JP2007222936A - Method of plasma arc welding, and method for manufacturing micro reactor - Google Patents

Method of plasma arc welding, and method for manufacturing micro reactor Download PDF

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努 寺崎
Masatoshi Nomura
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of plasma arc welding, which method can carry out welding in the state that several plate members are uprightly arranged on a plate member, particularly even in the state that the interval between the plate members to be uprightly arranged on the plate member is narrow, and further to provide a method for manufacturing a micro reactor. <P>SOLUTION: Respective side walls and partition walls 724 of a frame body 723 are brought into contact with one side surface of a bottom plate 722 in the state that the respective side walls and partition walls 724 are uprightly arranged by overlapping the bottom plate 722 on the frame body 723 so as to cover one opening of the frame body 723 with the bottom plate 722. Then, the tip end of a welding torch 701 is opposed to the other surface of the bottom plate 722 on the reverse side of the frame body 723 and the partition walls 724 with respect to the bottom plate 722. Then, a plasma arc 711 are jetted from the welding torch 701. Then, the welding torch 701 are moved with respect to the bottom plate 722, the frame body 723, and the partition walls 724 so as to trace the frame body 723 and the partition walls 724 along the edge portions of the bottom plate 722 by means of the plasma arc 711 at the tip end of the welding torch 701. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、プラズマアークを用いて被加工材の溶接を行うプラズマアーク溶接方法に関するとともに、プラズマアーク溶接方法を用いたリアクタの製造方法に関する。   The present invention relates to a plasma arc welding method for welding workpieces using a plasma arc, and a reactor manufacturing method using the plasma arc welding method.

燃料電池は小型でもエネルギーの利用効率が高いために小型電子機器の電源としても注目されている。燃料電池に水素を供給すれば電気エネルギーが得られるが、水素はアルコール類等の液体燃料をマイクロリアクタによって改質することによって得られる。マイクロリアクタを小型電子機器に搭載するために、マイクロリアクタをより小型化する必要があり、例えば特許文献1に記載されているように、溝が形成された基板同士を接合することによって小型なマイクロリアクタが製造されている。   Fuel cells are attracting attention as power sources for small electronic devices because they are small but have high energy utilization efficiency. When hydrogen is supplied to the fuel cell, electric energy can be obtained, but hydrogen can be obtained by reforming liquid fuel such as alcohols with a microreactor. In order to mount the microreactor on a small electronic device, it is necessary to further reduce the size of the microreactor. For example, as described in Patent Document 1, a small microreactor is manufactured by joining substrates having grooves formed therein. Has been.

ところが、基板同士を接合したマイクロリアクタの場合、溝の容積を除いたマイクロリアクタ全体の体積が溝の容積に対して大きくなってしまうことがある。そのため、マイクロリアクタ自体の熱容量が大きくなってしまい、エネルギーの利用効率が低下してしまう。そこで、非常に薄くシート状の板材を微細加工技術により溶接し、マイクロリアクタを組み立てる試みがある。マイクロリアクタを組み立てるに際しては、図14(a)に示すように薄板901に対して蝋材904を介して、外壁となる薄板902,内壁となる薄板903を並べて立てた状態で溶接している。なお、図14では、薄板902,903の間が流路となる。
特開2005−132712号公報
However, in the case of a microreactor in which substrates are joined together, the volume of the entire microreactor excluding the volume of the groove may be larger than the volume of the groove. For this reason, the heat capacity of the microreactor itself increases, and the energy utilization efficiency decreases. Therefore, there is an attempt to assemble a microreactor by welding a very thin sheet-like plate material by a fine processing technique. When assembling the microreactor, as shown in FIG. 14A, the thin plate 901 is welded with the thin plate 902 serving as the outer wall and the thin plate 903 serving as the inner wall arranged side by side through the brazing material 904. In FIG. 14, the space between the thin plates 902 and 903 is a flow path.
JP 2005-132712 A

蝋材904は、矢印Aのように、薄板901の内面901a側から蝋材904の融点以上に加熱されることによって溶融できるので薄板902,903を薄板901の内面901aに溶接できる。さらにこの薄板901に溶接された薄板902,903を薄板907に溶接するためには、薄板907の内面907aの溶接部に蝋材906を設けた後、蝋材906を加熱しなければならない。このとき、外壁となる薄板902は矢印Bに示すように薄板907の溶接部に当接した状態で薄板902のさらに外側から熱を加えることによって蝋材906を溶融することができる。しかし、内壁となる薄板903は、薄板907の溶接部に当接してしまうと、薄板902が立体障害となって薄板903と薄板907とを結着する蝋材906を加熱することが難しく、接合不良を起こす恐れがある。
そこで、本発明は、板材に別の複数の板材を立てた状態で溶接するに際して、立てる板材を容易に溶接することができるプラズマアーク溶接方法及びマイクロリアクタの製造方法を提供することを目的とする。
Since the brazing material 904 can be melted by being heated from the inner surface 901a side of the thin plate 901 to the melting point of the brazing material 904 or higher as indicated by an arrow A, the thin plates 902 and 903 can be welded to the inner surface 901a of the thin plate 901. Further, in order to weld the thin plates 902 and 903 welded to the thin plate 901 to the thin plate 907, the brazing material 906 must be heated after the brazing material 906 is provided on the welded portion of the inner surface 907a of the thin plate 907. At this time, the brazing material 906 can be melted by applying heat from the outside of the thin plate 902 while the thin plate 902 serving as the outer wall is in contact with the welded portion of the thin plate 907 as indicated by an arrow B. However, if the thin plate 903 serving as the inner wall comes into contact with the welded portion of the thin plate 907, the thin plate 902 becomes a three-dimensional obstacle and it is difficult to heat the brazing material 906 that binds the thin plate 903 and the thin plate 907. There is a risk of failure.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a plasma arc welding method and a microreactor manufacturing method capable of easily welding a standing plate material when welding a plurality of other plate materials on the plate material.

以上の課題を解決するために、請求項1に係る発明は、プラズマアーク溶接方法において、板状の第1の被加工材の一方の面に板状の第2の被加工材を立てた状態で当接させ、前記第1の被加工材の前記一方の面の反対側の面にプラズマアークを噴出することで前記第1の被加工材に前記第2の被加工材を立てた状態で溶接することを特徴とする。   In order to solve the above problems, the invention according to claim 1 is a plasma arc welding method in which a plate-like second workpiece is erected on one surface of the plate-like first workpiece. In a state where the second workpiece is set up on the first workpiece by ejecting a plasma arc on the surface opposite to the one surface of the first workpiece. It is characterized by welding.

請求項1に係る発明によれば、例えば、第1の被加工材の一方の面側において第2の被加工材の近くに障害物等があったものとしても、第1の被加工材の他方の面にプラズマアークを噴出するので、第2の被加工材と第1の被加工材との当接部の近くに溶接トーチを挿入する必要がない。したがって第2の被加工材と第1の被加工材を当接する際に第2の被加工材及び第1の被加工材の少なくとも一方が立体障害になることなく容易に溶接できる。このようなプラズアーク溶接方法は、特に小型なマイクロリアクタの製造に好適である。   According to the first aspect of the present invention, for example, even if there is an obstacle or the like near the second workpiece on one surface side of the first workpiece, the first workpiece Since the plasma arc is ejected to the other surface, there is no need to insert a welding torch near the contact portion between the second workpiece and the first workpiece. Therefore, when the second workpiece and the first workpiece are brought into contact with each other, at least one of the second workpiece and the first workpiece can be easily welded without causing a steric hindrance. Such a plasm arc welding method is particularly suitable for manufacturing a small microreactor.

請求項2に係る発明は、請求項1に記載のプラズマアーク溶接方法において、前記第2の被加工材が前記第1の被加工材に当接する箇所に沿うよう切り込みが前記第1の被加工材に形成され、前記切り込みに向けて前記プラズマアークを噴出することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the plasma arc welding method according to the first aspect, an incision is made along the portion where the second workpiece is in contact with the first workpiece. It is formed in a material, and the plasma arc is ejected toward the cut.

請求項2に係る発明によれば、第1の被加工材に切り込みを形成することによって溶接に必要なエネルギーを抑えられ、第1の被加工材や第2の被加工材の歪みを抑えることができる。   According to the invention which concerns on Claim 2, the energy required for welding can be suppressed by forming a notch in the 1st work material, and distortion of the 1st work material and the 2nd work material is suppressed. Can do.

請求項3に係る発明は、請求項1に記載のプラズマアーク溶接方法において、前記第2の被加工材が前記第1の被加工材に当接する前記一方の面の箇所に沿うよう溝が前記第1の被加工材の前記反対側の面に形成され、前記溝に向けて前記プラズマアークを噴出することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the plasma arc welding method according to the first aspect, the groove is formed along the location of the one surface where the second workpiece is in contact with the first workpiece. It is formed on the opposite surface of the first workpiece, and the plasma arc is ejected toward the groove.

請求項4に係る発明は、請求項1又は3に記載のプラズマアーク溶接方法において、前記第2の被加工材が前記第1の被加工材に当接する箇所に沿うように溝が前記第1の被加工材の前記一方の面に形成され、前記第1の被加工材の前記反対側の面のうち前記溝に対応する箇所に向けて前記プラズマアークを噴出することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the plasma arc welding method according to the first or third aspect of the present invention, the groove is formed in the first arc so that the second workpiece is along a position where the second workpiece is in contact with the first workpiece. The plasma arc is ejected toward a portion corresponding to the groove in the opposite surface of the first workpiece, which is formed on the one surface of the workpiece.

請求項3、請求項4に係る発明によれば、第1の被加工材に溝を形成することによって溶接に必要なエネルギーを抑えられ、第1の被加工材や第2の被加工材の歪みを抑えることができる。   According to the invention which concerns on Claim 3, Claim 4 can suppress energy required for welding by forming a groove | channel in the 1st work material, and the 1st work material and the 2nd work material Distortion can be suppressed.

請求項5に係る発明は、請求項4に記載のプラズマアーク溶接方法において、前記溝に前記第2の被加工材を嵌め込んだ状態で前記プラズマアークを噴出することを特徴とする。   The invention according to claim 5 is characterized in that, in the plasma arc welding method according to claim 4, the plasma arc is ejected in a state where the second workpiece is fitted in the groove.

請求項5に係る発明によれば、溝に第2の被加工材を嵌め込むことによって第1の被加工材に第2の加工材を仮止めすることができる。   According to the fifth aspect of the invention, the second workpiece can be temporarily fixed to the first workpiece by fitting the second workpiece into the groove.

請求項6に係る発明は、請求項1から5の何れか一項に記載のプラズマアーク溶接方法を用いてマイクロリアクタを製造することを特徴とする。   The invention according to claim 6 is characterized in that a microreactor is manufactured by using the plasma arc welding method according to any one of claims 1 to 5.

請求項6に係る発明によれば、小型なマイクロリアクタを製造することができる。   According to the invention which concerns on Claim 6, a small microreactor can be manufactured.

請求項7に係る発明は、内面に隔壁が設けられた枠体の開口を板材で蓋をするよう前記枠体に前記板材を重ねる工程と、前記板材に関して前記枠体及び前記隔壁の反対側から前記板材にプラズマアークを噴出することで前記枠体及び前記隔壁を前記板材に溶接する工程と、を含むことを特徴とする。   The invention according to claim 7 includes a step of stacking the plate material on the frame body so as to cover the opening of the frame body provided with the partition wall on the inner surface with the plate material, and the opposite side of the frame body and the partition wall with respect to the plate material. And a step of welding the frame and the partition wall to the plate material by ejecting a plasma arc to the plate material.

請求項7に係る発明によれば、板材の一方の面に枠体を重ね、反対側から板材の他方の面にプラズマアークを噴出したので、板材に枠体及び隔壁を溶接することができる。ここで、枠体が小さかったり、枠体の内側に隔壁が設けられていたりしても、板材の他方の面にプラズマアークを噴出するので、板材と枠体の当接部の近くや枠体と隔壁の当接部の近くに溶接トーチを挿入する必要がない。そのため、小型なマイクロリアクタを簡単に製造することができる。   According to the seventh aspect of the present invention, since the frame body is overlapped on one surface of the plate material and the plasma arc is ejected from the opposite side to the other surface of the plate material, the frame body and the partition wall can be welded to the plate material. Here, even if the frame is small or a partition is provided on the inside of the frame, a plasma arc is ejected to the other surface of the plate, so near the contact portion between the plate and the frame or the frame There is no need to insert a welding torch near the partition abutment. Therefore, a small microreactor can be easily manufactured.

請求項8に係る発明は、請求項7に記載のマイクロリアクタの製造方法において、前記隔壁が前記板材に当接する箇所に沿うよう切り込みが前記板材に形成され、前記切り込みに向けて前記プラズマアークを噴出することで前記隔壁を前記板材に溶接することを特徴とする。   According to an eighth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a microreactor according to the seventh aspect, a notch is formed in the plate material so that the partition wall is in contact with the plate material, and the plasma arc is ejected toward the notch. Then, the partition is welded to the plate.

請求項8に係る発明によれば、板材に切り込みを形成することによって溶接に必要なエネルギーを抑えられ、板材、枠体及び隔壁の歪みを抑えることができる。   According to the invention which concerns on Claim 8, the energy required for welding can be suppressed by forming a notch in a board | plate material, and distortion of a board | plate material, a frame, and a partition can be suppressed.

請求項9に係る発明は、請求項7に記載のマイクロリアクタの製造方法において、前記枠体及び前記隔壁が前記板材に当接する箇所に沿うよう溝が前記板材の前記枠体とは反対側の面に形成され、前記溝に向けて前記プラズマアークを噴出することで前記枠体及び前記隔壁を前記板材に溶接することを特徴とする。   The invention according to claim 9 is the microreactor manufacturing method according to claim 7, wherein the groove and the partition face the surface of the plate opposite to the frame so that the frame and the partition are in contact with the plate. The frame body and the partition wall are welded to the plate material by ejecting the plasma arc toward the groove.

請求項10に係る発明は、請求項7又は9に記載のマイクロリアクタの製造方法において、前記枠体及び前記隔壁が前記板材に当接する箇所に沿うよう溝が前記板材の前記枠対側の面に形成され、前記板材の前記枠体とは反対側の面のうち前記溝に対応する箇所に向けて前記プラズマアークを噴出することで前記枠体及び前記隔壁を前記板材に溶接することを特徴とする。   The invention according to claim 10 is the method of manufacturing a microreactor according to claim 7 or 9, wherein a groove is formed on a surface of the plate member on the frame opposite side so that the frame body and the partition wall are in contact with the plate member. Formed and welding the frame body and the partition wall to the plate material by ejecting the plasma arc toward a position corresponding to the groove on the surface of the plate material opposite to the frame body. To do.

請求項9、請求項10に係る発明によれば、板材に溝を形成することによって溶接に必要なエネルギーを抑えられ、板材、枠体及び隔壁の歪みを抑えることができる。   According to the invention which concerns on Claim 9, Claim 10 can suppress energy required for welding by forming a groove | channel in a board | plate material, and can suppress distortion of a board | plate material, a frame, and a partition.

請求項11に係る発明は、請求項10に記載のマイクロリアクタの製造方法において、前記溝に前記枠体及び前記隔壁を嵌め込んだ状態で前記プラズマアークを噴出することを特徴とする。   According to an eleventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing a microreactor according to the tenth aspect, the plasma arc is ejected in a state in which the frame body and the partition wall are fitted in the groove.

請求項11に係る発明によれば、溝に枠体及び隔壁を嵌め込むことによって、枠体及び隔壁を板材に仮止めすることができる。   According to the invention which concerns on Claim 11, a frame and a partition can be temporarily fixed to a board | plate material by inserting a frame and a partition in a groove | channel.

本発明によれば、第2の被加工材と第1の被加工材を当接する際に第2の被加工材及び第1の被加工材の少なくとも一方が立体障害になることなく容易に溶接でき、小型なマイクロリアクタを簡単に製造することができる。   According to the present invention, when the second workpiece and the first workpiece are brought into contact, at least one of the second workpiece and the first workpiece is easily welded without causing steric hindrance. And a small microreactor can be easily manufactured.

以下、本発明を実施するための最良の形態として、マイクロプラズマアーク溶接方法を用いてマイクロリアクタを製造する方法について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。   Hereinafter, as a best mode for carrying out the present invention, a method of manufacturing a microreactor using a microplasma arc welding method will be described. However, although various technically preferable limitations for implementing the present invention are given to the embodiments described below, the scope of the invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.

まず、溶接装置について図1を用いて説明する。図1は、溶接トーチ701の要部断面等を示した概略図である。
図1に示すように、溶接トーチ701は、タングステン製の陰極バー702と、陰極バー702から外側に所定間隔をあけて陰極バー702と同軸に配置された筒状の陽極ノズル703と、陽極ノズル703から外側に所定間隔をあけて陰極バー702と同軸に配置された筒状の拘束ノズル704とを備える。陽極ノズル703の先端には陰極バー702の先端位置に対応した開口部712が設けられており、拘束ノズル704の先端には開口部712の位置に対応し且つ開口部712の周囲を囲むように開口部713が設けられている。陽極ノズル703はその先端が絞られた形状とされ、拘束ノズル704もその先端が絞られた形状とされ、陰極バー702、陽極ノズル703及び拘束ノズル704の先端が被加工材710に指向している。
First, the welding apparatus will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a main part of a welding torch 701 and the like.
As shown in FIG. 1, the welding torch 701 includes a tungsten cathode bar 702, a cylindrical anode nozzle 703 arranged coaxially with the cathode bar 702 at a predetermined interval outward from the cathode bar 702, and an anode nozzle And a cylindrical constraining nozzle 704 disposed coaxially with the cathode bar 702 at a predetermined interval from the outer side 703. An opening 712 corresponding to the tip position of the cathode bar 702 is provided at the tip of the anode nozzle 703, and the tip of the restraining nozzle 704 corresponds to the position of the opening 712 and surrounds the periphery of the opening 712. An opening 713 is provided. The anode nozzle 703 has a shape with a narrowed tip, the restriction nozzle 704 has a shape with a narrowed tip, and the tips of the cathode bar 702, the anode nozzle 703, and the restriction nozzle 704 are directed toward the workpiece 710. Yes.

陰極バー702と陽極ノズル703との間の通路705にはプラズマガス供給装置が接続され、プラズマガス(例えば、Ar)が通路705に供給され、プラズマガスは後述するようにイオン化されたプラズマの状態となってから、開口部712からプラズマアーク711として放電される。プラズマアーク711の径は、開口部712の内径等によって設定することができ、溶接される枠体723や隔壁724の厚さ程度であることが好ましい。陽極ノズル703と拘束ノズル704との間の通路706にはシールドガス供給装置が接続され、シールドガス(例えば、ArとH2の混合気)が通路706に供給され、シールドガスは、放出されたプラズマアーク711が大気と接することを防止するために、プラズマアーク711の周囲を囲みながら開口部713から放出される。 A plasma gas supply device is connected to the passage 705 between the cathode bar 702 and the anode nozzle 703, plasma gas (for example, Ar) is supplied to the passage 705, and the plasma gas is in an ionized plasma state as will be described later. After that, the plasma arc 711 is discharged from the opening 712. The diameter of the plasma arc 711 can be set by the inner diameter of the opening 712 and the like, and is preferably about the thickness of the frame body 723 and the partition 724 to be welded. A shield gas supply device is connected to the passage 706 between the anode nozzle 703 and the restraining nozzle 704, and a shield gas (for example, a mixture of Ar and H 2 ) is supplied to the passage 706, and the shield gas is released. In order to prevent the plasma arc 711 from coming into contact with the atmosphere, the plasma arc 711 is emitted from the opening 713 while surrounding the plasma arc 711.

被加工材710と陰極バー702との間にメイン電源707が接続され、陰極バー702と陽極ノズル703との間には低電流のパイロットアーク電源708が接続されている。   A main power source 707 is connected between the workpiece 710 and the cathode bar 702, and a low-current pilot arc power source 708 is connected between the cathode bar 702 and the anode nozzle 703.

この溶接トーチ701においては、プラズマガス供給装置によって通路705にプラズマガスを送り込み、パイロットアーク電源708を作動させると、陰極バー702と陽極ノズル703との間にパイロットアークが発生する。そして、メイン電源707を作動させ、陽極ノズル703を水冷し、同時にシールドガス供給装置によってシールドガスを通路706に供給すると、収束された高温・高密度なプラズマアーク711が陰極バー702と被加工材710との間に発生する。プラズマアーク711の温度は、被加工材710の融点よりも高く、10000℃〜20000℃程度になる。   In this welding torch 701, when a plasma gas is fed into the passage 705 by the plasma gas supply device and the pilot arc power source 708 is operated, a pilot arc is generated between the cathode bar 702 and the anode nozzle 703. Then, when the main power source 707 is activated, the anode nozzle 703 is water-cooled, and simultaneously the shield gas is supplied to the passage 706 by the shield gas supply device, the converged high-temperature / high-density plasma arc 711 is formed into the cathode bar 702 and the workpiece. It occurs between 710 and 710. The temperature of the plasma arc 711 is higher than the melting point of the workpiece 710 and is about 10000 ° C. to 20000 ° C.

マイクロリアクタの材料について図2を用いて説明する。図2は、マイクロリアクタの分解斜視図である。
図2に示すように、マイクロリアクタの材料として、矩形薄板状の天板721及び底板722と、上面及び下面が開口した矩形枠状の枠体723とを用いる。枠体723の内側においては、四つの側壁のうち2つの側壁の内面に薄板状の隔壁724が設けられ、枠体723の内側が隔壁724によって葛折り状の流路725に仕切られている。隔壁724の高さは周囲の枠体723の高さにほぼ等しい。天板721、底板722、枠体723、隔壁724は何れも、流路725内を流れる物質に対して化学反応を引き起こしにくいステンレス鋼(SUS304)等の金属材料からなる。なお、天板721、底板722が第1の被加工材であり、枠体723の各側壁や隔壁724が第2の被加工材である。
The material of the microreactor will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an exploded perspective view of the microreactor.
As shown in FIG. 2, a rectangular thin plate-like top plate 721 and bottom plate 722 and a rectangular frame-like frame body 723 having an upper surface and a lower surface are used as materials for the microreactor. Inside the frame body 723, a thin plate-like partition wall 724 is provided on the inner surface of two of the four sidewalls, and the inside of the frame body 723 is partitioned by the partition wall 724 into a twisted flow path 725. The height of the partition wall 724 is substantially equal to the height of the surrounding frame body 723. All of the top plate 721, the bottom plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724 are made of a metal material such as stainless steel (SUS304) that hardly causes a chemical reaction to a substance flowing in the flow path 725. Note that the top plate 721 and the bottom plate 722 are the first workpiece, and each side wall and the partition 724 of the frame 723 are the second workpiece.

マイクロリアクタの製造方法について図3を用いて説明する。図3はマイクロリアクタの製造工程を順に示した断面図である。   A method for manufacturing a microreactor will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view sequentially illustrating the manufacturing process of the microreactor.

まず、天板721及び底板722の両面を研磨する。次に、直方体状の金属塊に型彫り放電加工によって流路725を形成することで、隔壁724及び枠体723を工作する。なお、天板721、底板722、隔壁724、枠体723の各側壁の肉厚は0.1〜0.2mmとすると、マイクロリアクタの熱容量が少なくなり、エネルギーの利用効率の高いマイクロリアクタを提供することができる。   First, both the top plate 721 and the bottom plate 722 are polished. Next, the partition wall 724 and the frame body 723 are machined by forming the flow path 725 in the rectangular parallelepiped metal lump by die-sinking electric discharge machining. In addition, when the thickness of each side wall of the top plate 721, the bottom plate 722, the partition 724, and the frame body 723 is 0.1 to 0.2 mm, the heat capacity of the microreactor is reduced, and a microreactor with high energy use efficiency is provided. Can do.

図3(a)に示すように、枠体723の一方の開口を底板722で蓋をするように枠体723に底板722を重ねることで、枠体723の各側壁及び隔壁724を立てた状態で底板722の一方の面722dに当接させる。そして、底板722が図1の被加工材710となるように、底板722にメイン電源707を接続し、底板722に関して枠体723及び隔壁724の反対側で溶接トーチ701の先端を底板722の他方の面722eに向ける。そして、溶接トーチ701からプラズマアーク711を噴出させる。プラズマアーク711の放出方向は、底板722の他方の面722eに対して垂直方向に設定されている。そして、溶接トーチ701の先端のプラズマアーク711で底板722の縁部に沿って枠体723をなぞるよう、底板722、枠体723及び隔壁724に対して溶接トーチ701を相対的に移動させ、底板722の他方の面722eになぞられた部分は溶融される。溶融された部分はその後大気で冷却されて固化し、この際に枠体723を固着して、枠体723の各側壁を立てた状態で底板722に溶接する。このとき、枠体723において、底板722に当接している部分も一部溶融していてもよい。なお、底板722と枠体723との溶接箇所には、蝋材が介在されていてもよく、その場合、蝋材は底板722及び枠体723よりも融点が低い方が迅速に溶解するので底板722及び枠体723を加熱し過ぎなくて済み、底板722等の歪みを抑えることができる。蝋材を用いる場合は底板722及び枠体723を必ずしも溶融する必要はない。   As shown in FIG. 3A, each side wall of the frame 723 and the partition wall 724 are erected by overlapping the bottom plate 722 on the frame 723 so that one opening of the frame 723 is covered with the bottom plate 722. Then, it is brought into contact with one surface 722d of the bottom plate 722. Then, a main power source 707 is connected to the bottom plate 722 so that the bottom plate 722 becomes the workpiece 710 of FIG. Toward the surface 722e. Then, a plasma arc 711 is ejected from the welding torch 701. The discharge direction of the plasma arc 711 is set to be perpendicular to the other surface 722e of the bottom plate 722. The welding torch 701 is moved relative to the bottom plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724 so that the plasma arc 711 at the tip of the welding torch 701 traces the frame body 723 along the edge of the bottom plate 722. The portion traced to the other surface 722e of 722 is melted. The melted portion is then cooled and solidified in the atmosphere, and at this time, the frame body 723 is fixed and welded to the bottom plate 722 with each side wall of the frame body 723 standing. At this time, a part of the frame 723 that is in contact with the bottom plate 722 may be partially melted. It should be noted that a wax material may be interposed at the welded portion between the bottom plate 722 and the frame body 723. In this case, the wax material dissolves more quickly when the melting point is lower than that of the bottom plate 722 and the frame body 723. 722 and the frame 723 do not need to be heated excessively, and distortion of the bottom plate 722 and the like can be suppressed. In the case of using a wax material, the bottom plate 722 and the frame body 723 are not necessarily melted.

次に、図3(b)に示すように底板722に板状のジグ730を重ねる。ジグ730は、セラミック等のように融点が底板722の融点よりも高く、また溶融した底板722が張り付きにくい材料で形成されていることが好ましい。ここで、ジグ730には、隔壁724に対応した切り込み731が形成され、ジグ730を底板722に重ねると、ジグ730の切り込み731で露出されている底板722の一方の面722dの所定部分の裏面側に隔壁724が重なる。そして、溶接トーチ701から底板722の他方の面にプラズマアーク711を噴出した状態で、溶接トーチ701の先端のプラズマアーク711で切り込み731に沿って切り込み731をなぞるよう、底板722、枠体723及び隔壁724に対して溶接トーチ701を相対的に移動させる。プラズマアーク711の放出方向は、底板722の他方の面722eに対して垂直方向に設定されている。これにより、隔壁724を底板722に立てた状態で底板722に溶接する。このとき、隔壁724において、底板722に当接している部分も一部溶融していてもよい。このようなジグ730を用いることで、溶接箇所が切り込み731によって分かり、更にプラズマアーク711で加熱された溶接箇所の周囲の熱が、底板722に接しているジグ730に伝わって拡散するので、底板722のジグ730に接している部分の溶融を抑え、溶接箇所を局所的に加熱することができる。溶接箇所を局所的に加熱することで、底板722等の歪みを抑えることができる。なお、底板722と隔壁724との溶接箇所には、蝋材が介在されていてもよく、その場合、蝋材は底板722及び隔壁724よりも融点が低い方が迅速に溶解するので底板722及び隔壁724を加熱し過ぎなくて済み、底板722等の歪みを抑えることができる。蝋材を用いる場合は底板722及び隔壁724を必ずしも溶融する必要はない。   Next, as shown in FIG. 3B, a plate-like jig 730 is placed on the bottom plate 722. The jig 730 is preferably formed of a material such as ceramic that has a melting point higher than the melting point of the bottom plate 722 and the molten bottom plate 722 is difficult to stick. Here, a notch 731 corresponding to the partition wall 724 is formed in the jig 730. When the jig 730 is overlapped with the bottom plate 722, the back surface of a predetermined portion of the one surface 722d of the bottom plate 722 exposed by the notch 731 of the jig 730. A partition wall 724 overlaps the side. Then, in a state where the plasma arc 711 is jetted from the welding torch 701 to the other surface of the bottom plate 722, the bottom plate 722, the frame body 723, and the frame 723 are traced along the cut 731 by the plasma arc 711 at the tip of the welding torch 701. The welding torch 701 is moved relative to the partition wall 724. The discharge direction of the plasma arc 711 is set to be perpendicular to the other surface 722e of the bottom plate 722. As a result, the partition wall 724 is welded to the bottom plate 722 while standing on the bottom plate 722. At this time, a part of the partition wall 724 that is in contact with the bottom plate 722 may be partially melted. By using such a jig 730, the welding location can be identified by the notch 731 and the heat around the welding location heated by the plasma arc 711 is transferred to the jig 730 in contact with the bottom plate 722 and diffused. It is possible to suppress the melting of the portion in contact with the jig 730 of 722 and locally heat the welded portion. Distortion of the bottom plate 722 and the like can be suppressed by locally heating the welding location. It should be noted that a wax material may be interposed at the welded portion between the bottom plate 722 and the partition wall 724. In this case, the wax material dissolves more quickly when the melting point is lower than that of the bottom plate 722 and the partition wall 724. The partition 724 does not need to be heated excessively, and distortion of the bottom plate 722 and the like can be suppressed. In the case of using a wax material, the bottom plate 722 and the partition 724 are not necessarily melted.

次に、図3(c)に示すように、枠体723の他方の開口を枠体723の一方の開口を天板721で蓋をするように枠体723に天板721を重ね、枠体723の各側壁及び隔壁724を立てた状態で天板721の一方の面721dに当接させる。そして、枠体723に底板722を接合するのと同様に、溶接トーチ701が天板721の外側の面721eに向けてプラズマアーク711を放出する。天板721は、プラズマアーク711によって面721eと反対側の面721dまで加熱されて、枠体723と天板721との当接部が溶融されることによって天板721の縁部に枠体723に溶接する。このとき、プラズマアーク711の放出方向は、天板721の外面721eに対して垂直方向に設定されている。また枠体723において、天板721に当接している部分も一部溶融していてもよい。なお、天板721と枠体723との溶接箇所には、蝋材が介在されていてもよく、その場合、蝋材は天板721及び枠体723よりも融点が低い方が迅速に溶解するので天板721及び枠体723を加熱し過ぎなくて済み、天板721等の歪みを抑えることができる。蝋材を用いる場合は天板721及び枠体723を必ずしも溶融する必要はない。
このように、接合面721dと反対側の面721eにプラズマアーク711を放出させるので、従来、図14に示すような斜めから加熱するのに比べて、当接部に均等に熱を加えることができ、良好に接合することができる。
そして、更にジグ730を配置後、溶接トーチ701が天板721の外側の面721eに向けてプラズマアーク711を放出することによってプラズマアーク711が放出された面721eと反対側の面721dにおいて隔壁724を天板721に溶接する(図3(d))。このとき、プラズマアーク711の放出方向は、天板721の外面721eに対して垂直方向に設定されている。また隔壁724において、天板721に当接している部分も一部溶融していてもよい。なお、天板721と隔壁724との溶接箇所には、蝋材が介在されていてもよく、その場合、蝋材は天板721及び隔壁724よりも融点が低い方が迅速に溶解するので天板721及び隔壁724を加熱し過ぎなくて済み、天板721等の歪みを抑えることができる。蝋材を用いる場合は天板721及び隔壁724を必ずしも溶融する必要はない。
このように、接合面721dと反対側の面721eにプラズマアーク711を放出させるので、従来、図14に示すような斜めから加熱するのに比べて、当接部に均等に熱を加えることができ、良好に接合することができる。特にマイクロリアクタのように、隔壁724同士の間隔や枠体723と隔壁724との間隔が狭くても容易に接合することができる。
Next, as shown in FIG. 3C, the top plate 721 is overlaid on the frame body 723 so that the other opening of the frame body 723 is covered with the top plate 721. Each side wall 723 and the partition wall 724 are in a standing state, and are brought into contact with one surface 721d of the top plate 721. The welding torch 701 emits the plasma arc 711 toward the outer surface 721e of the top plate 721 in the same manner as the bottom plate 722 is joined to the frame body 723. The top plate 721 is heated to the surface 721d opposite to the surface 721e by the plasma arc 711, and the contact portion between the frame body 723 and the top plate 721 is melted, whereby the frame body 723 is formed at the edge of the top plate 721. Weld to. At this time, the discharge direction of the plasma arc 711 is set to be perpendicular to the outer surface 721e of the top plate 721. Further, a part of the frame 723 that is in contact with the top plate 721 may be partially melted. It should be noted that a wax material may be interposed at the welding location between the top plate 721 and the frame body 723. In this case, the wax material dissolves more quickly when the melting point is lower than that of the top plate 721 and the frame body 723. Therefore, it is not necessary to heat the top plate 721 and the frame body 723 excessively, and distortion of the top plate 721 and the like can be suppressed. When using a wax material, it is not always necessary to melt the top plate 721 and the frame body 723.
As described above, since the plasma arc 711 is emitted to the surface 721e opposite to the joining surface 721d, it is possible to apply heat to the abutting portion evenly compared to the conventional case where heating is performed obliquely as shown in FIG. And can be joined well.
Further, after the jig 730 is further disposed, the welding torch 701 emits the plasma arc 711 toward the outer surface 721e of the top plate 721, whereby the partition wall 724 is formed on the surface 721d opposite to the surface 721e from which the plasma arc 711 is emitted. Is welded to the top plate 721 (FIG. 3D). At this time, the discharge direction of the plasma arc 711 is set to be perpendicular to the outer surface 721e of the top plate 721. Further, a part of the partition wall 724 that is in contact with the top plate 721 may be partially melted. It should be noted that a wax material may be interposed at the welded portion between the top plate 721 and the partition wall 724. In this case, the wax material dissolves more quickly when the melting point is lower than that of the top plate 721 and the partition wall 724. The plate 721 and the partition 724 do not need to be heated excessively, and distortion of the top plate 721 and the like can be suppressed. In the case of using a wax material, the top plate 721 and the partition 724 are not necessarily melted.
As described above, since the plasma arc 711 is emitted to the surface 721e opposite to the joining surface 721d, it is possible to apply heat to the abutting portion evenly compared to the conventional case where heating is performed obliquely as shown in FIG. And can be joined well. In particular, as in the case of a microreactor, even when the interval between the partition walls 724 and the interval between the frame body 723 and the partition wall 724 are narrow, they can be easily joined.

以上のように天板721及び底板722を溶接する前又は後に、流路725を形成した内面全体(天板721の内面721d、底板722の内面722d、枠体723の内面723a及び隔壁724の両側面724a)に触媒を担持させ、天板721、底板722、枠体723の外面に電熱線をパターニングする。触媒を担持する際には、酸化アルミ等の多孔質の担持体を予め流路725の内面全体に形成後、担持体に触媒させる。   Before or after welding the top plate 721 and the bottom plate 722 as described above, the entire inner surface (the inner surface 721d of the top plate 721, the inner surface 722d of the bottom plate 722, the inner surface 723a of the frame body 723, and both sides of the partition wall 724). The catalyst is supported on the surface 724 a), and heating wires are patterned on the outer surfaces of the top plate 721, the bottom plate 722, and the frame body 723. When the catalyst is supported, a porous carrier such as aluminum oxide is previously formed on the entire inner surface of the channel 725, and then the carrier is allowed to catalyze.

完成したマイクロリアクタにおいては、反応物が流路725に送り込まれて流路725を流動している際に、反応物が反応する。ここでの「反応」とは、「化学反応」のみならず、熱エネルギーを受けることによる気化、液化といった「状態変化」も含む意である。反応物を状態変化させる場合にマイクロリアクタを用いる場合には、流路725には触媒を担持させない方が良い。   In the completed microreactor, the reactant reacts when the reactant is sent to the flow channel 725 and flows through the flow channel 725. The “reaction” here includes not only “chemical reaction” but also “state change” such as vaporization and liquefaction by receiving thermal energy. When a microreactor is used when changing the state of the reactant, it is better not to support the catalyst in the flow path 725.

なお、図4に示すように、溶接の前に、ワイヤー放電等によって隔壁724に沿う切り込み722aを底板722に形成し、図5に示すように底板722を溶接する際には、隔壁724に切り込み722aを重ね合わせ、枠体723に底板722の周縁を重ね合わせ、溶接トーチ701が底板722の外側の面722eに向けてプラズマアーク711を放出する。底板722、枠体723及び隔壁724は直接プラズマアーク711が接触して加熱されて、枠体723と底板722との当接部及び隔壁724と底板722との当接部が溶融されることによって底板722の縁部に枠体723に溶接し、底板722の切り込み722aの周縁に隔壁724に溶接する。なお、底板722と枠体723との溶接箇所及び底板722と隔壁724との溶接箇所には、蝋材が介在されていてもよく、その場合、蝋材は底板722、枠体723及び隔壁724よりも融点が低い方が迅速に溶解するので底板722、枠体723及び隔壁724を加熱し過ぎなくて済み、底板722、枠体723及び隔壁724の歪みを抑えることができる。蝋材を用いる場合は底板722、枠体723、及び隔壁724を必ずしも溶融する必要はない。溶接トーチ701の先端のプラズマアーク711で切り込み722aに沿って切り込み722aをなぞるよう、底板722、枠体723及び隔壁724に対して溶接トーチ701を相対的に移動させることとしても良い。プラズマアーク711の放出方向は、底板722に対して垂直方向に設定されている。   As shown in FIG. 4, before welding, a notch 722a along the partition 724 is formed in the bottom plate 722 by wire discharge or the like, and when the bottom plate 722 is welded as shown in FIG. 722a is overlapped, and the periphery of the bottom plate 722 is overlapped with the frame body 723, and the welding torch 701 emits the plasma arc 711 toward the outer surface 722e of the bottom plate 722. The bottom plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724 are heated by direct contact with the plasma arc 711, and the contact portion between the frame body 723 and the bottom plate 722 and the contact portion between the partition wall 724 and the bottom plate 722 are melted. The frame 723 is welded to the edge of the bottom plate 722, and the partition 724 is welded to the periphery of the notch 722 a of the bottom plate 722. It should be noted that a wax material may be interposed at the welding point between the bottom plate 722 and the frame body 723 and the welding point between the bottom plate 722 and the partition wall 724, and in that case, the wax material is the bottom plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724. If the melting point is lower than the melting point, the base plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724 need not be heated excessively, and the distortion of the bottom plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724 can be suppressed. In the case of using a wax material, it is not always necessary to melt the bottom plate 722, the frame 723, and the partition 724. The welding torch 701 may be moved relative to the bottom plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724 so that the plasma arc 711 at the tip of the welding torch 701 traces the notch 722a along the notch 722a. The discharge direction of the plasma arc 711 is set in a direction perpendicular to the bottom plate 722.

同様に、溶接の前に隔壁724に沿う切り込み721aを天板721に形成し、天板721を溶接する際には隔壁724に切り込み721aを重ね合わせ、枠体723に天板721の周縁を重ね合わせて、溶接トーチ701が天板721の外側の面721eに向けてプラズマアーク711を放出する。天板721、枠体723及び隔壁724は直接プラズマアーク711が接触して加熱されて、枠体723と天板721との当接部及び隔壁724と天板721との当接部が溶融されることによって天板721の縁部に枠体723に溶接し、天板721の切り込み721aの周縁に隔壁724に溶接する。なお、天板721と枠体723との溶接箇所及び天板721と隔壁724との溶接箇所には、蝋材が介在されていてもよく、その場合、蝋材は天板721、枠体723及び隔壁724よりも融点が低い方が迅速に溶解するので天板721、枠体723及び隔壁724を加熱し過ぎなくて済み、天板721、枠体723及び隔壁724の歪みを抑えることができる。蝋材を用いる場合は天板721、枠体723、及び隔壁724を必ずしも溶融する必要はない。溶接トーチ701の先端のプラズマアーク711で切り込み721aに沿って切り込み721aをなぞるよう、天板721、底板722、枠体723及び隔壁724に対して溶接トーチ701を相対的に移動させることとしても良い。プラズマアーク711の放出方向は、天板721に対して垂直方向に設定されている。ここで、天板721、底板722は、隔壁724に当接するため、切り込み721a,722aの幅は、隔壁724の肉厚よりも小さいことが望ましい。   Similarly, a notch 721a along the partition wall 724 is formed on the top plate 721 before welding, and when the top plate 721 is welded, the notch 721a is overlaid on the partition wall 724, and the periphery of the top plate 721 is overlaid on the frame body 723. At the same time, the welding torch 701 emits a plasma arc 711 toward the outer surface 721e of the top plate 721. The top plate 721, the frame body 723, and the partition wall 724 are heated by direct contact with the plasma arc 711, and the contact portion between the frame body 723 and the top plate 721 and the contact portion between the partition wall 724 and the top plate 721 are melted. As a result, the frame 723 is welded to the edge of the top plate 721, and the partition 724 is welded to the periphery of the notch 721 a of the top plate 721. It should be noted that a wax material may be interposed at the welding location between the top plate 721 and the frame body 723 and the welding location between the top plate 721 and the partition wall 724, and in that case, the wax material is the top plate 721 and the frame body 723. Since the melting point is lower than that of the partition wall 724, the top plate 721, the frame body 723, and the partition wall 724 do not need to be heated excessively, and distortion of the top plate 721, the frame body 723, and the partition wall 724 can be suppressed. . In the case of using a wax material, the top plate 721, the frame body 723, and the partition wall 724 are not necessarily melted. The welding torch 701 may be moved relative to the top plate 721, the bottom plate 722, the frame body 723, and the partition 724 so that the plasma arc 711 at the tip of the welding torch 701 traces the cut 721a along the cut 721a. . The discharge direction of the plasma arc 711 is set to be perpendicular to the top plate 721. Here, since the top plate 721 and the bottom plate 722 are in contact with the partition wall 724, the widths of the cuts 721a and 722a are preferably smaller than the thickness of the partition wall 724.

以上のように、天板721、底板722に切り込み721a,722aを形成することによって、溶接に必要なエネルギーを抑えられ、天板721、底板722の歪みを抑えることができる。   As described above, by forming the notches 721a and 722a in the top plate 721 and the bottom plate 722, energy required for welding can be suppressed, and distortion of the top plate 721 and the bottom plate 722 can be suppressed.

また、図6に示すように、溶接の前に、切削又はエッチング等によって枠体723及び隔壁724に沿う溝722bを底板722の接合面の反対面である外面722eに形成し、同様に、溶接の前に枠体723及び隔壁724に沿う溝721bを天板721の接合面の反対面である外面721eに形成してある。そして図7に示すように底板722を溶接する際には、溝722bに枠体723及び隔壁724を重ね合わせて、溶接トーチ701が底板722の外側の面722eの溝722bに向けてプラズマアーク711を放出する。底板722、枠体723及び隔壁724はプラズマアーク711によって加熱されて、枠体723と底板722との当接部及び隔壁724と底板722との当接部が溶融されることによって底板722の縁部に枠体723に溶接し、底板722の溝722bに対向する内面722dに隔壁724に溶接する。なお、底板722と枠体723との溶接箇所及び底板722と隔壁724との溶接箇所には、蝋材が介在されていてもよく、その場合、蝋材は底板722、枠体723及び隔壁724よりも融点が低い方が迅速に溶解するので底板722、枠体723及び隔壁724を加熱し過ぎなくて済み、底板722、枠体723及び隔壁724の歪みを抑えることができる。蝋材を用いる場合は底板722、枠体723、及び隔壁724を必ずしも溶融する必要はない。溶接トーチ701の先端のプラズマアーク711で溝722bに沿って溝722bをなぞるよう、底板722、枠体723及び隔壁724に対して溶接トーチ701を相対的に移動させることとしても良い。プラズマアーク711の放出方向は、底板722に対して垂直方向に設定されている。   Further, as shown in FIG. 6, before welding, a groove 722b along the frame body 723 and the partition wall 724 is formed on the outer surface 722e opposite to the joint surface of the bottom plate 722 by cutting or etching. A groove 721b along the frame body 723 and the partition wall 724 is formed on the outer surface 721e, which is the opposite surface of the joining surface of the top plate 721. As shown in FIG. 7, when welding the bottom plate 722, the frame 723 and the partition wall 724 are overlapped with the groove 722b, and the welding torch 701 faces the groove 722b of the outer surface 722e of the bottom plate 722 toward the plasma arc 711. Release. The bottom plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724 are heated by the plasma arc 711, and the contact portion between the frame body 723 and the bottom plate 722 and the contact portion between the partition wall 724 and the bottom plate 722 are melted. And welded to the partition wall 724 to the inner surface 722d facing the groove 722b of the bottom plate 722. It should be noted that a wax material may be interposed at the welding point between the bottom plate 722 and the frame body 723 and the welding point between the bottom plate 722 and the partition wall 724, and in that case, the wax material is the bottom plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724. If the melting point is lower than the melting point, the base plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724 need not be heated excessively, and the distortion of the bottom plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724 can be suppressed. In the case of using a wax material, it is not always necessary to melt the bottom plate 722, the frame 723, and the partition 724. The welding torch 701 may be moved relative to the bottom plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724 so that the plasma arc 711 at the tip of the welding torch 701 traces the groove 722b along the groove 722b. The discharge direction of the plasma arc 711 is set in a direction perpendicular to the bottom plate 722.

同様に、天板721を溶接する際には枠体723及び隔壁724に溝721bを重ね合わせて、溶接トーチ701が天板721の外側の面721eの溝721bに向けてプラズマアーク711を放出する。天板721、枠体723及び隔壁724はプラズマアーク711によって加熱されて、枠体723と天板721との当接部及び隔壁724と天板721との当接部が溶融されることによって天板721の縁部に枠体723に溶接し、天板721の溝721bに対向する内面721dに隔壁724に溶接する。なお、天板721と枠体723との溶接箇所及び天板721と隔壁724との溶接箇所には、蝋材が介在されていてもよく、その場合、蝋材は天板721、枠体723及び隔壁724よりも融点が低い方が迅速に溶解するので天板721、枠体723及び隔壁724を加熱し過ぎなくて済み、天板721、枠体723及び隔壁724の歪みを抑えることができる。蝋材を用いる場合は天板721、枠体723、及び隔壁724を必ずしも溶融する必要はない。溶接トーチ701の先端のプラズマアーク711で溝721bに沿って溝721bをなぞるよう、天板721、底板722、枠体723及び隔壁724に対して溶接トーチ701を相対的に移動させることとしても良い。プラズマアーク711の放出方向は、天板721に対して垂直方向に設定されている。   Similarly, when welding the top plate 721, the groove 721 b is superimposed on the frame body 723 and the partition wall 724, and the welding torch 701 emits the plasma arc 711 toward the groove 721 b on the outer surface 721 e of the top plate 721. . The top plate 721, the frame body 723, and the partition wall 724 are heated by the plasma arc 711, and the contact portion between the frame body 723 and the top plate 721 and the contact portion between the partition wall 724 and the top plate 721 are melted. The frame 723 is welded to the edge of the plate 721, and the partition 724 is welded to the inner surface 721 d facing the groove 721 b of the top plate 721. It should be noted that a wax material may be interposed at the welding location between the top plate 721 and the frame body 723 and the welding location between the top plate 721 and the partition wall 724, and in that case, the wax material is the top plate 721 and the frame body 723. Since the melting point is lower than that of the partition wall 724, the top plate 721, the frame body 723, and the partition wall 724 do not need to be heated excessively, and distortion of the top plate 721, the frame body 723, and the partition wall 724 can be suppressed. . In the case of using a wax material, the top plate 721, the frame body 723, and the partition wall 724 are not necessarily melted. The welding torch 701 may be moved relative to the top plate 721, the bottom plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724 so that the plasma arc 711 at the tip of the welding torch 701 traces the groove 721b along the groove 721b. . The discharge direction of the plasma arc 711 is set to be perpendicular to the top plate 721.

以上のように、天板721、底板722は溝721b,722bが薄くなり、プラズマアーク711によってより熱が伝搬しやすい構造となっており、溶接に必要なエネルギーを抑えられ、速やかに接合できるとともに切り込みのある場合に比べて機械的強度があるので、天板721、底板722の歪みを抑えることができる。   As described above, the top plate 721 and the bottom plate 722 have a structure in which the grooves 721b and 722b are thin and heat is more easily propagated by the plasma arc 711, and energy required for welding can be suppressed and can be joined quickly. Since there is mechanical strength compared with the case where there is a cut, distortion of the top plate 721 and the bottom plate 722 can be suppressed.

また、図8に示すように、溶接の前に、枠体723及び隔壁724に沿う溝722cを底板722の接合面722dに形成し、枠体723及び隔壁724に沿った溝721cを天板721の接合面721dに形成しておく。溝722cの幅は、隔壁724や枠体723の幅と同等かやや広く設定されており、図9に示すように底板722を溶接する際には溝722cに枠体723及び隔壁724を嵌め込んで、溶接トーチ701が底板722の溝722cの反対側に位置する面722eに向けてプラズマアーク711を放出する。底板722、枠体723及び隔壁724はプラズマアーク711によって加熱されて、枠体723と底板722との当接部及び隔壁724と底板722との当接部が溶融されることによって底板722の縁部に枠体723に溶接し、底板722の溝722cで隔壁724に溶接する。なお、底板722と枠体723との溶接箇所及び底板722と隔壁724との溶接箇所には、蝋材が介在されていてもよく、その場合、蝋材は底板722、枠体723及び隔壁724よりも融点が低い方が迅速に溶解するので底板722、枠体723及び隔壁724を加熱し過ぎなくて済み、底板722、枠体723及び隔壁724の歪みを抑えることができる。蝋材を用いる場合は底板722、枠体723、及び隔壁724を必ずしも溶融する必要はない。溶接トーチ701の先端のプラズマアーク711で溝722cに沿って溝722cをなぞるよう、底板722、枠体723及び隔壁724に対して溶接トーチ701を相対的に移動させることとしても良い。   Further, as shown in FIG. 8, before welding, a groove 722c along the frame body 723 and the partition wall 724 is formed on the joint surface 722d of the bottom plate 722, and a groove 721c along the frame body 723 and the partition wall 724 is formed on the top plate 721. It is formed on the joint surface 721d. The width of the groove 722c is set to be equal to or slightly wider than the width of the partition wall 724 and the frame body 723. When the bottom plate 722 is welded as shown in FIG. 9, the frame body 723 and the partition wall 724 are fitted into the groove 722c. Thus, the welding torch 701 emits the plasma arc 711 toward the surface 722e located on the opposite side of the groove 722c of the bottom plate 722. The bottom plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724 are heated by the plasma arc 711, and the contact portion between the frame body 723 and the bottom plate 722 and the contact portion between the partition wall 724 and the bottom plate 722 are melted. And welded to the partition wall 724 through the groove 722 c of the bottom plate 722. It should be noted that a wax material may be interposed at the welding point between the bottom plate 722 and the frame body 723 and the welding point between the bottom plate 722 and the partition wall 724, and in that case, the wax material is the bottom plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724. If the melting point is lower than the melting point, the base plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724 need not be heated excessively, and the distortion of the bottom plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724 can be suppressed. In the case of using a wax material, it is not always necessary to melt the bottom plate 722, the frame 723, and the partition 724. The welding torch 701 may be moved relative to the bottom plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724 so that the plasma arc 711 at the tip of the welding torch 701 traces the groove 722c along the groove 722c.

溝721cの幅は、隔壁724や枠体723の幅と同等かやや広く設定されており、天板721を溶接する際には枠体723及び隔壁724に溝721cに嵌め込んで、溶接トーチ701が天板721の溝721cの反対側に位置する面721eに向けてプラズマアーク711を放出する。天板721、枠体723及び隔壁724はプラズマアーク711によって加熱されて、枠体723と天板721との当接部及び隔壁724と天板721との当接部が溶融されることによって天板721の縁部に枠体723に溶接し、天板721の溝721cで隔壁724に溶接する。なお、天板721と枠体723との溶接箇所及び天板721と隔壁724との溶接箇所には、蝋材が介在されていてもよく、その場合、蝋材は天板721、枠体723及び隔壁724よりも融点が低い方が迅速に溶解するので天板721、枠体723及び隔壁724を加熱し過ぎなくて済み、天板721、枠体723及び隔壁724の歪みを抑えることができる。蝋材を用いる場合は天板721、枠体723、及び隔壁724を必ずしも溶融する必要はない。   The width of the groove 721c is set to be equal to or slightly wider than the width of the partition wall 724 and the frame body 723. When the top plate 721 is welded, the groove 721c is fitted into the groove 721c and the welding torch 701. Emits a plasma arc 711 toward a surface 721e located on the opposite side of the groove 721c of the top plate 721. The top plate 721, the frame body 723, and the partition wall 724 are heated by the plasma arc 711, and the contact portion between the frame body 723 and the top plate 721 and the contact portion between the partition wall 724 and the top plate 721 are melted. The frame 723 is welded to the edge of the plate 721, and is welded to the partition wall 724 through the groove 721 c of the top plate 721. It should be noted that a wax material may be interposed at the welding location between the top plate 721 and the frame body 723 and the welding location between the top plate 721 and the partition wall 724, and in that case, the wax material is the top plate 721 and the frame body 723. Since the melting point is lower than that of the partition wall 724, the top plate 721, the frame body 723, and the partition wall 724 do not need to be heated excessively, and distortion of the top plate 721, the frame body 723, and the partition wall 724 can be suppressed. . In the case of using a wax material, the top plate 721, the frame body 723, and the partition wall 724 are not necessarily melted.

溶接トーチ701の先端のプラズマアーク711で溝721cに沿って溝721cをなぞるよう、天板721、底板722、枠体723及び隔壁724に対して溶接トーチ701を相対的に移動させることとしても良い。   The welding torch 701 may be moved relative to the top plate 721, the bottom plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724 so that the plasma arc 711 at the tip of the welding torch 701 traces the groove 721c along the groove 721c. .

以上のように、天板721、底板722に溝721c,722cを形成することで、枠体723及び隔壁724を天板721や底板722の溝722cに嵌め込んで仮止めした状態で溶接を行うことができるので位置ズレを防止できる。更に溶接に必要なエネルギーを抑えられ、天板721、底板722の歪みを抑えることができる。   As described above, by forming the grooves 721c and 722c in the top plate 721 and the bottom plate 722, welding is performed in a state where the frame body 723 and the partition 724 are fitted in the grooves 722c of the top plate 721 and the bottom plate 722 and temporarily fixed. Can be prevented from being displaced. Furthermore, energy required for welding can be suppressed, and distortion of the top plate 721 and the bottom plate 722 can be suppressed.

また、図10に示すように、溶接の前に、底板722の接合面722dの反対面722eに枠体723及び隔壁724に沿う溝722bを形成し、底板722の接合面722dに、溝722bの位置に対向するように枠体723及び隔壁724に沿う溝722cを形成しておき、さらに、天板721の接合面721dの反対面721eに枠体723及び隔壁724に沿う溝721bを形成し、天板721の接合面721dに、溝721bの位置に対向するように枠体723及び隔壁724に沿う溝721cを形成しても良い。溝722cの幅及び溝721cの幅は、隔壁724や枠体723の幅と同等かやや広く設定されている。溝722b、溝721bの幅は隔壁724や枠体723の肉厚よりも狭くても良い。そして、図11に示すように底板722を溶接する際には溝722cに枠体723及び隔壁724を嵌め込んで、溶接トーチ701が底板722の溝722cの反対側に位置する溝722bに向けてプラズマアーク711を放出する。底板722、枠体723及び隔壁724はプラズマアーク711によって加熱されて、枠体723と底板722との当接部及び隔壁724と底板722との当接部が溶融されることによって底板722の縁部に枠体723に溶接し、底板722の溝722cで隔壁724に溶接する。なお、底板722と枠体723との溶接箇所及び底板722と隔壁724との溶接箇所には、蝋材が介在されていてもよく、その場合、蝋材は底板722、枠体723及び隔壁724よりも融点が低い方が迅速に溶解するので底板722、枠体723及び隔壁724を加熱し過ぎなくて済み、底板722、枠体723及び隔壁724の歪みを抑えることができる。蝋材を用いる場合は底板722、枠体723、及び隔壁724を必ずしも溶融する必要はない。溶接トーチ701の先端のプラズマアーク711で溝722bに沿って溝722bをなぞるよう、底板722、枠体723及び隔壁724に対して溶接トーチ701を相対的に移動させる。   Further, as shown in FIG. 10, before welding, a groove 722b is formed along the frame body 723 and the partition wall 724 on the opposite surface 722e of the joining surface 722d of the bottom plate 722, and the groove 722b of the joining surface 722d of the bottom plate 722 is formed. A groove 722c along the frame body 723 and the partition wall 724 is formed so as to face the position, and a groove 721b along the frame body 723 and the partition wall 724 is formed on the surface 721e opposite to the joint surface 721d of the top plate 721, A groove 721c along the frame body 723 and the partition 724 may be formed on the joint surface 721d of the top plate 721 so as to face the position of the groove 721b. The width of the groove 722c and the width of the groove 721c are set to be equal to or slightly wider than the widths of the partition wall 724 and the frame body 723. The width of the groove 722b and the groove 721b may be narrower than the thickness of the partition wall 724 and the frame body 723. 11, when the bottom plate 722 is welded, the frame body 723 and the partition wall 724 are fitted into the groove 722c, and the welding torch 701 faces the groove 722b located on the opposite side of the groove 722c of the bottom plate 722. A plasma arc 711 is emitted. The bottom plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724 are heated by the plasma arc 711, and the contact portion between the frame body 723 and the bottom plate 722 and the contact portion between the partition wall 724 and the bottom plate 722 are melted. And welded to the partition wall 724 through the groove 722 c of the bottom plate 722. It should be noted that a wax material may be interposed at the welding point between the bottom plate 722 and the frame body 723 and the welding point between the bottom plate 722 and the partition wall 724, and in that case, the wax material is the bottom plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724. If the melting point is lower than the melting point, the base plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724 need not be heated excessively, and the distortion of the bottom plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724 can be suppressed. In the case of using a wax material, it is not always necessary to melt the bottom plate 722, the frame 723, and the partition 724. The welding torch 701 is moved relative to the bottom plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724 so that the plasma arc 711 at the tip of the welding torch 701 traces the groove 722b along the groove 722b.

そして、天板721を溶接する際には枠体723及び隔壁724に溝722cに嵌め込んで、溶接トーチ701が天板721の溝721cの反対側に位置する溝721bに向けてプラズマアーク711を放出する。天板721、枠体723及び隔壁724はプラズマアーク711によって加熱されて、枠体723と天板721との当接部及び隔壁724と天板721との当接部が溶融されることによって天板721の縁部に枠体723に溶接し、天板721の溝721cで隔壁724に溶接する。なお、天板721と枠体723との溶接箇所及び天板721と隔壁724との溶接箇所には、蝋材が介在されていてもよく、その場合、蝋材は天板721、枠体723及び隔壁724よりも融点が低い方が迅速に溶解するので天板721、枠体723及び隔壁724を加熱し過ぎなくて済み、天板721、枠体723及び隔壁724の歪みを抑えることができる。蝋材を用いる場合は天板721、枠体723、及び隔壁724を必ずしも溶融する必要はない。溶接トーチ701の先端のプラズマアーク711で溝721bに沿って溝721bをなぞるよう、天板721、底板722、枠体723及び隔壁724に対して溶接トーチ701を相対的に移動させる。   When the top plate 721 is welded, the groove 722c is fitted into the frame body 723 and the partition wall 724, and the welding torch 701 directs the plasma arc 711 toward the groove 721b located on the opposite side of the groove 721c of the top plate 721. discharge. The top plate 721, the frame body 723, and the partition wall 724 are heated by the plasma arc 711, and the contact portion between the frame body 723 and the top plate 721 and the contact portion between the partition wall 724 and the top plate 721 are melted. The frame 723 is welded to the edge of the plate 721, and is welded to the partition wall 724 through the groove 721 c of the top plate 721. It should be noted that a wax material may be interposed at the welding location between the top plate 721 and the frame body 723 and the welding location between the top plate 721 and the partition wall 724, and in that case, the wax material is the top plate 721 and the frame body 723. Since the melting point is lower than that of the partition wall 724, the top plate 721, the frame body 723, and the partition wall 724 do not need to be heated excessively, and distortion of the top plate 721, the frame body 723, and the partition wall 724 can be suppressed. . In the case of using a wax material, the top plate 721, the frame body 723, and the partition wall 724 are not necessarily melted. The welding torch 701 is moved relative to the top plate 721, the bottom plate 722, the frame body 723, and the partition wall 724 so that the plasma arc 711 at the tip of the welding torch 701 traces the groove 721b along the groove 721b.

以上のように、天板721、底板722に溝721b,722bや溝721c,722cを形成することで、溶接に必要なエネルギーを抑えられ、天板721、底板722の歪みを抑えることができる。   As described above, by forming the grooves 721b and 722b and the grooves 721c and 722c in the top plate 721 and the bottom plate 722, energy required for welding can be suppressed, and distortion of the top plate 721 and the bottom plate 722 can be suppressed.

また、上述の説明では枠体723及び隔壁724を型彫り放電加工によって作成したが、溶接トーチ701を用いたマイクロプラズマ溶接方法によって枠体723及び隔壁724を組み立てても良い。つまり、四つの薄板を矩形枠状に組むに際してそれぞれの角部をマイクロプラズマアーク溶接方法によって溶接することで枠体723を作成し、更に枠体723の四つの側壁のうち2つの側壁の内面に隔壁724をマイクロプラズマアーク溶接方法によって溶接する。   In the above description, the frame body 723 and the partition wall 724 are formed by die-sinking electric discharge machining, but the frame body 723 and the partition wall 724 may be assembled by a microplasma welding method using a welding torch 701. That is, when assembling four thin plates into a rectangular frame shape, each corner is welded by a microplasma arc welding method to create a frame body 723, and further, on the inner surface of two side walls of the four side walls of the frame body 723 The partition wall 724 is welded by a microplasma arc welding method.

〔応用例〕
上述のマイクロプラズマアーク溶接方法は、図12、図13に示されたマイクロリアクタモジュール1の製造方法に用いることができる。
[Application example]
The above-described microplasma arc welding method can be used in the method of manufacturing the microreactor module 1 shown in FIGS.

ここで、マイクロリアクタモジュール1について簡単に説明する。このマイクロリアクタモジュール1は、ベースプレート102、下部枠104、中部枠106、燃焼器プレート108、上部枠110、蓋プレート112を積層してなる高温反応部4と、ベースプレート28、下部枠30、中部枠32、上部枠34及び蓋プレート36を積層した低温反応部6と、高温反応部4と低温反応部6との間に架設された連結管8と、低温反応部6の下面に連結した多管材10と、多管材10の周りにおいて積層された燃焼器プレート12と、低温反応部6の下面にパターニングされた電熱線170と、低温反応部6から連結管8、高温反応部4にかけての下面にパターニングされた電熱線172と、低温反応部6の下面から燃焼器プレート12の外面にかけてパターニングされた電熱線174とを備える。   Here, the microreactor module 1 will be briefly described. The microreactor module 1 includes a base plate 102, a lower frame 104, a middle frame 106, a combustor plate 108, an upper frame 110, a lid plate 112, a high temperature reaction unit 4, a base plate 28, a lower frame 30, and a middle frame 32. The low temperature reaction part 6 in which the upper frame 34 and the lid plate 36 are laminated, the connecting pipe 8 laid between the high temperature reaction part 4 and the low temperature reaction part 6, and the multi-tube 10 connected to the lower surface of the low temperature reaction part 6. And a combustor plate 12 stacked around the multi-tubular material 10, a heating wire 170 patterned on the lower surface of the low temperature reaction unit 6, and a patterning on the lower surface from the low temperature reaction unit 6 to the connecting pipe 8 and the high temperature reaction unit 4. And a heating wire 174 patterned from the lower surface of the low-temperature reaction section 6 to the outer surface of the combustor plate 12.

燃焼器プレート12が接合されて接合面に流路が形成されているが、気体燃料と空気の混合気が多管材10を通って燃焼器プレート12の流路に流れ込み、その流路において触媒燃焼が起こる。また、多管材10に液体燃料と水の混合液が供給されるが、燃焼器プレート12における燃焼熱や電熱線174によって混合液が気化する。気化した燃料と水の混合気はベースプレート28の流路、連結管8を通って高温反応部4の下部の内側に送られる。高温反応部4の下部はベースプレート102、下部枠104、中部枠106を積層したものであるが、これらの積層体の内側に流路が形成され、その流路を混合気が流れて水素等が触媒反応により生成される。この触媒反応には熱が必要だが、電熱線172や燃焼器プレート108から熱エネルギーが供給される。ここで、燃焼器プレート108が上部枠110と接合することでその接合面に燃焼室が形成され、気体燃料と空気の混合気が多管材10、ベースプレート28の流路、連結管8を通って燃焼室に供給され、燃焼室において触媒燃焼が起こる。   Although the combustor plate 12 is joined and a flow path is formed on the joint surface, a mixture of gaseous fuel and air flows into the flow path of the combustor plate 12 through the multi-tubular material 10, and catalytic combustion occurs in the flow path. Happens. In addition, a liquid mixture of liquid fuel and water is supplied to the multi-pipe material 10, but the liquid mixture is vaporized by the combustion heat in the combustor plate 12 and the heating wire 174. The vaporized fuel / water mixture is sent to the inside of the lower part of the high temperature reaction section 4 through the flow path of the base plate 28 and the connecting pipe 8. The lower part of the high-temperature reaction unit 4 is a stack of the base plate 102, the lower frame 104, and the middle frame 106. A flow path is formed inside these stacked bodies, and an air-fuel mixture flows through the flow path to generate hydrogen or the like. Produced by catalytic reaction. Although heat is required for this catalytic reaction, heat energy is supplied from the heating wire 172 or the combustor plate 108. Here, when the combustor plate 108 is joined to the upper frame 110, a combustion chamber is formed on the joining surface, and a mixture of gaseous fuel and air passes through the multi-tube member 10, the flow path of the base plate 28, and the connecting pipe 8. Supplyed to the combustion chamber, catalytic combustion occurs in the combustion chamber.

ベースプレート102、下部枠104、中部枠106の積層体から混合気が更に上部枠110の内側に送られる。上部枠110の内側には複数の隔壁109が設けられ、上部枠110の上側開口が蓋プレート112によって閉塞されることによって上部枠110の内側に流路が形成される。上部枠110の内側に送られた混合気は上部枠110の内側の流路を流れて水素等が触媒反応により生成される。そして、水素等を含む混合気が連結管8を通って低温反応部6の内側に送られる。   The air-fuel mixture is further sent to the inside of the upper frame 110 from the laminated body of the base plate 102, the lower frame 104, and the middle frame 106. A plurality of partition walls 109 are provided inside the upper frame 110, and a flow path is formed inside the upper frame 110 by closing the upper opening of the upper frame 110 by the lid plate 112. The air-fuel mixture sent to the inside of the upper frame 110 flows through the flow path inside the upper frame 110, and hydrogen and the like are generated by a catalytic reaction. Then, an air-fuel mixture containing hydrogen or the like is sent to the inside of the low temperature reaction part 6 through the connecting pipe 8.

低温反応部6はベースプレート28、下部枠30、中部枠32、上部枠34、蓋プレート36を積層したものであるが、これらの積層体の内側に流路が形成され、その流路を混合気が流れて混合気中の一酸化炭素が選択的に酸化される。一酸化炭素の選択酸化反応は室温よりも高い温度で起こるので、低温反応部6が電熱線170や燃焼器プレート12によって加熱される。低温反応部6で一酸化炭素を除去した水素リッチガスが多管材10を通って燃料電池の燃料極に供給される。燃料電池では酸素極に空気が供給され、酸素と水素の電気化学反応により電気エネルギーが生成される。   The low-temperature reaction unit 6 is formed by laminating a base plate 28, a lower frame 30, a middle frame 32, an upper frame 34, and a lid plate 36. A flow path is formed inside these laminated bodies, and the flow path is mixed with the mixed gas. Flows to selectively oxidize carbon monoxide in the air-fuel mixture. Since the selective oxidation reaction of carbon monoxide occurs at a temperature higher than room temperature, the low temperature reaction part 6 is heated by the heating wire 170 or the combustor plate 12. Hydrogen-rich gas from which carbon monoxide has been removed in the low-temperature reaction section 6 is supplied to the fuel electrode of the fuel cell through the multi-tube material 10. In a fuel cell, air is supplied to an oxygen electrode, and electric energy is generated by an electrochemical reaction between oxygen and hydrogen.

高温反応部4、低温反応部6、連結管8は断熱パッケージ内に収容されているが、断熱パッケージ内が真空圧とされているので、断熱効果が高くなっている。また、断熱パッケージ内にはゲッター材188が設けられ、リード線192,194、配線190を通じてゲッター材188のヒータに電圧を印加すると、ゲッター材188が活性化して、断熱パッケージ内の真空度が高まる。リード線192,194のほかにも何本かリード線が設けられているが、リード線176,178は電熱線170に接続され、リード線180,182は電熱線172に接続され、リード線184,186は電熱線174に接続されている。   Although the high temperature reaction part 4, the low temperature reaction part 6, and the connection pipe 8 are accommodated in the heat insulation package, since the inside of the heat insulation package is made into the vacuum pressure, the heat insulation effect is high. Further, a getter material 188 is provided in the heat insulation package, and when a voltage is applied to the heater of the getter material 188 through the lead wires 192 and 194 and the wiring 190, the getter material 188 is activated and the degree of vacuum in the heat insulation package is increased. . In addition to the lead wires 192 and 194, several lead wires are provided. The lead wires 176 and 178 are connected to the heating wire 170, the lead wires 180 and 182 are connected to the heating wire 172, and the lead wire 184 is connected. , 186 are connected to the heating wire 174.

このマイクロリアクタモジュール1を製造するために上述のようなマイクロプラズマアーク溶接方法を用いるが、特に蓋プレート112を上部枠110に接合する時や蓋プレート36を上部枠34に接合する時に上述のマイクロプラズマアーク溶接方法を用いる。   In order to manufacture the microreactor module 1, the above-described microplasma arc welding method is used. In particular, when the lid plate 112 is joined to the upper frame 110 or when the lid plate 36 is joined to the upper frame 34, the above-mentioned microplasma is used. Use arc welding method.

ここで、蓋プレート36,112が上述の天板721又は底板722に対応し、上部枠34,110が上述の枠体723に対応し、隔壁33,109が隔壁724に対応する。つまり、上部枠34の開口を蓋プレート36で覆い、蓋プレート36の上から溶接トーチ701の先端のプラズマアーク711で上部枠34及び隔壁33をなぞることで、蓋プレート36を上部枠34に接合することができ、上部枠110の開口を蓋プレート112で覆い、蓋プレート112の上から溶接トーチ701の先端のプラズマアーク711で上部枠110及び隔壁109をなぞることで、蓋プレート112を上部枠110に接合することができる。   Here, the lid plates 36 and 112 correspond to the top plate 721 or the bottom plate 722 described above, the upper frames 34 and 110 correspond to the frame body 723 described above, and the partition walls 33 and 109 correspond to the partition walls 724. That is, the opening of the upper frame 34 is covered with the lid plate 36, and the upper frame 34 and the partition wall 33 are traced by the plasma arc 711 at the tip of the welding torch 701 from above the lid plate 36, thereby joining the lid plate 36 to the upper frame 34. The opening of the upper frame 110 is covered with the lid plate 112, and the upper frame 110 and the partition wall 109 are traced from above the lid plate 112 with the plasma arc 711 at the tip of the welding torch 701, so that the lid plate 112 is 110 can be joined.

溶接装置の概略図である。It is the schematic of a welding apparatus. マイクロリアクタの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a microreactor. 図2のマイクロリアクタの製造工程を順に示した断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view sequentially illustrating manufacturing steps of the microreactor of FIG. 2. マイクロリアクタの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a microreactor. 図4のマイクロリアクタの製造方法を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing method of the microreactor of FIG. マイクロリアクタの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a microreactor. 図6のマイクロリアクタの製造方法を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing method of the microreactor of FIG. マイクロリアクタの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a microreactor. 図8のマイクロリアクタの製造方法を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing method of the microreactor of FIG. マイクロリアクタの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a microreactor. 図10のマイクロリアクタの製造方法を示した断面図である。It is sectional drawing which showed the manufacturing method of the microreactor of FIG. 斜め下から示したマイクロリアクタモジュールの斜視図である。It is a perspective view of the micro reactor module shown from diagonally below. マイクロリアクタモジュールの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of a micro reactor module. 従来の溶接方法を示した図面である。It is the figure which showed the conventional welding method.

符号の説明Explanation of symbols

1 マイクロリアクタモジュール
33、109 隔壁
34、110 上部枠
36、112 蓋プレート
701 溶接トーチ
711 プラズマアーク
721 天板
722 底板
723 枠体
724 隔壁
721a、722a 切り込み
721b、722b 溝
721c、722c 溝
1 Microreactor module 33, 109 Bulkhead 34, 110 Upper frame 36, 112 Lid plate 701 Welding torch 711 Plasma arc 721 Top plate 722 Bottom plate 723 Frame body 724 Bulkhead 721a, 722a Cut 721b, 722b Groove 721c, 722c Groove

Claims (11)

板状の第1の被加工材の一方の面に板状の第2の被加工材を立てた状態で当接させ、前記第1の被加工材の前記一方の面の反対側の面にプラズマアークを噴出することで前記第1の被加工材に前記第2の被加工材を立てた状態で溶接することを特徴とするプラズマアーク溶接方法。   The plate-like second workpiece is brought into contact with one surface of the plate-like first workpiece, and the first workpiece is opposite to the one surface of the first workpiece. A plasma arc welding method, wherein welding is performed in a state where the second workpiece is raised on the first workpiece by ejecting a plasma arc. 前記第2の被加工材が前記第1の被加工材に当接する箇所に沿うよう切り込みが前記第1の被加工材に形成され、前記切り込みに向けて前記プラズマアークを噴出することを特徴とする請求項1に記載のプラズマアーク溶接方法。   A notch is formed in the first workpiece so that the second workpiece is in contact with the first workpiece, and the plasma arc is ejected toward the notch. The plasma arc welding method according to claim 1. 前記第2の被加工材が前記第1の被加工材に当接する前記一方の面の箇所に沿うよう溝が前記第1の被加工材の前記反対側の面に形成され、前記溝に向けて前記プラズマアークを噴出することを特徴とする請求項1に記載のプラズマアーク溶接方法。   A groove is formed on the opposite surface of the first workpiece so that the second workpiece is in contact with the first surface where the second workpiece contacts the first workpiece. The plasma arc welding method according to claim 1, wherein the plasma arc is ejected. 前記第2の被加工材が前記第1の被加工材に当接する箇所に沿うように溝が前記第1の被加工材の前記一方の面に形成され、前記第1の被加工材の前記反対側の面のうち前記溝に対応する箇所に向けて前記プラズマアークを噴出することを特徴とする請求項1又は3に記載のプラズマアーク溶接方法。   A groove is formed on the one surface of the first workpiece so that the second workpiece is in contact with the first workpiece, and the groove of the first workpiece is 4. The plasma arc welding method according to claim 1, wherein the plasma arc is ejected toward a position corresponding to the groove on the opposite surface. 5. 前記溝に前記第2の被加工材を嵌め込んだ状態で前記プラズマアークを噴出することを特徴とする請求項4に記載のプラズマアーク溶接方法。   The plasma arc welding method according to claim 4, wherein the plasma arc is ejected in a state where the second workpiece is fitted in the groove. 請求項1から5の何れか一項に記載のプラズマアーク溶接方法を用いてマイクロリアクタを製造することを特徴とするマイクロリアクタの製造方法。   A microreactor manufacturing method, characterized in that a microreactor is manufactured using the plasma arc welding method according to any one of claims 1 to 5. 内面に隔壁が設けられた枠体の開口を板材で蓋をするよう前記枠体に前記板材を重ねる工程と、
前記板材に関して前記枠体及び前記隔壁の反対側から前記板材にプラズマアークを噴出することで前記枠体及び前記隔壁を前記板材に溶接する工程と、を含むことを特徴とするマイクロリアクタの製造方法。
A step of stacking the plate on the frame so as to cover the opening of the frame provided with a partition wall on the inner surface with the plate;
And a step of welding the frame and the partition to the plate by ejecting a plasma arc to the plate from the opposite side of the frame and the partition with respect to the plate.
前記隔壁が前記板材に当接する箇所に沿うよう切り込みが前記板材に形成され、前記切り込みに向けて前記プラズマアークを噴出することで前記隔壁を前記板材に溶接することを特徴とする請求項7に記載のマイクロリアクタの製造方法。   The notch is formed in the plate material so that the partition wall is in contact with the plate material, and the plasma arc is ejected toward the notch to weld the partition wall to the plate material. A method for producing the microreactor as described. 前記枠体及び前記隔壁が前記板材に当接する箇所に沿うよう溝が前記板材の前記枠体とは反対側の面に形成され、前記溝に向けて前記プラズマアークを噴出することで前記枠体及び前記隔壁を前記板材に溶接することを特徴とする請求項7に記載のマイクロリアクタの製造方法。   A groove is formed on the surface of the plate opposite to the frame so that the frame and the partition come into contact with the plate, and the plasma arc is ejected toward the groove to eject the plasma arc. The method for manufacturing a microreactor according to claim 7, wherein the partition wall is welded to the plate member. 前記枠体及び前記隔壁が前記板材に当接する箇所に沿うよう溝が前記板材の前記枠対側の面に形成され、前記板材の前記枠体とは反対側の面のうち前記溝に対応する箇所に向けて前記プラズマアークを噴出することで前記枠体及び前記隔壁を前記板材に溶接することを特徴とする請求項7又は9に記載のマイクロリアクタの製造方法。   A groove is formed on the surface of the plate material on the side opposite to the frame so that the frame body and the partition wall are in contact with the plate material, and corresponds to the groove on the surface of the plate material opposite to the frame body. 10. The method of manufacturing a microreactor according to claim 7, wherein the frame body and the partition wall are welded to the plate member by ejecting the plasma arc toward a place. 前記溝に前記枠体及び前記隔壁を嵌め込んだ状態で前記プラズマアークを噴出することを特徴とする請求項10に記載のマイクロリアクタの製造方法。   The method of manufacturing a microreactor according to claim 10, wherein the plasma arc is ejected in a state where the frame body and the partition wall are fitted in the groove.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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