特開 2024-107651 雰囲気制御装置、反応システムおよび反応生成物の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024107651

(43)【公開日】2024-08-09

(54)【発明の名称】雰囲気制御装置、反応システムおよび反応生成物の製造方法

(51)【国際特許分類】

   F27B 7/06 20060101AFI20240802BHJP

   B01J 19/28 20060101ALI20240802BHJP

   F27B 7/30 20060101ALI20240802BHJP

   F27B 7/36 20060101ALI20240802BHJP

   F27B 7/42 20060101ALI20240802BHJP

   F27D 7/06 20060101ALI20240802BHJP

   F27D 11/02 20060101ALI20240802BHJP

   F27D 19/00 20060101ALI20240802BHJP

   F27B 7/10 20060101ALN20240802BHJP

【ＦＩ】

F27B7/06

B01J19/28

F27B7/30

F27B7/36

F27B7/42

F27D7/06 C

F27D11/02 B

F27D19/00 A

F27B7/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023011681

(22)【出願日】2023-01-30

(71)【出願人】

【識別番号】000004215

【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】100103894

【弁理士】

【氏名又は名称】家入 健

(72)【発明者】

【氏名】平松 靖也

(72)【発明者】

【氏名】植田 直樹

(72)【発明者】

【氏名】古木 賢一

(72)【発明者】

【氏名】中村 諭

【テーマコード（参考）】

4G075

4K056

4K061

4K063

【Ｆターム（参考）】

4G075AA02

4G075AA62

4G075AA63

4G075AA70

4G075CA02

4G075DA02

4G075EA06

4G075EB01

4G075EC07

4G075EC09

4G075ED04

4G075ED09

4G075FB02

4G075FB04

4K056AA02

4K056BA06

4K056FA04

4K056FA13

4K061AA08

4K061BA00

4K061DA05

4K061FA11

4K061GA02

4K063AA03

4K063DA13

4K063DA15

4K063DA32

4K063FA02

(57)【要約】

【課題】原料と流体とを好適に反応させる雰囲気制御装置、反応システムおよび反応生成物の製造方法を提供する。
【解決手段】雰囲気制御装置２０は、原料を上流側から下流側に搬送するロータリーキルンの筒部に挿入して使用される。放出口２１は、筒部１０３内に流体を放出する。吸入口２２は、原料と接触した上記流体を吸入する。邪魔板２３は、放出口２１と吸入口２２とを結ぶ空間の上流側と下流側とに位置することにより筒部１０３において放出口２１から放出された流体が原料に接触して吸入口２２に吸入される流体領域を形成する。測温部２４は、流体領域における原料の反応を制御するために流体領域の内部の所定位置の温度を測定する。支持部２０１は、筒部１０３の少なくともいずれか一方の端部から筒部の内部に延伸可能であって放出口２１と吸入口２２と邪魔板２３と測温部２４とを支持する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

原料を上流側から下流側に搬送するロータリーキルンの筒部に挿入して使用される雰囲気制御装置であって、
前記筒部内に流体を放出する放出口と、
前記原料と接触した前記流体を吸入可能な吸入口と、
前記放出口と前記吸入口とを結ぶ空間の前記上流側と前記下流側とに位置することにより前記筒部において前記放出口から放出された前記流体が前記原料に接触して前記吸入口に吸入される流体領域を形成する邪魔板と、
前記流体領域における前記原料の反応を制御するために前記流体領域の内部の所定位置の温度を測定するための測温部と、
前記筒部の少なくともいずれか一方の端部から前記筒部の内部に延伸可能であって前記放出口と前記吸入口と前記邪魔板と前記測温部とを支持する支持部と、を備える
雰囲気制御装置。

【請求項2】

前記支持部が前記筒部に挿入された状態において、前記筒部の少なくともいずれか一方の端部に着脱可能に係合する係合部をさらに備える、
請求項１に記載の雰囲気制御装置。

【請求項3】

前記流体領域は、
第１流体を放出する第１放出口と、前記第１流体を吸入可能な第１吸入口と、前記第１流体と接触する前記原料の反応を制御するための第１測温部と、を有する第１流体領域と、
前記ロータリーキルンの延伸方向に沿った前記第１流体領域とは異なる位置において、第２流体を放出する第２放出口と、前記第２流体を吸入可能な第２吸入口と、前記第２流体と接触する前記原料の反応を制御するための第２測温部と、を有する第２流体領域と、
を含む、
請求項１に記載の雰囲気制御装置。

【請求項4】

前記第１流体領域と前記第２流体領域とは前記筒部の延伸方向に沿って離間して設けられている、
請求項３に記載の雰囲気制御装置。

【請求項5】

前記第１流体領域と前記第２流体領域とは前記筒部の延伸方向に沿って互いの距離が変更可能に設けられている、
請求項３に記載の雰囲気制御装置。

【請求項6】

前記邪魔板は、前記筒部において前記上流側から前記下流側へ移動する前記原料を通過させるための空間である原料通過部を前記筒部との間に形成する、
請求項１に記載の雰囲気制御装置。

【請求項7】

前記邪魔板は、前記筒部の延伸方向に交差する主面を有する２以上の板材であって、前記放出口と前記吸入口と前記測温部とを、前記上流側と前記下流側とにおいて挟み込むように囲み、前記筒部の延伸方向に沿った互いの距離が変更可能に前記支持部に固定されている、
請求項１に記載の雰囲気制御装置。

【請求項8】

前記測温部は、前記放出口および前記吸入口の近傍の少なくともいずれか一方の温度を測定可能に設置されている、
請求項１に記載の雰囲気制御装置。

【請求項9】

前記支持部は、前記放出口と前記吸入口と前記邪魔板と前記測温部との少なくともいずれか１つを前記筒部の回転に対応した方向に回転可能に支持する、
請求項１に記載の雰囲気制御装置。

【請求項10】

前記邪魔板を前記筒部の延伸方向に変位させるための変位機構と、前記変位機構を介して前記邪魔板を変位可能に構成された駆動装置と、をさらに備える、
請求項１に記載の雰囲気制御装置。

【請求項11】

請求項１～９のいずれか一項に記載の雰囲気制御装置と、
中心軸に沿って回転可能に延伸して前記雰囲気制御装置を受容し、供給された前記原料を前記上流側から前記下流側に搬送可能である前記筒部と、
前記測温部が測定した温度に基づいて、前記筒部を介して前記筒部の内部の少なくとも一部を加熱可能に設けられた温度制御部と、を備える
反応システム。

【請求項12】

前記測温部が測定した温度が予め設定された範囲になるように、前記温度制御部の温度または前記流体の流量の少なくともいずれかの制御をする制御装置をさらに備える、
請求項１１に記載の反応システム。

【請求項13】

前記雰囲気制御装置は、前記邪魔板を前記筒部の延伸方向に変位させるための変位機構と、前記変位機構を介して前記邪魔板を変位可能に構成された駆動装置と、を有し、
前記制御装置は、前記測温部が測定した温度に基づいて前記駆動装置の動作を制御する、
請求項１２に記載の反応システム。

【請求項14】

前記筒部の回転に対応して前記邪魔板を回転可能な回転機構をさらに備える、
請求項１１に記載の反応システム。

【請求項15】

前記筒部の回転に対応して前記支持部を回転させる回転駆動部をさらに備える、
請求項１１に記載の反応システム。

【請求項16】

中心軸に沿って回転可能に延伸する筒部において供給された原料を上流側から下流側に搬送するとともに、前記筒部において放出口から放出された流体が前記原料に接触して吸入口に吸入される１以上の流体領域を有する反応システムが、
前記筒部に前記原料を受け入れ、
前記流体領域において前記放出口から前記流体を放出し、
放出され前記原料に接触した前記流体を前記吸入口から吸入し、
前記流体領域における所定の位置の温度を測定し、
測定した温度が予め設定された温度の範囲に入るように、前記流体領域の温度または前記流体の流量の少なくともいずれかの制御をする、
反応生成物の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は雰囲気制御装置、反応システムおよび反応生成物の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

原料に対して所定の雰囲気を与えることにより所望の反応生成物を連続的に生成する反応装置が存在する。

【0003】

例えば特許文献１に記載のロータリーキルンは、キルン本体の内部に、入口フード側から順に第一反応室と第二反応室とに区画する仕切板が設置されている。第一反応室は、気体状の六フッ化ウランと水蒸気との反応に適した温度に設定され、第二反応室は、第一反応室での反応により生成したフッ化ウラニルと水蒸気との反応に適し、かつ、この反応で生成した三酸化ウランと水素との反応に適した温度に設定される。

【0004】

また例えば特許文献２は、以下の反応装置について開示している。反応装置は、圧力反応容器となるスクリュフィーダ本体と、スクリュフィーダ本体内に触媒を導入する触媒供給部と、スクリュフィーダ本体内に低級炭化水素を導入する低級炭化水素供給部と、を有する。またこの反応装置は、生成したナノ炭素を移送するスクリュと、スクリュによって移送される触媒とナノ炭素を送出する固体送出部と、生成した水素をフィーダ本体外に送出する気体送出部と、を有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００４－０２８４６３号公報

【特許文献2】特開２００６－２９０６８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら上述の技術は、ガスを中に流して原料を反応させる場合には、原料とガスとの反応が進むにつれて消費されていくため、下流側のガスは濃度が薄くなり反応効率が低下する。一方、反応効率の低下を抑制するためにガスを大量に流し込むとキルン内の温度が低下してしまい好ましくない。

【0007】

本開示は、このような課題を解決するためになされたものであって、原料と流体とを好適に反応させる反応システム等を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示にかかる雰囲気制御装置は、原料を上流側から下流側に搬送するロータリーキルンの筒部に挿入して使用される雰囲気制御装置であって、放出口、吸入口、邪魔板、測温部および支持部を有する。放出口は、筒部内に流体を放出する。吸入口は、原料と接触した上記流体を吸入することが可能である。邪魔板は、放出口と吸入口とを結ぶ空間の上流側と下流側とに位置することにより筒部において放出口から放出された流体が原料に接触して吸入口に吸入される流体領域を形成する。測温部は、流体領域における原料の反応を制御するために流体領域の内部の所定位置の温度を測定する。支持部は、筒部の少なくともいずれか一方の端部から筒部の内部に延伸可能であって放出口と吸入口と邪魔板と測温部とを支持する。

【0009】

本開示に係る反応システムは、上記雰囲気制御装置、筒部および温度制御部を有する。筒部は、中心軸に沿って回転可能に延伸して雰囲気制御装置を受容し、供給された原料を上流側から下流側に搬送可能である。温度制御部は、測温部が測定した温度に基づいて、筒部を介して筒部の内部の少なくとも一部を加熱可能に設けられている。

【0010】

本開示にかかる反応生成物の製造方法は、反応システムが以下の処理を実行する。反応システムは、中心軸に沿って回転可能に延伸する筒部において供給された原料を上流側から下流側に搬送するとともに、筒部において放出口から放出された流体が原料に接触して吸入口に吸入される１以上の流体領域を有する。反応システムは、筒部に原料を受け入れる。反応システムは、流体領域において放出口から流体を放出する。反応システムは、原料に接触した上記流体を吸入口から吸入する。反応システムは、流体領域における所定の測定位置の温度を測定する。反応システムは、測定した温度が予め設定された温度の範囲に入るように、流体領域の温度または流体の流量の少なくともいずれかの制御をする。

【発明の効果】

【0011】

本開示によれば、原料と流体とを好適に反応させる雰囲気制御装置、反応システムおよび反応生成物の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施の形態１にかかる反応システムの構成を示す側面図である。

【図2】実施の形態１にかかる雰囲気制御装置の構成を示す斜視図である。

【図3】反応システムのブロック図である。

【図4】反応生成物の製造方法を示す第１のフローチャートである。

【図5】反応生成物の製造方法を示す第２のフローチャートである。

【図6】反応生成物の製造方法を示す第３のフローチャートである。

【図7】雰囲気制御装置の構成の変形例を示す第１の断面図である。

【図8】雰囲気制御装置の構成の変形例を示す第２の断面図である。

【図9】実施の形態２にかかる反応システムの構成を示す側面図である。

【図10】実施の形態３にかかる反応システムの構成を示す側面図である。

【図11】実施の形態３にかかる雰囲気制御装置の構成を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲にかかる発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。説明の明確化のため、以下の記載および図面は、適宜、省略、および簡略化がなされている。なお、各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

【0014】

＜実施の形態１＞
図１を参照しながら、実施の形態１にかかる反応装置の主な構成について説明する。図１は、実施の形態１にかかる反応システムの構成を示す側面図である。なお図１は、理解容易のために反応システム１０の構造の一部を断面により示している。

【0015】

なお、構成要素の位置関係を説明するための便宜的なものとして、図１は、右手系の直交座標系が付されている。また、図２以降において、直交座標系が付されている場合、図１のＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸方向と、これらの直交座標系のＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸方向はそれぞれ一致している。

【0016】

図１に示される反応システム１０は、ロータリーキルンと称される装置であって、本実施の形態の一実施態様である。反応システム１０は、受け入れた原料Ｒ１０を転動させつつ加熱しながら所定の流体に接触させることにより反応生成物Ｒ１１を生成し、生成した反応生成物Ｒ１１を送出する。

【0017】

反応システム１０は主な構成として、キルン部１００、温度制御部１１０および雰囲気制御装置２０を有している。また反応システム１０は上述の構成に加えて、フィーダ１４０、キルンフット１５０、キルン駆動部１６０および流体制御部１７０を有している。図１の反応システム１０は左側（すなわちＹ軸マイナス側）が上流側であり、右側（すなわちＹ軸プラス側）が下流側である。なお、以降の説明において、キルン部１００の内部に供給された物質は、原料Ｒ１０も反応生成物Ｒ１１もその中間体も含めて、原料Ｒ１０と称する。

【0018】

キルン部１００は円筒状の反応炉であって、上流側においてフィーダ１４０を介して原料Ｒ１０を受け入れ、受け入れた原料Ｒ１０を転動させつつ下流側へ搬送することにより反応生成物Ｒ１１を生成する。またキルン部１００は生成した反応生成物Ｒ１１を下流側の端部からキルンフット１５０を介して送出する。キルン部１００は、供給口１０１、送出口１０２、筒部１０３および従動部１０６を有している。

【0019】

キルン部１００は、上流側において、供給口１０１にフィーダ１４０が回転可能に係合し、フィーダ１４０から原料Ｒ１０を受け入れる。フィーダ１４０は上方に設けられた開口部である原料投入口１４１から原料Ｒ１０を受け入れて、受け入れた原料Ｒ１０を供給口１０１に案内する。

【0020】

筒部１０３は中空円筒形状を有するキルン部１００の本体である。筒部１０３は中心軸Ｃ１０に沿って延伸し、上流側においてフィーダ１４０と中心軸Ｃ１０周りに回転可能に係合するとともに、下流側においてキルンフット１５０と中心軸Ｃ１０周りに回転可能に係合する。なお、図に示す筒部１０３は、Ｙ軸に並行に横臥しているが、筒部１０３は上流側より下流側が下になる姿勢に傾いていても良い。

【0021】

筒部１０３は外周部に温度制御部１１０が接触している。これにより筒部１０３は温度制御部１１０により加熱される。また筒部１０３は外周に従動部１０６を有している。従動部１０６はキルン駆動部１６０から中心軸Ｃ１０周りに回転する方向の外力を受ける。

【0022】

また筒部１０３は、雰囲気制御装置２０を受容している。筒部１０３が雰囲気制御装置２０を受容することにより、筒部１０３は内部に第１流体領域Ａ１１および第２流体領域Ａ１２を形成する。

【0023】

第１流体領域Ａ１１は、雰囲気制御装置２０が有する第１邪魔板２３１、第２邪魔板２３２および筒部１０３により囲まれた領域である。第１流体領域Ａ１１には、雰囲気制御装置２０が有する第１流体供給管２５１および第１流体回収管２５２を含む。第１流体供給管２５１は、第１流体領域Ａ１１に第１流体Ｇ１１を放出する。第１流体回収管２５２は、第１流体Ｇ１１が原料Ｒ１０と接触した後の流体である第１反応流体Ｇ１２を吸入する。すなわち原料Ｒ１０は第１流体領域Ａ１１を通過することにより、第１流体Ｇ１１と接触する。なお、第１邪魔板２３１と筒部１０３とは原料Ｒ１０が通過可能な隙間である原料通過部を有している。同様に、第２邪魔板２３２と筒部１０３とは原料Ｒ１０が通過可能な隙間である原料通過部を有している。

【0024】

第２流体領域Ａ１２は、雰囲気制御装置２０が有する第２邪魔板２３２、第３邪魔板２３３および筒部１０３により囲まれた領域である。第１流体領域Ａ１１には、雰囲気制御装置２０が有する第２流体供給管２５３および第２流体回収管２５４を含む。第２流体供給管２５３は、第２流体領域Ａ１２に第２流体Ｇ２１を放出する。第２流体回収管２５４は、第２流体Ｇ２１が原料Ｒ１０と接触した後の流体である第２反応流体Ｇ２２を吸入する。すなわち原料Ｒ１０は第２流体領域Ａ１２を通過することにより、第２流体Ｇ２１と接触する。なお、第３邪魔板２３３と筒部１０３とは原料Ｒ１０が通過可能な隙間を有している。

【0025】

キルン部１００は、下流側において、送出口１０２にキルンフット１５０が係合する。キルンフット１５０は、送出口１０２の側を回転可能に支持するとともに、送出口１０２から送出される反応生成物Ｒ１１を下方に設けられた開口部である反応生成物出口１５１から送出する。

【0026】

上記構成により、キルン部１００は、受け入れた原料Ｒ１０を下流側へ搬送する過程において、反応生成物Ｒ１１を第１流体領域Ａ１１に通過させる。またキルン部１００は、第１流体領域Ａ１１を通過した原料Ｒ１０を、第１流体領域Ａ１１の下流側に隣接する第２流体領域Ａ１２に順次通過させる。反応生成物Ｒ１１は、第１流体領域Ａ１１および第２流体領域Ａ１２を順次通過することにより反応生成物Ｒ１１に変化する。

【0027】

キルン部１００は、受け入れる原料Ｒ１０に対して室温から摂氏１５００度の範囲における所定の温度を付与する。そのため、キルン部１００の主たる構成はこの温度に耐えうる部材により形成されている。すなわちキルン部１００を構成する部材は、ニッケル、コバルト、クロム、鉄、銅、アルミニウム、チタン、タングステン、ニオブ、タンタル、モリブデン、ケイ素、硼素、炭素の少なくとも一つを成分として含む合金や、アルミナやジルコニアなどの金属酸化物、窒化ケイ素などの窒化物、炭化チタンなどの炭化物、クロム硼化物などの硼化物を含むセラミックスや、結晶質グラファイトや繊維強化グラファイトのようなカーボンにより形成されるか、上記合金と上記セラミックスと上記カーボンのいずれかを組み合わせた複合材、被覆材、接合材により形成され得る。

【0028】

温度制御部１１０は、筒部１０３を転動する原料Ｒ１０の反応を促進させる温度にキルン部の少なくとも一部を加熱する。反応システム１０において、温度制御部１１０は、キルン部１００の外周部を加熱する。温度制御部１１０は例えば室温から摂氏１５００度程度の範囲の加熱を行う。温度制御部１１０は、例えば筒状のキルン部１００の周囲を囲むように加熱装置を有している。加熱装置は例えばシースヒータ、コイルヒータまたはセラミックヒータなどの温度制御可能な任意のヒータを含む。あるいは加熱装置は、ガスを燃焼して加熱した流体を循環させるものであってもよい。温度制御部１１０は、キルン部１００の温度を制御するための制御装置を含みうる。例えば温度制御部１１０は、キルン部１００の所定の位置に温度を監視するための温度計を有していてもよい。

【0029】

また温度制御部１１０はキルン部１００の延伸方向に沿って複数設置されていてもよい。温度制御部１１０は例えば、供給口１０１に比較的に近い側であって、供給口１０１から離間した位置に第１温度制御部１１０Ａを有し、第１温度制御部１１０Ａよりも下流側の第１流体領域Ａ１１に対応する位置に第２温度制御部１１０Ｂを有し得る。同様に温度制御部１１０は、第１流体領域Ａ１１より下流の第２流体領域Ａ１２に対応する位置において第３温度制御部１１０Ｃを有し得る。

【0030】

この場合例えば、供給口１０１における内部温度は供給口１０１の領域では室温となる。また第１温度制御部１１０Ａはキルン部１００の内部温度を例えば１００度になるように制御する。さらに第２温度制御部１１０Ｂは第１流体領域Ａ１１の温度を例えば４００度になるように制御する。第３温度制御部１１０Ｃは第２流体領域Ａ１２の温度を例えば８００度になるように制御する。上述のように、反応システム１０は複数の温度制御部１１０を有することによりキルン部１００の延伸方向に沿って複数の温度プロファイルを設定できる。

【0031】

上述の構成により、温度制御部１１０は、測温部２４が測定した温度に応じて、筒部１０３を介して筒部１０３の内部の少なくとも一部を加熱できる。これにより反応システム１０は、好適に原料を処理し、反応生成物を製造する。

【0032】

キルン駆動部１６０は、モータと、このモータから突出する駆動軸に嵌合する駆動力伝達機構とを有する。キルン駆動部１６０は、駆動力伝達機構を駆動する。これにより駆動力伝達機構が従動部１０６を駆動してキルン部１００を回転させる。駆動力伝達機構および従動部１０６は例えば互いに噛み合うように構成された歯車である。キルン駆動部１６０はこのような構成により中心軸Ｃ１０を回転中心としてキルン部１００を回転させる。またこれにより、キルン部１００は、供給口１０１から受け入れた原料Ｒ１０を転動させながら送出口１０２に搬送する。従動部１０６は筒部１０３の外周に固定された歯車であって、キルン駆動部１６０に従って中心軸Ｃ１０を中心に回転運動をする。

【0033】

流体制御部１７０は、雰囲気制御装置２０に接続し、第１流体Ｇ１１および第２流体Ｇ２１をそれぞれ供給するとともに、第１反応流体Ｇ１２および第２反応流体Ｇ２２をそれぞれ回収する。流体制御部１７０は第１流体供給管２５１、第１流体回収管２５２、第２流体供給管２５３および第２流体回収管２５４に接続する配管のそれぞれに設けられた流量調整バルブを含み得る。

【0034】

次に、図２をさらに参照して雰囲気制御装置２０について説明する。図２は、実施の形態１にかかる雰囲気制御装置の構成を示す斜視図である。図２は理解容易のため一部を切欠いて表示している。雰囲気制御装置２０は、ロータリーキルンである反応システム１０の筒部１０３に挿入して使用される。雰囲気制御装置２０は、構成として、放出口２１、吸入口２２、邪魔板２３、測温部２４および支持部２０１を含む。

【0035】

放出口２１は、雰囲気制御装置２０の外部から供給される所定の流体を筒部１０３の内部に放出する開口部である。図２に示す例の場合、放出口２１は第１放出口２１１と第２放出口２１２とを含む。

【0036】

第１放出口２１１は、第１流体供給管２５１に設けられた開口部であって、第１邪魔板２３１と第２邪魔板２３２との間に位置している。これにより第１放出口２１１は、筒部１０３と第１邪魔板２３１と第２邪魔板２３２とが形成する第１流体領域Ａ１１に、第１流体供給管２５１から供給される第１流体Ｇ１１を放出する。

【0037】

第２放出口２１２は、第２流体供給管２５３に設けられた開口部であって、第２邪魔板２３２と第３邪魔板２３３との間に位置している。これにより第２放出口２１２は、筒部１０３と第２邪魔板２３２と第３邪魔板２３３とが形成する第２流体領域Ａ１２に、第２流体供給管２５３から供給される第１反応流体Ｇ１２を放出する。

【0038】

吸入口２２は、放出口２１から放出され原料に接触した流体を吸入して雰囲気制御装置２０の外部に排出することが可能に設けられた開口部である。図２に示す吸入口２２は、第１吸入口２２１と第２吸入口２２２とを含む。

【0039】

第１吸入口２２１は、第１流体回収管２５２に設けられた開口部であって、第１邪魔板２３１と第２邪魔板２３２との間に位置している。これにより第１吸入口２２１は、第１流体領域Ａ１１において第１放出口２１１から放出された第１流体Ｇ１１が原料Ｒ１０と接触した後の流体を含む第１反応流体Ｇ１２を吸入する。第１吸入口２２１が吸入した第１反応流体Ｇ１２は、第１流体回収管２５２を介してキルン部１００の外部へ排出される。

【0040】

第２吸入口２２２は、第２流体回収管２５４に設けられた開口部であって、第２邪魔板２３２と第３邪魔板２３３との間に位置している。これにより第２吸入口２２２は、第２流体領域Ａ１２において第２放出口２１２から放出された第２流体Ｇ２１が原料Ｒ１０と接触した後の流体を含む第２反応流体Ｇ２２を吸入する。第２吸入口２２２が吸入した第２反応流体Ｇ２２は、第２流体回収管２５４を介してキルン部１００の外部へ排出される。

【0041】

邪魔板２３は、筒部１０３の延伸方向に交差する主面を有する２以上の板状部材であって、放出口２１と吸入口２２と測温部２４とを、上流側と下流側とにおいて挟み込むように囲み、流体領域を形成する。雰囲気制御装置２０において、邪魔板２３は、第１邪魔板２３１、第２邪魔板２３２および第３邪魔板２３３を含む。

【0042】

第１邪魔板２３１は、第１放出口２１１と第１吸入口２２１とを結ぶ空間の上流側に位置する。第２邪魔板２３２は、第１放出口２１１と第１吸入口２２１とを結ぶ空間の下流側且つ第２放出口２１２と第２吸入口２２２とを結ぶ空間の上流側に位置する。そして第３邪魔板２３３は、第２放出口２１２と第２吸入口２２２とを結ぶ空間の下流側に位置する。これにより雰囲気制御装置２０は筒部１０３において第１邪魔板２３１と第２邪魔板２３２との間に第１流体領域Ａ１１を形成するとともに、第２邪魔板２３２と第３邪魔板２３３との間に第２流体領域Ａ１２を形成する。

【0043】

なお、邪魔板２３は、筒部１０３において上流側から下流側へ移動する原料Ｒ１０を通過させるための空間を筒部１０３との間に形成する。これにより雰囲気制御装置２０は、原料Ｒ１０を円滑に反応させることができる。

【0044】

図２に示した邪魔板２３は、円盤状であるが、これは一例であって邪魔板２３の形状は限定されない。邪魔板は原料Ｒ１０が通過可能な複数の螺旋状の板を有していてもよい。邪魔板２３は原料Ｒ１０を通過させるための孔や溝を有していてもよい。

【0045】

雰囲気制御装置２０は、ロータリーキルンに流体領域を設けることより、流体領域において流体と原料とを効率よく接触させることができる。よって反応システム１０は、原料と流体とを好適に反応させて反応生成物を製造できる。

【0046】

測温部２４は、流体領域における原料Ｒ１０の反応を制御するために流体領域の内部の所定位置の温度を測定する。雰囲気制御装置２０において、測温部２４は第１測温部２４１、第２測温部２４２、第３測温部２４３および第４測温部２４４を含む。この内の第１測温部２４１は、第１放出口２１１の近傍に設置されている。第２測温部２４２は、第２放出口２１２の近傍に設置されている。第３測温部２４３は、第１吸入口２２１の近傍に設置されている。第４測温部２４４は、第２吸入口２２２の近傍に設置されている。

【0047】

測温部２４は、熱電対であってもよいし、サーミスタであってもよい。測温部２４はあるいは非接触式の温度計を構成するものであってもよい。非接触式の温度計は例えば、熱源が放射する赤外線等を検出することにより温度を測定する放射温度計である。なお、測温部２４は、上記の温度センサに加えて、ガスセンサ、圧力センサ、位置センサ等の測定手段を備えていてもよい。

【0048】

上述の通り、第１流体領域Ａ１１は、第１流体Ｇ１１を放出する第１放出口２１１と、第１流体Ｇ１１と原料Ｒ１０とが接触した後の第１反応流体Ｇ１２を吸入可能な第１吸入口２２１と、第１流体Ｇ１１と接触する原料Ｒ１０の反応を制御するための第１測温部２４１および第３測温部２４３と、を有する。

【0049】

第２流体領域Ａ１２は、ロータリーキルンの延伸方向に沿った第１流体領域Ａ１１とは異なる位置において、第２流体Ｇ２１を放出する第２放出口２１２と、第２流体Ｇ２１と原料Ｒ１０とが接触した後の第２反応流体Ｇ２２を吸入可能な第２吸入口２２２と、第２流体Ｇ２１と接触する原料Ｒ１０の反応を制御するための第２測温部２４２および第４測温部２４４と、を有する。

【0050】

これにより、雰囲気制御装置２０は、反応システム１０に組み込まれた状態において、複数の流体を異なる雰囲気において原料と接触させることができる。そのため、反応システム１０は、原料Ｒ１０に複数の反応を連続的に与えることができる。

【0051】

また雰囲気制御装置２０は第１流体領域Ａ１１において第１測温部２４１および第３測温部２４３を有している。これにより、反応システム１０を使用するユーザまたは反応システム１０を制御する制御装置は、第１流体領域Ａ１１の温度を把握できる。さらにこのユーザまたは制御装置は、把握した温度に応じて第１流体領域Ａ１１の反応を制御できる。

【0052】

例えば、第１流体領域Ａ１１において原料Ｒ１０と第１流体Ｇ１１とを接触させることにより発熱する場合において、第１放出口２１１の近傍の温度と第１吸入口２２１の近傍の温度の差が予め設定された範囲より小さい場合には、反応が充分に行われていない可能性がある。そのような場合、ユーザまたは制御装置は、第１流体Ｇ１１の供給量、原料Ｒ１０の供給量または温度制御部１１０の温度を調整し得る。

【0053】

なお、測温部２４は、放出口２１および吸入口２２の近傍の少なくともいずれか一方の温度を測定可能に設置されていることが好ましい。雰囲気制御装置２０は、放出口２１の近傍と吸入口２２の近傍との両方の温度を測定可能に測温部２４が設置されている。そのため雰囲気制御装置２０は流体領域における反応の状況を好適に把握するためのデータを提供可能である。

【0054】

支持部２０１は、筒部１０３の少なくともいずれか一方の端部から筒部１０３の内部に延伸可能な構造体であって、放出口２１、吸入口２２、邪魔板２３および測温部２４を支持する。支持部２０１は係合部２０２を含む。係合部２０２は、支持部２０１が筒部１０３に挿入された状態において、筒部１０３の少なくともいずれか一方の端部に着脱可能に係合する。

【0055】

反応システム１０は、下流側の端部であるキルンフット１５０に雰囲気制御装置２０を受け入れるための孔を有している。雰囲気制御装置２０は、キルンフット１５０の孔から筒部１０３に挿入され、係合部２０２がキルンフット１５０と係合する。これにより雰囲気制御装置２０は反応システム１０に組み込まれた状態となる。このように雰囲気制御装置２０がキルン部１００に挿抜可能な構造を有することにより、雰囲気制御装置２０は、ロータリーキルンに対する組み込みやメンテナンスが容易となる。

【0056】

次に、図３を参照して反応システム１０の機能についてさらに説明する。図３は、反応システムのブロック図である。反応システム１０は、雰囲気制御装置２０、温度制御部１１０、キルン駆動部１６０、流体制御部１７０および制御装置３００を有している。またこれらの各構成は適宜通信可能に接続している。

【0057】

雰囲気制御装置２０は測温部２４が測定する温度のデータを制御装置３００に供給する。温度制御部１１０は、制御装置３００からの指示を受けてキルン部１００を加熱する。温度制御部１１０は設定された温度を実現するための温度計や電流計などを含んでいてもよい。キルン駆動部１６０は制御装置３００からの指示によりキルン部１００を回転させるための動力を発揮する。

【0058】

流体制御部１７０は制御装置３００からの指示に応じて第１流体Ｇ１１、第１反応流体Ｇ１２、第２流体Ｇ２１および第２反応流体Ｇ２２の流量を調整する。なお、流体制御部１７０はそれぞれの流体を加熱または冷却する機能を有していても良い。この場合、流体制御部１７０はからの指示に応じて流体の加熱または冷却をおこなってもよい。

【0059】

制御装置３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro Processing Unit）などと称される演算装置を含む制御回路である。制御装置３００は主な構成として演算部３１０および記憶部３２０を有している。演算部３１０は各構成から種々のデータを受けとり、これを処理し、処理結果をする。記憶部３２０は不揮発性メモリを含む記憶装置であって、例えば反応システム１０を動作させるためのプログラムを記憶している。また記憶部３２０は、反応システム１０が好適に反応生成物を製造するための製造条件の設定を記憶しうる。反応生成物を製造するための製造条件の設定は例えば温度制御部１１０の温度設定、キルン駆動部１６０によるキルン部１００の回転速度、あるいは流体制御部１７０が有するバルブの開度などである。

【0060】

制御装置３００は上述の構成に加えて、ユーザからの操作を受け付けるインタフェースを有している。反応システム１０はユーザの操作に応じてパラメータを設定してもよいし、予め設定された条件にしたがって自動的に製造条件を設定するものであってもよい。

【0061】

例えば反応システム１０は、測温部２４が測定した温度が予め設定された範囲になるように、温度制御部１１０の温度または流体の流量の少なくともいずれかの制御をするものであってもよい。これにより、反応システム１０は、効率良く原料Ｒ１０を処理し、反応生成物を製造する。

【0062】

次に、図４を参照して反応システム１０が実行する反応生成物の製造方法について説明する。図４は、反応生成物の製造方法を示す第１のフローチャートである。図４に示すフローチャートは、反応システム１０において製造条件を設定する場合に実行されるものである。

【0063】

まず、反応システム１０は、キルン部１００を予め設定された設定温度に加熱する（ステップＳ１１）。このとき反応システム１０は温度制御部１１０がキルン部１００を加熱する。

【0064】

次に、反応システム１０は、キルン駆動部１６０を駆動させることによりキルン部１００を回転させる（ステップＳ１２）。

【0065】

次に、反応システム１０は、第１流体領域Ａ１１および第２流体領域Ａ１２において流体の放出および吸入を開始する（ステップＳ１３）。

【0066】

次に、反応システム１０は、キルン部１００に原料Ｒ１０を受け入れる（ステップＳ１４）。

【0067】

次に、原料Ｒ１０がキルン部１００に搬送されて第１流体領域Ａ１１および第２流体領域Ａ１２に搬送された状態において、反応システム１０は、流体領域における温度を測定する（ステップＳ１５）。

【0068】

次に、反応システム１０は、測定した温度が設定範囲内か否かを判定する（ステップＳ１６）。より具体的には反応システム１０の制御装置３００は、記憶部３２０が記憶する設定範囲を参照して、測温部２４が測定した温度が設定範囲か否かを判定する。

【0069】

測定した温度が設定範囲内であると制御装置３００が判定しない場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、反応システム１０はステップＳ１７へ進む。測定した温度が設定範囲内であると制御装置３００が判定する場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、反応システム１０はステップＳ１８へ進む。

【0070】

ステップＳ１７において、反応システム１０の制御装置３００は製造条件の設定を変更する（ステップＳ１７）。製造条件の設定の変更は、ステップＳ１６において測定した温度に応じて行われうる。具体的は例えば、反応が目論見よりも進んでいないと想定される場合には、反応システム１０は、製造条件を反応が促進する条件に変更し、ステップＳ１８に進む。

【0071】

反応を進めるための設定の一例は、例えば原料Ｒ１０と反応するための第１流体Ｇ１１の流量を増加させることである。あるいは反応を抑制する必要がある場合には、反応システム１０は、原料Ｒ１０と反応するための第１流体Ｇ１１の流量を低下させる。反応システム１０は予め設定されたプログラムに応じてこのような製造条件の設定を行う。製造条件は、原料Ｒ１０の供給量であってもよいし、キルン駆動部１６０の駆動速度であってもよい。製造条件は温度制御部１１０の温度設定であってもよい。

【0072】

ステップＳ１８において、反応システム１０の制御装置３００は、測定した温度が設定温度内に入っているときの製造条件を記憶部３２０に記憶する（ステップＳ１８）。製造条件を記憶部３２０に記憶すると、反応システム１０は一連の処理を終了する。

【0073】

以上、製造条件の設定を行う場合の処理について説明した。上述の方法により、反応システム１０は、記憶した製造条件を用いて好適に反応生成物を製造できる。なお、上述のフローチャートは、制御装置３００が製造条件の設定を行う例を示したが、製造条件を変更する場合にユーザが条件設定の一部または全部を実行してもよい。いずれにせよ、反応システム１０は、第１流体領域Ａ１１および第２流体領域Ａ１２において効率良く流体を供給すると共に、反応の状況を把握できる。そのため反応システム１０は、効率良い製造条件を設定できる。

【0074】

次に、図５を参照して、反応システム１０が反応生成物を製造している場合における処理の例を説明する。図５は、反応生成物の製造方法を示す第２のフローチャートである。図５に示すフローチャートは、例えば図４に示すフローチャートが実行され製造条件の設定が行われた後に、反応生成物を連続的に製造する場合の例である。図５のフローチャートは、ステップＳ１６の後の処理が図４のフローチャートと異なる。

【0075】

ステップＳ１６において、測定した温度が設定範囲内であると制御装置３００が判定しない場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、反応システム１０はステップＳ２１へ進む。測定した温度が設定範囲内であると制御装置３００が判定する場合（ステップＳ１６：ＹＥＳ）、反応システム１０はステップＳ２２へ進む。

【0076】

ステップＳ２１において、反応システム１０は所定のアラートを出力する（ステップＳ２１）。アラートは、反応システム１０が有するユーザインタフェースを介してユーザに通知する手段を介して、ユーザに通知される。通知手段は例えば画像、音、光、振動等を用いて実現されうる。ここで、反応システム１０がアラートを出力する場合は、例えば製造している反応生成物の反応効率が所定の設定範囲から逸脱した場合である。反応システム１０はアラートを出力するとステップＳ２２に進む。

【0077】

ステップＳ２２において、反応システム１０は、反応生成物の製造を終了するか否かを判定する（ステップＳ２２）。反応生成物の製造を終了するか否かは、例えばアラートに応じて制御装置３００またはユーザが判定してもよい。あるいは反応生成物の製造を終了するか否かは、アラートの有無に拘わらずユーザの操作により判定するものであってもよい。

【0078】

反応生成物の製造を終了すると判定しない場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、反応システム１０は反応生成物をキルン部１００の外へ送出し（ステップＳ２３）、さらにステップＳ１４に戻り処理を続ける。反応生成物の製造を終了すると判定する場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、反応システム１０は一連の処理を終了する。

【0079】

以上、反応生成物の製造方法について説明したが、ステップＳ１６において、反応システム１０は設定範囲を複数の段階有していても良い。また反応システム１０は複数の段階に応じてアラートの態様を変更させてもよい。さらに反応システム１０は、複数の段階に応じてステップＳ２２において処理を終了するか否かを判定しても良い。

【0080】

次に、図６を参照して、反応生成物の製造方法についてさらに説明する。図６は、反応生成物の製造方法を示す第３のフローチャートである。図６に示すフローチャートは、ステップＳ２１に代えてステップＳ３１を有している点が、図５のフローチャートと異なる。

【0081】

ステップＳ１６において、測定した温度が設定範囲内であると制御装置３００が判定しない場合（ステップＳ１６：ＮＯ）、反応システム１０はステップＳ３１へ進む。

【0082】

ステップＳ３１において、反応システム１０は、測定した温度が設定範囲に入るように製造条件を制御する（ステップＳ３１）。すなわち反応システム１０の制御装置３００は、予め設定されたプログラムに従い、測温部２４が測定した温度に応じて、製造条件を上述した例のように、測定した温度が予め設定された温度の範囲に入るように、流体領域の温度または流体の流量の少なくともいずれかの制御をする。反応システム１０は製造条件を制御すると、ステップＳ２２に進む。

【0083】

以上、図６のフローチャートについて説明した。なお、反応システム１０は、図５のフローチャートと図６のフローチャートを兼ね備えた処理を実行するものであってもよい。すなわち反応システム１０は例えば測温部２４が測定した温度が設定範囲に入っていると判定しない場合に、アラートを出力するとともに、製造条件の制御をおこなってもよい。あるいは反応システム１０は、複数段階の設定範囲を有しており、アラートを出力せずに製造条件を制御したり、製造条件を制御せずにアラートを出力したりしてもよい。

【0084】

次に、図７を参照して雰囲気制御装置２０の形態の変形例について説明する。図７は、雰囲気制御装置の構成の変形例を示す第１の断面図である。図７は上から順に雰囲気制御装置２０Ａ、２０Ｂおよび２０Ｃの断面図が示されている。なお、以降の説明において、各構成を示す符号において、同じ数字の後に異なるアルファベットが付されている場合には、それらは同じ構成の変形例であることを示している。

【0085】

雰囲気制御装置２０Ａは、第１流体供給管２５１Ａ、第１流体回収管２５２Ａ、第２流体供給管２５３Ａおよび第２流体回収管２５４Ａを有している。第１流体供給管２５１Ａ、第１流体回収管２５２Ａ、第２流体供給管２５３Ａおよび第２流体回収管２５４Ａは、キルン部１００の延伸方向に沿って変位可能に固定されている。これにより例えば第１流体供給管２５１Ａが有する第１放出口２１１Ａは、第１邪魔板２３１と第２邪魔板２３２との間において変位可能となっている。

【0086】

またこれに伴い、第１流体供給管２５１はキルン部１００の外側において可撓性を有する部分を含む。可撓性を有する部分を含むことにより、第１流体供給管２５１Ａは、第１放出口２１１Ａが変位することを許容する。第１流体回収管２５２Ａ、第２流体供給管２５３Ａおよび第２流体回収管２５４Ａも同様の構造を有している。上述の構成により、雰囲気制御装置２０Ａは、流体領域における流体の流れを好適に調整できる。

【0087】

次に、雰囲気制御装置２０Ｂについて説明する。雰囲気制御装置２０Ｂは、第１流体供給管２５１Ｂ、第１流体回収管２５２Ｂ、第２流体供給管２５３Ｂおよび第２流体回収管２５４Ｂが支持部２０１に内蔵されている。また雰囲気制御装置２０Ｂは、第１邪魔板２３１Ｂ、第２邪魔板２３２Ｂおよび第３邪魔板２３３Ｂを有している。

【0088】

第１邪魔板２３１Ｂ、第２邪魔板２３２Ｂおよび第３邪魔板２３３Ｂは、キルン部１００の延伸方向（Ｙ軸方向）に沿って互いの距離が変更可能に支持部２０１に固定されている。また第１邪魔板２３１Ｂ、第２邪魔板２３２Ｂおよび第３邪魔板２３３Ｂは、支持部２０１の周りを回転可能に支持されていてもよい。これにより、雰囲気制御装置２０Ｂは、流体領域の範囲を好適に調整できる。

【0089】

次に、雰囲気制御装置２０Ｃについて説明する。雰囲気制御装置２０Ｃは、第１流体供給管２５１Ｃ、第１流体回収管２５２Ｃ、第２流体供給管２５３Ｃおよび第２流体回収管２５４Ｃが支持部２０１に内蔵されている。雰囲気制御装置２０Ｃは、支持部２０１の外周に、第２邪魔板２３２Ｃを有する。第２邪魔板２３２Ｃは支持部２０１の外周にスライド可能に設けられた中空円筒の部分と、この中空円筒の端部に設けられた板材とを含む。また雰囲気制御装置２０Ｃは、第２邪魔板２３２Ｃの外周に第３邪魔板２３３Ｃを有する。第３邪魔板２３３Ｃは、第２邪魔板２３２Ｃの円筒部の外周にスライド可能に設けられた中空円筒の部分と、この中空円筒の端部に設けられた板材とを含む。

【0090】

このような構成により、第２邪魔板２３２Ｃと第３邪魔板２３３Ｃとはキルン部１００の延伸方向に沿って変位可能である。これにより、これにより、雰囲気制御装置２０Ｃは、流体領域の範囲を好適に調整できる。

【0091】

以上、雰囲気制御装置２０の変形例について説明した。上述の変形例はそれぞれ独立したものに限られない。雰囲気制御装置２０は、上述の構成の全部または一部が組み合わせられた構成であってもよい。また雰囲気制御装置２０は、上述の変位可能な構成を駆動する駆動装置を有していてもよい。さらに雰囲気制御装置２０は、この駆動装置を制御装置３００が制御する構成であってもよい。

【0092】

例えば雰囲気制御装置２０は、邪魔板２３を筒部１０３の延伸方向に変位させるための変位機構と、変位機構を介して邪魔板２３を変位可能に構成された駆動装置と、を有していてもよい。またこの場合、制御装置３００は、測温部２４が測定した温度に基づいてこの駆動装置の動作を制御するものであってもよい。これにより反応システム１０は、様々な製造条件を設定可能となり、製造条件の設定範囲が広がり、効率良く反応生成物を製造できる。

【0093】

次に、図８を参照して雰囲気制御装置２０のさらなる変形例について説明する。図８は、雰囲気制御装置の構成の変形例を示す第２の断面図である。図８には上から順に、雰囲気制御装置２０Ｅと雰囲気制御装置２０Ｆが示されている。

【0094】

雰囲気制御装置２０Ｅは、支持部２０１Ｅの内部に第１流体供給管２５１Ｅ、第１流体回収管２５２Ｅを含む。また支持部２０１Ｅは、第１放出口２１１Ｅの近傍に第１測温部２４１を有し、第１吸入口２２１の近傍に第３測温部２４３を有している。第１測温部２４１Ｅは、例えば熱電対であって、測定したデータを伝達するためのケーブル２６１Ｅが第１流体供給管２５１Ｅに沿って敷設されている。同様に、第３測温部２４３Ｅは、測定したデータを伝達するためのケーブル２６２Ｅが第１流体回収管２５２Ｅに沿って敷設されている。また、ケーブルは耐熱性や耐腐食性を有する合金やセラミックス、樹脂、ガラス等で被覆されていてもよい。このような構成により、雰囲気制御装置２０Ｅの測温部２４は、熱電対やケーブルをキルン部１００の雰囲気から保護できる。なお、測定されたデータは、金属線を含むケーブルを介して伝達されてもよいし、光ファイバのように中空構造を含むケーブルを介して伝達されてもよい。

【0095】

次に、雰囲気制御装置２０Ｆについて説明する。雰囲気制御装置２０Ｆは、支持部２０１Ｆに第１流体供給管２５１Ｆおよび第１流体回収管２５２Ｆを内蔵している。また第１流体供給管２５１の第１放出口２１１Ｆは、第１邪魔板２３１Ｆの主面に設けられている。同様に、第１流体回収管２５２の第１吸入口２２１は、第２邪魔板２３２Ｆの主面に設けられている。

【0096】

第１放出口２１１Ｆの近傍には第１測温部２４１Ｆが設けられている。第１測温部２４１Ｆは第１邪魔板２３１Ｆに設けられた溝部に設置されており、さらに第１測温部２４１Ｆが測定したデータを伝達するためのケーブル２６１Ｆは、支持部２０１Ｆの表面に設けられた溝に敷設されている。

【0097】

同様に、第１吸入口２２１第１放出口２１１Ｆの近傍には第３測温部２４３Ｆが設けられている。第３測温部２４３Ｆは第１邪魔板２３１Ｆに設けられた溝部に設置されており、さらに第３測温部２４３Ｆが測定したデータを伝達するためのケーブル２６２Ｆは、支持部２０１Ｆの表面に設けられた溝に敷設されている。なお、第２邪魔板２３２Ｆには、ケーブル２６１Ｆおよびケーブル２６２Ｆが通過できる孔が設けられている。上述の構成により、雰囲気制御装置２０Ｆは、測温部２４の配置について、より製造容易な態様を有している。

【0098】

なお、測温部２４の配置は、上述の例に限られない。測温部２４は流体領域に１つでもよいし、３つ以上であってもよい。例えば測温部２４は、邪魔板２３の外周部に沿って複数配置されていてもよい。このような配置をした場合、雰囲気制御装置２０は、流体領域における温度分布が把握できるため、反応の状況がより詳しく判定できる。また測温部２４は例えば第１流体領域Ａ１１において、第１邪魔板２３１と第２邪魔板２３２との中間部から下方に突出して筒部１０３の内壁近傍に配置されてもよい。これにより雰囲気制御装置２０は、原料Ｒ１０の温度をより正確に測定できる。

【0099】

以上、実施の形態１について説明したが、実施の形態１にかかる反応システム１０は上述の構成に限られない。例えば反応システム１０が有する流体領域の数や大きさについては制限されない。また上述の例において第１流体Ｇ１１と第２流体Ｇ２１とは異なる種類の流体であってもよいし、同じ種類の流体であってもよい。反応システム１０において、雰囲気制御装置２０はキルン部１００の上流側においてフィーダ１４０に支持され、上流側から筒部１０３の内部に延伸するものであってもよい。また反応システム１０は、雰囲気制御装置２０を、キルン部１００の上流側の端部と、下流側の端部とのそれぞれに有していてもよい。実施の形態１によれば、原料と流体とを好適に反応させる雰囲気制御装置、反応システムおよび反応生成物の製造方法を提供することができる。

【0100】

＜実施の形態２＞
次に、実施の形態２について説明する。図９は、実施の形態２にかかる反応システム１０Ｇの構成を示す側面図である。本実施の形態にかかる反応システム１０Ｇは、第１流体領域Ａ１１と第２流体領域Ａ１２との間に中間領域Ａ２０を有する点が、図１に示す反応システム１０と異なる。

【0101】

反応システム１０Ｇは雰囲気制御装置２０Ｇを有している。雰囲気制御装置２０Ｇは、第１邪魔板２３１Ｇ、第２邪魔板２３２Ｇ、第３邪魔板２３３Ｇおよび第４邪魔板２３４Ｇを有している。第１邪魔板２３１Ｇと第２邪魔板２３２Ｇとが対向する領域は、第１流体領域Ａ１１である。第２邪魔板２３２Ｇと第３邪魔板２３３Ｇとが対向する領域は、中間領域Ａ２０である。第３邪魔板２３３Ｇと第４邪魔板２３４Ｇとが対向する領域は、第２流体領域Ａ１２である。

【0102】

中間領域Ａ２０は、第１流体領域Ａ１１の下流且つ第２流体領域Ａ１２の上流に位置する領域である。中間領域Ａ２０は、雰囲気制御装置２０Ｇから流体が供給されたり、雰囲気制御装置２０Ｇへ流体を供給したりする機能はない。第１流体領域Ａ１１から搬送される原料Ｒ１０は、中間領域Ａ２０を通過した後に第２流体領域Ａ１２に進入する。

【0103】

中間領域Ａ２０を有することにより、雰囲気制御装置２０Ｇは、第１流体領域Ａ１１において第１流体Ｇ１１と反応した原料Ｒ１０を中間領域Ａ２０において加熱または冷却できる。あるいは雰囲気制御装置２０Ｇは、第１流体領域Ａ１１を通過した原料Ｒ１０の経時的な変化を促進できる。

【0104】

なお、本実施形態にかかる支持部２０１は、キルンフット１５０からフィーダ１４０まで延伸しており、キルン部１００の両端において支持されている。このような構成により、雰囲気制御装置２０Ｇは、より安定した状態で反応システム１０Ｇに組み込まれる。

【0105】

以上、実施の形態２について説明した。反応システム１０Ｇは、第１流体領域Ａ１１と第２流体領域Ａ１２とが筒部１０３の延伸方向に沿って離間して設けられている。これにより雰囲気制御装置２０Ｇは、例えば第１流体領域Ａ１１における第１の反応工程の後であって、第２流体領域Ａ１２における第２の反応工程を通過させる前に流体と接触させない領域を設定できる。これにより雰囲気制御装置２０Ｇないし反応システム１０Ｇは、反応の自由度を向上させることができる。

【0106】

以上、実施の形態２について説明した。本実施形態にかかる雰囲気制御装置２０Ｇの邪魔板２３は、筒部１０３の延伸方向に沿って互いの距離が変更可能に設けられていてもよい。また雰囲気制御装置２０Ｇは、例えば上流側も流体を供給し、あるいは流体を回収してもよい。以上、実施の形態２によれば、原料と流体とを好適に反応させる雰囲気制御装置、反応システムおよび反応生成物の製造方法を提供することができる。

【0107】

＜実施の形態３＞
次に、実施の形態３について説明する。図１０は、実施の形態３にかかる反応システム１０Ｈの構成を示す側面図である。本実施形態にかかる反応システム１０Ｈは、雰囲気制御装置２０が回転可能な構成である点が、上述の実施形態と異なる。

【0108】

反応システム１０Ｈは、ベアリングを介してキルンフット１５０およびフィーダ１４０に支持されており、中心軸Ｃ１０を中心に回転可能に構成されている。また反応システム１０Ｈは、回転駆動部２６０を有する。回転駆動部２６０は支持部２０１に設けられた回転機構２６１に係合して雰囲気制御装置２０Ｈを駆動する。これにより例えば雰囲気制御装置２０Ｈは、キルン部１００と同期して回転できる。雰囲気制御装置２０Ｈとキルン部１００とが同期して回転することにより、第１邪魔板２３１Ｈ、第２邪魔板２３２Ｈおよび第３邪魔板２３３Ｈは、キルン部１００と接触していても動作可能となる。

【0109】

なお、第１流体供給管２５１Ｈ、第１流体回収管２５２Ｈ、第２流体供給管２５３Ｈおよび第２流体回収管２５４Ｈは支持部２０１Ｈに内蔵されている。また、雰囲気制御装置２０Ｈは、係合部２０２においてロータリージョイントを有している。この場合、第１流体供給管２５１Ｈ、第１流体回収管２５２Ｈ、第２流体供給管２５３Ｈおよび第２流体回収管２５４Ｈは、適宜、二重管構造等が採用されてもよい。

【0110】

図１１は、実施の形態３にかかる雰囲気制御装置２０Ｈの構成を示す斜視図である。雰囲気制御装置２０Ｈは、第１邪魔板２３１Ｈ、第２邪魔板２３２Ｈおよび第３邪魔板２３３Ｈを有している。第１邪魔板２３１Ｈは、円周方向に３か所の凸部２７１を有している。２７１は筒部１０３の内壁に接触する。換言すると、第１邪魔板２３１Ｈは、凸部２７１と凸部２７１との間に原料通過部を有している。同様に、第２邪魔板２３２Ｈは円周方向に凸部２７２を有し、第３邪魔板２３３Ｈは円周方向に凸部２７３を有している。２７２および２７３は筒部１０３の内壁にそれぞれ接触する。このような構成により雰囲気制御装置２０Ｈは、筒部１０３と一体となって回転する。

【0111】

またこのとき、第１放出口２１１Ｈ、第１吸入口２２１Ｈ、第２放出口２１２Ｈおよび第２吸入口２２２Ｈも中心軸Ｃ１０を中心として回転する。これにより、第１放出口２１１Ｈおよび第２放出口２１２Ｈからそれぞれ放出される流体は撹拌される。そのため、雰囲気制御装置２０Ｈは、第１流体領域Ａ１１および第２流体領域Ａ１２において原料Ｒ１０と原料とが好適に反応する。

【0112】

以上、実施の形態３によれば、原料と流体とを好適に反応させる雰囲気制御装置、反応システムおよび反応生成物の製造方法を提供することができる。

【0113】

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

【符号の説明】

【0114】

１０ 反応システム
２０ 雰囲気制御装置
２１ 放出口
２２ 吸入口
２３ 邪魔板
２４ 測温部
１００ キルン部
１０１ 供給口
１０２ 送出口
１０３ 筒部
１０６ 従動部
１１０ 温度制御部
１４０ フィーダ
１４１ 原料投入口
１５０ キルンフット
１５１ 反応生成物出口
１６０ キルン駆動部
１７０ 流体制御部
２０１ 支持部
２０２ 係合部
２１１ 第１放出口
２１２ 第２放出口
２２１ 第１吸入口
２２２ 第２吸入口
２４１ 第１測温部
２４２ 第２測温部
２４３ 第３測温部
２４４ 第４測温部
２５１ 第１流体供給管
２５２ 第１流体回収管
２５３ 第２流体供給管
２５４ 第２流体回収管
２３１ 第１邪魔板
２３２ 第２邪魔板
２３３ 第３邪魔板
２３４ 第４邪魔板
２６０ 回転駆動部
２６１ 回転機構
３００ 制御装置
３１０ 演算部
３２０ 記憶部
Ａ１１ 第１流体領域
Ａ１２ 第２流体領域
Ａ２０ 中間領域
Ｃ１０ 中心軸
Ｇ１１ 第１流体
Ｇ１２ 第１反応流体
Ｇ２１ 第２流体
Ｇ２２ 第２反応流体
Ｒ１０ 原料
Ｒ１１ 反応生成物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】