JPH0638117Y2 - 炭素繊維製造装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は炭素繊維の製造装置に係り、特に反応管内に堆
積した炭素繊維を払い出すことにより、反応管内の反応
領域を確保し、反応効率、収率を高めることが可能な炭
素繊維製造装置に関する。

［従来の技術］ 炭素繊維は、従来からPAN系、ピッチ系のものが商業生
産されている。しかし、PAN系は高価であり、ピッチ系
はプロセスが複雑で品質の制御がむずかしいなどの致命
的な欠点がある。

これに対し、近年、触媒を用いて炭化水素の気相熱分解
によって直接的に繊維を形成する気相成長法が提案され
ている。気相成長法により得られる炭素繊維は、気相成
長炭素繊維と称され、その高アスペクト比を有する微細
な形態は、結晶性、配向性に優れていることも合せて、
各種構造材、機能材としての用途に極めて有利であるこ
とが予想される。

気相成長炭素繊維の製造方法としては、炭素化合物のガ
スとキャリアガスとの混合ガスを高温反応させる炭素繊
維の製造方法（流動気相法）が提案されている（特開昭
60-54998、60-54999、60-224816など）。

このような気相成長炭素繊維に用いる炭素繊維製造装置
として、上部に原料炭素化合物のガスやキャリアガスの
供給用配管が接続され、下部に炭素繊維回収槽が接続さ
れた反応管を有する竪型の炭素繊維製造装置が知られて
いる。

［考案が解決しようとする課題］ このような従来の炭素繊維製造装置により炭素繊維を製
造するにあたり、気相熱分解によって生成した炭素繊維
はキャリアガスに同伴されて反応管下部の回収槽に回収
されるが、一部は反応管の内壁に堆積する。そして、長
時間連続運転を行なうことにより、炭素繊維の反応管内
壁への堆積が進行し、正常な運転が阻害され、反応収率
が低下してくる。

このような反応管内壁への炭素繊維の堆積を防止する方
法として、反応管内のガス流速等を高めることにより炭
素繊維を反応管から排出することも考え得るが、ガス流
による排出では、十分な炭素繊維の払い出しを行なうこ
とができず、実用的な方法とはいえない。

本考案は上記従来の問題点を解決し、反応管から炭素繊
維を容易に払い出すことができ、反応管内壁への炭素繊
維の堆積を防止し、高い反応効率にて炭素繊維を高収率
で得ることができる炭素繊維製造装置を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本考案の炭素繊維製造装置は、上部に原料の供給用配管
が接続され、下部に炭素繊維回収槽が接続された反応管
を有する炭素繊維製造装置であって、反応管内に炭素繊
維払い出し部材が回転可能に設けられた炭素繊維製造装
置において、該払い出し部材は、回転軸と、該回転軸か
ら放射状に多段に延設された第１の支持部材と、該第１
の支持部材の先端部に上下方向に延在するように固着さ
れた第２の支持部材と、該第２の支持部材に固着されて
おり、該固着部と対向する辺縁部が前記反応管の内周面
とごくわずかのクリアランスを介して対面するように設
けられたかき出しプレートとを備えてなることを特徴と
する。

［作用］ 本考案の炭素繊維製造装置は、回転軸と、該回転軸から
放射状に多段に延設された第１の支持部材と、該第１の
支持部材の先端部に上下方向に延在するように固着され
た第２の支持部材と、該第２の支持部材に固着されてお
り、該固着部と対向する辺縁部が前記反応管の内周面と
ごくわずかのクリアランスを介して対面するように設け
られたかき出しプレートとを備える払い出し部材を有す
るため、該かき出しプレートを反応管内で回転させて反
応管内壁に付着した炭素繊維を機械的にかき取って払い
出すことができ、炭素繊維の反応管内壁への炭素繊維の
堆積を容易かつ確実に防止することができる。

［実施例］ 以下に図面を参照して本考案の実施例について説明す
る。

第１図は本考案の一実施例に係る炭素繊維製造装置を示
す断面図である。第２図は払い出し部材の斜視図であ
る。

本実施例の炭素繊維製造装置は、上部に原料、キャリア
ガス等の供給用配管２、下部に炭素繊維の回収槽３が接
続された、ヒータ４を有する反応管１と、この反応管１
の内壁からの炭素繊維払い出し装置とで主に構成され
る。

本実施例の炭素繊維払い出し装置は、炭素繊維のかき出
しプレート５、かき出しプレート５が支持部材6a、6bを
介して取り付けられた回転軸７、回転軸７の上端に取り
付けられたリング状マグネット7a、回転軸７の反応管１
からの突出部のカバー８、カバー８を介して回転軸７を
回転させるための回転駆動装置９を備えている。第２図
に示す如く、前記支持部材6bは回転軸７から放射方向に
多段に延設されており、その先端部に支持部材6aが固着
されている。該支持部材6aは上下方向に延在しており、
かき出しプレート５（5a〜5d）が互い違いとなるように
該支持部材6aに固着されている。このかき出しプレート
５は、平板に限らず、その全面又は1/3〜1/2面が金網と
されているものを用いることができる。

例えば、第２図中、２点鎖線で囲んだ領域には金網を取
り付けたものとすることができる。

回転軸７の下端は軸受7Aにより回収槽３の底部に枢支さ
れており、上部は軸受7Bにより反応管１の天井面部分に
枢支されている。なお、プレート５の外側の辺縁部が反
応管１の内周面とごくわずかのクリアランスを介して対
面するように支持部材6bの長さやプレート５の幅員が設
定されている。

前記回転駆動装置９は、回転用ベルト11を受けるプーリ
12を有する回転軸13、回転軸13を駆動させるための可変
速モータ14、前記カバー８にベアリング15を介して取り
付けられ、回転用ベルト11によりカバー８の周面を回転
するリング状マグネット16とで構成される。図中、17は
排ガスの排出口、17は軸受である。

この払い出し装置では、マグネット7a、16は周方向に磁
極が配列されており、マグネット16が回転すると、マグ
ネット7aも回転する。従って、モータ14を回転させる
と、回転軸13、プーリ12、ベルト11を介してマグネット
16が回転する。そして、回転軸７が回転し、かき出しプ
レート５が反応管１内で回転する。反応管１の内壁に付
着した炭素繊維は、かき出しプレート５によりかき取ら
れ、回収槽３に落下する。

このような炭素繊維製造装置において、かき出しプレー
ト５、支持部材6a、6b、回転軸７の材質としては陶磁
器、SSA-S等が好ましい。

このような炭素繊維製造装置により炭素繊維を製造する
には、供給用配管２より、原料炭素化合物及び触媒をキ
ャリアガスにより反応管１内に供給し、ヒータ４の加熱
により反応を生起させ、炭素繊維を生成させる。反応管
１内で生成した炭素繊維は、キャリアガスと共に回収槽
３に導入され捕集される。

この捕集方法は従来から知られている重力沈降法、電気
集塵法等の各種方法を採用することができる。排ガス
（キャリアガス）は排出管17より排出させる。

装置の運転を継続して行なうことにより、反応管１の内
壁に炭素繊維が付着、堆積してきたときには、原料炭素
化合物等の供給を停止すると共に、払い出し装置の回転
駆動装置９を作動させ、かき出しプレート５を反応管１
内にて回転させて、反応管１の内壁に付着、堆積した炭
素繊維を剥し取る。剥れた炭素繊維は回収槽３中に落下
する。

このようにして、反応管１内壁の炭素繊維を十分に除去
した後、再び原料炭素化合物等の供給を行ない、反応を
再開する。

なお、払い出し装置の作動に際して、反応を継続した状
態で行なうことも可能である。

このようにして、装置運転に際し、定期的に又は必要に
応じ随時払い出し装置を作動させることにより、反応管
１の内壁に炭素繊維が堆積するのを防止し、反応管１内
の反応領域を確保して、正常な反応を円滑なガス流通に
より行なわせることが可能となる。特に、図示の実施例
装置では、回転軸７、支持部材６、かき出しプレート５
はカバー８により系外と遮断された状態で作動させるこ
とができるため、水素雰囲気での運転にも安全に適用す
ることができ、反応を阻害することもない。

なお、本考案の炭素繊維製造装置は、何ら図示のものに
限定されるものではない。本考案はその要旨を超えない
限り、かき出しプレートの枚数、装置間隔大きさや駆動
機構等において、他の構成を採用することもできる。例
えば、マグネット16の回転はベルトを介するものではな
く、モータに直結したものとしても良い。

［発明の効果］ 以上詳述した通り、本考案の炭素繊維製造装置は、炭素
繊維の払い出し装置を備えるため、反応管内壁に付着す
る炭素繊維を機械的に払い出し、炭素繊維の堆積を有効
に防止することができる。このため、 反応管内の反応領域を十分に確保することができる。

ヒータの熱を適正に伝えることができる。

ガス流通が円滑になされる。

、、より、適正な反応条件にて、効率的な反応
が行なえる。

等の効果が奏され、長期にわたり、連続運転にて、高反
応効率、高収率にて、炭素繊維を製造することが可能と
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係る炭素繊維製造装置を示
す断面図、第２図は払い出し部材の斜視図である。 １……反応管、 ３……回収槽、 ４……ヒータ、 ５……かき出しプレート、 ６……支持部材、 ７……回転軸、 7a、16……マグネット、 ９……回転駆動装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】上部に原料の供給用配管が接続され、下部
   に炭素繊維回収槽が接続された反応管を有する炭素繊維
   製造装置であって、反応管内に炭素繊維払い出し部材が
   回転可能に設けられた炭素繊維製造装置において、 該払い出し部材は、回転軸と、該回転軸から放射状に多
   段に延設された第１の支持部材と、該第１の支持部材の
   先端部に上下方向に延在するように固着された第２の支
   持部材と、該第２の支持部材に固着されており、該固着
   部と対向する辺縁部が前記反応管の内周面とごくわずか
   のクリアランスを介して対面するように設けられたかき
   出しプレートとを備えてなることを特徴とする炭素繊維
   製造装置。