JP2008063190A - 反応装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】リード線を通じた熱損失を極力抑えることができる反応装置及び電子機器を提供する。
【解決手段】反応装置１は、燃料と水から水素を生成する反応装置本体２と、反応装置本体２の表面に設けられたヒータ３，４と、反応装置本体２の表面に搭載された内部制御回路５と、反応装置本体２、ヒータ３，４及び内部制御回路５を収容した断熱パッケージ６とを備える。反応装置本体２は、高温反応部２１と、高温反応部２１よりも低い温度で動作する低温反応部２２と、高温反応部２１と低温反応部２２の間に架設された架橋部２３とを有する。内部制御回路５は低温反応部２２の表面に実装されている。内部制御回路５に接続されたリード線５１，５２が断熱パッケージ６を貫通して外に延出している。
【選択図】図１

Description

本発明は、反応物の反応を起こす反応装置、特に燃料から水素を生成する反応装置及び電子機器に関する。

近年では、エネルギー変換効率の高いクリーンな電源としての燃料電池を自動車や携帯機器などに搭載するため、燃料電池やその周辺技術の開発が進められている。燃料電池は、燃料と大気中の酸素を電気化学的に反応させて、化学エネルギーから電気エネルギーを直接取り出す装置である。

燃料電池に用いる燃料としては水素単体が挙げられるが、常温、常圧で気体であることによる取り扱いに問題がある。これに対して、アルコール類及びガソリンといった燃料を改質して水素を生成する改質型燃料電池では、燃料を液体の状態で容易に保存することができる。このような燃料電池においては、液体燃料及び水を気化させる気化器、気化された液体燃料と高温の水蒸気を反応させることによって、発電に必要な水素を取り出す改質器、改質反応の副生成物である一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去器等を備えた反応装置が必要となる（例えば、特許文献１参照）。

このような改質型燃料電池を小型化するために、気化器、改質器、一酸化炭素除去器を積み重ねたマイクロリアクタの開発が進められている（例えば、特許文献２参照）。気化器、改質器及び一酸化炭素除去器は高温で動作するので、特許文献２に記載されたマイクロリアクタには、複数の発熱体（１７）が設けられている。各発熱体に電極（１８）が形成され、電極を通じて発熱体に電圧を印加することによって発熱体が発熱する。
特開２００１−１１８５９５号公報 特開２００５−１３２７１２号公報

ところで、マイクロリアクタの熱の利用効率を高めるため、マイクロリアクタを断熱パッケージ内に収容することが行われている。各発熱体を発熱させるためには、それぞれの電極にリード線を接続し、各リード線を断熱パッケージに貫通させて断熱パッケージの外に延出させる。これにより、リード線を通じて発熱体に電圧を印加することができる。
しかし、断熱パッケージ内の熱がリード線を伝導して断熱パッケージの外に逃げてしまう。発熱体が複数あると、リード線も増えてしまい、リード線を通じた熱損失も無視できなくなる。
そこで、本発明は、リード線を通じた熱損失を極力抑えることができる反応装置及び電子機器を提供することを目的とする。

以上の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、反応装置において、燃料を改質する反応装置本体と、前記反応装置本体に設けられた複数のヒータと、前記複数のヒータに導通し、前記複数のヒータを制御する内部制御回路と、前記反応装置本体、前記複数のヒータ及び前記内部制御回路を収容した断熱パッケージと、を備えることを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の反応装置において、前記内部制御回路が前記反応装置本体に実装されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の反応装置において、前記内部制御回路に接続されたリード線が前記断熱パッケージを貫通して前記断熱パッケージの外に延出していることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１から３の何れか一項に記載の反応装置において、前記反応装置本体が、燃料と水の改質反応により水素を生成する改質器を有する高温反応部と、前記改質器で副生された一酸化炭素を選択酸化反応により除去する一酸化炭素除去器を有するとともに前記高温反応部よりも低温で動作する低温反応部と、を有し、前記内部制御回路が前記低温反応部の表面に実装されていることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の反応装置において、前記反応装置本体が、前記高温反応部と前記低温反応部の間に架設された架橋部を更に有し、前記複数のヒータのうち何れかのヒータの両端が前記内部制御回路に接続され、そのヒータが前記低温反応部から前記架橋部を経由して前記高温反応部にわたって設けられ、前記複数のヒータのうち別のヒータの両端が前記内部制御回路に接続され、そのヒータが前記低温反応部に設けられていることを特徴とする。

請求項６に係る発明は、電子機器において、請求項１から５のいずれか一項に記載の反応装置と、前記反応装置からの改質生成物によって発電する燃料電池と、前記燃料電池から供給される電力によって動作する電子機器本体と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、内部制御回路が断熱パッケージ内に収容され、複数のヒータが内部制御回路に導通しているので、内部制御回路に接続したリード線を断熱パッケージから導出させるだけで、リード線及び内部制御回路を通じて各ヒータを制御することができる。各ヒータにリード線を接続せずとも済み、断熱パッケージを貫通するリード線は内部制御回路に接続されたリード線だけであるから、熱損失を抑えることができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。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。

図１は、本発明の実施形態における反応装置１の分解斜視図である。
この反応装置１は、燃料容器８１及び燃料電池８２とともに電子機器１０１に搭載されている。電子機器１０１は図６に示すように、発電モジュール８７と、発電モジュール８７から供給される電力によって動作する負荷８５と、を備えており、負荷８５となる電子機器本体としては、例えばノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、電子手帳、腕時計、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、ゲーム機器、遊技機等の携帯電子機器がある。

発電モジュール８７は、反応装置１と、反応装置１で改質された水素によって発電する燃料電池８２と、燃料電池８２の出力を規格化して出力するＤＣ−ＤＣコンバータ８３と、二次電池８４と、後述する内部制御回路５を断熱パッケージ６の外から制御する外部制御回路８６と、を備え、内部に燃料容器８１が着脱自在に収容できるスペースが設けられている。

燃料容器８１には、燃料（例えば、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル、ブタン、ガソリン等の組成に水素を含む化合物）と水が別々に又は混合した状態で貯留されている。燃料容器８１内の燃料と水はマイクロポンプ等によって反応装置１に送られ、反応装置１内の気化工程、改質工程、一酸化炭素除去工程を経ることで水素等が生成され、生成された水素が燃料電池８２に送られる。燃料電池８２は電子機器を動作させるための電源として用いられ、燃料電池８２では水素と酸素の電気化学反応により電気が取り出される。

図１に示すように、反応装置１は、燃料と水から水素を生成する反応装置本体２と、反応装置本体２の表面に設けられたヒータ３，４と、反応装置本体２の表面に搭載された内部制御回路５と、反応装置本体２、ヒータ３，４及び内部制御回路５を収容した断熱パッケージ６とを備える。

断熱パッケージ６は、下面が開口した直方体箱状のケース１１と、ケース１１の下面開口を閉塞してケース１１に接合されたプレート１２とを備える。ケース１１及びプレート１２は何れも、ガラス、セラミックといった断熱材又はステンレス鋼等といった金属材料からなる。断熱パッケージ６の内側は減圧雰囲気で好ましくは内圧が１Ｐａ以下とされている。この断熱パッケージ６の内面には、アルミニウム、金といった金属反射膜が成膜され、反応装置本体２やヒータ３，４から発した熱線・電磁波等の輻射が金属反射膜によって反射され、このような反射によって輻射による熱損失が抑制されている。

反応装置本体２は、３００℃〜４００℃の高温で動作する高温反応部２１と、高温反応部２１よりも低い温度（１４０℃〜２００℃）で動作する低温反応部２２と、高温反応部２１と低温反応部２２の間に架設された架橋部２３とを有する。高温反応部２１、低温反応部２２及び架橋部２３は、主にＳＵＳ３０４等のステンレス製の板で形成されている。

低温反応部２２の下面には、気化器用管材２４と、気化器用管材２４よりも細い管材２５〜２９とが連結されており、気化器用管材２４及び管材２５〜２９は断熱パッケージ６の下面を貫通して、断熱パッケージ６の外へ延出している。プレート１２に形成された貫通孔７４〜７９は、それぞれ気化用管材２４、管材２５〜２９を通す穴である。また、反応装置本体２が気化器用管材２４及び管材２５〜２９によって支えられ、反応装置本体２が断熱パッケージ６の内面から離れている。気化器用管材２４及び管材２５〜２９はいずれも、ＳＵＳ３０４等のステンレス製であり、気化用管材２４及び管材２５〜２９は、気化器用管材２４を中心に等間隔で離間しているが、比較的プレート１２の中央部に局在している。

気化器用管材２４は、外部から反応装置本体２へ燃料と水の混合液を気化して導入するための管である。管材２８は、外部から反応装置本体２へ空気を導入するための管である。管材２５は、反応装置本体２において燃料と水から生成された生成物（Ｈ₂等）を外部へ排出するための管である。管材２７及び管材２９は、外部から反応装置本体２へ空気と気体燃料（例えば、水素ガス、メタノールガス等）の混合気を導入するための管である。管材２６は、反応装置本体２において空気と気体燃料の燃焼により生じた排ガスを外部へ排出するための管である。

図２は、反応装置本体２を機能ごとに分けた場合の概略側面図である。図２に示すように、高温反応部２１は改質器３０及び第二燃焼器３１を有し、低温反応部２２は一酸化炭素除去器３２を有する。低温反応部２２の下面には第一燃焼器３３と気化器３４が設けられている。

図３は、反応装置本体２の分解斜視図である。図３に示すように、反応装置本体２は、高温反応部２１と低温反応部２２との間が絞られた幅狭の部分を有するベースプレート４１にベースプレート４１と同様な平面形状の平板４２を張り合わせて接合し、箱体４３の内側に波形板４４を収容し、その箱体４３をベースプレート４１と平板４２の接合体のうち一方の幅広の部分に被せて接合し、別の箱体４５の内側に波形板４６、平板４７及び波形板４８を積み重ねるように収容し、その箱体４５を他方の幅広の部分に被せて接合したものである。

高温反応部２１は、波形板４４が収容された箱体４３をベースプレート４１と平板４２の接合体のうち一方の幅広の部分に被せて接合したものである。低温反応部２２は、波形板４６、平板４７及び波形板４８が収容された箱体４５をベースプレート４１と平板４２の接合体のうち他方の幅広の部分に被せて接合したものである。架橋部２３は、ベースプレート４１の中央部で括れた部分と、平板４２の中央部で括れた部分とを接合したものである。

気化器３４は、気化器用管材２４の中に吸液材を充填したものである。吸液材は、例えばフェルト材、セラミック多孔質材、繊維材、カーボン多孔質材などのように毛管現象により液体を吸収するものである。この気化器３４においては、気化器用管材２４に供給された燃料と水の混合液が吸液材に吸収され、吸収された混合液が第一燃焼器３３の熱やヒータ４の熱、架橋部２３、一酸化炭素除去器３２を介したヒータ３や第二燃焼器の熱によって気化する。

ベースプレート４１の上面（平板４２との接合面）には、気化器用管材２４との連結領域から架橋部２３を通って改質器３０にまで至る溝が凹設されており、気化器３４で気化した水と燃料の混合気がその溝を通って改質器３０に送られる。波形板４４が隔壁として箱体４３に収容されることによって改質器３０の流路が形成され、波形板４４の表面や箱体４３の内面に改質用触媒（例えば、燃料がメタノールの場合、Ｐｄ／ＺｎＯ系触媒）が担持されている。

改質器３０は、気化した水と燃料から水素ガス等を改質用触媒による改質反応により生成し、更に微量ながら一酸化炭素ガスを生成する。燃料がメタノールの場合には、次式（１）、（２）のような化学反応が改質器３０で起こる。なお、水素が生成される反応は吸熱反応であり、その反応には第二燃焼器３１等の熱が用いられる。

ＣＨ₃ＯＨ＋Ｈ₂Ｏ→３Ｈ₂＋ＣＯ₂ …（１）
Ｈ₂＋ＣＯ₂→Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ …（２）

また、ベースプレート４１の上面には、改質器３０から架橋部２３を通って一酸化炭素除去器３２にまで至る溝が凹設されており、改質器３０で生成された水素、一酸化炭素等の混合気がその溝を通って一酸化炭素除去器３２に送られる。更に、ベースプレート４１の上面には、管材２８から一酸化炭素除去器３２にまで至る溝が凹設されており、管材２８に導入された空気がその溝を通って一酸化炭素除去器３２に送られる。波形板４６、平板４７及び波形板４８が隔壁として箱体４５に収容されることによって一酸化炭素除去器３２の流路が形成され、波形板４６、平板４７及び波形板４８の表面や箱体４５の内面に選択酸化用触媒（例えば、白金）が担持されている。

一酸化炭素除去器３２は、改質器３０の改質の過程で副生成物として生成された一酸化炭素を選択酸化用触媒により優先的に酸化させることで、一酸化炭素を選択的に除去する。一酸化炭素が酸化する選択酸化反応は、発熱反応である。

また、ベースプレート４１の上面のうち一酸化炭素除去器３２の下側の部分には、一酸化炭素除去器３２から管材２５にまで至る溝が凹設されており、一酸化炭素除去器３２により一酸化炭素を除去した混合気体がその溝を通って管材２５に送られる。管材２５が燃料電池８２の燃料極に接続されており、反応装置本体２の内部で生成された水素等の混合気体が管材２５により燃料電池８２の燃料極に送られる。一方、外部の空気が燃料電池８２の酸素極に送られる。燃料電池８２は、燃料極と、酸素極と、燃料極と酸素極との間に挟まされた電解質膜とから構成される。燃料電池８２においては、燃料極に供給された混合気体中の水素が電解質膜を介して、酸素極に供給された空気中の酸素と電気化学反応することによって、燃料極と酸素極との間で電力が生じる。なお、燃料電池８２の電解質膜が水素イオン透過性の電解質膜（例えば、固体高分子電解質膜）の場合には、燃料極では次式（３）のような反応が起き、燃料極で生成された水素イオンが電解質膜を透過し、酸素極では次式（４）のような反応が起こる。
Ｈ₂→２Ｈ⁺＋２ｅ^- …（３）
２Ｈ⁺＋１／２Ｏ₂＋２ｅ^-→Ｈ₂Ｏ …（４）

また、燃料電池８２の燃料極には、管材２７及び管材２９が連結されている。燃料電池８２の燃料極で電気化学反応せずに残った水素ガス等が空気と混合されて、管材２７及び管材２９に送られる。

また、ベースプレート４１の上面には、管材２９から架橋部２３を通って第二燃焼器３１にまで至る溝が凹設されており、管材２９に導入された水素ガスと空気等の混合気体がその溝を通って第二燃焼器３１に送られる。ベースプレート４１の上面のうち改質器３０の下側の部分には、第二燃焼器３１の燃焼室が凹設され、その燃焼室の壁面に燃焼用触媒（例えば、白金）が担持されている。第二燃焼器３１は、水素ガスと酸素を燃焼用触媒による触媒反応により燃焼させ、燃焼熱を発生させる。第二燃焼器３１で発生した燃焼熱が改質器３０に伝熱したり、架橋部２３を通って低温反応部２２に伝熱したりする。

また、ベースプレート４１の上面には、第二燃焼器３１から架橋部２３を通って管材２６にまで至る溝が凹設されており、第二燃焼器３１において水素の燃焼等により生成された排ガスがその溝を通って管材２６に送られ、管材２６から外部に排出される。

また、ベースプレート４１の上面のうち一酸化炭素除去器３２の下側の部分には、管材２７から第一燃焼器３３にまで至る溝が形成されており、管材２７に導入された水素ガスと空気等の混合気体がその溝を通って第一燃焼器３３に送られる。

第一燃焼器３３は気化器用管材２４を囲繞して低温反応部２２に下面に接合されており、その接合面には第一燃焼器３３の燃焼室が凹設され、その燃焼室の壁面に燃焼用触媒（例えば、白金）が担持されている。第一燃焼器３３は、水素ガスと酸素を燃焼用触媒による触媒反応により燃焼させ、燃焼熱を発生させる。第一燃焼器３３で発生した燃焼熱が気化器３４及び一酸化炭素除去器３２に伝熱する。

ベースプレート４１の上面のうち一酸化炭素除去器３２の下側の部分には、第一燃焼器３３から管材２６にまで至る溝が凹設されており、第一燃焼器３３において水素の燃焼等により生成された排ガスがその溝を通って管材２６に送られ、管材２６から外部に排出される。

改質器３０の適正反応温度は、気化器３４の適正気化温度よりも高く、また一酸化炭素除去器３２の適正反応温度よりも高い。この温度差は、各部材の熱伝導率及び各部材の構造の設定と第一燃焼器３３に供給される水素ガスの量（換言すれば発熱量）及び第二燃焼器３１に供給される水素ガスの量（換言すれば発熱量）の制御によって維持することができる。このようにして、高温反応部２１と低温反応部２２との間で温度差が生じ、高温反応部２１が低温反応部２２よりも高温にすることができる。特に、反応装置本体２が断熱パッケージ６の内面から離れた状態で断熱パッケージ６内に収容され、高温反応部２１から低温反応部２２への熱伝導が架橋部２３に限られているので、高温反応部２１と低温反応部２２の温度差を大きくすることができ、高温反応部２１及び低温反応部２２を所望の温度で動作させることができる。

反応装置本体２の下面には、絶縁膜４９が成膜されている。この絶縁膜４９の代わりに、絶縁プレートが反応装置本体２の下面に貼着されても良い。なお、ベースプレート４１が電気絶縁体であれば、絶縁膜４９や絶縁プレートは無くとも良い。

図１、図３に示すように、絶縁膜４９にヒータ３，４がパターニングされている。ヒータ３は金といった電熱材（電気抵抗材）を蛇行した形状にパターニングしたものであり、ヒータ３はその温度の変化に応じてその電気抵抗が変化する特性を持ち、ヒータ３の電気抵抗値からそのときのヒータ３の温度を読み取る温度センサとしても機能する。具体的には、ヒータ３の電気抵抗は、温度の増加に対しほぼ線形の増加を示す。ヒータ３は、ヒータ３に接する絶縁膜４９（場合によってはベースプレート４１）と電熱材との間に密着性を向上するための単層或いは複数層の金属膜を介在させてもよい。

ヒータ３の両端部が低温反応部２２の下面にある。改質器３０を加熱するためのヒータ３は、その一端から中間部にかけて、低温反応部２２の下面から架橋部２３の下面を経由して高温反応部２１の下面に形成され、中間部から他端にかけて、高温反応部２１の下面から架橋部２３の下面を経由して低温反応部２２の下面に形成されている。

ヒータ４は金といった電熱材（電気抵抗材）を蛇行した形状にパターニングしたものであり、ヒータ４の全体が低温反応部２２の下面に形成されている。ヒータ４はその温度の変化に応じてその電気抵抗が変化する特性を持ち、ヒータ４の電気抵抗値からそのときのヒータ４の温度を読み取る温度センサとしても機能する。具体的には、ヒータ４の電気抵抗は、温度の増加に対しほぼ線形の増加を示す。ヒータ４は、ヒータ４に接する絶縁膜４９（場合によってはベースプレート４１）と電熱材との間に密着性を向上するための単層或いは複数層の金属膜を介在させてもよい。

ヒータ３の両端が内部制御回路５に接続され、ヒータ４の両端も内部制御回路５に接続され、この内部制御回路５は低温反応部２２の下面に表面実装されている。この内部制御回路５は入力端子が正電圧信号入力端子と負電圧信号入力端子の二つのみの耐熱性のＩＣチップであり、その耐熱温度は一酸化炭素除去器３２の加熱温度より高い。また、内部制御回路５にはリード線５１，５２が接続され、リード線５１，５２が断熱パッケージ６の下面を貫通して断熱パッケージ６の外に延出している。プレート１２に形成された貫通孔７１，７２はそれぞれリード線５１，５２を通す穴である。リード線５１，５２は断熱パッケージ６の外部で外部制御回路８６（図６に図示）に接続されている。

これらリード線５１，５２によって外部制御回路８６から内部制御回路５に入力電圧が印加され、内部制御回路５が動作し、内部制御回路５によってヒータ３，４の温度、ひいては改質器３０、一酸化炭素除去器３２、気化器３４の温度が制御される。図４に示すように、この内部制御回路５は、コントローラ６１と、アンプ機能付きのＡＤコンバータ６２と、アンプ機能付きのＤＡコンバータ６３と、アンプ機能付きのＤＡコンバータ６４と、アンプ機能付きのＡＤコンバータ６５とを有する。

コントローラ６１は、ＤＡコンバータ６３を介してヒータ３に流れる電流を制御するとともに、ＤＡコンバータ６４を介してヒータ４に流れる電流を制御する。コントローラ６１による処理の流れを図５に示す。

コントローラ６１によって指定された値の電流がＤＡコンバータ６３によってデジタル信号からアナログ信号に変換され、その指定された値の電流がＤＡコンバータ６３によりヒータ３に流れる（ステップＳ１）。また、ヒータ３に印加される電圧の値はＡＤコンバータ６２によってアナログ信号からデジタル信号に変換され、電圧の値がコントローラ６１にフィードバックされる（ステップＳ２）。コントローラ６１は、フィードバックされた電圧の値と指定した電流の値とに基づき、新たに指定値を求めてその指定値の電流をＤＡコンバータ６３を介してヒータ３に流す。具体的には、フィードバックされた電圧の値を指定した電流の値で除することで、ヒータ３の電気抵抗を求め（ステップＳ３）、ヒータ３の温度が電気抵抗に依存するので、そのヒータ３の電気抵抗からヒータ３の温度を求め（ステップＳ４）、目標温度とヒータ３の温度の差を求め（ステップＳ５）、その差を基に電流の増減量を求めて（ステップＳ６）、ヒータ３に流す電流をその増減量だけ増減させる。

コントローラ６１はヒータ４についても同様の制御を行う。つまり、コントローラ６１によって指定された値の電流がＤＡコンバータ６４によってデジタル信号からアナログ信号に変換され、その指定された値の電流がＤＡコンバータ６４によりヒータ４に流れる。また、ヒータ４に印加される電圧の値はＡＤコンバータ６５によってアナログ信号からデジタル信号に変換され、電圧の値がコントローラ６１にフィードバックされる。コントローラ６１はフィードバックされた電圧の値を指定した電流の値で除することで、ヒータ４の電気抵抗を求め、そのヒータ４の電気抵抗からヒータ４の温度を求め、目標温度とヒータ４の温度の差を求め、その差を基に電流の増減量を求めて、ヒータ３に流す電流をその増減量だけ増減させる。

上記のようなコントローラ６１によるヒータ３，４の温度制御には、ファジィ制御、ＰＩＤ制御等のアルゴリズムが用いられる。上記のようなコントローラ６１の処理は、燃料容器８１から水と燃料が反応装置本体２に送られている時であって、反応装置本体２で生成された水素と外部の酸素とから燃料電池８２によって発電が行われている時に行われる。

燃料電池８２から出力された電力は、図６に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ８３を介して電子機器本体である負荷８５に供給されてもよく、或いはＤＣ−ＤＣコンバータ８３を介していったん電荷として二次電池８４にチャージされ、必要に応じて二次電池８４からＤＣ−ＤＣコンバータ８３を経由して負荷８５に供給されてもよい。またＤＣ−ＤＣコンバータ８３は、外部制御回路８６が動作するのに必要な電力を供給している。
外部制御回路８６は、内部制御回路５のコントローラ６１が上述した演算処理をするために必要な制御信号をリード線５１，５２を介して内部制御回路５に出力し、さらに、燃料容器８１から液体燃料を取り込むポンプ、ＤＣ−ＤＣコンバータ８３及び二次電池８４等の発電モジュール８７内の制御を一括して行っている。

以上のように、本実施形態においては、リード線５１，５２がヒータ３，４の両端部からそれぞれ引き出されているのではなく、内部制御回路５から引き出されている。２個のヒータ３，４が断熱パッケージ６内にあったものとしても、リード線は４本ではなく、２本のリード線５１，５２が断熱パッケージ６（プレート１２に形成された貫通孔７１，７２）を貫通しており、本数が少なくなっている。そのため、断熱パッケージ６の熱が伝導する経路は、管材２４〜２９のほかリード線５１，５２だけであるので、熱損失を抑えることができ、また貫通孔の数が減るので貫通孔から気体がリークする要因が減り、断熱パッケージ６内の圧力を維持しやすい。

また、内部制御回路５が比較的低温な低温反応部２２の表面に実装されているので、内部制御回路５の耐熱性がそれ程高くなくても良い。そのため、内部制御回路５の選択範囲が広く、様々なチップを内部制御回路５として用いることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の改良及び設計の変更をおこなっても良い。

上記実施形態ではヒータ３，４が反応装置本体２の表面に設けられていたが、ヒータ３が反応装置本体２の内部において改質器３０及び第二燃焼器３１の流路に露出するように設けられ、ヒータ４が反応装置本体２の内部において一酸化炭素除去器３２に露出するように設けられていても良い。

また、ヒータ３，４に加えて別のヒータが反応装置本体２に設けられ、その別のヒータが内部制御回路５に接続されて内部制御回路５によって制御されても良い。つまり、２個のヒータに限らず、３つ以上のヒータが反応装置本体２に設けられても良い。

また、上記実施形態では内部制御回路５が反応装置本体２の表面に実装されているが、断熱パッケージ６の内側に収容されていれば、特に別の箇所に実装されても良い。例えば、内部制御回路５が断熱パッケージ６の内壁面に実装されていても良い。内部制御回路５が反応装置本体２の表面以外で断熱パッケージ６の内側に設けられている場合、リード線をヒータ３，４の両端部から内部制御回路５にかけて配索すると、リード線によってヒータ３，４と内部制御回路５を導通させることができる。

反応装置の分解斜視図である。 反応装置本体を機能ごとに分けた場合の概略側面図である。 反応装置本体の分解斜視図である。 内部制御回路のブロック図である。 内部制御回路による制御の流れを示したフローチャートである。 上記反応装置を備えた電子機器が示されたブロック図である。

符号の説明

１ 反応装置
２ 反応装置本体
３、４ ヒータ
５ 内部制御回路
６ 断熱パッケージ
２１ 高温反応部
２２ 低温反応部
２３ 架橋部
３０ 改質器
３１ 第二燃焼器
３２ 一酸化炭素除去器

Claims (6)

1. 燃料を改質する反応装置本体と、
   前記反応装置本体に設けられた複数のヒータと、
   前記複数のヒータに導通し、前記複数のヒータを制御する内部制御回路と、
   前記反応装置本体、前記複数のヒータ及び前記内部制御回路を収容した断熱パッケージと、を備えることを特徴とする反応装置。
2. 前記内部制御回路が前記反応装置本体に実装されていることを特徴とする請求項１に記載の反応装置。
3. 前記内部制御回路に接続されたリード線が前記断熱パッケージを貫通して前記断熱パッケージの外に延出していることを特徴とする請求項１又は２に記載の反応装置。
4. 前記反応装置本体が、燃料と水の改質反応により水素を生成する改質器を有する高温反応部と、前記改質器で副生された一酸化炭素を選択酸化反応により除去する一酸化炭素除去器を有するとともに前記高温反応部よりも低温で動作する低温反応部と、を有し、
   前記内部制御回路が前記低温反応部の表面に実装されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の反応装置。
5. 前記反応装置本体が、前記高温反応部と前記低温反応部の間に架設された架橋部を更に有し、
   前記複数のヒータのうち何れかのヒータの両端が前記内部制御回路に接続され、そのヒータが前記低温反応部から前記架橋部を経由して前記高温反応部にわたって設けられ、
   前記複数のヒータのうち別のヒータの両端が前記内部制御回路に接続され、そのヒータが前記低温反応部に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の反応装置。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の反応装置と、
   前記反応装置からの改質生成物によって発電する燃料電池と、
   前記燃料電池から供給される電力によって動作する電子機器本体と、
   を備えることを特徴とする電子機器。

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