JP2018008208A

JP2018008208A - 触媒反応装置

Info

Publication number: JP2018008208A
Application number: JP2016138336A
Authority: JP
Inventors: 賢志安井; Kenji Yasui
Original assignee: Miura Co Ltd
Current assignee: Miura Co Ltd
Priority date: 2016-07-13
Filing date: 2016-07-13
Publication date: 2018-01-18

Abstract

【課題】圧力損失を小さくできると共に、伝熱の効率を高められる触媒反応装置を提供すること。【解決手段】複数のプレートユニット１０，１０，・・・が積層されて形成され、プレートユニット１０の内外で熱交換が行われる触媒反応装置１であって、プレートユニット１０は、板面が互いに重ね合わされることにより、内部に第１流体を流通可能な第１空間Ｐを形成する一対の伝熱プレート１１，１１と、第１空間Ｐに配置される第１触媒プレート２０と、一対の伝熱プレート１１，１１から第１空間Ｐ側に突出して形成され、第１触媒プレート２０を挟持する触媒体支持部１４と、を備え、複数のプレートユニット１０，１０，・・・を積層することにより、隣接するプレートユニット１０，１０，・・・の間に第２流体を流通可能な第２空間Ｑが形成される。【選択図】図２

Description

本発明は、触媒反応装置に関する。

従来、ＬＮＧやＬＰＧ等の原料ガス（炭化水素ガス）から生成した水素を空気と反応させることで発電を行う燃料電池システムにおいて、原料ガスと水（水蒸気）を触媒物質の存在下で反応させて水素を生成する触媒反応装置としての改質器が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

改質器においては、例えば、原料ガスが流通する流路に、表面に触媒物質が担持された球状の触媒体を複数配置し、この触媒体が配置された流路を所定の温度に加熱した状態で原料ガスを流通させることで、原料ガスと水の反応（改質反応）が行われる。

特開２０１０−１１６３００公報

しかしながら、原料ガスの流路に球状の触媒体を配置した場合、圧力損失が大きくなってしまう。また、球状の触媒体が配置された流路を形成する場合、流路の形状の制約が大きくなるため、この流路の加熱を燃料電池システムにおいて発生する高温の排ガスとの間の熱交換によって行う場合には、排ガスから原料ガスへの伝熱の効率が低くなってしまう。

従って、本発明は、圧力損失を小さくできると共に、伝熱の効率を高められる触媒反応装置を提供することを目的とする。

本発明者は、複数のプレートユニットが積層されて形成され、プレートユニットの内外で熱交換が行われる触媒反応装置であって、前記プレートユニットは、板面が互いに重ね合わされることにより、内部に第１流体を流通可能な第１空間を形成する一対の伝熱プレートと、前記第１空間に配置される第１触媒プレートと、前記一対の伝熱プレートから前記第１空間側に突出して形成され、前記第１触媒プレートを挟持する触媒体支持部と、を備え、複数の前記プレートユニットを積層することにより、隣接する前記プレートユニットの間に第２流体を流通可能な第２空間が形成される触媒反応装置に関する。

また、上記触媒反応装置は、前記一対の伝熱プレートから前記第１空間側に突出すると共に所定方向に延びて形成される複数の凸条部、及び隣り合う２つの前記凸条部の間に配置される複数の凹条部を更に備え、前記触媒体支持部は、前記凸条部により構成されることが好ましい。

また、前記一対の伝熱プレートの周縁は、レーザ溶接により接合されることが好ましい。

また、前記第１触媒プレートは、触媒物質が担持された触媒担持領域と、触媒物質が担持されていない触媒非担持領域と、を備えることが好ましい。

また、前記複数のプレートユニットそれぞれの前記第１触媒プレートにおける前記触媒担持領域は、異なる位置に配置されることが好ましい。

本発明によれば、次に列挙する効果が奏される。
（１）圧力損失を小さくできると共に、伝熱の効率を高められる触媒反応装置を提供することができる。
（２）熱交換器と触媒反応器を別体に構成した場合と比較して、サイズが小さく、設置時の占有面積が抑制された触媒反応装置を実現することができる。
（３）一対の伝熱プレートに触媒プレートを挟持するシンプルな構造であるので、信頼性の確立された伝熱プレート材料を使用して触媒反応装置を製作することができる。

本発明の第１実施形態に係る触媒反応装置を示す平面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。第１実施形態の触媒反応装置を流れる流体の流れを示すイメージ図である。本発明の第２実施形態に係る触媒反応装置の第１触媒プレートの平面図である。図４のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の第３実施形態に係る触媒反応装置の第１触媒プレートの平面図である。本発明の第４実施形態に係る触媒反応装置の断面図であり、図２に対応する図である。本発明の第１実施形態に係る触媒反応装置の伝熱プレートの変形例を示す平面図である。本発明の第１実施形態に係る触媒反応装置の伝熱プレートの変形例を示す平面図である。本発明の第２実施形態に係る触媒反応装置の第１触媒プレートの変形例を示す平面図である。本発明の第２実施形態に係る触媒反応装置の第１触媒プレートの変形例を示す平面図である。本発明の第３実施形態に係る触媒反応装置の第１触媒プレートの変形例を示す平面図である。

以下、本発明の各実施形態に係る触媒反応装置について図面を参照しながら説明する。
各実施形態に係る触媒反応装置１は、内部に流通する流体（以下、第１流体という）が触媒体に接触することで発生する触媒反応により、目的の生成物を得ることができる装置である。この触媒反応装置１には、第１流体と温度が異なる流体（以下、第２流体という）が、第１流体の流路とは異なる流路で内部に流通される。そして、第１流体及び第２流体の流路が隣接して配置されることにより、第１流体及び第２流体の間で熱交換が行われる。以下の各実施形態では、触媒反応装置１を、炭化水素ガスと水（水蒸気）を触媒物質の存在下で反応させて水素を生成する改質器として用いる場合を説明する。即ち、各実施形態の触媒反応装置（改質器）では、第１流体として炭化水素ガスを用い、第２流体として第１流体よりも温度の高い流体（例えば、燃料電池システムにおいて生じる高温の排ガス）を用いる。

[第１実施形態]
触媒反応装置１は、図１及び図２に示すように、複数のプレートユニット１０，１０，・・・が積層されることにより形成される。
複数のプレートユニット１０，１０，・・・のそれぞれは、図２に示すように、板面が互いに重ね合わされた一対の伝熱プレート１１，１１と、これら一対の伝熱プレート１１，１１の間に配置される第１触媒プレート２０（触媒体）と、この第１触媒プレートを挟持する触媒体支持部１４と、を備える。

一対の伝熱プレート１１，１１のそれぞれは、ＳＵＳ（ステンレス鋼）等の熱伝達に好適な材料によって矩形形状に形成される。伝熱プレート１１は、板面の中央部分（周縁部分を除く領域）が波状にプレス加工されて形成された凸条部１２及び凹条部１３と、この伝熱プレート１１の４隅近傍に形成され、板面を貫通する貫通孔１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄと、を備える。

凸条部１２は、一対の伝熱プレート１１，１１のそれぞれから板面の一方側に突出すると共に、所定方向に延びて複数形成される。
凹条部１３は、一対の伝熱プレート１１，１１のそれぞれにおいて板面の一方側から凹むと共に、所定方向に延びて複数形成される。凹条部１３は、隣り合う２つの凸条部１２．１２の間に配置される。

以上の伝熱プレート１１は、例えば、図１に示すように、板面に形成された波状の形状における波の延びる方向（凸条部１２及び凹条部１３）が交差するように重ね合わせられる。これにより、内部（一対の伝熱プレート１１，１１の間）に第１空間Ｐが形成される。また、一対の伝熱プレート１１，１１突出する凸条部１２は、いずれも第１空間Ｐ側に突出する。そして、凹条部１３は、第１空間Ｐ側とは逆の方向に凹む。このような凸条部１２及び凹条部１３は、第１空間Ｐを流れる第１流体の流路を形成する。
また、貫通孔１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃ，１５Ｄは、それぞれ位置合わせされて重ね合わされる。このうち２つの貫通孔１５Ａ，１５Ｂは、第１空間Ｐに連通する。

第１触媒プレート２０（触媒体）は、第１空間Ｐに配置される。この第１触媒プレート２０は、アルミニウムを含有するＳＵＳ（ステンレス鋼）等によって矩形に形成されたプレート本体２１（担体；触媒担持体）と、このプレート本体２１の表面に担持された触媒層２２と、を備える。
第１触媒プレート２０は、図１及び図２に示すように、平面視における大きさが、伝熱プレート１１よりも一回り小さく形成される。本実施形態において、第１触媒プレート２０は、吸熱反応（改質）を促進する触媒物質を担持したものである。

触媒体支持部１４は、一対の伝熱プレート１１，１１から第１空間Ｐ側に突出して形成され、第１触媒プレート２０を挟持する。本実施形態では、触媒体支持部１４は、凸条部１２により構成される。

以上のプレートユニット１０は、一対の伝熱プレート１１，１１の間に第１触媒プレート２０を挟み込んだ状態で、一対の伝熱プレート１１，１１の周縁がレーザ溶接により接合されることで形成される。これにより、第１触媒プレート２０は、一対の伝熱プレート１１，１１によって形成された第１空間Ｐ内に配置される。また、一対の伝熱プレート１１，１１それぞれの触媒体支持部１４，１４（凸条部１２，１２）が第１触媒プレート２０の板面の両面に接触することにより、第１空間Ｐ内に配置された第１触媒プレート２０を挟持（支持）する。尚、伝熱プレート周縁の溶接継手形状としては、周縁に形成されたフランジ部に対して、へり継手、重ね継手、フレア継手などを採用することができる。

プレートユニット１０は、他のプレートユニット１０の伝熱プレート１１の板面に形成された凸条部１２及び凹条部１３の延びる方向と、自身のプレートユニット１０の伝熱プレート１１Ａの板面に形成された凸条部１２及び凹条部１３の延びる方向とが交差するように積層され、また、積層された複数のプレートユニット１０の周縁が接合される。これにより、外部（隣り合うプレートユニット１０との間）に第２空間Ｑが形成される。また、第１空間Ｐ及び第２空間Ｑが、それぞれの伝熱プレート１１，１１を挟んで交互に配置される。また、２つの貫通孔１３Ｃ，１３Ｄは、第２空間Ｑに連通する。

積層された複数のプレートユニット１０，１０，・・・の周縁は、レーザ溶接により接合されてもよく、また、プレートユニット１０，１０，・・・の周縁に配置されたガスケットを介して複数のプレートユニット１０，１０，・・・を積層し、積層された複数のプレートユニット１０，１０，・・・をタイロッド等により締付けて一体化させてもよい。また、積層された複数のプレートユニット１０，１０，・・・の周縁をろう付けにより接合してもよい。

本実施形態において、第２流体は、第１流体（炭化水素ガス）よりも高い温度の流体（例えば、燃料電池システムにおいて生じた高温の排ガス）であり、第２空間Ｑを流通する。従って、第１空間Ｐを流通する第１流体と、第２空間Ｑを流通する第２流体とは、伝熱プレート１１を介して熱交換することができる。即ち、触媒反応装置１では、プレートユニット１０の内部（第１空間Ｐ）と外部（第２空間Ｑ）との間で熱交換が行われる。また、第１流体が第１空間Ｐにおいて第１触媒プレート２０と接触することで、第１空間Ｐにおいて触媒反応（吸熱反応）が行われる。

以上の触媒反応装置１は、以下のようにして用いられる。
図３に示すように、第１流体及び第２流体は、積層された複数のプレートユニット１０，１０，・・・のうち、積層方向の一方の端部に配置されたプレートユニット１０から流入する。
第１流体は、１又は複数のプレートユニット１０，１０，・・・の貫通孔１５Ａを流れながら、複数の第１空間Ｐに分配されて流入する。第１流体は、第１空間Ｐを流通する間、伝熱プレート１１を介して隣接する第２空間Ｑを流通する第２流体との間で熱交換を行う。そして、複数の第１空間Ｐを流通した第１流体は、１又は複数のプレートユニット１０，１０，・・・の貫通孔１５Ｂで合流して、積層方向の一方の端部に配置されたプレートユニット１０から流出する。

第２流体は、１又は複数のプレートユニット１０，１０，・・・の貫通孔１５Ｃを流れながら、複数の第２空間Ｑに分配されて流入する。第２流体は、第２空間Ｑを流通する間、伝熱プレート１１を介して隣接する第１空間Ｐを流通する第１流体のとの間で熱交換を行う。そして、複数の第２空間Ｑを流通した第２流体は、１又は複数のプレートユニット１０，１０，・・・の貫通孔１５Ｄで合流して、積層方向の一方の端部に配置されたプレートユニット１０から流出する。

ここで、第１流体は、第１空間Ｐを流れる間、第１触媒プレート２０に担持された触媒物質に接触し、触媒反応（吸熱反応）を行う。第２流体は、伝熱プレート１１を介した熱交換により、第１流体の吸収反応で消費される熱量を連続的に供給する。これにより、第１流体の温度が所定値以下になることを防止できるので、触媒反応の効率を維持することができる。

以上説明した第１実施形態の触媒反応装置１によれば、以下のような効果を奏する。

（１）触媒反応装置１を、複数のプレートユニット１０，１０，・・・を含んで構成し、これらプレートユニット１０を、内部に第１空間Ｐが形成されるように重ね合わせられた一対の伝熱プレート１１，１１と、第１空間Ｐに配置される第１触媒プレート２０と、伝熱プレート１１から第１空間Ｐ側に突出し第１触媒プレート２０を挟持する触媒体支持部１４と、を含んで構成した。そして、複数のプレートユニット１０を積層することにより、隣接するプレートユニット１０，１０の間に第２流体が流通可能な第２空間Ｑを形成した。これにより、第１空間Ｐにおいて、伝熱プレート１１から突出する触媒体支持部１４により第１触媒プレート２０を挟持して支持させることができる。よって、第１空間Ｐを流通する第１流体と第１触媒プレート２０に担持された触媒物質とを、圧力損失を大きくすることなく好適に接触させることができ、触媒反応を好適に進行させることができると共に、触媒反応で生じた熱（温熱又は冷熱）を第２空間Ｑに伝達することで、好適な触媒反応を継続させることができる。また、第１触媒プレート２０を、一対の伝熱プレート１１，１１に接合することなく触媒体支持部１４により挟持して支持させた。これにより、伝熱プレート１１と第１触媒プレート２０の熱膨張率が異なった場合であっても、両者を面方向にスライド移動させられるので、第１触媒プレート２０と伝熱プレート１１（触媒体支持部１４）との接触部分に応力を生じさせない。よって、耐熱性に優れた触媒反応装置を実現できる。その結果、圧力損失を小さくできると共に、伝熱の効率を高められる触媒反応装置を実現できる。また、熱交換器と触媒反応器を別体に構成した場合と比較して、サイズが小さく、設置時の占有面積が抑制された触媒反応装置を実現することができる。更には、一対の伝熱プレートに触媒プレートを挟持するシンプルな構造であるので、信頼性の確立された伝熱プレート材料を使用して触媒反応装置を製作することができる。

（２）伝熱プレート１１を、複数の凸条部１２及び複数の凹条部１３を含んで構成し、触媒体支持部１４を凸条部１２により構成した。これにより、伝熱プレート１１の表面に凹凸形状を形成することで、伝熱効率を高められると共に、伝熱効率を高めるための凸条部１２を利用して第１触媒プレート２０を支持させることができる。

（３）一対の伝熱プレート１１，１１の周縁を、レーザ溶接により接合してプレートユニット１０を製造した。これにより、第１触媒プレート２０が配置されていない周縁部分のみを溶接（加熱）して一対の伝熱プレート１１，１１を接合できるので、第１触媒プレート２０を酸化性雰囲気にさらすことなくプレートユニット１０を製造できる。よって、プレートユニット１０を、触媒物質の活性を保持したまま製造できる。また、触媒反応装置１の耐熱性を高められるので、比較的高温となる流体についても流通させることができる。更に、一対の伝熱プレート１１，１１を溶接するときの熱が第１触媒プレート２０に直接的に加えられないので、触媒物質の失活を防止することができる。

[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態に係る触媒反応装置について図４及び図５を参照しながら説明する。第２実施形態以降の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
第２実施形態に係る触媒反応装置は、図４及び図５に示すように、第１触媒プレート２０Ａの形状において、第１実施形態と異なる。

第２実施形態の第１触媒プレート２０Ａは、板面に複数の山折り部２３Ａ及び谷折り部２４Ａが交互に繰り返し形成された形状に形成される。第１触媒プレート２０Ａは、山折り部２３Ａ及び谷折り部２４Ａが形成されたプレート本体２１Ａの表面に触媒層２２Ａを担持させることで形成される。

第２実施形態の触媒反応装置によれば、上述の（１）〜（３）の効果を奏する他、以下のような効果を奏する。
（４）第１触媒プレート２０Ａを、複数の山折り部２３Ａ及び谷折り部２４Ａを含んで構成した。これにより、第１触媒プレート２０Ａに対する第１流体の接触面積を増加させられるので、触媒反応の効率を向上させることができる。

[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態に係る触媒反応装置について図６を参照しながら説明する。
第３実施形態に係る触媒反応装置は、図６に示すように、第１触媒プレート２０Ｂにおける触媒物質の担持位置において、第１実施形態と異なる。

第３実施形態の第１触媒プレート２０Ｂは、触媒物質が担持された触媒担持領域２５Ｂと、触媒物質が担持されていない触媒非担持領域２６Ｂと、を備える。
第３実施形態において触媒担持領域２５Ｂは、複数の矩形領域として設けられ、それぞれの矩形領域が、第１流体の流れ方向に沿って所定の間隔をあけて配置される。

触媒非担持領域２６Ｂは、第１触媒プレート２０Ｂの板面のうち、触媒担持領域２５Ｂ以外の領域として設けられる。触媒非担持領域２６Ｂでは、第１流体の触媒反応を制限できる。これにより、第１空間Ｐにおいて、触媒反応を生じさせる領域の位置及び面積を調整できるので、第１空間Ｐにおける第１流体の流れに応じて触媒担持領域２５Ｂの配置を設定することで、第１空間Ｐにおいて好適な触媒反応を行わせられる。

具体的には、図６に示すように、触媒担持領域２５Ｂ及び触媒非担持領域２６Ｂを第１流体の流れ方向に対して交互に配置した場合には、第１空間Ｐを流通する第１流体は、触媒担持領域２５Ｂにおいては触媒反応（吸熱反応）により温度が下降する（第２空間Ｑとの熱交換及び吸熱反応が進行する）が、触媒非担持領域２６Ｂにおいては触媒反応が制限されて第２空間Ｑとの熱交換のみが行われ、温度が下がり過ぎることを防げる。これにより、触媒非担持領域２６Ｂにおいて第２空間Ｑとの熱交換により温度下降が抑えられた（又は温度が上昇した）第１流体を再度触媒担持領域２５Ｂにおいて反応させられるので、第１空間Ｐにおける触媒反応の効率をより向上させることができる。

以上説明した第３実施形態の触媒反応装置１によれば、上述の（１）〜（３）の効果を奏する他、以下のような効果を奏する。
（５）第１触媒プレート２０Ｂを、触媒担持領域２５Ｂと、触媒非担持領域２６Ｂと、を含んで構成した。これにより、第１空間Ｐにおける第１流体の流れに応じて触媒担持領域２５Ｂの配置を設定することで、第１空間Ｐにおいて好適な触媒反応を行わせることができる。

[第４実施形態]
次に、本発明の第４実施形態に係る触媒反応装置１Ｃについて図７を参照しながら説明する。
第４実施形態に係る触媒反応装置１Ｃは、図７に示すように、複数のプレートユニット１０Ｃ，１０Ｃ，・・・それぞれの第１触媒プレート２０Ｃにおける触媒担持領域２５Ｃが異なる位置に配置されている点で、第１実施形態と異なる。
第４実施形態の触媒反応装置１Ｃでは、触媒担持領域２５Ｃは、積層方向に隣接するプレートユニット１０Ｃ，１０Ｃの第１触媒プレート２０Ｃ，２０Ｃのそれぞれにおいて、積層方向に（平面視において）重ならない位置に配置される。これにより、第１空間Ｐ毎に異なる（重ならない）位置で触媒反応が発生することになるので、反応熱が発生する場所を第１空間Ｐ毎にずらすことができる。これにより、熱交換の効率を上昇させることができ、反応効率を上げることができる。

以上説明した第４実施形態の触媒反応装置１Ｃによれば、上述の（１）〜（３）及び（５）の効果を奏する他、以下のような効果を奏する。
（６）触媒反応装置１Ｃを、複数のプレートユニット１０Ｃ，１０Ｃ，・・・を含んで構成し、複数のプレートユニット１０Ｃ，１０Ｃ，・・・それぞれの第１触媒プレート２０Ｃにおける触媒担持領域２５Ｃを、異なる位置に配置した。これにより、複数層のプレートユニット１０Ｃ，１０Ｃ，・・・が積層された触媒反応装置１Ｃにおいて、平面視における触媒反応が行われる（つまり、吸熱反応又は発熱反応が行われる）位置を層毎に異ならせることが可能になる。よって、触媒反応が行われる位置を分散させられるので、触媒反応装置１Ｃ全体としての熱の利用効率を向上させることができる。

以上、本発明の触媒反応装置の好ましい各実施形態につき説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。

例えば、第１実施形態〜第４実施形態では、伝熱プレート１１を、凸条部１２及び凹条部１３を含んで構成したが、これに限らない。即ち、例えば、図８に示すように、伝熱プレート１１Ｄを、第１空間Ｐ側の面から突出する複数のスポット状の突起１６を含んで構成し、この突起１６により触媒体支持部１４Ｄを構成してもよい。

また、図９に示すように、伝熱プレート１１Ｅを、平面視線状の突起１７を含んで構成し、この突起１７により触媒体支持部１４Ｅを構成してもよい。

また、第２実施形態では、第１触媒プレート２０Ａを、板面に複数の山折り部２３Ａ及び谷折り部２４Ａが交互に繰り返し形成された形状に形成したが、これに限らない。即ち、図１０に示すように、第１触媒プレート２０Ｆを、この第１触媒プレート２０Ｆの一部をＵ字状に抜き加工した後、この抜き加工した部分を曲げ加工して板面から突出させて形成した突出部２７Ｆと、この突出部２７Ｆの根本近傍に形成される穴部２８Ｆと、を含んで構成してもよい。

尚、第１触媒プレートを、穴部（貫通穴）を含んで構成した場合、貫通穴に第１流体が流れ込むことにより、貫通穴の周縁部において激しい触媒反応が発生する場合が生じうる。この場合、触媒反応が生じる位置において大きく温度が変化し、触媒物質が失活してしまう可能性がある。このような観点から、第１触媒プレートを、貫通穴を含まずに構成することで局所的に激しい触媒反応が起こることを抑制でき、緩やかな触媒反応を行わせることができる。

また、図１１に示すように、第１触媒プレート２０Ｇを、複数の山折り部２３Ｇのみを含んで構成してもよい。

また、第３実施形態では、第１触媒プレート２０Ｂを、触媒担持領域２５Ｂと触媒非担持領域２６Ｂとを、第１流体の流れ方向に交互に配置して構成したが、これに限らない。即ち、例えば、図１２に示すように、第１触媒プレート２０Ｈを、第１空間Ｐからの出口である貫通孔１５Ｂに近い側に触媒担持領域２５Ｈを配置して構成し、更にこの触媒担持領域２５Ｈを、貫通孔１５Ｂに近い程、第１流体の流路への接触長さが短くなるように形成してもよい。これにより、第１空間Ｐ内に拡散されて速度が遅くなった第１流体に対して、触媒物質との接触距離（接触時間）をより長くすることができる。速度が遅い第１流体は、第１空間Ｐ内により長くとどまるので、第２流体から受け取る熱量を増やして、触媒反応効率を上げることができる。

また、第１触媒プレートを、異なる密度の触媒物質が担持された複数の領域を含んで構成してもよい。即ち、例えば、第１触媒プレートを、第１流体の流入位置に近い程、低い密度の触媒物質を担持させて形成してもよい。これにより、第１流体の流入位置において過剰な触媒反応が起こることを防ぐことができる。

また、触媒反応装置を、第２空間Ｑの内部に配置される第２触媒プレート（図示せず）を含んで構成してもよい。この場合、第２触媒プレートには、第１触媒プレートにおける触媒反応とは逆の反応（第１触媒プレートが吸熱反応を促進する場合は発熱反応）を促進する触媒物質が担持されることが好ましい。これにより、触媒反応の効率をより向上させることができる。

また、上記各実施形態では、本発明の触媒反応装置について、改質反応のための改質器を例として説明したが、これに限らない。即ち、本発明の触媒反応装置は、一酸化炭素酸化反応（ＣＯ酸化反応）等、種々の触媒反応の用途に用いることができる。

また、上記各実施形態では、本発明を、温度の異なる２つの流体間で熱交換を行う触媒反応装置に適用したが、これに限らない。即ち、本発明を、温度の異なる３つ以上の流体間で熱交換を行う触媒反応装置に適用してもよい。

１，１Ｃ触媒反応装置
１０，１０Ｃプレートユニット
１１，１１Ｄ，１１Ｅ伝熱プレート
１２凸条部
１３凹条部
１４，１４Ｄ，１４Ｅ触媒体支持部
２０第１触媒プレート
２５Ｂ，２５Ｃ触媒担持領域
２６Ｂ，２６Ｃ触媒非担持領域
Ｐ第１空間
Ｑ第２空間

Claims

複数のプレートユニットが積層されて形成され、プレートユニットの内外で熱交換が行われる触媒反応装置であって、
前記プレートユニットは、
板面が互いに重ね合わされることにより、内部に第１流体を流通可能な第１空間を形成する一対の伝熱プレートと、
前記第１空間に配置される第１触媒プレートと、
前記一対の伝熱プレートから前記第１空間側に突出して形成され、前記第１触媒プレートを挟持する触媒体支持部と、を備え、
複数の前記プレートユニットを積層することにより、隣接する前記プレートユニットの間に第２流体を流通可能な第２空間が形成される触媒反応装置。
前記一対の伝熱プレートから前記第１空間側に突出すると共に所定方向に延びて形成される複数の凸条部、及び隣り合う２つの前記凸条部の間に配置される複数の凹条部を更に備え、
前記触媒体支持部は、前記凸条部により構成される請求項１に記載の触媒反応装置。
前記一対の伝熱プレートの周縁は、レーザ溶接により接合される請求項１又は２に記載の触媒反応装置。
前記第１触媒プレートは、触媒物質が担持された触媒担持領域と、触媒物質が担持されていない触媒非担持領域と、を備える請求項１〜３のいずれかに記載の触媒反応装置。
前記複数のプレートユニットそれぞれの前記第１触媒プレートにおける前記触媒担持領域は、異なる位置に配置される請求項４に記載の触媒反応装置。