있다. 걸림부(350)는 반응 챔버(200)에 하나 이상으로 고정되어 위치할 수 있다. 또는 걸림부(350)는 분사판(300)의 가운데에 일정한 크기의 직경을 가지는 홀이 형성되고, 상기 홀에 관통되어 위치하여 고정되어 분사판(300)의 회전에 대하여 고정된 걸림부는 촉매를 걸리게 하여 이동시킬 수 있다. The catching
상기와 같이 구성되는 본 발명에 다른 실시예에 따른 탄소 나노튜브 합성 장 치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the carbon nanotube synthesis device according to another embodiment of the present invention configured as described above are as follows.
도 6은 본 발명에 다른 실시예에 따른 탄소 나노튜브 합성 장치에서 걸림부의 작용을 보여준다. 걸림부(350)를 제외한 다른 구성요소에 의한 작용은 상술한 것과 동일하므로 생략하기로 하며, 걸림부(350)의 작용에 대하여 후술하기로 한다.Figure 6 shows the action of the locking portion in the carbon nanotube synthesis apparatus according to another embodiment of the present invention. Actions by other components except for the locking
도 6을 참조하면, 걸림부(350)는 분사판(300)위에 고정되어 있으며, 분사판(300)과 걸림부(350) 사이의 간격은 가능한 짧게 조정될 수 있다. 따라서 분사판(300)이 회전부(400)에 의해 회전하는 경우에 분사판(300) 위에 잔류하는 촉매는 걸림부(350)에 걸리게 된다. 따라서, 걸림부(350)에 걸린 촉매들은 밀려나게 되고, 밀려나면서 분사판(300)에 구비된 복수의 홀(310)로 이동할 수 있다. 밀려나는 촉매들이 홀(310)을 관통하는 반응 가스에 의하여 유동층을 형성하면서 반응 챔버(200)의 내부로 흩날리게 되며, 따라서 촉매와 반응 가스의 접촉면이 상대적으로 넓어지면서 탄소 나노튜브의 합성에 수율을 높일 수 있다.Referring to FIG. 6, the locking
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains have various permutations, modifications, and modifications without departing from the spirit or essential features of the present invention. It is to be understood that modifications may be made and other embodiments may be embodied. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 나노튜브 합성 장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a carbon nanotube synthesis apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 나노튜브 합성 장치의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a carbon nanotube synthesis apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 나노튜브 합성 장치에서 분사판과 회전부를 보여주는 사시도이다.Figure 3 is a perspective view showing a jet plate and a rotating part in the carbon nanotube synthesis apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 4a는 분사판이 회전하지 않는 경우에 분사판 위에 쌓인 촉매를 보여주는 도면이다.4A is a view showing catalysts stacked on a spray plate when the spray plate does not rotate.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 탄소 나노튜브 합성 장치에서 분사판이 회전하는 경우에서의 분사판 위에 쌓인 촉매를 보여주는 도면이다.Figure 4b is a view showing a catalyst stacked on the injection plate when the injection plate rotates in the carbon nanotube synthesis apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소 나노튜브 합성 장치에 대한 사시도이다.5 is a perspective view of a carbon nanotube synthesis apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명에 다른 실시예에 따른 탄소 나노튜브 합성 장치에서 걸림부의 작용을 보여주는 도면이다.6 is a view showing the action of the locking portion in the carbon nanotube synthesis apparatus according to another embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 설명** Description of the main parts of the drawings *
100: 반응가스 공급부 200: 반응 챔버100: reaction gas supply unit 200: reaction chamber
300: 분사판 400: 회전부300: injection plate 400: rotating part
500: 가열부 600: 촉매공급부500: heating unit 600: catalyst supply unit
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