CN100511803C - 反应装置、绝热容器、发电装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种反应装置，其具备：反应装置主体部，其具有第1及第2反应部；容器，其收容所述反应装置主体部；和至少对应于所述第1反应部的第1区域以及对应于所述第2反应部的第2区域，该第1区域及第2区域设置在所述容器中或所述容器的内侧；其中，所述第1反应部设定为比所述第2反应部高的温度，且所述第1区域与所述第2区域相比，对于从所述反应装置主体部辐射的热射线具有更高的反射率。
Description
技术领域
本发明涉及反应装置及绝热容器，特别涉及将在燃料电池装置中使用的气化器、转化器、一氧化碳除去器等的要求相互不同的动作温度的反应器一体化的反应装置、收容要求不同的动作温度的反应器的绝热容器、具备该反应装置或绝热容器的发电装置及具备该发电装置的电子设备。
背景技术
近年来，作为能量变换效率较高的清洁能源，以氢为燃料的燃料电池开始在汽车及便携设备等中应用。燃料电池是使燃料与大气中的氧发生电化学反应，从化学能中直接提取电能的装置。
作为在燃料电池中使用的燃料，可以列举出氢，但具有在常温下为气体而带来的处理、储存方面的问题。在使用酒精类及汽油之类的液体燃料的情况下，需要有使液体燃料气化的气化器、通过使液体燃料与高温的水蒸汽转化反应而提取发电所需的氢的转化器、将作为转化反应的副产物的一氧化碳除去的一氧化碳除去器等。
在这样的进行液体燃料的转化的燃料电池装置中，相对于气化器及一氧化碳除去器的动作温度为例如约从100到低于180℃，转化器的动作温度为例如约300～400℃以上，温度差很显著，转化器的热传递而使气化器及一氧化碳除去器的温度上升，难以保持反应装置内的温度差。
发明内容
因而，本发明的主要的目的是提供一种能够确保由两个以上的反应部构成的反应装置的反应部之间的温度差的绝热容器、反应装置、以及使用它的燃料电池装置、电子设备。
根据本发明的第1方案，提供一种反应装置，其具备：
反应装置主体部，其具有第1及第2反应部；
容器，其收容所述反应装置主体部；和
至少对应于所述第1反应部的第1区域以及对应于所述第2反应部的第2区域，该第1区域及第2区域设置在所述容器中或所述容器的内侧；
其中，所述第1反应部设定为比所述第2反应部更高的温度，且所述第1区域与所述第2区域相比，对于从所述反应装置主体部辐射的热射线具有更高的反射率。
根据本发明的第2方案，提供一种反应装置，其具备：
反应装置主体部，其具有不同温度的第1及第2反应部，所述第1反应部是比所述第2反应部更高温度的反应部；
容器，其收容所述反应装置主体部；
第1热反射膜，其设置在所述容器的内表面上，且热射线反射率比所述容器更高；和
第2热反射膜，其设置在比所述第1热反射膜靠内侧且与所述第1反应部对应的区域中，热射线反射率比所述容器更高。
根据本发明的第3方案，提供一种反应装置，其具备：
反应装置主体部，其引起反应物的反应；和
热反射膜，其与所述反应装置主体部的外表面相向地设置，并将从所述反应装置主体部辐射的热射线反射；
其中，在所述热反射膜上设置有使从述反应装置主体部辐射的热射线的至少一部分透射过或将其吸收的散热促进部。
根据本发明的第4方案，提供一种绝热容器，其具备：
容器，其收容具有不同的温度的第1及第2反应部的反应装置主体部；和
第1及第2区域，其设置在所述容器中或所述容器的内侧，且热射线反射率不同；其中，
所述第1反应部是比所述第2反应部更高温度的反应部，且所述第1区域与第2区域相比，对于从所述反应装置主体部辐射的热射线具有更高的反射率；
所述第1区域至少对应于所述第1反应部而设置，所述第2区域对应于所述第2反应部而设置。
根据本发明的第5方案，提供一种发电装置，其具备：
反应装置主体部，其具有第1及第2反应部；
容器，其收容所述反应装置主体部；
至少对应于所述第1反应部的第1区域以及对应于所述第2反应部的第2区域，该第1区域及第2区域设置在所述容器中或所述容器的内侧；和
发电单元，其通过由所述反应装置主体部生成的燃料进行发电；
其中，所述第1反应部设定为比所述第2反应部更高的温度，且所述第1区域与所述第2区域相比，对于从所述反应装置主体部辐射的热射线具有更高的反射率。
根据本发明的第6方案，提供一种电子设备，其具备：
反应装置主体部，其具有第1及第2反应部；
容器，其收容所述反应装置主体部；
至少对应于所述第1反应部的第1区域以及对应于所述第2反应部的第2区域，该第1区域及第2区域设置在所述容器中或所述容器的内侧；
发电单元，其通过由所述反应装置主体部生成的燃料进行发电；和
电子设备主体，其通过由所述发电单元发电的电而动作；
其中，所述第1反应部设定为比所述第2反应部更高的温度，且所述第1区域与所述第2区域相比，对于从所述反应装置主体部辐射的热射线具有更高的反射率。
本发明的所述及其他目的、特征及优点，结合附图根据以下的详细说明就会更加清楚。
附图说明
图1是本发明的第1实施方案的燃料电池装置1的模块图。
图2是本发明的第1实施方案的反应装置10的剖视图。
图3是表示散热促进部40的反射率及面积与热泄漏的关系的曲线图。
图4是表示入射、反射、透射到热吸收膜32b中的红外线的关系的示意图。
图5是表示t与l(t)/(I—R)的关系的曲线图。
图6是表示黑体辐射的波长与辐射密度的关系的曲线图。
图7是表示Au、Al、Ag、Cu、Rh的对波长的反射率的曲线图。
图8是表示测量Ta—Si—O—N类膜的吸收系数的结果的曲线图。
图9是表示绝热容器30的变形例的剖视图。
图10是表示绝热容器30的变形例的剖视图。
图11是表示绝热容器30的变形例的剖视图。
图12是表示绝热容器30的变形例(的比较例)的剖视图。
图13是表示绝热容器30的变形例的剖视图。
图14是表示散热促进部40～43的形状的示意图。
图15是表示散热促进部40～43的形状的示意图。
图16是表示散热促进部40～43的形状的示意图。
图17是表示散热促进部40～43的形状的示意图。
图18是表示散热促进部40～43的形状的示意图。
图19是本发明的第2实施方案的燃料电池装置101的模块图。
图20是本发明的第2实施方案的反应装置110的立体图。
图21是图20的XXI—XXI向视剖视图。
图22是本发明的第2实施方案的反应装置110的分解立体图。
图23是第一基板300的俯视图。
图24是第一基板400的俯视图。
图25是第一基板500的俯视图。
图26是第一基板600的俯视图。
图27是第一基板700的俯视图。
图28是表示热反射膜的开口部的形状的图。
图29是表示热反射膜的开口部的形状的另一例的图。
图30是表示热反射膜的开口部的形状的另一例的图。
图31是表示热反射膜的开口部的形状的另一例的图。
图32是表示热反射膜的开口部的形状的另一例的图。
图33是表示第2实施方案的反应装置的另一结构例的立体图。
图34是表示第2实施方案的反应装置的另一结构例的从与图33相反侧观察的立体图。
图35是沿着图33的XXXV—XXXV线的向视剖视图。
图36是表示本发明的实施方案的燃料电池装置1、101的形态例的立体图。
图37是表示使用燃料电池装置1、101作为电源的电子设备851的一例的立体图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的优选的实施方案进行说明。但是，在以下所述的实施方案中，赋予了对实施本发明在技术上优选的各种限定，但本发明的范围并不限于以下的实施方案及图示例。
[第1实施方案]
图1是优选适用于本发明的燃料电池装置1的模块图。该燃料电池装置1装备在笔记本型个人计算机、便携电话机、PDA(个人数字助理)、电子记事本、手表、数字静像照相机、数字摄像机、游戏设备、游戏机、电子计算机及其他电子设备中，作为用来使电子设备主体动作的电源而使用。
燃料电池装置1具备燃料容器2、反应装置10、发电单元3。如后述那样，这里也可以是，将反应装置10及发电单元3安装在电子设备主体中，将燃料容器2相对于电子设备主体可拆装地设置，在燃料容器2安装在电子设备主体中的情况下，通过泵将燃料容器2内的燃料及水供给到反应装置10中。
燃料容器2储存燃料及水通过未图示出来的微型泵将燃料及水的混合液供给到反应装置10中。作为储存在该燃料容器2中的燃料，能够使用烃类的液体燃料。具体而言，有甲醇、乙醇等醇类，二甲醚等醚类，汽油等。在燃料容器2内，燃料与水既可以分别储存，也可以以混合的状态储存。
另外，在以下的说明中，对于使用甲醇作为燃料的情况进行说明，但也可以使用其他化合物。
反应装置10具备反应装置主体部20、和收容反应装置主体部20的绝热容器30。
反应装置主体部20具有第1反应部11和第2反应部12。第1反应部11具有转化器60、催化燃烧器80及未图示出来的高温加热器。第2反应部12具有气化器50、一氧化碳除去器70及未图示出来的低温加热器。
气化器50使从燃料容器2供给的燃料和水气化。转化器60通过催化剂引起的转化反应使从气化器50供给的气化的燃料及水蒸汽转化，生成包括氢的混合气体(气化器50在图1中是处于绝热容器30中的结构，但也可以是处于绝热容器30之外的结构)。在使用甲醇作为燃料的情况下，通过下述的化学反应式(1)、(2)所示的转化反应，生成作为主要生成物的氢气、二氧化碳气体及作为副生成物的微量一氧化碳的混合气体。
除了从转化器60供给的混合气体以外，还将空气供给到一氧化碳除去器70中。一氧化碳除去器70通过催化剂，通过下述的化学反应式(3)所示的一氧化碳除去反应，将这些混合气体中的一氧化碳有选择地氧化除去。以下，将该除去了一氧化碳后的混合气体称作转化气体。
CH3OH+H2O→3H2+CO2 (1)
H2O+CO2→H2O+CO (2)
2CO+O2→2CO2 (3)
发电单元3通过转化气体中的氢的电化学反应而生成电能。发电单元3虽然没有图示出来，但具备：例如，承载有催化剂细微粒子的燃料极、承载有催化剂细微粒子的空气极、和夹在燃料极与空气极之间的薄膜状的固体高分子电解质膜。从一氧化碳除去器70将转化气体供给到发电单元3的燃料极侧。转化气体中的氢气如电化学反应式(4)所示，在设置于燃料极上的催化剂(催化剂微粒子)的作用下分离为氢离子和电子。氢离子通过电解质膜向氧极侧移动，电子经过外部电路移动到氧极侧。在氧极侧，如电化学反应式(5)所示，通过了电解质膜的氢离子于经过外部电路从氧极供给的电子通过与从外部供给的氧气的化学反应而生成水。能够从该燃料极与氧极的电极电位的差来提取电能。
H2→2H++2e- (4)
2H++2e-+1/2O2→H2O (5)
在燃料极侧，不进行所述电化学反应式(4)的反应，将剩余的包含氢气的混合气体(以下称作尾气)供给到催化燃烧器80中。
催化燃烧器80使氧混合到从燃料容器2供给的燃料和水、或尾气中，并进行燃烧，将第1反应部11加热到250℃以上(第1温度)、例如约250～400℃。高温加热器在启动时代替催化燃烧器80来加热第1反应部11，低温加热器在启动时将第2反应部12加热到约110～190℃(第2温度)。
图2是本发明的第1实施方案的反应装置10的剖视图。
第1反应部11及第2反应部12收纳在后述的绝热容器30中。在第1反应部11与第2反应部12之间设置有作为反应物及生成物的流路的配管21(参照图2)。此外，在第2反应部12中设置有用来使反应物从绝热容器30外流入或使生成物向绝热容器30外流出的配管22(参照图2)。
第1反应部11、第2反应部12及配管21、22例如也可以将不锈钢(SUS304)或科瓦铁镍钴合金等金属板贴合而形成，或者也可以将玻璃基板等贴合而形成。
接着，对收纳有反应装置主体部20的绝热容器30进行说明。绝热容器30形成长方体形状，内部中收纳有第1反应部11及第2反应部12。第1反应部11和第2反应部12通过配管21连接，第1反应部11及第2反应部12通过贯通绝热容器30的配管22固定。
绝热容器30的箱体31可以通过将不锈钢(SUS304)或科瓦铁镍钴合金等金属板、或玻璃基板等贴合而形成。绝热容器30的内部空间为了防止气体分子的热传导及对流而维持为低压(0，03Pa以下)。
此外，在箱体31的内壁面上，为了抑制从反应装置主体部20的辐射带来的热损失而形成有反射红外线(热射线)的热反射膜32a。在热反射膜32a中，如后述的图7所示，可以使用例如金(Au)、铝、银或铜等红外线反射率较高的金属。热反射膜32a可以通过由溅镀法或真空蒸镀法等气相法将这些金属成膜来形成。另外，在用金形成热反射膜32a的情况下，也可以在基底设置铬、钛等层作为密接层。
由此，能够抑制从反应装置主体部20向绝热容器30的外部的热损失。
由于热量从第1反应部11经由配管21传导到第2反应部12，所以如果传导了经由配管22传导到绝热容器30的热量以上的热量，则温度有可能上升到适合温度以上。所以，在本实施方案的绝热容器30的内壁面上，在对应于第2反应部的位置上设置有散热促进部40。
散热促进部40是与箱体31的内壁面的其他区域相比红外线的吸收率高的区域，吸收从第2反应部12辐射的红外线，并使之作为热而热传导给绝热容器30。由此，能够增大通过从第2反应部12的辐射而散逸的热(热泄漏)，能够减少第2反应部12的温度上升。
散热促进部40例如如图2所示，可以通过在与第2反应部12的没有设置配管21、22的外壁面相对置的热反射膜32a的内侧设置吸收红外线的热吸收膜32b而形成。
以下，对用作热吸收膜32b的材料及膜厚等进行研究。
(1)反射率的研究
首先，对散热促进部40的反射率进行研究。
图3是表示使散热促进部40对红外线的反射率在10％～90％之间每变化10％时的、散热促进部40的面积与热泄漏(计算值)的关系的曲线图(20％～90％时的曲线基于10％时的值来计算)。这里，假设热吸收膜32b的吸收系数足够大，且没有透射过热吸收膜32b、由基底或热反射膜32a反射而再次透射过热吸收膜32b并回到绝热容器30内的红外线。
另外，第2反应部12的大小设定为1.0cm×2.5cm×0.3cm，第2反应部12与绝热容器30的距离设定为0.5cm。此外，从配管21的热流入与从配管22的热流出都设定为0.90W，第2反应部12的初始温度设定为120℃。
从散热促进部40通过辐射而散逸的热量根据散热促进部40的反射率而变化，并且与其面积成比例。所以，通过考虑通过辐射而散逸的热量而将散热促进部40设定为适当的反射率及面积，能够使反应装置主体部20的温度分布成为期望的状态。
例如，可以得知，在散热促进部40的反射率为10％的情况下，在散热促进部40的面积为4.0cm2的情况下，热泄漏为约0.35W，第2反应部12的温度下降约40℃而成为约80℃。
该散热促进部40在本实施方案中形成为矩形状，散热促进部40的面积例如与对应于第2反应部12的侧面的面积相同。
(2)吸收系数及膜厚的研究
接着，对作为散热促进部40而在箱体31的基底或热反射膜32a上设置热吸收膜32b时的热吸收膜32b的吸收系数及膜厚进行研究。
图4是表示入射、反射、透射到热吸收膜32b中的红外线的关系的示意图。
这里，如图4所示，如果设入射到热吸收膜32b中的红外线的强度为I、设由热吸收膜32b的表面反射的红外线的强度为R、设热吸收膜32b的吸收系数为α、设距离热吸收膜32b的表面的距离(深度)为t，则距离(深度)t的位置处的透射过热吸收膜32b的红外线的强度I(t)由以下的式子表示。
I(t)＝(I—R)exp(—αt)
图5中表示α设定为10000/cm、30000/cm、60000/cm、100000/cm时t与I(t)/(I—R)(＝exp(—αt))的关系。
在α＝100000/cm、t＝约230nm的情况下，透射过热吸收膜32b的红外线的强度为不到10％。即，如果是αt>约2.3，则透射过热吸收膜32b的红外线的强度为不到10％，进而，通过基底或热反射膜32a反射而再次透射过热吸收膜32b并回到绝热容器30内的红外线为不到1％。因而，膜厚T为αt>约2.3的膜作为热吸收膜32b是适合的。
另一方面，在α＝100000/cm、t＝25nm的情况下，即在αt＝0.25的情况下，透射过热吸收膜32b的红外线的强度为约78％，进而，通过基底或热反射膜32a反射而再次透射过热吸收膜32b并回到绝热容器30内的红外线为61％，所以作为热吸收膜32b是不适合的。
(3)辐射波长的研究
接着，对从反应装置主体部20辐射的波长进行研究。图6是表示300K(27℃)、600K(327℃)、900K(627℃)的黑体辐射的波长与辐射密度的关系的曲线图。可以得知，在600K、波长为2μm以上(0.6eV以下)时辐射密度变高，在900K、波长为1.24μm以上(1eV以下)时辐射密度变高。因而，要求散热促进部40对波长为1.24μm以上的红外线的反射率较低。
(4)金属材料、半金属材料的研究
金属材料、半金属材料一般反射率较高，在几乎所有的波长下吸收系数为105/cm以上，可以通过使膜厚为230nm而作为热吸收膜32b的候补。所以，对金属材料、半金属材料的反射率进行研究。
图7中表示Au、Al、Ag、Cu、Rh的对波长的反射率。其中，在1.24μm以上的波长区域中，Rh的反射率较低，可以作为热吸收膜32b的材料的候补。
此外，作为在1.24μm的波长时反射率较低的金属，可以将Fe(反射率为75％)、Co(反射率为78％)、Pt(反射率为78％)、Cr(反射率为63％)等作为热吸收膜32b的材料。
此外，作为半金属而低反射率的材料，有石墨(层状碳)。石墨的反射率在波长为1.24μm时为42％、在波长为2μm时为47％，是较小的，可以作为热吸收膜32b的材料。此外，称作活性炭的碳材料结晶性较差、层状构造也较紊乱，但也可以将其作为热吸收膜32b的材料的候补。
另外，在Au、Al、Ag、Cu、Rh的任一种金属膜中，在第1反应部11的动作温度即几百℃的温度区域中产生的红外线(波长为5～30μm)的反射率大致为100％。因此，Au、Al、Ag、Cu、Rh的哪一种金属膜都适合作为热反射膜32a。
(5)非金属材料的研究
半导体大多在光的波长为1.24μm以上的波长区域中反射率为10～20％或其以下，可以认为是适合作为热吸收膜32b的材料，但几乎在所有情况下，吸收系数均为不到1/cm，非常小。
但是，具有悬空键(dangling bond)的非晶半导体的吸收系数较高，据认为可以作为热吸收膜32b的材料使用。例如，在具有数量较多的悬挂链的非晶硅中，吸收系数为1000/cm以上，可以作为热吸收膜32b的材料。
此外，作为热吸收膜32b，在更适合的非晶半导体材料中有Ta—Si—O—N类膜。图8中表示对于电阻率为1.0mΩ·cm、5.5mΩ·cm的Ta—Si—O—N类膜，测量0.5～3.5eV(波长为约2.48μm～350nm)下的吸收系数(cm-1)的结果。电阻率为1.0mΩ·cm的膜在该测量范围内吸收系数为约100000/cm以上，可以作为热吸收膜32b的材料。
进而，本申请人发现，对于摩尔比为约0.6<Si/Ta<约1.0、且约0.15<N/O<约4.1的范围的组成的Ta—Si—O—N类膜，在电阻率为2.5mΩ·cm以下时，吸收系数为约100000/cm以上。因而，所述材料也可以作为热吸收膜32b的材料。
如以上说明，根据本实施方案，可以促进从更低温的反应部的散热，能够确保由两个以上反应部构成的反应装置的反应部之间的温度差。
[变形例1]
在所述实施方案中，通过在热反射膜32a上设置热吸收膜32b来设置散热促进部40，但也可以如图9所示，通过在箱体31的内表面的一部分上不设置热反射膜32a而形成绝热容器的基底露出的开口部分，将该开口部分作为散热促进部41。此时，开口部分的反射率为箱体31的反射率。
另外，在箱体31是玻璃基板的情况下，红外线大部分透射过箱体31。因此，开口部分的反射率与不是开口部分的箱体31和热反射膜32a重合的部分的反射率相比相对地较低。
[变形例2]
或者，也可以如图10所示，在箱体31的内壁面的整面上设置热吸收膜32b，并且在热吸收膜32b之上除了一部分以外都设置热反射膜32a，将该热吸收膜32b露出的开口部分作为散热促进部42。
[变形例3]
另外，也可以如图11所示，在箱体31的内壁面的一部分上设置热吸收膜32b，并且在绝热容器的内表面的其他部分上设置热反射膜32a，将热吸收膜32b露出的开口部分作为散热促进部43。在此情况下，也可以使热吸收膜32b的外周部与热反射膜32a一部分重合。
[变形例4]
此外，如果反应装置主体部20的反应温度超过600℃，则辐射密度的增加变得显著(参照图6)。因而，热反射膜32a一层是不充分的，可以考虑做成两层的结构。即，如图12所示，在外侧的热反射膜32a的内侧隔开空隙33而设置第2热反射膜34。空隙33例如由与箱体31相同的材料构成的支撑部件36形成。通过隔开空隙33，能够防止从第2热反射膜34向第1热反射膜32a的热传导，提高绝热效率。
在此情况下，如图13所示，也可以在第2热反射膜34的对应于第2反应部12的位置上设置散热窗35。通过具有散热窗35，第2反应部12的辐射仅通过外侧的热反射膜32a防止，所以与通过两层热反射膜32a、34防止辐射的第1反应部11相比较，促进了第2反应部12的散热。
[变形例5]
在所述实施方案中，在与第2反应部12的没有设置配管21、22的外壁面对置的箱体31的内壁面上设置有散热促进部40～43，但也可以通过增减散热促进部40～43的面积来调节由从第2反应部12的辐射所产生的散热量。
这里，如果能够使散热促进部40～43的与第2反应部12的没有设置配管21、22的外壁面对置的形状成为与该第2反应部12相同的面积(图14)，则第2反应部12的温度变得均匀，但在形状或大小不同的情况下(例如图15)，第2反应部12的温度变得不均匀。这里，图14中实线表示的范围、图15、图16、图17、图18中双点划线表示的范围是与第2反应部12的外壁面对置且相同的形状。
在减少散热促进部40～43的面积、且使第2反应部12的温度变得均匀的情况下，优选地在该范围中均匀地分散设置散热促进部40～43。例如，也可以将散热促进部40～43设置为条纹形状(图16)、或者设置为方格纹形状(图17)。
此外，第2反应部12的温度中，设置有从第1反应部11传导热的配管21一侧容易变高，设置有使热向绝热容器30传导的配管22一侧容易变低。所以，也可以例如图18所示那样设置为，使设置有配管21一侧(图18的左侧)的散热促进部40～43的分布较大、使设置有配管22一侧(图18的右侧)的散热促进部40～43的分布较小。通过这样设置散热促进部40～43，设置有配管21的高温侧的散热量较多，设置有配管22的低温侧的散热量较少，所以能够减小温度梯度。
[第2实施方案]
接着，对本发明的第2实施方案进行说明。
图19是表示应用了本发明的实施方案的反应装置的燃料电池装置101的概略结构的模块图。如该图所示，燃料电池装置101具备燃料容器102、气化器150、反应装置110和发电单元103。
气化器150虽然省略了图示，但具有如下的构造：例如是将两片基板接合，在这些基板的至少一个接合面、即内侧的面上形成有例如锯齿状(曲折状)的微流路，并且，在各板的外侧的面上，形成有由通过施加电压而发热的发热电阻体、发热半导体的电热部件构成的薄膜加热器。通过该薄膜加热器，将从燃料容器102供给到气化器150内的微流路的燃料及水加热而气化。
反应装置110是由从气化器150供给的气化的燃料及水蒸气生成氢的装置，具备反应装置主体部120和绝热容器130，该反应装置主体部120具备转化器160、一氧化碳除去器170和催化燃烧器180。关于转化器160、一氧化碳除去器170、催化燃烧器180、和绝热容器130的作用，由于与第1实施方案的转化器60、一氧化碳除去器70、催化燃烧器80、绝热容器30同样，所以省略说明。
对于以上的反应装置110的详细情况在后面叙述，但反应装置110是将转化器160、一氧化碳除去器170、催化燃烧器180及绝热容器130一体化而成的，在催化燃烧器180中产生的燃烧热被供给到转化器160中，将转化器160设定为规定的温度(第1温度)，并且通过经由将转化器160与一氧化碳除去器170连通的后述的连结部121的热传导将一氧化碳除去器170设定为比转化器160的温度低的规定的温度(第2温度)，进行所述化学反应式(1)～(3)的化学反应。另外，也可以还具备如下的结构：在燃料容器102与催化燃烧器180之间夹着未图示出来的另一个气化器，通过该气化器将燃料的一部分气化，供给到催化燃烧器180中。
关于发电单元103的作用，由于与第1实施方案的发电单元3同样，所以省略说明。
以上的燃料电池装置101与第1实施方案的燃料电池装置1同样，装备在笔记本型个人计算机、便携电话机、PDA(个人数字助理)、电子记事本、手表、数字静像照相机、数字摄像机、游戏设备、游戏机、电子计算机及其他电子设备中，作为用来使电子设备主体动作的电源而使用。另外，将燃料电池装置101的反应装置110、气化器150及发电单元103内装在电子设备主体中，将燃料容器102相对于电子设备主体可拆装地设置，在将燃料容器102安装在电子设备主体中的情况下，也可以将燃料容器102内的燃料及水通过泵供给到反应装置主体部110中。
接着，对反应装置110的结构更详细地进行说明。图20是表示本实施方案的反应装置110的立体图，图21是沿着图20的XXI—XXI线的向视剖视图，图22是表示本实施方案的反应装置110的分解立体图。此外，图23～图27是形成反应装置110的第一基板300～第五基板700的俯视图。
另外，在以下的说明中，以图20的上侧的面为表面、以下侧的面为背面进行说明。此外，在图22与后述的图23～图27中，将槽部(流路)406、408、槽部(流路)506、508及槽部(流路)606等简略化表示。
如图20～图22所示，反应装置110是将多个基板300、400、500、600、700层叠而构成的，形成为平板状，并在内部具备反应装置主体部120。
该反应装置主体部120如图21所示，在内部具备转化器160的转化反应室161、一氧化碳除去器170的一氧化碳除去流路171、催化燃烧器180的燃烧反应室181、将转化器160与一氧化碳除去器170连接的连结部121、和支撑部122。
转化反应室161是用来进行所述的转化反应的室(流路)，将用来由甲醇等烃及水生成氢的转化催化剂165承载在内壁面上。该转化催化剂165例如是铜/氧化锌类的催化剂，以氧化铝为载体，在氧化铝上承载铜/氧化锌。
此外，一氧化碳除去流路171是用来进行所述的一氧化碳除去反应的室(流路)，在内壁面上承载有一氧化碳除去催化剂175以用来由转化催化剂165将除了氢等以外作为副生成物而少量生成的一氧化碳氧化而生成二氧化碳的。该一氧化碳除去催化剂175例如是铂/氧化铝类的催化剂，在氧化铝上承载铂或铂及钌。
此外，燃烧反应室181是用来进行所述的燃烧反应的室(流路)，在内壁面上承载有用来有效地引起燃烧反应的、例如铂类的燃烧催化剂185。该燃烧反应室181是本发明的加热部，将热供给到转化反应室161等中。
以上的反应装置主体部120通过支撑部122配设在绝热容器130的内部中。绝热容器130是包围反应装置主体部120的部件，使从反应装置主体部120辐射的热射线(红外线)的至少一部分透射过。在该绝热容器130的内部的密闭室139中收容有反应装置主体部120。密闭室139为10Pa以下、优选为1Pa以下的真空压。
在绝热容器130的箱体131的内壁面上，与反应装置主体部120的外表面相向地设置有将从反应装置主体部120侧辐射的热射线向该反应装置主体部120侧反射而防止散热的热反射膜132a。该热反射膜132a是通过将金、铝、银或铜等金属膜通过溅镀法或真空蒸镀法等的气相法成膜而形成的。
并且，在本实施方案中，如图21、图22所示，热反射膜132a在一部分上具备开口部141。通过由该开口部141将反应装置主体部120的内部的热的一部分向外部散热，调节反应装置主体部120的温度而成为期望的状态。在本实施方案中，通过将该开口部141设置在反应装置主体部120的一部分的区域、即与一氧化碳除去器170对应的区域的表背两侧，能够相对于转化器160侧的温度而降低一氧化碳除去器170侧的温度，而设置适当的温度差。另外，开口部141并不限于设置在与一氧化碳除去器170对应的区域的表背两侧，也可以设置在表侧或背侧的任一个上。另外，在所述中，开口部141如图22所示那样形成为孔状，但并不限于这样的形状，例如也可以是将热反射膜132a从中途分断的形状。总之，只要设置没有设置热反射膜132a的区域、以使反应装置主体部120的温度成为期望的状态就可以。
支撑部122如图21、图22所示，是将绝热容器130与反应装置主体部120的一端部，更详细地讲是比转化反应室161更接近一氧化碳除去流路171的端部连接来支撑该反应装置主体部120的部件，使绝热容器130与反应装置主体部120一体化。
在该支撑部122中设置有将在反应装置主体部120中的所述转化反应、所述一氧化碳除去反应及所述燃烧反应中使用的反应物从外部供给到该反应装置主体部120中、并且将通过这些反应产生的生成物向外部排出的给排部123(参照图20及后述的图24～图26)。
该给排部123如图20所示，具有在绝热容器130的外表面上开口的燃料供给口123a、燃料氧供给口123b、氧辅助供给口123c、反应排出口123d、反应供给口123e、以及燃料排出口123f。
燃料供给口123a使含有在催化燃烧器180中的燃烧中使用的氢的尾气或在作为在燃烧中使用的燃料的甲醇等流入到内部中。燃料氧供给口123b使在催化燃烧器180中的燃烧中使用的氧流入到内部中。另外，在燃料供给口123a及燃料氧供给口123b上，分别连接着压送燃料等的泵装置(未图示出来)等。
氧辅助供给口123c使用来在一氧化碳除去器170中将一氧化碳选择氧化的氧流入到内部中。
反应排出口123d将由所述转化反应及一氧化碳除去反应生成的、主要含有氢的混合气体排出，与发电单元103的燃料极连通。反应供给口123e使在转化器160中转化为氢的甲醇等烃及水流入到内部中，从气化器150连通。
燃料排出口123f将通过催化燃烧器180中的燃烧而生成的二氧化碳及水排出。
以上的反应装置110如图22所示，是将第一基板300、第二基板400、第三基板500、第四基板600及第五基板700按照该顺序依次层叠接合而形成的。即，将第一基板300的背面与第二基板400的表面接合，将第二基板400的背面与第三基板500的表面接合，将第三基板500的背面与第四基板600的表面接合，将第四基板600的背面与第五基板700的表面接合。
另外，在本实施方案中，第一基板300～第五基板700是玻璃制的基板，更详细地讲，是含有作为可动离子的Na及Li的玻璃基板，各基板例如通过阳极接合而相互接合。作为这样的玻璃基板，优选地使用例如派热克斯(Pyrex，注册商标)基板。
这些第一基板300～第五基板700具有俯视大致矩形状，沿着外缘的尺寸大致相同，侧面的至少一部分相互为同一个面。
接着，对各基板300、400、500、600、700进行说明。
(第一基板)
如图23所示，在第一基板300的背面侧、即与第二基板400的表面对置的面上，形成有矩形状的凹部301。在该凹部301的内表面上设置有所述热反射膜132a，在热反射膜132a上设置有开口部141。
第一基板300形成绝热容器130的箱体131的上侧部。
(第二基板)
第二基板400如图24所示，在一端部(图中左侧的端部)的角部具有三角形状的切口部440。在该第二基板400上设置有贯通到表面和背面的孔401。孔401沿着第二基板400的周缘部形成为大致C字状。即，孔401除了第二基板400的作为支撑部122的区域以外、沿着第二基板400的周缘部设置。由该孔401包围的内侧部分是作为反应装置主体部120的主体部410，通过孔401与主体部410的外侧分开的部分是作为箱体131的框部420。
在该孔401的内周面上设置有所述热反射膜132a。
在该孔410的中央部形成有矩形状的孔402。在该孔402的内周面上，也可以设置具有绝热效果的防辐射膜(未图示出来)。另外，该防辐射膜例如由铝等的金属形成。
此外，如图21所示，在第二基板400的表面、即与第一基板300的凹部301对置的面的、例如对应于一氧化碳除去器170的区域中，也可以设置吸气材料403。该吸气材料403是受加热而活化、吸附周围的气体及微粒子的部件，吸附存在于反应装置110的密闭室139中的气体，可以提高或者维持密闭室139的真空度。作为这样的吸气材料403的材料，可以列举出例如以锆、钡、钛、钒为主成分的合金。另外，在吸气材料403上也可以设置有用来将该吸气材料403加热而活化的电热部件等电加热器，将该电加热器的电线引出到绝热容器130的外部。此外，吸气材料403优选设置在在反应装置110的运转中吸气材料403的温度不超过该活化温度的位置上。
此外，在第二基板400的背面、即与第三基板500的接合面上，形成有槽部406、槽部407a、407b、槽部408及槽部409a～409f。槽部406以例如锯齿状设置在主体部410中的相对于孔402与支撑部122相反侧的区域中。在该槽部406的内壁面上，形成有所述转化催化剂165(参照图21)。
槽部407a从槽部406的端部设置到主体410中的比孔402靠支撑部122侧的区域。槽部407b从槽部406的端部设置到槽部408。
槽部408以例如锯齿状设置在主体部410中的相对于孔402与支撑部122相同侧的区域(所述一端部侧的相反侧的另一端侧)中。在该槽部408的内壁面上承载有所述一氧化碳除去催化剂175(参照图21)。
槽部409a～409f排列设置在第二基板400的与支撑部122相同侧(所述一端部的相反侧的另一端部)，一个端部在第二基板400的所述另一端部侧的侧面上开口，并且另一个端部为封闭的状态。
(第三基板)
第三基板500如图25所示，具有切口部540、541和切口部509a～509f。切口部540、541以三角形状设置在第三基板500的一端部(图中左侧的端部)的两个角部上。
切口部509a～509f以对应于第二基板400的槽部409a～409f的状态排列设置在第三基板500的支撑部122侧的端部上，在将第二基板400与第三基板500叠合时，与槽部409a～409f对置。此时，切口部509a、509b、509f的一个端部在第三基板500的所述另一端部侧的侧面上开口，并且另一个端部为封闭的状态。此外，切口部509c、509d的一个端部在第三基板500的所述另一端部侧的侧面上开口，并且另一个端部为与后述的槽508连通。此外，切口部509e的一个端部在第三基板500的所述另一端部侧的侧面上开口，并且另一个端部为与后述的槽507a连通。
此外，在该第三基板500上，设置有贯通到表面和背面的孔501。
孔501沿着第三基板500的周缘部以大致C字状形成。即，孔501除了第三基板500的作为支撑部122的区域以外、沿着第三基板500的周缘部设置。由该孔501包围的内侧部分是作为反应装置主体部120的主体部510，通过孔501与主体部510的外侧分开的部分是作为箱体131的框部520。
在该孔501的内壁面上设置有所述热反射膜132a。
在主体部510的中央部形成有矩形状的孔502。这些孔501、502分别对应于第二基板400的孔401、402，在将第二基板400与第三基板500叠合时，与孔401、402连通。在该孔502的内周面上也可以设置具有绝热效果的防辐射膜(未图示出来)。另外，该防辐射膜例如由铝等的金属形成。
此外，在第三基板500的背面、即与第四基板600的接合面上，如图21所示，以例如锯齿状设置有作为本发明的加热部的薄膜加热器505a、505b。这些薄膜加热器505a、505b是通过施加电压而发热的发热电阻体、发热半导体的电热部件，在启动时分别对转化反应室161、一氧化碳除去流路171供给热，使其成为规定的温度。在这些薄膜加热器505a、505b上，连接着分别在反应装置110的内侧与外侧之间通电的电线505c、505d。另外，薄膜加热器505a、505b也可以如图21那样仅设置在第三基板500的背面上，也可以设置在表面和背面上。在也设置于表面上的情况下，优选为以适当的保护膜覆盖的结构。此外，电线505c、505d优选为较细，所以在本实施方案中使用科瓦铁镍钴合金丝作为电线505c、505d，使线径为0.2mm。但是，作为电线505c、505d，也可以使用铁镍合金丝、或将铁镍合金的芯材用铜层覆盖的杜美包铜铁镍合金丝(DUMET)等。
此外，在第三基板500的表面、即与第二基板400的接合面上，如图25所示，形成有槽部506、槽部507a、507b及槽部508。槽部506以例如锯齿状设置在主体部510中的相对于孔502与支撑部122相反侧的区域中。在该槽部506的内壁面上承载有所述转化催化剂165(参照图21)。该槽部506与第二基板400的槽部406对应，在将第二基板400与第三基板500叠合时，与槽部406对置。
槽部507a从槽部506的端部设置到切口部509e。此外，槽部507b从槽部506的端部设置到槽部508。这些槽部507a、507b与第二基板400的槽部407a、407b对应，在将第二基板400与第三基板500叠合时，与槽部407a、407b对置。
槽部508以例如锯齿状设置在主体部510中的相对于孔502与支撑部122相同侧的区域中。在该槽部508的内壁面上，承载有所述一氧化碳除去催化剂175(参照图21)。该槽部508与第二基板400的槽部408对应，在将第二基板400与第三基板500叠合时，与槽部408对置。
(第四基板)
第四基板600如图26所示，在一端部(图中左侧的端部)的各角部上具有三角形状的切口部640、641。在该第四基板600上，设置有贯通到表背面的孔601。
孔601沿着第四基板600的周缘部以大致C字状形成。即，孔601除了第四基板600的作为支撑部122的区域以外、沿着第四基板600的周缘部设置。
由该孔601包围的内侧部分是作为反应装置主体部120的主体部610，由孔601与主体部610的外侧分开的部分是作为箱体131的框部620。
在该孔601的内周面上设置有所述热反射膜132a。
在主体部610的中央部形成有矩形状的孔602。
这些孔601、602分别对应于第三基板500的孔501、502，在将第三基板500与第四基板600叠合时，与孔501、502连通。在该孔602的内周面上也可以设置具有绝热效果的防辐射膜(未图示出来)。另外，该防辐射膜例如由铝等的金属形成。
此外，在第四基板600的表面、即与第三基板500的接合面上，形成有槽部606、槽部607a、607b及槽部609a～609f、和通电槽605a、605b(参照图21)。
槽部606以例如锯齿状设置在主体部610中的相对于孔602与支撑部122相反侧的区域中。在该槽部606的内壁面上承载有所述转化催化剂165(参照图21)。
槽部607a、607b分别从槽部606的端部设置到比主体部610中的孔602靠支撑部122侧的区域。
槽部609a～609f以对应于第三基板500的切口部509a～509f的状态排列设置在第四基板600的支撑部122侧的端部上，在将第三基板500与第四基板600叠合时，与切口部509a～509f对置。其中，槽部609a、609b的一个端部在第四基板600的所述另一端部侧的侧面上开口，并且另一个端部相互合流，连通到槽部607b。此外，槽部609c～609e的一个端部在第四基板600的所述另一端部侧的侧面上开口，并且另一个端部为封闭的状态。此外，槽部609f的一个端部在第四基板600的所述另一端侧的侧面上开口，并且另一个端部连通到槽部607a。
通电槽605a、605b如图21所示，在第四基板600的与第三基板500对置的面上设置在与电线505c、505d对应的位置上，将连接在薄膜加热器505a、505b上的电线505c、505d导通。
(第五基板)
第五基板700如图27所示，与第一基板300大致上下对称地形成，在一端部(图中左侧的端部)的各角部和另一端部的角部上具有三角形状的切口部740～742。在该第五基板700的表面侧、即与第四基板600的背面对置的面上形成有矩形状的凹部701。在该凹部701的内壁面上，设置有与设置在第一基板300的凹部301的内表面上的同样的热反射膜132a，在热反射膜132a上设置有开口部141。
第五基板700形成绝热容器130的箱体131的下侧部。
通过将所述第一基板300、第二基板400、第三基板500、第四基板600、第五基板700层叠接合而形成反应装置110。由此，通过凹部301、孔401、402、501、502、601、602及凹部701形成密闭室139，在密闭室139的外侧形成绝热容器130。另外，为了方便，设置由凹部301、孔401、501、601及凹部701形成的空间为绝热空间139a，设置由孔402、502、602形成的空间为绝热空间139b(参照图21)。
此外，由槽部406、506形成转化反应室161，由槽部407a、507a形成流路162，由槽部407b、507b形成连通流路163，由槽部408、槽部508形成一氧化碳除去流路171。
此外，通过用第三基板500覆盖槽部606、槽部607a、607b，形成燃烧反应室181、流路182、183。
此外，通过槽部409a～409f、切口部509a～509f、槽部609a～609f，形成给排部123的燃料供给口123a、燃料氧供给口123b、氧辅助供给口123c、反应排出口123d、反应供给口123e、及燃料排出口123f。
并且，反应供给口123e与转化反应室161通过流路162连通，转化反应室161与一氧化碳除去流路171通过连通流路163连通，一氧化碳除去流路171与氧辅助供给口123c及反应排出口123d连通，燃料供给口123a及燃料氧供给口123b与燃烧反应室181通过流路183连通，燃烧反应室181与燃料排出口123f通过流路182连通。
(燃料电池装置的动作)
接着，对燃料电池装置101.的动作进行说明。
首先，将燃料(例如甲醇等烃类液体燃料)及水从燃料容器102供给到气化器150中，在气化器150中气化。
接着，如果由气化器150气化的燃料及水蒸汽的混合气体通过给排部123的反应供给口123e及流路162流入到转化反应室161中，则通过转化催化剂165生成氢等。
此时，对转化反应室161施加由薄膜加热器505a产生的热、及在燃烧反应室181中产生的反应热(燃烧热)等。此外，从反应装置主体部120的内侧向朝向外侧的方向辐射的热射线被第一基板300及第五基板700的热反射膜132a向内部反射。结果，转化反应室161成为比较高的温度，转化催化剂165被加热到200～400℃、在本实施方案中被加热到约300℃。
另外，转化反应室161中的转化反应在本实施方案中是通过水蒸汽转化法进行的，但也可以通过部分氧化转化法进行。
接着，生成的氢等通过连通流路163进入到一氧化碳除去流路171中，与从给排部123的氧辅助供给口123c流入的空气混合。于是，混合气体中的一氧化碳由一氧化碳除去催化剂175氧化、除去。
另外，转化器160及催化燃烧器180与一氧化碳除去器170经由连结部121的流路部分而物理地连结起来。但是，在转化器160及催化燃烧器180与一氧化碳除去器170之间设置有绝热室139b。因此，削减了两者间的连结部121的截面积，抑制了从转化器160及催化燃烧器180向一氧化碳除去器170传递热。
另一方面，反应装置主体部120的内部的热经由设置在第一基板300及第五基板700上的热反射膜132a的开口部141向外部散逸，所以一氧化碳除去器170的温度降低。结果，在转化器160与一氧化碳除去器170之间设置有适当的温度差。
由此，一氧化碳除去器170相对于转化器160设置为比较低的温度，一氧化碳除去催化剂175成为120～200℃、在本实施方案中成为约120℃。
接着，如果将空气供给到发电单元103的氧极，并且将一氧化碳除去流路171内的氢等的混合气体从给排部123的反应排出口123d排出而供给到发电单元103的燃料极，则在发电单元103中生成电能。
接着，在发电单元103的燃料极中包括未反应的氢的混合气体(尾气)通过给排部123的燃料供给口123a及流路183流入到燃烧反应室181中，并且空气从外部通过给排部123的燃料氧供给口123b及流路183流入到燃烧反应室181中。接着，在燃烧反应室181中氢燃烧而产生燃烧热，将水及二氧化碳等的生成物经由流路182从给排部123的燃料.排出口123f向外部排出。
根据以上的燃料电池装置101的反应装置110，由于在第二基板400与第三基板500之间经由连通流路163而设置有转化器160和一氧化碳除去器170，所以与转化器160及一氧化碳除去器170独立地设置而由连结管等连结的以往的情况不同，能够使装置整体小型化。
此外，由于能够在通过热反射膜132a将反应装置主体部120的内部的热留在内部中的同时，经由与一氧化碳除去器170对应的区域的开口部141向外部散逸，所以能够降低一氧化碳除去器170的温度而在反应装置主体部120内形成适当的温度分布。因而，即使是使反应装置主体部120小型化、将转化器160与一氧化碳除去器170较接近地配置的情况，也能够在将转化器160与一氧化碳除去器170中将各自设为最合适的温度、良好地进行各自的反应。
此外，通过层叠第一基板300～第五基板700而在反应装置主体部120内连通地设置转化器160与一氧化碳除去器170，所以与分别制造转化器160与一氧化碳除去器170而用连结管等连结的以往的情况不同，一次制造出反应装置主体部120。此外，由于反应装置主体部120与绝热容器130一体地形成，所以与分别制造反应装置主体部120与绝热容器130而在绝热容器130的内部中配设反应装置主体部120的情况不同，一次制造出反应装置110。由此，能够削减反应装置110的制造工序。
此外，例如与在将连通到反应装置主体部120的管插入在绝热容器130中的情况下气体有可能从绝热容器130与管的间隙泄漏不同的是，根据反应装置110，由于给排部123与绝热容器130一体地形成，所以能够将绝热容器130的密闭空间保持为较高的密闭状态，将用来提高密闭空间的密闭状态的操作简略化。
此外，反应装置主体部120由绝热容器130经由密闭室139的密闭空间真空绝热，但由于设置有给排部123的支撑部122与反应装置主体部120的一氧化碳除去器170侧的一端部连接，所以转化器160及一氧化碳除去器170的内部的热从该一端部传递到绝热容器130中。但是，从反应装置主体部120的转化器160及一氧化碳除去器170向绝热容器130传递热的位置汇集为一处，并且如上所述，由于一氧化碳除去流路171相对于转化器160为比较低的温度，所以与将转化器160侧连接到绝热容器130的情况相比，与绝热容器130的温度差较小。因此，能够使经由支撑部122向绝热容器130传递的热量比较少。此外，在支撑部122中，由于支撑部122的一端部侧的一氧化碳除去器170与另一端部侧的绝热容器130的温度差较小，所以能够使施加在支撑部122上的热应力比较小，能够抑制因热应力使支撑部122损坏。
此外，通过在转化器160与一氧化碳除去器170之间设置绝热室139b，削减了连接两者间的流路部分的截面积，抑制了从转化器160及催化燃烧器180向一氧化碳除去器170传递的热量，并且通过经由第一基板300及第五基板700的热反射膜132a的开口部141使热散逸到外部，能够在转化器160与一氧化碳除去器170之间设置适当的温度差，即使在使反应装置主体部120小型化、将转化器160与一氧化碳除去器170较接近地配置的情况下，也能够将一氧化碳除去器170设定为比较低的温度。
进而，由于第一基板300～第五基板700是由玻璃制成的，都为相同的材料，所以在反应装置110的动作时/停止时、即各基板的升温/降温时，能够减小因热膨胀量的差而产生的热应力，能够抑制反应装置110的因热应力造成的损坏。
此外，由于吸气材料403在密闭室139的内壁面上位于与一氧化碳除去器170对应的区域中，所以与位于与转化器160及催化燃烧器180对应的区域中的情况不同，能够防止反应装置110的动作中的吸气材料403的活化。
另外，在所述的实施方案中，对设置热反射膜132a的开口部141为矩形状且仅设置1个而进行了说明，但开口部141的形状及个数并不限于此。图28～图32是表示热反射膜的开口部的形状的例子的图。这里，图28是为了进行比较而表示所述的矩形形状的情况的图，表示开口部141相对于一氧化碳除去器170的投影面积的比例(以下设为开口率(％))为100％的情况。开口部141也可以以例如图29～图32所示那样的形状及个数形成。如所述的图3所示，由于从开口部141通过辐射而散逸的热量与开口部141的面积成比例，所以开口部141的开口率根据一氧化碳除去器170的设定温度而设定。在使开口率为50％左右的情况下，如图29、图32的开口部141b、141e所示，也可以将开口部141以矩形状设置多个。此外，如图30的开口部141c所示，与图28所示的开口部141相比，从使一氧化碳除去器170的温度均匀化的观点出发，也可以将开口部141设置为三角形状，以使其越接近比一氧化碳除去器170高温的转化反应室161侧、开口面积越大。此外，如图31的开口部141d所示，为了与图28所示的开口部141相比使转化反应室161与一氧化碳除去器170的连接部分的温度变化变得平缓、防止因急剧的温度分布而产生应力，也可以将开口部141设置为梯形，以使得转化反应室161与一氧化碳除去器170的连接部分的开口部侧的宽度变小。
此外，虽然对转化反应室161及一氧化碳除去流路171在反应装置主体部120中各具备1个而进行了说明，但也可以通过以在第一基板300及第五基板700之间将第二基板400～第四基板600以该顺序依次层叠多个而层叠成反应装置主体部120的状态制造，来设置多个转化反应室161及一氧化碳除去流路171。
此外，虽然对第一基板300～第五基板700都为玻璃制成的而进行了说明，但也可以是陶瓷制。但是，从防止因热膨胀系数的不同而在温度变化时产生热应力的观点出发，第一基板300～第五基板700优选由同种材料形成。
此外，在反应装置110中，虽然对支撑反应装置主体部120的支撑部122仅设置在一氧化碳除去器170侧、在该支撑部122上设置有给排部123而进行了说明，但本发明并不限于此。
图33是表示本实施方案的反应装置的另一结构例的立体图。图34是从与图33相反侧观察的立体图，图35是沿着图33的XXXV—XXXV线的向视剖视图。如图33～图35所示，支撑部122也可以不仅设置在反应装置主体部120的一氧化碳除去器170侧，也设置在其他部分上，在各支撑部122上设置给排部123。即，例如在图33～图35所示的反应装置110A中，在绝热容器130的一氧化碳除去器170侧及转化器160侧分别设置有支撑部122A、122A，在各支撑部122A、122A上分开地设置给排部123A。另外，该反应装置110A可以与所述实施方案的情况同样地通过层叠多个基板300A～700A而形成。在此情况下，在与第一基板300及第五基板700对应的基板300A、700A的内表面侧同样设置有热反射膜132a，在热反射膜132a上设置有开口部141。
此外，虽然对密闭室139的内部处于真空压下而进行了说明，但也可以通过氩、氦等稀有气体填充。
以下，通过举出实施例及比较例，更具体地说明本实施方案的反应装置。
作为本实施方案的反应装置110的实施例，形成了在通过金、铝、银或铜在第一基板300及第五基板700上设置热反射膜132a的装置。热反射膜132a的开口部141的面积为约2.835cm2(＝2.7cm×1.05cm)，一氧化碳除去器170的面积为3.645cm2(＝约2.7cm×1.35cm)。即，开口部141的开口率为78％。该反应装置主体部120的转化器160的温度为299℃，一氧化碳除去器170的温度为81℃。
这里，作为本发明的比较例，在除了没有设置开口部141以外形成与所述实施例同样的反应装置的情况下，该比较例的反应装置的转化器160的温度为303℃，一氧化碳除去器170的温度为132℃。
这样，在实施例的反应装置主体部120中，与比较例的反应装置相比，能够进一步增大转化器与一氧化碳除去器的温度差。因而，即使缩短连结部121，也能够维持转化器与一氧化碳除去器的温度差，能够进一步减小反应装置主体部120的大小。
(燃料电池装置的概略结构)
接着，对燃料电池装置1、101的概略结构进行说明。图36是表示燃料电池装置1、101的一例的立体图。如图36所示，上述那样的反应装置10、110可以组装到燃料电池装置1、101中而使用。该燃料电池装置1、101例如在框架104上具备：相对于框架104可拆装的燃料容器2、102；具有流路、泵、流量传感器及阀等的流量控制单元105；未图示出来的气化器50、150；反应装置10、110；未图示出来的发电单元3、103；发电模块106，其具有将发电单元3、103加湿的加湿器以及将由发电单元3、103生成的副生成物回收的回收器；空气泵107，其对反应装置10、110及发电模块106供给空气(氧)；和电源单元108，其具有二次电池、DC—DC转换器或用来与通过燃料电池装置1、101的输出来驱动的外部设备电连接的外部接口等。通过由流量控制单元105将燃料容器2、102内的水和液体燃料的混合气体经由气化器50、150供给到反应装置10、110中，如所述那样生成氢气，将氢气供给到发电模块106的发电单元3，103中，将生成的电储存到电源单元108的二次电池中。
(电子设备)
图37是表示使用燃料电池装置1、101作为电源的电子设备851的一例的立体图。如图37所示，该电子设备851是便携型的电子设备，例如是笔记本型个人计算机。电子设备851具备：下箱体854，其内装有由CPU、RAM、ROM及其他电子部件构成的运算处理电路，并且具备键盘852；和上箱体858，其具备液晶显示器856。下箱体854与上箱体858通过铰链结合，并按照如下的构成：能够将上箱体858叠合到下箱体854上、在使液晶显示器856与键盘852相对置的状态下折叠。从下箱体854的右侧面到底面，形成有用来安装燃料电池装置1、101的安装部860，如果将燃料电池装置1、101安装到安装部860中，则通过燃料电池装置1、101的电使电子设备851动作。
将2005年12月28日提交的日本专利申请第2005—378549号及日本专利申请第2005—378505号、2006年12月15日提交的日本专利申请第2006—338222号的包括说明书、权利要求书、附图和说明书摘要的所有公开内容在此引用并并入本发明中。
以上表示并说明了各种典型的实施方案，但本发明并不限于这些实施方案。因而，本发明的范围仅由权利要求书限定。
Claims (33)
1、一种反应装置，其具备：
反应装置主体部，其具有第1及第2反应部；
容器，其收容所述反应装置主体部；和
至少对应于所述第1反应部的第1区域以及对应于所述第2反应部的第2区域，该第1区域及第2区域设置在所述容器中或所述容器的内侧；
其中，所述第1反应部具有被供给气化的烃类的燃料作为反应物、并由该反应物生成含有氢的气体作为反应生成物的转化器；
所述第2反应部具有被供给所述反应生成物作为反应物、并将包含在该反应生成物中的一氧化碳除去的一氧化碳除去器；且
所述第1反应部设定为比所述第2反应部更高的温度，且所述第1区域与所述第2区域相比，对于从所述反应装置主体部辐射的热射线具有更高的反射率。
2、如权利要求1所述的反应装置，其中，
在所述容器的内表面上具备热反射膜；
所述第1区域是有所述热反射膜的区域；且
所述第2区域是与设置在所述热反射膜上的开口部对应的区域。
3、如权利要求1所述的反应装置，其中，
在所述容器的内表面上具备：热反射膜；和热吸收膜，其与所述热反射膜相比热射线反射率低，吸收从所述反应装置主体部辐射的热射线的至少一部分；
所述第1区域是所述热反射膜的没有与所述热吸收膜重合的部分的区域；且
所述第2区域是所述热反射膜与所述热吸收膜重合部分的区域。
4、如权利要求3所述的反应装置，其中，
所述热反射膜设置在所述容器的整个内表面上，且
所述热吸收膜设置在所述热反射膜的内侧。
5、如权利要求3所述的反应装置，其中，所述热吸收膜的吸收系数和膜厚之积为2.3以上。
6、如权利要求3所述的反应装置，其中，所述热吸收膜由C、Fe、Co、Pt和Cr的任一种构成。
7、如权利要求3所述的反应装置，其中，所述热吸收膜由Ta—Si—O—N类的非晶半导体构成，且该热吸收膜的吸收系数为100000/cm以上。
8、如权利要求7所述的反应装置，其中，Ta—Si—O—N类的非晶半导体的摩尔比为0.6<Si/Ta<1.0、且0.15<N/O<4.1的范围。
9、如权利要求1所述的反应装置，其中，在所述容器的内表面上具备：热吸收膜，其吸收从所述反应装置主体部辐射的热射线的至少一部分；和热反射膜，其与所述热吸收膜相比热射线反射率高；
所述第1区域是所述热吸收膜与所述热反射膜重合部分的区域；
且所述第2区域是所述热吸收膜的没有与所述热反射膜重合的部分的区域。
10、如权利要求9所述的反应装置，其中，所述热吸收膜的吸收系数和膜厚之积为2.3以上。
11、如权利要求9所述的反应装置，其中，所述热吸收膜由C、Fe、Co、Pt、和Cr的任一种构成。
12、如权利要求9所述的反应装置，其中，所述热吸收膜由Ta—Si—O—N类的非晶半导体构成，且该热吸收膜的吸收系数为100000/cm以上。
13、如权利要求12所述的反应装置，其中，Ta—Si—O—N类的非晶半导体的摩尔比为0.6<Si/Ta<1.0、且0.15<N/O<4.1的范围。
14、如权利要求1所述的反应装置，其中，所述转化器还被供给水作为所述反应物。
15、如权利要求1所述的反应装置，其具备：
第1热反射膜，其设置在所述容器的内表面上，且热射线反射率比所述容器更高；和
第2热反射膜，其设置在比所述第1热反射膜靠内侧且与所述第1反应部对应的区域中，热射线反射率比所述容器更高。
16、一种反应装置，其具备：
反应装置主体部，其引起反应物的反应；和
热反射膜，其与所述反应装置主体部的外表面相向地设置，且将从所述反应装置主体部辐射的热射线反射；
其中，所述反应装置主体部具有：第1反应部，其设定为第1温度，并引起第1反应物的反应；和第2反应部，其设定为比所述第1温度低的第2温度，并引起第2反应物的反应；
所述第1反应部具有被供给气化的烃类的液体燃料作为反应物、并由该反应物生成含有氢的气体作为反应生成物的转化器；
所述第2反应部具有被供给所述反应生成物作为反应物、并将包含在该反应生成物中的一氧化碳除去的一氧化碳除去器；且
在所述热反射膜上设置有使从述反应装置主体部辐射的热射线的至少一部分透射过或将其吸收的散热促进部。
17、如权利要求16所述的反应装置，其中，所述热反射膜通过由金、铝、银及铜的任一种构成的膜形成。
18、如权利要求16所述的反应装置，其中，所述散热促进部设置在与所述第2反应部对置的区域中。
19、如权利要求16所述的反应装置，其中，
所述第1反应部与所述第2反应部分开地配置；且
所述反应装置主体部还具备将所述第1反应部与所述第2反应部连通的连结部。
20、如权利要求19所述的反应装置，其中，在所述第1反应部与所述第2反应部之间具备绝热室。
21、如权利要求19所述的反应装置，其中，所述反应装置主体部具备加热部，该加热部对所述第1反应部供给热而将所述第1反应部设定为所述第1温度，并且经由所述连结部将所述第2反应部设定为所述第2温度。
22、如权利要求16所述的反应装置，其中，所述散热促进部是设置在所述热反射膜上的开口。
23、如权利要求16所述的反应装置，其还具备将所述反应装置主体部收容在内部中且热射线反射率比所述热反射膜更低的容器；
且所述热反射膜设置在所述容器的内壁面上。
24、如权利要求23所述的反应装置，其中，所述容器是由玻璃制成的。
25、如权利要求23所述的反应装置，其中，所述容器内处于真空压下。
26、如权利要求23所述的反应装置，其还具备将所述反应装置主体部与所述容器之间连接而支撑该反应装置主体部的支撑部。
27、如权利要求26所述的反应装置，其中，所述支撑部具备多个流路以用来将在所述反应装置主体部中的反应中使用的反应物从所述容器的外部供给到该反应装置主体部中、并且将通过所述反应装置主体部中的反应而产生的生成物排出到所述容器的外部。
28、如权利要求26所述的反应装置，其中，
所述反应装置主体部具有：第1反应部，其设定为第1温度，并引起第1反应物的反应；和第2反应部，其设定为比所述第1温度低的第2温度，并引起第2反应物的反应；
所述散热促进部设置在与所述第2反应部对置的区域中；且
所述支撑部设置在所述反应装置主体部的所述第2反应部侧的一端部上。
29、如权利要求23所述的反应装置，其中，所述反应装置主体部及所述容器是由多个基板层叠而形成的，该多个基板层叠包括形成所述容器的一对上基板及下基板、和具备形成所述反应装置主体部的主体部及与主体部的外侧分开而形成所述容器的框部的中间基板。
30、如权利要求29所述的反应装置，其中，具备形成所述反应装置主体部的另外的中间基板。
31、一种绝热容器，其具备：
容器，其收容具有不同的温度的第1及第2反应部的反应装置主体部；和
第1及第2区域，其设置在所述容器中或所述容器的内侧，且热射线反射率不同；
其中，所述第1反应部具有被供给气化的烃类的燃料作为反应物、并由该反应物生成含有氢的气体作为反应生成物的转化器；
所述第2反应部具有被供给所述反应生成物作为反应物、并将包含在该反应生成物中的一氧化碳除去的一氧化碳除去器；
所述第1反应部是比所述第2反应部更高温度的反应部，所述第1区域与所述第2区域相比，对于从所述反应装置主体部辐射的热射线具有更高的反射率，且
所述第1区域至少对应于所述第1反应部而设置，所述第2区域对应于所述第2反应部而设置。
32、一种发电装置，其具备：
反应装置主体部，其具有第1及第2反应部；
容器，其收容所述反应装置主体部；
至少对应于所述第1反应部的第1区域以及对应于所述第2反应部的第2区域，该第1区域及第2区域设置在所述容器中或所述容器的内侧；和
发电单元，其通过由所述反应装置主体部生成的燃料进行发电；
其中，所述第1反应部具有被供给气化的烃类的燃料作为反应物、并由该反应物生成含有氢的气体作为反应生成物的转化器；
所述第2反应部具有被供给所述反应生成物作为反应物、并将包含在该反应生成物中的一氧化碳除去的一氧化碳除去器；
所述第1反应部设定为比所述第2反应部更高的温度，且所述第1区域与所述第2区域相比，对于从所述反应装置主体部辐射的热射线具有更高的反射率。
33、一种电子设备，其具备：
反应装置主体部，其具有第1及第2反应部；
容器，其收容所述反应装置主体部；
至少对应于所述第1反应部的第1区域以及对应于所述第2反应部的第2区域，该第1区域及第2区域设置在所述容器中或所述容器的内侧；
发电单元，其通过由所述反应装置主体部生成的燃料进行发电；和
电子设备主体，其通过由所述发电单元发电产生的电而动作；
其中，所述第1反应部具有被供给气化的烃类的燃料作为反应物、并由该反应物生成含有氢的气体作为反应生成物的转化器；
所述第2反应部具有被供给所述反应生成物作为反应物、并将包含在该反应生成物中的一氧化碳除去的一氧化碳除去器；
所述第1反应部设定为比所述第2反应部更高的温度，且所述第1区域与所述第2区域相比，对于从所述反应装置主体部辐射的热射线具有更高的反射率。
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