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渋谷秀志
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武內佑介
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Abstract

記載有一種反應裝置，其具有熱傳導性的熱交換體，前述熱交換體是在內部具有熱介質流路和反應流路，前述熱介質流路是使利用熱介質與反應流體的熱交換而進行反應流體的反應用之熱介質流通的流路，前述反應流路是使反應流體流通用之流路。反應裝置係具有傳熱促進體(53)，前述傳熱促進體(53)是為了促進熱介質與熱交換體之間的傳熱而設在熱介質流路內，且密接於熱交換體，傳熱促進體係藉由複數種的部分傳熱促進體(53a)的集合體所構成。藉由以別種類的部分傳熱促進體置換部分傳熱促進體中的至少1個，可局部地變更傳熱促進體的傳熱性能，藉此，可進行熱交換體內的溫度分佈之再次調節。

Description

反應裝置
本發明係關於藉由以與熱介質的熱交換，將包含反應體(反應原料)的流體亦即反應流體進行加熱或冷卻，使反應體的化學反應進行之熱交換型反應裝置。
熱交換型的反應裝置係作為一化學反應裝置，將包含反應體(反應原料)的氣體狀或液體狀的流體進行加熱或冷卻而使反應體的反應進行的反應裝置為眾所皆知。在這種的反應裝置，在裝置內部設有使反應流體流通的反應流路與使熱介質流體流通的熱介質流路，在反應流體及熱介質分別從入口被供給到從出口排出為止的期間，相互的熱交換進行。設在反應裝置內的反應流路及熱介質流路，一般為了容易進行熱交換，形成為分別分歧成複數個流路而讓傳熱面積增加。又，化學反應的進行可藉由使用觸媒來促進，因此，當在反應流路內設置觸媒時，可使在反應流路內的反應效果提升。
又，熱交換型的反應裝置，亦可使用供給藉由反應所產生的反應熱之流體，來代替供給熱能或冷能之 熱介質。在此情況，對熱介質流路供給燃燒氣體等的反應性流體，將藉由反應所生成的熱能或冷能傳達至反應流路內的反應流體。在日本特開2002-143675號公報(專利文獻1)記載有觸媒燃燒室與改質室相互地層積之構造的板翅型反應器，並記載觸媒燃燒室與改質室分別具有受載有燃燒觸媒或改質觸媒之鰭片。
在專利文獻1的反應器，在熱供給側與熱需要側雙方進行反應，因此，需要使觸媒燃燒與改質的熱平衡均衡。為了對應此，記載有使用性狀不同之觸媒化鰭片來控制反應速度。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2002-143675號公報
在基本的熱交換型的反應裝置，供給至反應流體的熱能或冷能係僅為熱媒體的熱能或冷能，不含反應熱，所以，熱平衡之平衡係可藉由熱介質的流量控制容易地調節。但，即使熱平衡之平衡適當，沿著反應流路內的流動方向之溫度曲線經常顯示局部劇烈的變動。例如，在進行使用低溫的熱介質之冷卻，使反應體的發熱反應進行之情況，形成熱介質流路的傳熱壁之溫度係從入口側朝出 口側上升。相對於此，與熱介質相對向流動之反應流體的溫度係隨著從入口側朝出口側流動而下降，但會因反應進行引起發熱所造成之溫度上升。直到上升的溫度再次下降為止，反應流體的反應會衰退，當因反應進行造成溫度上升顯著時，則需要更長的反應流路。因此，在發熱反應的進行上，一般除熱為最優先的課題，選擇適合最需要進行除熱的部位之高傳熱性能的鰭片並配置於熱介質流路。但，使用傳熱性能高的鰭片會造成熱介質的流動壓力增大，在能量效率的這一點上並不理想。若為了減少壓損而抑制傳熱性能的話，則會成為反應裝置的小型化之阻礙，在反應效率的這一點上並不理想。即使在進行使用高溫的熱介質之加熱，使吸熱反應進行之情況，當在溫度曲線上產生極端的溫度下降時，也是一樣。又，在對熱交換體的構造材之熱的影響的這一點上，期望避免長時間維持局部顯著的溫度差。
為了解決熱交換型的反應裝置之這種問題，期望可調整成裝置內的溫度分佈成為理想狀態。但，因反應流路的溫度曲線會依據使用反應裝置時的條件設定等改變，所以，為了提供裝置內部的溫度分佈處於理想狀態之反應裝置，需要考量使用狀態並預先實施關於反應裝置內的熱移動之調整。在以往的反應裝置，這樣的調整極為困難，期望可進行關於熱移動之局部變更的改良。
本發明是為了解決這樣的問題而開發完成之發明，其目的係在於可提供藉由因應針對從反應裝置內的 熱介質朝反應流體之熱移動的使用狀態之調節，預先調整成溫度分佈成為理想狀態，可因應需要，對溫度分佈容易進行再調整之熱交換型的反應裝置。
為了解決前述課題，本發明者們針對從熱介質流路朝反應流路之熱移動進行精心研究發現，利用構成反應裝置的構件，藉由局部的熱移動之調節，可容易調整反應流路的溫度分佈之簡單結構，而開發完成本發明的技術。本發明的技術可提供作為一簡單的系統，其可利用促進傳熱之傳熱促進體而容易調整反應裝置內的溫度分佈之系統，且將該系統應用至習知的反應裝置，可因應實施狀況，對溫度分佈可適當地再次進行調整。
若依據本發明的一態樣，反應裝置係具備：熱交換體，前述熱交換體是在內部具有使熱介質流通的熱介質流路和使反應流體流通的反應流路，將前述熱介質與前述反應流體進行熱交換；傳熱促進體，前述傳熱促進體是為了促進前述熱介質與前述熱交換體之間的傳熱而設在前述熱介質流路內，且密接於前述熱交換體，並藉由複數種的部分傳熱促進體的集合體所構成。理想為前述複數種的部分傳熱促進體係具有因種類而具有相互不同的傳熱性能，並含有鰭片。又，複數種的部分傳熱促進體係可藉由彎曲的板狀構件所構成。藉由以別種類的部分傳熱促進體置換前述複數種的部分傳熱促進體中的至少1個，可局部 地變更前述傳熱促進體的傳熱性能，藉此，能夠調整裝置內的溫度分佈。
在前述反應裝置，亦可為前述複數種的部分傳熱促進體分別具有彎曲成與前述熱交換體形成面接觸的波紋板的形狀，或實質上彎折成直角的波紋板的形狀，或者具有可鉤掛之碎片、孔、缺口、百葉窗及狹縫中的至少一種。前述複數種的部分傳熱促進體，可構成為在構成材料的熱傳導性及與前述熱介質的接觸面積中的至少其中一方上相互不同，前述複數種的部分傳熱促進體之波紋板的形狀可依據種類，在間距及高度中的至少其中一方上相互不同。前述反應裝置亦可形成為進一步在前述反應流路內具有促進前述反應流體的反應之觸媒體，或前述熱交換體的前述熱介質流路及前述反應流路分別具有平行的複數個分支流路，前述熱介質與前述反應流體在對向方向上流通於前述複數個分支流路。
又，在本發明，可提供溫度分佈調整系統，其針對利用經由在內部具有熱介質流路與反應流路的熱交換體之熱介質與反應流體的熱交換，用來使前述反應流體的反應進行之反應裝置，可調整前述熱交換體內的溫度分佈之溫度分佈調整系統，能夠調整成從熱介質朝反應流體理想地供給熱量。溫度分佈調整系統係具有：傳熱促進體，前述傳熱促進體是為了促進前述熱介質與前述熱交換體之間的傳熱，可裝卸地固定於前述熱介質流路內並密接於前述熱交換體，並藉由可重組的複數個部分傳熱促進體 的集合體所構成；及具有與前述複數個部分傳熱促進體不同的傳熱性能，可與前述複數個部分傳熱促進體各自置換的至少1個置換體，利用以前述置換體置換前述複數個部分傳熱促進體中的至少1個而局部地變更前述傳熱促進體的傳熱性能，使得前述熱交換體內的溫度分佈改變。
若依據本發明的實施形態的話，因藉由局部的傳熱性能之調節，可容易且簡單地將反應裝置內之溫度分佈調節成適當的狀態，所以，可提供因應反應條件、使用狀況等調整成正確的溫度分佈之反應裝置，容易進行再調整，藉此，能夠提供可削減維修費用且能源效率及反應效率佳之反應裝置，有助於目的之反應生成物的穩定供給及製造成本的削減。
1‧‧‧反應裝置
3‧‧‧熱交換體
5‧‧‧支柱
7‧‧‧第1傳熱體
8‧‧‧蓋體
9‧‧‧第2傳熱體
10‧‧‧固定構件
11‧‧‧基部
13‧‧‧側壁部
15‧‧‧間壁部
17‧‧‧反應流路
17a‧‧‧分支流路
17b‧‧‧匯集路
17c‧‧‧排出孔
19‧‧‧端壁部
21‧‧‧鏡板
25‧‧‧基部
27‧‧‧側壁部
31‧‧‧熱介質流路
31a‧‧‧分支流路
31b‧‧‧匯集路
31c‧‧‧排出孔
33‧‧‧端壁部
35‧‧‧鏡板
37‧‧‧導入口
45‧‧‧導出口
51‧‧‧觸媒體
53、53A‧‧‧傳熱促進體
53a‧‧‧部分傳熱促進體
53a’、53b’‧‧‧部分波紋板
59‧‧‧平板
圖1係顯示本發明的一實施形態之反應裝置的側面圖。
圖2係用來說明反應流路的結構之圖1的反應裝置之A-A線斷面圖。
圖3係用來說明熱介質流路的結構之圖1的反應裝置之B-B線斷面圖。
圖4係用來說明反應流路及熱介質流路內的結構之圖 1的反應裝置之C-C線斷面圖。
圖5係用來說明傳熱促進體及觸媒體之圖4的斷面部分放大圖。
圖6係用來顯示本發明的一實施形態之傳熱促進體的結構之說明圖。
圖7係用來顯示本發明的一實施形態之傳熱促進體的結構例(a)、(b)、(c)的說明圖。
圖8係顯示用來說明傳熱促進體的作用之反應流路側的溫度分佈(a)及熱介質流路側的溫度分佈(b)之溫度分佈圖。
在熱交換型的反應裝置，熱介質流路及反應流路之從入口到出口為止的溫度分佈亦即溫度曲線係會依據從熱介質流路朝反應流路之傳熱狀態改變，或亦會依據該傳熱狀態以外的要件改變。具體而言，溫度曲線亦會依據熱介質的供給溫度及流量，反應流體的反應速度及反應熱，所使用的反應觸媒的種類及反應特性等改變。
在進行使用低溫的熱介質(冷媒)之冷卻，使反應體的發熱反應進行之情況，就算取得藉由反應進行之理論發熱量與除熱量之平衡，在反應流路之溫度分佈上，會有在入口附近產生因開始發熱反應引起之急遽的溫度上升。若溫度上升顯著的話，因藉由冷卻之溫度回復會變慢，所以，需要將反應時間及反應流路設定成較長。即 使在藉由高溫熱介質之加熱下進行吸熱反應之情況，同樣地亦可能產生因急遽的溫度下降所引起之反應進行的延遲。又，局部之過大的溫度差亦會有對熱交換體的構造材料產生部分的熱變性之虞。因此，期望可解決溫度曲線之極端的變動。為了緩和這種急遽之溫度變動，需要局部地強化產生溫度變動之部位之對反應流體的傳熱。亦即，藉由構成為可局部地變更從熱介質流路朝反應流路之熱移動量，可理想地調整反應流路之溫度曲線。
從熱介質流路朝反應流路之熱移動是可藉由在傳熱促進體設置熱介質流路來進行改善。傳熱促進體係以藉由安裝於熱介質流路內來增加與熱介質之接觸面積(傳熱面積)而將更多的熱能從熱介質供給至反應流體用之構件亦即散熱器，以熱傳導性高之材料所構成。例如，在氣液熱交換器所使用之鰭片即相當於散熱器，市面販售的各種形狀者(再者，[鰭片]係指板狀或銷狀之突起物，將這樣的突起物設在基材上之製品亦稱為鰭片)。散熱器的性能亦即表示傳熱性能之代表性要素為熱阻抗及流體的壓力損失(動態壓力損失)，在熱阻抗值及壓力損失小的狀態，傳熱性能高。因隨著傳熱促進體的傳熱面積增加，熱介質-熱交換體之間的熱傳達之熱阻抗會降低，所以，傳熱性能提高，移動之熱量增加。但，若傳熱面積的增加造成壓力損失增大的話，使熱介質-散熱器之間的熱傳達減少，因此，一般在構造設計上考量因傳熱面積的增加造成之壓力損失不會變得過大。在以往的熱交換型的反應裝 置，作為傳熱促進體，裝設單一種類的鰭片，因此，傳熱促進效果在裝置全體上呈均等。亦即，從入口側到出口側為止之傳熱性能均等，未進行流路之一部分的局部變更。
關於這一點，在本發明，利用藉由可重組的複數個部分傳熱促進體之集合體所構成的傳熱促進體。在傳熱促進體的基本結構，複數個部分傳熱促進體為相同種類，亦即，在傳熱促進體的全體，藉由相等的傳熱性能帶來實質上相等的傳熱增加，但，藉由以其他不同種類的部分傳熱促進體置換該等複數個部分傳熱促進體中的至少1個，在置換的部分，可局部地變更傳熱促進體的傳熱性能，而能夠調整傳熱量。因此，藉由部分傳熱促進體的置換，可調節傳熱，使得依據藉由試驗性的反應之測定、模擬等所能獲得的溫度分佈，在包圍反應流路的傳熱壁之流動方向的溫度曲線顯示急遽的溫度變動之部位附近(反應開始區域等)之溫度變化變得圓滑。又，可提供調節傳熱性能的平衡使溫度曲線之線成為期望的梯度且將熱平衡予以最佳化而不會形成熱量過多或不足，並且效率佳之反應裝置。藉由改變變更傳熱促進體的傳熱性能之位置，可使反應裝置內的溫度分佈產生各種變化，因此，不僅是可抑制溫度變動、改善溫度梯度等，亦可因應需要，適當調節反應裝置內的溫度分佈。亦即，傳熱促進體的傳熱性能之變更係可利用作為解決反應裝置內的各種熱能問題之手段，可因應反應條件的變更、反應裝置的特性等，隨時可適宜調節溫度分佈而將反應裝置調整成良好的狀態。
以下，參照圖面等，舉例詳細地說明關於作為例子之本發明的實施形態。反應裝置之熱介質及反應流體的流通是參照圖1至圖3進行說明，配置於熱介質流路及反應流路內的傳熱促進體及觸媒體是使用圖4及圖5進行說明。又，參照圖6及圖7，說明構成傳熱促進體的部分傳熱促進體。再者，在圖1至圖3中，省略傳熱促進體及觸媒體的記載。在實施形態中所顯示的尺寸、材料、其他如具體的數值等僅是為了容易理解本發明的內容所舉的例子，除了特定說明的情況外，並非用來限定本發明者。又，在說明書及圖面中，關於具有實質上相同的功能及結構之要件，賦予相同的符號並省略重覆說明，未與本發明直接相關之要件則省略其圖式。
圖面所示的反應裝置1係為熱交換型的反應裝置，作為其主要部分，具有熱交換體3。在下述的實施形態，熱交換體3係作為以形成有流路用溝的平板狀傳熱體之層積體所構成的板型熱交換體進行說明。但，在本發明中，熱交換體並非一定需要以這樣的層積體所構成，亦可為其他形態之熱交換體。例如，亦可取代具有溝的傳熱體，使用將在不具有溝的平板上並列設置用來限定流路的壁板之傳熱體予以層積而形成熱交換體，或使用藉由穿設或成形來加工成具有流路用的空孔之一體構造的蜂巢型熱交換體，或使用複數個管所構成的雙重管式或多管式熱交換體等。熱交換體3係藉由具有強度的隔熱性支柱5所支承。圖1所示的熱交換體3具有：複數個第1傳熱體7、 第2傳熱體9及蓋體8。第1傳熱體7、第2傳熱體9及蓋體8係為以具有耐熱性的熱傳導性材料所構成的長方形平板狀構件，第1傳熱體7及第2傳熱體9，分別在一側的面形成有構成反應流路或熱介質流路之溝。第1傳熱體7及第2傳熱體9係藉由水平地配置而在垂直方向上交互地層積後在最上部載置蓋體8，形成長方體形狀的層積體。層積體的兩端係嵌合於四角環狀的固定構件10，藉由環繞外周的固定構件10，將層積的各構件予以密接固定，藉此保持層積構造。當組裝層積體時，若利用TIG(Tungsten Inert Gas)熔接、擴散接合等的接合方法將各構件間予以安裝固定的話，可防止安各構件間的接觸不良所引起之傳熱性降低等。再者，熱交換體3係可僅使用至少1個第1傳熱體7及至少1個第2傳熱體9來構成，但，第1傳熱體7及第2傳熱體9的數量越多則熱交換性能越好。在此實施形態，使用複數個第1傳熱體7及第2傳熱體9，第2傳熱體9的數量較第1傳熱體7多1個，第2傳熱體9位於最上位及最下位而第1傳熱體7被挾持於第2傳熱體之間。在抑制熱損失的觀點上，理想為反應裝置1係使用殼體或隔熱材覆蓋熱交換體3的周圍，藉以抑制來自於熱交換體3的散熱。亦可藉由1個殼體覆蓋複數個熱交換體3，使得反應裝置1具有複數個熱交換體3。
作為構成熱交換體3的各部之熱傳導性材料，具有鐵系合金、鎳合金等之耐熱性金屬。具體而言，可 舉出例如不銹鋼等的鐵系合金、因科鎳合金625(INCONEL625；登錄商標)、因科鎳合金617(INCONEL617；登錄商標)、海恩斯合金230(Haynes230；登錄商標)等的鎳合金之耐熱合金。該等熱傳導性材料係因對在反應流路的反應進行、熱介質等來使用之燃燒氣體具有耐久性(耐蝕性)，所以極為理想，但不限於這些材料。又，亦可為鐵系鍍鋼、以氟樹脂等的耐熱樹脂加以被覆的金屬、或碳纖維等。固定層積體之固定構件10，理想為以具有耐熱性及強度的材料所構成，為了抑制因散熱所引起之熱損失，熱傳導性低之材料為佳。在以與熱交換體3相同的材料形成固定構件10之情況，理想為以隔熱材料覆蓋該等構件。在從抑制散熱的觀點來看，以連接於兩側的固定構件10的方式構成殼體為佳。
如圖2所示，形成有溝的第1傳熱體7係具有基部11、側壁部13、間壁部15及端壁部19，藉由將第2傳熱體9層積於第1傳熱體7上，第1傳熱體7的溝構成反應流路17。基部11係限定反應流路17的底面，側壁部13、間壁部15及端壁部19係立設於基部11上而限定反應流路17的側面，第2傳熱體9的下面成為反應流路17的上面。側壁部13及端壁部19係沿著第1傳熱體7的三方端部設置，間壁部15係平行且等間隔形成於兩側的側壁部13之間。反應流路17具有：複數個分支流路17a、匯集路17b及排出孔17c。分支流路17a係隔著間壁部15以等間隔並行，分支流路17a的一端係藉由與 這些分支流路垂直的匯集路17b連接，又，分支流路17a的另一端是朝外部開放。排出孔17c係貫通第1傳熱體7的側壁部13之一端部使匯集路17b伸長。
另一方面，如圖3所示，形成有溝的第2傳熱體9亦具有基部25、側壁部27、間壁部29及端壁部33，藉由將第1傳熱體7或蓋體8層積於第2傳熱體9上，第2傳熱體9的溝構成熱介質流路31。基部25係限定熱介質流路31的底面，側壁部27、間壁部29及端壁部33係立設於基部25上而限定熱介質流路31的側面，第1傳熱體7或蓋體8的下面成為熱介質流路31的上面。側壁部27及端壁部33係沿著第2傳熱體9的三方的端部設置，間壁部29係平行且等間隔形成於兩側的側壁部27之間。熱介質流路31具有：複數個分支流路31a、匯集路31b及排出孔31c。分支流路31a係隔著間壁部29以等間隔並行，分支流路31a的一端係藉由與這些分支流路垂直的匯集路31b連接，又，分支流路31a的另一端是朝外部開放。排出孔31c係貫通第2傳熱體9的側壁部27之一端部使匯集路31b伸長。
如上述般，熱交換體3係藉由第1傳熱體7、第2傳熱體9及蓋體8的層積體所構成，如圖4所示，在內部具有供熱介質流通的熱介質流路31(分支流路31a)和供反應流體流通的反應流路17(分支流路17a)。第1傳熱體7係作為用來接收從熱介質或第2傳熱體9所供給的熱能或冷能而供給至反應流體之構件來發揮功能，第2 傳熱體9係將藉由熱介質所供給的熱能或冷能直接供給反應流體，或經由第1傳熱體7間接地供給至反應流體之構件來發揮功能。
反應流路17及熱介質流路31係如圖1所示，形成為：在熱交換體3的一側面，熱介質流路31的排出孔31c位於與反應流路17的排出孔17c相反側的端部。熱交換體3係將彎曲成凹狀的鏡板21可裝卸或可開閉地安裝在反應流路17的分支流路17a被開放之側的側面，在鏡板21覆蓋熱交換體3的側面之狀態下，在熱交換體3與鏡板21之間形成空間。在鏡板21設有導入口23。因此，若從導入口23供給反應流體的話，從鏡板21與熱交換體3之間的空間朝反應流路17的分支流路17a分流之後，在匯集路17b匯集後自排出孔17c排出。同樣地，熱交換體3也是將彎曲成凹狀的鏡板35可裝卸或可開閉地安裝在熱介質流路31的分支流路31a被開放之側，亦即與鏡板21相反側的側面，在鏡板35覆蓋熱交換體3的側面之狀態下，在熱交換體3與鏡板35之間形成空間。在鏡板35的中央設有導入口37，若從導入口37供給熱介質的話，從鏡板35與熱交換體3之間的空間朝熱介質流路31的分支流路31a分流之後，在匯集路31b匯集後自排出孔31c排出。因此，熱介質流路31及反應流路17形成為：熱介質及反應流體在分支流路17a及分支流路31a上平行地朝對向方向流通。
且，具有長度方向的開口之縱長且中空的導 出構件39係附設於熱交換體3的側面，用以覆蓋反應流路17的排出孔17c，並形成有將排出孔17c連接於垂直方向之匯集路。因此，反應流路17內之反應流體的流動係通過排出孔17c而在導出構件39內匯集，從設在導出構件39的中央之管狀的導出口41排出。同樣地，在熱交換體3的相同側面，具有長度方向的開口之縱長且中空的導出構件43係附設成覆蓋熱介質流路31的排出孔31c，並形成有將排出孔31c連接於垂直方向之匯集路。因此，熱介質流路31內之熱介質的流動係通過排出孔31c而匯集，從設在導出構件43的中央之管狀的導出口45排出。再者，反應流體之從導入口23朝導出口41的流通方向、及熱介質之從導入口37朝導出口45之流通方向，亦可分別變更成相反方向。
反應流體為含有作為反應原料之反應體的流體，在流通於反應流路17的分支流路17a期間，接收流通於熱介質流路31之熱介質的熱能或冷能而被加熱或冷卻，使得反應進行，反應體被變換成生成物。在圖2中以符號R所示的箭號係顯示反應體流動的方向，以符號P所示的箭號係顯示生成物流動的方向。在圖3中以符號M所顯示的箭號係顯示熱介質流動的方向，熱交換體3係具有反應流體與熱介質朝相反方向流動之對向流式的構造。
如圖4及圖5所示，熱交換體3內的反應流路17及熱介質流路31係作為與流動方向垂直的剖面呈長方形之中空部而形成。在此實施形態，在1個第1傳熱體 7或第2傳熱體9形成有8條的分支流路17a或分支流路31a，但，分支流路17a及分支流路31a的數量不限於此，可考量熱交換體3的設計條件及傳熱效率等加以適宜決定。從熱傳導的觀點來看，在一般的情況下，理想為將數十條左右的分支流路17a或分支流路31a以流路寬度之1.0倍左右的間隔進行設置。又，反應流路17與熱介質流路31之上下的間隔(高度方向)，理想是設置成為這些流路的橫方向之間隔的0.2至5.0倍左右。且，在此實施形態，層積有6個第1傳熱體7及7個第2傳熱體9，但，不限於此，理想為使層積體(熱交換體3)的高度接近寬度，且與流動方向垂直之剖面近似正方形。再者，在圖示的實施形態中，用來構成反應流路17及熱介質流路31的溝係僅設在第1傳熱體7及第2傳熱體9中的一側，但，亦可變更成在第1傳熱體7及第2傳熱體9的兩側分別設置溝，在層積狀態下作為上下溝的合體，構成反應流路17及熱介質流路31。
在反應流路17的分支流路17a，分別插入有用來促進反應體的反應之觸媒體51，且其可插脫地密接固定著。在熱介質流路31的分支流路31a，分別插入有用來促進從熱介質朝熱交換體3之熱能或冷能的傳達之傳熱促進體53，且其可插脫地密接固定著。再者，在圖4、5中，反應流路17及熱介質流路31的觸媒體51及傳熱促進體53係未被描繪出來其構造而僅以剖面線顯示，在圖4中，省略反應流路17及熱介質流路31的一部分之觸 媒體51及傳熱促進體53的圖式。
觸媒體51係為使用來促進反應體的反應之觸媒受載於構造材的表面之構件，亦可為使用受載體將觸媒受載於構造材者。觸媒係可因應在反應裝置1所進行的反應加以適宜選擇。為了增加與反應流體之接觸面積，觸媒體51(構造材)亦可為圓化彎曲成波形狀之波紋板、折彎成鋸齒形狀者等。又，觸媒體51理想為具有與反應流路17的分支流路17a相對應之長度，但不限於此。
另外，傳熱促進體53係用來促進熱介質與熱交換體3之間的傳熱之熱傳導性構件，亦即散熱器，具有鰭片(朝流體中突出之板狀、銷狀等的突起)。鰭片作用成使與熱介質的接觸面積(傳熱面積)增加且使熱阻抗降低，提高來自於熱介質之熱傳達率。散熱器一般是構成複數個鰭片一體地連接於基座之形態，從熱介質傳達至鰭片之熱量經由基座供給至熱交換體。作為市面販賣品可獲得之散熱器，例如具有將板狀、銷狀或管狀等的多數個鰭片並列而接合於基座板上者、波紋板狀者等。從這樣各種的散熱器，適宜選擇適用於熱介質流路31的分支流路31a的尺寸及形狀者，作為傳熱促進體53來使用。波紋板狀者係容易進行傳熱量的計算，對於調整傳熱性能為佳，且具有對流路之插脫作業不易破損之構造。為了確保對熱交換體3之傳熱，傳熱促進體53係使用與包圍分支流路31a之傳熱壁密接者。在這一點，例如，如圖6所示的具有折角的波紋板狀之傳熱促進體53A，與熱交換體3形成 面接觸之傳熱促進體53可理想適用於與熱交換體3之間的傳熱。圖6的傳熱促進體53A係形成為將薄板折彎成具有折角的波紋板狀，亦即，隆起與溝交互地並行之形狀，在隆起部分及溝部分具有平面。因此，插入於分支流路31a的傳熱促進體53係在隆起部分及溝部分的平面分別與第1傳熱體7(或蓋體8)及第2傳熱體9密接，該等部分作為基座發揮作用，其他的部分作為鰭片發揮作用。如此，具有與熱交換體3形成面接觸的基座部分之傳熱促進體53係鰭片與熱交換體3之間的熱阻抗低之構造，容易將熱能傳達至熱交換體3。因此，比起波浪型的波紋板狀者，傳熱性能佳。又，如圖6的一實施形態所示，將傳熱促進體53A放置於具有熱傳導性之薄的平板55並插入至熱介質流路31的分支流路31a的話，第1傳熱體7及第2傳熱體9的密接性提升。但，平板55的使用為任意，亦可省略平板55而將構造簡單化。作為構成傳熱促進體53及平板55之熱傳導性材料，可舉出例如鋁、銅、不銹鋼、鐵系鍍鋼等的金屬，尤其是鋁、銅等，其熱傳導性優良，因此極為理想。在藉由冷媒進行冷能交換用之情況，海軍黃銅、鋁黃銅等也極為理想。
傳熱促進體53係作為在長度方向(流動方向)上連接之可重組的複數個部分傳熱促進體之集合體所構成。一般這可利用散熱鰭片或散熱器使用之構件加以製作。例如，如圖6所示的實施形態之傳熱促進體53A係可藉由構成準備與分支流路31a大致相同長度之波紋板，然 後將其均等地分割成相同長度(流動方向)的複數個部分波紋板53a’(參照圖7(a))，再將該等部分波紋板53a’作為部分傳熱促進體53a加以連接之集合體來製作。其在圖1至圖5中作為傳熱促進體53使用。波紋板會因構成材料的熱傳導性、與熱介質之接觸面積等，形成傳熱性能不同。因此，藉由將寬度、長度及高度相同但間距或板厚不同的其他波紋板分割成相同長度，使得傳熱面積不同，能夠獲得可與部分傳熱促進體置換之不同種類的部分傳熱促進體(置換體)。同樣地，藉由以不同的材料所製作的相同形狀之波紋板，亦可獲得置換體。藉由使用這樣的置換體，以置換體將至少1個部分傳熱促進體予以置換，使得傳熱促進體53以複數種的部分傳熱促進體所構成，在已置換的位置，傳熱促進體53的傳熱性能被局部地變更。藉由準備傳熱性能不同的多種置換體，可使傳熱性能之調節的柔軟性提高。因此，依據將相同的傳熱性能之部分傳熱促進體插入至分支流路31a並連接之傳熱促進體53的結構，進行試驗性測定或模擬，調查面對第1傳熱體7及第2傳熱體9的反應流路17及熱介質流路31之壁部(傳熱壁)的流動方向之溫度分佈，再依據調查結果，以置換體將部分傳熱促進體的一部分或全部適當地置換，藉此能夠進行藉由傳熱性能的變更之溫度分佈的調節。藉由這樣的操作，在面對反應流路17之壁部的溫度分佈上，可調節成理想的溫度梯度(溫度變化)。
再者，波紋板可藉由從薄板材的一側反復進 行彎曲加工並加以折疊來獲得。因此，準備從如前述的熱傳導性材料適宜選擇之材料的薄板，以成為密接固定於熱介質流路31的分支流路31a的尺寸之方式，因應分支流路31a的長度、寬度及高度設定折彎寬度，進行折彎成垂直之彎曲加工，藉此，可因應需要準備理想的形狀之波紋板。亦可使用與分支流路31a相同長度的薄板材進行彎曲加工後，再將波紋板切斷分割成部分傳熱促進體的長度，或亦可將加工成部分傳熱促進體的長度之薄板材進行彎曲加工。
為了以置換體置換部分傳熱促進體，從藉由取下(或開放)鏡板21所開放之分支流路17a拉出部分傳熱促進體。關於這一點，若利用波紋狀的位相偏移而具有缺口之偏移型波紋板，使用將其分割之部分波紋板53b’(參照圖7(b))來構成部分傳熱促進體及傳熱促進體53的話，則容易進行置換作業。亦即，使用如圖6所示的呈一直線且前端彎曲之插入取出棒57，鉤在部分傳熱促進體的缺口部分，容易將部分傳熱促進體拉出。不限於偏移型者，即使在形成有百葉窗之百葉窗型波紋板、設有狹縫的狹縫型波紋板之情況，亦可容易進行這樣的置換作業。且，關於如圖6之藉由基本的波紋板之傳熱促進體、藉由揮動型的波紋板之傳熱促進體，也可藉由設置供插入取出棒57鉤掛之碎片、孔、缺口等，構成容易進行置換作業之傳熱促進體53。
隨著構成傳熱促進體53的部分傳熱促進體之 數量增加(流動方向的長度變短)，傳熱性能的調節精度變高，可因應所要求的調節精度，適宜決定部分傳熱促進體的數量(流動方向的長度)。又，在從關於自熱介質所供給的熱和溫度分佈的關係之資料的蓄積，需要進行置換的頻度高之部分被限定於特定區域之情況，不需要以相同長度(流動方向)的部分傳熱促進體構成傳熱促進體53，例如，能使用較短的部分傳熱促進體和較長的部分傳熱促進體構成傳熱促進體53。在此情況，以連接成在特定區域配置較短的部分傳熱促進體，在其他區域(置換頻度低)配置較長的部分傳熱促進體的方式構成傳熱促進體53為佳，置換體形成為與較短的部分傳熱促進體相同長度。
又，在圖6中，傳熱促進體53A及部分傳熱促進體53a係藉由兩段重疊之相同種類的波紋板所構成。但，這些亦可藉由一段所構成，又亦可重疊成三段以上。亦可將不同種類的波紋板重疊成複數段。藉由增加波紋板的段數(降低1個波紋板的高度)，使得傳熱促進體53與熱介質之接觸面積，可提高傳熱性能。若上下重疊之波紋板為相同位相狀態的話，則容易變得不穩定。但，若如圖6所示，在上下波紋板間挾持中介有熱傳導性薄的平板59的話則穩定，使得朝熱介質流路31的分支流路31a之插入容易進行。在此情況，因藉由平板59，使得與熱介質接觸之接觸面積增加，所以，藉由以與前述平板55相同的熱傳導性材料形成平板59，可使傳熱促進體53的傳 熱性能提高。若平板59的長度(流動方向)與部分傳熱促進體53a相同的話，容易進行置換作業。
圖7係具體舉例顯示傳熱性能不同的部分傳熱促進體。圖7(a)係顯示作為一例之構成圖6的部分傳熱促進體53a的部分波紋板53a’，經由平板59將部分波紋板53a’重疊成兩段而可構成部分傳熱促進體53a。圖7(b)係顯示利用偏移型波紋板的情況之一例。藉由將分割偏移型波紋板所獲得的部分波紋板53b’經由平板59予以重疊，構成部分傳熱促進體。部分波紋板53b’係間距及高度與圖7(a)的部分波紋板53a’相同，但沿著流動方向，位相是具規則性偏移1/4。在此情況，因在位相偏移的位置產生亂流，所以，壓損會若干增加，但熱傳達提升。因此，比起未有位相偏移的部分波紋板53a’，傳熱性能較高。亦即，依據位相偏移的頻度，傳熱性能也會改變。且，雖未圖示，若使用間距及高度較小的波紋板，例如使用間距及高度為部分波紋板53a’的1/2者的話，經由平板59重疊成四段，同樣地能夠構成部分傳熱促進體。如此，藉由使用間距或高度較小的波紋板，可提高傳熱促進體53的傳熱性能，因此，藉由使間距及高度中的至少其中一方減少，能夠獲得傳熱性能增加之各種的部分傳熱促進體。相反地，使間距及高度中的至少其中一方增加，可獲得傳熱性能降低之部分傳熱促進體。另外，圖7(c)係使用與圖7(b)相同的部分波紋板53b’之部分傳熱促進體53c，但因上段的波紋板之間距是與下段的波紋 板偏移1/2，且在波紋板間未中介有平板，所以，部分傳熱促進體53c的傳熱性能是較中介有平板59之情況低。因此，在如圖7(c)的層積形態，能夠構成即使使用相同波紋板傳熱性能也會降低之部分傳熱促進體，即使在未中介有平板的狀態也具有穩定性。再者，在圖4至圖7，構成傳熱促進體及部分傳熱促進體之部分波紋板，其彎曲角度實質上為直角，但，亦可為未滿90度或超過90度之彎曲角度。在該情況，分支流路31a的剖面係藉由傳熱促進體53區劃成梯形，在彎曲內角未滿90度的情況，藉由間距的減少，傳熱性能增加，在超過90度之情況，藉由間距的增加，傳熱性能減少。在未滿90度的彎曲內角，亦可形成分支流路的斷面被區劃成三角形的波紋板。
如圖7所示，依據要使用的波紋板的形狀之差異、有無中介的平板等引起與熱介質之接觸面積的變更，能夠提供相同材料但傳熱性能不同之部分傳熱促進體(置換體)。或者，部分傳熱促進體的傳熱性能是可依據構成該部分傳熱促進體的材料之熱傳導性改變，所以，亦可利用不同的構成材料形成傳熱性能不同之部分傳熱促進體(置換體)。
當將具有相同傳熱性能的複數個部分傳熱促進體依次插入到熱介質流路31的分支流路31a的話，在分支流路31a內，部分傳熱促進體被連接成直線狀而構成傳熱促進體53，從熱介質朝第1傳熱體7及第2傳熱體9傳達熱能或冷能之傳熱性能在分支流路31a的全區域形成 為均等。將面向此時的反應流路17之第1傳熱體7或第2傳熱體9的壁部(傳熱壁)之沿著流動方向的溫度分佈設為標準狀態，將部分傳熱促進體中的1個以傳熱性能不同之其他種類的部分傳熱促進體(置換體)加以置換，則置換位置之朝第1傳熱體7及第2傳熱體9的傳熱量會因應傳熱性能改變，因此，置換位置附近的第1傳熱體7及第2傳熱體9的溫度改變，壁部的溫度分佈曲線產生變化。例如，在使用高溫熱介質之加熱系統，以傳熱性能相對高的置換體置換部分傳熱促進體的話，則置換位置之壁部的溫度會上升，若以傳熱性能相對低的置換體置換的話，則置換位置之壁部的溫度會下降。因此，依據標準狀態之溫度分佈曲線，藉由與設為目標之溫度分佈曲線的比較，能夠決定改變傳熱性能的位置(置換位置)及改變程度。因應所決定的傳熱性能之改變程度，選定置換體，再以置換體置換在置換位置的部分傳熱促進體。藉此，能夠接近設為目標之溫度分佈曲線，傳熱促進體可藉由複數種的部分傳熱促進體所構成。以置換體置換的部分傳熱促進體之數量不限於1個，亦可全部置換。如此，藉由調節成形成溫度梯度佳且極端的溫度變化被抑制的溫度分佈曲線，能夠謀求反應進行之最適化。
參照圖8，將調節前述這樣的溫度分佈曲線的一例說明如下。圖8係在具有圖1至圖3所示的構造之反應裝置1，藉由模擬來算出供給反應流體及熱介質之熱交換體3的反應流路側之溫度分佈(a)及熱介質流路側的 溫度分佈(b)之圖表。在圖8的溫度分佈圖表中，橫軸是藉由自反應流路17的分支流路17a之入口側的端部算起的距離[單位：m]顯示沿著流路的流動方向之位置。縱軸分別顯示熱交換體3之反應流路側(圖8(a))及熱介質流路側(圖8(b))的溫度[℃]。反應流路側的溫度係作為在第1傳熱體7的基部11及第2傳熱體9的基部25面向反應流路17的壁部之溫度被算出，熱介質流路側的溫度係作為在第1傳熱體7的基部11及第2傳熱體9的基部25面向熱介質流路31的壁部之溫度被算出。又，作為反應條件，設定將預先改質完成原料(包含甲烷(主原料)、水、一氧化碳及二氧化氯、溫度：630℃)作為反應流體，將燃燒氣體(溫度：875℃)作為熱介質予以供給之情況，進行計算。再者，反應流路17的分支流路17a設為插入有在波浪形構造材的表面受載有觸媒之觸媒體者。
在圖8中，符號D1、D2係顯示假定以下的情況時之溫度分佈曲線，亦即，該等溫度分佈曲線是將作為傳熱促進體53，經由平板59將如圖7(b)的部分波紋板53b’重疊成兩段而構成之部分傳熱促進體連接成0.6m的長度之集合體插入至熱介質流路31的分支流路31a之情況(設定1)。符號D3、D4係顯示假定以下的情況時之溫度分佈曲線，亦即，將長度與圖7(b)的部分波紋板53b’且間距及高度為其1/2之部分波紋板重疊成4段而構成之部分傳熱促進體連接成0.4m的長度、接著將圖7 (c)的部分傳熱促進體53c連接成0.2m的長度之0.6m長度之集合體插入於熱介質流路31之分支流路31a的情況(設定2)的溫度分佈曲線。
在設定1，傳熱促進體53在流路全體範圍均等地促進傳熱，熱介質流路側之溫度分佈係接近線性的溫度分佈，但在超過0.4m的位置(上游側1/3的區域)，溫度梯度變大(圖8(b)的符號D1之曲線)。反應流路側的溫度係藉由與其相對應的傳熱所引起的溫度上升和反應進行所引起的吸熱之平衡，形成為如圖8(a)的符號D2之曲線，在超過0.4m的位置(下游側1/3)，溫度梯度變大。相對於此，在設定2，傳熱促進體53被構成為熱介質流路的上游側1/2之傳熱性能較設定1低，下游側2/3之傳熱效率較設定1高，因此，在熱介質流路的上游側，熱傳導被抑制，熱介質的熱在熱介質流路的下游側(=反應流路的上游側)被集中傳達。因此，在熱介質流路側的溫度分佈，如符號D3的曲線所示，0至0.4m的範圍(下游側2/3)之溫度梯度變得較設定1大，超過0.4m的範圍(上游側1/3)之溫度梯度變得較設定1小。與此相對應，在反應流路側的溫度分佈，也如符號D4的曲線所示，0至0.4m的範圍(上游側2/3)之溫度梯度變得較設定1大，超過0.4m的範圍(下游側1/3)之溫度梯度變得較設定1小。其結果，熱介質流路側之位置0.4m與0.6m之溫度差是從大約106℃(設定1)減少成大約78℃(設定2)，在反應流路側之溫度差是從大約95℃(設定 1)減少成大約76℃(設定2)。
如此，調查熱交換體3內之沿著流路的溫度分佈，更換構成傳熱促進體53的部分傳熱促進體之一部分或全部，以部分傳熱促進體單位變更從熱介質流路31朝熱交換體3之傳熱性能，藉此可進行使熱介質流路及反應流路之溫度分佈接近理想的溫度分佈曲線之調節。因依據反應條件、熱介質的供給條件、觸媒特性等，溫度分佈會改變，所以，可提供可因應這些條件預先將溫度分佈調節成理想狀態之反應裝置，藉此，可理想地發揮反應裝置的性能，能減低運轉時的負荷、消耗能量等，可確保使用壽命。一般，以傳熱促進體53的長度與熱介質流路31的分支流路31a之長度相對應的方式連接部分傳熱促進體，但因將傳熱性能作成最小之形態的情況則不使用部分傳熱促進體，所以，在利用這種形態之設定，傳熱促進體53的全長係可不與分支流路31a相對應，變得較分支流路31a的長度短。再者，流動阻抗的過度增加，不僅在傳熱性能上，在流體的供給動力之這一點上也不理想，因此，當進行傳熱促進體53的選擇時，理想為考量因與熱介質的接觸表面的增加所引起之流動阻抗的增加等。關於這一點，觸媒體51也相同。
如上述的熱交換體3係可作為液體-液體型熱交換器、氣體-氣體型熱交換器及氣體-液體型熱交換器中的任一者加以使用。因此，供給至本發明的反應裝置1之反應流體及熱介質係氣體及液體中的任一者皆可，本發明 的反應裝置1的結構能適用於反應流路的每單位體積之比表面積大的反應裝置所謂的緊緻型反應器(Compact reactor)，可使用反應裝置1實施藉由各種的熱反應(吸熱反應、發熱反應)之化學合成。作為藉由這樣的熱反應之合成，具有例如藉由下述式(1)所示的甲烷之水蒸氣改質反應、下述式(2)所示的甲烷之乾燥重組反應這種的吸熱反應，下述式(3)所示的變換反應、下述式(4)所示的甲烷化反應、下述式(5)所示的費托(Fischer tropsch)合成反應等的發熱反應之合成。這些反應中之反應流體為氣體狀。
CH4+H2O→3H2+CO----式(1)
CH4+CO2→2H2+2CO----式(2)
CO+H2O→CO2+H2----式(3)
CO+3H2→CH4+H2O----式(4)
(2n+1)H2+nCO→CnH2n+2+nH2O----式(5)
又，除了前述反應以外，亦可將本發明的技術適用於以下的反應之實施，亦即乙醯化反應、附加反應、烷基化反應、脫烷基化反應、加氫脫烷基反應、還原烷基化反應、胺基化反應、芳香族化反應、芳基化反應、自熱改質反應、羰基化反應、脫羰基化反應、還原羰基化反應、羧化反應、還原羧化反應、還原耦合反應、縮合反應、分解(裂痕)反應、氫解反應、環化反應、環齊聚合(cyclooligom erization)化反應、脫鹵化反應、二聚反 應、環氧化反應、酯化反應、交換反應、鹵化反應、氫化反應、加氫鹵化反應、同系物形成(同系化；homologation)反應、水化反應、脫水反應、氫化反應、脫氫化反應、加氫羧基化反應、加氫甲醯化反應、加氫裂化反應、加氫金屬化反應、矽氫化反應、水解反應、加氫處理反應、異構化反應、甲基化反應、脫甲基化反應、置換(Metathesis)反應、硝化反應、氧化反應、部分氧化反應、聚合反應、還原反應、反向水氣變換(reverse water gas shift)反應、磺化反應、短鏈聚合反應、酯交換反應、三聚反應等的實施。
將具有與前述這樣的化學反應之相關連的原料等的物質(反應體)之流體作為反應流體並供給至反應裝置1，藉此可合成目的生成物。反應流體亦可含有與反應未相關連的載體。載體係考量要實施的化學反應，可從不會對反應的進行造成影響之物質適宜選擇，作為可使用於氣體狀的反應流體之載體，可舉出例如惰性氣體、低反應性(反應裝置內的溫度)之氣體狀物質等的氣體載體。
又，作為熱介質，可理想地使用不會造成反應裝置的構成要件腐蝕之流體物質，例如水、油等的液體狀物質，燃燒氣等的氣體狀物質。使用氣體狀物質作為熱介質之結構時，比起使用液體介質之情況，容易進行處理。反應流體及熱介質對熱交換體的供給，對向流型態及並行流型態中的任一者皆可，可因應需要任意地進行變更。
構成觸媒體51之觸媒，可適宜選擇如以下的觸媒，亦即，具有以對促進前述這樣的化學反應的進行有效之活性金屬為主成分，依據在反應裝置1執行的合成反應，適合促進反應之觸媒。作為觸媒成分之活性金屬，可舉出例如鎳(Ni)、鈷(Co)、鐵(Fe)、白金(Pt)、釕(Ru)、銠(Rh)、鈀(Pd)等，可使用該等僅金屬中的1種，或只要對促進反應有效之情況，可將複數種金屬加以組合使用。觸媒體51係藉由將因應要實施的反應所選擇之觸媒受載於構造材來調製。構造材係能夠從可獲得的耐熱性金屬，選擇可進行成形加工且可作為觸媒的受載之金屬，成形為與前述觸媒體51相對應的波浪形薄板形狀。作為耐熱性的金屬，具有以鐵(Fe)、鉻(Cr)、鋁(Al)、釔(Y)、鈷(Co)、鎳(Ni)、鎂(Mg)、鈦(Ti)、鉬(Mo)、鎢(W)、鈮(Nb)、鉭(Ta)等的金屬中的1種或複數種為主成分之耐熱合金，理想為例如將費克拉洛伊(Fecralloy；登錄商標)合金等的耐熱合金製之薄板狀構造材進行成形加工後構成觸媒體51。亦可購買已被成形的波紋板之市售商品來使用。關於觸媒的受載方法，可利用既有的技術來進行，因應所使用的觸媒從習知的方法適宜選擇適當的方法即可。具體而言，具有藉由表面修飾等在構造材上直接受載的方法、使用受載體間接受載的方法等，在實用性上，使用受載體的觸媒之受載較容易進行。受載體為不會阻礙反應的進行且具有耐久性之材料，可良好地將所使用之觸媒受載者，考量以反 應裝置1要實施的反應適宜選擇。例如，可舉出氧化鋁(Al2O3)、二氧化鈦(TiO2)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鈰(CeO2)、二氧化矽(SiO2)等的金屬氧化物，可選擇1種或複數種的金屬氧化物作為受載體來使用。使用受載體的受載方法可從習知的方法適宜選擇，例如，在已成形的構造材表面形成觸媒與受載體的混合物層之方式、在構造材表面形成受載體層後，再藉由表面修飾將觸媒受載之方式等，
關於在本發明所使用的觸媒體51，亦可與傳熱促進體53同樣地，藉由可進行重組的複數個部分觸媒體之集合體來構成。在反應流路17，反應體的導入量相對多之情況，會有在觸媒體51的表面產生碳析出(捻縫)等而變得容易引起觸媒的活性降低、劣化等之可能性。又，在粉塵混入到反應流體之情況，會有反應流路17的分支流路17a被粉塵所堵塞而造成反應效率降低之可能性。在這樣的情況，藉由複數個部分觸媒體的集合體所構成之觸媒體中，可僅針對觸媒體中之劣化或堵塞的部分進行更換。亦即，可迴避觸媒體全體更換之情況。因此，可將更換觸媒體之量抑制在最小限度，能夠減低進行反應裝置的性能調整、維修等所需要的成本。
在本發明中，可局部變更傳熱效率的傳熱促進體，係若為呈直線狀伸長而一端被開放之熱介質流路的話則可進行裝卸，因此，能適用於具有直線狀的反應流路及熱介質流路並行的構造的熱交換體之反應裝置。又，在 前述實施形態，說明了關於與流動方向垂直的斷面呈長方形之熱介質流路，但，即使熱介質流路的斷面為其他形狀之情況，亦適用本發明之技術。特別是在使用來構成熱介質流路的溝形成於第1傳熱體及第2傳熱體的兩面而匯集之情況，藉由形成半圓柱形或半橢圓柱形的溝，容易形成圓柱狀或橢圓柱狀之熱介質流路，因此，將與這種形狀相對應之傳熱促進體分割成複數個部分傳熱促進體的話，則可進行前述溫度分佈的調節。
以上，參照圖面說明了關於本發明的實施形態，但本發明不限於該實施形態，在申請專利範圍所記載的範圍內，可進行的各種變更例或修正例，當然亦屬於本發明的技術範圍。
[產業上的利用可能性]
本發明的技術係可適用於利用與熱介質的熱交換而使伴隨發熱或吸熱之熱反應進行的熱交換型的反應裝置，可進行傳熱性能局部變更，藉此，藉由將溫度分佈的最佳化，可提供能量效率及反應效率優良的反應裝置，能有助於目標物的反應生成物之穩定供給及製造成本的削減。

Claims (9)

  1. 一種反應裝置，其特徵為具備有：熱交換體，前述熱交換體是在內部具有使熱介質流通的熱介質流路和使反應流體流通的反應流路，將前述熱介質與前述反應流體進行熱交換；及傳熱促進體，前述傳熱促進體是為了促進前述熱介質與前述熱交換體之間的傳熱而設在前述熱介質流路內，且密接於前述熱交換體，並藉由複數種的部分傳熱促進體的集合體所構成，前述複數種的部分傳熱促進體係具有因種類而相互不同的傳熱性能。
  2. 如申請專利範圍第1項之反應裝置，其中，前述複數種的部分傳熱促進體係含有鰭片。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之反應裝置，其中，前述複數種的部分傳熱促進體，分別是藉由彎曲的板狀構件所構成。
  4. 如申請專利範圍第3項之反應裝置，其中，前述複數種的部分傳熱促進體，分別是具有彎曲成與前述熱交換體形成面接觸之波紋板形狀。
  5. 如申請專利範圍第3項之反應裝置，其中，前述複數種的部分傳熱促進體，分別是具有實質上折彎成直角之波紋板形狀。
  6. 如申請專利範圍第1或2項項之反應裝置，其中，前述複數種的部分傳熱促進體，分別具有可供鉤掛之碎片、孔、缺口、百葉窗及狹縫中的至少其中一個。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之反應裝置，其中，前述複數種的部分傳熱促進體係在構成要件的熱傳導性及與前述熱介質接觸的接觸面積中的至少其中一方上相互不同。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之反應裝置，其中，前述複數種的部分傳熱促進體之波紋板形狀係依據種類，在間距及高度中的至少其中一方上相互不同。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之反應裝置，其中，前述反應裝置在前述反應流路內還具有用來促進前述反應流體的反應之觸媒體。
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