KR100879599B1 - Reaction device, heat-insulating container, fuel cell device, and electronic apparatus - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제 1 및 제 2 반응부를 갖는 반응장치 본체부와, 상기 반응장치 본체부를 수용하는 용기와, 상기 용기에 또는 상기 용기의 내측에 설치된, 적어도 상기 제 1 반응부에 대향하여 위치하는 제 1 영역 및 상기 제 2 반응부에 대향하여 위치하는 제 2 영역을 구비하고, 상기 제 1 반응부는 상기 제 2 반응부보다도 높은 온도로 설정되며, 상기 제 1 영역은 상기 제 2 영역보다도 상기 반응장치 본체부로부터 복사되는 열선에 대해 높은 반사율을 갖는 반응장치가 개시되어 있다.The present invention provides a reactor body having first and second reactors, a container housing the reactor body, and at least the first reactor disposed on or inside the container. A first region and a second region located opposite the second reaction portion, wherein the first reaction portion is set at a temperature higher than that of the second reaction portion, and the first region is the reaction apparatus than the second region. Reactors having a high reflectance for hot rays radiated from a body portion are disclosed.

반응장치, 단열용기, 반사막, 흡수막, 개구부 Reactor, Insulation Container, Reflective Film, Absorption Film, Opening

Description

반응장치, 단열용기, 발전장치 및 전자기기{REACTION DEVICE, HEAT-INSULATING CONTAINER, FUEL CELL DEVICE, AND ELECTRONIC APPARATUS}Reactor, Insulation Container, Generator, and Electronic Device {REACTION DEVICE, HEAT-INSULATING CONTAINER, FUEL CELL DEVICE, AND ELECTRONIC APPARATUS}

본 발명의 상기 및 한층 더 나아간 목적, 특징 및 이점은 첨부한 도면과 함께 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다. 여기에서, The above and further objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. From here,

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 연료전지장치(1)의 블록도.1 is a block diagram of a fuel cell apparatus 1 according to a first embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 반응장치(10)의 단면도.2 is a cross-sectional view of a reaction device 10 according to the first embodiment of the present invention.

도 3은 방열촉진부(40)의 반사율 및 면적과 열 리크의 관계를 나타내는 그래프.3 is a graph showing the relationship between the reflectance and the area of the heat dissipation promotion unit 40 and the thermal leak.

도 4는 열흡수막(32b)에 입사, 반사, 투과하는 적외선의 관계를 나타내는 모식도.4 is a schematic diagram showing the relationship between infrared rays incident, reflected, and transmitted to the heat absorption film 32b.

도 5는 t와 I(t)/(I-R)의 관계를 나타내는 그래프.5 is a graph showing a relationship between t and I (t) / (I-R).

도 6은 흑체복사의 파장과 복사밀도의 관계를 나타내는 그래프.6 is a graph showing the relationship between the wavelength of black body radiation and the radiation density.

도 7은 Au, Al, Ag, Cu, Rh의 파장에 대한 반사율을 나타내는 그래프.7 is a graph showing reflectance with respect to the wavelength of Au, Al, Ag, Cu, Rh.

도 8은 Ta-Si-O-N계막의 흡수계수를 측정한 결과를 나타내는 그래프.8 is a graph showing the results of measuring absorption coefficients of Ta-Si-O-N based films.

도 9는 단열용기(30)의 변형예를 나타내는 단면도.9 is a cross-sectional view showing a modification of the heat insulation container 30.

도 10은 단열용기(30)의 변형예를 나타내는 단면도.10 is a cross-sectional view showing a modification of the heat insulation container 30.

도 11은 단열용기(30)의 변형예를 나타내는 단면도.11 is a sectional view showing a modification of the heat insulation container 30.

도 12는 단열용기(30)의 변형예(의 비교예)를 나타내는 단면도.12 is a cross-sectional view showing a modification (comparative example) of the heat insulation container 30.

도 13은 단열용기(30)의 변형예를 나타내는 단면도.13 is a sectional view showing a modification of the heat insulation container 30.

도 14는 방열촉진부(40∼43)의 형상을 나타내는 모식도.Fig. 14 is a schematic diagram showing the shape of the heat dissipation promotion parts 40 to 43;

도 15는 방열촉진부(40∼43)의 형상을 나타내는 모식도.Fig. 15 is a schematic diagram showing the shape of the heat dissipation promotion parts 40 to 43;

도 16은 방열촉진부(40∼43)의 형상을 나타내는 모식도.Fig. 16 is a schematic diagram showing the shape of the heat dissipation promotion parts 40 to 43;

도 17은 방열촉진부(40∼43)의 형상을 나타내는 모식도.Fig. 17 is a schematic diagram showing the shape of the heat dissipation promotion parts 40 to 43;

도 18은 방열촉진부(40∼43)의 형상을 나타내는 모식도.Fig. 18 is a schematic diagram showing the shape of the heat dissipation promotion parts 40 to 43;

도 19는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 연료전지장치(101)를 나타내는 블록도.Fig. 19 is a block diagram showing a fuel cell device 101 according to a second embodiment of the present invention.

도 20은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 반응장치(110)를 나타내는 사시도.20 is a perspective view of a reactor 110 according to a second embodiment of the present invention.

도 21은 도 20의 XXI-XXI 화살표 단면도.FIG. 21 is an XXI-XXI arrow cross-sectional view of FIG. 20; FIG.

도 22는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련되는 반응장치(110)를 나타내는 분해 사시도.22 is an exploded perspective view showing a reactor 110 according to a second embodiment of the present invention.

도 23은 제 1 기판(300)의 평면도.23 is a plan view of the first substrate 300.

도 24는 제 2 기판(400)의 평면도.24 is a plan view of the second substrate 400.

도 25는 제 3 기판(500)의 평면도.25 is a plan view of a third substrate 500.

도 26은 제 4 기판(600)의 평면도.26 is a plan view of a fourth substrate 600.

도 27은 제 5 기판(700)의 평면도.27 is a plan view of a fifth substrate 700.

도 28은 열반사막의 개구부의 형상을 나타내는 도면.Fig. 28 is a view showing the shape of the opening of the heat reflection film;

도 29는 열반사막의 개구부의 형상의 다른 예를 나타내는 도면.29 is a diagram illustrating another example of the shape of the opening of the heat reflection film.

도 30은 열반사막의 개구부의 형상의 다른 예를 나타내는 도면.30 is a diagram illustrating another example of the shape of the opening of the heat reflection film.

도 31은 열반사막의 개구부의 형상의 다른 예를 나타내는 도면.31 is a diagram showing another example of the shape of the opening portion of the heat reflection film.

도 32는 열반사막의 개구부의 형상의 다른 예를 나타내는 도면.32 is a diagram showing another example of the shape of the opening portion of the heat reflection film;

도 33은 제 2 실시형태에 있어서의 반응장치의 다른 구성예를 나타내는 사시도.The perspective view which shows the other structural example of the reaction apparatus in 2nd Embodiment.

도 34는 제 2 실시형태에 있어서의 반응장치의 다른 구성예를 나타내는 도 33과는 반대측에서 본 사시도.FIG. 34 is a perspective view of the reaction apparatus of the second embodiment, viewed from the side opposite to FIG. 33. FIG.

도 35는 도 33의 XXXV-XXXV선을 따른 화살표 단면도.35 is a cross-sectional view taken along the line XXXV-XXXV in FIG. 33.

도 36은 본 발명의 실시형태에 관련되는 연료전지장치(1, 101)의 형태예를 나타내는 사시도.36 is a perspective view showing an example of the form of the fuel cell apparatuses 1, 101 according to the embodiment of the present invention.

도 37은 연료전지장치(1, 101)를 전원으로서 이용하는 전자기기(851)의 일례를 나타내는 사시도이다.37 is a perspective view showing an example of an electronic device 851 that uses the fuel cell devices 1 and 101 as power sources.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of symbols for main parts of drawing

10, 110: 반응장치 20, 120: 반응장치 본체부10, 110: reactor 20, 120: main body of the reactor

21, 22: 배관 30: 단열용기 21, 22: pipe 30: insulation container

35: 방열창 40∼43: 방열촉진부35: heat dissipation window 40 to 43: heat dissipation accelerator

300: 제 1 기판 400: 제 2 기판300: first substrate 400: second substrate

500: 제 3 기판 600: 제 4 기판500: third substrate 600: fourth substrate

본 발명은 반응장치 및 단열용기에 관한 것으로서, 특히 연료전지장치에 이용하는 기화기, 개질기, 일산화탄소 제거기 등의 서로 다른 동작온도가 요구되는 반응기를 일체화한 반응장치, 다른 동작온도가 요구되는 반응기를 수용하는 단열용기, 그 반응장치 또는 단열용기를 구비하는 발전장치 및 그 발전장치를 구비하는 전자기기에 관한 것이다.The present invention relates to a reactor and a heat insulation container, in particular, a reactor incorporating a reactor that requires different operating temperatures, such as a vaporizer, a reformer, a carbon monoxide remover used in a fuel cell device, to accommodate a reactor requiring a different operating temperature The present invention relates to a heat generating container, a reaction apparatus or a power generating device having a heat insulating container, and an electronic device including the power generating device.

근래에는 에너지 변환 효율이 높은 깨끗한 전원으로서 수소를 연료로 하는 연료전지가 자동차나 휴대기기 등에 응용되기 시작하고 있다. 연료전지는 연료와 대기중의 산소를 전기화학적으로 반응시켜 화학에너지로부터 전기에너지를 직접 취출하는 장치이다.Recently, fuel cells powered by hydrogen as a clean power source with high energy conversion efficiency have been applied to automobiles and portable devices. A fuel cell is a device that directly extracts electrical energy from chemical energy by electrochemically reacting fuel and oxygen in the atmosphere.

연료전지에 이용하는 연료로서는 수소를 들 수 있지만, 상온에서 기체인 것에 따른 취급·저장에 문제가 있다. 알콜류 및 가솔린이라고 하는 액체연료를 이용하는 경우에는 액체연료를 기화시키는 기화기, 액체연료와 고온의 수증기를 개질반응시킴으로써, 발전에 필요한 수소를 취출하는 개질기, 개질반응의 부산물인 일산화탄소를 제거하는 일산화탄소 제거기 등이 필요해진다.Although hydrogen is mentioned as a fuel used for a fuel cell, there exists a problem in handling and storage by being gas at normal temperature. In the case of using liquid fuels such as alcohols and gasoline, a vaporizer for vaporizing liquid fuel, a reformer for reforming the liquid fuel and high temperature steam, and a reformer for extracting hydrogen for power generation and a carbon monoxide remover for removing carbon monoxide, a byproduct of the reforming reaction, etc. Is needed.

이와 같은 액체연료의 개질을 실시하는 연료전지장치에서는, 기화기나 일산화탄소 제거기의 동작온도가 예를 들면 약 100∼180℃미만인데 대해, 개질기의 동작온도가 예를 들면 약 300∼400℃이상으로 온도차가 현저한데, 개질기의 열이 전 반하여 기화기 및 일산화탄소 제거기의 온도가 상승해 반응장치내의 온도차를 확보하는 것이 곤란했다.In a fuel cell apparatus for reforming such liquid fuel, the operating temperature of the vaporizer and the carbon monoxide remover is, for example, less than about 100 to 180 ° C, whereas the operating temperature of the reformer is, for example, about 300 to 400 ° C or more. Although the heat of the reformer was significantly increased, the temperature of the vaporizer and the carbon monoxide remover increased, making it difficult to secure the temperature difference in the reactor.

따라서, 본 발명의 주된 목적은 2개 이상의 반응부로 이루어지는 반응장치의 반응부간의 온도차를 확보할 수 있는 단열용기, 반응장치 및 이것을 이용한 연료전지장치, 전자기기를 제공하는 것이다.Accordingly, a main object of the present invention is to provide a heat insulation container, a reaction device, a fuel cell device using the same, and an electronic device capable of securing a temperature difference between the reaction parts of a reaction device including two or more reaction parts.

본 발명의 제 1 형태에 따르면, 제 1 및 제 2 반응부를 갖는 반응장치 본체부와, According to a first aspect of the present invention, there is provided a reactor main body having a first and a second reaction unit,

상기 반응장치 본체부를 수용하는 용기와,A container accommodating the reactor body,

상기 용기에 또는 상기 용기의 내측에 설치된, 적어도 상기 제 1 반응부에 대향하여 위치하는 제 1 영역 및 상기 제 2 반응부에 대향하여 위치하는 제 2 영역을 구비하고,A first region disposed in the vessel or inside the vessel, at least a first region positioned opposite the first reaction portion and a second region positioned opposite the second reaction portion,

상기 제 1 반응부는 상기 제 2 반응부보다도 높은 온도로 설정되며, 상기 제 1 영역은 상기 제 2 영역보다도 상기 반응장치 본체부로부터 복사되는 열선에 대해 높은 반사율을 갖는 반응장치가 제공된다.The first reaction section is set at a higher temperature than the second reaction section, and the first section is provided with a reaction apparatus having a higher reflectance with respect to the hot wire radiated from the main body section than the second section.

본 발명의 제 2 형태에 따르면, 다른 온도의 제 1 및 제 2 반응부를 갖고, 상기 제 1 반응부는 상기 제 2 반응부보다도 높은 온도의 반응부인 상기 반응장치 본체부와,According to a second aspect of the present invention, there is provided a first and second reaction part at different temperatures, wherein the first reaction part is the reaction apparatus main body part which is a reaction part having a higher temperature than the second reaction part,

상기 반응장치 본체부를 수용하는 용기와,A container accommodating the reactor body,

상기 용기의 내면에 설치되고 상기 용기보다도 열선 반사율이 높은 제 1 열반사막과,A first heat reflection film provided on an inner surface of the container and having a higher heat ray reflectance than the container;

상기 제 1 열반사막보다도 내측이고, 그리고 상기 제 1 반응부에 대향하여 위치하는 영역에 설치되며, 상기 용기보다도 열선 반사율이 높은 제 2 열반사막을 구비하는 반응장치가 제공된다.A reaction apparatus is provided which is provided in a region located inside the first heat reflection film and opposed to the first reaction portion, and includes a second heat reflection film having a higher heat ray reflectance than the container.

본 발명의 제 3 형태에 따르면, 반응물의 반응을 일으키는 반응장치 본체부와,According to a third aspect of the present invention, there is provided a reaction apparatus main body which causes a reaction of a reactant,

상기 반응장치 본체부의 외면에 대향해서 설치되고 상기 반응장치 본체부로부터 복사되는 열선을 반사하는 열반사막을 구비하고,A heat reflection film provided opposite to an outer surface of the reactor main body and reflecting a heat ray radiated from the reactor main body;

상기 열반사막에는 상기 반응장치 본체부로부터 복사되는 열선의 적어도 일부를 투과시키거나 또는 흡수하는 방열촉진부가 설치되어 있는 반응장치가 제공된다.The heat reflection film is provided with a reaction device provided with a heat dissipation facilitator for transmitting or absorbing at least a portion of the heating wire radiated from the reactor main body.

본 발명의 제 4 형태에 따르면, 다른 온도의 제 1 및 제 2 반응부를 갖는 반응장치 본체부를 수용하는 용기와,According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a container for accommodating a reactor main body having first and second reaction parts at different temperatures;

상기 용기에 또는 상기 용기의 내측에 설치된 열선 반사율이 다른 제 1 및 제 2 영역을 구비하며,And first and second regions having different heat ray reflectances provided in the container or inside the container,

상기 제 1 반응부는 상기 제 2 반응부보다도 높은 온도의 반응부이며, 상기 제 1 영역은 상기 제 2 영역보다도 상기 반응장치 본체부로부터 복사되는 열선에 대해 높은 반사율을 갖고,The first reaction part is a reaction part having a temperature higher than that of the second reaction part, and the first area has a higher reflectance with respect to the heat rays radiated from the reactor main body part than the second area.

상기 제 1 영역은 상기 제 1 반응부에 적어도 대향하여 설치되며, 상기 제 2 영역은 상기 제 2 반응부에 대향하여 설치되어 있는 단열용기가 제공된다.The first region is provided at least opposite to the first reaction portion, and the second region is provided with a heat insulation container provided opposite to the second reaction portion.

본 발명의 제 5 형태에 따르면, 제 1 및 제 2 반응부를 갖는 반응장치 본체부와,According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a reactor main body portion having first and second reaction portions,

상기 반응장치 본체부를 수용하는 용기와,A container accommodating the reactor body,

상기 용기에 또는 상기 용기의 내측에 설치된, 적어도 상기 제 1 반응부에 대향하여 위치하는 제 1 영역 및 상기 제 2 반응부에 대향하여 위치하는 제 2 영역과, 상기 반응장치 본체부에 의해 생성되는 연료에 의해 발전을 실시하는 발전 셀을 구비하고,A first region disposed in the vessel or inside the vessel, at least a first region positioned opposite the first reaction portion and a second region positioned opposite the second reaction portion, and generated by the reactor main body portion; And a power generation cell for generating power by fuel,

상기 제 1 반응부는 상기 제 2 반응부보다도 높은 온도로 설정되며, 상기 제 1 영역은 상기 제 2 영역보다도 상기 반응장치 본체부로부터 복사되는 열선에 대해 높은 반사율을 갖는 발전장치가 제공된다.The first reactor is set at a temperature higher than that of the second reactor, and the first zone is provided with a power generator having a higher reflectance with respect to the hot wire radiated from the reactor main body than the second zone.

본 발명의 제 6 형태에 따르면, 제 1 및 제 2 반응부를 갖는 반응장치 본체부와,According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a reactor main body portion having first and second reaction portions,

상기 반응장치 본체부를 수용하는 용기와,A container accommodating the reactor body,

상기 용기에 또는 상기 용기의 내측에 설치된, 적어도 상기 제 1 반응부에 대향하여 위치하는 제 1 영역 및 상기 제 2 반응부에 대향하여 위치하는 제 2 영역과, 상기 반응장치 본체부에 의해 생성되는 연료에 의해 발전을 실시하는 발전 셀과, 상기 반응장치 본체부에 의해 생성되는 연료에 의해 발전을 실시하는 발전 셀을 구비하며,A first region disposed in the vessel or inside the vessel, at least a first region positioned opposite the first reaction portion and a second region positioned opposite the second reaction portion, and generated by the reactor main body portion; And a power generation cell for generating power by fuel, and a power generation cell for generating power by fuel generated by the reactor body.

상기 제 1 반응부는 상기 제 2 반응부보다도 높은 온도로 설정되고, 상기 제 1 영역은 상기 제 2 영역보다도 상기 반응장치 본체부로부터 복사되는 열선에 대해 높은 반사율을 갖는 전자기기가 제공된다.The first reaction section is set at a temperature higher than that of the second reaction section, and the first region is provided with an electronic device having a higher reflectance with respect to the hot wire radiated from the main body portion of the reactor than the second region.

이하에, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 도면을 참조해 설명한다. 단, 이하에 서술하는 실시형태에는 본 발명을 실시하기 위해 기술적으로 바람직한 여러 가지의 한정이 첨부되어 있지만, 본 발명의 범위를 이하의 실시형태 및 도시예로 한정하는 것은 아니다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Below, preferred embodiment of this invention is described with reference to drawings. However, although various technically preferable limitations are attached to embodiment described below for implementing this invention, the scope of the present invention is not limited to the following embodiment and illustration example.

[제 1 실시형태][First embodiment]

도 1은 본 발명이 매우 적합하게 적용되는 연료전지장치(1)의 블록도이다. 이 연료전지장치(1)는 노트형 퍼스널 컴퓨터, 휴대전화기, PDA(Personal Digital Assistant), 전자수첩, 손목시계, 디지털스틸카메라, 디지털비디오카메라, 게임기기, 유기기(amusement apparatus), 전자계산기 그 외의 전자기기에 설치된 것이며, 전자기기 본체를 동작시키기 위한 전원으로서 이용된다.1 is a block diagram of a fuel cell device 1 to which the present invention is suitably applied. The fuel cell apparatus 1 includes a notebook personal computer, a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), an electronic notebook, a watch, a digital still camera, a digital video camera, a game machine, an amusement apparatus, an electronic calculator and the like. It is installed in other electronic devices, and is used as a power source for operating the electronic device main body.

연료전지장치(1)는 연료용기(2)와, 반응장치(10)와, 발전 셀(3)을 구비한다. 후술하는 바와 같이, 여기에서 반응장치(10) 및 발전 셀(3)을 전자기기 본체에 내장하고, 연료용기(2)를 전자기기 본체에 대해서 착탈 가능하게 설치하며, 연료용기(2)가 전자기기 본체에 장착된 경우, 연료용기(2)내의 연료 및 물이 펌프에 의해서 반응장치(10)에 공급되도록 해도 좋다.The fuel cell device 1 includes a fuel container 2, a reaction device 10, and a power generation cell 3. As will be described later, the reactor 10 and the power generation cell 3 are incorporated into the main body of the electronic device, the fuel container 2 is detachably installed with respect to the main body of the electronic device, and the fuel container 2 When mounted to the apparatus main body, fuel and water in the fuel container 2 may be supplied to the reactor 10 by a pump.

연료용기(2)는 연료 및 물을 저류하고, 도시하지 않은 마이크로 펌프에 의해 연료 및 물의 혼합액을 반응장치(10)에 공급한다. 이 연료용기(2)내에 저류되는 연료로서는 탄화수소계의 액체연료가 적용 가능하다. 구체적으로는, 메탄올, 에탄올 등의 알콜류나, 디메틸에테르 등의 에테르류, 가솔린 등이 있다. 연료용기(2)내에는 연료와 물은 따로따로 저장되어 있어도 좋고, 혼합된 상태에서 저장되어 있어도 좋다.The fuel container 2 stores fuel and water, and supplies a mixture of fuel and water to the reactor 10 by a micropump not shown. As the fuel stored in the fuel container 2, a hydrocarbon-based liquid fuel can be applied. Specific examples thereof include alcohols such as methanol and ethanol, ethers such as dimethyl ether and gasoline. In the fuel container 2, fuel and water may be stored separately, or may be stored in a mixed state.

또한 이하의 설명에서는 연료로서 메탄올을 사용하는 경우에 대해서 설명하 는데, 다른 화합물을 이용해도 괜찮다.In addition, the following description demonstrates the case where methanol is used as a fuel, You may use another compound.

반응장치(10)는 반응장치 본체부(20)와, 반응장치 본체부(20)가 수용되는 단열용기(30)를 구비한다.The reactor 10 includes a reactor main body 20 and a heat insulation container 30 in which the reactor main body 20 is accommodated.

반응장치 본체부(20)는 제 1 반응부(11)와, 제 2 반응부(12)를 갖는다. 제 1 반응부(11)는 개질기(60), 촉매연소기(80) 및 도시하지 않은 고온 히터를 갖는다. 제 2 반응부(12)는 기화기(50), 일산화탄소 제거기(70) 및 도시하지 않은 저온 히터를 갖는다.The reactor main body 20 has a first reaction section 11 and a second reaction section 12. The first reaction unit 11 has a reformer 60, a catalytic combustion unit 80, and a high temperature heater (not shown). The second reaction unit 12 has a vaporizer 50, a carbon monoxide remover 70, and a low temperature heater (not shown).

기화기(50)는 연료용기(2)로부터 공급되는 연료와 물을 기화시킨다. 개질기(60)는 기화기(50)로부터 공급되는 기화된 연료 및 수증기를 촉매에 의한 개질반응에 의해서 개질하고, 수소를 포함하는 혼합기체를 생성하는 것이다.(기화기(50)는 도 1에서는 단열용기(30) 안에 있는 구성으로 되어 있지만, 단열용기(30)의 밖에 있는 구성이어도 괜찮다.) 연료로서 메탄올을 이용하는 경우, 하기의 화학반응식(1), (2)에 나타내는 개질반응에 의해서 주생성물인 수소가스, 이산화탄소가스 및 부생성물인 미량의 일산화탄소의 혼합기체가 생성된다.The vaporizer 50 vaporizes fuel and water supplied from the fuel container 2. The reformer 60 reforms the vaporized fuel and water vapor supplied from the vaporizer 50 by a catalytic reforming reaction and generates a mixed gas containing hydrogen. The vaporizer 50 is a heat insulation container in FIG. Although the structure is in (30), the structure outside of the heat insulation container 30 may be sufficient.) When methanol is used as a fuel, it is a main product by the reforming reaction shown to the following chemical reaction formulas (1) and (2). A mixture gas of hydrogen gas, carbon dioxide gas and trace carbon monoxide is produced.

일산화탄소 제거기(70)에는 개질기(60)로부터 공급되는 혼합기체 외에 공기가 공급된다. 일산화탄소 제거기(70)는 이들 혼합기체 속의 일산화탄소를 촉매에 의해 하기의 화학반응식(3)에 나타내는 일산화탄소 제거 반응에 의해서 선택적으로 산화해 제거한다. 이하, 이 일산화탄소를 제거한 혼합기체를 개질가스라고 한다.The carbon monoxide remover 70 is supplied with air in addition to the mixed gas supplied from the reformer 60. The carbon monoxide remover 70 selectively oxidizes and removes carbon monoxide in the mixed gas by a carbon monoxide removing reaction shown in chemical reaction formula (3) below with a catalyst. Hereinafter, the mixed gas from which the carbon monoxide has been removed is referred to as reformed gas.

CH3OH+H2O→3H2+CO2 …(1)CH 3 OH + H 2 O → 3H 2 + CO 2 ... (One)

H2+CO2→H2O+CO …(2)H 2 + CO 2 → H 2 O + CO... (2)

2CO+O2→2CO2 …(3)2CO + O 2 → 2CO 2 ... (3)

발전 셀(3)은 개질가스 속의 수소의 전기화학반응에 의해 전기에너지를 생성한다. 발전 셀(3)은 도시하지 않지만, 예를 들면, 촉매 미세입자를 담지한 연료극과, 촉매 미립자를 담지한 공기극과, 연료극과 공기극의 사이에 개재된 필름형상의 고체 고분자 전해질막을 구비하고 있다. 발전 셀(3)의 연료극측에는 일산화탄소 제거기(70)로부터 개질가스가 공급된다. 개질가스 중 수소가스는 전기화학반응식(4)에 나타내는 바와 같이, 연료극에 설치된 촉매(촉매 미립자)에 의해 수소이온과 전자로 분리된다. 수소이온은 전해질막을 통과해 산소극측으로 이동하고, 전자는 외부회로를 거쳐 산소극으로 이동한다. 산소극측에서는 전기화학반응식(5)에 나타내는 바와 같이, 전해질막을 통과한 수소이온과, 외부회로를 거쳐 산소극으로부터 공급되는 전자와, 외기로부터 공급되는 산소가스의 화학반응에 의해 물이 생성된다. 이 연료극과 산소극의 전극 전위의 차로부터 전기에너지를 취출할 수 있다.The power generation cell 3 generates electric energy by electrochemical reaction of hydrogen in reformed gas. Although not shown, the power generation cell 3 includes, for example, a fuel electrode carrying catalyst fine particles, an air electrode carrying catalyst fine particles, and a film-like solid polymer electrolyte membrane interposed between the fuel electrode and the air electrode. The reformed gas is supplied from the carbon monoxide remover 70 to the anode side of the power generation cell 3. As shown in the electrochemical reaction formula (4), hydrogen gas in the reformed gas is separated into hydrogen ions and electrons by a catalyst (catalyst fine particles) provided in the anode. Hydrogen ions move to the oxygen electrode side through the electrolyte membrane, and electrons move to the oxygen electrode through an external circuit. On the oxygen electrode side, as shown in the electrochemical reaction formula (5), water is generated by a chemical reaction between hydrogen ions passing through the electrolyte membrane, electrons supplied from the oxygen electrode via an external circuit, and oxygen gas supplied from the outside air. Electrical energy can be taken out from the difference between the electrode potentials of the fuel electrode and the oxygen electrode.

H2→2H++2e- …(4) H 2 → 2H + + 2e - ... (4)

2H++2e-+1/2O2→H2O …(5) 2H + + 2e - + 1 / 2O 2 → H 2 O ... (5)

연료극측에서 상기 전기화학반응식(4)의 반응을 하지 않고 남은 수소가스를 포함하는 혼합기체(이하, 오프가스라고 한다)는 촉매연소기(80)에 공급된다.The mixed gas (hereinafter referred to as "off gas") containing hydrogen gas remaining without reacting the electrochemical reaction formula (4) at the anode side is supplied to the catalytic combustor 80.

촉매연소기(80)는 연료용기(2)로부터 공급된 연료와 물, 또는 오프가스에 산소를 혼재시켜 연소해 제 1 반응부(11)를 250℃이상(제 1 온도), 예를 들면 약 250∼400℃로 가열한다. 고온 히터는 기동시에 촉매연소기(80)대신에 제 1 반응부(11)를 가열하고, 저온 히터는 기동시에 제 2 반응부(12)를 약 110∼190℃(제 2 온도)로 가열한다.The catalytic combustor 80 mixes and combusts oxygen in the fuel, water, or off-gas supplied from the fuel container 2 to cause the first reaction part 11 to be 250 ° C. or more (first temperature), for example, about 250 ° C. Heat to -400 degreeC. The high temperature heater heats the first reaction section 11 instead of the catalytic burner 80 at startup, and the low temperature heater heats the second reaction section 12 to about 110 to 190 ° C. (second temperature) at startup.

도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련되는 반응장치(10)의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of the reactor 10 according to the first embodiment of the present invention.

제 1 반응부(11) 및 제 2 반응부(12)는 후술하는 단열용기(30)에 수납된다. 제 1 반응부(11)와 제 2 반응부(12)의 사이에는 반응물이나 생성물의 유로로 되는 배관(21)이 설치되어 있다(도 2 참조). 또, 제 2 반응부(12)에는 단열용기(30) 밖으로부터 반응물을 유입시키거나 단열용기(30) 밖으로 생성물을 유출시키거나 하기 위한 배관(22)이 설치되어 있다(도 2 참조).The first reaction unit 11 and the second reaction unit 12 are housed in a heat insulation container 30 described later. Between the 1st reaction part 11 and the 2nd reaction part 12, the piping 21 used as a flow path of a reactant or a product is provided (refer FIG. 2). In addition, the second reaction part 12 is provided with a pipe 22 for introducing a reactant from the outside of the heat insulating container 30 or outflowing the product out of the heat insulating container 30 (see FIG. 2).

제 1 반응부(11), 제 2 반응부(12)나 배관(21, 22)은 예를 들면 스테인리스(SUS304)나 코바르 합금 등의 금속판을 맞붙여서 형성해도 좋고, 혹은 유리기판 등을 맞붙여서 형성해도 좋다.The first reaction section 11, the second reaction section 12, and the pipes 21 and 22 may be formed by, for example, joining a metal plate such as stainless steel (SUS304) or Kovar alloy, or joining a glass substrate or the like. You may stick and form.

다음으로, 반응장치 본체부(20)가 수납되는 단열용기(30)에 대해 설명한다. 단열용기(30)는 직방체형상을 하고 있으며, 내부에 제 1 반응부(11) 및 제 2 반응부(12)가 수납되어 있다. 제 1 반응부(11)와 제 2 반응부(12)는 배관(21)으로 접속되어 있고, 제 1 반응부(11) 및 제 2 반응부(12)는 단열용기(30)를 관통하는 배관(22)에 의해 고정되어 있다.Next, the heat insulation container 30 in which the reactor main body 20 is accommodated is demonstrated. The heat insulation container 30 has a rectangular parallelepiped shape, and the 1st reaction part 11 and the 2nd reaction part 12 are accommodated inside. The first reaction part 11 and the second reaction part 12 are connected by a pipe 21, and the first reaction part 11 and the second reaction part 12 pass through the heat insulation container 30. It is fixed by 22.

단열용기(30)의 케이스(31)는 스테인리스(SUS304)나 코바르 합금 등의 금속 판이나, 유리기판 등을 맞붙여 형성할 수 있다. 단열용기(30)의 내부공간은 기체분자에 의한 열전도나 대류를 막기 위해 저압(0.03Pa이하)으로 유지되어 있다.The case 31 of the heat insulating container 30 may be formed by joining a metal plate such as stainless steel (SUS304) or a Kovar alloy, a glass substrate, or the like. The inner space of the heat insulation container 30 is maintained at low pressure (0.03 Pa or less) in order to prevent heat conduction and convection by gas molecules.

또, 케이스(31)의 내벽면에는 반응장치 본체부(20)로부터의 복사에 의한 열손실을 억제하기 위해서 적외선(열선)을 반사하는 열반사막(32a)이 형성되어 있다. 열반사막(32a)에는 후술하는 도 7에 나타내는 바와 같이, 예를 들면 금(Au), 알루미늄, 은 또는 동 등의 적외선 반사율이 높은 금속을 이용할 수 있다. 열반사막(32a)은 이들 금속을 스퍼터법이나 진공 증착법 등의 기상법에 의해 성막함으로써 형성할 수 있다. 또한 열반사막(32a)을 금으로 형성하는 경우에는 밀착층으로서 크롬이나 티탄 등의 층을 밑바탕에 설치하도록 해도 좋다.Moreover, the heat reflection film 32a which reflects infrared rays (heat rays) is formed in the inner wall surface of the case 31 in order to suppress the heat loss by the radiation from the reaction apparatus main body part 20. As shown in FIG. As the heat reflection film 32a, as shown in FIG. 7 mentioned later, the metal with high infrared reflectances, such as gold (Au), aluminum, silver, or copper, can be used, for example. The heat reflection film 32a can be formed by forming a film of these metals by a gas phase method such as sputtering or vacuum deposition. In the case where the heat reflection film 32a is made of gold, a layer such as chromium or titanium may be provided on the base as an adhesion layer.

이들에 따라, 반응장치 본체부(20)로부터 단열용기(30) 외부로의 열손실을 억제할 수 있다.According to these, the heat loss from the reactor main body 20 to the heat insulation container 30 outside can be suppressed.

제 2 반응부(12)에는 배관(21)을 통하여 제 1 반응부(11)로부터 열량이 전도하므로, 배관(22)을 통하여 단열용기(30)에 전도하는 열량 이상의 열량이 전도하면 온도가 적정 온도 이상으로 상승할 우려가 있다. 그래서 본 실시형태의 단열용기(30)의 내벽면에는 제 2 반응부에 대응하는 위치에 방열촉진부(40)를 설치하고 있다.Since the amount of heat conducts from the first reaction part 11 to the second reaction part 12 through the pipe 21, if the amount of heat equal to or more than the amount of heat conducting to the heat-insulating container 30 passes through the pipe 22, the temperature is appropriate. There is a risk of rising above the temperature. Therefore, the heat dissipation promotion part 40 is provided in the position corresponding to a 2nd reaction part in the inner wall surface of the heat insulation container 30 of this embodiment.

방열촉진부(40)는 케이스(31)의 내벽면의 다른 영역과 비교해 적외선의 흡수율이 높은 영역이며, 제 2 반응부(12)로부터 복사되는 적외선을 흡수해 열로서 단열용기(30)에 열전도시킨다. 이에 따라, 제 2 반응부(12)로부터의 복사에 의해 달아나는 열(열 리크)을 증대시키고, 제 2 반응부(12)의 온도 상승을 저감할 수 있 다.The heat dissipation promotion unit 40 is an area having a high absorption rate of infrared rays compared with other areas of the inner wall surface of the case 31, and absorbs infrared rays radiated from the second reaction unit 12 and conducts heat to the thermal insulation container 30 as heat. Let's do it. Thereby, the heat (heat leak) which escapes by the radiation from the 2nd reaction part 12 can be increased, and the temperature rise of the 2nd reaction part 12 can be reduced.

방열촉진부(40)는 예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 2 반응부(12)의 배관(21, 22)이 설치되어 있지 않은 외벽면과 대향하는 열반사막(32a)의 내측에, 적외선을 흡수하는 열흡수막(32b)을 설치하는 것으로 형성할 수 있다.As shown in FIG. 2, for example, as shown in FIG. 2, the heat radiation promoting part 40 is provided inside the heat reflection film 32a facing the outer wall surface on which the pipes 21 and 22 of the second reaction part 12 are not provided. The heat absorption film 32b which absorbs infrared rays can be formed.

이하, 열흡수막(32b)으로서 이용하는 재료나 막두께 등에 대해 검토한다.Hereinafter, the material, the film thickness, etc. which are used as the heat absorption film 32b are examined.

[1] 반사율의 검토[1] review of reflectance

우선, 방열촉진부(40)의 반사율에 대해 검토한다.First, the reflectance of the heat radiation promotion part 40 is examined.

도 3은 적외선에 대한 방열촉진부(40)의 반사율을 10%∼90%의 사이에서 10%씩 변화시킨 경우의 방열촉진부(40)의 면적과, 열 리크(계산값)의 관계를 나타내는 그래프이다(20%∼90%시의 그래프는 10%시의 값을 바탕으로 계산). 여기에서 열흡수막(32b)의 흡수계수를 충분히 크다고 가정하고, 열흡수막(32b)을 투과하며, 밑바탕 또는 열반사막(32a)에서 반사해 다시 열흡수막(32b)을 투과하여 단열용기(30)내로 되돌아오는 적외선은 없는 것으로 했다.3 shows the relationship between the area of the heat dissipation promotion unit 40 and the thermal leakage (calculated value) when the reflectance of the heat dissipation promotion unit 40 with respect to infrared rays is changed by 10% between 10% and 90%. It is a graph (the graph at 20%-90% time is calculated based on the value at 10% time). Herein, it is assumed that the absorption coefficient of the heat absorption film 32b is sufficiently large, and it penetrates the heat absorption film 32b, reflects from the base or heat reflection film 32a, and passes through the heat absorption film 32b to insulate the heat insulating container ( 30) No infrared rays returning to the inside.

또한 제 2 반응부(12)의 크기를 1.0cm × 2.5cm × 0.3cm로 하고, 제 2 반응부(12)와 단열용기(30)의 거리를 0.5cm로 했다. 또, 배관(21)으로부터의 열유입과 배관(22)으로부터의 열유출을 모두 0.90W로 하고, 제 2 반응부(12)의 초기 온도를 120℃로 했다.Moreover, the size of the 2nd reaction part 12 was 1.0 cm x 2.5 cm x 0.3 cm, and the distance of the 2nd reaction part 12 and the heat insulation container 30 was 0.5 cm. Moreover, both the heat inflow from the piping 21 and the heat outflow from the piping 22 were 0.90W, and the initial temperature of the 2nd reaction part 12 was 120 degreeC.

방열촉진부(40)로부터 복사에 의해서 달아나는 열량은 방열촉진부(40)의 반사율에 의해서 바뀌고, 또, 그 면적에 비례한다. 그래서 방열촉진부(40)를 복사에 의해서 달아나는 열량을 고려해 적당한 반사율 및 면적으로 설정함으로써, 반응장 치 본체부(20)의 온도 분포를 소망한 상태로 할 수 있다.The amount of heat that escapes from the heat dissipation accelerator 40 by radiation is changed by the reflectance of the heat dissipation accelerator 40 and is proportional to the area thereof. Thus, by setting the heat dissipation promoting unit 40 in an appropriate reflectance and area in consideration of the amount of heat running off by radiation, the temperature distribution of the reaction apparatus main body 20 can be made desired.

예를 들면, 방열촉진부(40)의 반사율이 10%인 경우에는, 방열촉진부(40)의 면적이 4.0cm2의 경우 열 리크가 약 0.35W이며, 제 2 반응부(12)의 온도가 약 40℃내려가며, 약 80℃가 되는 것을 알 수 있다.For example, when the reflectance of the heat dissipation accelerator 40 is 10%, when the area of the heat dissipation accelerator 40 is 4.0 cm 2 , the thermal leak is about 0.35 W, and the temperature of the second reaction part 12 is It can be seen that is going down to about 40 ℃, about 80 ℃.

이 방열촉진부(40)는 본 실시형태에 있어서는 직사각형상에 형성되고, 방열촉진부(40)의 면적은 예를 들면 제 2 반응부(12)의 측면에 대응하는 면적과 같게 되어 있다.This heat dissipation promoting part 40 is formed in a rectangular shape in this embodiment, and the area of the heat dissipation promoting part 40 becomes equal to the area corresponding to the side surface of the 2nd reaction part 12, for example.

[2] 흡수계수 및 막두께의 검토 [2] examination of absorption coefficient and film thickness

다음으로, 방열촉진부(40)로서 케이스(31)의 밑바탕 또는 열반사막(32a)에 열흡수막(32b)을 설치하는 경우의 열흡수막(32b)의 흡수계수 및 막두께에 대해 검토한다.Next, the absorption coefficient and film thickness of the heat absorption film 32b in the case where the heat absorption film 32b is provided on the base of the case 31 or the heat reflection film 32a as the heat dissipation promotion unit 40 are examined. .

도 4는 열흡수막(32b)에 입사, 반사, 투과하는 적외선의 관계를 나타내는 모식도이다.4 is a schematic diagram showing the relationship between the infrared rays incident, reflected, and transmitted on the heat absorption film 32b.

여기에서 도 4에 나타내는 바와 같이, 열흡수막(32b)에 입사하는 적외선의 강도를 I, 열흡수막(32b)의 표면에서 반사하는 적외선의 강도를 R, 열흡수막(32b)의 흡수계수를 α, 열흡수막(32b)의 표면으로부터의 거리(깊이)를 t로 하면, 거리(깊이) t의 위치에서의 열흡수막(32b)을 투과하는 적외선의 강도 I(t)는 이하의 식에서 나타내어진다.As shown in FIG. 4, the intensity of infrared rays incident on the heat absorption film 32b is represented by I, the intensity of infrared rays reflected on the surface of the heat absorption film 32b is R, and the absorption coefficient of the heat absorption film 32b is shown. If α is the distance (depth) from the surface of the heat absorption film 32b to t, the intensity I (t) of the infrared rays transmitted through the heat absorption film 32b at the position of the distance (depth) t is It is represented by the formula.

I(t)=(I-R) exp(-αt) I (t) = (I-R) exp (-αt)

도 5에 α를 10000/cm, 30000/cm, 60000/cm, 100000/cm로 했을 때의, t와 I(t)/(I-R)(=exp(-αt))와의 관계를 나타낸다.Fig. 5 shows the relationship between t and I (t) / (I-R) (= exp (-αt)) when α is set to 10000 / cm, 30000 / cm, 60000 / cm, and 100000 / cm.

α=100000/cm, t= 약 230nm의 경우, 열흡수막(32b)을 투과하는 적외선의 강도는 10%미만으로 되어 있다. 즉, αt>약 2.3이면, 열흡수막(32b)을 투과하는 적외선의 강도는 10%미만으로 되고, 또한 밑바탕 또는 열반사막(32a)에 의해 반사하여 다시 열흡수막(32b)을 투과해 단열용기(30)내로 되돌아오는 적외선은 1%미만으로 된다. 따라서, 막두께(T)가 αT>약 2.3으로 되는 막은 열흡수막(32b)으로서 적합하다.In the case of α = 100000 / cm and t = about 230 nm, the intensity of infrared rays passing through the heat absorption film 32b is less than 10%. That is, if? T> about 2.3, the intensity of the infrared ray passing through the heat absorption film 32b is less than 10%, reflected by the base or heat reflection film 32a, and again transmitted through the heat absorption film 32b to insulate it. The infrared rays returned into the container 30 become less than 1%. Therefore, the film whose film thickness T becomes αT > about 2.3 is suitable as the heat absorption film 32b.

한편, α=100000/cm, t=25nm의 경우, 즉 αt=0.25의 경우, 열흡수막(32b)을 투과하는 적외선의 강도는 약 78%로 되고, 또한 밑바탕 또는 열반사막(32a)에 의해 반사하여 다시 열흡수막(32b)을 투과해 단열용기(30)내로 되돌아오는 적외선은 약 61%로 되기 때문에, 열흡수막(32b)으로서 적합하고 있지 않다.On the other hand, in the case of α = 100000 / cm and t = 25 nm, that is, in the case of αt = 0.25, the intensity of the infrared ray passing through the heat absorption film 32b is about 78%, and the under or heat reflective film 32a is used. The infrared rays that reflect and penetrate the heat absorbing film 32b and return to the heat insulating container 30 become about 61%, and thus are not suitable as the heat absorbing film 32b.

[3] 복사 파장의 검토 [3] review of radiation wavelengths

다음으로, 반응장치 본체부(20)로부터 복사되는 파장에 대해 검토한다. 도 6은 300K(27℃), 600K(327℃), 900K(627℃)에 있어서의 흑체복사의 파장과 복사밀도의 관계를 나타내는 그래프이다. 600K에서는 파장 2μm이상(0.6eV 이하)에서 복사밀도가 높아지고, 900K에서는 파장 1.24μm이상(1eV 이하)에서 복사밀도가 높아지는 것을 알 수 있다. 따라서 방열촉진부(40)는 파장 1.24μm이상의 적외선의 반사율이 낮은 것이 구해진다.Next, the wavelength radiated from the reactor main body 20 is examined. 6 is a graph showing the relationship between the wavelength of black body radiation and the radiation density at 300K (27 ° C), 600K (327 ° C) and 900K (627 ° C). It can be seen that the radiation density increases at a wavelength of 2 μm or more (0.6 eV or less) at 600K, and the radiation density increases at a wavelength of 1.24 μm or more (1 eV or less) at 900K. Therefore, the heat radiation promotion part 40 is calculated | required that the reflectance of infrared rays with a wavelength of 1.24 micrometer or more is low.

[4] 금속재료, 반금속재료의 검토 [4] examination of metals and semimetals

금속재료, 반금속재료는 일반적으로 반사율이 높지만, 대부분의 파장에서 흡수계수가 105/cm 이상이며, 막두께를 230nm로 하는 것으로 열흡수막(32b)의 후보로 할 수 있다. 그래서 금속재료, 반금속재료의 반사율에 대해 검토한다.Metal materials and semimetal materials generally have high reflectances, but have absorption coefficients of 10 5 / cm or more at most wavelengths, and the film thickness of 230 nm is a candidate for the heat absorption film 32b. Therefore, the reflectances of metal materials and semimetal materials are examined.

도 7에 Au, Al, Ag, Cu, Rh의 파장에 대한 반사율을 나타낸다. 이 중에서는 1.24μm이상의 파장영역에서 Rh의 반사율이 비교적 낮아 열흡수막(32b)의 재료의 후보로 할 수 있다.Fig. 7 shows reflectances for the wavelengths of Au, Al, Ag, Cu, and Rh. Among these, the reflectance of Rh is relatively low in the wavelength region of 1.24 µm or more, which can be used as a candidate for the material of the heat absorption film 32b.

이외에 1.24μm의 파장에서 반사율이 낮은 금속으로서 Fe(반사율 75%), Co(반사율 78%), Pt(반사율 78%), Cr(반사율 63%) 등이 열흡수막(32b)의 재료로 할 수 있다.In addition, as a metal having low reflectance at a wavelength of 1.24 μm, Fe (75% reflectivity), Co (78% reflectance), Pt (78% reflectance), Cr (63% reflectance), and the like may be used as the material of the heat absorption film 32b. Can be.

또, 반금속으로 저반사율인 재료로서는, 그래파이트(층형상 탄소)가 있다. 그래파이트의 반사율은 파장 1.24μm에서 42%, 2μm에서 47%로 작아 열흡수막(32b)의 재료로 할 수 있다. 또, 활성탄으로 불리는 탄소재료는 결정성이 나쁘고, 층형상 구조도 흐트러져 있지만, 이것도 열흡수막(32b)의 재료의 후보로 될 가능성이 있다.In addition, as a semimetal and a material having low reflectance, graphite (layered carbon) is used. The reflectance of the graphite is small at 42% at 1.24 µm and 47% at 2 µm, so that the material of the heat absorption film 32b can be used. In addition, the carbon material called activated carbon has poor crystallinity, and the layered structure is also disturbed, but this may also be a candidate for the material of the heat absorption film 32b.

또한 Au, Al, Ag, Cu의 어느 것의 금속막에 있어서도, 제 1 반응부(11)의 동작온도인 수백℃의 온도영역에서 발생하는 적외선(파장 5∼30μm)의 반사율은 거의 100%로 되어 있다. 이 때문에, Au, Al, Ag, Cu의 어느 것의 금속막도 열반사막(32a)으로서 적합하고 있다.In addition, in any of the metal films of Au, Al, Ag, and Cu, the reflectance of infrared rays (wavelength 5 to 30 µm) generated in the temperature range of several hundred degrees Celsius, which is the operating temperature of the first reaction section 11, becomes almost 100%. have. For this reason, the metal film of any of Au, Al, Ag, and Cu is also suitable as the heat reflection film 32a.

[5] 비금속재료의 검토 [5] review of non-metallic materials

반도체의 상당수는 빛의 파장 1.24μm이상의 파장영역에서 반사율이 10∼20% 혹은 그것 이하이며, 열흡수막(32b)으로서 적합한 재료라고 생각할 수 있는데, 대부분의 경우, 흡수계수가 1/cm미만으로 극단으로 작다.Many semiconductors have a reflectance of 10 to 20% or less in the wavelength range of 1.24 μm or more and can be considered as a suitable material for the heat absorption film 32b. In most cases, the absorption coefficient is less than 1 / cm. Extremely small

그러나 댕글링본드를 갖는 비정질 반도체는 흡수계수가 높고, 열흡수막(32b)의 재료로서 이용할 수 있다고 생각할 수 있다. 예를 들면, 수많은 댕글링본드를 갖는 비정질 실리콘에서는 흡수계수는 1000/cm이상으로 되고, 열흡수막(32b)의 재료로 할 수 있다.However, it can be considered that an amorphous semiconductor having a dangling bond has a high absorption coefficient and can be used as a material of the heat absorption film 32b. For example, in amorphous silicon having a large number of dangling bonds, the absorption coefficient is 1000 / cm or more and can be used as the material of the heat absorption film 32b.

또, 열흡수막(32b)으로서 보다 적격인 비정질 반도체재료에 Ta-Si-O-N계의 막이 있다. 도 8에 저항율이 1.0mΩ·cm, 5.5mΩ·cm의 Ta-Si-O-N계막에 대해서 0.5∼3.5eV(파장 약 2.48μm∼350nm)에 있어서의 흡수계수(cm-1)를 측정한 결과를 나타낸다. 저항율이 1.0mΩ·cm의 막은 이 측정범위 내에서 흡수계수가 약 100000/cm이상으로 되어 있어 열흡수막(32b)의 재료로 할 수 있다.In addition, there is a Ta-Si-ON-based film in an amorphous semiconductor material that is more suitable as the heat absorption film 32b. Fig. 8 shows the results of measuring absorption coefficients (cm −1 ) at 0.5 to 3.5 eV (wavelength of about 2.48 μm to 350 nm) for Ta-Si-ON films having resistivities of 1.0 mΩ · cm and 5.5 mΩ · cm. Indicates. The film having a resistivity of 1.0 m? · Cm has an absorption coefficient of about 100000 / cm or more within this measurement range, and can be used as the material of the heat absorption film 32b.

또한 본 출원인은 몰비가 대략 0.6<Si/Ta<대략 1.0이고 또한 대략 0.15<N/O<대략 4.1의 범위의 조성의 Ta-Si-O-N계막에 대해서 저항율이 2.5mΩ·cm 이하에서는 흡수계수가 약 100000/cm 이상으로 되는 것을 발견했다. 따라서 상기 재료도 열흡수막(32b)의 재료로 할 수 있다.In addition, the Applicant has an absorption coefficient at a resistivity of 2.5 m? · Cm or less for a Ta-Si-ON based film having a molar ratio of approximately 0.6 < Si / Ta < It was found to be about 100000 / cm or more. Therefore, the said material can also be used as the material of the heat absorption film 32b.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 보다 저온인 반응부로부터의 방열이 촉진되고, 2이상의 반응부로 이루어지는 반응장치의 반응부간의 온도차를 확보할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, heat dissipation from the lower temperature reaction part is promoted, and a temperature difference between the reaction parts of the reaction device composed of two or more reaction parts can be ensured.

[변형예 1] [Modification 1]

상기 실시형태에 있어서는 열반사막(32a)의 위에 열흡수막(32b)을 설치하는 것으로 방열촉진부(40)를 설치했는데, 도 9에 나타내는 바와 같이, 케이스(31)의 내벽면의 일부에 열반사막(32a)을 설치하지 않는 것으로, 단열용기의 밑바탕이 노출되는 개구부분을 형성하고, 개구부분을 방열촉진부(41)로 해도 좋다. 이 때, 개구부분의 반사율은 케이스(31)의 반사율로 된다.In the above embodiment, the heat dissipation promoting part 40 is provided by providing the heat absorption film 32b on the heat reflection film 32a. As shown in FIG. 9, the heat sink is part of the inner wall surface of the case 31. By not providing the desert 32a, an opening portion through which the bottom of the heat insulation container is exposed may be formed, and the opening portion may be the heat dissipation promoting portion 41. At this time, the reflectance of the opening portion becomes the reflectance of the case 31.

또한 케이스(31)가 유리기판인 경우, 적외선은 케이스(31)를 대부분 투과한다. 이 때문에, 개구부분의 반사율은 개구부분이 아닌 케이스(31)와 열반사막(32a)이 겹치는 부분의 반사율보다 상대적으로 낮게 된다.In addition, when the case 31 is a glass substrate, the infrared rays mostly pass through the case 31. For this reason, the reflectance of the opening portion is relatively lower than the reflectance of the portion where the case 31 and the heat reflection film 32a overlap, not the opening portion.

[변형예 2] [Modification 2]

또는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 케이스(31)의 내벽면의 전체면에 열흡수막(32b)을 설치하는 동시에, 열흡수막(32b)의 위에 일부를 제외하고 열반사막(32a)을 설치하며, 이 열흡수막(32b)이 노출되는 개구부분을 방열촉진부(42)로 해도 좋다.10, the heat absorption film 32b is provided in the whole surface of the inner wall surface of the case 31, and the heat reflection film 32a is provided except a part on the heat absorption film 32b. The opening portion through which the heat absorption film 32b is exposed may be the heat dissipation promoting portion 42.

[변형예 3][Modification 3]

또, 도 11에 나타내는 바와 같이, 케이스(31)의 내벽면의 일부에 열흡수막(32b)을 설치하는 동시에, 단열용기의 내벽면의 다른 부분에 열반사막(32a)을 설치하는 것으로, 열흡수막(32b)이 노출되는 개구부분을 방열촉진부(43)로 해도 좋다. 이 경우, 열흡수막(32b)의 외주부와 열반사막(32a)이 일부 겹쳐도 괜찮다.Moreover, as shown in FIG. 11, the heat absorption film 32b is provided in a part of the inner wall surface of the case 31, and the heat reflection film 32a is provided in the other part of the inner wall surface of a heat insulation container. The opening portion where the absorbing film 32b is exposed may be the heat dissipation promoting portion 43. In this case, the outer peripheral part of the heat absorption film 32b and the heat reflection film 32a may partially overlap.

[변형예 4][Modification 4]

또, 반응장치 본체부(20)의 반응온도가 600℃을 넘으면, 복사밀도의 증가가 현저하게 된다(도 6 참조). 따라서 열반사막(32a)이 1중(single layer)에서는 충분하지 않게 되며, 2중으로 하는 구성을 생각할 수 있다. 즉, 도 12에 나타내는 바와 같이, 외측의 열반사막(32a)의 내측에 공극(33)을 열어 제 2 열반사막(34)을 설치한다. 공극(33)은 예를 들면 케이스(31)와 같은 재료로 이루어지는 지지부재(36)에 의해 형성된다. 공극(33)을 여는 것으로, 제 2 열반사막(34)으로부터 제 1 열반사막(32a)으로의 열전도를 막고, 단열효율을 높일 수 있다.Moreover, when the reaction temperature of the reactor main body 20 exceeds 600 degreeC, the increase of a radiation density will become remarkable (refer FIG. 6). Therefore, the heat reflection film 32a does not become enough in a single layer, and the structure which makes it double can be considered. That is, as shown in FIG. 12, the space | gap 33 is opened inside the outer side heat reflection film 32a, and the 2nd heat reflection film 34 is provided. The void 33 is formed by a supporting member 36 made of a material such as the case 31, for example. By opening the voids 33, heat conduction from the second heat reflection film 34 to the first heat reflection film 32a can be prevented, and the thermal insulation efficiency can be improved.

이 경우, 도 13에 나타내는 바와 같이, 제 2 열반사막(34)의 제 2 반응부(12)에 대응하는 위치에 방열창(35)을 설치해도 좋다. 방열창(35)이 있는 것으로, 제 2 반응부(12)에 의한 복사는 외측의 열반사막(32a)만에 의해 방지되므로, 2중의 열반사막(32a, 34)에 의해 복사가 방지되는 제 1 반응부(11)와 비교해 제 2 반응부(12)의 방열이 촉진된다.In this case, as shown in FIG. 13, the heat dissipation window 35 may be provided at a position corresponding to the second reaction portion 12 of the second heat reflection film 34. Since there is a heat dissipation window 35, radiation by the second reaction part 12 is prevented only by the outer heat reflection film 32a, so that the radiation is prevented by the double heat reflection films 32a and 34. Compared with the reaction part 11, heat dissipation of the second reaction part 12 is promoted.

[변형예 5][Modification 5]

상기 실시형태에 있어서는 제 2 반응부(12)의 배관(21, 22)이 설치되어 있지 않은 외벽면과 대향하는 케이스(31)의 내벽면에, 방열촉진부(40∼43)가 설치되어 있었지만, 방열촉진부(40∼43)의 면적을 증감시키는 것으로, 제 2 반응부(12)로부터의 복사에 의한 방열량을 조정해도 괜찮다.In the above embodiment, the heat dissipation promoting parts 40 to 43 are provided on the inner wall surface of the case 31 facing the outer wall surface on which the pipes 21 and 22 of the second reaction part 12 are not provided. The amount of heat dissipation by radiation from the second reaction part 12 may be adjusted by increasing or decreasing the area of the heat dissipation accelerators 40 to 43.

여기에서 방열촉진부(40∼43)의 제 2 반응부(12)의 배관(21, 22)이 설치되어 있지 않은 외벽면과 대향하는 형상을 해당 제 2 반응부(12)와 같은 면적으로 할 수 있으면(도 14), 제 2 반응부(12)의 온도가 균일하게 되지만, 형상이나 크기가 다른 경우(예를 들면 도 15), 제 2 반응부(12)의 온도가 불균일하게 된다. 여기에서, 도 14에 실선으로 나타낸 범위, 도 15, 도 16, 도 17, 도 18에 2점쇄선으로 나타낸 범위가 제 2 반응부(12)의 외벽면과 대향하고 또한 합동인 형상이다.Here, the shape facing the outer wall surface on which the pipes 21 and 22 of the second reaction part 12 of the heat dissipation promoting part 40 to 43 are not provided may be the same area as that of the second reaction part 12. If possible (FIG. 14), the temperature of the second reaction part 12 becomes uniform, but if the shape and size are different (for example, FIG. 15), the temperature of the second reaction part 12 becomes uneven. Here, the range shown by the solid line in FIG. 14, and the range shown by the dashed-dotted line in FIG. 15, FIG. 16, FIG. 17 and FIG. 18 is the shape which opposes and is congruent with the outer wall surface of the 2nd reaction part 12. As shown in FIG.

방열촉진부(40∼43)의 면적을 줄이고, 또한 제 2 반응부(12)의 온도를 균일하게 하는 경우에는, 해당 범위에 방열촉진부(40∼43)를 균일하게 분산해 설치하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 방열촉진부(40∼43)를 스트라이프형상으로 설치하거나(도 16), 체크무늬 형상으로 설치하거나 해도(도 17) 괜찮다.In order to reduce the area of the heat dissipation accelerators 40 to 43 and to make the temperature of the second reaction unit 12 uniform, it is preferable to disperse the heat dissipation accelerators 40 to 43 in the corresponding range. Do. For example, the heat dissipation accelerators 40 to 43 may be provided in a stripe shape (Fig. 16) or in a checkered shape (Fig. 17).

또, 제 2 반응부(12)의 온도는 제 1 반응부(11)로부터 열을 전도시키는 배관(21)이 설치되는 측만큼 높고, 단열용기(30)에 열을 전도시키는 배관(22)이 설치되는 측만큼 낮아지기 쉽다. 그래서, 예를 들면 도 18에 나타내는 바와 같이, 배관(21)이 설치되는 측(도 18의 좌측)만큼 방열촉진부(40∼43)의 분포가 크고, 배관(22)이 설치되는 측(도 18의 우측)만큼 방열촉진부(40∼43)의 분포가 작아지도록 설치해도 괜찮다. 이와 같이 방열촉진부(40∼43)를 설치하는 것으로, 배관(21)이 설치되는 고온측만큼 방열량이 많고, 배관(22)이 설치되는 저온측만큼 방열량이 적게 되므로, 온도 기울기를 저감할 수 있다.In addition, the temperature of the second reaction unit 12 is as high as the side on which the pipe 21 for conducting heat from the first reaction unit 11 is installed, and the pipe 22 for conducting heat to the heat insulation container 30 is provided. It is easy to be lowered by the side to be installed. Thus, for example, as shown in FIG. 18, the distribution of the heat dissipation promotion units 40 to 43 is as large as the side on which the pipe 21 is installed (left side in FIG. 18), and the side on which the pipe 22 is installed (FIG. 18 may be provided so that the distribution of the heat dissipation accelerators 40 to 43 is smaller. By providing the heat dissipation promotion parts 40 to 43 in this manner, the heat dissipation amount is as high as the high temperature side where the pipe 21 is installed, and the heat dissipation amount is reduced as much as the low temperature side where the pipe 22 is installed, so that the temperature gradient can be reduced. have.

[제 2 실시형태]Second Embodiment

다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 대해 설명한다.Next, a second embodiment of the present invention will be described.

도 19는 본 발명에 관계되는 실시형태의 반응장치를 적용한 연료전지장치(101)의 개략 구성을 나타내는 블록도이다. 이 도에 나타내는 바와 같이, 연료전지장치(101)는 연료용기(102)와, 기화기(150)와, 반응장치(110)와, 발전 셀(103) 을 구비하고 있다.19 is a block diagram showing a schematic configuration of a fuel cell device 101 to which the reaction device of the embodiment according to the present invention is applied. As shown in this figure, the fuel cell device 101 includes a fuel container 102, a vaporizer 150, a reactor 110, and a power generation cell 103.

기화기(150)는 도시를 생략하지만, 예를 들면 2장의 기판이 접합되고, 이들의 기판의 적어도 한쪽의 접합면, 즉 내측의 면에, 예를 들면 지그재그형상의 마이크로 유로가 형성되며, 또, 각 기판의 외측의 면에, 전압이 인가됨으로써 발열하는 발열저항체, 발열반도체라고 하는 전열재로 이루어지는 박막히터가 성막된 구조를 갖고 있다. 이 박막히터에 의해 연료용기(102)로부터 기화기(150)내의 마이크로 유로에 공급되는 연료 및 물이 가열되어 기화된다.Although the vaporizer | carburetor 150 is abbreviate | omitted, for example, two board | substrates are joined, for example, the zigzag-shaped micro flow path is formed in at least one joining surface, ie, inner surface of these board | substrates, The film has a structure in which a thin film heater made of a heat generating material called a heat generating resistor and a heat generating semiconductor is formed on the outer surface of each substrate. The fuel and water supplied from the fuel container 102 to the micro flow path in the vaporizer 150 are heated and vaporized by the thin film heater.

반응장치(110)는 기화기(150)로부터 공급되는 기화된 연료 및 수증기로부터 수소를 생성하는 것이며, 개질기(160), 일산화탄소 제거기(170), 촉매연소기(180)를 구비하는 반응장치 본체부(120)와, 단열용기(130)를 구비한다. 개질기(160), 일산화탄소 제거기(170), 촉매연소기(180), 단열용기(130)의 작용에 대해서는 제 1 실시형태의 개질기(60), 일산화탄소 제거기(70), 촉매연소기(80), 단열용기(30)와 마찬가지이므로, 설명을 할애한다.The reactor 110 generates hydrogen from vaporized fuel and water vapor supplied from the vaporizer 150, and includes a reactor 160 including a reformer 160, a carbon monoxide remover 170, and a catalytic combustor 180. ) And a heat insulation container (130). Reformer 160, carbon monoxide remover 170, catalytic burner 180, and thermal insulation container 130 are described in terms of the reformer 60, carbon monoxide remover 70, catalytic burner 80, and thermal insulation container of the first embodiment. Since it is the same as (30), description is devoted.

이상의 반응장치(110)의 상세한 것에 대해서는 후술하지만, 반응장치(110)는 개질기(160), 일산화탄소 제거기(170), 촉매연소기(180) 및 단열용기(130)가 일체화된 것이며, 촉매연소기(180)에서 발생하는 연소열이 개질기(160)에 공급되어 개질기(160)가 소정의 온도(제 1 온도)로 설정되는 동시에, 개질기(160)와 일산화탄소 제거기(170)를 연통하는 후술한 연결부(121)를 통한 열전도에 의해 일산화탄소 제거기(170)가 개질기(160)의 온도보다 낮은 소정의 온도(제 2 온도)로 설정되어 상기 화학반응식(1)∼(3)의 화학반응이 실시되도록 되어 있다. 또한 연료용 기(102)와 촉매연소기(180)의 사이에 도시하지 않는 다른 기화기를 개재시키고, 연료의 일부가 이 기화기에 의해서 기화되어 촉매연소기(180)에 공급되는 구성을 추가로 구비하고 있는 것으로 해도 좋다.Although the details of the reaction apparatus 110 described above will be described later, the reaction apparatus 110 is a reformer 160, a carbon monoxide remover 170, a catalytic burner 180 and an adiabatic container 130 are integrated, and a catalytic burner 180 The heat of combustion generated in the heat transfer) is supplied to the reformer 160 so that the reformer 160 is set to a predetermined temperature (first temperature), and at the same time, the connecting portion 121 to communicate the reformer 160 with the carbon monoxide remover 170 is described below. The carbon monoxide remover 170 is set to a predetermined temperature (second temperature) lower than the temperature of the reformer 160 by heat conduction through the chemical reaction of Chemical Formulas (1) to (3). In addition, between the fuel container 102 and the catalytic combustor 180, another vaporizer not shown is interposed, and a part of the fuel is further provided by the vaporizer and supplied to the catalytic combustor 180. You may use it.

발전 셀(103)의 작용에 대해서는 제 1 실시형태의 발전 셀(3)과 마찬가지이므로, 설명을 할애한다.The operation of the power generation cell 103 is the same as that of the power generation cell 3 of the first embodiment, and therefore, the description is omitted.

이상의 연료전지장치(101)는 제 1 실시형태의 연료전지장치(1)와 마찬가지로, 노트형 퍼스널 컴퓨터, 휴대전화기, PDA(Personal Digital Assistant), 전자수첩, 손목시계, 디지털스틸카메라, 디지털비디오카메라, 게임기기, 유기기, 전자계산기 그 외의 전자기기에 설치된 것이며, 전자기기 본체를 동작시키기 위한 전원으로서 이용된다. 또한 연료전지장치(101)의 반응장치(110), 기화기(150) 및 발전 셀(103)을 전자기기 본체에 내장하고, 연료용기(102)를 전자기기 본체에 대해서 착탈 가능하게 설치하며, 연료용기(102)가 전자기기 본체에 장착된 경우, 연료용기(102)내의 연료 및 물이 펌프에 의해서 반응장치 본체부(110)에 공급되도록 해도 좋다.The fuel cell device 101 described above is similar to the fuel cell device 1 of the first embodiment, such as a notebook personal computer, a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), an electronic notebook, a watch, a digital still camera, and a digital video camera. And a game device, an organic device, an electronic calculator, and other electronic devices, and are used as a power source for operating the main body of the electronic device. In addition, the reaction apparatus 110, the vaporizer 150, and the power generation cell 103 of the fuel cell device 101 are incorporated in the electronic device main body, and the fuel container 102 is detachably installed with respect to the electronic device main body. When the container 102 is attached to the main body of the electronic device, the fuel and water in the fuel container 102 may be supplied to the reactor main body 110 by a pump.

다음으로, 반응장치(110)의 구성에 대해 추가로 상세하게 설명한다. 도 20은 본 실시형태에 있어서의 반응장치(110)를 나타내는 사시도이며, 도 21은 도 20의 XXI-XXI선을 따른 화살표 단면도이고, 도 22는 본 실시형태에 있어서의 반응장치(110)를 나타내는 분해 사시도이다. 또, 도 23∼도 27은 반응장치(110)를 형성하는 제 1 기판(300)∼제 5 기판(700)의 평면도이다.Next, the structure of the reaction apparatus 110 is demonstrated further in detail. FIG. 20 is a perspective view showing the reactor 110 in the present embodiment, FIG. 21 is a cross-sectional view taken along the line XXI-XXI in FIG. 20, and FIG. 22 is a reactor 110 in the present embodiment. It is an exploded perspective view showing. 23 to 27 are plan views of the first to fifth substrates 700 forming the reactor 110.

또한 이하의 설명에 있어서는 도 20의 상측의 면을 표면으로 하고, 하측의 면을 이면으로 하여 설명한다. 또, 도 22와, 후술한 도 23∼도 27에 있어서는 홈부(유로)(406, 408), 홈부(유로)(506, 508) 및 홈부(유로)(606) 등을 간략화해 나타내고 있다.In the following description, the upper surface of FIG. 20 is used as the surface, and the lower surface is described as the rear surface. In addition, in FIG. 22 and FIGS. 23-27 mentioned later, the groove part (euro) 406, 408, the groove part (euro) 506, 508, the groove part (euro) 606, etc. are simplified.

도 20∼도 22에 나타내는 바와 같이, 반응장치(110)는 복수의 기판(300, 400, 500, 600, 700)을 적층해 구성되어 평판형상으로 형성되어 있고, 내부에 반응장치 본체부(120)를 구비하고 있다.20 to 22, the reactor 110 is formed by stacking a plurality of substrates 300, 400, 500, 600, and 700, and is formed in a flat plate shape, and the reactor main body 120 is disposed therein. ).

이 반응장치 본체부(120)는 도 21에 나타내는 바와 같이, 내부에 개질기(160)의 개질반응실(161)과, 일산화탄소 제거기(170)의 일산화탄소 제거유로(171)와, 촉매연소기(180)의 연소반응실(181)과, 개질기(160)와 일산화탄소 제거기(170)를 접속하는 연결부(121)와, 지지부(122)를 구비하고 있다.As shown in FIG. 21, the reactor main body 120 includes a reforming reaction chamber 161 of the reformer 160, a carbon monoxide removal passage 171 of the carbon monoxide remover 170, and a catalytic combustion device 180. Of the combustion reaction chamber 181, a connecting portion 121 for connecting the reformer 160 and the carbon monoxide remover 170, and a supporting portion 122.

개질반응실(161)은 상기의 개질반응을 실시하기 위한 방(유로)이며, 메탄올 등의 탄화수소 및 물로부터 수소를 생성하기 위한 개질촉매(165)를 내벽면에 담지하고 있다. 이 개질촉매(165)는 예를 들면 동/산화아연계의 촉매이며, 알루미나를 담체로서 알루미나에 동/산화아연을 담지시킨 것이다.The reforming reaction chamber 161 is a chamber (euro) for carrying out the above reforming reaction, and contains a reforming catalyst 165 for generating hydrogen from hydrocarbons such as methanol and water, on the inner wall surface. The reforming catalyst 165 is, for example, a copper / zinc oxide catalyst, in which copper / zinc oxide is supported on alumina as a carrier.

또, 일산화탄소 제거유로(171)는 상기의 일산화탄소 제거반응을 실시하기 위한 방(유로)이며, 개질촉매(165)에 의해서 수소 등의 그 밖에 부생성물로서 약간 생성되는 일산화탄소를 산화해 이산화탄소를 생성하기 위한 일산화탄소 제거촉매(175)를 내벽면에 담지하고 있다. 이 일산화탄소 제거촉매(175)는 예를 들면 백금/알루미나계의 촉매이며, 알루미나에 백금 또는 백금 및 루테늄을 담지시킨 것이다.In addition, the carbon monoxide removal passage 171 is a chamber for performing the carbon monoxide removal reaction, and oxidizes carbon monoxide slightly generated as other by-products such as hydrogen by the reforming catalyst 165 to generate carbon dioxide. The carbon monoxide removal catalyst 175 is supported on the inner wall surface. The carbon monoxide removal catalyst 175 is, for example, a platinum / alumina catalyst, in which platinum, platinum, and ruthenium are supported on alumina.

또, 연소반응실(181)은 상기의 연소반응을 실시하기 위한 방(유로)이며, 연소반응을 효율 좋게 일으키기 위한, 예를 들면 백금계의 연소촉매(185)를 내벽면에 담지하고 있다. 이 연소반응실(181)은 본 발명에 있어서의 가열부이며, 개질반응실(161) 등에 열을 공급하게 되어 있다.The combustion reaction chamber 181 is a chamber (euro) for carrying out the combustion reaction described above, and contains, for example, a platinum-based combustion catalyst 185 on the inner wall surface for efficiently causing the combustion reaction. This combustion reaction chamber 181 is a heating unit in the present invention, and supplies heat to the reforming reaction chamber 161 and the like.

이상의 반응장치 본체부(120)는 지지부(122)에 의해 단열용기(130)의 내부에 배치설치되어 있다. 단열용기(130)는 반응장치 본체부(120)를 포위하는 것이며, 반응장치 본체부(120)로부터 복사되는 열선(적외선)이 적어도 일부를 투과한다. 이 단열용기(130)의 내부의 밀폐실(139)에 반응장치 본체부(120)가 수용되어 있다. 밀폐실(139)은 10Pa이하, 바람직하게는 1Pa이하의 진공압으로 되어 있다.The reaction apparatus main body 120 is disposed inside the heat insulation container 130 by the support part 122. The heat insulation container 130 surrounds the reactor main body 120, and a heat ray (infrared ray) radiated from the reactor main body 120 passes through at least a portion thereof. The reactor main body 120 is accommodated in the sealed chamber 139 inside the heat insulation container 130. The sealed chamber 139 has a vacuum pressure of 10 Pa or less, preferably 1 Pa or less.

단열용기(130)의 케이스(131)의 내면에는 반응장치 본체부(120)측으로부터 복사되는 열선을 해당 반응장치 본체부(120)측으로 반사해 방열을 방지하는 열반사막(132a)이 반응장치 본체부(120)의 외면에 대향해서 설치되어 있다. 이 열반사막(132a)은 금, 알루미늄, 은 또는 동 등의 금속막을 스퍼터법이나 진공 증착법 등의 기상법에 의해 성막함으로써 형성되어 있다.On the inner surface of the case 131 of the heat insulation container 130, a heat reflection film 132a for reflecting the heating wire radiated from the reactor main body 120 side to the reactor main body 120 side to prevent heat radiation, has a reactor main body. It is provided to face the outer surface of the part 120. The heat reflection film 132a is formed by forming a metal film such as gold, aluminum, silver, or copper by a gas phase method such as sputtering or vacuum deposition.

그리고 본 실시형태에 있어서는 도 21, 도 22에 나타내는 바와 같이, 열반사막(132a)은 일부에 개구부(141)를 구비한다. 이 개구부(141)에 의해서 반응장치 본체부(120)의 내부 열의 일부가 외부로 방열되는 것으로, 반응장치 본체부(120)의 온도가 조절되어 소망한 상태가 된다. 본 실시형태에 있어서는 이 개구부(141)가 반응장치 본체부(120)의 일부의 영역, 즉 일산화탄소 제거기(170)와 대응하는 영역의 표리 양측에 설치되는 것으로, 개질기(160)측의 온도에 대해서 일산화탄소 제거 기(170)측의 온도를 내리고, 적당한 온도차를 설치할 수 있다. 또한 개구부(141)는 일산화탄소 제거기(170)와 대응하는 영역의 표리 양측에 설치되어 있는 것에 한정하지 않고, 표측 또는 이측의 어느 쪽인가 한쪽에 설치되어 있는 것이어도 좋다. 또한 상기에 있어서, 개구부(141)는 도 22에 나타내는 바와 같이 구멍형상으로 형성되는 것으로 했지만, 이와 같은 형상에 한정하는 것은 아니고, 예를 들면 열반사막(132a)이 도중에서 분단된 형상이어도 괜찮다. 요컨데, 반응장치 본체부(120)의 온도를 소망한 상태로 하도록 열반사막(132a)이 설치되어 있지 않은 영역을 설치하는 것이면 좋다.In the present embodiment, as shown in FIGS. 21 and 22, the heat reflection film 132a includes an opening 141 in part. A part of the internal heat of the reactor main body 120 is radiated to the outside by the opening 141, so that the temperature of the reactor main body 120 is adjusted to a desired state. In this embodiment, this opening part 141 is provided in the front and back both sides of the area | region of a part of the reactor main body part 120, ie, the area | region corresponding to the carbon monoxide remover 170, and with respect to the temperature of the reformer 160 side. The temperature on the side of the carbon monoxide remover 170 can be lowered to provide an appropriate temperature difference. In addition, the opening part 141 is not limited to being provided in the front and back both sides of the area | region corresponding to the carbon monoxide remover 170, and may be provided in either one of the front side or the back side. In addition, although the opening part 141 is formed in hole shape as shown in FIG. 22 in the above, it is not limited to such a shape, For example, the shape in which the heat reflection film 132a was divided | segmented in the middle may be sufficient. In other words, it is sufficient to provide an area in which the heat reflection film 132a is not provided so that the temperature of the reactor main body 120 is in a desired state.

지지부(122)는 도 21, 도 22에 나타내는 바와 같이, 단열용기(130)와 반응장치 본체부(120)의 일단부, 보다 상세하게는, 개질반응실(161)보다도 일산화탄소 제거유로(171)에 근접하는 단부를 접속해서 해당 반응장치 본체부(120)를 지지하는 것이며, 단열용기(130)를 반응장치 본체부(120)와 일체화시키고 있다.As shown in FIG. 21 and FIG. 22, the support part 122 has the carbon monoxide removal flow path 171 rather than the one end part of the heat insulation container 130 and the reactor main body part 120, More specifically, the reforming reaction chamber 161. It connects the end part adjacent to and supports the said reaction apparatus main body part 120, and the heat insulation container 130 is integrated with the reaction apparatus main body part 120. As shown in FIG.

이 지지부(122)에는 반응장치 본체부(120)에서의 상기 개질반응, 상기 일산화탄소 제거반응 및 상기 연소반응에 이용되는 반응물을 외부로부터 해당 반응장치 본체부(120)에 공급하는 동시에, 이들의 반응에 의해 생기는 생성물을 외부로 배출하는 급배부(123)(도 20 및 후술하는 도 24∼도 26 참조)가 설치되어 있다.The support part 122 supplies reactants used for the reforming reaction, the carbon monoxide removal reaction and the combustion reaction in the reactor main body 120 to the reactor main body 120 from the outside, and the reactions thereof. The supply-discharge part 123 (refer FIG. 20 and FIGS. 24-26 mentioned later) which discharge | releases the product produced | generated by the outside is provided.

이 급배부(123)는 도 20에 나타내는 바와 같이, 단열용기(130)의 외면에 개구하는 연료공급구(123a), 연료산소공급구(123b), 산소보조공급구(123c), 반응배출구(123d), 반응공급구(123e) 및 연료배출구(123f)를 갖고 있다.As shown in FIG. 20, this supply and discharge part 123 is a fuel supply port 123a, the fuel oxygen supply port 123b, the oxygen auxiliary supply port 123c, and the reaction outlet opening which are opened to the outer surface of the heat insulation container 130. 123d), reaction supply port 123e and fuel discharge port 123f.

연료공급구(123a)는 촉매연소기(180)에서의 연소에 이용하는 수소를 포함하 는 오프가스나 연소에 이용하는 연료로서의 메탄올 등을 내부에 유입시키는 것이다. 연료산소공급구(123b)는 촉매연소기(180)에서의 연소에 이용하는 산소를 내부에 유입시키는 것이다. 또한 연료공급구(123a) 및 연료산소공급구(123b)에는 각각 연료 등을 압송하는 펌프장치(도시하지 않음) 등이 접속되어 있다.The fuel supply port 123a introduces off gas containing hydrogen used for combustion in the catalytic combustor 180, methanol as fuel used for combustion, and the like. The fuel oxygen supply port 123b introduces oxygen to be used for combustion in the catalytic combustor 180. Further, a pump device (not shown) for pumping fuel or the like is connected to the fuel supply port 123a and the fuel oxygen supply port 123b, respectively.

산소보조공급구(123c)는 일산화탄소 제거기(170)에 있어서 일산화탄소를 선택 산화하기 위한 산소를 내부에 유입시키는 것이다.The oxygen auxiliary supply port 123c introduces oxygen for selectively oxidizing carbon monoxide in the carbon monoxide remover 170.

반응배출구(123d)는 상기의 개질반응 및 일산화탄소 제거 반응에 의해서 생성되는, 주로 수소를 포함하는 혼합기(混合氣)를 배출하는 것이며, 발전 셀(103)의 연료극에 연통하고 있다. 반응공급구(123e)는 개질기(160)에 있어서 수소에 개질시키는 메탄올 등의 탄화수소 및 물을 내부에 유입시키는 것이며, 기화기(150)로부터 연통하고 있다.The reaction outlet 123d discharges a mixture mainly containing hydrogen, which is produced by the reforming reaction and the carbon monoxide removal reaction, and communicates with the fuel electrode of the power generation cell 103. The reaction supply port 123e introduces hydrocarbon and water, such as methanol, which is reformed into hydrogen in the reformer 160 to the inside, and communicates with the vaporizer 150.

연료배출구(123f)는 촉매연소기(180)에 있어서의 연소에 의해서 생성되는 이산화산소 및 물을 배출하는 것이다.The fuel outlet 123f discharges oxygen dioxide and water produced by the combustion in the catalytic combustor 180.

이상의 반응장치(110)는 도 22에 나타내는 바와 같이, 제 1 기판(300), 제 2 기판(400), 제 3 기판(500), 제 4 기판(600) 및 제 5 기판(700)을 이 순서로 적층해서 접합하여 형성되어 있다. 즉, 제 1 기판(300)의 이면과 제 2 기판(400)의 표면이 접합되고, 제 2 기판(400)의 이면과 제 3 기판(500)의 표면이 접합되며, 제 3 기판(500)의 이면과 제 4 기판(600)의 표면이 접합되고, 제 4 기판(600)의 이면과 제 5 기판(700)의 표면이 접합되어 있다.As described above, the reactor 110 includes the first substrate 300, the second substrate 400, the third substrate 500, the fourth substrate 600, and the fifth substrate 700. It is formed by laminating and joining in order. That is, the back surface of the first substrate 300 and the surface of the second substrate 400 are bonded to each other, the back surface of the second substrate 400 and the surface of the third substrate 500 are bonded to the third substrate 500. The rear surface of the substrate 4 and the surface of the fourth substrate 600 are bonded to each other, and the rear surface of the fourth substrate 600 and the surface of the fifth substrate 700 are bonded to each other.

또한 본 실시형태에 있어서는 제 1 기판(300)∼제 5 기판(700)은 유리제의 기판이며, 보다 상세하게는, 가동 이온으로 되는 Na나 Li를 함유한 유리기판이며, 각 기판은 예를 들면 양극 접합에 의해서 서로 접합된다. 이와 같은 유리기판으로서는, 예를 들면 파이렉스(등록상표) 기판을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, in this embodiment, the 1st board | substrate 300-the 5th board | substrate 700 are glass substrates, More specifically, it is a glass substrate containing Na or Li which becomes movable ions, and each board | substrate is, for example, It is joined together by an anodic bonding. As such a glass substrate, it is preferable to use a Pyrex (trademark) board | substrate, for example.

이들 제 1 기판(300)∼제 5 기판(700)은 평면에서 보아 대략 직사각형상을 갖고, 바깥 가장자리를 따른 치수가 거의 동일하며, 측면의 적어도 일부가 서로 면일치하게 되어 있다.These first to fifth substrates 700 have a substantially rectangular shape in plan view, have substantially the same dimensions along their outer edges, and at least some of the side surfaces thereof are coincident with each other.

다음으로 각 기판(300, 400, 500, 600, 700)에 대해 설명한다.Next, each board | substrate 300, 400, 500, 600, 700 is demonstrated.

[제 1 기판][First substrate]

도 23에 나타내는 바와 같이, 제 1 기판(300)의 이면측, 즉 제 2 기판(400)의 표면과 대향하는 면에는, 직사각형상의 오목부(301)가 형성되어 있다. 이 오목부(301)의 내면에는 상기한 열반사막(132a)이 설치되고, 열반사막(132a)에는 개구부(141)가 설치되어 있다.As shown in FIG. 23, the rectangular recessed part 301 is formed in the back surface side of the 1st board | substrate 300, ie, the surface facing the surface of the 2nd board | substrate 400. As shown in FIG. The heat reflection film 132a described above is provided on the inner surface of the recess 301, and the opening 141 is provided in the heat reflection film 132a.

제 1 기판(300)은 단열용기(130)의 케이스(131)의 상측부를 형성한다.The first substrate 300 forms an upper portion of the case 131 of the heat insulation container 130.

[제 2 기판][Second substrate]

제 2 기판(400)은 도 24에 나타내는 바와 같이, 일단부(도면 중, 좌측의 단부)의 모서리부에 삼각형상의 노치부(440)를 갖고 있다. 이 제 2 기판(400)에는 표리에 관통하는 구멍(401)이 설치되어 있다. 구멍(401)은 제 2 기판(400)의 둘레가장자리부를 따라서 대략 C자형상으로 형성되어 있다. 즉, 구멍(401)은 제 2 기판(400)의 지지부(122)로 되는 영역을 제외하고, 제 2 기판(400)의 둘레가장자리부를 따라서 설치되어 있다. 이 구멍(401)으로 둘러싸여진 내측부분이 반응장치 본 체부(120)로 되는 본체부(410)이며, 구멍(401)에 의해 본체부(410)의 외측에 이간한 부분이 케이스(131)로 되는 틀부(420)이다.As shown in FIG. 24, the 2nd board | substrate 400 has the triangular notch part 440 at the edge part of one end part (edge part of a left side in a figure). The second substrate 400 is provided with a hole 401 penetrating the front and back. The hole 401 is formed in a substantially C shape along the circumferential edge of the second substrate 400. That is, the hole 401 is provided along the circumferential edge of the second substrate 400 except for the region serving as the support portion 122 of the second substrate 400. The inner part surrounded by the hole 401 is the main body part 410 which becomes the reactor main body part 120, and the part separated from the outer side of the main body part 410 by the hole 401 is referred to as the case 131. It is a frame portion 420.

이 구멍(401)의 내주면에는 상기한 열반사막(132a)이 설치되어 있다.The heat reflection film 132a described above is provided on the inner circumferential surface of the hole 401.

본체부(410)의 중앙부에는 직사각형상의 구멍(402)이 형성되어 있다. 이 구멍(402)의 내주면에 단열 효과를 갖는 복사 방지막(도시하지 않음)을 설치하도록 해도 좋다. 또한 이 복사 방지막은 예를 들면 알루미늄 등의 금속에 의해서 형성되어 있다.The rectangular hole 402 is formed in the center part of the main-body part 410. As shown in FIG. A radiation prevention film (not shown) having a heat insulating effect may be provided on the inner circumferential surface of the hole 402. This copy protection film is made of metal such as aluminum, for example.

또, 도 21에 나타내는 바와 같이, 제 2 기판(400)의 표면, 즉 제 1 기판(300)의 오목부(301)와 대향하는 면의, 예를 들면 일산화탄소 제거기(170)에 대응하는 영역에, 게타재(403)를 설치하도록 해도 좋다. 이 게타재(403)는 가열에 의해 활성화하여 주위의 가스나 미립자를 흡착하는 것이고, 반응장치(110)의 밀폐실(139)에 존재하는 가스를 흡착하여 밀폐실(139)의 진공도를 높이거나 혹은 유지할 수 있다. 이와 같은 게타재(403)의 재료로서는, 예를 들면 지르코늄, 바륨, 티타늄 또는 바나듐을 주성분으로 한 합금을 들 수 있다. 또한 게타재(403)에 해당 게타재(403)를 가열해 활성화하기 위한 전열재 등의 전기히터를 설치하고, 이 전기히터의 전선을 단열용기(130)의 외부로 꺼내도 괜찮다. 또, 게타재(403)는 반응장치(110)의 운전중에, 게타재(403)의 온도가 그 활성화 온도를 넘지 않는 위치에 설치하도록 하는 것이 바람직하다.In addition, as shown in FIG. 21, the surface of the second substrate 400, that is, the area of the surface facing the recess 301 of the first substrate 300, for example, in a region corresponding to the carbon monoxide remover 170. The getter material 403 may be provided. The getter material 403 is activated by heating to adsorb the surrounding gas or fine particles, and adsorbs the gas present in the sealed chamber 139 of the reactor 110 to increase the vacuum degree of the sealed chamber 139. Or keep it. As a material of such a getter material 403, the alloy which has zirconium, barium, titanium, or vanadium as a main component is mentioned, for example. In addition, an electric heater such as a heat transfer material for heating and activating the getter material 403 may be installed in the getter material 403, and the electric wire of the electric heater may be taken out of the heat insulation container 130. In addition, the getter material 403 is preferably installed at a position where the temperature of the getter material 403 does not exceed its activation temperature during the operation of the reactor 110.

또, 제 2 기판(400)의 이면, 즉 제 3 기판(500)과의 접합면에는 홈부(406), 홈부(407a, 407b), 홈부(408) 및 홈부(409a∼409f)가 형성되어 있다. 홈부(406)는 본체부(410) 중, 구멍(402)에 대해서 지지부(122)와 반대측의 영역에, 예를 들면 지그재그형상으로 설치되어 있다. 이 홈부(406)의 내벽면에는 상기의 개질촉매(165)(도 21 참조)가 담지되어 있다.In addition, Grooves 406, grooves 407a and 407b, grooves 408, and grooves 409a to 409f are formed on the back surface of the second substrate 400, that is, the bonding surface to the third substrate 500. The groove part 406 is provided in the zigzag shape in the area | region on the opposite side to the support part 122 with respect to the hole 402 among the main body parts 410, for example. The reforming catalyst 165 (see FIG. 21) is supported on the inner wall surface of the groove portion 406.

홈부(407a)는 홈부(406)의 단부로부터 본체부(410) 중, 구멍(402)보다도 지지부(122)측의 영역에까지 설치되어 있다. 홈부(407b)는 홈부(406)의 단부로부터 홈부(408)에까지 설치되어 있다.The groove part 407a is provided in the area | region of the support part 122 side rather than the hole 402 among the main-body part 410 from the edge part of the groove part 406. The groove portion 407b is provided from the end of the groove portion 406 to the groove portion 408.

홈부(408)는 본체부(410) 중, 구멍(402)에 대해서 지지부(122)와 같은 측의 영역(상기 일단부측의 반대측의 타단부측)에, 예를 들면 지그재그형상으로 설치되어 있다. 이 홈부(408)의 내벽면에는 상기의 일산화탄소 제거촉매(175)(도 21 참조)가 담지되어 있다.The groove part 408 is provided in the zigzag shape, for example in the area | region (the other end side on the opposite side to the said one end side) with respect to the hole 402 among the main-body parts 410 with respect to the hole 402. The carbon monoxide removal catalyst 175 (see FIG. 21) described above is supported on the inner wall surface of the groove 408.

홈부(409a∼409f)는 제 2 기판(400)의 지지부(122)와 같은 측(상기 일단부의 반대측의 타단부)에 나란히 하여 설치되어 있고, 한쪽의 단부가 제 2 기판(400)의 상기 타단부측의 측면으로 개구하는 동시에, 다른쪽의 단부는 폐색된 상태로 되어 있다.The groove portions 409a to 409f are provided side by side on the same side as the support portion 122 of the second substrate 400 (the other end portion on the opposite side of the one end portion), and one end thereof is formed on the other side of the second substrate 400. While opening to the side of the end side, the other end is in a closed state.

[제 3 기판][Third substrate]

제 3 기판(500)은 도 25에 나타내는 바와 같이, 노치부(540, 541)와, 노치부(509a∼509f)를 갖고 있다. 노치부(540, 541)는 제 3 기판(500)의 일단부(도면 중, 좌측의 단부)의 2개의 모서리부에 삼각형상으로 설치되어 있다.As shown in FIG. 25, the third substrate 500 includes notches 540 and 541 and notches 509a to 509f. The notches 540 and 541 are provided in a triangular shape at two corners of one end (the left end in the drawing) of the third substrate 500.

노치부(509a∼509f)는 제 2 기판(400)의 홈부(409a∼409f)에 대응한 상태에서 제 3 기판(500)의 지지부(122)측의 단부에 병설되어 있고, 제 2 기판(400)과 제 3 기판(500)이 중첩될 때에, 홈부(409a∼409f)와 대향하도록 되어 있다. 이 중, 노치부(509a, 509b, 509f)는 한쪽의 단부가 제 3 기판(500)의 상기 타단부측의 측면으로 개구하는 동시에, 다른쪽의 단부는 폐색된 상태로 되어 있다. 또, 노치부(509c, 509d)는 한쪽의 단부가 제 3 기판(500)의 상기 타단부측의 측면으로 개구하는 동시에, 다른쪽의 단부는 후술한 홈부(508)에 연통하고 있다. 또, 노치부(509e)는 한쪽의 단부가 제 3 기판(500)의 상기 타단부측의 측면으로 개구하는 동시에, 다른쪽의 단부는 후술한 홈부(507a)에 연통하고 있다.The notches 509a to 509f are arranged at the end of the support part 122 side of the third substrate 500 in a state corresponding to the grooves 409a to 409f of the second substrate 400, and the second substrate 400 is provided. ) And the third substrate 500 overlap with the groove portions 409a to 409f. Among them, notch portions 509a, 509b, and 509f have one end opened to the side of the other end side of third substrate 500 while the other end is closed. The notches 509c and 509d open one end to the side of the other end side of the third substrate 500 while the other end communicates with the groove 508 described later. In addition, the notch part 509e opens one end part to the side surface of the said other end part side of the 3rd board | substrate 500, and the other end part communicates with the groove part 507a mentioned later.

또, 이 제 3 기판(500)에는 표리에 관통하는 구멍(501)이 설치되어 있다.In addition, the third substrate 500 is provided with a hole 501 penetrating the front and back.

구멍(501)은 제 3 기판(500)의 둘레가장자리부를 따라서 대략 C자형상으로 형성되어 있다. 즉, 구멍(501)은 제 3 기판(500)의 지지부(122)로 되는 영역을 제외하고, 제 3 기판(500)의 둘레가장자리부를 따라서 설치되어 있다. 이 구멍(501)으로 둘러싸여진 내측부분이 반응장치 본체부(120)로 되는 본체부(510)이며, 구멍(501)에 의해 본체부(510)의 외측에 이간한 부분이 케이스(131)로 되는 틀부(520)이다.The hole 501 is formed in a substantially C shape along the circumferential edge of the third substrate 500. That is, the hole 501 is provided along the circumferential edge of the third substrate 500 except for the region serving as the support portion 122 of the third substrate 500. The inner part surrounded by the hole 501 is the main body part 510 which becomes the reactor main body part 120, and the part spaced apart from the outer side of the main body part 510 by the hole 501 is referred to as the case 131. It is a frame portion 520.

이 구멍(501)의 내주면에는 상기한 열반사막(132a)이 설치되어 있다.The heat reflection film 132a described above is provided on the inner circumferential surface of the hole 501.

본체부(510)의 중앙부에는 직사각형상의 구멍(502)이 형성되어 있다. 이들의 구멍(501, 502)은 제 2 기판(400)의 구멍(401, 402)에 각각 대응하고 있으며, 제 2 기판(400)과 제 3 기판(500)이 중첩될 때, 구멍(401, 402)과 연통하도록 되어 있다. 이 구멍(502)의 내주면에 단열효과를 갖는 복사 방지막(도시하지 않음)을 설치하도록 해도 좋다. 또한 이 복사 방지막은 예를 들면 알루미늄 등의 금속에 의해서 형성되어 있다.A rectangular hole 502 is formed in the center portion of the main body 510. These holes 501 and 502 correspond to the holes 401 and 402 of the second substrate 400, respectively, and when the second substrate 400 and the third substrate 500 overlap, the holes 401 and 502 402). A radiation prevention film (not shown) having a heat insulating effect may be provided on the inner circumferential surface of the hole 502. This copy protection film is made of metal such as aluminum, for example.

또, 제 3 기판(500)의 이면, 즉 제 4 기판(600)과의 접합면에는 도 21에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 있어서의 가열부로서의 박막히터(505a, 505b)가 예를 들면 지그재그형상으로 설치되어 있다. 이들 박막히터(505a, 505b)는 전압이 인가됨으로써 발열하는 발열 저항체, 발열 반도체라고 하는 전열재이며, 기동시에 각각 개질반응실(161), 일산화탄소 제거유로(171)에 열을 공급하고, 소정의 온도로 하도록 되어 있다. 이들 박막히터(505a, 505b)에는 각각 반응장치(110)의 내측과 외측의 사이에서 통전하는 전선(505c, 505d)이 접속되어 있다. 또한 박막히터(505a, 505b)는 도 21과 같이 제 3 기판(500)의 이면에만 설치되는 것으로 해도 괜찮고, 표리면에 설치되는 것으로 해도 괜찮다. 표면에도 설치하는 경우에는, 적절한 보호막으로 덮는 구성이 바람직하다. 또, 전선(505c, 505d)은 가는쪽이 바람직하기 때문에, 본 실시형태에 있어서는, 전선(505c, 505d)으로서 코바르선을 이용하고, 선 지름을 0.2mm로 했다. 단, 전선(505c, 505d)으로서는, 철니켈 합금선이나, 철니켈 합금의 심재를 동층에서 피복한 두멧선 등을 이용하는 것으로 해도 괜찮다.Moreover, as shown in FIG. 21, the thin film heaters 505a and 505b as a heating part in this invention are zigzag on the back surface of the 3rd board | substrate 500, ie, the joining surface with the 4th board | substrate 600, for example. It is installed in the shape. These thin film heaters 505a and 505b are heat generating resistors, such as heat generating resistors and heat generating semiconductors, which generate heat when a voltage is applied. The thin film heaters 505a and 505b respectively supply heat to the reforming reaction chamber 161 and the carbon monoxide removal passage 171 at the start-up. It is supposed to be the temperature. The thin film heaters 505a and 505b are connected with electric wires 505c and 505d which are energized between the inside and the outside of the reactor 110, respectively. Further, the thin film heaters 505a and 505b may be provided only on the rear surface of the third substrate 500 as shown in FIG. 21, or may be provided on the front and back surfaces. When installing also on the surface, the structure covered with a suitable protective film is preferable. Moreover, since it is preferable that the wires 505c and 505d are thin, in this embodiment, the wire diameter was 0.2 mm using the Kovar wire as the wires 505c and 505d. However, as the wires 505c and 505d, an iron nickel alloy wire or a Dumet wire in which the core material of the iron nickel alloy is coated in the same layer may be used.

또, 제 3 기판(500)의 표면, 즉 제 2 기판(400)과의 접합면에는 도 25에 나타내는 바와 같이, 홈부(506), 홈부(507a, 507b) 및 홈부(508)가 형성되어 있다. 홈부(506)는 본체부(510) 중, 구멍(502)에 대해서 지지부(122)와 반대측의 영역에, 예를 들면 지그재그형상으로 설치되어 있다. 이 홈부(506)의 내벽면에는 상기의 개질촉매(165)(도 21 참조)가 담지되어 있다. 이 홈부(506)는 제 2 기판(400)의 홈부(406)에 대응하고 있고, 제 2 기판(400)과 제 3 기판(500)이 중첩될 때에, 홈 부(406)와 대향하도록 되어 있다.Moreover, the groove part 506, the groove part 507a, 507b, and the groove part 508 are formed in the surface of the 3rd board | substrate 500, ie, the joining surface with the 2nd board | substrate 400, as shown in FIG. . The groove part 506 is provided in the zigzag shape in the area | region on the opposite side to the support part 122 with respect to the hole 502 of the main body part 510, for example. The reforming catalyst 165 (see FIG. 21) described above is supported on the inner wall surface of the groove portion 506. The groove portion 506 corresponds to the groove portion 406 of the second substrate 400, and faces the groove portion 406 when the second substrate 400 and the third substrate 500 overlap. .

홈부(507a)는 홈부(506)의 단부로부터 노치부(509e)에까지 설치되어 있다. 또, 홈부(507b)는 홈부(506)의 단부로부터 홈부(508)에까지 설치되어 있다. 이들 홈부(507a, 507b)는 제 2 기판(400)의 홈부(407a, 407b)에 대응하고 있고, 제 2 기판(400)과 제 3 기판(500)이 중첩될 때에, 홈부(407a, 407b)와 대향하도록 되어 있다.The groove part 507a is provided from the edge part of the groove part 506 to the notch part 509e. The groove 507b is provided from the end of the groove 506 to the groove 508. These groove portions 507a and 507b correspond to the groove portions 407a and 407b of the second substrate 400, and the groove portions 407a and 407b when the second substrate 400 and the third substrate 500 overlap. It is intended to face.

홈부(508)는 본체부(510) 중, 구멍(502)에 대해서 지지부(122)와 같은 측의 영역에 예를 들면 지그재그형상으로 설치되어 있다. 이 홈부(508)의 내벽면에는 상기의 일산화탄소 제거촉매(175)(도 21 참조)가 담지되어 있다. 이 홈부(508)는 제 2 기판(400)의 홈부(408)에 대응하고 있고, 제 2 기판(400)과 제 3 기판(500)이 중첩될 때에, 홈부(408)와 대향하도록 되어 있다.The groove part 508 is provided in the zigzag shape in the area | region of the main body part 510 with respect to the hole 502 on the same side as the support part 122, for example. On the inner wall surface of the groove portion 508, the carbon monoxide removal catalyst 175 (see Fig. 21) is supported. The groove portion 508 corresponds to the groove portion 408 of the second substrate 400, and faces the groove portion 408 when the second substrate 400 and the third substrate 500 overlap.

[제 4 기판] Fourth Substrate

제 4 기판(600)은 도 26에 나타내는 바와 같이, 일단부(도면 중, 좌측의 단부)의 각 모서리부에 삼각형상의 노치부(640, 641)를 갖고 있다. 이 제 4 기판(600)에는 표리에 관통하는 구멍(601)이 설치되어 있다.As shown in FIG. 26, the 4th board | substrate 600 has triangular notch parts 640 and 641 in each corner part of one end part (edge part of a left side in a figure). The fourth substrate 600 is provided with a hole 601 penetrating through the front and back.

구멍(601)은 제 4 기판(600)의 둘레가장자리부를 따라서 대략 C자형상으로 형성되어 있다. 즉, 구멍(601)은 제 4 기판(600)의 지지부(122)로 되는 영역을 제외하고, 제 4 기판(600)의 둘레가장자리부를 따라서 설치되어 있다.The hole 601 is formed in substantially C shape along the circumferential edge of the fourth substrate 600. That is, the hole 601 is provided along the circumferential edge of the fourth substrate 600 except for the region serving as the support portion 122 of the fourth substrate 600.

이 구멍(601)으로 둘러싸여진 내측부분이 반응장치 본체부(120)로 되는 본체부(610)이며, 구멍(601)에 의해 본체부(610)의 외측에 이간한 부분이 케이스(131) 로 되는 틀부(620)이다.The inner part surrounded by the hole 601 is the main body part 610 which becomes the reactor main body part 120, and the part spaced apart from the outer side of the main body part 610 by the hole 601 is referred to as the case 131. The frame portion 620 is.

이 구멍(601)의 내주면에는 상기한 열반사막(132a)이 설치되어 있다.The heat reflection film 132a described above is provided on the inner circumferential surface of the hole 601.

본체부(610)의 중앙부에는 직사각형상의 구멍(602)이 형성되어 있다.A rectangular hole 602 is formed in the central portion of the main body 610.

이들의 구멍(601, 602)은 제 3 기판(500)의 구멍(501, 502)에 각각 대응하고 있고, 제 3 기판(500)과 제 4 기판(600)이 중첩될 때에, 구멍(501, 502)과 연통하도록 되어 있다. 이 구멍(602)의 내주면에 단열효과를 갖는 복사 방지막(도시하지 않음)을 설치하도록 해도 좋다. 또한 이 복사 방지막은 예를 들면 알루미늄 등의 금속에 의해서 형성되어 있다.These holes 601, 602 correspond to the holes 501, 502 of the third substrate 500, respectively, and when the third substrate 500 and the fourth substrate 600 overlap, the holes 501, 602. 502). A radiation prevention film (not shown) having a heat insulating effect may be provided on the inner circumferential surface of the hole 602. This copy protection film is made of metal such as aluminum, for example.

또, 제 4 기판(600)의 표면, 즉 제 3 기판(500)과의 접합면에는 홈부(606), 홈부(607a, 607b) 및 홈부(609a∼609f)와, 통전홈(605a, 605b)(도 21 참조)이 형성되어 있다.The groove 606, the grooves 607a and 607b, the grooves 609a to 609f, and the energizing grooves 605a and 605b are formed on the surface of the fourth substrate 600, that is, the bonding surface with the third substrate 500. (See FIG. 21) is formed.

홈부(606)는 본체부(610) 중, 구멍(602)에 대해서 지지부(122)와 반대측의 영역에 예를 들면 지그재그형상으로 설치되어 있다. 이 홈부(606)의 내벽면에는 상기의 개질촉매(165)(도 21 참조)가 담지되어 있다.The groove part 606 is provided in the zigzag shape in the area | region on the opposite side to the support part 122 with respect to the hole 602 among the main body parts 610, for example. The reforming catalyst 165 (see FIG. 21) is supported on the inner wall surface of the groove portion 606.

홈부(607a, 607b)는 각각 홈부(606)의 단부로부터 본체부(610) 중 구멍(602)보다도 지지부(122)측의 영역에까지 설치되어 있다.The groove portions 607a and 607b are provided from the end of the groove portion 606 to the area of the support portion 122 side of the main body portion 610 rather than the hole 602.

홈부(609a∼609f)는 제 3 기판(500)의 노치부(509a∼509f)에 대응한 상태에서 제 4 기판(600)의 지지부(122)측의 단부에 나란히 하여 설치되어 있고, 제 3 기판(500)과 제 4 기판(600)이 중첩될 때에, 노치부(509a∼509f)와 대향하도록 되어 있다. 이 중, 홈부(609a, 609b)는 한쪽의 단부가 제 4 기판(600)의 상기 타단부측 의 측면으로 개구하는 동시에, 다른쪽의 단부는 서로 합류하고, 홈부(607b)에 연통하고 있다. 또, 홈부(609c∼609e)는 한쪽의 단부가 제 4 기판(600)의 상기 타단부측의 측면으로 개구하는 동시에, 다른쪽의 단부는 폐색된 상태로 되어 있다. 또, 홈부(609f)는 한쪽의 단부가 제 4 기판(600)의 상기 타단부측의 측면으로 개구하는 동시에, 다른쪽의 단부는 홈부(607a)에 연통하고 있다.The grooves 609a to 609f are provided side by side at the end portion of the support portion 122 side of the fourth substrate 600 in a state corresponding to the notches 509a to 509f of the third substrate 500, and the third substrate. When the 500 and the fourth substrate 600 overlap, the notches 509a to 509f face each other. Among these, the grooves 609a and 609b open at one end to the side of the other end side of the fourth substrate 600, while the other ends are joined to each other and communicate with the groove 607b. The grooves 609c to 609e have one end open to the side of the other end side of the fourth substrate 600 while the other end is closed. In addition, one end of the groove 609f is opened to the side of the other end side of the fourth substrate 600, and the other end is in communication with the groove 607a.

통전홈(605a, 605b)은 도 21에 나타내는 바와 같이, 제 4 기판(600)의 제 3 기판(500)과 대향하는 면에 있어서, 전선(505c, 505d)과 대응하는 위치에 설치되어 있고, 박막히터(505a, 505b)에 접속된 전선(505c, 505d)을 통하도록 되어 있다.As shown in FIG. 21, the energizing grooves 605a and 605b are provided at positions corresponding to the electric wires 505c and 505d on the surface of the fourth substrate 600 that faces the third substrate 500. The electric wires 505c and 505d connected to the thin film heaters 505a and 505b are provided.

[제 5 기판][Fifth substrate]

제 5 기판(700)은 도 27에 나타내는 바와 같이, 제 1 기판(300)과 대략 상하 대상으로 형성되어 있고, 일단부(도면 중, 좌측의 단부)의 각 모서리부와, 타단부의 모서리부에 삼각형상의 노치부(740∼742)를 갖고 있다. 이 제 5 기판(700)의 표면측, 즉 제 4 기판(600)의 이면과 대향하는 면에는 직사각형상의 오목부(701)가 형성되어 있다. 이 오목부(701)의 내면에는 제 1 기판(300)의 오목부(301)의 내면에 설치된 것과 마찬가지의 열반사막(132a)이 설치되고, 열반사막(132a)에는 개구부(141)가 설치되어 있다.27, the 5th board | substrate 700 is formed with the 1st board | substrate 300 substantially up and down, and each corner part of one end part (the edge part of a left side in a figure), and the edge part of another end part is shown. It has triangular notch parts 740-742 in the back. The rectangular recessed part 701 is formed in the surface side of this 5th board | substrate 700, ie, the surface facing the back surface of the 4th board | substrate 600. As shown in FIG. The inner surface of the recess 701 is provided with a heat reflection film 132a similar to that provided on the inner surface of the recess 301 of the first substrate 300, and the opening 141 is provided in the heat reflection film 132a. have.

제 5 기판(700)은 단열용기(130)의 케이스(131)의 하측부를 형성한다.The fifth substrate 700 forms a lower portion of the case 131 of the heat insulation container 130.

상기 제 1 기판(300), 제 2 기판(400), 제 3 기판(500), 제 4 기판(600), 제 5 기판(700)을 적층해 접합하는 것으로, 반응장치(110)가 형성된다. 이에 따라, 오목부(301), 구멍(401, 402, 501, 502, 601, 602) 및 오목부(701)에 의해 밀폐 실(139)이 형성되고, 밀폐실(139)의 외측에 단열용기(130)가 형성된다. 또한 편의적으로, 오목부(301), 구멍(401, 501, 601) 및 오목부(701)에 의해 형성되는 공간을 단열공간(139a), 구멍(402, 502, 602)에 의해 형성되는 공간을 단열공간(139b)으로 한다(도 21 참조).The reactor 110 is formed by stacking and bonding the first substrate 300, the second substrate 400, the third substrate 500, the fourth substrate 600, and the fifth substrate 700. . Accordingly, the sealed chamber 139 is formed by the recess 301, the holes 401, 402, 501, 502, 601, 602, and the recess 701, and the heat insulation container is formed outside the sealed chamber 139. 130 is formed. Also, for convenience, the space formed by the recess 301, the holes 401, 501, 601 and the recess 701 may be a space formed by the heat insulation space 139a and the holes 402, 502, 602. It is set as the heat insulation space 139b (refer FIG. 21).

또, 홈부(406, 506)에 의해 개질반응실(161)이 홈부(407a, 507a)에 의해 유로(162)가 홈부(407b, 507b)에 의해 연통유로(163)가 홈부(408), 홈부(508)에 의해 일산화탄소 제거유로(171)가 형성된다.In addition, the reforming reaction chamber 161 is formed by the groove portions 406 and 506, and the flow passage 162 is formed by the groove portions 407a and 507a, and the communication passage 163 is formed by the groove portions 408 and the groove portions by the groove portions 407b and 507b. A carbon monoxide removal passage 171 is formed by 508.

또, 홈부(606), 홈부(607a, 607b)가 제 3 기판(500)에 의해 덮여지는 것으로, 연소반응실(181), 유로(182, 183)가 형성된다.In addition, the groove 606 and the grooves 607a and 607b are covered by the third substrate 500 to form the combustion reaction chamber 181 and the flow paths 182 and 183.

또, 홈부(409a∼409f), 노치부(509a∼509f), 홈부(609a∼609f)에 의해, 급배부(123)의 연료공급구(123a), 연료산소공급구(123b), 산소보조공급구(123c), 반응배출구(123d), 반응공급구(123e), 및 연료배출구(123f)가 형성된다.Further, the grooves 409a to 409f, the notches 509a to 509f, and the grooves 609a to 609f allow the fuel supply port 123a, the fuel oxygen supply port 123b, and the oxygen assist supply of the supply / discharge section 123 to be used. A sphere 123c, a reaction discharge port 123d, a reaction supply port 123e, and a fuel discharge port 123f are formed.

그리고 반응공급구(123e)와 개질반응실(161)이 유로(162)에 의해 연통하고, 개질반응실(161)과 일산화탄소 제거유로(171)가 연통유로(163)에 의해 연통하며, 일산화탄소 제거유로(171)와 산소보조공급구(123c) 및 반응배출구(123d)가 연통하고, 연료공급구(123a) 및 연료산소공급구(123b)와 연소반응실(181)이 유로(183)에 의해 연통하며, 연소반응실(181)과 연료배출구(123f)가 유로(182)에 의해 연통한다.In addition, the reaction supply port 123e and the reforming reaction chamber 161 communicate with each other by the flow path 162, and the reforming reaction chamber 161 and the carbon monoxide removal flow path 171 communicate with the communication flow path 163 to remove carbon monoxide. The flow path 171, the oxygen auxiliary supply port 123c, and the reaction discharge port 123d communicate with each other, and the fuel supply port 123a, the fuel oxygen supply port 123b, and the combustion reaction chamber 181 are connected by the flow path 183. In communication with each other, the combustion reaction chamber 181 and the fuel discharge port 123f communicate with each other by the flow passage 182.

[연료전지장치의 동작][Operation of Fuel Cell Device]

계속해서 연료전지장치(101)의 동작에 대해 설명한다.Subsequently, the operation of the fuel cell device 101 will be described.

우선, 연료(예를 들면, 메탄올 등의 탄화수소계의 액체연료) 및 물이 연료용기(102)로부터 기화기(150)에 공급되어 기화기(150)에 있어서 기화된다.First, fuel (for example, hydrocarbon-based liquid fuel such as methanol) and water are supplied from the fuel container 102 to the vaporizer 150 and vaporized in the vaporizer 150.

다음으로, 기화기(150)에서 기화한 연료 및 수증기의 혼합기가 급배부(123)의 반응공급구(123e) 및 유로(162)를 통해서 개질반응실(161)에 유입하면, 개질촉매(165)에 의해서 수소 등이 생성된다.Next, when the mixture of fuel and water vapor vaporized in the vaporizer 150 flows into the reforming reaction chamber 161 through the reaction supply port 123e and the flow path 162 of the supply and distribution unit 123, the reforming catalyst 165 Hydrogen etc. are produced | generated by this.

이 때, 개질반응실(161)에는 박막히터(505a)에서 발생하는 열이나, 연소반응실(181)에서 발생하는 반응열(연소열) 등이 더해진다. 또, 반응장치 본체부(120)의 내측으로부터 외측으로 향하는 방향으로 복사되는 열선은 제 1 기판(300) 및 제 5 기판(700)의 열반사막(132a)에서 내부로 반사된다. 그 결과, 개질반응실(161)은 비교적 고온으로 되고, 개질촉매(165)는 200∼400℃, 본 실시형태에 있어서는 약 300℃로 가열된다.At this time, heat generated in the thin film heater 505a, heat of reaction (burning heat) generated in the combustion reaction chamber 181, and the like are added to the reforming reaction chamber 161. In addition, the hot wire radiated in the direction from the inside of the reactor main body 120 to the outside is reflected in the heat reflection film 132a of the first substrate 300 and the fifth substrate 700. As a result, the reforming reaction chamber 161 is brought to a relatively high temperature, and the reforming catalyst 165 is heated to 200 to 400 ° C and about 300 ° C in this embodiment.

또한 개질반응실(161)에 있어서의 개질반응은 본 실시형태에 있어서는 수증기 개질법에 의해 실시되지만, 부분 산화 개질법에 의해 실시되는 것으로 해도 괜찮다.In addition, although the reforming reaction in the reforming reaction chamber 161 is performed by the steam reforming method in this embodiment, it may be performed by a partial oxidation reforming method.

다음으로 생성된 수소 등이 연통유로(163)를 통과하고, 일산화탄소 제거유로(171)에 들어가며, 급배부(123)의 산소보조공급구(123c)로부터 유입된 공기와 혼합된다. 그러면, 혼합기 속의 일산화탄소가 일산화탄소 제거촉매(175)에 의해서 산화·제거된다.Next, the generated hydrogen passes through the communication passage 163, enters the carbon monoxide removal passage 171, and mixes with the air introduced from the oxygen auxiliary supply port 123c of the supply / discharge unit 123. Then, the carbon monoxide in the mixer is oxidized and removed by the carbon monoxide removal catalyst 175.

또한 개질기(160) 및 촉매연소기(180)와 일산화탄소 제거기(170)는 연결부(121)의 유로 부분을 통하여 물리적으로 연결되어 있다. 그러나 개질기(160) 및 촉매연소기(180)와 일산화탄소 제거기(170)간에 단열실(139b)이 설치되어 있다. 이 때문에, 양자간의 연결부(121)의 단면적이 삭감되어 개질기(160) 및 촉매연소기(180)로부터 일산화탄소 제거기(170)로의 열의 전반이 억제된다.In addition, the reformer 160, the catalytic combustion unit 180, and the carbon monoxide remover 170 are physically connected through the flow path portion of the connection part 121. However, a heat insulation chamber 139b is installed between the reformer 160, the catalytic burner 180, and the carbon monoxide remover 170. For this reason, the cross-sectional area of the connection part 121 between them is reduced, and the propagation of the heat from the reformer 160 and the catalytic combustor 180 to the carbon monoxide remover 170 is suppressed.

한편, 반응장치 본체부(120)의 내부의 열이 제 1 기판(300) 및 제 5 기판(700)에 설치된 열반사막(132a)의 개구부(141)를 통하여 외부로 달아나기 때문에, 일산화탄소 제거기(170)의 온도가 저하한다. 그 결과, 개질기(160)와 일산화탄소 제거기(170)의 사이에 적당한 온도차가 설치된다.On the other hand, since the heat inside the reactor main body 120 escapes through the opening 141 of the heat reflection film 132a provided in the first substrate 300 and the fifth substrate 700, the carbon monoxide remover ( 170) is lowered. As a result, a suitable temperature difference is provided between the reformer 160 and the carbon monoxide remover 170.

이에 따라, 일산화탄소 제거기(170)는 개질기(160)에 대해서 비교적 저온으로 설정되고, 일산화탄소 제거촉매(175)는 120∼200℃, 본 실시형태에 있어서는 약 120℃로 된다.Accordingly, the carbon monoxide remover 170 is set at a relatively low temperature with respect to the reformer 160, and the carbon monoxide removal catalyst 175 is set to 120 to 200 ° C and about 120 ° C in the present embodiment.

다음으로 공기가 발전 셀(103)의 산소극에 공급되는 동시에, 일산화탄소 제거유로(171)내의 수소 등의 혼합기가 급배부(123)의 반응배출구(123d)로부터 배출되어 발전 셀(103)의 연료극에 공급되면, 발전 셀(103)에 있어서 전기에너지가 생성된다.Next, air is supplied to the oxygen electrode of the power generation cell 103, and a mixture such as hydrogen in the carbon monoxide removal passage 171 is discharged from the reaction outlet 123d of the supply / discharge unit 123 to supply the fuel electrode of the power generation cell 103. When supplied to, electric energy is generated in the power generation cell 103.

다음으로 발전 셀(103)의 연료극에 있어서 미반응의 수소를 포함하는 혼합기(오프가스)가 급배부(123)의 연료공급구(123a) 및 유로(183)를 통해서 연소반응실(181)에 유입하는 동시에, 외부로부터 공기가 급배부(123)의 연료산소공급구(123b) 및 유로(183)를 통해서 연소반응실(181)에 유입한다. 그리고 연소반응실(181)에 있어서 수소가 연소해 연소열이 발생하며, 물이나 이산화탄소 등의 생성물이 유로(182)를 통하여 급배부(123)의 연료배출구(123f)로부터 외부에 배출된다.Next, in the fuel cell of the power generation cell 103, a mixer (off gas) containing unreacted hydrogen is supplied to the combustion reaction chamber 181 through the fuel supply port 123a and the flow path 183 of the supply and distribution unit 123. At the same time, air flows from the outside into the combustion reaction chamber 181 through the fuel oxygen supply port 123b and the flow path 183 of the supply and distribution unit 123. Hydrogen is burned in the combustion reaction chamber 181 to generate combustion heat, and products such as water and carbon dioxide are discharged to the outside from the fuel outlet 123f of the supply / discharge unit 123 through the flow path 182.

이상의 연료전지장치(101)에 있어서의 반응장치(110)에 따르면, 제 2 기판(400)과 제 3 기판(500)의 사이에 개질기(160)와 일산화탄소 제거기(170)가 연통유로(163)를 통하여 설치되어 있으므로, 개질기(160) 및 일산화탄소 제거기(170)가 독립으로 설치되어 연결 파이프 등으로 연결되는 종래의 경우와 달리, 장치 전체를 소형화할 수 있다.According to the reactor 110 of the fuel cell device 101, the reformer 160 and the carbon monoxide remover 170 communicate between the second substrate 400 and the third substrate 500. Since it is installed through, the reformer 160 and the carbon monoxide remover 170 is installed independently, unlike the conventional case connected to the connection pipe, it is possible to miniaturize the whole device.

또, 반응장치 본체부(120)의 내부의 열을 열반사막(132a)에 의해서 내부에 멈추면서, 일산화탄소 제거기(170)에 대응하는 영역의 개구부(141)를 통하여 외부로 달아날 수 있기 때문에, 일산화탄소 제거기(170)의 온도를 내려 반응장치 본체부(120)내에 적당한 온도 분포를 형성할 수 있다. 따라서 반응장치 본체부(120)를 소형화하고, 개질기(160)와 일산화탄소 제거기(170)를 비교적 접근해 배치한 경우라도, 개질기(160)와 일산화탄소 제거기(170)에 있어서, 각각을 최적인 온도로 설정하고, 각각에 있어서의 반응을 양호하게 실시시킬 수 있다.In addition, the carbon monoxide can escape to the outside through the opening 141 in the region corresponding to the carbon monoxide remover 170 while the heat inside the reactor main body 120 is stopped inside by the heat reflection film 132a. The temperature of the remover 170 may be lowered to form an appropriate temperature distribution in the reactor body 120. Therefore, even in the case where the reactor main body 120 is downsized and the reformer 160 and the carbon monoxide remover 170 are disposed relatively close to each other, the reformer 160 and the carbon monoxide remover 170 are each set to an optimum temperature. It can set and the reaction in each can be performed favorably.

또, 제 1 기판(300)∼제 5 기판(700)을 적층하는 것으로 반응장치 본체부(120)내에 개질기(160)와 일산화탄소 제거기(170)가 연통해서 설치되어 있으므로, 개질기(160)와 일산화탄소 제거기(170)를 따로따로 제조해 연결 파이프 등으로 연결하는 종래의 경우와 달리, 반응장치 본체부(120)가 일시에 제조된다. 또, 반응장치 본체부(120)와 단열용기(130)가 일체로 형성되어 있으므로, 반응장치 본체부(120)와 단열용기(130)를 따로따로 제조해 단열용기(130)의 내부에 반응장치 본체부(120)를 배치설치하는 경우와 달리, 반응장치(110)가 일시에 제조된다. 이에 따라 반응장치(110)의 제조 공정을 삭감할 수 있다.In addition, since the reformer 160 and the carbon monoxide remover 170 are provided in the reactor main body 120 in a manner of stacking the first to fifth substrates 700 to 700, the reformer 160 and carbon monoxide are provided. Unlike the conventional case in which the eliminator 170 is separately manufactured and connected by a connecting pipe or the like, the reactor body 120 is manufactured at a time. In addition, since the reactor main body 120 and the heat insulation container 130 are integrally formed, the reactor main body 120 and the heat insulation container 130 are manufactured separately, and the reactor inside the heat insulation container 130. Unlike the case in which the main body 120 is disposed, the reactor 110 is manufactured at a time. Thereby, the manufacturing process of the reaction apparatus 110 can be reduced.

또, 예를 들면, 반응장치 본체부(120)에 연통하는 관이 단열용기(130)에 삽입되는 경우에는 단열용기(130)와 관의 극간으로부터 기체가 누설해 버릴 우려가 있는데 대해, 반응장치(110)에 따르면, 급배부(123)가 단열용기(130)와 일체로 형성되기 때문에, 단열용기(130)의 밀폐공간을 높은 밀폐상태로 유지하는 것이 가능해지고, 밀폐 공간의 밀폐상태를 높게하기 위한 수고가 간략화된다.In addition, for example, when the pipe communicating with the reactor main body 120 is inserted into the heat insulation container 130, there is a possibility that gas may leak from the gap between the heat insulation container 130 and the tube. According to the 110, since the supply and distribution unit 123 is formed integrally with the heat insulation container 130, it becomes possible to maintain the sealed space of the heat insulation container 130 in a high sealed state, and to increase the sealed state of the sealed space high The effort to do is simplified.

또, 반응장치 본체부(120)는 단열용기(130)에 의해서 밀폐실(139)의 밀폐 공간을 통하여 진공 단열되어 있지만, 급배부(123)의 설치된 지지부(122)가 반응장치 본체부(120)의 일산화탄소 제거기(170)측의 일단부와 접속되어 있으므로, 개질기(160) 및 일산화탄소 제거기(170)의 내부의 열은 해당 일단부로부터 단열용기(130)에 전반한다. 그러나, 반응장치 본체부(120)의 개질기(160) 및 일산화탄소 제거기(170)로부터 단열용기(130)에 열이 전반하는 위치가 한 장소에 모여지는 동시에, 상기한 바와 같이 일산화탄소 제거유로(171)는 개질기(160)에 대해서 비교적 저온이 되어 있기 때문에, 개질기(160)측이 단열용기(130)에 접속되는 경우에 비교하여 단열용기(130)의 온도차는 비교적 작다. 이 때문에 지지부(122)를 통하여 단열용기(130)에 전반하는 열량을 비교적 작게 할 수 있다. 또, 지지부(122)에 있어서, 지지부(122)의 일단부측의 일산화탄소 제거기(170)와 타단부측의 단열용기(130)의 온도차가 비교적 작아지고 있기 때문에, 지지부(122)에 걸리는 열응력을 비교적 작게 할 수 있어 열응력에 의해서 지지부(122)가 파손하는 것을 억제할 수 있다.In addition, although the reactor main body 120 is vacuum-insulated through the sealed space of the sealed chamber 139 by the heat insulation container 130, the support part 122 provided with the supply / discharge part 123 is the reactor main body 120 Since it is connected to the one end of the side of the carbon monoxide remover 170, heat inside the reformer 160 and the carbon monoxide remover 170 propagates to the heat insulation container 130 from the one end. However, a position where heat propagates from the reformer 160 and the carbon monoxide remover 170 of the reactor main body 120 to the heat insulation container 130 is gathered in one place, and the carbon monoxide removal passage 171 as described above. Since the temperature of the reformer 160 is relatively low, the temperature difference of the heat insulation container 130 is relatively small compared with the case where the reformer 160 side is connected to the heat insulation container 130. For this reason, the heat amount which propagates to the heat insulation container 130 through the support part 122 can be made comparatively small. Moreover, in the support part 122, since the temperature difference between the carbon monoxide remover 170 of the one end side of the support part 122, and the heat insulation container 130 of the other end side becomes comparatively small, the thermal stress applied to the support part 122 is reduced. It can be made relatively small, and it can suppress that the support part 122 is damaged by thermal stress.

또, 개질기(160)와 일산화탄소 제거기(170)의 사이에는 단열실(139b)이 설치 되어 있음으로써, 양자간을 접속하는 유로 부분의 단면적이 삭감되어 개질기(160) 및 촉매연소기(180)로부터 일산화탄소 제거기(170)에 전반하는 열량이 억제되는 동시에, 제 1 기판(300) 및 제 5 기판(700)의 열반사막(132a)의 개구부(141)를 통하여 열이 외부로 달아나는 것으로, 개질기(160)와 일산화탄소 제거기(170)의 사이에 적당한 온도차를 설치할 수 있어 반응장치 본체부(120)를 소형화하며, 개질기(160)와 일산화탄소 제거기(170)를 비교적 접근해 배치한 경우라도, 일산화탄소 제거기(170)를 비교적 저온으로 설정할 수 있다.In addition, since the heat insulation chamber 139b is provided between the reformer 160 and the carbon monoxide remover 170, the cross-sectional area of the flow path portion connecting the two is reduced, thereby reducing the carbon monoxide from the reformer 160 and the catalytic burner 180. The amount of heat propagated to the eliminator 170 is suppressed, and heat escapes to the outside through the opening 141 of the heat reflection film 132a of the first substrate 300 and the fifth substrate 700. ), A suitable temperature difference can be provided between the carbon monoxide remover 170 and the reactor body main body 120, and the carbon monoxide remover 170 can be reduced even when the reformer 160 and the carbon monoxide remover 170 are relatively close to each other. ) Can be set to a relatively low temperature.

또한, 제 1 기판(300)∼제 5 기판(700)은 유리제이며, 모두 동일 재료로 하고 있으므로, 반응장치(110)의 동작시/정지시, 즉 각 기판의 온도상승/온도하강시에 있에서, 열팽창량의 차에 의해 생기는 열응력을 저감 할 수 있고, 반응장치(110)의 열응력에 의한 파손을 억제할 수 있다.Since the first and fifth substrates 700 are made of glass and are all made of the same material, the first and second substrates 300 to 5 are all made of the same material. In this case, thermal stress caused by the difference in thermal expansion amount can be reduced, and breakage due to thermal stress of the reaction apparatus 110 can be suppressed.

또, 게타재(403)는 밀폐실(139)의 내면에 있어서, 일산화탄소 제거기(170)에 대응하는 영역에 위치하고 있으므로, 개질기(160)나 촉매연소기(180)에 대응하는 영역에 위치하는 경우와 달리, 반응장치(110)의 동작중에서의 게타재(403)의 활성화를 방지할 수 있다.In addition, since the getter material 403 is located in the area corresponding to the carbon monoxide remover 170 on the inner surface of the sealed chamber 139, the getter material 403 is located in the area corresponding to the reformer 160 or the catalytic combustion device 180. Alternatively, the activation of the getter 403 during the operation of the reactor 110 can be prevented.

또한 상기의 실시형태에 있어서는 열반사막(132a)의 개구부(141)가 직사각형상에서 1개만 설치되어 있는 것으로 하여 설명했지만, 개구부(141)의 형상 및 개수는 이것에 한정되는 것은 아니다. 도 28∼도 32는 열반사막의 개구부의 형상의 예를 나타내는 도면이다. 여기에서, 도 28은 비교를 위해서 상기한 직사각형상 경우를 나타낸 것이며, 일산화탄소 제거기(170)의 투영 면적에 대한 개구부(141)의 면 적의 비율(이하, 개구율[%]로 한다)이 100%인 경우를 나타낸다. 개구부(141)는 예를 들면 도 29∼도 32에 나타내는 형상 및 개수로 형성되는 것으로 해도 괜찮다. 상기한 도 3에 나타낸 바와 같이, 개구부(141)로부터 복사에 의해서 달아나는 열량은 개구부(141)의 면적에 비례하기 때문에, 개구부(141)의 개구율은 일산화탄소 제거기(170)의 설정온도에 따라 설정된다. 개구율을 50%정도로 한 경우, 도 29, 도 32의 개구부(141b, 141e)에 나타내는 바와 같이, 개구부(141)를 직사각형상으로 복수 설치하도록 해도 괜찮다. 또, 도 30의 개구부(141c)에 나타내는 바와 같이, 도 28에 나타내어지는 개구부(141)와 비교해 일산화탄소 제거기(170)의 온도를 균일화하는 관점으로부터, 일산화탄소 제거기(170)보다도 고온으로 되는 개질반응실(161)측에 가까워지는 만큼 개구면적이 커지도록 개구부(141)를 삼각형상으로 설치하도록 해도 좋다. 또, 도 31의 개구부(141d)에 나타내는 바와 같이, 도 28에 나타내어지는 개구부(141)와 비교하여 개질반응실(161)과 일산화탄소 제거기(170)의 접속부분에 있어서의 온도변화를 완만하게 하고, 갑작스러운 온도 분포에 의해서 응력이 생기는 것을 방지하기 위해, 개질반응실(161)과 일산화탄소 제거기(170)의 접속부분의 개구부측의 폭이 작아지도록 개구부(141)를 사다리꼴형상으로 설치하도록 해도 괜찮다.In the above embodiment, only one opening 141 of the heat reflection film 132a is provided in a rectangular shape, but the shape and number of the openings 141 are not limited thereto. 28-32 is a figure which shows the example of the shape of the opening part of a heat reflection film. Here, FIG. 28 shows the above-mentioned rectangular case for comparison, and the ratio of the area of the opening 141 to the projected area of the carbon monoxide remover 170 (hereinafter referred to as opening ratio [%]) is 100%. The case is shown. The openings 141 may be formed, for example, in the shapes and numbers shown in FIGS. 29 to 32. As shown in FIG. 3, since the amount of heat that escapes from the opening 141 by radiation is proportional to the area of the opening 141, the opening ratio of the opening 141 is set according to the set temperature of the carbon monoxide remover 170. do. When the opening ratio is about 50%, as shown in the openings 141b and 141e in FIGS. 29 and 32, a plurality of openings 141 may be provided in a rectangular shape. In addition, as shown in the opening 141c in FIG. 30, the reforming reaction chamber becomes higher than the carbon monoxide remover 170 from the viewpoint of uniformizing the temperature of the carbon monoxide remover 170 as compared with the opening 141 shown in FIG. 28. The opening 141 may be provided in a triangular shape so that the opening area becomes larger as it approaches the 161 side. As shown in the opening 141d in FIG. 31, the temperature change in the connection portion between the reforming reaction chamber 161 and the carbon monoxide remover 170 is moderated compared to the opening 141 shown in FIG. 28. In order to prevent stress from occurring due to a sudden temperature distribution, the opening 141 may be provided in a trapezoidal shape so that the width of the opening side of the connection portion between the reforming reaction chamber 161 and the carbon monoxide remover 170 becomes smaller. .

또, 개질반응실(161) 및 일산화탄소 제거유로(171)는 반응장치 본체부(120)에 1개씩 구비되어지는 것으로 하여 설명했는데, 제 1 기판(300) 및 제 5 기판(700)의 사이에서 제 2 기판(400)∼제 4 기판(600)을 이 순서로 복수 적층해 반응장치 본체부(120)를 적층한 상태로 제조함으로써, 개질반응실(161) 및 일산화탄 소 제거유로(171)를 복수 설치하는 것으로 해도 괜찮다.In addition, the reforming reaction chamber 161 and the carbon monoxide removal passage 171 are described as being provided in the reactor main body 120 one by one, but between the first substrate 300 and the fifth substrate 700. The reforming reaction chamber 161 and the carbon monoxide removal passage 171 are manufactured by stacking a plurality of the second substrates 400 to the fourth substrate 600 in this order and stacking the reactor main body 120. You may install more than one.

또, 제 1 기판(300)∼제 5 기판(700)을 모두 유리제로서 설명했지만, 세라믹제로 해도 좋다. 단, 열팽창 계수의 차이에 따라 온도 변화시에 열응력이 생기는 것을 방지하는 관점에서는 제 1 기판(300)∼제 5 기판(700)은 동종의 재료에 의해서 형성되는 것이 바람직하다.Moreover, although all the 1st board | substrate 300-the 5th board | substrate 700 were demonstrated as glass, you may make it a ceramic. However, it is preferable that the 1st board | substrate 300-the 5th board | substrate 700 are formed with the same material from a viewpoint of preventing a thermal stress at the time of temperature change according to the difference of a thermal expansion coefficient.

또, 반응장치(110)에는 반응장치 본체부(120)를 지지하는 지지부(122)가 일산화탄소 제거기(170)측에만 설치되고, 이 지지부(122)에 급배부(123)가 설치되는 것으로 해 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정하는 것은 아니다.In the reactor 110, the support 122 supporting the reactor main body 120 is provided only on the side of the carbon monoxide remover 170, and the supply and discharge unit 123 is provided on the support 122. However, the present invention is not limited to this.

도 33은 본 실시형태에 있어서의 반응장치의 다른 구성예를 나타내는 사시도이다. 도 34는 도 33과는 반대측에서 본 사시도이며, 도 35는 도 33의 XXXV-XXXV선을 따른 화살표 단면도이다. 도 33∼도 35에 나타내는 바와 같이, 지지부(122)는 반응장치 본체부(120)의 일산화탄소 제거기(170)측 뿐만이 아니라 다른 부분에도 설치되며, 각 지지부(122)에 급배부(123)가 설치되는 것으로 해도 괜찮다. 즉, 예를 들면 도 33∼도 35에 나타내는 반응장치(110A)에 있어서는 지지부(122A, 122A)가 단열용기(130)의 일산화탄소 제거기(170)측 및 개질기(160)측에 각각 설치되고, 각 지지부(122A, 122A)에 급배부(123A)가 분할되어서 설치되어 있다. 또한 이 반응장치(110A)는 상기한 실시형태의 경우와 마찬가지로 복수의 기판(300A∼700A)을 적층함으로써 형성할 수 있다. 이 경우, 제 1 기판(300) 및 제 5 기판(700)에 대응하는 기판(300A, 700A)의 내면측에는 마찬가지로 열반사막(132a)이 설치되고, 열반사막(132a)에 개구부(141)가 설치되어 있다.33 is a perspective view showing another example of the configuration of a reactor according to the present embodiment. FIG. 34 is a perspective view seen from the opposite side to FIG. 33, and FIG. 35 is a cross-sectional view taken along the line XXXV-XXXV in FIG. 33. 33-35, the support part 122 is provided not only in the carbon monoxide remover 170 side of the reactor main body part 120 but also in another part, and the supply part 123 is provided in each support part 122. As shown to FIG. It is all right to become. That is, in the reaction apparatus 110A shown in FIGS. 33-35, for example, support parts 122A and 122A are provided in the carbon monoxide remover 170 side and the reformer 160 side of the heat insulation container 130, respectively. The supply-discharge part 123A is dividedly provided in support part 122A, 122A. In addition, this reactor 110A can be formed by stacking a plurality of substrates 300A to 700A in the same manner as in the above-described embodiment. In this case, the heat reflection film 132a is similarly provided on the inner surface side of the substrates 300A and 700A corresponding to the first substrate 300 and the fifth substrate 700, and the opening 141 is provided in the heat reflection film 132a. It is.

또, 밀폐실(139)의 내부는 진공압인 것으로 해 설명했는데, 아르곤, 헬륨 등의 희가스로 충전하는 것으로 해도 괜찮다.In addition, although the inside of the sealed chamber 139 was demonstrated as a vacuum pressure, you may fill with rare gas, such as argon and helium.

이하, 실시예 및 비교예를 들음으로써, 본 실시형태에 관련되는 반응장치를 한층 더 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the reaction apparatus concerning this embodiment is demonstrated further more concretely by giving an Example and a comparative example.

본 실시형태에 관련되는 반응장치(110)의 실시예로서 금, 알루미늄, 은 또는 동에 의해서 제 1 기판(300) 및 제 5 기판(700)에 열반사막(132a)을 설치한 것을 형성했다. 열반사막(132a)의 개구부(141)의 면적은 약 2.835cm2(=2.7cm×1.05cm)이며, 일산화탄소 제거기(170)의 면적은 3.645cm2(=약 2.7cm×1.35cm)이었다. 즉, 개구부(141)의 개구율은 78%이었다. 이 반응장치 본체부(120)에 있어서의 개질기(160)의 온도는 299℃, 일산화탄소 제거기(170)의 온도는 81℃이었다.As an example of the reaction apparatus 110 which concerns on this embodiment, what provided the heat reflection film 132a in the 1st board | substrate 300 and the 5th board | substrate 700 by gold, aluminum, silver, or copper was formed. The area of the opening 141 of the heat reflection film 132a was about 2.835 cm 2 (= 2.7 cm × 1.05 cm), and the area of the carbon monoxide remover 170 was 3.645 cm 2 (= about 2.7 cm × 1.35 cm). That is, the opening ratio of the opening 141 was 78%. The temperature of the reformer 160 in this reactor main body part 120 was 299 degreeC, and the temperature of the carbon monoxide remover 170 was 81 degreeC.

여기에서 본 발명의 비교예로서 개구부(141)를 설치하지 않는 이외는 상기 실시예와 마찬가지의 반응장치를 형성한 경우, 이 비교예의 반응장치에 있어서의 개질기(160)의 온도는 303℃, 일산화탄소 제거기(170)의 온도는 132℃이었다.Here, when the reaction apparatus similar to the said Example was formed except having provided the opening part 141 as a comparative example of this invention, the temperature of the reformer 160 in the reaction apparatus of this comparative example is 303 degreeC, carbon monoxide. The temperature of the eliminator 170 was 132 ° C.

이와 같이, 실시예의 반응장치 본체부(120)에서는 비교예의 반응장치와 비교하여 개질기와 일산화탄소 제거기와의 온도차를 한층 크게 할 수 있다. 따라서 연결부(121)를 짧게 해도, 개질기와 일산화탄소 제거기의 온도차를 유지할 수 있고, 반응장치 본체부(120)의 크기를 한층 작게 할 수 있다.As described above, in the reactor main body 120 of the embodiment, the temperature difference between the reformer and the carbon monoxide remover can be further increased as compared with the reactor of the comparative example. Therefore, even if the connection part 121 is shortened, the temperature difference between the reformer and the carbon monoxide remover can be maintained, and the size of the reactor main body part 120 can be further reduced.

[연료전지장치의 개략 구성][Schematic Configuration of Fuel Cell Device]

이어서, 연료전지장치(1, 101)의 개략 구성에 대해 설명한다. 도 36은 연료 전지장치(1, 101)의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 36에 나타내는 바와 같이, 이상과 같은 반응장치(10, 110)는 연료전지장치(1, 101)에 맞붙여 이용할 수 있다. 이 연료전지장치(1, 101)는 예를 들면, 프레임(104)에, 프레임(104)에 대해서 착탈 가능한 연료용기(2, 102)와, 유로, 펌프, 유량 센서 및 밸브 등을 갖는 유량 제어 유니트(105)와 도시하지 않은 기화기(50, 150)와, 반응장치(10, 110)와, 도시하지 않은 발전 셀(3, 103), 발전 셀(3, 103)을 가습하는 가습기 및 발전 셀(3, 103)에서 생성된 부생성물을 회수하는 회수기 등을 갖는 발전 모듈(106)과, 반응장치(10, 110) 및 발전 모듈(106)에 공기(산소)를 공급하는 에어 펌프(107)와, 2차 전지, DC-DC컨버터 또는 연료전지장치(1, 101)의 출력으로 구동하는 외부의 기기와 전기적으로 접속하기 위한 외부 인터페이스 등을 갖는 전원 유니트(108)를 구비한다. 유량 제어 유니트(105)에 의해서 연료용기(2, 102)내의 물과 액체연료의 혼합기가 기화기(50, 150)를 거쳐 반응장치(10, 110)에 공급되는 것으로, 상기한 바와 같이 수소가스가 생성되고, 수소가스가 발전 모듈(106)의 발전 셀(3, 103)에 공급되며, 생성된 전기가 전원 유니트(108)의 2차 전지에 축전된다.Next, the schematic structure of the fuel cell apparatus 1, 101 is demonstrated. 36 is a perspective view illustrating an example of the fuel cell apparatuses 1, 101. As shown in FIG. 36, the above-described reaction apparatuses 10 and 110 can be used in conjunction with the fuel cell apparatuses 1 and 101. The fuel cell apparatuses 1, 101 have, for example, a flow rate control having a fuel container 2, 102 detachable from the frame 104, a flow path, a pump, a flow sensor, a valve, and the like, on the frame 104. Humidifier and power generation cell to humidify unit 105, vaporizers 50 and 150 (not shown), reactors 10 and 110, power generation cells 3 and 103 and power generation cells 3 and 103 not shown. Power generation module 106 having a recovery unit for recovering the by-products generated in (3, 103) and the air pump 107 for supplying air (oxygen) to the reactor (10, 110) and power generation module 106 And a power supply unit 108 having an external interface for electrically connecting with an external device driven by the output of the secondary battery, the DC-DC converter, or the fuel cell apparatuses 1, 101, or the like. A mixture of water and liquid fuel in the fuel containers 2 and 102 is supplied to the reactors 10 and 110 through the vaporizers 50 and 150 by the flow rate control unit 105. The hydrogen gas is generated and supplied to the power generation cells 3 and 103 of the power generation module 106, and the generated electricity is stored in the secondary battery of the power supply unit 108.

[전자기기] [Electronics]

도 37은 연료전지장치(1, 101)를 전원으로서 이용하는 전자기기(851)의 일례를 나타내는 사시도이다. 도 37에 나타내는 바와 같이, 이 전자기기(851)는 휴대형의 전자기기이며, 예를 들면 노트형 퍼스널 컴퓨터이다. 전자기기(851)는 CPU, RAM, ROM, 그 외의 전자 부품으로부터 구성된 연산처리회로를 내장하는 동시에 키보드(852)를 설치한 하부케이스(854)와, 액정디스플레이(856)를 설치한 상부케이 스(858)를 구비한다. 하부케이스(854)와 상부케이스(858)는 힌지로 결합되어 있고, 상부케이스(858)를 하부케이스(854)에 겹쳐서 키보드(852)에 액정디스플레이(856)를 상대시킨 상태에서 접어포갤 수 있도록 구성되어 있다. 하부케이스(854)의 우측면에서 저면에 걸쳐서 연료전지장치(1, 101)를 장착하기 위한 장착부(860)가 형성되고, 장착부(860)에 연료전지장치(1, 101)를 장착하면, 연료전지장치(1, 101)의 전기에 의해서 전자기기(851)가 동작한다.37 is a perspective view showing an example of an electronic device 851 that uses the fuel cell devices 1 and 101 as power sources. As shown in FIG. 37, this electronic device 851 is a portable electronic device, for example, a notebook type personal computer. The electronic device 851 includes a lower case 854 in which a keyboard 852 is installed, and an upper case in which an LCD display 856 is installed, incorporating operation processing circuits composed of CPU, RAM, ROM, and other electronic components. 858. The lower case 854 and the upper case 858 are joined by a hinge, and the upper case 858 overlaps the lower case 854 so that the keyboard 852 can be folded in a state in which the liquid crystal display 856 is opposed to the keyboard 852. Consists of. If the mounting portion 860 for mounting the fuel cell apparatuses 1, 101 is formed from the right side of the lower case 854 to the bottom surface, and the fuel cell apparatuses 1, 101 are mounted in the mounting portion 860, the fuel cell is mounted. The electronic device 851 is operated by the electricity of the devices 1 and 101.

2005년 12월 28일에 출원된 일본국 특허출원 제2005-378549호 및 일본국 특허출원 제2005-378505호, 2006년 12월 15일에 출원된 일본국 특허출원 제 2006-338222호의 명세서, 청구의 범위, 도면, 요약을 포함하는 모든 개시는 여기에 인용에 의해서 편입된다.Specifications and claims of Japanese Patent Application No. 2005-378549 and Japanese Patent Application No. 2005-378505, filed December 28, 2005, and Japanese Patent Application No. 2006-338222, filed December 15, 2006. All disclosures, including the scope, figures, and summaries, are incorporated herein by reference.

여러가지의 전형적인 실시형태를 나타내고, 또한 설명해 왔지만, 본 발명은 그들 실시형태에 한정되지 않는다. 따라서, 본 발명의 범위는 다음의 청구범위에 의해서만 한정되는 것이다.Although various typical embodiments have been shown and described, the present invention is not limited to those embodiments. Accordingly, the scope of the present invention is limited only by the following claims.

본 발명에 따르면, 보다 저온인 반응부로부터의 방열이 촉진되고, 2이상의 반응부로 이루어지는 반응장치의 반응부간의 온도차를 확보할 수 있다.According to the present invention, heat dissipation from a lower temperature reaction part is promoted, and a temperature difference between reaction parts of a reaction device composed of two or more reaction parts can be ensured.

Claims (34)

제 1 및 제 2 반응부를 갖는 반응장치 본체부와,A reactor main body having a first and a second reaction part, 상기 반응장치 본체부를 수용하는 용기와,A container accommodating the reactor body, 상기 용기 또는 상기 용기의 내측에 설치된, 적어도 상기 제 1 반응부에 대향하여 위치하는 제 1 영역 및 상기 제 2 반응부에 대향하여 위치하는 제 2 영역을 구비하고,At least a first region positioned opposite to the first reaction portion and a second region positioned opposite to the second reaction portion, provided inside the vessel or the vessel, 상기 제 1 반응부는 상기 제 2 반응부보다도 높은 온도로 설정되며, 상기 제 1 영역은 상기 제 2 영역보다도 상기 반응장치 본체부로부터 복사되는 열선에 대해 높은 반사율을 갖는 것을 특징으로 하는 반응장치.And the first reaction section is set at a temperature higher than that of the second reaction section, and the first region has a higher reflectance with respect to the hot wire radiated from the reactor main body section than the second region. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 용기의 내면에는 열반사막을 구비하고,The inner surface of the container is provided with a heat reflection film, 상기 제 1 영역은 상기 열반사막이 있는 영역이며,The first region is an area where the heat reflection film is located, 상기 제 2 영역은 상기 열반사막에 설치된 개구부에 대향하여 위치하는 영역인 것을 특징으로 하는 반응장치.And the second region is a region located opposite to the opening provided in the heat reflection film. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 용기의 내면에는 열반사막과,The inner surface of the container and the heat reflection film, 상기 열반사막보다 열선 반사율이 낮고, 상기 반응장치 본체부로부터 복사되는 열선의 적어도 일부를 흡수하는 열흡수막을 구비하며,A heat absorption film having a lower heat reflectance than the heat reflection film and absorbing at least a portion of the heat radiation radiated from the main body of the reactor, 상기 제 1 영역은 상기 열반사막이 노출되어 있는 영역이고,The first region is a region where the heat reflection film is exposed, 상기 제 2 영역은 상기 열반사막과 상기 열흡수막이 겹친 부분의 영역인 것을 특징으로 하는 반응장치. And the second region is a region of a portion where the heat reflection film and the heat absorption film overlap each other. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 열반사막은 상기 용기의 내면 전체면에 설치되고,The heat reflection film is installed on the entire inner surface of the container, 상기 열흡수막은 상기 열반사막의 내측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반응장치. And the heat absorption film is provided inside the heat reflection film. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 5 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 열흡수막의 흡수계수와 막두께의 곱은 2.3 내지 10인 것을 특징으로 하는 반응장치. Reaction device, characterized in that the product of the absorption coefficient and the film thickness of the heat absorption film is 2.3 to 10. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 6 was abandoned when the registration fee was paid. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 열흡수막은 C, Fe, Co, Pt, Cr의 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반응장치.The heat absorption membrane is a reactor, characterized in that made of any one of C, Fe, Co, Pt, Cr. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 7 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 열흡수막은 Ta-Si-O-N계의 비정질 반도체로 이루어지며, 상기 Ta-Si-O-N계의 비정질 반도체의 몰비는 0.6<Si/Ta<1.0이고, 0.15<N/O<4.1인 것을 특징으로 하는 반응장치. The heat absorption film is made of Ta-Si-ON based amorphous semiconductor, and the molar ratio of Ta-Si-ON based amorphous semiconductor is 0.6 <Si / Ta <1.0 and 0.15 <N / O <4.1. Reactor. 삭제delete 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 9 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 용기의 내면에는,On the inner surface of the container, 상기 반응장치 본체부로부터 복사되는 열선의 적어도 일부를 흡수하는 열흡수막과,A heat absorption film for absorbing at least a portion of the heating wire radiated from the reactor body, 상기 열흡수막보다 열선 반사율이 높은 열반사막을 구비하며,A heat reflection film having a higher heat ray reflectance than the heat absorption film, 상기 제 1 영역은 상기 열흡수막과 상기 열반사막이 겹친 부분의 영역이고,The first region is a region of the overlapping portion of the heat absorption film and the heat reflection film, 상기 제 2 영역은 상기 열흡수막이 노출된 부분의 영역인 것을 특징으로 하는 반응장치. And the second region is a region of a portion where the heat absorption film is exposed. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 10 was abandoned upon payment of a setup registration fee. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 열흡수막의 흡수계수와 막두께의 곱은 2.3 내지 10인 것을 특징으로 하는 반응장치. Reaction device, characterized in that the product of the absorption coefficient and the film thickness of the heat absorption film is 2.3 to 10. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 11 was abandoned upon payment of a setup registration fee. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 열흡수막은 C, Fe, Co, Pt, Cr의 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반응장치.The heat absorption membrane is a reactor, characterized in that made of any one of C, Fe, Co, Pt, Cr. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 열흡수막은 Ta-Si-O-N계의 비정질 반도체로 이루어지고, 상기 Ta-Si-O-N계의 비정질 반도체의 몰비는 0.6<Si/Ta<1.0이고, 0.15<N/O<4.1인 것을 특징으로 하는 반응장치. The heat absorption film is made of a Ta-Si-ON based amorphous semiconductor, and the molar ratio of the Ta-Si-ON based amorphous semiconductor is 0.6 <Si / Ta <1.0 and 0.15 <N / O <4.1. Reactor. 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반응장치 본체부는 수소를 포함하는 탄소화합물과 물의 혼합물로부터 수소를 발생시키는 개질기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반응장치. The reactor body part comprises a reformer for generating hydrogen from a mixture of carbon compound and water containing hydrogen. 다른 온도의 제 1 및 제 2 반응부를 갖고, 상기 제 1 반응부는 상기 제 2 반응부보다도 높은 온도의 반응부인 반응장치 본체부와,A reaction apparatus main body portion having a first and second reaction portions at different temperatures, wherein the first reaction portion is a reaction portion at a higher temperature than the second reaction portion, 상기 반응장치 본체부를 수용하는 용기와,A container accommodating the reactor body, 상기 용기의 내면에 설치되고 상기 용기보다도 열선 반사율이 높은 제 1 열반사막과,A first heat reflection film provided on an inner surface of the container and having a higher heat ray reflectance than the container; 상기 제 1 열반사막보다도 내측이고, 상기 제 1 반응부에 대향하여 위치하는 영역에 설치되며, 상기 용기보다도 열선 반사율이 높은 제 2 열반사막을 구비하는 것을 특징으로 하는 반응장치.And a second heat reflection film which is provided inside the first heat reflection film and is located in a region facing the first reaction portion, and has a higher heat ray reflectance than the container. 반응물의 반응을 일으키는 반응장치 본체부와,A reaction apparatus body part causing a reaction of the reactants, 상기 반응장치 본체부의 외면에 대향해서 설치되고 상기 반응장치 본체부로부터 복사되는 열선을 반사하는 열반사막을 구비하며,A heat reflection film provided opposite to an outer surface of the reactor main body and reflecting a heat ray radiated from the reactor main body; 상기 열반사막에는 상기 반응장치 본체부로부터 복사되는 열선의 적어도 일부를 투과시키거나 또는 흡수하는 방열촉진부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반응장치. And a heat dissipation facilitator for transmitting or absorbing at least a portion of the heating wire radiated from the reactor main body. 청구항 17은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 17 was abandoned upon payment of a registration fee. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 열반사막은, 금, 알루미늄, 은 및 동의 어느 하나로 이루어지는 막에 의해서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반응장치. The heat reflection film is formed of a film made of any one of gold, aluminum, silver and copper. 청구항 18은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 18 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 반응장치 본체부는 제 1 온도로 설정되고 제 1 반응물의 반응을 일으키는 제 1 반응부와, 상기 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도로 설정되고 제 2 반응물의 반응을 일으키는 제 2 반응부를 가지며,The reactor main body portion has a first reaction portion set at a first temperature and causing a reaction of a first reactant, a second reaction portion set at a second temperature lower than the first temperature and causing a reaction of a second reactant, 상기 방열촉진부는 상기 제 2 반응부에 대향하는 영역에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반응장치. And the heat dissipation promoting part is provided in a region facing the second reaction part. 청구항 19은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 19 was abandoned upon payment of a registration fee. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 제 1 반응부는 기화된 탄화수소계의 액체연료가 반응물로서 공급되고 해당 반응물로부터 수소를 포함하는 가스를 반응생성물로서 생성하는 개질기를 가지며,The first reaction unit has a reformer supplied with a vaporized hydrocarbon-based liquid fuel as a reactant and generating a gas containing hydrogen from the reactant as a reaction product, 상기 제 2 반응부는 상기 반응생성물이 반응물로서 공급되고 해당 반응생성물에 포함되는 일산화탄소를 제거하는 일산화탄소 제거기를 갖는 것을 특징으로 하는 반응장치.The second reaction unit is a reaction apparatus, characterized in that the reaction product is supplied as a reactant and has a carbon monoxide remover to remove the carbon monoxide contained in the reaction product. 청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 20 was abandoned upon payment of a registration fee. 제 18 항에 있어서,The method of claim 18, 상기 제 1 반응부와 상기 제 2 반응부는 이간되어 배치되고,The first reaction part and the second reaction part are disposed apart from each other, 상기 반응장치 본체부는 상기 제 1 반응부와 상기 제 2 반응부를 연통하는 연결부를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 반응장치. The reactor main body portion further comprises a connecting portion in communication with the first reaction portion and the second reaction portion. 제 20 항에 있어서,The method of claim 20, 상기 제 1 반응부와 상기 제 2 반응부의 사이에는 단열실을 구비하는 것을 특징으로 하는 반응장치. Reactor comprising a heat insulation chamber between the first reaction portion and the second reaction portion. 제 20 항에 있어서,The method of claim 20, 상기 반응장치 본체부는 상기 제 1 반응부에 열을 공급해서 상기 제 1 반응 부를 상기 제 1 온도로 설정하는 동시에, 상기 연결부를 통하여 상기 제 2 반응부를 상기 제 2 온도로 설정하는 가열부를 구비하는 것을 특징으로 하는 반응장치. The reactor main body part includes a heating part for supplying heat to the first reaction part to set the first reaction part to the first temperature and at the same time setting the second reaction part to the second temperature through the connecting part. Reactor characterized in that. 청구항 23은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 23 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 방열촉진부는 상기 열반사막에 설치된 개구인 것을 특징으로 하는 반응장치. And the heat dissipation promoting unit is an opening provided in the heat reflection film. 청구항 24은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 24 was abandoned when the setup registration fee was paid. 제 16 항에 있어서,The method of claim 16, 상기 반응장치 본체부를 내부에 수용하고 상기 열반사막보다도 열선 반사율이 낮은 용기를 추가로 구비하며,A container accommodating the reaction apparatus main body therein and having a lower heat ray reflectance than the heat reflection film; 상기 열반사막은 상기 용기의 내벽면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반응장치. The heat reflection film is installed on the inner wall surface of the vessel. 청구항 25은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 25 was abandoned upon payment of a registration fee. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 용기는 유리제인 것을 특징으로 하는 반응장치.The vessel is a reactor, characterized in that the glass. 청구항 26은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 26 was abandoned upon payment of a registration fee. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 용기내는 진공압으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 반응장치. The reactor according to claim 1, wherein the vessel is at a vacuum pressure. 청구항 27은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 27 was abandoned upon payment of a registration fee. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 청구항 28은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 28 was abandoned upon payment of a registration fee. 제 27 항에 있어서,The method of claim 27, 상기 지지부는 상기 반응장치 본체부에서의 반응에 이용되는 반응물을 상기 용기의 외부로부터 해당 반응장치 본체부에 공급하는 동시에, 상기 반응장치 본체부내에서의 반응에 의해 생기는 생성물을 상기 용기의 외부로 배출하기 위한 복수의 유로를 구비하는 것을 특징으로 하는 반응장치.The support part supplies the reactants used for the reaction in the reactor body part from the outside of the vessel to the reactor body part, and simultaneously discharges the product generated by the reaction in the reactor body part to the outside of the container. Reactor comprising a plurality of flow paths for. 청구항 29은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 29 was abandoned upon payment of a set-up fee. 제 27 항에 있어서,The method of claim 27, 상기 반응장치 본체부는, The reactor body part, 제 1 온도로 설정되고 제 1 반응물의 반응을 일으키는 제 1 반응부와,A first reaction part set at a first temperature and causing a reaction of the first reactant, 상기 제 1 온도보다 낮은 제 2 온도로 설정되고 제 2 반응물의 반응을 일으키는 제 2 반응부를 가지며,A second reaction portion set at a second temperature lower than the first temperature and causing a reaction of the second reactant, 상기 방열촉진부는 상기 제 2 반응부에 대향하는 영역에 설치되고,The heat dissipation promotion unit is installed in an area facing the second reaction unit, 상기 지지부는 상기 반응장치 본체부의 상기 제 2 반응부측의 일단부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 반응장치. And the support portion is provided at one end portion on the side of the second reaction portion of the reactor main body portion. 제 24 항에 있어서,The method of claim 24, 상기 반응장치 본체부 및 상기 용기는,The reactor body and the vessel, 상기 용기를 형성하는 한쌍의 상부기판 및 하부기판과,A pair of upper and lower substrates forming the container; 상기 반응장치 본체부를 형성하는 본체부 및 이 본체부의 외측에 이간해서 상기 용기를 형성하는 틀부를 구비하는 중간기판을 포함하는 복수의 기판이 적층되어 형성되는 것을 특징으로 하는 반응장치. And a plurality of substrates including an intermediate substrate having a body portion forming the reactor portion and a frame portion spaced apart from the outside of the body portion to form the vessel. 제 30 항에 있어서,The method of claim 30, 상기 반응장치 본체부를 형성하는 중간기판은 복수개인 것을 특징으로 하는 반응장치. Reactors characterized in that the plurality of intermediate substrates forming the reactor body portion. 다른 온도의 제 1 및 제 2 반응부를 갖는 반응장치 본체부를 수용하는 용기와,A container accommodating the reactor body portion having the first and second reaction portions at different temperatures; 상기 용기에 또는 상기 용기의 내측에 설치된 열선 반사율이 다른 제 1 및 제 2 영역을 구비하며,And first and second regions having different heat ray reflectances provided in the container or inside the container, 상기 제 1 반응부는 상기 제 2 반응부보다도 높은 온도의 반응부이고, 상기 제 1 영역은 상기 제 2 영역보다도 상기 반응장치 본체부로부터 복사되는 열선에 대해 높은 반사율을 가지며,The first reaction part is a reaction part having a higher temperature than the second reaction part, and the first area has a higher reflectance with respect to the hot wire radiated from the reaction apparatus main body part than the second area. 상기 제 1 영역은 상기 제 1 반응부에 적어도 대향하여 설치되며, 상기 제 2 영역은 상기 제 2 반응부에 대향하여 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 단열용기.And the first region is provided to face at least the first reaction portion, and the second region is provided to face the second reaction portion. 제 1 및 제 2 반응부를 갖는 반응장치 본체부와,A reactor main body having a first and a second reaction part, 상기 반응장치 본체부를 수용하는 용기와, A container accommodating the reactor body, 상기 용기 또는 상기 용기의 내측에 설치된, 적어도 상기 제 1 반응부에 대향하여 위치하는 제 1 영역 및 상기 제 2 반응부에 대향하여 위치하는 제 2 영역과,A first region located at least inside the vessel or the vessel, the first region positioned opposite the first reaction portion and the second region positioned opposite the second reaction portion, 상기 반응장치 본체부에 의해 생성되는 연료에 의해 발전을 실시하는 발전 셀을 구비하고,And a power generation cell for generating power by fuel generated by the reactor body, 상기 제 1 반응부는 상기 제 2 반응부보다도 높은 온도로 설정되며, 상기 제 1 영역은 상기 제 2 영역보다도 상기 반응장치 본체부로부터 복사되는 열선에 대해 높은 반사율을 갖는 것을 특징으로 하는 발전장치. And the first reaction section is set at a temperature higher than that of the second reaction section, and the first region has a higher reflectance with respect to the hot wire radiated from the reactor main body section than the second region. 제 1 및 제 2 반응부를 갖는 반응장치 본체부와,A reactor main body having a first and a second reaction part, 상기 반응장치 본체부를 수용하는 용기와,A container accommodating the reactor body, 상기 용기 또는 상기 용기의 내측에 설치된, 적어도 상기 제 1 반응부에 대향하여 위치하는 제 1 영역 및 상기 제 2 반응부에 대향하여 위치하는 제 2 영역과,A first region located at least inside the vessel or the vessel, the first region positioned opposite the first reaction portion and the second region positioned opposite the second reaction portion, 상기 반응장치 본체부에 의해 생성되는 연료에 의해 발전을 실시하는 발전 셀과,A power generation cell for generating power by fuel generated by the reactor body; 상기 발전 셀에 의해 발전된 전기에 의해 동작하는 전자기기 본체를 구비하며,And an electronic device body operated by electricity generated by the power generation cell, 상기 제 1 반응부는 상기 제 2 반응부보다도 높은 온도로 설정되고, 상기 제 1 영역은 상기 제 2 영역보다도 상기 반응장치 본체부로부터 복사되는 열선에 대해 높은 반사율을 갖는 것을 특징으로 하는 전자기기.And the first reaction section is set at a temperature higher than that of the second reaction section, and the first region has a higher reflectance with respect to the hot wire radiated from the reactor main body section than the second region.
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