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特開2024-136988反応装置

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(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】P2024136988

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】反応装置

(51)【国際特許分類】

B01J 19/20 20060101AFI20240927BHJP

F27B 17/00 20060101ALI20240927BHJP

F27B 9/24 20060101ALI20240927BHJP

F27B 9/40 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

B01J19/20

F27B17/00 D

F27B9/24 Z

F27B9/40

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023048316

(22)【出願日】2023-03-24

(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】植田直樹

(72)【発明者】

【氏名】中村諭

(72)【発明者】

【氏名】古木賢一

(72)【発明者】

【氏名】平松靖也

【テーマコード（参考）】

4G075

4K050

【Ｆターム（参考）】

4G075AA03

4G075AA13

4G075AA22

4G075AA63

4G075AA65

4G075BA10

4G075BB05

4G075CA02

4G075CA03

4G075CA54

4G075EA02

4G075EA06

4G075EB01

4G075ED03

4G075FA11

4G075FB02

4G075FB03

4G075FB04

4K050AA02

4K050BA05

4K050BA11

4K050CD06

4K050CG01

4K050EA05

(57)【要約】

【課題】反応容器が熱膨張もしくは熱収縮により変形しても、これに起因して正常に動作できなくなるのを防止することができる反応装置を提供する。
【解決手段】反応装置１０Ａにおいて、供給部と送出部との間の中間部Ａ３を含む筒状の反応容器１００と、前記中間部の温度を制御する温度制御部と、供給部と、前記送出部と、前記処理物を前記供給部側から前記中間部を通過して前記送出部側に搬送する搬送機構と、前記反応容器の一端側を固定した状態で支持する第１支持部１０３と、前記反応容器の他端側を当該反応容器の軸方向に移動可能な状態で支持する第２支持部１０４と、を備え、前記温度制御部は、前記反応容器の特定箇所（Ｅ）の実際の変位速度が前記反応容器の前記特定箇所の望ましい変位速度に追従するように前記中間部の昇温速度又は降温速度を制御する。
【選択図】図１９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

供給部と送出部との間の中間部を含む筒状の反応容器と、
前記中間部の温度を制御する温度制御部と、
前記反応容器に処理物を供給する前記供給部と、前記反応容器から生成物を送出する前記送出部と、
前記処理物を前記反応容器の前記供給部側から前記中間部を通過して前記反応容器の前記送出部側に搬送する搬送機構と、
前記反応容器の一端側を固定した状態で支持する第１支持部と、
前記反応容器の他端側を当該反応容器の軸方向に移動可能な状態で支持する第２支持部と、を備え、
前記温度制御部は、前記反応容器の特定箇所の実際の変位速度が前記反応容器の前記特定箇所の望ましい変位速度に追従するように前記中間部の昇温速度又は降温速度を制御する反応装置。

【請求項2】

前記特定箇所の前記望ましい変位速度を記憶する変位速度記憶部と、
前記反応容器の前記特定箇所の実際の位置を測定する位置測定装置と、
前記位置測定装置により測定された前記特定箇所の前記実際の位置に基づいて、前記特定箇所の前記実際の変位速度を計算する変位速度計算部と、をさらに備える請求項１に記載の反応装置。

【請求項3】

前記温度制御部は、前記特定箇所の前記実際の変位速度と前記特定箇所の前記望ましい変位速度との乖離が正の乖離の場合、前記中間部の昇温速度又は降温速度を上げるように制御し、一方、前記特定箇所の前記実際の変位速度と前記特定箇所の前記望ましい変位速度との乖離が負の乖離の場合、前記中間部の昇温速度又は降温速度を下げるように制御する請求項１に記載の反応装置。

【請求項4】

前記温度制御部が実行した温度制御パターンを記憶する温度制御パターン記憶部をさらに備え、
前記温度制御部は、前記温度制御パターンに基づいて、前記中間部の昇温速度又は降温速度を制御する請求項２に記載の反応装置。

【請求項5】

前記特定箇所の変位速度ができる限り速くなるように前記温度制御パターンを補正する温度制御パターン補正部をさらに備える請求項４に記載の反応装置。

【請求項6】

前記温度制御パターン補正部は、機械学習の結果に基づき、前記温度制御パターンを補正する請求項５に記載の反応装置。

【請求項7】

前記反応装置が正常に動作できなくなる状況を回避する緊急時処理を実行する緊急時動作制御部をさらに備え、
前記温度制御部が前記中間部の昇温速度を制御しており、かつ、所定条件を満たす場合、前記緊急時動作制御部は、前記緊急時処理を実行する請求項１に記載の反応装置。

【請求項8】

前記所定条件を満たす場合は、前記反応容器の前記特定箇所の位置の時間変化が負に転じた場合である請求項７に記載の反応装置。

【請求項9】

前記所定条件を満たす場合は、前記望ましい変位速度と前記実際の変位速度との乖離が閾値を超えた場合である請求項７に記載の反応装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、反応装置に関する。

【背景技術】

【0002】

粉粒体状の処理物に対して所定の雰囲気を与えることにより所望の製品を製造するための反応装置が存在する。例えば一般には、ロータリーキルンと称される反応装置は、中心軸周りに回転する中空の反応容器を加熱し、この反応容器に材料を転動させながら通過させることにより所望の製品を製造する。また例えばローラーハースキルンと称される反応装置は、トンネル型の反応容器に処理物やワークを通過させることにより所望の製品を製造する。またその他にも種々の反応装置が開発されている。

【0003】

例えば特許文献１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搬送するスクリュと、スクリュによって搬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】

【0004】

【特許文献1】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】

【0005】

しかしながら、このような反応装置においては、反応容器の温度を変化させると、反応容器や搬送機構等が熱膨張もしくは熱収縮により変形し、反応装置の正常な動作を妨げるという課題がある。

【0006】

その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。

【課題を解決するための手段】

【0007】

一実施の形態に係る反応装置は、供給部と送出部との間の中間部を含む筒状の反応容器と、前記中間部の温度を制御する温度制御部と、前記反応容器に処理物を供給する前記供給部と、前記反応容器から生成物を送出する前記送出部と、前記処理物を前記反応容器の前記供給部側から前記中間部を通過して前記反応容器の前記送出部側に搬送する搬送機構と、前記反応容器の一端側を固定した状態で支持する第１支持部と、前記反応容器の他端側を当該反応容器の軸方向に移動可能な状態で支持する第２支持部と、を備え、前記温度制御部は、前記反応容器の特定箇所の実際の変位速度が前記反応容器の前記特定箇所の望ましい変位速度に追従するように、前記中間部の温度が目標温度に到達するまで前記中間部の昇温速度又は降温速度を制御する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、反応容器や搬送機構等が熱膨張もしくは熱収縮により変形しても、これに起因して正常に動作できなくなるのを防止することができる反応装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態１にかかる反応装置の側面図である。

【図2】実施の形態１にかかる反応装置のブロック図である。

【図3】反応装置が実行する処理のフローチャートである。

【図4】実施の形態２にかかる反応装置の側面図である。

【図5】（ａ）反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に移動可能な状態で支持する具体例１を表す図、（ｂ）反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に移動可能な状態で支持する具体例２を表す図、（ｃ）反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に移動可能な状態で支持する具体例３を表す図である。

【図6】反応容器１００を回転可能に支持する構成例である。

【図7】図５（ａ）中の矢印ＡＲ２方向から見た矢視図である。

【図8】反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に加え、回転軸ＡＸ_Ｖ（鉛直軸）を中心に回転可能な状態で支持する具体例４の概略図である。

【図9】二軸型の反応容器１００Ａの例である。

【図10】反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に加え、回転軸ＡＸ_Ｖ（鉛直軸）を中心に回転可能かつ短軸方向（図１０中矢印ＡＲ６参照）に移動可能な状態で支持する具体例５の概略図である。

【図11】（ａ）反応容器１００が捻れている状態を表す図、（ｂ）反応容器１００が傾いている状態を表す図、（ｃ）反応容器１００の捻れが抑制されている状態を表す図、（ｄ）反応容器１００の傾きが抑制されている状態を表す図である。

【図12】温度制御領域１１０の斜視図である。

【図13】加熱部Ｈ１～Ｈ４と温度制御部２０２との電気的な接続関係を表すブロック図である。

【図14】反応容器１００の変形パターン例である。

【図15】第１の課題（反応容器１００を降温制御（冷却制御）する際の課題）について説明するための図である。

【図16】（ａ）段階的な降温の一例、（ｂ）段階的な昇温の一例である。

【図17】参考例２の反応装置１０において反応容器１００の温度をある降温速度で目標温度まで降温制御（冷却制御）する場合の、降温の温度変化Ｃ１と反応容器１００の実際の温度変化Ｃ２との関係を表すグラフである。

【図18】参考例２の反応装置１０において段階的な降温を行う降温処理のフローチャート例である。

【図19】実施形態１の反応装置１０Ａの概略構成図である。

【図20】実施形態１にかかる反応装置１０Ａのブロック図である。

【図21】反応容器１００を降温制御（冷却制御）する場合の、点Ｅの望ましい変位速度Ｃ３と点Ｅの実際の変位速度Ｃ４との関係を表すグラフである。

【図22】反応装置１０Ａの動作例１のフローチャートである。

【図23】降温速度制御処理のフローチャートである。

【図24】反応装置１０Ａの動作例２のフローチャートである。

【図25】反応容器１００を昇温制御（加熱制御）する場合の、点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１と点Ｅの実際の変位速度Ｖ２との関係を表すグラフである。

【図26】昇温速度制御処理のフローチャートである。

【図27】実施形態２にかかる反応装置１０Ｂのブロック図である。

【図28】緊急時処理例１のフローチャートである。

【図29】緊急時処理例２のフローチャートである。

【図30】緊急時動作例３のフローチャートである。

【図31】実施形態３にかかる反応装置１０Ｃのブロック図である。

【図32】記憶部２０７に記憶されている温度制御テーブルの一例である。

【図33】反応装置１０Ｃの動作例１のフローチャートである。

【図34】反応装置１０Ｃの動作例２のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

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。

【0011】

＜参考例１＞
図１を参照しながら、参考例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、参考例１にかかる反応装置１０の側面図である。図に示す反応装置１０は理解容易のために一部を切り取った状態で示している。

【0012】

反応装置１０は、例えば粉粒体状の処理物に所定の物理的な刺激等の条件を与えることにより生成物を製造するための装置である。この反応装置１０は、筒状の反応容器１００（反応炉）、この反応容器１００に処理物Ｒ１０を供給する供給部（供給口１０１）、この反応容器１００から生成物を送出する送出部（送出口１０２）、この反応容器１００に供給された処理物Ｒ１０を反応容器１００の供給部から反応容器１００の送出部へ搬送する搬送機構１２０（例えばスクリュ）、この搬送される処理物に接する流体を反応容器１００内に供給する流体供給部（第１流体入口１３１、第１流体出口１３２、第１バルブ１３４等）、反応容器１００の温度を反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向の互いに異なる領域ごとに制御する温度制御部（温度制御領域１１０等）を備える。

【0013】

なお、物理的な刺激とは、処理物を生成物に変化させる過程に用いる手段であれば特に限定されない。物理的な刺激とは、例えば加熱や冷却のような温度変化である。物理的な刺激とは、例えば攪拌、混合、混練、粉砕のような応力伝達である。物理的な刺激とは、例えば電子やラジカルの授受を伴う反応である。

【0014】

反応装置１０において、反応容器１００に供給された処理物Ｒ１０は、搬送機構１２０により反応容器１００の送出口側へ搬送されながら加熱され、この搬送される処理物Ｒ１０に接する所定の流体が反応容器１００内に供給されることにより、処理物Ｒ１０（処理物）が所定の温度で連続的に処理される。処理物とは、固体であってもよいし、流体であってもよいし、両方が混在したものであってもよい。なお、処理物を搬送しながら攪拌等するため、反応容器１００自体が回転可能であってもよいし、反応容器１００内に回転可能な構造を有する搬送機構１２０を設けてもよい。

【0015】

処理物や生成物の種類や状態は特に制限されないが、リチウムを成分の一つに含む金属酸化物や金属硫化物のような無機物であってもよいし、炭化水素や食品のような有機物であってもよい。処理物は粉粒体のような固体であってもよいし、液体や気体のような流体であってもよい。

【0016】

処理物は、生成物への変化の過程において、中間物を経てもよい。中間物の形態や状態は特に制限されない。中間物とは、例えば２以上の反応を段階的に行う場合の各反応における生成物であってもよい。その場合、中間物とは、例えば水和した化合物を加熱することにより生成する無水化合物である。あるいは、中間物とは、多糖類が加水分解して生成する単糖類であってもよい。中間物とは、処理物の少なくとも一部が粒成長もしくは焼結した焼成体であってもよい。中間物とは、処理物の少なくとも一部が液化もしくは気化した状態であってもよい。中間物とは、見かけ上は変化しないが処理物の温度や硬さ等が変化した状態あってもよい。中間物とは、上記以外の形態や状態であってもよい。

【0017】

生成物の種類や状態は特に制限されず、生成物は粉粒体のような固体であってもよいし、液体や気体のような流体であってもよい。生成物は触媒や搬送補助部材などの処理物以外の部材を含む混合体であってもよい。生成物は主生成物と副生成物のように、２以上の化合物を含む混合体であってもよい。

【0018】

処理物や生成物の形状や大きさは特に制限されないが、処理物や生成物が粉粒体の場合の粒子径は、好ましくは５０ｍｍ以下であり、さらに好ましくは０．００５～２０ｍｍである。さらに、処理物や生成物の形状が塊状の場合、対角長さの比率（アスペクト比）は、好ましくは１～１０であり、さらに好ましくは１．３～１．８である。

【0019】

反応装置１０は主な構成として、反応容器１００、温度制御領域１１０、搬送機構１２０、第１流体制御領域１３０および第２流体制御領域１４０を有する。

【0020】

反応容器１００は、例えば筒状であって、処理物を受け入れる供給口１０１と生成物を送出する送出口１０２を有する。供給口１０１が本開示の供給部の一例である。なお、反応容器１００の形状や構成は特に限定されない。例えば、反応容器１００の断面の形状は、円形や楕円形でもよいし、四角形等の多角形でもよいし、それら以外の形状であってもよい。例えば、反応容器１００は１つの部材で構成されていてもよいし、２以上の部材が連結されていてもよい。２以上の部材が連結されている場合、例えば部材が連結される箇所にはボルトのような締結手段が用いられ得る。

【0021】

反応容器１００は、供給口１０１と送出口１０２との間に中間部Ａ３を有している。供給口１０１、送出口１０２、および中間部Ａ３の数や配置は特に限定されない。例えば、中間部Ａ３の両端には、それぞれ２以上の供給口１０１および送出口１０２を備えていてもよい。

【0022】

供給口１０１は反応容器１００の中間に位置し、供給口１０１の両端にそれぞれ中間部Ａ３および送出口１０２を備えていてもよい。この場合、処理物Ｒ１０は反応容器１００の中間に供給され、生成物Ｒ１１は反応容器１００の一端側および他端側からそれぞれ送出され得る。さらに、この場合、例えば搬送機構１２０としてスクリュを用い、スクリュに施された螺旋状の凸部の向き（螺旋の向き）を例えば供給口１０１を境に逆向きとすることで、供給口１０１を境として処理物Ｒ１０を反応容器１００の一端側および他端側にそれぞれ分岐させて搬送してもよい。あるいは、送出口１０２が反応容器１００の中間に位置し、送出口１０２の両端にそれぞれ中間部Ａ３および供給口１０１を備えた場合は、例えば搬送機構１２０としてスクリュを用い、スクリュに施された螺旋状の凸部の向き（螺旋の向き）を例えば送出口１０２を境に逆向きとし、送出口１０２を境として生成物Ｒ１１を反応容器１００の一端側および他端側から集合させるように搬送してもよい。このように、処理物Ｒ１０や生成物Ｒ１１等の搬送方向を分岐もしくは集合させるように搬送する手段は、例えば複数の反応装置１０を並列して連結する場合において望ましい。

【0023】

反応容器１００は、炉内において生成物を製造する際に生じる温度変化や、炉内に供給される物質（処理物等）や生成する物質（生成物等）との接触を許容可能な材質により形成される。反応容器１００や搬送機構１２０は、例えば、合金、セラミックス、カーボン、およびそれらを２以上含む複合材により形成され得る。合金は、ニッケル、コバルト、クロム、モリブデン、タングステン、タンタル、チタン、鉄、銅、アルミニウム、ケイ素、ホウ素、炭素などの合金元素のうち少なくとも一つを成分に含む金属部材である。セラミックスは、アルミナやジルコニアなどの酸化物、炭化ケイ素や炭化チタンなどの炭化物、窒化ケイ素や窒化チタンなどの窒化物、ホウ化クロムなどのホウ化物のようなセラミックス部材の他に、非晶質構造を少なくとも一部に有するガラス材も含まれ得る。また、カーボンは、結晶質グラファイトや繊維強化グラファイトなどの炭素部材である。

【0024】

図１に示す反応装置１０は、水平方向に横臥しており、図１の左上端部に供給口１０１を有し、右下端部に送出口１０２を有する。図１に示す反応容器１００は、供給口１０１から処理物Ｒ１０を受け入れる。反応装置１０は、反応容器１００の内部に設けられた搬送機構１２０により、反応容器１００が受け入れた処理物Ｒ１０を反応容器１００の供給口１０１（Ａ１）から中間部Ａ３を通過して反応容器１００の送出口１０２（Ａ２）に搬送する。反応装置１０は、反応容器１００の中間部Ａ３に処理物Ｒ１０を通過させることにより処理物Ｒ１０から生成物Ｒ１１を製造する。そして反応容器１００は、製造した生成物Ｒ１１を送出口１０２から送出する。

【0025】

温度制御領域１１０は、温度制御装置、すなわち加熱装置または冷却装置を含み、供給口１０１と送出口１０２の間の中間部Ａ３における所定の位置の反応容器の温度を制御する。温度制御領域１１０等が本開示の温度制御部の一例である。図１に示す温度制御領域１１０は、反応容器１００の中間部Ａ３において筒状の反応容器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。加熱装置は例えば常温から摂氏１０００度程度の範囲の加熱を行う。温度制御領域１１０は、反応容器１００の中間部Ａ３において筒状の反応容器１００の周囲を複数の加熱装置により分割して囲む構成を有していても良い。これにより、例えば反応容器１００の周囲において上下左右の各部に個別に異なる温度を設定できる。また、中間部Ａ３の温度を反応容器１００の短軸方向の互いに異なる領域ごとに制御することができる。また温度制御領域１１０は、反応容器１００の中間部Ａ３の領域ごとに、後述する搬送機構１２０の軸ＡＸ_１２０方向に沿って、異なる温度を設定できる。例えば温度制御領域１１０は後述する第１流体制御領域１３０や第２流体制御領域１４０において処理物Ｒ１０に与える温度変化を制御し得る。

【0026】

また温度制御領域１１０は、加熱装置または冷却装置を制御するための制御装置を含みうる。例えば温度制御領域１１０は、反応容器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。また反応容器１００は、例えば加熱装置が電流を流すことにより加熱する原理を有する場合には、電流値を監視することにより温度制御を行ってもよい。

【0027】

なお、温度制御領域１１０は、例えば水やオイルを循環させることにより加熱または冷却を行う構成を有していてもよい。また温度制御領域１１０は例えばペルチェ素子などを用いて冷却を行う構成を有していてもよい。上述の構成により、温度制御領域１１０は、反応容器１００において搬送機構１２０の軸ＡＸ_１２０方向に沿って種々の温度分布を設定できる。

【0028】

以上のように、温度制御領域１１０は、反応容器１００（例えば中間部Ａ３）の温度を反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向の互いに異なる領域ごとに制御することができる。

【0029】

搬送機構１２０は、例えば反応容器１００の一端側Ａ１から他端側Ａ２に亘り延伸することにより、供給口１０１から供給された処理物Ｒ１０を送出口１０２に向かって搬送する。本開示の搬送機構１２０は、原料や生成物等を搬送可能とするものであれば、その形状や搬送方法は限られない。搬送機構１２０は反応容器１００の一端側から他端側にわたって延伸するように、反応容器１００の内部に備えられたスクリュであってもよい。搬送機構１２０は反応容器１００の一端側から他端側にわたって延伸するように反応容器１００の内部に備えられたドラムであってもよい。搬送機構１２０は反応容器１００の一端側から他端側にわたって延伸するように反応容器１００の内部に備えられたベルトコンベヤであってもよい。搬送機構１２０は反応容器１００の内部に備えられた送風装置であってもよい。搬送機構１２０は反応容器１００の内部に備えられた振動発生装置であってもよい。搬送機構１２０は、上記以外であってもよい。

【0030】

搬送機構１２０の大きさは特に制限されず、例えば、反応容器１００の全長に比べて短くてもよい。搬送機構１２０を形成する素材は特に制限されないが、搬送機構１２０は、反応容器１００と同様に、生成物を製造する際に生じる温度変化や、容器内に供給される物質（処理物等）や生成する物質（生成物等）との接触を許容可能な素材により形成されることが望ましい。搬送機構は、例えば、合金、セラミックス、カーボン、およびそれらを２以上含む複合材により形成され得る。

【0031】

図１に示す搬送機構１２０は、一例としてスクリュを示したものであって、反応容器１００の長軸方向に延伸する主軸の周囲に螺旋状の凸部１２１が形成されている。この凸部１２１が処理物Ｒ１０と接触しながら回転することにより、搬送機構１２０は処理物Ｒ１０を供給口側から送出口側へ搬送する。

【0032】

なお、図１に示す凸部１２１の形状は一例であって、凸部１２１の形状はこれに限られない。凸部１２１は、反応容器１００の領域ごとに異なる形状を有していてもよい。より具体的には、例えば凸部１２１は螺旋のピッチが変化してもよい。また凸部１２１の螺旋形状は、１条ではなく、２条であってもよい。また凸部１２１は螺旋形状ではない部分を有していてもよい。また、凸部１２１はスクリュの長軸方向に対して凸部の頂点が９０度の角度を呈する向きに設けられていてもよい。さらに、凸部１２１はスクリュの長軸方向に対して０度の角度を成す向きに延伸していてもよい。これにより反応装置１０は、反応容器１００の内部に存在する物体の移動する速さや移動する際の挙動などを領域ごとに設定できる。より具体的には、例えば反応装置１０は、反応容器１００における物体を搬送、攪拌、混合、滞留、混練または粉砕する。

【0033】

搬送機構１２０は、反応容器１００の両端部（一端側Ａ１、他端側Ａ２）においてそれぞれ軸支されている。また図１に例示する搬送機構１２０はスクリュであり、一端側Ｂ１において駆動装置１５０に接続（連結）している。駆動装置１５０は本開示における搬送機構１２０の駆動装置の一例である。駆動装置１５０は、反応装置１０の一端側に設けられたモータ１５１と、モータ１５１と反応容器１００の一端側Ａ１との間に設けられた減速機１５２と、を含む。この減速機１５２は、モータ１５１の回転軸に連結された入力軸と、搬送機構１２０の一端側Ｂ１に連結された出力軸と、を含み、モータ１５１の回転軸の回転を減速して搬送機構１２０に伝達することにより搬送機構１２０を回転させる。なお、駆動装置１５０は、搬送機構１２０の回転数を変速可能に設定されたものであってもよい。この場合、駆動装置１５０は、回転数が変動可能なモータであってもよいし、回転数が一定のモータと、減速比が変更可能な減速機とを組み合わせたものであってもよい。

【0034】

第１流体制御領域１３０は、中間部Ａ３における所定の領域において反応容器１００に第１流体を通過させるための第１流体入口１３１および第１流体出口１３２を含む。第１流体制御領域１３０は反応容器１００において、供給口１０１と第２流体制御領域１４０との間に設けられている。第１流体入口１３１は第１流体供給管１３３に接続し、第１流体供給管１３３から供給される第１流体を反応容器１００に供給する。なお、第１流体供給管１３３は第１流体の流量を調整するための第１バルブ１３４を含む。また、第１流体供給管１３３は第１バルブ１３４を開閉することにより、第１流体を反応容器１００に間欠的に時間制御しながら供給してもよい。第１流体排出管１３５に接続された第１流体出口１３２は、第１流体制御領域１３０の流体を反応容器１００の外へ排出するための孔である。第１流体排出管１３５は反応容器１００から排出される流体の流量もしくは流速を調整するためのバルブや排出機構を備えていてもよい。排出機構は、例えばポンプやベンチュリ効果を利用したエジェクタ等の吸引機構である。なお、第１流体入口１３１および第１流体出口１３２は、それぞれ複数設けられてもよい。第１流体制御領域１３０において、第１流体入口１３１および第１流体出口１３２が設けられる場所は特に限定されず、反応容器１００の上部や下部、あるいは側方に設けられてもよい。また、第１流体入口１３１を反応容器１００の下部に設け第１流体出口１３２を反応容器１００の上部に設けることで、反応容器内に所定の方向に気流を発生させてもよい。このようにすることで、処理物に第１流体が接触しやすくなり、処理物の反応を好適に行うことができる。また、第１流体供給管１３３の内径よりも、第１流体入口１３１の内径を小さくすることで、反応容器１００に第１流体が供給される際に、第１流体の気化を伴うようしてもよい。このようにすることで、処理物の周囲の雰囲気を気化熱によって温度調整することができ、処理物の反応を好適に制御できる。

【0035】

上述の構成により、反応装置１０は、第１流体制御領域１３０において処理物Ｒ１０と第１流体とを接触させることで、処理物Ｒ１０を中間物とする。また反応装置１０は、処理物Ｒ１０と接触後の流体を第１流体制御領域１３０の外へ排出する。また反応装置１０は、搬送機構１２０が回転しながら処理物Ｒ１０ないし中間物を搬送し、さらに第１流体を接触させることにより、第１流体による反応を促進できる。なお、第１流体は、流動性を有するものであれば、その形態や組成は限定されない。第１流体は、気体であってもよいし、液体であってもよい。第１流体は、固体が液体に分散した分散液であってもよい。また、反応装置１０に第１流体を供給することで、反応容器１００や搬送機構１２０の温度を部分的に制御することができる。このため、反応装置１０は、処理物Ｒ１０の温度を効率よく制御することができ、処理物Ｒ１０を効率よく中間物にすることができる。なお、反応容器１００に第１流体を供給する前に、第１流体の温度や圧力を調整する機構を設けてもよい。

【0036】

第２流体制御領域１４０は、中間部Ａ３における第１流体制御領域１３０とは異なる領域において第２流体を通過させるための第２流体入口１４１および第２流体出口１４２を含む。すなわち第２流体制御領域１４０は、第１流体制御領域１３０とは異なる領域において、第１流体制御領域１３０と同等の構成を有し得る。

【0037】

第２流体制御領域１４０は反応容器１００において、第１流体制御領域１３０と送出口１０２との間に設けられている。第２流体入口１４１は第２流体供給管１４３に接続し、第２流体供給管１４３から供給される第２流体を反応容器１００に供給する。なお、第２流体供給管１４３は第２流体の流量を調整するための第２バルブ１４４を含む。また、第２流体供給管１４３は第２バルブ１４４を開閉することにより、第２流体を反応容器１００に供給する時間タイミングが間欠的なインターバルとなるように制御しながら供給してもよい。第２流体排出管１４５に接続された第２流体出口１４２は、第２流体制御領域１４０の流体を反応容器１００の外へ排出するための孔である。第２流体排出管１４５は反応容器１００から排出される流体の流量もしくは流速を調整するためのバルブや排出機構を備えていてもよい。排出機構は、例えばポンプやエジェクタ等の吸引機構である。なお、第１流体入口１３１、第１流体出口１３２、第１バルブ１３４は本開示の流体供給部の一例である。

【0038】

上述の構成により、反応装置１０は、第２流体制御領域１４０において第１流体制御領域１３０を通過した後の中間物と第２流体とを接触させて生成物Ｒ１１を生成する。また反応装置１０は、中間物と接触後の流体を第２流体制御領域１４０の外へ排出する。なお、第２流体は、流動性を有するものであれば、その形態や組成は限定されない。第２流体は、気体であってもよいし、液体であってもよい。第２流体は、固体が液体に分散した分散液であってもよい。また、反応装置１０に第２流体を供給することで、反応容器１００や搬送機構１２０の温度を部分的に制御することができる。このため、反応装置１０は、中間物の温度を効率よく制御することができ、中間物を効率よく生成物Ｒ１１にすることができる。

【0039】

以上、反応装置１０の構成について説明したが、参考例１にかかる反応装置１０は、上述の構成に限られない。例えば、搬送機構１２０は１以上であれば、２以上であってもよい。すなわち、反応装置１０は、平行に配置された複数の搬送機構１２０を有してもよい。

【0040】

反応容器１００の搬送機構１２０の軸と直交する平面における断面形状はルーローの定幅図形で定義される組合せを持つものであってもよい。この場合、搬送機構１２０はスクリュであることが望ましく、スクリュの凸部１２１の断面形状が、ルーローの定副図形に対応した複数の円弧を組み合わせた形状を有する。例えば反応容器１００の内部の断面形状が円形の場合には、スクリュの断面形状は、３つの円弧で構成されたルーロー定幅図形を有してもよい。

【0041】

反応容器１００は水平方向に平行に横臥するものに限らず、水平面に対して所定の角度を有し、反応容器１００は斜面を有するものであってもよい。反応装置１０は、中間部Ａ３において第１流体制御領域１３０と第２流体制御領域１４０とを有しているが、さらに別の流体を通過させるための構成を有していてもよい。すなわち反応装置１０は、３以上の流体制御領域を有していてもよい。あるいは、反応装置１０は、中間部Ａ３において第１流体制御領域１３０のみを有していてもよい。なお、上述の反応装置１０は、後述する制御装置により制御されている。

【0042】

次に、図２を参照して、反応装置１０の機能について説明する。図２は、参考例１にかかる反応装置１０のブロック図である。反応装置１０は図１において示した構成に加えて、制御装置２００、温度制御装置２１０、第１流体制御装置２３０、第２流体制御装置２４０および情報入出力装置２５０（情報入出力部２５０）を有している。

【0043】

制御装置２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＭＣＵ（Micro Controller Unit）等の演算装置を含む回路基板である。制御装置２００は、温度制御装置２１０、第１流体制御装置２３０、第２流体制御装置２４０および情報入出力部２５０のそれぞれと通信可能に接続し、これの構成をそれぞれ制御する。制御装置２００は回路基板に実装されたハードウェアおよびソフトウェアによりその機能を実現する。

【0044】

制御装置２００は主な機能構成として、全体制御部２０１、温度制御部２０２、搬送制御部２０３、第１流体制御部２０４、第２流体制御部２０５、ＩＦ制御部２０６および記憶部２０７を有している。制御装置２００が有するこれらの機能構成は、一体となったものであってもよいし、ディスクリートであってもよい。また制御装置２００が有するこれらの機能構成は、別個の複数の装置が連動することにより実現されてもよい。

【0045】

全体制御部２０１は、制御装置２００が有する各機能構成に接続し、これらの機能の全体の動作を制御する。例えば全体制御部２０１は、温度制御部２０２から供給される温度の状態に応じて搬送制御部２０３に動作の指示を出す、といった動作を行い得る。

【0046】

温度制御部２０２は、温度制御装置２１０に接続し、温度制御領域１１０における反応容器１００の温度を制御する。温度制御部２０２は、加熱装置および冷却装置のうち少なくともいずれか一方を有している。また温度制御部２０２は、温度を制御するための１以上の温度計を有し得る。

【0047】

搬送制御部２０３は、駆動装置１５０に接続し、駆動装置１５０の動作を制御する。搬送制御部２０３は例えば駆動装置１５０が有するモータ（モータ１５１）を駆動するためのモータ駆動回路を有し得る。また搬送制御部２０３は、モータ（モータ１５１）の回転数を監視するための回転センサを有し得る。

【0048】

第１流体制御部２０４は、第１流体制御領域１３０における第１流体の流れを制御する。より具体的には、第１流体制御部２０４は第１流体制御装置２３０に接続し、第１流体制御装置２３０の動作を制御する。第１流体制御装置２３０は第１流体を圧送するための第１バルブ１３４を含む。第２流体制御部２０５は、第２流体制御領域１４０における第２流体の流れを制御する。より具体的には、第２流体制御部２０５は第２流体制御装置２４０に接続し、第２流体制御装置２４０の動作を制御する。第２流体制御装置２４０は第２流体を圧送するための第２バルブ１４４を含む。

【0049】

ＩＦ制御部２０６（IF=Interface）は、情報入出力部２５０に接続し、情報入出力部２５０を介してユーザとの情報交換を行うためのインタフェースである。すなわちＩＦ制御部２０６は、情報入出力部２５０を介してユーザからの操作を受け付け、受け付けた操作にかかる情報を、制御装置２００の各構成に適宜供給する。またＩＦ制御部２０６は、情報入出力部２５０が有する表示部の状態を制御する。

【0050】

記憶部２０７は、フラッシュメモリやＳＳＤ（Solid State Drive）等の不揮発性メモリを含む記憶装置である。記憶部２０７は反応装置１０が本開示における機能を実現するためのプログラムを格納している。また記憶部２０７は揮発性メモリを含み、制御装置２００が動作する際に所定の情報を一時的に格納する。情報入出力部２５０は、例えばユーザからの操作を受け付けるためのボタン、スイッチまたはタッチパネル等を有する。また情報入出力部２５０は、ユーザに情報を提示するためのディスプレイ装置等を含む。

【0051】

以上、反応装置１０の機能ブロックについて説明した。反応装置１０は上述の構成により、受け入れた処理物Ｒ１０を搬送機構１２０により搬送し、反応容器１００の温度を制御し、第１流体制御領域１３０および第２流体制御領域１４０における雰囲気を制御する。

【0052】

次に、図３を参照して、反応装置１０が実行する生成物Ｒ１１の製造方法（生成物製造方法）について説明する。図３は、反応装置１０が実行する処理のフローチャートである。図３に示すフローチャートは、例えば反応装置１０に対して処理物Ｒ１０の供給を開始することにより開始する。

【0053】

まず、反応装置１０は、供給口１０１から所定の処理物Ｒ１０を受け付ける（ステップＳ１１）。

【0054】

次に、反応装置１０の制御装置２００は、温度制御部２０２を介して、反応容器１００の温度制御領域１１０の加熱装置または冷却装置を駆動することにより温度を制御する（ステップＳ１２）。

【0055】

次に、反応装置１０の制御装置２００は、搬送制御部２０３を介して駆動装置１５０を駆動する。これにより駆動装置１５０は搬送機構１２０を駆動させる。そして搬送機構１２０は、受け入れた処理物Ｒ１０を送出口１０２に向かって搬送する（ステップＳ１３）。

【0056】

次に、反応装置１０の制御装置２００は、第１流体制御部２０４を介して、第１流体制御領域１３０（第１雰囲気制御領域）に通過させる第１流体の流れを制御する（ステップＳ１４）。

【0057】

次に、反応装置１０の制御装置２００は、第２流体制御部２０５を介して、第２流体制御領域１４０（第２雰囲気制御領域）に通過させる第２流体の流れを制御する（ステップＳ１５）。

【0058】

次に、反応装置１０は、第２流体制御領域１４０を通過した生成物Ｒ１１を送出口１０２から送出する（ステップＳ１６）。

【0059】

以上、反応装置１０が実行する反応方法（生成物製造方法）について説明した。上述の方法は、反応装置１０が処理物Ｒ１０から生成物Ｒ１１を製造し、製造した生成物Ｒ１１を排出するまでの流れに沿って示されている。しかし、反応装置１０は、例えばステップＳ１２における温度制御を、ステップＳ１１の前から実行していてもよい。また例えば反応装置１０は、ステップＳ１４とステップＳ１５とを同時に開始してもよい。

【0060】

以上、参考例１について説明した。なお、上述の反応装置１０において、反応装置１０は２つの流体制御領域（第１流体制御領域１３０および第２流体制御領域１４０）を有しているが、反応装置１０は１つもしくは３つ以上の流体制御領域を有してもよい。また反応装置１０は、搬送機構１２０の軸ＡＸ_１２０方向（長軸方向）に沿って複数の温度制御領域１１０を有していてもよい。上述の反応装置１０は、供給口１０１から受け入れた処理物Ｒ１０に対して、中間部Ａ３において複数の流体を別個に接触させる。また反応装置１０は、中間部Ａ３において、搬送機構１２０の軸ＡＸ_１２０方向（長軸方向）に沿って、反応容器１００の温度制御を行う。さらに反応装置１０は、反応容器１００の内部の物体を搬送し、物理的な刺激を与えることができる。反応装置１０は上述の雰囲気制御、温度制御および物理制御を、同時に、且つ、精度よく行うことができる。よって、参考例１によれば、所望の製品を効率よく製造する反応装置等を提供することができる。

【0061】

＜参考例２＞
次に、参考例２として、図４を参照しながら、反応容器１００を支持する構成例、搬送機構１２０を支持する構成例について説明する。この構成例は、上記参考例２に適用することができる。図４は、参考例２にかかる反応装置の側面図である。図４は、図１に対して第１支持部１０３、第２支持部１０４を追加したものに相当する。それ以外は、図１と同様の構成である。以下、参考例１との相違点を中心に説明する。

【0062】

＜反応容器１００を支持する構成例＞
図４に示すように、反応装置１０は、反応容器１００を支持する構成として、第１支持部１０３、第２支持部１０４を備えている。図４の反応容器１００は、一端側Ａ１と他端側Ａ２との間の中間部Ａ３を含む筒状の反応容器（炉）であって、床面１７０に設置された第１支持部１０３及び第２支持部１０４により支持されている。なお、床面１７０とは、反応装置１０が設置される建屋の床面としてもよいし、例えば架台の上面のように反応装置１０を構成する構造の一部の面としてもよい。

【0063】

第１支持部１０３は、反応容器１００の一端側Ａ１の下方の床面１７０に配置されており、当該反応容器１００の一端側Ａ１を下方から支持する。具体的には、第１支持部１０３は、反応容器１００の一端側Ａ１を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に移動不能な状態で支持する。これは、例えば、第１支持部１０３に支持された反応容器１００の一端側Ａ１を、ボルトや溶接等の直接的な固定手段により第１支持部１０３に固定することにより実現される。あるいは、直接的な固定手段に限らず、例えば、第１支持部１０３に支持された反応容器１００の一端側Ａ１に対して、架台等に別途固定された板材や線材等の部材を接触させ、間接的に固定することで実現してもよい。

【0064】

一方、第２支持部１０４は、反応容器１００の他端側Ａ２の下方の床面１７０に配置されており、当該反応容器１００の他端側Ａ２を下方から支持する。具体的には、第２支持部１０４は、反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に移動可能な状態で支持する。これは、例えば、後述する具体例１～３により実現される。

【0065】

反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に移動可能な状態で支持する技術的意義は次のとおりである。

【0066】

すなわち、上記参考例１で説明したように温度制御装置２１０等により反応容器１００の温度を制御すると（例えば、常温から９００度程度に加熱すると）、反応容器１００がその長軸ＡＸ_１００方向に熱膨張する（例えば、長軸ＡＸ_１００方向に１０～２０ｍｍ程度熱膨張する）。その際、仮に、反応容器１００の他端側Ａ２がその長軸ＡＸ_１００方向に移動不能であると、反応容器１００が長軸ＡＸ_１００方向に熱膨張することにより駆動装置１５０に力が作用し、当該駆動装置１５０が破損する恐れがある。例えば、駆動装置１５０（例えば、減速機）を構成するギヤ（１又は複数）の回転軸が変形し、当該駆動装置１５０（例えば、減速機）が正常に動作できなくなる恐れがある。あるいは、搬送機構１２０が大きく変形し、正常に搬送できなくなる恐れがある。

【0067】

そこで、反応容器１００が長軸ＡＸ_１００方向に熱膨張することにより駆動装置１５０に力が作用し、当該駆動装置１５０が破損するの等を防止するため、第２支持部１０４により、反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に移動可能な状態で支持する。

【0068】

次に、反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に移動可能な状態で支持する具体例について説明する。

【0069】

＜具体例１＞
図５（ａ）は、反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に移動可能な状態で支持する具体例１を表す図である。図５（ａ）は、図４中の矢印ＡＲ１方向から見た矢視図である。

【0070】

図５（ａ）に示すように、具体例１は、反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に移動可能とするため、反応容器１００の他端側Ａ２にフランジ部１０９を設け、フランジ部１０９の下部に凹部１０９ａを形成し、第２支持部１０４の上部に凹部１０９ａに挿入される凸部１０４ａを設け、凹部１０９ａに凸部１０４ａが挿入された状態で反応容器１００の他端側Ａ２を支持した例である。凹部１０９ａ及び凸部１０４ａは、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に延びている。フランジ部１０９の下面１０９ｂと第２支持部１０４の上面１０４ｂとの間には、隙間Ｇ１が形成されている。凹部１０９ａと凸部１０４ａの間に潤滑油等を供給してもよい。なお、逆に、フランジ部１０９の下部に凸部１０４ａを設け、第２支持部１０４の上部に凸部１０４ａが挿入される凹部１０９ａを形成してもよい。

【0071】

＜具体例２＞
図５（ｂ）は、反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に移動可能な状態で支持する具体例２を表す図である。図５（ｂ）は、図４中の矢印ＡＲ１方向から見た矢視図である。

【0072】

図５（ｂ）に示すように、具体例２は、反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に移動可能とするため、反応容器１００の他端側Ａ２にフランジ部１０９を設け、第２支持部１０４の上面１０４ｂに摩擦低減部材１１１を設け、フランジ部１０９の下面１０９ｂが摩擦低減部材１１１に接した状態で反応容器１００の他端側Ａ２を支持した例である。摩擦低減部材１１１は反応容器１００を滑らかに移動させる部材であれば形態、形状、素材は特に限定されない。摩擦低減部材１１１は例えばローラやベルト等の回転部を有する部材であっても良い。摩擦低減部材１１１は例えば焼き入れ熱処理が可能な工具鋼材や窒化熱処理が可能な窒化鋼材、少なくとも一部にセラミック粒子を含有する粉末冶金材、またはコーティングが表面に施された鋼材のように、摩擦低減部材１１１が反応容器１００を支持する面のビッカース硬さ（ＨＶ）が４５０以上もしくはロックウェル硬さ（ＨＲＣ）が４５以上の高硬度材から成る部材であっても良い。摩擦低減部材１１１は例えばタイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、炭化チタン（ＴｉＣ）、炭窒化チタン（ＴｉＢＮ）、ホウ化チタン（ＴｉＢ_２）、炭化バナジウム（ＶＣ）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）やジルコニア（ＺｒＯ_２）等がＣＶＤ、ＰＶＤ、溶射等の成膜手段により表面にコーティングされた部材であっても良い。摩擦低減部材１１１はクロムめっきやニッケルめっき（Ｎｉ－ＰやＮｉ－Ｃｏ－Ｗ）が電気めっきや無電解めっきにより表面にコーティングされた部材であっても良い。摩擦低減部材１１１は二硫化モリブデンのように固体潤滑性を有する化合物がスプレー等の塗布手段により表面にコーティングされた部材であっても良い。すなわち、摩擦低減部材１１１が反応容器１００を支持する面（支持面）の化学組成には、Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ａｌ、Ｐ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｗの元素（化学元素）のうち少なくとも１つが含まれていることが好ましい。

【0073】

＜具体例３＞
図５（ｃ）は、反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に移動可能な状態で支持する具体例３を表す図である。図５（ｃ）は、図４中の矢印ＡＲ１方向から見た矢視図である。

【0074】

図５（ｃ）に示すように、具体例３は、反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に移動可能とするため、反応容器１００の他端側Ａ２に左右両側に突出する（反応容器１００の長軸に交差（例えば直交）する向きに突出する）突出部１０９ｃ、１０９ｄを有するフランジ部１０９を設け、第２支持部１０４の上面１０４ｂに起立部１０４ｃ、１０４ｄを設け、突出部１０９ｃ、１０９ｄを起立部１０４ｃ、１０４ｄに載せた状態で反応容器１００の他端側Ａ２を支持した例である。フランジ部１０９の下面１０９ｂと第２支持部１０４の上面１０４ｂとの間には隙間Ｇ２が形成され、かつ、フランジ部１０９の左右両側と起立部１０４ｃ、１０４ｄとの間には隙間Ｇ３、Ｇ４が形成されている。突出部１０９ｃ、１０９ｄと起立部１０４ｃ、１０４ｄの間に潤滑油等を供給してもよい。

【0075】

上記具体例１～３のように、反応容器１００の他端側Ａ２を反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に移動可能な状態で支持することにより、反応容器１００がその長軸ＡＸ_１００方向に熱膨張（又は熱収縮）することに起因して駆動装置１５０に力が作用し、当該駆動装置１５０が破損等するのを防止することができる。

【0076】

＜搬送機構１２０を支持する構成例＞
図４に示すように、反応装置１０は、搬送機構１２０としてのスクリュを支持する構成として、軸受け１０６、１０７を備えている。

【0077】

軸受け１０６は、反応容器１００の一端側Ａ１に設けられており、搬送機構１２０の一端側Ｂ１を回転可能な状態で支持する。軸受け１０６は、例えば、ベアリング、ブッシュである。搬送機構１２０の一端側Ｂ１は、減速機１５２の出力軸に連結（固定）されている。すなわち、搬送機構１２０の一端側Ｂ１は、回転可能、かつ、搬送機構１２０の軸ＡＸ_１２０方向に移動不能な状態で支持されている。

【0078】

一方、軸受け１０７は、反応容器１００の他端側Ａ２に設けられており、搬送機構１２０の他端側Ｂ２を回転可能、かつ、搬送機構１２０の軸ＡＸ_１２０方向に移動可能な状態で支持する。軸受け１０７が本開示の第３支持部、第６支持部の一例である。軸受け１０７は、例えば、ベアリング、ブッシュである。なお、搬送機構１２０の他端側Ｂ２を、搬送機構１２０の軸ＡＸ_１２０方向に移動可能とするため、搬送機構１２０の他端側Ｂ２の所定範囲（図４中、符号Ｌ１が示す範囲参照）には、螺旋状の凸部１２１が設けられていない。また、搬送機構１２０の他端側Ｂ２の端部と反応容器１００の他端側Ａ２に設けられた蓋部１０８との間には、搬送機構１２０の軸ＡＸ_１２０方向（図４中右側）に移動する搬送機構１２０の他端側Ｂ２が進入するスペース（図４中、符号Ｌ２が示す範囲参照）が設けられている。

【0079】

以上のように支持された搬送機構１２０の軸ＡＸ_１２０と反応容器１００の長軸ＡＸ_１００は一致（略一致）している。

【0080】

搬送機構１２０の他端側Ｂ２を、搬送機構１２０の軸ＡＸ_１２０方向に移動可能な状態で支持する技術的意義は次のとおりである。

【0081】

すなわち、上記参考例１で説明したように温度制御装置２１０等により反応容器１００の温度を制御すると（例えば、常温から摂氏９００度程度に加熱すると）、反応容器１００がその長軸ＡＸ_１００方向に熱膨張する（例えば、長軸ＡＸ_１００方向に１０～２０ｍｍ程度熱膨張する）。これと共に、搬送機構１２０もその軸ＡＸ_１２０方向に熱膨張する（例えば、軸ＡＸ_１２０方向に１０～２０ｍｍ程度熱膨張する）。その際、仮に、搬送機構１２０の他端側Ｂ２がその軸ＡＸ_１２０方向に移動不能であると、搬送機構１２０が軸ＡＸ_１２０方向に熱膨張することにより搬送機構１２０が変形し、この変形した搬送機構１２０の螺旋状の凸部１２１等が反応容器１００の内壁に接触し、搬送機構１２０が正常に回転できなくなる等の恐れがある。

【0082】

また、搬送機構１２０の一端側Ｂ１を搬送機構１２０の軸ＡＸ_１２０方向に移動可能な状態とし、搬送機構１２０の他端側Ｂ２を搬送機構１２０の軸ＡＸ_１２０方向に移動不能な状態とした場合、反応容器１００の熱膨張や熱収縮に伴って搬送機構１２０の他端側Ｂ２が移動するため、スクリュの凸部および凹部の位置の制御が困難となり、処理物を正常に反応できなくなる等の恐れがある。

【0083】

そこで、搬送機構１２０が軸ＡＸ_１２０方向に熱膨張することにより搬送機構１２０が変形するのを防止するため、軸受け１０７により、搬送機構１２０の他端側Ｂ２を、回転可能、かつ、搬送機構１２０の軸ＡＸ_１２０方向に移動可能な状態で支持する。

【0084】

以上のように、搬送機構１２０の他端側Ｂ２を回転可能、かつ、搬送機構１２０の軸ＡＸ_１２０方向に移動可能な状態で支持することにより、搬送機構１２０がその軸ＡＸ_１２０方向に熱膨張することに起因して搬送機構１２０が変形するのを防止することができる。

【0085】

以上説明したように、参考例２によれば、反応容器１００がその長軸ＡＸ_１００方向に熱膨張しても、これに起因して正常に動作できなくなるのを防止することができる反応装置１０を提供することができる。

【0086】

次に、変形例について説明する。

【0087】

上記参考例２では、回転不能に支持された反応容器１００を用いた例について説明したが、これに限らない。例えば、回転可能に支持された反応容器１００を用いてもよい。

【0088】

図６は、反応容器１００を回転可能に支持する構成例である。

【0089】

図６に示すように、本変形例の反応装置１０は、反応容器１００を回転可能に支持する構成として、軸受け１１２、１１３を備えている。

【0090】

軸受け１１２は、反応容器１００の一端側Ａ１と第１支持部１０３の間に設けられており、反応容器１００の一端側Ａ１を回転可能、かつ、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に移動不能な状態で支持する。軸受け１１２は、例えば、ベアリング、ブッシュである。反応容器１００の一端側Ａ１には、フランジ部１１４が設けられている。このフランジ部１１４が軸受け１１２に接触することにより、反応容器１００の一端側Ａ１が反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向（図６中右側）に移動するのが防止される。フランジ部１１４および軸受け１１２は複数設けてもよい。例えば、１つのフランジ部１１４に対して２つの軸受け１１２を用い、フランジ部１１４を軸受け１１２で挟むようにすることで反応容器１００の一端側Ａ１が反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に移動するのがより好適に防止される。なお、軸受け１１２は、反応容器１００の一端側Ａ１が挿入される輪状のベアリング又はブッシュであってもよいし、輪状のベアリング又はブッシュの一部を切り欠いた円弧状のベアリング又はブッシュであってもよい。なお、軸受け１１２に代えて、潤滑性のある材料により構成される部材により、反応容器１００の一端側Ａ１を回転可能、かつ、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に移動不能な状態で支持してもよい。軸受け１１２及びフランジ部１１４が本開示の第４支持部の一例である。

【0091】

一方、軸受け１１３は、反応容器１００の他端側Ａ２と第２支持部１０４の間に設けられており、反応容器１００の他端側Ａ２を回転可能、かつ、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に移動可能な状態で支持する。軸受け１１３は、例えば、ベアリング、ブッシュである。なお、軸受け１１３は、反応容器１００の他端側Ａ２が挿入される輪状のベアリング又はブッシュであってもよいし、輪状のベアリング又はブッシュの一部を切り欠いた円弧状のベアリング又はブッシュであってもよい。なお、軸受け１１３に代えて、潤滑性のある材料により構成される部材により、反応容器１００の他端側Ａ２を回転可能、かつ、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に移動可能な状態で支持してもよい。軸受け１１３が本開示の第５支持部の一例である。本変形例の回転可能に支持された反応容器１００は、一端側Ａ１において駆動装置１５０（スクリュ駆動装置）と同様の反応容器駆動装置１１６（図６中省略）に接続（連結）している。

【0092】

本変形例のように、反応容器１００を回転可能に支持する構成を用いる場合、回転可能に支持された搬送機構１２０（図４参照）を用いてもよいし、回転可能に支持された搬送機構１２０に代えて、回転不能に支持された搬送機構１２０（図示せず）を用いてもよい。また、搬送機構１２０を省略してもよい。

【0093】

また、上記参考例２では、第１支持部として、反応容器１００の一端側Ａ１を下方から支持する第１支持部１０３を用いた例について説明したが、これに限らない。すなわち、第１支持部は、反応容器１００の一端側Ａ１をその長軸ＡＸ_１００方向に移動不能な状態で支持する支持部であればどのような構成であってもよい。例えば、図示しないが、第１支持部として、反応容器１００の一端側Ａ１を上方から吊り下げる形態で支持する第１支持部を用いてもよいし、反応容器１００の一端側Ａ１を側方から支持する第１支持部を用いてもよい。

【0094】

また、上記参考例２では、第２支持部１０４として、反応容器１００の他端側Ａ２を下方から支持する支持部を用いた例について説明したが、これに限らない。すなわち、第２支持部は、反応容器１００の他端側Ａ２をその長軸ＡＸ_１００方向に移動可能な状態で支持する支持部であればどのような構成であってもよい。例えば、図示しないが、第２支持部として、反応容器１００の他端側Ａ２を上方から吊り下げる形態で支持する第２支持部を用いてもよいし、反応容器１００の他端側Ａ２を側方から支持する第２支持部を用いてもよい。

【0095】

上記参考例では、図５（ａ）、図７に示すように、第２支持部１０４が、反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向にのみ移動可能な状態で支持する例について説明したが、これに限らない。図７は、図５（ａ）中の矢印ＡＲ２方向から見た矢視図である。例えば、反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に加え、回転軸ＡＸ_Ｖ（鉛直軸）を中心に回転可能な状態で支持してもよい。

【0096】

次に、反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に加え、回転軸ＡＸ_Ｖ（鉛直軸）を中心に回転可能な状態で支持する具体例４について説明する。

【0097】

＜具体例４＞
図８は、反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に加え、回転軸ＡＸ_Ｖ（鉛直軸）を中心に回転可能な状態で支持する具体例４の概略図である。

【0098】

図８に示すように、凸部１０４ａは、ベアリング等を介して回転軸ＡＸ_Ｖ（鉛直軸）を中心に回転可能に第２支持部１０４（上面１０４ｂ）に支持された台座１０４ｅ上に設けられている。なお、回転軸ＡＸ_Ｖは、図８中、紙面に直交する方向に延びている。これにより、反応容器１００の他端側Ａ２は、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に加え、回転軸ＡＸ_Ｖ（鉛直軸）を中心に回転可能な状態で支持されている。

【0099】

このように、反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に加え、回転軸ＡＸ_Ｖ（鉛直軸）を中心に回転可能な状態で支持することの利点は次のとおりである。

【0100】

すなわち、反応の状態（物理的な刺激の状態）によっては、図７中、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００に対して左右で温度差が生じることがある（又はあえて温度差を生じさせることがある）。この場合、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００に対して左右で伸びる量が異なるという現象が起こる。

【0101】

例えば、図７において、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００に対して右側の温度が高く、左側の温度が低い場合、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００に対して右側が多く伸び、左側が短く伸びる。図７中の矢印ＡＲ３、ＡＲ４の長さはこのことを表している。

【0102】

上記のように反応容器１００の長軸ＡＸ_１００に対して左右で伸びる量が異なると、反応容器１００の他端側Ａ２に水平方向の応力（図７中矢印ＡＲ５参照）が発生する場合がある。

【0103】

この応力が発生した場合、第２支持部１０４（凸部１０４ａ）とフランジ部１０９（凹部１０９ａ）との間に発生する摩擦により、反応容器１００（他端側Ａ２）の長軸ＡＸ_１００方向の移動が妨げられるおそれがある。

【0104】

そこで、図８に示す構成を採用することにより、種々の物理的な刺激の状況に好適に対応することが可能となる。

【0105】

なお、反応容器１００の左右で敢えて温度差を生じさせる状態は、特に、二軸型の反応容器１００Ａ（図９参照）に適用すると、処理物の反応速度の制御等に有効である。図９は、二軸型の反応容器１００Ａの例である。

【0106】

次に、反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に加え、短軸方向（図１０中矢印ＡＲ６参照）に移動可能な状態で支持する具体例５について説明する。

【0107】

＜具体例５＞
図１０は、反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に加え、短軸方向（図１０中矢印ＡＲ６参照）に移動可能な状態で支持する具体例５の概略図である。

【0108】

図１０に示すように、凸部１０４ａは、ベアリング等を介して回転軸ＡＸ_Ｖ（鉛直軸）を中心に回転可能に第２支持部１０４（上面１０４ｂ）に支持された台座１０４ｅ上に設けられている。この台座１０４ｅはさらに短軸方向（図１０中矢印ＡＲ６参照）に移動可能なようにガイドレール１０４ｆ（第２支持部１０４（上面１０４ｂ）に支持されている）に設けられている。なお、回転軸ＡＸ_Ｖは、図１０中、紙面に直交する方向に延びている。これにより、反応容器１００の他端側Ａ２は、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に加え、回転軸ＡＸ_Ｖ（鉛直軸）を中心に回転可能かつ短軸方向（図１０中矢印ＡＲ６参照）に移動可能な状態で支持されている。

【0109】

このように、反応容器１００の他端側Ａ２を、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に加え、回転軸ＡＸ_Ｖ（鉛直軸）を中心に回転可能かつ短軸方向（図１０中矢印ＡＲ６参照）に移動可能な状態で支持することの利点は次のとおりである。

【0110】

上記応力（図７中矢印ＡＲ５参照）が発生した場合、第２支持部１０４（凸部１０４ａ）とフランジ部１０９（凹部１０９ａ）との間に発生する摩擦により、反応容器１００（他端側Ａ２）の長軸ＡＸ_１００方向の移動が妨げられるおそれがある。

【0111】

そして、上記変形がさらに大きくなると（上記応力がさらに大きくなると）、反応容器１００の他端側Ａ２が傾き（図１１（ｂ）参照）、反応容器１００が捻れる（図１１（ａ）参照）おそれがある。図１１（ａ）は反応容器１００が捻れている状態を表す図、図１１（ｂ）は反応容器１００が傾いている状態を表す図である。なお、このような捻れや傾きは他端側Ａ２や中間部Ａ３で起こりやすい。

【0112】

そこで、図１０に示す構成を採用することにより、反応容器１００の捻れを抑制することが可能となる（図１１（ｃ）、図１１（ｄ）参照）。図１１（ｃ）は反応容器１００の捻れが抑制されている状態を表す図、図１１（ｄ）は反応容器１００の傾きが抑制されている状態を表す図である。

【0113】

また、上記参考例１、２では、温度制御部（温度制御領域１１０等）が反応容器１００の温度を反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向の互いに異なる領域ごとに制御する例について説明したが、これに限らない。すなわち、温度制御部（温度制御領域１１０等）が温度制御する領域は複数に限らず、１つであってもよい。

【0114】

また、上記参考例１、２では、流体供給部（第１流体入口１３１、第１流体出口１３２、第１バルブ１３４等）を用いた例について説明したが、これに限らない。すなわち、流体供給部（第１流体入口１３１、第１流体出口１３２、第１バルブ１３４等）の一部又は全部を省略してもよい。

【0115】

また、上記参考例１、２では、反応容器１００の一端側Ａ１に設けられ、搬送機構１２０（例えばスクリュ）の一端側Ｂ１が連結された駆動装置１５０を用いた例について説明したが、これに限らない。搬送機構１２０を駆動させる装置として別の駆動装置を用いてもよい。

【0116】

＜実施形態＞
＜温度制御領域１１０の具体例＞
まず、以下に説明する実施形態１～３の反応装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに共通する温度制御領域１１０の具体例について説明する。

【0117】

図１２は、温度制御領域１１０の斜視図である。

【0118】

図１２に示すように、温度制御領域１１０は、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向に、合計３つのゾーンＤ１～Ｄ３に分割されている。なお、３つのゾーンに限らず、１、２又は４以上のゾーンに分割されていてもよい。

【0119】

ゾーンＤ１は、反応容器１００を囲むように反応容器１００の長軸ＡＸ_１００周り（周方向）に上下左右の合計４つのゾーンＤ１１～Ｄ１４に分割されている。なお、４つのゾーンに限らず、１～３又は５以上のゾーンに分割されていてもよい。ゾーンＤ２、Ｄ３も同様である。

【0120】

そして、この４つのゾーンＤ１１～Ｄ１４には、第１加熱部Ｈ１、第２加熱部Ｈ２、第３加熱部Ｈ３、第４加熱部Ｈ４が配置されている。このように、加熱部Ｈ１～Ｈ４は、反応容器１００を囲むように反応容器１００の長軸ＡＸ_１００周りに配置されている。

【0121】

加熱部Ｈ１～Ｈ４としては、温度制御性を考慮して、電熱線を含むヒータ（電気ヒータ）を用いるのが望ましい。

【0122】

図１３は、加熱部Ｈ１～Ｈ４と温度制御部２０２との電気的な接続関係を表すブロック図である。図１３に示すように、各ヒータは、温度制御部２０２に電気的に接続されている。なお、加熱部Ｈ１～Ｈ４は、ヒータに限らず、他の加熱手段であってよい。

【0123】

図示しないが、４つのゾーンＤ１１～Ｄ１４には、温度計測部が配置されている。温度計測部としては、例えば、熱電対を用いるのが望ましい。各温度計測部は、温度制御部２０２に電気的に接続されている。なお、温度計測部は、熱電対に限らず、他の温度計測部（温度センサ）であってよい。

【0124】

温度制御部２０２は、各ヒータ（電熱線）に通電する電流を個別に制御（例えば、ＰＩＤ制御）することにより、各ゾーンに対応する反応容器１００（中間部Ａ３）の複数箇所（１２箇所）それぞれの温度を個別に制御する。その際、温度制御部２０２は、各温度計測部により計測された温度を参照する。例えば、温度制御部２０２は、ゾーンＤ１１の第１加熱部Ｈ１であるヒータを制御することによりゾーンＤ１１に対応する反応容器１００の箇所の温度を制御する場合、当該ゾーンＤ１１に配置された温度計測部により計測された温度を参照する。他の加熱部Ｈ２～Ｈ４である他のヒータを制御する場合も同様である。

【0125】

なお、温度計測部が計測する位置（対象）は、当該温度計測部が配置されたゾーンに配置されたヒータであってもよいし、当該温度計測部が配置されたゾーンに対応する反応容器１００の箇所であってもよいし、当該温度計測部が配置されたゾーンに配置されたヒータと反応容器１００との間の空間であってもよいし、その他の位置（対象）であってもよい。

【0126】

以上のように、以下に説明する実施形態１～３の反応装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃにおいては、温度制御領域１１０は３×４の合計１２のゾーンに分割されており、各ゾーンに対応する反応容器１００（中間部Ａ３）の複数箇所（１２箇所）それぞれの温度を個別に制御することができる。これにより、反応装置１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、原料の反応をより好適に行うことができる。

【0127】

＜反応容器１００の変形＞
次に、反応容器１００の変形について説明する。

【0128】

図１４は、反応容器１００の変形パターン例である。

【0129】

反応容器１００の温度を制御（昇温制御又は降温制御）すると、反応容器１００が長軸ＡＸ_１００方向に膨張又は収縮する。その際、図４に示すように、反応容器１００は、一端側Ａ１が第１支持部１０３により移動不能な状態で支持（固定支持）され、かつ他端側Ａ２が第２支持部１０４により移動可能な状態で支持（可動支持）されている。そのため、反応容器１００の温度を制御（昇温制御又は降温制御）すると、図１４に示すように、反応容器１００の他端側Ａ２が一端側Ａ１に対して長軸ＡＸ_１００方向に変位する（図１４中の矢印参照）。

【0130】

＜第１の課題（反応容器１００を降温制御（冷却制御）する際の課題）＞
次に、第１の課題（反応容器１００を降温制御（冷却制御）する際の課題）について説明する。

【0131】

図１５は、第１の課題（反応容器１００を降温制御（冷却制御）する際の課題）について説明するための図である。

【0132】

反応容器１００を降温制御（冷却制御）すると、搬送機構１２０より先に反応容器１００が冷却される。そのため、搬送機構１２０より先に反応容器１００が長軸ＡＸ_１００方向（図１５中矢印ＡＲ７参照）に収縮し、反応容器１００の他端側Ａ２が一端側Ａ１（図１５中左側）に向かって長軸ＡＸ_１００方向（図１５中矢印ＡＲ７参照）に変位する。これにより、反応容器１００の他端側Ａ２に設けられた蓋部１６０と搬送機構１２０（他端側Ｂ２）との間の干渉スペースＳ１（図１５参照）が徐々に狭くなる。そして、最終的に、搬送機構１２０（他端側Ｂ２）が蓋部１６０に接触する。その結果、反応装置１０Ａ～１０Ｃの正常な動作が妨げられる（反応装置１０Ａ～１０Ｃが故障する）場合があるという課題（第１の課題）がある。

【0133】

＜望ましい温度条件＞
上記第１の課題を考慮すると、反応容器１００の上部Ａ、下部Ｃ、左部Ｄ、右部Ｂ（図１２参照）間の温度差ができる限り小さくなるように、温度制御部２０２は、各ヒータ（電熱線）を個別に制御することが望ましい。

【0134】

具体的には、反応容器１００の上部Ａ、下部Ｃ、左部Ｄ、右部Ｂ間の温度差は、±２０℃以内が望ましく、±１０℃以内がさらに望ましい。

【0135】

次に、反応容器１００（上部Ａ、下部Ｃ、左部Ｄ、右部Ｂ）の温度を現在温度（例えば、１０００℃）から目標温度（例えば、５００℃）まで冷却する工程について説明する。

【0136】

この工程において、温度制御部２０２は、反応容器１００（上部Ａ、下部Ｃ、左部Ｄ、右部Ｂ）の温度が現在温度（例えば、１０００℃）から目標温度（例えば、５００℃）になるように、各ヒータ（電熱線）を個別に制御する。

【0137】

その際、反応容器１００の上部Ａ、下部Ｃ、左部Ｄ、右部Ｂ間の温度差を抑制するため、反応容器１００（上部Ａ、下部Ｃ、左部Ｄ、右部Ｂ）の降温速度（冷却速度）はできる限り遅い方が望ましい。具体的には、反応容器１００（上部Ａ、下部Ｃ、左部Ｄ、右部Ｂ）の降温速度は、１０℃/min以下が望ましく、５℃/min以下より望ましく、２℃/min以下がさらに望ましい。この望ましい降温速度は、例えば、経験、実験、所定計算により見出すことができる。反応容器１００（上部Ａ、下部Ｃ、左部Ｄ、右部Ｂ）の降温速度としてこの望ましい降温速度を採用することにより、上記第１の課題を解決することができる。

【0138】

＜第２の課題（反応容器１００を降温制御（冷却制御）する際の課題）＞
図４に示す参考例２の反応装置１０において反応容器１００を降温制御（冷却制御）する際、通常、段階的な降温が実施される。参考例２の反応装置１０において反応容器１００を昇温制御（加熱制御）する際も同様である。

【0139】

図１６（ａ）は段階的な降温の一例である。図１６（ｂ）は段階的な昇温の一例である。図１７は、参考例２の反応装置１０において反応容器１００の温度をある降温速度で目標温度まで降温制御（冷却制御）する場合の、降温の温度変化Ｃ１と反応容器１００の実際の温度変化Ｃ２との関係を表すグラフである。

【0140】

図４に示す参考例２の反応装置１０において段階的な降温を実施する理由は、次のとおりである。

【0141】

すなわち、図１７に示すように、反応容器１００の温度をある降温速度で目標温度まで降温制御（冷却制御）する場合、最終的に目標温度に到達する前（例えば、図１７中時間Ｔ１参照）に、降温の温度変化Ｃ１（時間軸）に追従できない変位量ΔＸ´（反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向の変位量）が発生する。そのため、段階的な降温制御を実施し、反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向の変位量がΔＸになるまで待機する待機時間Ｔ_Ｗ（図１７参照）を設定する必要がある。

【0142】

図１７中符号ΔＸは、反応容器１００の温度が目標温度（図１７の場合、中間温度）に到達した場合（温度差がΔＴの場合）の反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向の変位量を表す。図１７中符号ΔＸ´は、目標温度に到達する前の時間Ｔ１における、降温の温度変化Ｃ１（時間軸）に追従できない変位量（反応容器１００の長軸ＡＸ_１００方向の変位量）を表す。図１７中符号Ｘ２は図１９中の位置Ｘ２に対応し、符号Ｘ３は図１９中の位置Ｘ３に対応する。

【0143】

しかしながら、上記待機時間Ｔ_Ｗは主に経験に基づき人手で設定される時間であるため、「余分な待機時間Ｔ_ＥＸ」（図１７参照）が発生する。そのため、反応容器１００（上部Ａ、下部Ｃ、左部Ｄ、右部Ｂ）の温度が目標温度に到達するまでの時間（降温時間）が長くなる（例えば、数日を要する）という課題（第２の課題）がある。

【0144】

次に、上記第２の課題について、図１８を参照しながらさらに説明する。

【0145】

図１８は、参考例２の反応装置１０において段階的な降温を行う降温処理のフローチャート例である。

【0146】

まず、現在温度Ｔ１（例えば、１０００℃）、目標温度Ｔ２（例えば、５００℃）、降温速度Ｖｔ（例えば、１０℃／分）、中間温度Ｔｍ（例えば、７５０℃）を設定する（ステップＳ２０～Ｓ２２）。これは、例えば、オペレータが手動で設定する。

【0147】

次に、降温速度Ｖｔで降温する（ステップＳ２３）。これは、反応容器１００の温度が現在温度Ｔ１から中間温度Ｔｍになるように温度制御部２０２が各ヒータを制御することで実現される。

【0148】

次に、反応容器１００の温度が中間温度Ｔｍ（例えば、７５０℃）に到達した場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、予め設定した待機時間Ｔｗ（図１７参照）待機する（ステップＳ２５：ＮＯ）。待機時間Ｔｗの間、中間温度Ｔｍが維持される。

【0149】

次に、予め設定した待機時間Ｔｗが経過した場合（ステップＳ２５：ＹＥＳ）、降温速度Ｖｔで降温する（ステップＳ２６）。これは、反応容器１００の温度が目標温度Ｔ２になるように温度制御部２０２が各ヒータを制御することで実現される。

【0150】

そして、反応容器１００の温度が目標温度Ｔ２に到達した場合（ステップＳ２７：ＹＥＳ）、降温処理（ステップＳ２０～Ｓ２７）が終了する。

【0151】

以上のように、上記参考例２の反応装置１０において段階的な降温を行った場合、ステップＳ２５において「余分な待機時間Ｔ_ＥＸ」（図１７参照）が発生する。そのため、反応容器１００（上部Ａ、下部Ｃ、左部Ｄ、右部Ｂ）の冷却時間が長くなる（例えば、冷却に数日を要する）という課題（第２の課題）がある。

【0152】

＜実施形態１＞
次に、実施形態１として、上記第２の課題を解決するための構成例１について説明する。以下、実施形態１の反応装置を反応装置１０Ａと記載する。

【0153】

図１９は、実施形態１の反応装置１０Ａの概略構成図である。図２０は、実施形態１にかかる反応装置１０Ａのブロック図である。

【0154】

図１９、図２０に示すように、実施形態１の反応装置１０Ａは、参考例２の反応装置１０に位置測定装置２６０、第１変位速度計算部２０８、第２変位速度計算部２０９を追加したものに相当する。以下、上記参考例２の反応装置１０と同様の構成については同じ符号を付し適宜説明を省略する。

【0155】

位置測定装置２６０は、上記のように変位（図１４参照）する反応容器１００の特定箇所の実際の位置を測定する。この特定箇所は、例えば、反応容器１００の他端側Ａ２の、図１９中符号Ｅが示す点（以下、点Ｅと記載する）である。なお、この特定箇所は、点Ｅ以外であってもよい。以下、この特定箇所が反応容器１００の点Ｅである例について説明する。図１９中、位置Ｘ１～位置Ｘ３は位置測定装置２６０が測定する点Ｅの位置の一例である。位置Ｘ１は、反応容器１００の温度が室温の場合の点Ｅの位置を表す。位置Ｘ２は、反応容器１００の温度が５００℃の場合の点Ｅの位置を表す。位置Ｘ３は、反応容器１００の温度が１０００℃の場合の点Ｅの位置を表す。

【0156】

位置測定装置２６０は、例えば、レーザ変位計である。レーザ変位計は、反応装置１０Ａが設置された床面１７０に配置されている。レーザ変位計は、床面位置Ｘ０（図１９参照）を基準として、上記のように変位する点Ｅの位置を測定する。図１９中符号Ｒａｙはレーザ変位計が照射するレーザ光を表す。なお、位置測定装置２６０は、レーザ変位計に限らず、歪みゲージであってもよいし、レーザ変位計と歪みゲージとを併用してもよい。

【0157】

第１変位速度計算部２０８は、反応容器１００（中間部Ａ３）の温度を望ましい降温速度（又は昇温速度）で現在温度Ｔ１から目標温度Ｔ２まで制御した場合の、反応容器１００の点Ｅの変位速度（望ましい変位速度Ｖ１）を計算する。その際、第１変位速度計算部２０８は、例えば、望ましい降温速度（又は昇温速度）、反応容器１００を構成する各部材の熱膨張率等の材料物性等を考慮して計算する。この望ましい変位速度Ｖ１（計算値）は、例えば、図２１中の直線Ｃ３で表すことができる。図２１は、反応容器１００を降温制御（冷却制御）する場合の、点Ｅの望ましい変位速度Ｃ３と点Ｅの実際の変位速度Ｃ４との関係を表すグラフである。第１変位速度計算部２０８は、例えば、制御装置２００が所定プログラムを実行することにより実現される。なお、第１変位速度計算部２０８は、所定プログラムに限らず、ハードウェアにより実現してもよい。また、第１変位速度計算部２０８が行う計算は、人手で行ってもよい。

【0158】

第２変位速度計算部２０９は、位置測定装置２６０により測定された点Ｅ（特定箇所）の実際の位置（互いに異なる時間に測定された複数の位置）に基づいて、点Ｅの実際の変位速度Ｖ２を計算する。この点Ｅの実際の変位速度Ｖ２（実測値）は、例えば、図２１中の曲線Ｃ４で表すことができる。第２変位速度計算部２０９は、例えば、制御装置２００が所定プログラムを実行することにより実現される。なお、第２変位速度計算部２０９は、所定プログラムに限らず、ハードウェアにより実現してもよい。

【0159】

温度制御部２０２は、点Ｅの実際の変位速度Ｖ２が点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１に追従するように（一致するように）反応容器１００（中間部Ａ３）の降温速度（又は昇温速度）を制御する降温速度制御処理（又は昇温速度制御処理）を実行する。この降温速度制御処理（及び昇温速度制御処理）については後述する。温度制御部２０２は、例えば、制御装置２００が所定プログラムを実行することにより実現される。なお、温度制御部２０２は、所定プログラムに限らず、ハードウェアにより実現してもよい。

【0160】

＜反応装置１０Ａの動作例１＞
次に、図２２を参照しながら反応装置１０Ａの動作例１について説明する。

【0161】

図２２は、反応装置１０Ａの動作例１のフローチャートである。

【0162】

以下、反応装置１０Ａの動作例１として、反応容器１００の温度を、現在温度１０００℃→目標温度５００℃に降温制御（冷却制御）する場合の動作例について説明する。

【0163】

まず、現在温度Ｔ１（１０００℃）、目標温度Ｔ２（５００℃）、望ましい降温速度Ｖｔ（例えば、１℃／分）を設定する（ステップＳ３０～Ｓ３１）。これは、例えば、オペレータが手動で設定する。

【0164】

次に、望ましい変位速度Ｖ１を計算する（ステップＳ３２）。これは、例えば、第１変位速度計算部２０８により実現される。具体的には、第１変位速度計算部２０８は、反応容器１００（中間部Ａ３）の温度を望ましい降温速度Ｖｔで現在温度Ｔ１から目標温度Ｔ２まで制御した場合の、反応容器１００の点Ｅの変位速度（望ましい変位速度Ｖ１）を計算する。その際、第１変位速度計算部２０８は、例えば、望ましい降温速度Ｖｔ、反応容器１００を構成する各部材の熱膨張率等の材料物性等を考慮して計算する。この望ましい変位速度Ｖ１（計算値）は、例えば、図２１中の直線Ｃ３で表すことができる。

【0165】

次に、点Ｅの位置を測定し、実際の変位速度Ｖ２（実測値）を計算する（ステップＳ３３）。これは、第２変位速度計算部２０９により実現される。具体的には、第２変位速度計算部２０９は、位置測定装置２６０により測定された点Ｅ（特定箇所）の実際の位置（互いに異なる時間に測定された複数の位置）に基づいて、点Ｅの実際の変位速度Ｖ２を計算する。この点Ｅの実際の変位速度Ｖ２（実測値）は、例えば、図２１中の曲線Ｃ４で表すことができる。

【0166】

次に、降温速度制御処理を実行する（ステップＳ３４）。この降温速度制御処理は、ステップＳ３３で計算された点Ｅの実際の変位速度Ｖ２が、ステップＳ３２で計算された点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１に追従するように（一致するように）反応容器１００（中間部Ａ３）の降温速度を制御する処理で、温度制御部２０２により実現される。

【0167】

この降温速度制御処理（ステップＳ３４）について図２３を参照しながら具体的に説明する。図２３は、降温速度制御処理のフローチャートである。

【0168】

図２３に示すように、まず、実際の変位速度Ｖ２と望ましい変位速度Ｖ１とが乖離している（例えば、実際の変位速度Ｖ２と望ましい変位速度Ｖ１との差が閾値を超えている）か否かを判定する（ステップＳ３４１）。これは、例えば、温度制御部２０２が、ステップＳ３３で計算された点Ｅの実際の変位速度Ｖ２とステップＳ３２で計算された点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１とを比較することにより判定する。

【0169】

その結果、実際の変位速度Ｖ２と望ましい変位速度Ｖ１とが乖離しており（ステップＳ３４１：ＹＥＳ）、その乖離が正の乖離（図２１中矢印ＡＲ８参照）の場合（ステップＳ３４２：ＹＥＳ）、これは点Ｅの実際の変位速度Ｖ２が点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１より遅いことを意味するため、反応容器１００（上部Ａ、下部Ｃ、左部Ｄ、右部Ｂ）の降温速度を上げる（ステップＳ３４３）。例えば、温度制御部２０２は、降温速度を１℃/minから２℃/minに上げる。具体的には、温度制御部２０２は、点Ｅの実際の変位速度Ｖ２が点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１に追従するように（一致するように）、各ヒータを制御する。これにより、点Ｅの実際の変位速度Ｖ２が点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１に追従する（図２１参照）。

【0170】

一方、実際の変位速度Ｖ２と望ましい変位速度Ｖ１とが乖離しており（ステップＳ３４１：ＹＥＳ）、その乖離が負の乖離（図２１中矢印ＡＲ９参照）の場合（ステップＳ３４２：ＮＯ）、これは点Ｅの実際の変位速度Ｖ２が点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１より速いことを意味するため、反応容器１００（上部Ａ、下部Ｃ、左部Ｄ、右部Ｂ）の降温速度を下げる（ステップＳ３４４）。例えば、温度制御部２０２は、降温速度を２℃/minから１℃/minに下げる。具体的には、温度制御部２０２は、点Ｅの実際の変位速度Ｖ２が点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１に追従するように（一致するように）、各ヒータを制御する。これにより、点Ｅの実際の変位速度Ｖ２が点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１に追従する（図２１参照）。

【0171】

なお、実際の変位速度Ｖ２と望ましい変位速度Ｖ１とが乖離していない場合（ステップＳ３４１：ＮＯ）、上記ステップＳ３４１以降の処理は実行されない。

【0172】

上記ステップＳ３３、Ｓ３４の処理は、反応容器１００の温度がステップＳ３０で設定された目標温度Ｔ２に到達するまで繰り返し実行される（ステップＳ３５：ＮＯ）。

【0173】

そして、反応容器１００の温度が目標温度Ｔ２に到達した場合（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、反応装置１０Ａの動作例１を終了する。

【0174】

以上のように、反応装置１０Ａの動作例１によれば、反応容器１００の温度が目標温度Ｔ２に到達するまでの間、点Ｅの実際の変位速度Ｖ２が点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１に追従する（図２１参照）。これにより、上記第２の課題が解決される。

【0175】

＜反応装置１０Ａの動作例２＞
次に、図２４を参照しながら反応装置１０Ａの動作例２について説明する。反応装置１０Ａの動作例１が反応容器１００の降温制御（冷却制御）の例であったのに対して、反応装置１０Ａの動作例２は、反応容器１００の昇温制御（加熱制御）の例である。

【0176】

図２４は、反応装置１０Ａの動作例２のフローチャートである。

【0177】

以下、反応装置１０Ａの動作例２として、反応容器１００の温度を、現在温度５００℃→目標温度１０００℃に昇温制御（加熱制御）する場合の動作例について説明する。

【0178】

まず、現在温度Ｔ１（５００℃）、目標温度Ｔ２（１０００℃）、望ましい昇温速度Ｖｔ（例えば、１℃／分）、を設定する（ステップＳ４０～Ｓ４１）。これは、例えば、オペレータが手動で設定する。

【0179】

次に、望ましい変位速度を計算する（ステップＳ４２）。これは、例えば、第１変位速度計算部２０８により実現される。具体的には、第１変位速度計算部２０８は、反応容器１００（中間部Ａ３）の温度を望ましい降温速度Ｖｔで現在温度Ｔ１から目標温度Ｔ２まで制御した場合の、反応容器１００の点Ｅの変位速度（望ましい変位速度Ｖ１）を計算する。その際、第１変位速度計算部２０８は、例えば、望ましい昇温速度Ｖｔ、反応容器１００を構成する各部材の熱膨張率等の材料物性等を考慮して計算する。この望ましい変位速度Ｖ１（計算値）は、例えば、図２５中の直線Ｃ５で表すことができる。図２５は、反応容器１００を昇温制御（加熱制御）する場合の、点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１と点Ｅの実際の変位速度Ｖ２との関係を表すグラフである。

【0180】

次に、点Ｅの位置を測定し、実際の変位速度Ｖ２（実測値）を計算する（ステップＳ４３）。これは、第２変位速度計算部２０９により実現される。具体的には、第２変位速度計算部２０９は、位置測定装置２６０により測定された点Ｅ（特定箇所）の実際の位置（互いに異なる時間に測定された複数の位置）に基づいて、点Ｅの実際の変位速度Ｖ２を計算する。この点Ｅの実際の変位速度Ｖ２（実測値）は、例えば、図２５中の曲線Ｃ６で表すことができる。

【0181】

次に、昇温速度制御処理を実行する（ステップＳ４４）。この昇温速度制御処理は、ステップＳ４３で計算された点Ｅの実際の変位速度Ｖ２が、ステップＳ４２で計算された点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１に追従するように（一致するように）反応容器１００（中間部Ａ３）の昇温速度を制御する処理で、温度制御部２０２により実現される。

【0182】

この昇温速度制御処理（ステップＳ４４）について図２６を参照しながら具体的に説明する。図２６は、昇温速度制御処理のフローチャートである。

【0183】

図２６に示すように、まず、実際の変位速度Ｖ２と望ましい変位速度Ｖ１とが乖離している（例えば、実際の変位速度Ｖ２と望ましい変位速度Ｖ１との差が閾値を超えている）か否かを判定する（ステップＳ４４１）。これは、例えば、温度制御部２０２が、ステップＳ４３で計算された点Ｅの実際の変位速度Ｖ２とステップＳ４２で計算された点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１とを比較することにより判定する。

【0184】

その結果、実際の変位速度Ｖ２と望ましい変位速度Ｖ１とが乖離しており（ステップＳ４４１：ＹＥＳ）、その乖離が正の乖離（図２５中矢印ＡＲ１０参照）の場合（ステップＳ４４２：ＹＥＳ）、これは点Ｅの実際の変位速度Ｖ２が点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１より遅いことを意味するため、反応容器１００（上部Ａ、下部Ｃ、左部Ｄ、右部Ｂ）の昇温速度を上げる（ステップＳ４４３）。例えば、温度制御部２０２は、昇温速度を１℃/minから２℃/minに上げる。具体的には、温度制御部２０２は、点Ｅの実際の変位速度Ｖ２が点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１に追従するように（一致するように）、各ヒータを制御する。これにより、点Ｅの実際の変位速度Ｖ２が点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１に追従する（図２５参照）。

【0185】

一方、実際の変位速度Ｖ２と望ましい変位速度Ｖ１とが乖離しており（ステップＳ４４１：ＹＥＳ）、その乖離が負の乖離（図２５中矢印ＡＲ１１参照）の場合（ステップＳ４４２：ＮＯ）、これは点Ｅの実際の変位速度Ｖ２が点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１より速いことを意味するため、反応容器１００（上部Ａ、下部Ｃ、左部Ｄ、右部Ｂ）の昇温速度を下げる（ステップＳ４４４）。例えば、温度制御部２０２は、昇温速度を２℃/minから１℃/minに下げる。具体的には、温度制御部２０２は、点Ｅの実際の変位速度Ｖ２が点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１に追従するように（一致するように）、各ヒータを制御する。これにより、点Ｅの実際の変位速度Ｖ２が点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１に追従する（図２５参照）。

【0186】

なお、実際の変位速度Ｖ２と望ましい変位速度Ｖ１とが乖離していない場合（ステップＳ４４１：ＮＯ）、上記ステップＳ４４１以降の処理は実行されない。

【0187】

上記ステップＳ４３、Ｓ４４の処理は、反応容器１００の温度がステップＳ４０で設定された目標温度Ｔ２に到達するまで繰り返し実行される（ステップＳ４５：ＮＯ）。

【0188】

そして、反応容器１００の温度が目標温度に到達した場合（ステップＳ４５：ＹＥＳ）、反応装置１０Ａの動作例２を終了する。

【0189】

以上のように、反応装置１０Ａの動作例２によれば、反応容器１００の温度が目標温度Ｔ２に到達するまでの間、点Ｅの実際の変位速度Ｖ２が点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１に追従する（図２５参照）。

【0190】

＜第３の課題（反応容器１００を昇温制御（加熱制御）する際の課題）＞
図２６に示すように、反応容器１００を昇温制御（加熱制御）する際、反応容器１００（上部Ａ、下部Ｃ、左部Ｄ、右部Ｂ）の昇温速度を上げた（ステップＳ４４３）にもかかわらず、点Ｅが変位しない場合、すなわち、点Ｅの実際の変位速度Ｖ２（実測値）が点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１（計算値）に追従しない場合が想定される。

【0191】

この場合、例えば、反応容器１００と搬送機構１２０とが接触することにより、可動支持部である第２支持部１０４の動作異常が発生している可能性が考えられる（第３の課題）。図２５中ハッチング領域は反応容器１００と搬送機構１２０とが接触する可能性がある危険領域を表す。

【0192】

＜実施形態２＞
次に、実施形態２として、上記第３の課題を解決するための構成例１について説明する。以下、実施形態２の反応装置を反応装置１０Ｂと記載する。

【0193】

図２７は、実施形態２にかかる反応装置１０Ｂのブロック図である。

【0194】

図２７に示すように、実施形態２の反応装置１０Ｂは、実施形態１の反応装置１０Ａに緊急時動作制御部２９０を追加したものに相当する。以下、上記実施形態１の反応装置１０Ａと同様の構成については同じ符号を付し適宜説明を省略する。

【0195】

緊急時動作制御部２９０は、反応装置１０Ｂが正常に動作できなくなる状況を回避する緊急時処理（緊急時動作）を実行する。この緊急時処理は、例えば、反応容器１００の昇温速度を下げるように各ヒータを制御する処理、反応容器１００の昇温を停止（非常停止）する処理、その他の処理であってよい。

【0196】

反応容器１００の昇温を停止（非常停止）する処理は、反応装置１０Ｂに設けられた非常停止ボタン（図示せず）が押下された場合に実行される加熱停止処理と同様の処理（例えば、温度制御部２０２への通電の停止）であってよい。

【0197】

また、緊急時処理は、例えば、反応装置１０Ｂの異常が発生した旨を報知する処理であってよい。この報知する処理は、例えば、反応装置１０Ｂの異常が発生した旨を表示装置（例えば、ディスプレイ）に表示する処理、又は反応装置１０Ｂの異常が発生した旨の音声を音声出力装置（例えば、スピーカ）から出力する処理であってよい。

【0198】

＜緊急時処理例１＞
次に、緊急時処理例１について図２８を参照しながら具体的に説明する。

【0199】

図２８は、緊急時処理例１のフローチャートである。緊急時処理例１は、ステップＳ４４３（図２６参照）において実行される。

【0200】

まず、点Ｅの位置を測定する（ステップＳ４４３１）。これは、位置測定装置２６０により実現される。

【0201】

次に、ステップＳ４４３１で測定された点Ｅの位置の時間変化ｄｘ／ｄｔが負に転じたか否かを判定し（ステップＳ４４３２）、点Ｅの位置の時間変化ｄｘ／ｄｔが負に転じた場合（ステップＳ４４３２：ＹＥＳ）、これは反応容器１００の加熱に伴い点Ｅの位置が長軸ＡＸ_１００方向に正しく変位していることを表すため、緊急時処理（緊急時動作）を実行することなく、ステップＳ４４３１に移行し、以後、それ以降の処理を繰り返し実行する。

【0202】

一方、点Ｅの位置の時間変化ｄｘ／ｄｔが負に転じない場合（ステップＳ４４３２：ＮＯ）、これは点Ｅの位置が長軸ＡＸ_１００方向に正しく変位していないこと、すなわち、可動支持部である第２支持部１０４が動作異常を起こしている可能性（例えば、反応容器１００と搬送機構１２０とが接触している可能性）を表すため、緊急時処理（緊急時動作）を実行する（ステップＳ４４３３）。これは、緊急時動作制御部２９０により実現される。この緊急時処理は、例えば、反応容器１００の昇温速度を下げるように各ヒータを制御する処理、反応容器１００の昇温を停止（非常停止）する処理、その他の処理であってよい。これにより、上記課題３が解決される。

【0203】

＜緊急時処理例２＞
次に緊急時処理例２について説明する。

【0204】

緊急時処理例１と緊急時処理例２との相違点は、緊急時処理例１では、昇温速度を上げた後の点Ｅの位置の時間変化を緊急時処理（緊急時動作）に移行するための判断基準としていたのに対し、緊急時処理例２では、「理想的な膨張」との乖離の程度を緊急時処理（緊急時動作）に移行するための判断基準としている点である。

【0205】

すなわち、可動支持部である第２支持部１０４が正常であっても、昇温速度を上げてすぐに点Ｅの位置の時間変化が起きない可能性がある。

【0206】

そこで、緊急時処理例２においては、望ましい変位速度Ｖ２と実際の変位速度Ｖ１との乖離が許容される閾値を予め設定し、望ましい変位速度Ｖ２と実際の変位速度Ｖ１との乖離がその閾値を超えた場合、非常時動作に移行する。

【0207】

次に緊急時処理例２について図２９を参照しながら具体的に説明する。

【0208】

図２９は、緊急時処理例２のフローチャートである。緊急時処理例２は、ステップＳ４４３（図２６参照）において実行される。

【0209】

まず、点Ｅの位置を測定し、実際の変位速度Ｖ２を計算する（ステップＳ４４３４）。これは、第２変位速度計算部２０９により実現される。具体的には、第２変位速度計算部２０９は、位置測定装置２６０により測定された点Ｅ（特定箇所）の実際の位置（互いに異なる時間に測定された複数の位置）に基づいて、点Ｅの実際の変位速度Ｖ２を計算する。

【0210】

次に、望ましい変位速度Ｖ１と実際の変位速度Ｖ２との乖離が閾値を超えていない場合（ステップＳ４４３５：ＮＯ）、これは昇温速度を上げたことに伴い点Ｅの位置が長軸ＡＸ_１００方向に正しく変位していることを表すため、緊急時処理（緊急時動作）を実行することなく、ステップＳ４４３４に移行し、以後、それ以降の処理を繰り返し実行する。

【0211】

一方、望ましい変位速度Ｖ１と実際の変位速度Ｖ２との乖離が閾値を超えた場合（ステップＳ４４３５：ＹＥＳ）、これは昇温速度を上げたにも関わらず、点Ｅの位置が長軸ＡＸ_１００方向に正しく変位していないこと、すなわち、可動支持部である第２支持部１０４が動作異常を起こしている可能性（例えば、反応容器１００と搬送機構１２０とが接触している可能性）を表すため、緊急時処理（緊急時動作）を実行する（ステップＳ４４３６）。これは、緊急時動作制御部２９０により実現される。この緊急時処理は、例えば、反応容器１００の昇温速度を下げるように各ヒータを制御する処理、反応容器１００の昇温を停止（非常停止）する処理、その他の処理であってよい。これにより、上記課題３が解決される。

【0212】

＜緊急時処理例３＞
次に緊急時処理例３について説明する。

【0213】

緊急時処理例３は、上記緊急時処理例２（図２９参照）に対してステップＳ４４３７を追加したものに相当する。

【0214】

緊急時処理例１と緊急時処理例３との相違点は、緊急時処理例１では、昇温速度を上げた後の点Ｅの位置の時間変化を緊急時処理に移行するための判断基準としていたのに対し、緊急時動作例３では、「定常時とは異なる挙動」を緊急時処理に移行するための判断基準としている点である。

【0215】

実際の生産運転では、毎回同じパターンで昇温や降温が行われる。そこで、緊急時処理例３においては、「定常時とは異なる挙動」との乖離が許容される閾値を予め設定し、その閾値を超えた場合、非常時動作に移行する。

【0216】

次に緊急時処理例３について図３０を参照しながら具体的に説明する。

【0217】

図３０は、緊急時動作例３のフローチャートである。緊急時動作例３は、ステップＳ４４３（図２６参照）において実行される。

【0218】

【0219】

次に、望ましい変位速度Ｖ１と実際の変位速度Ｖ２との乖離が閾値を超えていない場合（ステップＳ４４３５：ＮＯ）、かつ、望ましい変位速度Ｖ１と実際の変位速度Ｖ２との乖離が定常時の閾値を超えていない場合（ステップＳ４４３７：ＮＯ）、これは昇温速度を上げたことに伴い点Ｅの位置が長軸ＡＸ_１００方向に正しく変位していることを表すため、緊急時処理（緊急時動作）を実行することなく、ステップＳ４４３４に移行し、以後、それ以降の処理を繰り返し実行する。

【0220】

一方、望ましい変位速度Ｖ１と実際の変位速度Ｖ２との乖離が閾値を超えた場合（ステップＳ４４３５：ＹＥＳ）、又は、望ましい変位速度Ｖ１と実際の変位速度Ｖ２との乖離が定常時の閾値を超えた場合（ステップＳ４４３７：ＹＥＳ）、これは昇温速度を上げたにも関わらず、点Ｅの位置が長軸ＡＸ_１００方向に正しく変位していないこと、すなわち、可動支持部である第２支持部１０４が動作異常を起こしている可能性（例えば、反応容器１００と搬送機構１２０とが接触している可能性）を表すため、緊急時処理（緊急時動作）を実行する（ステップＳ４４３６）。これは、緊急時動作制御部２９０により実現される。この緊急時処理は、例えば、反応容器１００の昇温速度を下げるように各ヒータを制御する処理、反応容器１００の昇温を停止（非常停止）する処理、その他の処理であってよい。これにより、上記課題３が解決される。

【0221】

＜実施形態３＞
次に、実施形態３として、上記第２の課題を解決するための構成例２について説明する。以下、実施形態３の反応装置を反応装置１０Ｃと記載する。

【0222】

図３１は、実施形態３にかかる反応装置１０Ｃのブロック図である。

【0223】

図３１に示すように、実施形態３の反応装置１０Ｃは、実施形態１の反応装置１０Ａに温度制御パターン補正部２９１を追加したものに相当する。以下、上記実施形態１の反応装置１０Ａと同様の構成については同じ符号を付し適宜説明を省略する。

【0224】

実施形態３の反応装置１０Ｃにおいては、図３２に示すように、記憶部２０７に温度制御テーブルが記憶されている。図３２は、記憶部２０７に記憶されている温度制御テーブルの一例である。記憶部２０７が本開示の温度制御パターン記憶部、変位速度記憶部の一例である。

【0225】

図３２に示すように、温度制御テーブルは、項目として、現在温度ＤＴ１、目標温度ＤＴ２、望ましい降温速度ＤＴ３、望ましい変位速度ＤＴ４及び温度制御パターンＤＴ５を含む。

【0226】

現在温度ＤＴ１には、反応容器１００の現在温度が記憶される。目標温度ＤＴ２には、反応容器１００の目標温度が記憶される。望ましい降温速度（又は昇温速度）ＤＴ３には、上記＜望ましい温度条件＞を考慮して設定される降温速度（又は昇温速度）が記憶される。望ましい変位速度ＤＴ４には、第１変位速度計算部２０８により計算された変位速度（望ましい変位速度Ｖ１）が記憶される。温度制御パターンＤＴ５には、反応容器１００（中間部Ａ３）の温度が現在温度ＤＴ１から目標温度ＤＴ２に到達するまで温度制御部２０２が実際に制御した各ヒータの制御パターン、例えば、各ヒータに通電した、時間ごとの電流値の情報が記憶される。

【0227】

温度制御パターン補正部２９１は、反応容器１００の点Ｅ（特定箇所）の変位速度（Ｖ１又はＶ２）ができる限り速くなるように温度制御パターンＤＴ５を補正する。例えば、反応容器１００（中間部Ａ３）の温度が現在温度ＤＴ１から目標温度ＤＴ２に到達するまで温度制御部２０２が実際に制御した各ヒータの制御パターン（複数回分）を記憶部２０７等に記憶しておく。そして、温度制御パターン補正部２９１は、その記憶された温度制御パターン（複数回分）のうち変位速度（Ｖ１又はＶ２）が最も速くなる温度制御パターンを記憶部２０７（温度制御パターンＤＴ５）に記憶（上書き）する。

【0228】

または、温度制御パターン補正部２９１は、機械学習の結果に基づき、反応容器１００の点Ｅ（特定箇所）の変位速度（Ｖ１又はＶ２）ができる限り速くなるように温度制御パターンＤＴ５を補正してもよい。例えば、学習エンジン（例えば、ｓｃｉｋｉｔ－ｌｅａｒｎ）により学習モデルを生成し、この学習モデルにより、変位速度（Ｖ_Ｅ又はＤＴ４）ができる限り速くなる温度制御パターンを予測（推定）し、この予測した温度制御パターンを記憶部２０７（温度制御パターンＤＴ５）に記憶（上書き）してもよい。温度制御パターン補正部２９１は、例えば、制御装置２００が所定プログラムを実行することにより実現される。なお、温度制御パターン補正部２９１は、所定プログラムに限らず、ハードウェアにより実現してもよい。

【0229】

なお、温度制御パターン補正部２９１が行う補正は、経験に基づき人手で行ってもよい。例えば、反応容器１００の点Ｅ（特定箇所）の変位速度（Ｖ１又はＶ２）ができる限り速くなるように、経験に基づき、温度制御パターンを補正し、この補正後の温度制御パターンを記憶部２０７（温度制御パターンＤＴ５）に記憶（上書き）してもよい。

【0230】

＜反応装置１０Ｃの動作例１＞
次に、図３３を参照しながら反応装置１０Ｃの動作例１について説明する。

【0231】

図３３は、反応装置１０Ｃの動作例１のフローチャートである。

【0232】

反応装置１０Ｃの動作例１は、上記反応装置１０Ａの動作例１（図２２参照）に対してステップＳ３１Ａ、Ｓ３２Ａ、Ｓ３２Ｂ、Ｓ３６～Ｓ３９を追加したものに相当する。

【0233】

以下、反応装置１０Ｃの動作例１として、反応容器１００の温度を、現在温度１０００℃→目標温度５００℃に降温制御（冷却制御）する場合の動作例について説明する。

【0234】

【0235】

次に、記憶済みの設定値が無い場合（ステップＳ３１Ａ：ＮＯ）、すなわち、現在温度Ｔ１、目標温度Ｔ２に対応する温度制御パターンが記憶部２０７（温度制御パターンＤＴ５）に記憶されていない場合、望ましい変位速度Ｖ１を計算する（ステップＳ３２）。これは、例えば、第１変位速度計算部２０８により実現される。具体的には、第１変位速度計算部２０８は、反応容器１００（中間部Ａ３）の温度を望ましい降温速度Ｖｔで現在温度Ｔ１から目標温度Ｔ２まで制御した場合の、反応容器１００の点Ｅの変位速度（望ましい変位速度Ｖ１）を計算する。その際、第１変位速度計算部２０８は、例えば、望ましい降温速度Ｖｔ、反応容器１００を構成する各部材の熱膨張率等の材料物性等を考慮して計算する。この望ましい変位速度Ｖ１（計算値）は、例えば、図２１中の直線Ｃ３で表すことができる。

【0236】

次に、ステップＳ３２で計算した望ましい変位速度Ｖ１を記憶する（ステップＳ３２Ａ）。具体的には、ステップＳ３２で計算した望ましい変位速度Ｖ１は、現在温度ＤＴ１、目標温度ＤＴ２、望ましい降温速度ＤＴ３に対応づけて記憶部２０７（望ましい変位速度ＤＴ４）に記憶される。なお、現在温度ＤＴ１、目標温度ＤＴ２、望ましい降温速度ＤＴ３には、ステップＳ３０で設定された現在温度Ｔ１、目標温度Ｔ２、ステップＳ３１で設定された望ましい降温速度Ｖｔが記憶される。

【0237】

【0238】

【0239】

【0240】

次に、反応容器１００の温度が目標温度Ｔ２に到達し（ステップＳ３５：ＹＥＳ）、かつ、温度制御パターンが記憶部２０７（温度制御パターンＤＴ５）に記憶済みでない場合（ステップＳ３６：ＮＯ）、温度制御パターンを記憶部２０７（温度制御パターンＤＴ５）に記憶する（ステップＳ３７）。ここで記憶される温度制御パターンは、ステップＳ３４において、反応容器１００（中間部Ａ３）の温度が現在温度Ｔ１から目標温度Ｔ２に到達するまで温度制御部２０２が実際に制御した各ヒータの制御パターン、例えば、各ヒータに通電した、時間ごとの電流値の情報である。この温度制御パターンは、現在温度ＤＴ１、目標温度ＤＴ２、望ましい降温速度ＤＴ３に対応づけて記憶部２０７（温度制御パターンＤＴ５）に記憶される。

【0241】

次に、温度制御が適切に行われたか否かを判定する（ステップＳ３８）。これは、例えば、制御装置２００が所定プログラムを実行することにより実現される。

【0242】

その結果、温度制御が適切に行われたと判定された場合（ステップＳ３８：ＹＥＳ）、反応装置１０Ｃの動作例１を終了する。

【0243】

一方、温度制御が適切に行われなかった場合（ステップＳ３８：ＮＯ）、ヒータ制御条件（ステップＳ３７で記憶した温度制御パターン）を補正し、上書きし（ステップＳ３９）、反応装置１０Ｃの動作例１を終了する。この補正は、温度制御パターン補正部２９１により実現される。具体的には、温度制御パターン補正部２９１は、反応容器１００の点Ｅ（特定箇所）の変位速度（Ｖ１又はＶ２）ができる限り速くなるように温度制御パターンＤＴ５を補正する。例えば、反応容器１００（中間部Ａ３）の温度が現在温度ＤＴ１から目標温度ＤＴ２に到達するまで温度制御部２０２が実際に制御した各ヒータの制御パターン（複数回分）を記憶部２０７等に記憶しておく。そして、温度制御パターン補正部２９１は、その記憶された温度制御パターン（複数回分）のうち変位速度（Ｖ１又はＶ２）が最も速くなる温度制御パターンを記憶部２０７（温度制御パターンＤＴ５）に記憶（上書き）する。なお、ステップＳ３８、Ｓ３９の処理は、経験に基づき人手で行ってもよい。

【0244】

以上のように、反応装置１０Ｃの動作例１によれば、反応容器１００の温度が目標温度Ｔ２に到達するまでの間、点Ｅの実際の変位速度Ｖ２が点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１に追従する（図２１参照）。これにより、上記第２の課題が解決される。

【0245】

また、反応装置１０Ｃの動作例１によれば、ステップＳ３７において温度制御パターンを記憶することにより次の利点がある。

【0246】

すなわち、ステップＳ３７において温度制御パターンを記憶することにより、次回、ステップＳ３０で前回と同一の現在温度Ｔ１、前回と同一の目標温度Ｔ２、ステップＳ３１で前回と同一の望ましい降温速度Ｖｔを設定した場合、ステップＳ３１Ａにおいて記憶済みの設定値あり（ステップＳ３１Ａ：ＹＥＳ）、すなわち、ステップＳ３０で設定された現在温度Ｔ１、目標温度Ｔ２及びステップＳ３１で設定された望ましい降温速度Ｖｔに対応する望ましい変位速度及び温度制御パターンが記憶部２０７（望ましい変位速度ＤＴ４、温度制御パターンＤＴ５）に記憶されていると判定され、その望ましい変位速度及び温度制御パターンが記憶部２０７（望ましい変位速度ＤＴ４、温度制御パターンＤＴ５）から読み出され（ステップＳ３２Ｂ）、以降の処理で用いられる。そのため、ステップＳ３２、Ｓ３２Ａの処理を省略できるという利点がある。
また、ステップＳ３７～Ｓ３９の処理を行うことにより、次の利点がある。すなわち、過去の経験に基づく望ましい変位速度及び温度制御パターンが記憶部２０７から読み出されたとしても、現在実行中パターンにおける実際の変位速度が過去のそれと全く同じになるとは限らない。このため、過去の経験に基づく望ましい変位速度及び温度制御パターンを実行した場合に、過去の変位速度と現在の変位速度の両方を記憶部２０７に記憶する（ステップＳ３７）。そして、両者に差異がある場合には、作業者がその差異が許容可能であるかどうかを判定し、その差異が許容できない場合には作業者が制御条件（ヒータ制御条件）を適切に補正し、その結果を記憶部２０７にさらに記憶（上書き）する（ステップＳ３９）。これにより、記憶部２０７は機械学習のための新たなデータを取得し、過去のデータと比較することで、温度制御パターンに対しての法則性を見出す計算に役立てることができるという利点がある。

【0247】

＜反応装置１０Ｃの動作例２＞
次に、図３４を参照しながら反応装置１０Ｃの動作例２について説明する。反応装置１０Ｃの動作例１が反応容器１００の降温制御（冷却制御）の例であったのに対して、反応装置１０Ｃの動作例２は、反応容器１００の昇温制御（加熱制御）の例である。

【0248】

図３４は、反応装置１０Ｃの動作例２のフローチャートである。

【0249】

以下、反応装置１０Ｃの動作例２として、反応容器１００の温度を、現在温度５００℃→目標温度１０００℃に昇温制御（加熱制御）する場合の動作例について説明する。

【0250】

まず、現在温度Ｔ１（５００℃）、目標温度Ｔ２（１０００℃）、望ましい降温速度Ｖｔ（例えば、１℃／分）を設定する（ステップＳ４０～Ｓ４１）。これは、例えば、オペレータが手動で設定する。

【0251】

次に、記憶済みの設定値が無い場合（ステップＳ４１Ａ：ＮＯ）、すなわち、現在温度Ｔ１、目標温度Ｔ２に対応する温度制御パターンが記憶部２０７（温度制御パターンＤＴ５）に記憶されていない場合、望ましい変位速度Ｖ１を計算する（ステップＳ４２）。これは、例えば、第１変位速度計算部２０８により実現される。具体的には、第１変位速度計算部２０８は、反応容器１００（中間部Ａ３）の温度を望ましい降温速度Ｖｔで現在温度Ｔ１から目標温度Ｔ２まで制御した場合の、反応容器１００の点Ｅの変位速度（望ましい変位速度Ｖ１）を計算する。その際、第１変位速度計算部２０８は、例えば、望ましい降温速度Ｖｔ、反応容器１００を構成する各部材の熱膨張率等の材料物性等を考慮して計算する。この望ましい変位速度Ｖ１（計算値）は、例えば、図２５中の直線Ｃ５で表すことができる。

【0252】

次に、ステップＳ４２で計算した望ましい変位速度Ｖ１を記憶する（ステップＳ４２Ａ）。具体的には、ステップＳ４２で計算した望ましい変位速度Ｖ１は、現在温度ＤＴ１、目標温度ＤＴ２、望ましい降温速度ＤＴ３に対応づけて記憶部２０７（望ましい変位速度ＤＴ４）に記憶される。なお、現在温度ＤＴ１、目標温度ＤＴ２、望ましい降温速度ＤＴ３には、ステップＳ４０で設定された現在温度Ｔ１、目標温度Ｔ２、ステップＳ３１で設定された望ましい降温速度Ｖｔが記憶される。

【0253】

【0254】

【0255】

【0256】

次に、反応容器１００の温度が目標温度Ｔ２に到達し（ステップＳ４５：ＹＥＳ）、かつ、温度制御パターンが記憶部２０７（温度制御パターンＤＴ５）に記憶済みでない場合（ステップＳ４６：ＮＯ）、温度制御パターンを記憶部２０７（温度制御パターンＤＴ５）に記憶する（ステップＳ４７）。ここで記憶される温度制御パターンは、ステップＳ４４において、反応容器１００（中間部Ａ３）の温度が現在温度Ｔ１から目標温度Ｔ２に到達するまで温度制御部２０２が実際に制御した各ヒータの制御パターン、例えば、各ヒータに通電した、時間ごとの電流値の情報である。この温度制御パターンは、現在温度ＤＴ１、目標温度ＤＴ２、望ましい降温速度ＤＴ３に対応づけて記憶部２０７（温度制御パターンＤＴ５）に記憶される。

【0257】

次に、温度制御が適切に行われたか否かを判定する（ステップＳ４８）。これは、例えば、制御装置２００が所定プログラムを実行することにより実現される。

【0258】

その結果、温度制御が適切に行われたと判定された場合（ステップＳ４８：ＹＥＳ）、反応装置１０Ｃの動作例２を終了する。

【0259】

一方、温度制御が適切に行われなかった場合（ステップＳ４８：ＮＯ）、ヒータ制御条件（ステップＳ４７で記憶した温度制御パターン）を補正し、上書きし（ステップＳ４９）、反応装置１０Ｃの動作例２を終了する。この補正は、温度制御パターン補正部２９１により実現される。具体的には、温度制御パターン補正部２９１は、反応容器１００の点Ｅ（特定箇所）の変位速度（Ｖ１又はＶ２）ができる限り速くなるように温度制御パターンＤＴ５を補正する。例えば、反応容器１００（中間部Ａ３）の温度が現在温度ＤＴ１から目標温度ＤＴ２に到達するまで温度制御部２０２が実際に制御した各ヒータの制御パターン（複数回分）を記憶部２０７等に記憶しておく。そして、温度制御パターン補正部２９１は、その記憶された温度制御パターン（複数回分）のうち変位速度（Ｖ１又はＶ２）が最も速くなる温度制御パターンを記憶部２０７（温度制御パターンＤＴ５）に記憶（上書き）する。なお、ステップＳ４８、Ｓ４９の処理は、経験に基づき人手で行ってもよい。

【0260】

以上のように、反応装置１０Ｃの動作例２によれば、反応容器１００の温度が目標温度Ｔ２に到達するまでの間、点Ｅの実際の変位速度Ｖ２が点Ｅの望ましい変位速度Ｖ１に追従する（図２５参照）。

【0261】

また、反応装置１０Ｃの動作例２によれば、ステップＳ３７において温度制御パターンを記憶することにより次の利点がある。

【0262】

すなわち、ステップＳ４７において温度制御パターンを記憶することにより、次回、ステップＳ４０で前回と同一の現在温度Ｔ１、前回と同一の目標温度Ｔ２、ステップＳ４１で前回と同一の望ましい昇温速度Ｖｔを設定した場合、ステップＳ４１Ａにおいて記憶済みの設定値あり（ステップＳ４１Ａ：ＹＥＳ）、すなわち、ステップＳ４０で設定された現在温度Ｔ１、目標温度Ｔ２及びステップＳ３１で設定された望ましい昇温速度Ｖｔに対応する望ましい変位速度、温度制御パターンが記憶部２０７（望ましい変位速度ＤＴ４、温度制御パターンＤＴ５）に記憶されていると判定され、その望ましい変位速度及び温度制御パターンが記憶部２０７（望ましい変位速度ＤＴ４、温度制御パターンＤＴ５）から読み出され（ステップＳ４２Ｂ）、以降の処理で用いられる。そのため、ステップＳ４２、Ｓ４２Ａの処理を省略できるという利点がある。

【0263】

また、ステップＳ４７～Ｓ４９の処理を行うことにより、次の利点がある。すなわち、過去の経験に基づく望ましい変位速度及び温度制御パターンが記憶部２０７から読み出されたとしても、現在実行中パターンにおける実際の変位速度が過去のそれと全く同じになるとは限らない。このため、過去の経験に基づく望ましい変位速度及び温度制御パターンを実行した場合に、過去の変位速度と現在の変位速度の両方を記憶部２０７に記憶する（ステップＳ４７）。そして、両者に差異がある場合には、作業者がその差異が許容可能であるかどうかを判定し、その差異が許容できない場合には作業者が制御条件（ヒータ制御条件）を適切に補正し、その結果を記憶部２０７にさらに記憶（上書き）する（ステップＳ４９）。これにより、記憶部２０７は機械学習のための新たなデータを取得し、過去のデータと比較することで、温度制御パターンに対しての法則性を見出す計算に役立てることができるという利点がある。

【0264】

なお、反応装置１０Ｃの動作例２においても、上記＜緊急時処理例１＞～＜緊急時処理例３＞を適用することができる。これにより、反応装置１０Ｃの動作例２においても、上記課題３が解決される。

【0265】

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。

【符号の説明】

【0266】

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…反応装置
１００…反応容器
１０１…供給口
１０２…送出口
１０３…第１支持部
１０４…第２支持部
１０４ａ…凸部
１０４ｂ…上面
１０４ｃ、１０４ｄ…起立部
１０６、１０７…軸受け
１０８…蓋部
１０９…フランジ部
１０９ａ…凹部
１０９ｂ…下面
１０９ｃ、１０９ｄ…突出部
１１０…温度制御領域
１１１…摩擦低減部材
１１２、１１３…軸受け
１１４…フランジ部
１１６…反応容器駆動装置
１２０…スクリュ
１２１…凸部
１３０…第１流体制御領域
１３１…第１流体入口
１３２…第１流体出口
１３３…第１流体供給管
１３４…第１バルブ
１４０…第２流体制御領域
１４１…第２流体入口
１４２…第２流体出口
１４３…第２流体供給管
１４４…第２バルブ
１５０…駆動装置
１５１…モータ
１５２…減速機
１７０…床面
２００…制御装置
２０１…全体制御部
２０２…温度制御部
２０３…スクリュ回転制御部
２０４…第１流体制御部
２０５…第２流体制御部
２０６…ＩＦ制御部
２０７…記憶部
２１０…温度制御装置
２３０…第１流体制御装置
２４０…第２流体制御装置
２５０…情報入出力部
Ａ１…一端側
Ａ２…他端側
Ａ３…中間部
Ｂ１…一端側
Ｂ２…他端側
Ｅ…特定箇所
Ｇ１～Ｇ４…隙間
Ｒ１０…処理物
Ｒ１１…生成物

【図1】