CN1929180A - 反应装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种反应装置，其具备：基板；第1反应部，其设置在上述基板上，被供给反应物，被设定为第1温度，在内部中形成有反应物流动的反应流路，并引起反应物的反应；加热部，其将上述第1反应物设定为上述第1温度；上述第1反应部具有相互连通的多个反应器，上述加热部设置在多个上述反应器之间，将各反应器均匀地加热，降低各反应器间的温度不均匀。

Description

反应装置

技术领域

本发明涉及被供给反应物并引起反应物的反应的反应装置，特别涉及被加热部加热并引起反应的反应装置。

背景技术

近年来，为了将作为能量变换效率高的清洁电源的燃料电池搭载在汽车及便携设备等中而进行了开发。燃料电池是使燃料和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单体，但因常温、常压下是气体而在处理中存在问题。虽然也有通过贮氢合金贮藏氢的尝试，但每单位体积的氢的贮藏量少，特别作为便携电子设备那样的小型电子设备的电源的燃料贮藏手段是不够的。

与此相对，在将乙醇类及汽油这些具有氢原子的烃类的液体燃料转化而生成氢的转化型燃料电池中，能够以液体的状态容易地保存燃料。在这样的燃料电池中，需要具有使液体燃料及水气化的气化器、通过使气化的液体燃料与高温的水蒸汽反应来提取发电所需的氢的转化器(或称为重整器、改质器、改性器)、引起将作为转化反应的副产物的一氧化碳氧化的反应而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的反应装置。

为了将这样的转化型燃料电池小型化，对例如形成槽、将以该槽作为引起上述各种反应的反应流路的金属基板接合而形成的、将气化器、转化器、一氧化碳除去器堆叠而成的微反应器进行了开发。

但是，在构成例如转化器的反应装置中，工作温度为250℃以上，是比较高的温度，为了进行充分满足设计值的转化反应，需要将整个反应流路均匀地设定为规定温度。另一方面，为了良好地进行反应而需要加长反应流路。为此，有时反应装置具备多个形成有反应流路的反应器而构成。在这种情况下，将构成反应装置的各反应器保持为较高的均匀的温度是困难的，在各反应器中有温度的不均匀的情况下，不能进行充分满足设计值的转化反应。

发明内容

本发明在具备多个反应器而构成的反应装置中，具有能够提供能够将各反应器保持为均匀的温度、能够降低温度不均匀的反应装置的优点。

用来得到上述优点的本发明的反应装置具备：基板；第1反应部，其设置在上述基板上，被供给反应物，被设定为第1温度，在内部中形成有反应物流动的反应流路，并引起反应物的反应；加热部，其将上述第1反应部设定为上述第1温度；上述第1反应部具有相互连通的多个反应器，上述加热部设置在多个上述反应器之间。

多个上述反应器分别具备箱状的反应容器、和设置在上述反应容器内、形成上述反应流路的隔壁；上述反应容器及上述隔壁例如是将板状的金属材料接合而形成的。

上述反应装置具备覆盖上述第1反应部的外壁的箱体；上述箱体例如是将板状的金属材料接合而形成的。

多个上述反应器及上述加热部被设置成层叠在上述基板上；上述第1反应部被形成为具有层叠并相互连通的第1反应器及第2反应器，上述加热部设置在上述第1反应器与第2反应器之间；上述加热部具有与上述第1反应器及上述第2反应器接触的部位。或者，多个上述反应器及上述加热部排列设置在上述基板上；上述第1反应部被形成为具有排列设置并相互连通的第1反应器及第2反应器，上述加热部设置在上述第1反应器与第2反应器之间；上述加热部具有与上述第1反应器及上述第2反应器接触的部位。

上述加热部具有使气体燃料燃烧的燃烧器；上述燃烧器具有使上述气体燃料流通的燃烧用流路；促进上述气体燃料的燃烧反应的燃烧用催化剂被涂布在上述燃烧用流路的壁面的至少一部分上。

上述反应装置还具备：第2反应部，其被设定为比上述第1温度低的第2温度，被供给反应物，在内部中形成有使反应物流动的反应流路，并引起反应物的反应；连结部，其架设在上述第1反应部和上述第2反应部之间，在上述第1反应部及上述第2反应部之间输送反应物和由反应所生成的反应产物；上述加热部经由上述连结部将上述第2反应部设定为上述第2温度。

上述第2反应部具备箱状的反应容器、和设置在上述反应容器内并形成上述反应流路的隔壁；上述反应容器及上述隔壁是将板状的金属材料接合而形成的。

上述连结部是例如将板状的金属材料接合而形成的，并接合在上述第1反应部及上述第2反应部上。

上述反应装置具备覆盖上述第2反应部的外壁的箱体；上述箱体例如是将板状的金属材料接合而形成的。

上述连结部及上述第2反应部设置在上述基板上；上述基板在上述第1反应部与上述第2反应部之间的上述连结部的部分处具有颈缩的形状。

上述反应装置还具备设置在上述第2反应部中、至少具有对上述第1反应部进行反应物的供给、并且进行从上述第2反应部排出反应产物的多个流路的给排部。

上述反应装置还具备设置在上述第1反应部及上述第2反应部的至少一个上、并将上述第1反应部及上述第2反应部加热的电热丝。

上述第1反应部被供给第1反应物作为上述反应物，生成第1反应产物；对上述第2反应部供给上述第1反应产物作为上述反应物，生成第2反应产物；上述第1反应物是气化的水和在组成中包含氢原子的燃料的混合气体；上述第1反应部是引起上述第1反应物的转化反应的转化器；在上述第1反应产物中包含有一氧化碳；上述第2反应部是通过将包含在上述第1反应产物中的一氧化碳选择氧化而除去的一氧化碳除去器。

上述反应装置还具备供给水和在组成中包含氢原子的液体燃料、通过将上述水和液体燃料加热并气化而生成上述混合气体的气化器。

上述反应装置具备将上述混合气体经由上述第2反应部供给到上述第1反应部中的供给通路；上述气化器与上述第2反应部接触而设置。

上述反应装置还具备覆盖上述基板、上述第1反应部、上述第2反应部和上述连结部的全部、使内部空间成为比大气压低的气压的绝热容器；上述绝热容器例如是将板状的金属材料接合而形成的。

附图说明

图1是从斜上方显示本发明的反应装置的第1实施方式的微反应器模块的立体图。

图2是从斜下方显示第1实施方式的微反应器模块的立体图。

图3是第1实施方式的微反应器模块的侧视图。

图4是将第1实施方式的微反应器模块按各功能划分时的概略侧视图。

图5是第1实施方式的微反应器模块的分解立体图。

图6是从图3的切断线VI-VI沿着后述的燃烧器板的平面方向切断的向视剖视图。

图7是从图3的切断线VII-VII沿着后述的基板的平面方向切断的向视剖视图。

图8是从图3的切断线VIII-VIII沿着后述的下部框及下部框的平面方向切断的向视剖视图。

图9是从图3的切断线IX-IX沿着后述的中部框及中部框的平面方向切断的向视剖视图。

图10是从图3的切断线X-X沿着后述的上部框及上部框的平面方向切断的向视剖视图。

图11是从图3的切断线XI-XI沿着后述燃烧器板的平面方向切断的向视剖视图。

图12是从图3的切断线XII-XII沿着与连结部8的连通方向正交的面方向切断的向视剖视图。

图13是沿着图3的切断线VII-VII的部件的立体图。

图14是沿着图3的切断线VIII-VIII的部件的立体图。

图15是表示第1实施方式的微反应器模块中的从供给液体燃料和水到将作为产物的富氢气体排出为止的路径的图。

图16是表示第1实施方式的微反应器模块中的从供给由气体燃料和空气构成的燃烧混合气体到将作为产物的水等排出为止的路径的图。

图17是覆盖第1实施方式中的微反应器模块的绝热壳体的分解立体图。

图18是从斜下方显示第1实施方式的绝热壳体的立体图。

图19是第2实施方式的微反应器模块的分解立体图。

图20是第2实施方式的微反应器模块的侧视图。

图21是从图20的切断线VII-VII沿着后述的基板的平面方向切断的向视剖视图。

图22是从图20的切断线VIII-VIII沿着后述的下部框的平面方向切断的向视剖视图。

图23是从图20的切断线IX-IX沿着后述的中部框的平面方向切断的向视剖视图。

图24是从图20的切断线X-X沿着后述的上部框的平面方向切断的向视剖视图。

图25是沿着图20的切断线XI-XI的面的向视剖视图。

图26是从斜下方观察第2实施方式的防气体泄漏壳体的立体图。

图27是覆盖第2实施方式的微反应器模块的绝热壳体的分解立体图。

图28是从斜上方显示本发明的反应装置的第3实施方式的微反应器模块的立体图。

图29是从斜下方显示第3实施方式的微反应器模块的立体图。

图30是第3实施方式的微反应器模块的侧视图。

图31是将第3实施方式的微反应器模块按各功能划分时的概略侧视图。

图32是第3实施方式的微反应器模块的分解立体图。

图33是沿着图30的切断线VI-VI的面的向视剖视图。

图34是沿着图30的切断线VII-VII的面的向视剖视图。

图35是沿着图30的切断线VIII-VIII的面的向视剖视图。

图36是沿着图30的切断线IX-IX的面的向视剖视图。

图37是将绝缘板接合在第3实施方式的基板上的状态的立体图。

图38是将转化器基体、下部框及连结盖接合在第3实施方式的基板上的状态的立体图。

图39是将箱体等接合在第3实施方式的转化器基体上、再将上部框接合在下部框上的状态的立体图。

图40是第3实施方式的燃烧器板的立体图。

图41是表示第3实施方式的微反应器模块中的从供给液体燃料和水到将作为产物的富氢气体排出为止的路径的图。

图42是表示第3实施方式的微反应器模块中的从供给由气体燃料和空气构成的燃烧混合气体到将作为产物的水等排出为止的路径的图。

图43是覆盖第3实施方式中的微反应器模块的绝热壳体的分解立体图。

图44是从斜下方显示第3实施方式的绝热壳体的立体图。

图45是表示装备了本发明的各实施方式的微反应器模块的发电单元的一例的立体图。

图46是表示将发电单元用作电源的电子设备的一例的立体图。

具体实施方式

下面根据附图所示的实施方式说明本发明的反应装置的详细情况。

<第1实施方式>

首先对本发明的反应装置的第1实施方式进行说明。

图1是从斜上方显示本发明的反应装置的第1实施方式的微反应器模块的立体图。

图2是从斜下方显示第1实施方式的微反应器模块的立体图。

图3是第1实施方式的微反应器模块的侧视图。

该微反应器模块1A是内装在例如笔记本型个人计算机、PDA、电子记事本、数码相机、便携电话机、手表、记录器、投影机之类的电子设备中、并生成在燃料电池中使用的氢气的反应装置。

微反应器模块1A具备进行反应物的供给及产物的排出的给排部2、设定为较高温而发生转化反应的高温反应部(第1反应部)4、设定为比高温反应部4的设定温度低的温度而发生选择氧化反应的低温反应部(第2反应部)6、和用来在高温反应部4和低温反应部6之间进行反应物及产物的流入或流出的连结部8。

图4是将第1实施方式的微反应器模块按各功能划分时的概略侧视图。

如图4所示，在给排部2中主要设置有气化器502及第一燃烧器504。将空气与气体燃料(例如氢气、甲醇气体等)分别单独地或作为混合气体供给到第一燃烧器504中，通过它们的催化燃烧来发热。将水和液体燃料(例如甲醇、乙醇、二甲醚、丁烷、汽油)分别单独地或以混合的状态从燃料容器供给到气化器502中，通过第一燃烧器504中的燃烧热将水和液体燃料在气化器502内气化。

在高温反应部4中主要设置有第一转化器(第1反应器)506、第二燃烧器(加热部)508及第二转化器(第2反应器)510。第一转化器506为下侧，第二转化器510为上侧，第二燃烧器508设置于夹在第一转化器506和第二转化器510之间的位置上，这些第一转化器506、第二燃烧器508及第二转化器510密合地接触而层叠，第一转化器506与第二转化器510为相互连通的构造。

将空气与气体燃料(例如氢气、甲醇气体等)分别单独地或作为混合气体供给到第二燃烧器508中，通过它们的催化燃烧来发热。另外，在燃料电池中也可以通过氢气的电化学发应生成电、将包含在从燃料电池排出的尾气中的未反应的氢气在与空气混合的状态下供给到第一燃烧器504及第二燃烧器508中。当然，也可以通过其他气化器将贮存在燃料容器中的液体燃料(例如甲醇、乙醇、二甲醚、丁烷、汽油)气化，将该气化的燃料与空气的混合气体供给到第一燃烧器504及第二燃烧器508中。

从气化器502将水与液体燃料气化后的混合气体(第1反应物)供给到第一转化器506及第二转化器510中，通过第二燃烧器508将第一转化器506及第二转化器510加热。在第一转化器506及第二转化器510中，由水蒸汽和气化后的液体燃料通过催化反应生成氢气等(第1反应产物)，还生成微量的一氧化碳气体。在液体燃料是甲醇的情况下，发生下式(1)、(2)那样的化学反应。另外，生成氢的反应是吸热反应，利用了第二燃烧器508的燃烧热。

  (1)

  (2)

在低温反应部6中主要设置有一氧化碳除去器512。一氧化碳除去器512由第一燃烧器504加热，从第一转化器506及第二转化器510供给包含氢气及由上述(2)的化学反应生成的微量的一氧化碳气体等的混合气体(第2反应物)，并且还供给空气。在一氧化碳除去器512中将混合气体中的一氧化碳选择性地氧化，由此将一氧化碳除去。将除去了一氧化碳后的状态的混合气体(第2反应产物：富氢气体)供给到燃料电池的燃料极。

接着，利用上述的图3及图5～图12对给排部2、高温反应部4、低温反应部6及连结部8的具体的结构进行说明。

图5是第1实施方式的微反应器模块的分解立体图。

图6是从图3的切断线VI-VI沿着后述的燃烧器板的平面方向切断的向视剖视图。

图7是从图3的切断线VII-VII沿着后述的基板的平面方向切断的向视剖视图。

图8是从图3的切断线VIII-VIII沿着后述的下部框及下部框的平面方向切断的向视剖视图。

图9是从图3的切断线IX-IX沿着后述的中部框及中部框的平面方向切断的向视剖视图。

图10是从图3的切断线X-X沿着后述的上部框及上部框的平面方向切断的向视剖视图。

图11是从图3的切断线XI-XI沿着后述的燃烧器板的平面方向切断的向视剖视图。

图12是从图3的切断线XII-XII沿着与连结部8的连通方向正交的面方向切断的向视剖视图。

图13是沿着图3的切断线VII-VII的部件的立体图。

图14是沿着图3的切断线VIII-VIII的部件的立体图。

如图3、图5、图6所示，给排部2具备例如由不锈钢等板状的金属材料构成的外部流通管10、和层叠并接合在外部流通管10的周围的三片燃烧器板12。

外部流通管10是具有用来使微反应器模块1A内的各流体分别流通到微反应器模块1A的外部的多个流路的管，在外部流通管10中设置有气化用导入通路14、空气用导入通路16、燃烧混合气导入通路18、废气排出通路20、燃烧混合气导入通路22及氢排出通路24。

气化用导入通路14、空气用导入通路16、燃烧混合气导入通路18、废气排出通路20、燃烧混合气导入通路22及氢排出通路24由外部流通管10的隔壁隔开。另外，气化用导入通路14、空气用导入通路16、燃烧混合气导入通路18、废气排出通路20、燃烧混合气导入通路22及氢排出通路24设置在一个外部流通管10中，但也可以将这些流路14、16、18、20、22、24设置在不同的管材中、使这些管材成为捆扎起来的状态。

在气化用导入通路14中填充有例如毡材料、陶瓷多孔质材料、纤维材料、碳多孔质材料等吸液材料。吸液材料是吸收液体的材料，吸液材料例如由将无机纤维或有机纤维用结合材料固定而成的材料、将无机粉末烧结而成的材料、将无机粉末用结合材料固定而成的材料、石墨与玻璃碳的混合体等构成。

燃烧器板12也例如由不锈钢等板状的金属材料构成。在燃烧器板12的中央部形成有贯通孔，在该贯通孔中嵌入有外部流通管10，外部流通管10与燃烧器板12接合。这里，外部流通管10是通过例如钎焊与燃烧器板12接合的。作为焊剂，是比在外部流通管10及燃烧器板12中流动的流体的温度中的最高温度更高的熔点，特别优选为熔点在700度以上的、在金中含有银、铜、锌、镉的金焊料、或以金、银、锌、镍为主成分的焊料、或者以金、钯、银为主成分的焊料。此外，在燃烧器板12的一个面上突出地设置有隔壁。

隔壁的一部分以遍及燃烧器板12的外缘整个周边的方式设置，另一部分遍及径向而设置，三片燃烧器板12通过在外部流通管10的周围接合而层叠，进而，通过将最上方的燃烧器板12接合在低温反应部6的下表面上，在这些接合面上形成燃烧用流路26。燃烧用流路26的一端部连通到燃烧混合气导入通路22中，燃烧用流路26的另一端部连通到废气排出通路20。

在燃烧用流路26的壁面的至少一部分上担载有使燃烧混合气体燃烧的燃烧用催化剂。作为燃烧用催化剂，可以列举出例如铂。另外，外部流通管10内的吸液材料被填充到燃烧器板12的位置。

如图3、图5所示，低温反应部6是将基板(底板28)、下部框30、中部框32、上部框34及盖板36从下方按照该顺序依次层叠而成的，具有形成为长方体的箱状的反应容器。基板28、下部框30、中部框32、上部框34及盖板36例如由不锈钢等板状的金属材料构成。

在基板28的宽度方向中央部，外部流通管10及最上方的燃烧器板12接合在基板28的下表面上。

如图7所示，通过在基板28的上表面上突出地设置隔壁，划分为混合气体流路38、混合流路40、一氧化碳除去用流路42、锯齿状(曲折状)的一氧化碳除去用流路44、U字形的一氧化碳除去用流路46、燃烧混合气流路48及废气流路50。在混合气体流路38的端部上形成有贯通孔52，混合气体流路38经由贯通孔52连通到外部流通管10的气化用导入通路14。一氧化碳除去用流路46围绕贯通孔52，在一氧化碳除去用流路46的端部上形成有贯通孔54，一氧化碳除去用流路46经由贯通孔54连通到氢排出通路24。

在燃烧混合气流路48的端部上形成有贯通孔58，燃烧混合气流路48经由贯通孔58连通到燃烧混合气导入通路18。在废气流路50的端部上形成有贯通孔56，废气流路50经由贯通孔56连通到废气排出通路20。在混合流路40的端部上形成有贯通孔60，混合流路40经由贯通孔60连通到空气用导入通路16。

如图8所示，通过在下部框30的内侧设置多个隔壁，下部框30的内侧被划分为锯齿状的一氧化碳除去用流路62、漩涡状的一氧化碳除去用流路64、通气孔66、燃烧混合气流路68及废气流路70。在一氧化碳除去用流路64、燃烧混合气流路68及废气流路70中设置有底板72，如果通过钎焊等将下部框30接合在基板28的上方，则由该底板72将混合气体流路38、混合流路40、一氧化碳除去用流路46、燃烧混合气流路48及废气流路50的上部覆盖。

此外，一氧化碳除去用流路64的一个端部连通到一氧化碳除去用流路62，在一氧化碳除去用流路64的中途部形成有连通到基板28的一氧化碳除去用流路42的通气孔74，在一氧化碳除去用流路64的另一个端部上形成有连通到基板28的废气流路50的通气孔76。

一氧化碳除去用流路62与基板28的一氧化碳除去用流路44重叠，使一氧化碳除去用流路62与一氧化碳除去用流路44成为连通的状态。通气孔66位于基板28的混合流路40的上方。在燃烧混合气流路68中形成有通气孔69，燃烧混合气流路68经由通气孔69连通到基板28的燃烧混合气流路48。在废气流路70中形成有通气孔71，废气流路70经由通气孔71连通到基板28的废气流路50。另外，所述的构成方式是，在俯视中，外部流通管10与一氧化碳除去用流路64的一部分重叠，一氧化碳除去用流路64盘绕外部流通管10的周围。

如图9所示，通过在中部框32的内侧设置多个隔壁，中部框32的内侧被划分为锯齿状的一氧化碳除去用流路78、漩涡状的一氧化碳除去用流路80及通气孔82。在一氧化碳除去用流路80的一部分上设置有底板83，如果通过钎焊等将中部框32接合在下部框30上，则形成由该底板83覆盖了上部的下部框30的燃烧混合气流路68及废气流路70。

一氧化碳除去用流路78与下部框30的一氧化碳除去用流路62重叠，一氧化碳除去用流路78与一氧化碳除去用流路62成为连通的状态。一氧化碳除去用流路80与下部框30的一氧化碳除去用流路64重叠，一氧化碳除去用流路80与一氧化碳除去用流路64成为连通的状态。通气孔82与下部框30的通气孔66重叠，通气孔82与通气孔66成为连通的状态。

这里，如图13所示，设置在基板28上的隔壁中的、形成一氧化碳除去用流路44的4个隔壁29比其他隔壁高。如图7～图9所示，隔壁29从基板28经过下部框30横跨到中部框32。通过钎焊等将基板28、下部框30、中部框32及上部框34接合，一体地形成锯齿状的一氧化碳除去用流路44、62、78。

此外，如图14所示，设置在下部框30上的隔壁中的、形成一氧化碳除去用流路64的底板72上的隔壁73也比其他隔壁高，如图8、图9所示，隔壁73从下部框30横跨到中部框32。通过钎焊等将基板28、下部框30、中部框32及上部框34接合，一体地形成由上部框34将上部覆盖的漩涡状的一氧化碳除去用流路64、80。

接着，如图10所示，通过在上部框34的内侧设置隔壁，在上部框34的内侧形成锯齿状的一氧化碳除去用流路84。

此外，在上部框34的整个内侧设置有底板86，如果通过钎焊等将上部框34接合到中部框32上，则上部被该底板86覆盖，形成中部框32的一氧化碳除去用流路78及一氧化碳除去用流路80。

此外，在一氧化碳除去用流路84的一端部上形成有通气孔88，在一氧化碳除去用流路84的另一端部上形成有通气孔90。

通气孔88与中部框32的通气孔82重叠，一氧化碳除去用流路84经由通气孔88、通气孔82及通气孔66连通到混合流路40。通气孔90位于中部框32的一氧化碳除去用流路78的端部的上方，一氧化碳除去用流路84经由通气孔90连通到一氧化碳除去用流路78。

如图5所示，通过由钎焊等将盖板36接合在上部框34的上方，一氧化碳除去用流路84的上部被盖板36覆盖，形成一氧化碳除去用流路84。这里，在一氧化碳除去用流路42、44、46、46、62、64、78、80、84的壁面的至少一部分上，担载有选择性地使一氧化碳氧化的一氧化碳选择氧化用催化剂。作为一氧化碳选择氧化用催化剂，可以列举出例如铂。

如图3、图5所示，高温反应部4是将基板102、下部框104、中部框106、燃烧器板108、上部框110及盖板112从下方按照该顺序依次层叠而成的，具有形成为长方体的箱状的反应容器。基板102、下部框104、中部框106、燃烧器板108、上部框110及盖板112例如由不锈钢等板状的金属材料构成。

如图7所示，通过在基板102的上表面上突出地设置多个隔壁，划分为供给流路114、锯齿状的转化用流路116及排出流路115。供给流路114与转化用流路116连接，而排出流路115从供给流路114及转化用流路116独立开来。

如图8所示，通过在下部框104的内侧设置多个隔壁，下部框104的内侧被划分为锯齿状的转化用流路118、燃烧混合气流路120、废气流路122及通气孔124。在燃烧混合气流路120及废气流路122中设置有底板126，通过由钎焊等将下部框104接合在基板102上，形成上部被底板126覆盖的供给流路114及排出流路115。转化用流路118与基板102的转化用流路116重叠，转化用流路118与转化用流路116成为连通的状态。

如图9所示，通过在中部框106的内侧设置多个隔壁，中部框106的内侧被划分为锯齿状的转化用流路128、通气孔130、通气孔132及通气孔134。

此外，在中部框106上设置有底板136，通过由钎焊等将中部框106接合在下部框104上，由底板136将下部框104的燃烧混合气流路120及废气流路122的上部覆盖。转化用流路128与下部框104的转化用流路118重叠，转化用流路128与转化用流路118成为连通的状态。

通气孔130与下部框104的通气孔124重叠，通气孔130与通气孔124成为连通的状态。通气孔132位于燃烧混合气流路120的端部之上，通气孔134位于废气流路122的端部之上。

这里，如图14所示，设置在基板120上的隔壁中的、形成转化用流路116的四个隔壁117比其他隔壁高。如图7～图9所示，隔壁117从基板102经过下部框104横跨到中部框106。通过将基板102、下部框104、中部框106及燃烧器板108接合，上部被燃烧器板108覆盖，一体地形成锯齿状的转化用流路116、118、128。

如图3、图5所示，通过由钎焊等将燃烧器板108接合在中部框106的上方，中部框106的上部被覆盖，形成转化用流路128。

如图11所示，通过在燃烧器板108的上表面上突出地设置隔壁，划分为燃烧室138、燃烧室140、通气孔142及通气孔144。在燃烧室138的端部上形成有通气孔146，该通气孔146位于中部框106的通气孔132的上方，燃烧室138经由通气孔146及通气孔132连通到下部框104的燃烧混合气流路120。燃烧室138连通到燃烧室140。

此外，在燃烧室140的端部上形成有通气孔148，该通气孔148位于中部框106的通气孔134的上方，燃烧室140经由通气孔148及通气孔134连通到废气流路122。通气孔142位于中部框106的转化用流路128的端部的上方，通气孔142连通到转化用流路128。通气孔144位于中部框106的通气孔130的上方，通气孔144连通到通气孔130。在由燃烧室138及燃烧室140的底面及侧面构成的壁面的至少一部分上，担载有使燃烧混合气体燃烧的燃烧用催化剂。作为燃烧用催化剂，可以列举出例如铂等。

如图10所示，通过在上部框110的内侧设置多个隔壁，在上部框110的内侧形成锯齿状的转化用流路150。

此外，通过在上部框110上设置底板152、通过钎焊等将上部框110接合在燃烧器板108的上方，将燃烧器板108的燃烧室138及燃烧室140的上部覆盖。在转化用流路150的一端部上形成有通气孔154，在转化用流路150的另一端上形成有通气孔156。通气孔154位于燃烧器板108的通气孔142的上方，转化用流路150经由通气孔154及通气孔142连通到中部框106的转化用流路128。通气孔156位于燃烧器板108的通气孔144的上方，转化用流路150经由通气孔156、通气孔144、通气孔130及通气孔124连通到排出流路115。

如图5所示，通过有钎焊等将盖板112接合到上部框110的上方，转化用流路150的上部被盖板112覆盖。这里，在供给流路114、排出流路115、转化用流路116、118、128、150的壁面上，担载有将燃料转化而生成氢的转化用催化剂。作为在甲醇的转化中使用的转化用催化剂，可以列举出例如Cu/ZnO类催化剂、Pd/ZnO类催化剂。

如图3、图4、图12所示，连结部8的外形为棱柱状，由第一连结部161、第二连结部165、底板169构成，连结部8比高温反应部4的宽度及低温反应部6的宽度窄，比高温反应部4及低温反应部6的任一个的高度低。

第一连结部161架设在高温反应部4与低温反应部6之间，如图2、图7、图13所示，例如在高温反应部4与低温反应部6的各宽度方向中央部，一体地形成有作为基体的基板28、102。第一连结部161的下表面相对于高温反应部4的下表面即基板102的下表面在一个面上，并且还相对于低温反应部6的下表面即基板28的下表面在一个面上。

第二连结部165也架设在高温反应部4与低温反应部6之间，如图2、图8、图14所示，例如在高温反应部4与低温反应部6的各宽度方向中央部，一体地形成有作为框体的下部框30、104。

如图7所示，在第一连结部161上，相互平行地设置有连结流路162及连结流路164。连结流路162及连结流路164被第一连结部161的隔壁分隔，通过将隔壁与第二连结部165接合而形成。

如图8所示，在第二连结部165上，相互平行地设置有连结流路166及连结流路168。连结流路166及连结流路168被第二连结部165的隔壁分隔，通过由钎焊等将隔壁与底板169接合而形成。

如图9所示，中部框32与中部框106例如由与底板136一体地形成的底板169连接。

连结流路162的一端连通到混合气体流路38，连结流路162的另一端连通到供给流路114。连结流路164的一端连通到排出流路115，另一端连通到混合流路40。连结流路166的一端连通到燃烧混合气流路68，另一端连通到燃烧混合气流路120。连结流路168的一端连通到废气流路122，另一端连通到废气流路70。

另外，在上述结构中，构成连结部8的第一连结部161与基板28、102一体地成形，第二连结部165与下部框30、104一体地成形，底板169与中部框32和中部框106一体地形成，但并不限于此，也可以将连结部8与高温反应部4及低温反应部6分体地形成为例如棱柱状，在高温反应部4的宽度方向中央部上接合在高温反应部上，在低温反应部6的宽度方向中央部上接合在低温反应部6上。

此外，连结流路162、164、166、168被设置在1个连结部8中，但也可以将这些流路162、164、166、168设置在各不相同的管材中、并将这些管材捆扎在一起。

此外，连结部8从气密性的观点出发，优选为与接合的基板28、下部框30、基板102、下部框104相同的材质。

接着，对设置在给排部2、高温反应部4、低温反应部6及连结部8的内侧的流路的路径进行说明。

图15是表示第1实施方式的微反应器模块中的从供给液体燃料和水到将作为产物的富氢气体排出为止的路径的图。

图16是表示第1实施方式的微反应器模块中的从供给由气体燃料和空气构成的燃烧混合气体到将作为产物的水等排出为止的路径的图。

这里，如果对图15、图16和图4的对应关系进行说明，则气化用导入通路14相当于气化器502的流路，转化用流路116、118、128相当于第一转化器506的流路，转化用流路150相当于第二转化器510，从一氧化碳除去用流路84的起始端到一氧化碳除去用流路46的末端相当于一氧化碳除去器512的流路，燃烧用流路26相当于第一燃烧器504的流路，燃烧室138、140相当于第二燃烧器508的流路。

如图2、图5所示，在低温反应部6的下表面即基板28的下表面、高温反应部4的下表面即基板102的下表面、以及连结部8的下表面上，在整面上形成有例如氮化硅、氧化硅等未图示的绝缘膜，在低温反应部6一侧的绝缘膜的下表面上将电热丝170布置(布图；patterning)成蛇行(弯弯曲曲)的状态。

此外，在从低温反应部6经由连结部8到高温反应部4的绝缘膜的下表面上，将电热丝172布置成蛇行的状态。在外部流通管10的侧面和燃烧器板12的表面上也形成有氮化硅、氧化硅等未图示的绝缘膜，在从低温反应部6的下表面经由燃烧器板12的表面到外部流通管10的侧面上布置有电热丝174。电热丝170、172、174是从绝缘膜侧开始按照防扩散层、发热层的顺序层叠而成的。发热层是3层中最低电阻率的材料(例如Au)，如果对电热丝170、172、174施加电压，则电流集中地流过而发热。在防扩散层中，即使电热丝170、172、174发热、发热层的材料也不易热扩散到防扩散层、并且防扩散层的材料是不易热扩散到发热层的材料，优选地采用熔点较高且反应性较低的物质(例如W)。此外，在防扩散层相对于绝缘膜密合性较低而容易剥离的情况下，也可以还在绝缘膜与防扩散层之间设置密合层，作为密合层，由相对于防扩散层、相对于绝缘膜密合性都优良的材料(例如Ta、Mo、Ti、Cr)构成。电热丝170在启动时加热低温反应部6，电热丝172在启动时加热高温反应部4及连结部8，电热丝174将给排部2的气化器502及第一燃烧器504加热。然后，通过来自燃料电池的含有氢的尾气使第二燃烧器508燃烧时，电热丝172作为第二燃烧器508的辅助而将高温反应部4及连结部8加热。同样地，在通过来自燃料电池的含有氢的尾气使第一燃烧器504燃烧时，电热丝170作为第一燃烧器504的辅助而将低温反应部6加热。

此外，由于电热丝170、172、174的电阻依赖于温度而发生变化，所以也起到从电阻值的变化中读取温度的变化的温度传感器的功能。具体而言，电热丝170、172、174的温度与电阻成比例。

电热丝170、172、174的任一个端部都位于基板28的下表面上，这些端部以包围燃烧器板12的方式排列。在电热丝170的两端部上分别连接着导线176、178，在电热丝172的两端部上分别连接着导线180、182，在电热丝174的两端部上分别连接着导线184、186。另外，在图3中，为了使图面容易观察，省略了电热丝170、172、174及导线176、178、180、182、184、186的图示。

接着，对用来抑制本实施方式的微反应器模块1A的热损失的绝热构造进行说明。

图17是覆盖第1实施方式中的微反应器模块的绝热壳体的分解立体图。

图18是从斜下方显示第1实施方式的绝热壳体的立体图。

如图17、图18所示，绝热壳体(绝热容器)200被构成为覆盖整个微反应器模块1A，高温反应部4、低温反应部6及连结部8被收容在绝热壳体200内。绝热壳体200由下表面开口的长方形状的箱体202、和用来将箱体202的下表面开口封闭的封闭板204构成，封闭板204接合在箱体202上，并例如由玻璃材料或绝缘密封材料密封。箱体202及封闭板204例如由不锈钢等板状的金属材料构成。

此外，也可以使得在成为箱体202及封闭板204的内侧的面上形成由例如铝、金、银等构成的金属反射膜。如果形成了这种金属反射膜，则能够抑制从给排部2、高温反应部4、低温反应部6及连结部8的辐射产生的热损失。

在封闭板204上贯通有多个通孔，外部流通管10及导线176、178、180、182、184、186、192、194在插通在各个通孔中的状态下一部分从绝热壳体200露出到外部。为了不使外气从该露出到外部的部分侵入到绝热壳体200内，外部流通管10、导线176、178、180、182、184、186和封闭板204的贯通孔例如由玻璃材料或绝缘密封材料接合、密封。

绝热壳体200的内部空间被密闭，被真空排气以使其内压为大气压以下、优选为1Torr以下，从而做成真空绝热构造。由此，能够抑制微反应器模块1A的各部的热传递到外部，能够降低热损失。

外部流通管10在绝热壳体200的内侧和外侧上都是突出的状态。因此，在绝热壳体200的内侧，外部流通管10作为支柱而相对于封闭板204成为起立的状态，高温反应部4、低温反应部6及连结部8受外部流通管10支撑，高温反应部4、低温反应部6及连结部8从绝热壳体200的内表面离开。

此外，外部流通管10优选为，在俯视时、在高温反应部4、低温反应部6及连结部8整体的重心处连结在低温反应部6的下表面上。

此外，如图3、图5所示，也可以在绝热壳体200内设置吸气材料188。吸气材料188通过被加热而活化、具有吸附作用，吸附残留在绝热壳体200的内部空间中的气体、从微反应器模块1A泄漏到绝热壳体200的内部空间中的气体、以及从外部侵入到绝热壳体200内的气体。由此，能够抑制气体侵入到绝热壳体200的内部空间中、真空度变差而降低绝热效果的情况。在该吸气材料188上设置有电热材料等加热器，在该加热器上连接着配线190。配线190的两端部在燃烧器板12的周围位于基板28的下表面上，在配线190的两端部上分别连接着导线192、194。作为吸气材料188的材料，可以列举出例如以铝、钡或钛为主成分的合金。另外，在图3中，为了使图面容易观察而省略导线192、194的图示。另外，在图3、图5中，将吸气材料188设置在低温反应部6的表面上，但设置吸气材料188的位置只要是绝热壳体200的内侧就可以，并没有特别的限制。

接着对本实施方式的微反应器模块1A的动作进行说明。

首先，如果对导线192、194之间施加电压，则吸气材料188受加热器加热，吸气材料188被活化。由此，绝热壳体200内的残留气体被吸气材料188吸附，绝热壳体200内的真空度变高，绝热效率变高。

此外，如果对导线176、178之间施加电压，则电热丝170发热，将低温反应部6加热。如果在导线180、182之间施加电压，则电热丝172发热，将高温反应部4加热。如果在导线184、186之间施加电压，则电热丝174发热，将给排部2、主要是外部流通管10的上部加热。由于给排部2、高温反应部4、低温反应部6及连结部8由金属材料构成，所以在它们之间容易进行热传导。另外，通过由控制装置测量电热丝170、172、174的电流、电压，测量给排部2、高温反应部4及低温反应部6的温度，将测量温度反馈给控制装置，通过控制装置控制电热丝170、172、174的电压，由此进行给排部2、高温反应部4及低温反应部6的温度控制。

在由电热丝170、172、174将给排部2、高温反应部4及低温反应部6加热的状态下，如果通过外部的泵等将液体燃料和水的混合液连续地或断续地供给到气化用导入通路14中，则混合液被吸液材料吸收，通过毛细管现象，混合液朝向气化用导入通路14的上方浸透。由于吸液材料被填充到燃烧器板12的高度，所以吸液材料内的混合液气化，燃料与水的混合气体从吸液材料蒸发。由于在吸液材料内混合液体气化，所以能够抑制暴沸，能够稳定地气化。

接着，从吸液材料蒸发的混合气体通过贯通孔52、混合气体流路38、连结流路162、供给流路114流入到第一转化器506(转化用流路116、118、128)中。然后，混合气体流入到第二转化器510(转化用流路150)中。在混合气体在转化用流路116、118、128、150中流动时，通过混合气体被加热而进行催化反应，生成氢气等(在燃料为甲醇的情况下，参照上述化学反应式(1)、(2))。

在第一转化器506及第二转化器510中生成的混合气体(包含有氢气、二氧化碳气体、一氧化碳气体等)通过通气孔156、144、130、124、排出流路115及连结流路164流入到混合流路40中。另一方面，空气由泵等供给到空气用导入通路16中，流入到混合流路40中，氢气等混合气体与空气混合。

接着，包含有空气、氢气、二氧化碳气体、一氧化碳气体等的混合气体从混合流路40通过通气孔66、82、88流入到一氧化碳除去器512(从一氧化碳除去用流路84到一氧化碳除去用流路46)中。在混合气体从一氧化碳除去用流路84流向一氧化碳除去用流路46时，选择性地将混合气体中的一氧化碳气体氧化，将一氧化碳气体除去。这里，一氧化碳气体并不是在从一氧化碳除去用流路84到一氧化碳除去用流路46之间均匀地反应，而是在从一氧化碳除去用流路84到一氧化碳除去用流路46的路径中的下游(主要是从一氧化碳除去用流路80到一氧化碳除去用流路46)一氧化碳气体的反应速度变高。由于一氧化碳气体的氧化反应是放热反应，所以主要在从一氧化碳除去用流路80到一氧化碳除去用流路46的部分中产生热量。由于外部流通管10位于这部分的下方，所以一氧化碳气体的氧化反应所产生的热量与第一燃烧器504的热量相互结合，被有效地用于气化器502中的水和燃料的气化热。

接着，将除去了一氧化碳的状态的混合气体通过贯通孔54及氢排出通路24供给到燃料电池的燃料极等。在燃料电池中，通过从氢排出通路24供给的氢气的电化学反应而生成电，将包含有未反应的氢气等的尾气从燃料电池排出。

以上的动作是初始阶段的动作，在以后的动作中，继续将混合液供给到气化用导入通路14中。接着，将空气混合到从燃料电池排出的尾气中，将该混合气体(以下称作燃烧混合气体)供给到燃烧混合气导入通路22及燃烧混合气导入通路18中。被供给到燃烧混合气导入通路22中的燃烧混合气体流入到第一燃烧器504的燃烧用流路26中，燃烧混合气体燃烧，发出燃烧热。由于燃烧用流路26在低温反应部6的下侧包围外部流通管10，所以通过燃烧热将外部流通管10加热并且将低温反应部6加热。因此，能够减少供给到电热丝170、174中的电力，提高了能量的利用效率。

另一方面，被供给到燃烧混合气导入通路18中的燃烧混合气体流入到第2燃烧器508的燃烧室138、140中，燃烧混合气体进行燃烧。由此产生燃烧热。在燃烧室138、140的下方配置有第一转化器506，在燃烧室138、140的上方配置有第二转化器510，所以通过燃烧热将第一转化器506及第二转化器510加热。第2燃烧器508由于在上下被第一转化器506及第二转化器510夹着，所以能够在面方向上有效地进行热传递，并且由于露出到由绝热壳体200封闭的空间中的部分较少，所以热损失较少。此外，由此能够减少供给到电热丝172中的电力，提高了能量的利用效率。

另外，也可以将贮存在燃料容器中的液体燃料的一部分气化，将该气化后的燃料与空气的燃烧混合气体供给到燃烧混合气导入通路18、22中。

在混合液被供给到气化用导入通路14中的状态、燃烧混合气体被供给到燃烧混合气导入通路18、22中的状态下，控制装置一边通过电热丝170、172、174的电阻值测量温度，一边控制电热丝170、172、174的施加电压，并且控制泵等。如果通过控制装置控制泵，则被供给到燃烧混合气导入通路18、22中的燃烧混合气体的流量被控制，由此控制燃烧器504、508的燃烧热量。这样，通过控制装置控制电热丝170、172、174及泵，分别进行给排部2、高温反应部4及低温反应部6的温度控制。这里，进行温度控制，以使高温反应部4成为250℃～400℃、优选为300℃～380℃，使低温反应部6成为比高温反应部4低的温度、具体而言为120℃～200℃、更优选为140℃～180℃。

接着，对本发明的反应装置的各部的具体的尺寸及结构材料的一例进行说明。

高温反应部4形成为例如宽度16mm、长度10mm、高度6mm左右的大小。这里，第二燃烧器508的高温反应部4的高度方向的厚度例如形成为0.3mm左右。

连结部8形成为例如长度3mm、高度及宽度1mm左右的大小。

低温反应部6形成为例如宽度16mm、长度23mm、高度6mm左右的大小。

给排部2的外部流通管10例如以长度7～8mm、纵横为2～3mm形成。

绝热壳体200形成为例如高度9～10mm、宽度20mm、长度40mm左右。

并且，形成高温反应部4、低温反应部6、连结部8、外部流通管10和燃烧器板12等的金属材料例如由壁厚0.1mm～0.2mm左右的不锈钢SUS304构成。

此外，绝热壳体200例如由壁厚0.5mm左右的不锈钢SUS304构成。在这样构成的情况下，在设电热丝170的电力为15W、电热丝172的电力为25W时，可以在9～10秒左右使高温反应部4成为375℃、使低温反应部6成为150℃，能够以较短的时间启动。

如以上所示，根据本实施方式，绝热壳体200的内部空间为绝热空间，高温反应部4从低温反应部6离开，从高温反应部4到低温反应部6的间隔为连结部8的长度。因而，从高温反应部4向低温反应部6的传热的路径被限制在连结部8中，限制了向不需要高温的低温反应部6的传热。特别是，由于连结部8的高度及宽度比高温反应部4和低温反应部6的高度及宽度小，所以通过连结部8的热传导也被尽量地抑制。因此，能够抑制高温反应部4的热损失，并且还能够抑制低温反应部6上升到设定温度以上。即，即使在一个绝热壳体200内收容高温反应部4和低温反应部6的情况下，也能够在高温反应部4与低温反应部6之间产生温度差。

此外，由于做成了将连结流路162、164、166、168汇集在1根连结部8中的状态，所以能够减小在连结部8等中产生的应力。即，由于在高温反应部4与低温反应部6之间有温度差，所以高温反应部4比低温反应部6膨胀更多，但由于高温反应部4除了与连结部8的连结部以外是自由端，所以能够抑制在连结部8等中产生的应力。特别是，由于连结部8的高度及宽度比高温反应部4及低温反应部6小，还有连结部8在高温反应部4及低温反应部6的宽度方向中央部与高温反应部4及低温反应部6连结，所以能够抑制连结部8、高温反应部4及低温反应部6的应力产生。

在低温反应部6与绝热壳体200之间也连结着一根外部流通管10，所以能够抑制在外部流通管10等中产生的应力。

另外，假设将连结流路162、164、166、168设置为各个连接用管材、在使这些连结用管材分离的状态下架设在高温反应部4与低温反应部6之间，则通过低温反应部6与高温反应部4的位移差而在这些连结用管材、低温反应部6、高温反应部4中产生应力。此外，由于高温反应部4的高温时与低温时的温度差比低温反应部6的高温时与低温时的温度差大，所以如果将外部流通管材配置在高温反应部4侧，则管材的热膨胀、收缩比将外部流通管材配置在低温反应部6侧时的管材的热膨胀、收缩大，所以容易损害绝热壳体200内的气密性。在本实施方式中，能够抑制这种应力的产生、能够良好地保持气密性。

外部流通管10、导线176、178、180、182、184、186、192、194延伸到绝热壳体200的外侧，但它们都连结在低温反应部6上。因此，能够抑制从高温反应部4向绝热壳体200外的直接散热，能够抑制高温反应部4的热损失。因而，即使在1个绝热壳体200内收容高温反应部4和低温反应部6的情况下，也能够在高温反应部4与低温反应部6之间产生温度差。特别是，由于气化用导入通路14、空气用导入通路16、燃烧混合气导入通路18、废气排出通路20、燃烧混合气导入通路22及氢排出通路24设置在1根外部流通管10中，所以能够抑制露出到外部的表面面积，能够抑制向绝热壳体200外的散热，能够抑制热损失。

由于连结部8的下表面、高温反应部4的下表面及低温反应部6的下表面为一个面，所以能够较简单地布置电热丝172，能够抑制电热丝172的断线。

此外，由于将吸液材料填充在外部流通管10的气化用导入通路14中、将气化用导入通路14作为气化器502，所以能够在实现微反应器模块1A的小型化、简略化的同时、能够达到混合液的气化所需的温度状态(例如气化用导入通路14的上部为120℃的状态)。

此外，由于燃烧器板12在外部流通管10的上端部上设置在外部流通管10的周围，还由于气化用导入通路14内的吸液材料被填充到燃烧器板12的高度的位置，所以能够将第一燃烧器504的燃烧热有效地利用到混合液的气化中。

此外，由于做成了将第二燃烧器508夹在第一转化器506与第二转化器510之间的构造，所以第二燃烧器508的燃烧热均匀地传递给第一转化器506和第二转化器510，在第一转化器506和第二转化器510之间不会产生温度差，能够减少温度不均匀。

在给排部2、高温反应部4、低温反应部6及连结部8的任一个部分中，由于将分隔流路的隔壁做得较薄，所以能够减小它们的热容量，在动作的初始阶段能够将给排部2、高温反应部4、低温反应部6及连结部8立即从室温加热到高温。进而，还能够降低供给到电热丝170、172、174中的电力。

另外，本发明并不限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种改良及设计的变更。

例如，在上述实施方式中使用燃烧器(第二燃烧器508)作为加热部，但本发明并不限于此，也可以在第一转化器506与第二转化器510之间设置由绝缘膜覆盖的电热丝作为加热部、对电热丝供给电力而使之发热。

或者，也可以在第一转化器506与第二转化器510之间设置燃烧器和电热丝两者。

<第2实施方式>

下面对本发明的反应装置的第2实施方式进行说明。

这里，对于与上述第1实施方式相同或等同的结构赋予相同或等同的标号而将其说明简略化或省略。

图19是第2实施方式的微反应器模块的分解立体图。

图20是第2实施方式的微反应器模块的侧视图。

图21是从图20的切断线VII-VII沿着后述的基板的平面方向切断的向视剖视图。

图22是从图20的切断线VIII-VIII沿着后述的下部框的平面方向切断的向视剖视图。

图23是从图20的切断线IX-IX沿着后述的中部框的平面方向切断的向视剖视图。

图24是从图20的切断线X-X沿着后述的上部框的平面方向切断的向视剖视图。

图25是沿着图20的切断线XI-XI的面的向视剖视图。

图26是从斜下方观察第2实施方式的防气体泄漏壳体的立体图。

在第2实施方式的微反应器模块1B中，如图19、图20～图25所示，在高温反应部4、低温反应部6中，具有在具有与上述第1实施方式的微反应器模块1A同样的构造的微反应器模块上覆盖防气体泄漏壳体(箱体)3、5的结构。

本实施方式的微反应器模块1B与上述第1实施方式的微反应器模块1A同样，具备进行反应物的供给及产物的排出的给排部2、设定为较高温而发生转化反应的高温反应部(第1反应部)4、设定为比高温反应部4的设定温度低的温度而发生选择氧化反应的低温反应部(第2反应部)6、和用来在高温反应部4和低温反应部6之间进行反应物及产物的流入或流出的连结部8。

如图19、图20所示，给排部2具备例如由不锈钢等板状的金属材料构成的外部流通管10、层叠在外部流通管10的周围的三片燃烧器板12。

在外部流通管10中，设置有气化用导入通路14、空气用导入通路16、燃烧混合气导入通路18、废气排出通路20、燃烧混合气导入通路22及氢排出通路24。

在气化用导入通路14中，填充有毡材料、陶瓷多孔质材料、纤维材料、碳多孔质材料等吸液材料。

燃烧器板12也例如由不锈钢等板状的金属材料构成，在中央部形成有贯通孔，在该贯通孔中嵌入有外部流通管10，将外部流通管10与燃烧器板12接合。

低温反应部6是将基板28、下部框30、中部框32、上部框34及盖板36从下方按照该顺序依次层叠、接合而成的，具有形成为长方体的箱状的反应容器。基板28、下部框30、中部框32、上部框34及盖板36例如由不锈钢等板状的金属材料构成。

在基板28的宽度方向中央部，外部流通管10及最上方的燃烧器板12接合在基板28的下表面上，如图21所示，通过在基板28的上表面上突出地设置隔壁，划分为混合气体流路38、混合流路40、一氧化碳除去用流路42、锯齿状的一氧化碳除去用流路44、U字形的一氧化碳除去用流路46、燃烧混合气流路48及废气流路50。

如图22所示，通过在下部框30的内侧设置多个隔壁，下部框30的内侧被划分为锯齿状的一氧化碳除去用流路62、漩涡状的一氧化碳除去用流路64、通气孔66、燃烧混合气流路68及废气流路70。

如图23所示，通过在中部框32的内侧设置多个隔壁，中部框32的内侧被划分为锯齿状的一氧化碳除去用流路78、漩涡状的一氧化碳除去用流路80及通气孔82。

如图24所示，通过在上部框34的内侧设置隔壁，在上部框34的内侧形成锯齿状的一氧化碳除去用流路84。

高温反应部4如图19、图20所示，是将基板102、下部框104、中部框106、燃烧器板108、上部框110及盖板112从下方按照该顺序依次层叠、接合而成的，具有形成为长方体的箱状的反应容器。基板102、下部框104、中部框106、燃烧器板108、上部框110及盖板112例如由不锈钢等板状的金属材料构成。

如图21所示，通过在基板102的上表面上突出地设置隔壁，划分为供给流路114、锯齿状的转化用流路116及排出流路115。供给流路114与转化用流路116连通，而排出流路115与供给流路114及转化用流路116独立开来。

如图22所示，通过在下部框104的内侧设置多个隔壁，下部框104的内侧被划分为锯齿状的转化用流路118、燃烧混合气流路120、废气流路122及通气孔124。

如图23所示，通过在中部框106的内侧设置多个隔壁，中部框106的内侧被划分为锯齿状的转化用流路128、通气孔130、通气孔132及通气孔134。

如图25所示，通过在燃烧器板108的上表面上突出地设置隔壁，划分为燃烧室138、燃烧室140、通气孔142及通气孔144。

如图24所示，通过在上部框110的内侧设置多个隔壁，在上部框110的内侧形成锯齿状的转化用流路150。

如图26所示，防气体泄漏壳体3、5是例如由不锈钢等板状的金属材料构成的箱体，下部具有开口7、9，内部设置有分别与高温反应部4、低温反应部6大致相同形状和大小的空间。

防气体泄漏壳体3、5从该开口7、9分别覆盖在微反应器模块1B的高温反应部4及低温反应部6上。

另外，在防气体泄漏壳体3、5的侧面上，设置有与开口7、9连结的切口11、13。切口11、13与连结部8的位置对应，在将防气体泄漏壳体3、5覆盖在高温反应部4及低温反应部6上时，连结部8从切口11、13部分突出。

防气体泄漏壳体3、5的沿着开口7、9的内周面分别与基板102、28的外周面接合。此外，防气体泄漏壳体3、5的沿着切口11、13的内周面分别与第一连结部161、第二连结部165、底板169的两端部上相接合。

由此，在万一发生了基板102、下部框104、中部框106、燃烧器板108、上部框110及盖板112的接合不良的情况下，或者在万一发生了基板28、下部框30、中部框32、上部框34及盖板36的接合不良的情况下，也能够通过防气体泄漏壳体3、5更可靠地防止高温反应部4或低温反应部6的内部的反应气体向外部漏出。

此外，如图19、图20所示，也可以在覆盖低温反应部6的防气体泄漏壳体5的表面上设置吸气材料188。在该吸气材料188上设置有电热材料等加热器，在该加热器上连接着配线190。配线190的两端部在燃烧器板12的周围位于基板28的下表面上，在配线190的两端部上分别连接着导线192、194。吸气材料188是通过被加热而活化、具有吸附作用的，通过吸附后述的残留在绝热壳体200的内部空间中的气体、从微反应器模块1B泄漏到绝热壳体200的内部空间中的气体、以及从外部侵入到绝热壳体200内的气体，能够抑制气体侵入到绝热壳体200的内部空间中、从而抑制真空度变差而降低绝热效果的情况。作为吸气材料188的材料，可以列举出例如以铝、钡或钛为主成分的合金。另外，在图3中，为了使图面容易观察而省略了配线190、导线192、194的图示。

接着，对用来抑制微反应器模块1B的热损失的绝热构造进行说明。

图27是覆盖第2实施方式的微反应器模块的绝热壳体的分解立体图。

如图27所示，绝热壳体(绝热容器)200与第1实施方式的情况同样，以覆盖整个微反应器模块1B的方式构成，高温反应部4、低温反应部6及连结部8收容在绝热壳体200内。

绝热壳体200由下表面开口的长方形状的箱体202、和用来将箱体202的下表面开口封闭的封闭板204构成，封闭板204接合在箱体202上，例如由玻璃材料或绝缘密封材料密封。箱体202及封闭板204例如由不锈钢等板状的金属材料构成。此外，也可以在成为箱体202及封闭板204的内侧的面上形成由铝、金、银等构成的金属反射膜。如果形成了这种金属反射膜，则能够抑制从给排部2、高温反应部4、低温反应部6及连结部8的辐射产生的热损失。

在这样做成真空绝热构造来抑制微反应器模块1B的热损失的情况下，如果高温反应部4或低温反应部6的内部的反应气体漏出而进入到绝热壳体200的内部空间中，则发生该内部空间的真空度降低、绝热性降低、热损失增加、并且高温反应部4及低温反应部6的热量泄漏到外部这样的问题，但通过如上述那样设置防气体泄漏壳体3、5，能够防止高温反应部4或低温反应部6的内部的反应气体漏出到绝热壳体200的内部空间中而保持真空度，能够防止热损失的增加及高温反应部4及低温反应部6的热量泄漏到外部。

另外，在上述中，将吸气材料188设置在覆盖在低温反应部6上的防气体泄漏壳体5的表面上，但吸气材料188的设置位置只要是防气体泄漏壳体3、5的外侧、且是绝热壳体200的内侧就可以，并没有特别的限制。

此外，防气体泄漏壳体3、5形成为分别具有与高温反应部4及低温反应部6相同大小的空间的箱体，形成防气体泄漏壳体3、5等的金属材料例如由壁厚0.1mm～0.2mm左右的不锈钢SUS304构成。

微反应器模块1B的动作由于与第1实施方式的微反应器模块1A的动作相同，所以省略。

另外，本发明并不限于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种改良及设计的变更。例如，也可以仅使用防气体泄漏壳体3、5中的任一个。此外，也可以在第一燃烧器504的外周部上设置覆盖第一燃烧器504的另外的防气体泄漏壳体。由此，能够可靠地防止从燃烧器板12的燃烧气体的漏出。

此外，也可以在连结部8的外周部上设置覆盖连结部8的另外的防气体泄漏壳体，来防止从连结部8的气体的漏出。

或者，也可以将连结部8作为一体的连结部，将防气体泄漏壳体3、5的切口11、13接合在连结部的两端部上。通过将连结部8做成一体的连结部，能够可靠地防止从连结部8的气体的漏出。

<第3实施方式>

下面对本发明的反应装置的第3实施方式进行说明。

另外，对于与上述各实施方式相同或等同的结构赋予相同或等同的标号而将其说明简略化或省略。

图28是从斜上方显示本发明的反应装置的第3实施方式的微反应器模块的立体图。

图29是从斜下方显示第3实施方式的微反应器模块的立体图。

图30是第3实施方式的微反应器模块的侧视图。

第3实施方式的微反应器模块1C如图28～图30所示，与上述各实施方式的微反应器模块同样，具备进行反应物的供给及产物的排出的给排部2、设定为较高温而发生转化反应的高温反应部(第1反应部)4、设定为较低温度而发生选择氧化反应的低温反应部(第2反应部)6、和用来在高温反应部4和低温反应部6之间进行反应物及产物的流入或流出的连结部8。

图31是将第3实施方式的微反应器模块按各功能划分时的概略侧视图。

如图31所示，在给排部2中主要设置有气化器503及第一燃烧器505。将空气和气体燃料(例如氢气、甲醇气体等)分别地或作为混合气体供给到第一燃烧器505中，通过它们的催化燃烧来产生热量。将水和液体燃料(例如甲醇、乙醇、二甲醚、丁烷、汽油)分别单独地或以混合的状态从燃料容器供给到气化器503中，通过第一燃烧器505的燃烧热将水和液体燃料在气化器503内气化。

在高温反应部4中主要设置有第一转化器(第1反应器)507、第二燃烧器(加热部)509及第二转化器(第2反应器)511。第二燃烧器509设置于夹在第一转化器507和第二转化器511之间的位置上，这些第一转化器507、第二燃烧器509及第二转化器511在附图横向上密合接触而排列设置，第一转化器507与第二转化器511为相互连通的构造。

将空气与气体燃料(例如氢气、甲醇气体等)分别单独地或作为混合气体供给到第二燃烧器509中，通过它们的催化燃烧来发热。另外，在燃料电池中也可以通过氢气的电化学发应生成电、将包含在从燃料电池排出的尾气中的未反应的氢气在与空气混合的状态下供给到第一燃烧器505及第二燃烧器509中。当然，也可以通过其他气化器将贮存在燃料容器中的液体燃料(例如甲醇、乙醇、二甲醚、丁烷、汽油)气化，将该气化的燃料与空气的混合气体供给到第一燃烧器506及第二燃烧器509中。

从气化器503将水与液体燃料气化后的混合气体(第1反应物)供给到第一转化器507及第二转化器511中，通过第二燃烧器509将第一转化器507及第二转化器511加热。在第一转化器507及第二转化器511中，由水蒸汽和气化后的液体燃料通过催化反应生成氢气等(第1反应产物)，还生成微量的一氧化碳气体。在液体燃料是甲醇的情况下，发生上述的式(1)、(2)那样的化学反应。另外，生成氢的反应是吸热反应，利用第二燃烧器509的燃烧热。

在低温反应部6中主要设置有一氧化碳除去器512。一氧化碳除去器512由第一燃烧器505加热，从第一转化器507及第二转化器511供给包含有氢气及由上述(2)的化学反应生成的微量的一氧化碳气体等的混合气体(第2反应物)，并且还供给空气。通过一氧化碳除去器512将混合气体中的一氧化碳选择性地氧化，由此将一氧化碳除去。将除去了一氧化碳的状态的混合气体(第2反应物：富氢气体)供给到燃料电池的燃料极。

以下，利用图30、图32～图36对给排部2、高温反应部4、低温反应部6及连结部8的具体的结构进行说明。

图32是第3实施方式的微反应器模块的分解立体图。

图33是沿着图30的切断线VI-VI的面的向视剖视图。

图34是沿着图30的切断线VII-VII的面的向视剖视图。

图35是沿着图30的切断线VIII-VIII的面的向视剖视图。

图36是沿着图30的切断线IX-IX的面的向视剖视图。

如图30、图32、图33所示，给排部2具备由不锈钢等管状的金属材料构成的液体燃料导入管10B、由排列在液体燃料导入管10B的周围的5根管材315、317、319、321、323所构成的管组、和在液体燃料导入管10B的上端部以包围液体燃料导入管10B的方式设置的燃烧器板312。

液体燃料导入管10B及管组是用来使微反应器模块1C内的各流体分别流通到微反应器模块1C的外部的管，液体燃料导入管10B例如由不锈钢等管状的金属材料构成，在液体燃料导入管10B中设置有气化用导入通路14。

在气化用导入通路14B中，填充有毡材料、陶瓷多孔质材料、纤维材料、碳多孔质材料等吸液材料。吸液材料是吸收液体的材料，吸液材料例如由将无机纤维或有机纤维用结合材料固定而成的材料、将无机粉末烧结而成的材料、将无机粉末用结合材料固定而成的材料、石墨与玻璃碳的混合体等构成。

管材315、317、319、321、323例如由不锈钢等管状的金属材料构成，在管材315、317、319、321、323中分别设置有空气用导入通路16B、燃烧混合气导入通路18B、废气排出通路20B、燃烧混合气导入通路22B及氢排出通路24B。

另外，在本实施方式中，气化用导入通路14B、空气用导入通路16B、燃烧混合气导入通路18B、废气排出通路20B、燃烧混合气导入通路22B及氢排出通路24B设置在不同的管材中，但也可以在由隔壁分隔的状态将这些流路14B、16B、18B、20B、22B、24B设置在1个管材内。

燃烧器板312也例如由不锈钢等板状的金属材料构成。在燃烧器板312的中央部形成有贯通孔，在该贯通孔中嵌入有液体燃料导入管10B，液体燃料导入管10B与燃烧器板312接合。这里，液体燃料导入管10B是通过例如钎焊与燃烧器板312接合的。作为焊剂，是比在外部流通管10B及燃烧器板312中流动的流体的温度中的最高温度更高的熔点，特别优选为熔点在700度以上的、在金中含有银、铜、锌、镉的金焊料、或以金、银、锌、镍为主成分的焊料、或者以金、钯、银为主成分的焊料。此外，在燃烧器板312的一个面上突出地设置有隔壁。

隔壁的一部分以遍及燃烧器板312的外缘整个周边的方式设置，另一部分遍及径向而设置，燃烧器板312通过接合在低温反应部6的下表面上，在接合面上形成燃烧用流路26B，液体燃料导入管10B被燃烧用流路26B围绕。

在燃烧用流路26B的壁面的至少一部分上担载有使燃烧混合气体燃烧的燃烧用催化剂。作为燃烧用催化剂，可以列举出例如铂。另外，液体燃料导入管10B内的吸液材料被填充到燃烧器板312的位置。

如图30、图32所示，高温反应部4、低温反应部6及连结部8将层叠的绝缘板290和基板219作为共用的基体。因此，绝缘板290成为高温反应部4、低温反应部6及连结部8共用的下表面，连结部8的下表面相对于高温反应部4的下表面在一个面上，并且还相对于低温反应部6的下表面在一个面上。

基板291由作为低温反应部6的基体的基部297、作为高温反应部4的基体的基部402、作为连结部8的基体的连结基部299构成，并将它们一体形成的，在连结基部299处成为颈缩(变细)的状态。该基板291例如由不锈钢等板状的金属材料构成。

绝缘板290由作为低温反应部6的基体的基部296、作为高温反应部4的基体的基部294、和作为连结部8的基体的连结基部298构成，且是将它们一体形成的，在连结基部298处成为颈缩(变细)的状态。该绝缘板290例如由陶瓷等电绝缘体构成。

并且，低温反应部6是将基部296、基部297、下部框300、上部框34及盖板36从下方按该顺序依次层叠而成的，具有形成为长方体的箱状的反应容器。下部框300、上部框34及盖板36都例如由不锈钢等板状的金属材料构成。

高温反应部4具备基部294、接合在基部294上的基部402、重叠在基部402上的转化器基体404、覆盖转化器基体404的一部分的第一箱体(反应容器)410、覆盖转化器基体404的另一部分的第二箱体(反应容器)412、和夹在第一箱体410和第二箱体412之间的燃烧器板406、408，并形成为长方体的箱状。转化器基体404、第一箱体410、第二箱体412及燃烧器板406、408都由例如不锈钢等板状的金属材料构成。

连结部8具备连结基部298、接合在连结基部298上的连结基部299、和接合在连结基部298上的连结盖280。连结盖280例如由不锈钢等板状的金属材料构成。

图37是将绝缘板接合在第3实施方式的基板上的状态的立体图。

图38是将转化器基体、下部框及连结盖接合在第3实施方式的基板上的状态的立体图。

图39是将箱体等接合在第3实施方式的转化器基体上、再将上部框接合在下部框上的状态的立体图。

如图34、图37所示，贯通孔551、552、553、554、555、556、558、560将基板291的基部297及绝缘板290的基部296贯通。如图29、图30、图32所示，绝缘板290的基部296为低温反应部6的下表面，而在低温反应部6的下表面上通过钎焊等接合着管材315、317、319、321、323及液体燃料导入管10B，液体燃料导入管10B的气化用导入通路14B连通到贯通孔552，管材315的空气用导入通路16B连通到贯通孔560，管材317的燃烧混合气导入通路18B连通到贯通孔558，管材319的废气排出通路20B连通到贯通孔556，管材321的燃烧混合气导入通路22B连通到贯通孔551，管材323的氢排出通路24B连通到贯通孔554。

此外，如图29、图32、图33所示，燃烧器板312接合在低温反应部6的下表面上，而燃烧器板312的燃烧用流路26B的一端部连通到贯通孔553，燃烧用流路26B的另一端部连通到贯通孔555。

如图34、图37所示，在基板291上形成有转化燃料供给流路538、混合流路40、一氧化碳除去用流路542、一氧化碳除去用流路544、燃烧燃料供给流路547、燃烧燃料供给流路548、连通流路549、废气流路550。

转化燃料供给流路538被形成为从贯通孔552通过连结基部299达到基部402的角部。混合流路40被形成为从贯通孔560通过连结基部299达到基部402。燃烧燃料供给流路548被形成为从贯通孔558通过连结基部299达到基部402。废气流路550被形成为从贯通孔556达到贯通孔555而形成，并且从贯通孔556通过连结基部299达到基部402。

这里，将连结盖280接合在连结基部299上，但通过该连结盖280将转化燃料供给流路538、混合流路40、燃烧燃料供给流路548及废气流路550在连结基部299处覆盖。

连通流路549在基部402上形成为直线状。一氧化碳除去用流路542在基部297上形成为矩形状。一氧化碳除去用流路546以包围贯通孔552的方式形成为U字形，在一氧化碳除去用流路546的一端部的底部开口有贯通孔554。燃烧燃料供给流路547被形成为在基部297上从贯通孔551达到贯通孔553。

一氧化碳除去用流路544通过在基部297上设置多个隔壁545而形成为锯齿状。这里，形成一氧化碳除去用流路544的四个隔壁545比其他部分高。

如图38等所示，在基板291的基部297的上方通过钎焊等而接合着下部框300，隔壁545在下部框300的内侧达到下部框300的上端的高度，锯齿状的一氧化碳除去用流路544成为连通到下部框300的状态。

如图35、图38所示，通过在下部框300的内侧设置多个隔壁，下部框300的内侧被划分为漩涡状的一氧化碳除去用流路564、通气孔566及一氧化碳除去用流路544。在一氧化碳除去用流路564中设置有底板572，如果通过钎焊等将下部框300接合在基部297上，则由该底板572将一氧化碳除去用流路546及燃烧燃料供给流路547的上部覆盖，并且将转化燃料供给流路538、混合流路40、燃烧燃料供给流路548及废气流路550的各自的上部的一部分覆盖。

此外，一氧化碳除去用流路564的一个端部连通到一氧化碳除去用流路544，在一氧化碳除去用流路564的中途部形成有连通到基部297的一氧化碳除去用流路542的通气孔574，在一氧化碳除去用流路564的另一个端部上形成有连通到基部297的一氧化碳除去用流路546的端部的通气孔576。通气孔566位于基部297的混合流路40的上方。另外，在俯视中，液体燃料导入管10B与一氧化碳除去用流路564的一部分重叠，一氧化碳除去用流路564盘绕液体燃料导入管10B的周围而构成。

如图36、图39所示，通过在上部框34的内侧设置隔壁，在上部框34的内侧形成锯齿状的一氧化碳除去用流路584。此外，如果在上部框34的整个内侧设置底板586、将上部框34接合在下部框300上，则由该底板586将一氧化碳除去用流路564及一氧化碳除去用流路544的上部覆盖。此外，在一氧化碳除去用流路584的一端部上形成有通气孔588，在一氧化碳除去用流路584的另一端部上形成有通气孔590。通气孔588与下部框300的通气孔566重叠，一氧化碳除去用流路584经由通气孔588及通气孔566连通到混合流路40。通气孔590位于一氧化碳除去用流路544的端部的上方，一氧化碳除去用流路584经由通气孔590连通到一氧化碳除去用流路544。

如图28、图30、图32等所示，通过由钎焊等将盖板36接合在上部框34的上方，一氧化碳除去用流路584的上部被盖板36覆盖。这里，在一氧化碳除去用流路542、544、546、564、584的壁面的至少一部分上担载有将一氧化碳选择性地氧化的一氧化碳选择氧化用催化剂。作为一氧化碳选择氧化用催化剂可以列举出铂。

如图32、图38所示，转化器基体404是在底板417的一个面上立设例如4个隔壁419、421、423、125而成的。通过将底板417的另一个面接合在基部402上，由底板417将转化燃烧供给流路538、混合流路40、燃烧燃料供给流路548、连通流路549、废气流路550在基部402处覆盖。

在底板417的角部附近形成有通气孔414，通气孔414位于转化燃烧供给流路538的端部的上方，在底板417的另一个角部附近形成有通气孔415，通气孔415位于混合流路40的端部的上方。在隔壁421和隔壁423之间，通气孔454形成在底板417的隔壁421附近，通气孔455形成在底板417的隔壁423附近，通气孔454位于连通流路549的一端部的上方，通气孔455位于连通流路549的另一端部的上方。在隔壁421与隔壁423的中间形成有通气孔432、434，通气孔432位于燃烧燃料供给流路548的端部的上方，通气孔434位于废气流路550的端部的上方。

第一箱体410呈下表面开口的长方体状，将隔壁419、421插入到第一箱体410的开口中，在将隔壁419、421收容在第一箱体410中的状态下通过底板417将第一箱体410的开口封闭，将第一箱体410接合在底板417上。隔壁419、421接合在第一箱体410的上表面上，通过隔壁419、421在第一箱体410的内侧形成锯齿状的转化用流路416。这里，通气孔414在转化用流路416的一端部上，通气孔454在转化用流路416的另一端部上。在转化用流路416的壁面的至少一部分上，担载有将燃料转化而生成氢的转化用催化剂。作为在甲醇的转化中使用的转化用催化剂，可以列举出例如Cu/ZnO类催化剂、Pd/ZnO类催化剂。

这样，通过第一箱体410从上方覆盖隔壁419、421并接合到底板417上、在第一箱体410的内部空间中设置转化器用催化剂，来构成第一转化器507。

第二箱体412呈下表面开口的长方体状，将隔壁423、125插入到第二箱体412的开口中，在将隔壁423、125收容在第二箱体412中的状态下通过底板417将第二箱体412的开口封闭，将第二箱体412接合在底板417上。隔壁423、125接合在第二箱体412的上表面上，通过隔壁423、125在第二箱体412的内侧形成锯齿状的转化用流路450。这里，通气孔455在转化用流路450的一端部上，通气孔415在转化用流路450的另一端部上。在转化用流路450的壁面的至少一部分上，担载有将燃料转化而生成氢的转化用催化剂。

这样，通过第二箱体412从上方覆盖隔壁423、125并接合到底板417上、在第二箱体412的内部空间中设置转化用催化剂，来构成第二转化器511。

图40是第3实施方式的燃烧器板的立体图。

如图40所示，在燃烧器板406的一个面上，沿着除了下缘以外的缘部突出地设置有隔壁439，还上下延伸而突出地设置有另外的隔壁441。并且，通过将燃烧器板408接合在燃烧器板406上，燃烧室438、440被形成为在其下侧开口。

进而，如图32、图39所示，通过在第一箱体410和第二箱体412之间将燃烧器板406、408接合在转化器基体404的底板417上，燃烧室438、440的下侧开口被底板417封闭。

这里，将燃烧器板406与第一箱体410的对置面、和燃烧器板408与第二箱体412的相对置面密合接触而配置。此外，如图35、图36所示，通气孔432在燃烧室438中，通气孔434在燃烧室440中。在燃烧室438及燃烧室440的壁面的至少一部分上，担载有使燃烧混合气体燃烧的燃烧用催化剂。作为燃烧用催化剂可以列举出例如铂。

这样，通过将燃烧器板406、408接合在底板上以使得将形成于燃烧器板406、408之间的燃烧室438、440的下侧开口封闭，通过在燃烧室438、440中设置燃烧用催化剂而构成第二燃烧器509。

燃烧器板406密合在第一箱体410上，燃烧器板408密合在第二箱体412上。因此，第一转化器507、第二转化器511在夹着第二燃烧器509的状态下沿着与转化器基体404的底板417平行的方向密合。

如图28等所示，连结部8的外形为棱柱状，连结部8的宽度比高温反应部4的宽度及低温反应部6的宽度窄，连结部8的高度也比高温反应部4及低温反应部6的高度低。并且，连结部8架设在高温反应部4与低温反应部6之间，而连结部8在高温反应部4的宽度方向中央部与高温反应部4连结，并且在低温反应部6的宽度方向中央部与低温反应部6连结。另外，如上所述，在连结部8中设置有转化燃烧供给流路538、混合流路40、燃烧燃料供给流路548及废气流路550。

接着，对设置在给排部2、高温反应部4、低温反应部6及连结部8的内侧的流路的路径进行说明。

图41是表示第3实施方式的微反应器模块中的从供给液体燃料和水到将作为产物的富氢气体排出为止的路径的图。

图42是表示第3实施方式的微反应器模块中的从供给由气体燃料和空气构成的燃烧混合气体到将作为产物的水等排出为止的路径的图。

这里，如果对图41、图42和图31的对应关系进行说明，则气化用导入通路14B相当于气化器503的流路，转化用流路416相当于第一转化器507的流路，转化用流路450相当于第二转化器511的流路，从一氧化碳除去用流路584的起始端到一氧化碳除去用流路546的末端相当于一氧化碳除去器512的流路，燃烧用流路26B相当于第一燃烧器505的流路，燃烧室438、440相当于第二燃烧器509的流路。

如图29、图32所示，在低温反应部6的下表面即绝缘板290的下表面上以蛇行的状态布置有电热丝170B，在从低温反应部6经由连结部8到高温反应部4的这些下表面上，以蛇行的状态布置有电热丝172B。在从低温反应部6的下表面经由燃烧器板312的表面到液体燃料导入管10B的侧面上布置有电热丝174B。这里，在液体燃料导入管10B的侧面以及燃烧器板312的表面上，形成有氮化硅、氧化硅等绝缘膜，在该绝缘膜的表面上形成有电热丝174B。通过在绝缘膜或绝缘板290上布置电热丝170B、172B、174B，能够在不对金属材料制的基板291、液体燃料导入管10B、燃烧器板312等施加想要施加的电压的情况下，提高电热丝170B、172B、174B的发热效率。

电热丝170B、172B、174B是从绝缘膜或绝缘板290开始依次层叠防扩散层、发热层而成的。发热层是3层中最低电阻率的材料(例如Au)，如果对电热丝170B、172B、174B施加电压，则电流集中地流过而发热。防扩散层是即使电热丝170B、172B、174B发热、发热层的材料也不易热扩散到防扩散层、并且防扩散层的材料是不易热扩散到发热层的材料，优选采用熔点较高且反应性较低的物质(例如W)。此外，在防扩散层相对于绝缘膜密合性较低而容易剥离的情况下，也可以还在绝缘膜与防扩散层之间设置密合层，作为密合层，由相对于防扩散层、相对于绝缘膜或者绝缘板290密合性都好的材料(例如Ta、Mo、Ti、Cr)构成。电热丝170B在启动时加热低温反应部6，电热丝172B在启动时加热高温反应部4及连结部8，电热丝174B将给排部2的气化器503及第一燃烧器505加热。然后，通过来自燃料电池的含有氢的尾气使第二燃烧器509燃烧时，电热丝172B作为第二燃烧器509的辅助而将高温反应部4及连结部8加热。同样地，在通过来自燃料电池的含有氢的尾气使第一燃烧器505燃烧时，电热丝170B作为第一燃烧器505的辅助而将低温反应部6加热。

此外，电热丝170B、172B、174B由于电阻依赖于温度而发生变化，所以也起到从电阻值的变化中读取温度的变化的温度传感器的功能。具体而言，电热丝170B、172B、174B的温度与电阻成比例。

电热丝170B、172B、174B的任一个端部都位于低温反应部6的下表面上，这些端部以包围燃烧器板312的方式进行排列。在电热丝170B的两端部上分别连接着导线176B、178B，在电热丝172B的两端部上分别连接着导线180B、182B，在电热丝174B的两端部上分别连接着导线184B、186B。另外，在图30中，为了使图面容易观察，省略了电热丝170B、172B、174B及导线176B、178B、180B、182B、184B、186B的图示。

此外，如图30、图32所示，也可以在低温反应部6的表面上设置吸气材料188。在该吸气材料188中设置有电热材料等加热器，在该加热器上连接着配线190。配线190的两端部在燃烧器板312的周围位于低温反应部6的下表面上，在配线190的两端部上分别连接着导线192B、194B。吸气材料188通过加热而活化、具有吸附作用，还通过吸附后述的残留在绝热壳体200的内部空间中的气体、从微反应器模块1C泄漏到绝热壳体200的内部空间中的气体、以及从外部侵入到绝热壳体200内的气体，能够抑制气体侵入到绝热壳体200的内部空间中，从而真空度变差而降低绝热效果的情况。作为吸气材料188的材料，可以列举出例如以铝、钡、钛或钒为主成分的合金。另外，在图30中，为了使图面容易观察而省略导线192B、194B的图示。

接着，对用来抑制本实施方式的微反应器模块1C的热损失的绝热构造进行说明。

图43是覆盖第3实施方式中的微反应器模块的绝热壳体的分解立体图。

图44是从斜下方显示绝热壳体的立体图。

如图43、图44所示，绝热壳体200以覆盖整个微反应器模块1C的方式构成，高温反应部4、低温反应部6及连结部8收容在绝热壳体200内。绝热壳体200由下表面开口的长方形状的箱体202、和用来将箱体202的下表面开口封闭的封闭板204构成，封闭板204接合在箱体202上。而且，箱体202及封闭板204例如由不锈钢等板状的金属材料构成。此外，也可以在成为箱体202及封闭板204的内侧的面上形成由例如铝、金、银等构成的金属反射膜。如果形成了这种金属反射膜，则能够抑制从给排部2、高温反应部4、低温反应部6及连结部8的辐射产生的热损失。

在封闭板204上贯通有多个通孔，在将管材315、317、319、321、323、液体燃料导入管10B及导线176B、178B、180B、182B、184B、186B、192B、194B插通在各个通孔中的状态下将这些贯通孔密封。绝热壳体200的内部空间被密闭，使该内部空间达到真空压而成为真空绝热构造。由此，能够抑制热损失。

在封闭板204上贯通有多个通孔，在将管材315、317、319、321、323以及液体燃料导入管10B插通在各个通孔中的状态下使其一部分露出到绝热壳体200的外侧。为了不使得外气从该露出到外部的部分侵入到绝热壳体200内，将管材315、317、319、321、323及液体燃料导入管10B与封闭板204的贯通孔用例如玻璃材料或绝缘密封材料接合、密封。绝热壳体200的内部空间被密闭，被真空排气以使其内压为大气压以下、优选为1Torr以下，从而成为真空绝热构造。由此，能够抑制微反应器模块1C的各部的热传递到外部，能够降低热损失。此外，在绝热壳体200的内侧，管材315、317、319、321、323及液体燃料导入管10B作为支柱而相对于封闭板204成为立起的状态，高温反应部4、低温反应部6及连结部8由管材315、317、319、321、323及液体燃料导入管10B支撑，高温反应部4、低温反应部6及连结部8从绝热壳体200的内表面离开。

此外，液体燃料导入管10B优选为，在俯视时、在高温反应部4、低温反应部6及连结部8整体的重心处连结在低温反应部6的下表面上。

另外，在上述中，将吸气材料188设置在低温反应部6的表面上，但设置吸气材料188的位置只要是绝热壳体200的内侧就可以，并没有特别的限制。

接着，对本实施方式的微反应器模块1C的动作进行说明。本实施方式的微反应器模块1C的动作与第1实施方式的微反应器模块1A的动作基本上相同。

首先，如果对导线192B、194B之间施加电压，则吸气材料188通过加热器被加热，吸气材料188被活化。由此，绝热壳体200内的残留气体被吸气材料188被吸附，绝热壳体200内的真空度变高，绝热效率变高。

此外，如果对导线176B、178B之间施加电压，则电热丝170B发热，将低温反应部6加热。如果在导线180B、182B之间施加电压，则电热丝172B发热，将高温反应部4加热。如果在导线184B、186B之间施加电压，则电热丝174B发热，将液体燃料导入管10B的上部加热。另外，通过由控制装置测量电热丝170B、172B、174B的电流和电压，来测量液体燃料导入管10B、高温反应部4及低温反应部6的温度，将测量温度反馈给控制装置，通过控制装置控制电热丝170B、172B、174B的电压，由此进行液体燃料导入管10B、高温反应部4及低温反应部6的温度控制。

在由电热丝170B、172B、174B将液体燃料导入管10B、高温反应部4及低温反应部6加热的状态下，如果通过外部的泵等将液体燃料和水的混合液连续地或断续地供给到气化用导入通路14B中，则混合液被吸液材料吸收，通过毛细管现象，混合液朝向气化用导入通路14B的上方浸透。接着，吸液材料内的混合液体气化，燃料与水的混合气体从吸液材料蒸发。

接着，从吸液材料蒸发的混合气体通过贯通孔552、转化燃料供给流路538、通气孔414流入到第一转化器507(转化用流路416)中。然后，混合气体通过通气孔454、连通流路549、通气孔455流入到第二转化器511(转化用流路450)中。在混合气体在转化用流路416、450中流动时，通过混合气体被加热而进行催化反应，从而生成氢气等。

在第一转化器507及第二转化器511中生成的混合气体(包含有氢气、二氧化碳气体、一氧化碳气体等)通过通气孔415流入到混合流路40中。另一方面，空气由泵等供给到空气用导入通路16B中，流入到混合流路40中，氢气等混合气体与空气混合。

接着，包含有空气、氢气、一氧化碳气体、二氧化碳气体等的混合气体从混合流路40通过通气孔566、588流入到一氧化碳除去器512(从一氧化碳除去用流路584到一氧化碳除去用流路546)中。

在混合气体从一氧化碳除去用流路584流向一氧化碳除去用流路546时，选择性地将混合气体中的一氧化碳气体氧化，从而将一氧化碳气体除去。这里，一氧化碳气体并不是在从一氧化碳除去用流路584到一氧化碳除去用流路546之间均匀地反应，而是在从一氧化碳除去用流路584到一氧化碳除去用流路546的路径中的下游(主要是从一氧化碳除去用流路564到一氧化碳除去用流路546)一氧化碳气体的反应速度变高。由于一氧化碳气体的氧化反应是放热反应，所以主要是在从一氧化碳除去用流路564到一氧化碳除去用流路546的部分中产生热量。由于液体燃料导入管10B位于这部分的下方，所以由一氧化碳气体的氧化反应所产生的热量与第一燃烧器505的热量相互结合，被有效地用于气化器503中的水和燃料的气化热。

接着，将除去了一氧化碳的状态的混合气体通过贯通孔554及氢排出通路24B供给到燃料电池的燃料极等。在燃料电池中，通过从排出通路24B供给的氢气的电化学反应而生成电，将包含有未反应的氢气等的尾气从燃料电池排出。

以上的动作是初始阶段的动作，在以后的动作中，继续将混合液供给到气化用导入通路14B中。接着，将空气混合到从燃料电池排出的尾气中，将该混合气体(以下称作燃烧混合气体)供给到燃烧混合气导入通路22B及燃烧混合气导入通路18B中。被供给到燃烧混合气导入通路22B中的燃烧混合气体通过贯通孔551、燃烧燃料供给流路547、贯通孔553流入到燃烧用流路26B中，燃烧混合气体在燃烧用流路26B中进行催化燃烧，产生燃烧热。由于燃烧用流路26B在低温反应部6的下侧包围液体燃料导入管10B，所以通过燃烧热将液体燃料导入管10B加热并且将低温反应部6加热。

另一方面，被供给到燃烧混合气导入通路18B中的燃烧混合气体通过贯通孔558、燃烧燃料供给流路548、通气孔432流入到燃烧室438、440中，燃烧混合气体在燃烧室438、440中进行催化燃烧。由此产生燃烧热，而由于在燃烧室438、440的两侧配置有第一转化器507、第二转化器511，所以通过燃烧热将第一转化器507及第二转化器511加热。

另外，也可以将贮存在燃料容器中的液体燃料的一部分气化，将该气化后的燃料与空气的燃烧混合气体供给到燃烧混合气导入通路18B、22B中。

在混合液被供给到气化用导入通路14B中的状态、燃烧混合气体被供给到燃烧混合气导入通路18B、22B中的状态下，控制装置一边通过电热丝170B、172B、174B的电阻值测量温度，一边控制电热丝170B、172B、174B的施加电压，并且控制泵等。如果通过控制装置控制泵，则被供给到燃烧混合气导入通路18B、22B中的燃烧混合气体的流量被控制，由此控制燃烧器505、509的燃烧热量。这样，通过控制装置控制电热丝170B、172B、174B及泵，分别进行液体燃料导入管10B、高温反应部4及低温反应部6的温度控制。这里，进行温度控制，以使高温反应部4成为250℃～400℃、优选为300℃～380℃，使低温反应部6成为比高温反应部4低的温度、具体而言成为120℃～200℃、更有选为140℃～180℃。

接着，对本发明的反应装置的各部分的具体尺寸及构成材料的一例进行说明。

高温反应部4形成为例如宽度16mm、长度10mm、高度6mm左右的大小。这里，第二燃烧器509的高温反应部4的长度方向的厚度例如形成为0.3mm左右。

连结部8例如形成为长度3mm、高度及宽度1mm左右的大小。

低温反应部6例如形成为宽度16mm、长度23mm、高度6mm左右的大小。

给排部2的外部流通管10B例如以长度7～8mm、纵横2～3mm形成。

绝热壳体200例如形成为高度9～10mm、宽度20mm、长度40mm左右。

并且，形成高温反应部4、低温反应部6、连结部8、外部流通管10B、燃烧器板312等的金属材料例如由壁厚0.1mm～0.2mm左右的不锈钢SUS304构成。

此外，绝热壳体200例如由壁厚0.5mm左右的不锈钢SUS304构成。在这样构成的情况下，在设定电热丝170B的电力为15W、电热丝172B的电力为25W时，可以在9～10秒左右使高温反应部4达到375℃、使低温反应部6达到150℃，能够以较短的时间启动。

以上，根据本实施方式，由于转化器507、燃烧器509、转化器511沿着平行于转化器基体404的底板417的方向密合而配置、箱体410、412、以及燃烧器板406、408接合在底板417上，所以箱体410、412彼此及箱体410、412和燃烧器板406、408不接合也可以，能够减少接合面。因此，能够抑制内部的反应物及产物的泄漏。

此外，由于在基板291的基部402的上方接合着转化器基体404、在基板291的另一个基部297的上方设置有一氧化碳除去器512，所以作为第一转化器507、第二转化器511、第二燃烧器509、一氧化碳除去器512的基部的部分作为基板291被共用。因此，微反应器模块1C的部件件数仅减少了与该共用相关的量，也不需要转化器507、511与一氧化碳除去器512的接合过程，所以能够实现微反应器模块1C的制造过程的简单化。

此外，通过将箱体410、412覆盖而在立设于转化器基体404的底板417上的隔壁419、421、423、125上设置转化器507、511，所以在转化器507、511的内侧形成流路的情况下不需要在箱体410、412中设置隔壁。因此，减少了转化器507、511的接合面，在将底板417与箱体410、412接合的情况下也不需要将隔壁彼此接合的接合过程，所以能够实现转化器507、511的制造过程的简单化。

此外，绝热壳体200的内部空间为绝热空间，高温反应部4从低温反应部6离开，从高温反应部4到低温反应部6的间隔为连结部8的长度。因而，从高温反应部4向低温反应部6的传热的路径被限制在连结部8中，从而向不需要高温的低温反应部6的传热受到限制。特别是，由于连结部8的高度及宽度比高温反应部4和低温反应部6的高度及宽度小，所以通过连结部8的热传导也被尽量地抑制。因此，能够抑制高温反应部4的热损失，并且还能够抑制低温反应部6升温到设定温度以上。即，即使在一个绝热壳体200内收容高温反应部4和低温反应部6的情况下，也能够在高温反应部4与低温反应部6之间产生温度差。

此外，由于做成了将通过低温反应部6和高温反应部4之间的538、540、548、550汇集在1根连结部8中的状态，所以能够减小在连结部8等中产生的应力。即，由于在高温反应部4与低温反应部6之间有温度差，所以高温反应部4比低温反应部6膨胀更多，但由于高温反应部4除了与连结部8的连结部以外是自由端，所以能够抑制在连结部8等中产生的应力。特别是，由于连结部8的高度及宽度比高温反应部4及低温反应部6小，还有连结部8在高温反应部4及低温反应部6的宽度方向中央部与高温反应部4及低温反应部6连结，所以能够抑制连结部8、高温反应部4及低温反应部6的应力产生。

管材315、317、319、321、323、液体燃料导入管10B、导线176B、178B、180B、182B、184B、186B、192B、194B延伸到绝热壳体200的外侧，但它们都与低温反应部6连结。因此，能够抑制从高温反应部4向绝热壳体200外的直接传热，能够抑制高温反应部4的热损失。因而，即使在一个绝热壳体200内收容高温反应部4和低温反应部6的情况下，也能够在高温反应部4与低温反应部6之间产生温度差。

由于连结部8的下表面、高温反应部4的下表面及低温反应部6的下表面在一个面上(即齐平)，所以能够较简单地布置电热丝172B，能够抑制电热丝172B的断线。

此外，由于在液体燃料导入管10B的气化用导入通路14B中填充吸液材料、将气化用导入通路14B作为气化器503，所以能够在实现微反应器模块1C的小型化、简单化的同时，达到混合液的气化所需的温度状态(气化用导入通路14B的上部成为120℃的状态)。

此外，由于燃烧器板312在液体燃料导入管10B的上端部上设置在液体燃料导入管10B的周围，还将气化用导入通路14B内的吸液材料填充到燃烧器板312的高度的位置，所以能够将第一燃烧器505的燃烧热有效地用于混合液的气化。

此外，由于做成了将第二燃烧器509夹在第一转化器507和第二转化器511之间的构造，所以第二燃烧器509的燃烧热均匀地传导给第一转化器507和第二转化器511，能够使得在第一转化器507和第二转化器511之间不产生温度差。

<发电单元>

接着，对装备了上述各实施方式的微反应器模块的发电单元的概略结构进行说明。

图45是表示装备了本发明的各实施方式的微反应器模块的发电单元的一例的立体图。

图46是表示将发电单元用作电源的电子设备的一例的立体图。

如图45所示，上述各实施方式的微反应器模块可以安装到发电单元601中使用。

该发电单元601例如构成为，具备：框架602；相对于框架602可拆装的燃料容器604；流量控制单元606，其具有流路、泵、流量传感器及阀等；收容在绝热壳体200中的状态的微反应器模块1；发电模块608，其具有燃料电池、将燃料电池加湿的加湿器及将由燃料电池生成的副产物回收的回收器等；空气泵610，其对微反应器模块1C及发电模块608供给空气(氧)；电源单元612，其具有二次电池、DC-DC转换器及用来与通过发电单元601的输出功率来驱动的外部设备进行电连接的外部接口等。

通过由流量控制单元606将燃料容器604内的水和液体燃料的混合气体供给到微反应器模块1中，如上述那样生成富氢气体，将富氢气体供给到发电模块608的燃料电池中，将生成的电贮存到电源单元612的二次电池中。

如图46所示，将发电单元用作电源的电子设备701例如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701具备：下壳体704，其内装由CUP、RAM、ROM、及其他电子零件构成的运算处理电路，并且具备键盘702；上壳体708，其具备液晶显示器706。构成的方式为，下壳体704和上壳体708由铰链部(合页部)结合，能够将上壳体708叠合在下壳体704上、将液晶显示器706以相对置的状态折叠到键盘702上。从下壳体704的右侧面到底面，形成有用来安装发电单元601的安装部710，如果将发电单元601安装到安装部710上，则通过发电单元601的电使电子设备701动作。

Claims (29)

1、一种反应装置，其具备：

基板；

第1反应部，其设置在所述基板上，被供给反应物，被设定为第1温度，在内部中形成有反应物流动的反应流路，并引起反应物的反应；

加热部，其将所述第1反应部设定为所述第1温度；

其中所述第1反应部具有相互连通的多个反应器，所述加热部设置在多个所述反应器之间。

2、如权利要求1所述的反应装置，其中多个所述反应器分别具备箱状的反应容器、和设置在所述反应容器内并形成所述反应流路的隔壁。

3、如权利要求2所述的反应装置，其中所述反应容器及所述隔壁是将板状的金属材料接合而形成的。

4、如权利要求1所述的反应装置，其中所述反应装置具备覆盖所述第1反应部的外壁的箱体。

5、如权利要求4所述的反应装置，其中所述箱体是将板状的金属材料接合而形成的。

6、如权利要求1所述的反应装置，其中多个所述反应器及所述加热部被设置成层叠在所述基板上。

7、如权利要求6所述的反应装置，其中所述第1反应部被形成为具有层叠并相互连通的第1反应器及第2反应器，所述加热部设置在所述第1反应器与第2反应器之间。

8、如权利要求7所述的反应装置，其中所述加热部具有与所述第1反应器及所述第2反应器接触的部位。

9、如权利要求1所述的反应装置，其中多个所述反应器及所述加热部排列设置在所述基板上。

10、如权利要求9所述的反应装置，其中所述第1反应部被形成为具有排列设置并相互连通的第1反应器及第2反应器，所述加热部设置在所述第1反应器与第2反应器之间。

11、如权利要求10所述的反应装置，其中所述加热部具有与所述第1反应器及所述第2反应器接触的部位。

12、如权利要求1所述的反应装置，其中所述加热部具有使气体燃料燃烧的燃烧器。

13、如权利要求12所述的反应装置，其中所述燃烧器具有促进所述气体燃料的燃烧反应的燃烧用催化剂。

14、如权利要求13所述的反应装置，其中所述燃烧器具有使所述气体燃料流通的燃烧用流路；

所述燃烧用催化剂被涂布在所述燃烧用流路的壁面的至少一部分上。

15、如权利要求1所述的反应装置，其还具备：

第2反应部，其被设定为比所述第1温度低的第2温度，被供给反应物，在内部中形成有使反应物流动的反应流路，并引起反应物的反应；

连结部，其架设在所述第1反应部和所述第2反应部之间，并输送所述反应物及由所述第1反应部及所述第2反应部的反应生成的反应产物。

16、如权利要求15所述的反应装置，其中所述第2反应部具备箱状的反应容器、和设置在所述反应容器内并形成所述反应流路的隔壁。

17、如权利要求16所述的反应装置，其中所述反应容器及所述隔壁是将板状的金属材料接合而形成的。

18、如权利要求15所述的反应装置，其中所述连结部是将板状的金属材料接合而形成的，并接合在所述第1反应部及所述第2反应部上。

19、如权利要求15所述的反应装置，其中所述反应装置具备覆盖所述第2反应部的外壁的箱体。

20、如权利要求19所述的反应装置，其中所述箱体是将板状的金属材料接合而形成的。

21、如权利要求15所述的反应装置，其中所述加热部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15所述的反应装置，其中所述连结部及所述第2反应部设置在所述基板上；

所述基板在所述第1反应部与所述第2反应部之间的所述连结部的部分处具有颈缩的形状。

23、如权利要求15所述的反应装置，其中还具备设置在所述第2反应部中、至少具有对所述第1反应部进行反应物的供给、并且从所述第2反应部进行反应产物的排出的多个流路的给排部。

24、如权利要求15所述的反应装置，其还具备设置在所述第1反应部及所述第2反应部的至少一个上、并将所述第1反应部及所述第2反应部加热的电热丝。

25、如权利要求15所述的反应装置，其中所述第1反应部被供给第1反应物作为所述反应物，并生成第1反应产物；

所述第2反应部被供给所述第1反应产物作为所述反应物，并生成第2反应产物；

所述第1反应物是气化的水和在组成中包含氢原子的燃料的混合气体；

所述第1反应部是引起所述第1反应物的转化反应的转化器；

在所述第1反应产物中包含有一氧化碳；

所述第2反应部是通过将包含在所述第1反应产物中的一氧化碳选择氧化而除去的一氧化碳除去器。

26、如权利要求25所述的反应装置，其还具备供给水和在组成中包含氢原子的液体燃料、并通过将所述水和液体燃料加热并气化而生成所述混合气体的气化器。

27、如权利要求26所述的反应装置，其具备将所述混合气体经由所述第2反应部供给到所述第1反应部中的供给通路；并且所述气化器被设置成与所述第2反应部接触。

28、如权利要求15所述的反应装置，其还具备覆盖所述基板、所述第1反应部、所述第2反应部和所述连结部的全部、并使内部空间成为比大气压低的气压的绝热容器。

29、如权利要求28所述的反应装置，其中所述绝热容器是将板状的金属材料接合而形成的。

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