專(zhuān)利名稱(chēng)：反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種被供給反應(yīng)物、從而使該反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，正在推進(jìn)將作為能量轉(zhuǎn)換效率高的清潔電源的燃料電池裝載應(yīng)用于汽車(chē)和便攜設(shè)備等的開(kāi)發(fā)。燃料電池是使燃料和大氣中的氧發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)、從而由化學(xué)能直接獲取電能的裝置。
作為用于燃料電池的燃料，可以列舉出氫單質(zhì)，但其在常溫、常壓下為氣體，因而存在操作方面的問(wèn)題。雖然也進(jìn)行了通過(guò)儲(chǔ)氫合金貯存氫的嘗試，但每單位體積的氫貯存量較少，特別是作為便攜電子設(shè)備之類(lèi)的小型電子設(shè)備所用電源的燃料貯存裝置，這種貯存是不太充分的。
與此相對(duì)照，人們提出了一種改質(zhì)型燃料電池，其將乙醇類(lèi)及汽油這樣在組成中具有氫原子、例如烴類(lèi)的液體燃料進(jìn)行改質(zhì)而生成氫。在這種改質(zhì)型燃料電池中，便能夠以液態(tài)容易地保存燃料。
在這樣的改質(zhì)型燃料電池中，所必須的反應(yīng)裝置具有多個(gè)反應(yīng)器，如氣化器，用于氣化液體燃料及水；改質(zhì)器，其使氣化的液體燃料和高溫的水蒸氣反應(yīng)，由此提取發(fā)電所必需的氫；一氧化碳去除器，用于去除作為改質(zhì)反應(yīng)副產(chǎn)物的一氧化碳等。
為了使具有這種結(jié)構(gòu)的改質(zhì)型燃料電池小型化并能裝載在便攜設(shè)備等中，例如，正在推進(jìn)組合氣化器、改質(zhì)器、一氧化碳去除器的微型反應(yīng)器的開(kāi)發(fā)。在此情況下，往往采用如下的結(jié)構(gòu)將形成有成為燃料等的流路的溝的金屬基板進(jìn)行接合而形成各反應(yīng)器。
但是，為了維持反應(yīng)器中的反應(yīng)效率、同時(shí)使反應(yīng)器小型化，必須減少流路的斷面尺寸，縮短反應(yīng)物到達(dá)設(shè)置在流路表面上的催化劑的擴(kuò)散時(shí)間，同時(shí)增長(zhǎng)流路長(zhǎng)度，以延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間。但是，為了減小流路的斷面尺寸、同時(shí)增長(zhǎng)流路長(zhǎng)度，必須在反應(yīng)器內(nèi)部形成蜿蜒的微細(xì)流路，為了增長(zhǎng)流路長(zhǎng)度，必須設(shè)計(jì)為復(fù)雜的流路結(jié)構(gòu)，從而使組裝復(fù)雜化。
此外，為了順利地進(jìn)行反應(yīng)器中的反應(yīng)，將反應(yīng)器加熱到適于該反應(yīng)的溫度，同時(shí)維持在預(yù)定的溫度，為了減少熱能的損失，往往將反應(yīng)器設(shè)計(jì)為使其周?chē)收婵諣顟B(tài)的真空隔熱結(jié)構(gòu)，但為了減輕反應(yīng)器的重量，當(dāng)減薄構(gòu)成反應(yīng)器的金屬基板的厚度時(shí)，由于反應(yīng)器的剛性降低，往往因壓力差產(chǎn)生的應(yīng)力而引起反應(yīng)器的變形，或者遭到破壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的反應(yīng)裝置具有被供給反應(yīng)物、從而使反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)器，其優(yōu)點(diǎn)在于，在反應(yīng)器的內(nèi)部形成有使反應(yīng)物得以流動(dòng)的流路，并將流路設(shè)計(jì)為蜿蜒的結(jié)構(gòu)，從而能夠使增長(zhǎng)了流路長(zhǎng)度的反應(yīng)器的組裝變得容易，同時(shí)使反應(yīng)器的剛性得以提高，而且難以因應(yīng)力而產(chǎn)生變形。
為了獲取上述優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明中的反應(yīng)裝置具有反應(yīng)器，該反應(yīng)器包括中空的箱型構(gòu)件，其具有對(duì)置的頂板和底板、以及連結(jié)上述頂板的邊和上述底板的邊的側(cè)板；隔斷構(gòu)件，其收納在上述箱型構(gòu)件內(nèi)，至少與上述箱型構(gòu)件的側(cè)板的內(nèi)表面接觸，將上述箱型構(gòu)件內(nèi)的空間分隔成被供給上述反應(yīng)物的多個(gè)反應(yīng)室；貫通區(qū)域，其設(shè)置在上述隔斷構(gòu)件中，通向鄰接的上述反應(yīng)室間而使上述反應(yīng)物通過(guò)。
上述反應(yīng)裝置還可以包括隔熱容器，其覆蓋整個(gè)上述反應(yīng)器，使內(nèi)部空間的氣壓低于大氣壓。
上述隔斷構(gòu)件的第1例包括與上述底板平行設(shè)置的第1隔板，以及相對(duì)于上述第1隔板在垂直方向設(shè)置、且相互平行地配置的多個(gè)第2隔板。
例如，該隔斷構(gòu)件通過(guò)在上述第1隔板和上述第2隔板的至少一個(gè)中形成切口，并在該切口的部位組裝上述第1隔板和上述第2隔板而形成，上述第1隔板和上述第2隔板優(yōu)選通過(guò)焊接及釬焊之中的任一種進(jìn)行接合。
此外，上述第1隔板及上述第2隔板的邊緣部分與上述箱型構(gòu)件的至少上述側(cè)板的內(nèi)表面抵接，優(yōu)選通過(guò)焊接及釬焊之中的任一種進(jìn)行接合。
在此情況下，在上述第1隔板上，形成通向經(jīng)由該第1隔板的分隔而彼此鄰接的反應(yīng)室間的第1連接口，在上述各個(gè)第2隔板上，形成通向經(jīng)由該各個(gè)第2隔板的分隔而鄰接的反應(yīng)室間的第2連接口，上述第1連接口及上述第2連接口形成上述貫通區(qū)域?；蛘撸谏鲜龅?隔板的端部，形成通向經(jīng)由該第1隔板的分隔而彼此鄰接的反應(yīng)室間的第1缺口，在上述各個(gè)第2隔板的端部，形成通向經(jīng)由該各個(gè)第2隔板的分隔而彼此鄰接的反應(yīng)室間的第2缺口，上述第1缺口連接口及上述第2缺口形成上述貫通區(qū)域。
上述各隔斷構(gòu)件的第2例包括斷面按矩形波狀彎曲的至少一個(gè)第3隔板，該第3隔板具有多個(gè)折返部，設(shè)置在該各折返部之間且彼此對(duì)置的多個(gè)隔斷部，以及設(shè)置在隔板兩端的增強(qiáng)部。
在此情況下，上述第3隔板以上述矩形波的波高方向與上述箱型構(gòu)件的頂板平行的方式收納在上述箱型構(gòu)件內(nèi)，優(yōu)選上述第3隔板的上述增強(qiáng)部通過(guò)焊接及釬焊之中的任一種與上述箱型構(gòu)件的側(cè)板的內(nèi)表面接合。此外，上述第3隔板的上述折返部與上述箱型構(gòu)件側(cè)板的內(nèi)表面形成面接觸，優(yōu)選通過(guò)焊接及釬焊之中的任一種進(jìn)行接合。此外，上述第3隔板的邊緣部分與上述箱型構(gòu)件的頂板及底板之中的至少任一個(gè)的內(nèi)表面抵接，優(yōu)選通過(guò)焊接及釬焊之中的任一種進(jìn)行接合。
在此情況下，在上述第3隔板的上述各隔斷部的沿上述矩形波的波高方向的一端部側(cè)及另一端部側(cè)的一方上，形成通向經(jīng)由上述各隔斷部的分隔而彼此鄰接的反應(yīng)室間的第1貫通孔，上述第1貫通孔形成上述貫通區(qū)域。
上述隔斷構(gòu)件的第3例包括在上述矩形波的波高方向?qū)R而層疊的多個(gè)上述第3隔板，以及設(shè)置在層疊的各上述第3隔板之間的第1隔壁板。
在此情況下，上述第1隔壁板的邊緣部分與上述箱型構(gòu)件的側(cè)板的內(nèi)表面抵接，優(yōu)選通過(guò)焊接及釬焊之中的任一種進(jìn)行接合。
在此情況下，在上述第1隔壁板上，形成通向經(jīng)由該第1隔壁板的分隔而彼此鄰接的反應(yīng)室間的第2貫通孔，以形成上述貫通區(qū)域。
在該隔斷構(gòu)件的第3例中，還可以包括隔離板，其設(shè)置為與上述第3隔板的上述矩形波的波高方向平行，且沿波高方向分?jǐn)嗌鲜龅?隔板。
在此情況下，上述第3隔板和上述隔離板優(yōu)選通過(guò)焊接及釬焊之中的任一種進(jìn)行接合。此外，上述隔離板的邊緣部分與上述上述箱型構(gòu)件的側(cè)板的內(nèi)表面抵接，優(yōu)選通過(guò)焊接及釬焊之中的任一種進(jìn)行接合。
此外，在上述第3隔板的上述折返部及隔斷部上，形成沿上述矩形波的波高方向的第1切口，上述隔離板插入上述第1切口中。或者，在上述隔離板上，形成與上述第3隔板的各隔斷部相對(duì)應(yīng)的第2切口，上述各隔斷部的一部分插入上述第2切口中。
例如，上述第1切口形成在與上述第3隔板的上述矩形波的波高方向垂直的方向上的中央位置。
在此情況下，在上述隔離板上，形成通向經(jīng)由上述隔離板的分隔而彼此鄰接的反應(yīng)室間的第3貫通孔，以形成上述貫通區(qū)域。
上述隔斷構(gòu)件的第4例包括第4隔板，其被彎曲成斷面為三角波狀的鋸齒狀(或蔓草狀彎折)，具有矩形板狀，并具有同對(duì)應(yīng)于上述三角波的棱線(xiàn)部的一邊進(jìn)行連接的多個(gè)隔壁部。
在此情況下，上述第4隔板收納在上述箱型構(gòu)件內(nèi)，以致上述三角波的棱線(xiàn)部與上述箱型構(gòu)件的上述頂板及上述底板之中的至少任一個(gè)的內(nèi)表面接觸，而且上述多個(gè)隔壁部的至少任一個(gè)處于彎曲狀態(tài)。
在此情況下，在上述第4隔板的上述各隔壁部上，形成通向經(jīng)由該各隔壁部的分隔而彼此鄰接的反應(yīng)室間的第3貫通孔，以形成上述貫通區(qū)域。
在此隔斷構(gòu)件的第4例中，還可以包括在上述三角波的波高方向?qū)R而層疊的多個(gè)上述第4隔板、以及設(shè)置在層疊的各個(gè)第4隔板之間的第2隔壁板。
在此情況下，上述第2隔壁板的邊緣部分與上述箱型構(gòu)件的側(cè)板的內(nèi)表面抵接，優(yōu)選通過(guò)焊接及釬焊之中的任一種進(jìn)行接合。
在此情況下，在上述第2隔壁板上，形成通向經(jīng)由該第2隔壁板的分隔而彼此鄰接的反應(yīng)室間的第4貫通孔，以形成上述貫通區(qū)域。
本發(fā)明的反應(yīng)裝置包括第1反應(yīng)部，其設(shè)定為第1溫度，使反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)；第2反應(yīng)部，其設(shè)定為低于上述第1溫度的第2溫度，使反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)；以及連結(jié)部，用于在上述第1反應(yīng)部和上述第2反應(yīng)部之間輸送反應(yīng)物及生成物；其中，上述第1反應(yīng)部及第2反應(yīng)部之中的至少任一個(gè)也可以被形成為具有上述反應(yīng)器。
在此情況下，例如，上述第1反應(yīng)部供給作為上述反應(yīng)物的第1反應(yīng)物而生成第1生成物；上述第2反應(yīng)部供給作為上述反應(yīng)物的上述第1生成物而生成第2生成物；上述第1反應(yīng)物是氣化的水和在組成中含有氫原子的燃料的混合氣體；上述第1反應(yīng)部是使上述第1反應(yīng)物發(fā)生改質(zhì)反應(yīng)的改質(zhì)器，在上述第1生成物中含有氫和一氧化碳；上述第2反應(yīng)部是一氧化碳去除器，其通過(guò)選擇氧化上述第1生成物中包含的一氧化碳而將其去除。
在此情況下，上述反應(yīng)裝置還可以包括隔熱容器，其覆蓋上述第1反應(yīng)部、上述第2反應(yīng)部、整個(gè)上述連結(jié)部，并使內(nèi)部空間的氣壓低于大氣壓。


圖1是從斜上方觀(guān)察本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第1實(shí)施方案的反應(yīng)器的分解立體圖。
圖2A、2B是第1實(shí)施方案的反應(yīng)器的俯視圖及側(cè)視圖。
圖3是圖2B的III-III向剖視圖。
圖4是圖2B的IV-IV向剖視圖。
圖5是第1實(shí)施方案的反應(yīng)器所使用的隔斷構(gòu)件的分解立體圖。
圖6是用與隔斷構(gòu)件垂直的面剖切第1實(shí)施方案的反應(yīng)器、以表示各反應(yīng)室與導(dǎo)入口、排出口以及各連接口之間的關(guān)系的示意剖視圖。
圖7是在第1實(shí)施方案的反應(yīng)器上設(shè)置隔熱封裝的狀態(tài)的透視側(cè)視圖。
圖8是第1實(shí)施方案的反應(yīng)器所使用的隔斷構(gòu)件的變化例。
圖9是本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第2實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件的側(cè)視圖。
圖10是按功能劃分第2實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件時(shí)的示意側(cè)視圖。
圖11是第2實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件的分解立體圖。
圖12是第2實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件中的改質(zhì)器的分解立體圖。
圖13是圖9的XII-XII向剖視圖。
圖14是圖9的XIII-XIII向剖視圖。
圖15是圖9的XIV-XIV向剖視圖。
圖16是圖9的XV-XV向剖視圖。
圖17表示在第2實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件中，從供給由氣體燃料和空氣構(gòu)成的燃燒混合氣體之后到排出作為生成物的水蒸氣等為止的路徑。
圖18表示在第2實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件中，從供給液體燃料和水之后到排出作為生成物的氫氣等為止的路徑。
圖19是覆蓋第2實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件的隔熱封裝的分解立體圖。
圖20是從斜下方觀(guān)察本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第3實(shí)施方案的反應(yīng)器的分解立體圖。
圖21A、21B是第3實(shí)施方案的反應(yīng)器的俯視圖及仰視圖。
圖22是圖21B的III-III向剖視圖。
圖23是圖21A的IV-IV向剖視圖。
圖24是在第3實(shí)施方案反應(yīng)器上設(shè)置隔熱封裝的狀態(tài)的透視側(cè)視圖。
圖25是第3實(shí)施方案的反應(yīng)器的變化例的分解立體圖。
圖26是從斜下方觀(guān)察本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第4實(shí)施方案的反應(yīng)器的分解立體圖。
圖27A、27B是第4實(shí)施方案的反應(yīng)器的俯視圖及側(cè)視圖。
圖28是圖27B的IX-IX向剖視圖。
圖29是圖27B的X-X向剖視圖。
圖30是本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第5實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件的側(cè)視圖。
圖31是按功能劃分第5實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件時(shí)的示意側(cè)視圖。
圖32是第5實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件的分解立體圖。
圖33是圖30的XIV-XIV向剖視圖。
圖34是圖30的XV-XV向剖視圖。
圖35是圖30的XVI-XVI向剖視圖。
圖36是圖30的XVII-XVII向剖視圖。
圖37表示在第5實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件中，從供給由氣體燃料和空氣構(gòu)成的燃燒混合氣體之后到排出作為生成物的水等為止的路徑。
圖38表示在第5實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件中，從供給液體燃料和水之后到排出作為生成物的氫氣等為止的路徑。
圖39是從斜上方觀(guān)察本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第6實(shí)施方案的反應(yīng)器的分解立體圖。
圖40是在第6實(shí)施方案的隔板上組裝隔離板的狀態(tài)的反應(yīng)器的分解立體圖。
圖41A、B是第6實(shí)施方案的反應(yīng)器的俯視圖及側(cè)視圖。
圖42是圖41B的IV-IV向剖視圖。
圖43是圖41B的V-V向剖視圖。
圖44是在第6實(shí)施方案的反應(yīng)器上設(shè)置隔熱封裝的狀態(tài)的透視側(cè)視圖。
圖45是本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第7實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件的側(cè)視圖。
圖46是按功能劃分第7實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件時(shí)的示意側(cè)視圖。
圖47是第7實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件的分解立體圖。
圖48是圖45的X-X向剖視圖。
圖49是圖45的XI-XI向剖視圖。
圖50是圖45的XII-XII向剖視圖。
圖51是圖45的XIII-XIII向剖視圖。
圖52表示在第7實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件中，從供給由氣體燃料和空氣構(gòu)成的燃燒混合氣體之后到排出作為生成物的水等為止的路徑。
圖53表示在第7實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件中，從供給液體燃料和水之后到排出作為生成物的氫氣等為止的路徑。
圖54是從斜上方觀(guān)察本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第8實(shí)施方案的反應(yīng)器的分解立體圖。
圖55A、55B是第8實(shí)施方案的反應(yīng)器的俯視圖及側(cè)視圖。
圖56是圖55A的III-III向剖視圖。
圖57是圖55A的IV-IV向剖視圖。
圖58是在第8實(shí)施方案的反應(yīng)器上設(shè)置隔熱封裝的狀態(tài)的透視側(cè)視圖。
圖59是從斜上方觀(guān)察本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第9實(shí)施方案的反應(yīng)器的分解立體圖。
圖60A、60B是第9實(shí)施方案的反應(yīng)器的俯視圖及側(cè)視圖。
圖61是圖60A的VIII-VIII向剖視圖。
圖62是圖60A的IX-IX向剖視圖。
圖63是本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第10實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件的側(cè)視圖。
圖64是按功能劃分第10實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件時(shí)的示意側(cè)視圖。
圖65是第10實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件600的分解立體圖。
圖66是圖63的XIII-XIII向剖視圖。
圖67是圖63的XIV-XIV向剖視圖。
圖68表示在第10實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件中，從供給由氣體燃料和空氣構(gòu)成的燃燒混合氣體之后到排出作為生成物的水等為止的路徑。
圖69表示在第10實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件中，從供給液體燃料和水之后到排出作為生成物的氫氣等的路徑。
圖70是表示具有本發(fā)明的各實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件的發(fā)電單元的一個(gè)例子的立體圖。
圖71是表示將本實(shí)施方案的發(fā)電單元用作電源的電子設(shè)備結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的立體圖。
具體實(shí)施例方式
下面根據(jù)附圖所示的實(shí)施方案就本發(fā)明的反應(yīng)裝置的詳細(xì)情況進(jìn)行說(shuō)明。但是，在以下所述的實(shí)施方案中，為了實(shí)施本發(fā)明，雖然技術(shù)上附加了各種優(yōu)選的限定，但本發(fā)明的范圍并不局限于以下的實(shí)施方案及圖示例。
(第1實(shí)施方案)首先，就本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第1實(shí)施方案進(jìn)行說(shuō)明。
圖1是從斜上方觀(guān)察本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第1實(shí)施方案的反應(yīng)器的分解立體圖。
圖2A、2B是本實(shí)施方案的反應(yīng)器的俯視圖及側(cè)視圖。
圖3是圖2B的III-III向剖視圖。
圖4是圖2B的IV-IV向剖視圖。
如圖1所示，反應(yīng)器1包括反應(yīng)容器10、收納在反應(yīng)容器10內(nèi)的隔斷構(gòu)件20。
反應(yīng)容器10包括箱型構(gòu)件11和底板17。箱型構(gòu)件11具有長(zhǎng)方形的頂板12；一對(duì)側(cè)板13、15，其設(shè)置在頂板12的四條邊中相對(duì)的兩邊上，以相對(duì)于頂板12垂直相連的狀態(tài)進(jìn)行連接；一對(duì)側(cè)板14、16，其設(shè)置在頂板12的另一相對(duì)的兩邊上，以相對(duì)于頂板12垂直相連的狀態(tài)進(jìn)行連接。側(cè)板13、15以相對(duì)于側(cè)板14、16垂直相連的狀態(tài)進(jìn)行連接，用此四塊側(cè)板13、14、15、16設(shè)計(jì)為正方形框狀或長(zhǎng)方形框狀。
為了使底板17與頂板12平行，底板17的邊緣部接合在側(cè)板13、14、15、16的下邊部。這樣，用底板17封閉箱型構(gòu)件11的下面開(kāi)口，由此便構(gòu)成具有中空的平行四面體狀的反應(yīng)容器10。
在底板17于側(cè)板13側(cè)的端部，設(shè)置有通向反應(yīng)物的反應(yīng)容器10內(nèi)的導(dǎo)入口67、以及通向生成物的反應(yīng)容器10外的排出口99。此外，導(dǎo)入口67設(shè)置在側(cè)板14和后述的壁板41之間，排出口99設(shè)置在后述的壁板45、46之間。
圖5是本實(shí)施方案的反應(yīng)器所使用的隔斷構(gòu)件的分解立體圖。
如圖5所示，隔斷構(gòu)件20包括床板21(第1隔板)和7塊壁板41、42、43、44、45、46、47(第2隔板)。
床板21在收納于反應(yīng)容器10內(nèi)的狀態(tài)下，與頂板12及底板17平行地進(jìn)行設(shè)置，從而將反應(yīng)容器10內(nèi)分隔成上下2段。如圖5所示，在床板21上，從側(cè)板15側(cè)起，與壁板41、42、43、44、45、46、47平行且等間距地設(shè)置7個(gè)切口31、32、33、34、35、36、37。此切口31、32、33、34、35、36、37的寬度分別與壁板41、42、43、44、45、46、47的厚度相等。
此外，床板21于側(cè)板15側(cè)的端部被7個(gè)切口31、32、33、34、35、36、37分隔成8份。在此8個(gè)端部中，在從側(cè)板14側(cè)起算的第1～第5號(hào)及第8號(hào)上，設(shè)置有貫通床板21的連接口(第1連接口)69、73、77、81、85、93。
壁板41、42、43、44、45、46、47與側(cè)板14、1 6平行地進(jìn)行設(shè)置，將反應(yīng)容器10內(nèi)分隔成8列。在壁板41、42、43、44、45、46、47上，分別于高度方向的中央位置，從側(cè)板13起，與床板21平行地設(shè)置有切口51、52、53、54、55、56、57。該切口51、52、53、54、55、56、57的高度與床體21的厚度相等。壁板41、42、43、44、45、46、47于側(cè)板13側(cè)的端部由切口51、52、53、54、55、56、57分隔成上下2份。
切口31、32、33、34、35、36、37與對(duì)應(yīng)的切口51、52、53、54、55、56、57被形成為其長(zhǎng)度之和大于等于床板21以及壁板41、42、43、44、45、46、47在切口方向的長(zhǎng)度。
在從側(cè)板14側(cè)起算的第1、3、5號(hào)壁板41、43、45上，于側(cè)板13側(cè)的上側(cè)的端部側(cè)，設(shè)置有貫通壁板41、43、45的連接口(第2連接口)71、79、87。
在從側(cè)板14側(cè)起算的第2、4號(hào)壁板42、44上，于側(cè)板13側(cè)的下側(cè)的端部側(cè)，設(shè)置有貫通壁板42、44的連接口(第2連接口)75、83。
在從側(cè)板14側(cè)起算的第6號(hào)壁板46上，于側(cè)板15側(cè)的端部側(cè)，設(shè)置有貫通壁板46的上下2個(gè)連接口(第2連接口)89、97。
在從側(cè)板14側(cè)起算的第7號(hào)壁板47上，于側(cè)板13側(cè)的上下兩方的端部側(cè)，分別設(shè)置貫通壁板47的連接口(第2連接口)91、95。
由切口31、32、33、34、35、36、37的部分夾持床板21，同時(shí)由切口51、52、53、54、55、56、57的部分分別夾持壁板41、42、43、44、45、46、47，床板21和壁板41、42、43、44、45、46、47通過(guò)這樣的組合，便相互垂直地組裝在一起。此外，此組裝部分既可以進(jìn)行焊接，也可以進(jìn)行釬焊。通過(guò)焊接或釬焊，便能夠切實(shí)地固定床板21和壁板41、42、43、44、45、46、47。此外，床板21和壁板41、42、43、44、45、46、47的周邊部分與反應(yīng)器1中的頂板12、底板17及側(cè)板13、14、15、16的內(nèi)表面?zhèn)鹊纸?，?yōu)選通過(guò)焊接進(jìn)行接合。
如圖3、圖4所示，反應(yīng)容器1內(nèi)由隔斷構(gòu)件20分隔成16個(gè)反應(yīng)室68、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、96、98。
也就是說(shuō)，通過(guò)床板21將反應(yīng)容器1內(nèi)分隔成上段(床板21和頂板之間)和下段(底板17和床板21之間)。如圖4所示，通過(guò)壁板41、42、43、44、45、46、47，將上段分隔成8個(gè)反應(yīng)室70、72、78、80、86、88、90、92。另外，如圖3所示，通過(guò)壁板41、42、43、44、45、46、47，將下段分隔成8個(gè)反應(yīng)室68、74、76、82、84、98、96、94。
圖6是用與隔斷構(gòu)件垂直的面剖切本實(shí)施方案的反應(yīng)器、以表示各反應(yīng)室與導(dǎo)入口、排出口以及各連接口之間的關(guān)系的示意剖視圖。
反應(yīng)室68通過(guò)導(dǎo)入口67通向反應(yīng)容器10外，同時(shí)通過(guò)連接口69與反應(yīng)室70連通。另外，反應(yīng)室98通過(guò)連接口97和反應(yīng)室96連通，同時(shí)通過(guò)排出口99通向反應(yīng)容器10外。其它的反應(yīng)室70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、96通過(guò)連接口71、73、75、77、79、81、83、85、87、89、91、93、95中的任意2個(gè)連接口，與鄰接的2個(gè)反應(yīng)室連通。
接著說(shuō)明反應(yīng)容器10內(nèi)的反應(yīng)物的流路。
如圖6的箭頭所示，反應(yīng)物首先從導(dǎo)入口67流入反應(yīng)容器10內(nèi)的反應(yīng)室68中，此后，按順序通過(guò)連接口69、反應(yīng)室70、連接口71、反應(yīng)室72、連接口73、反應(yīng)室74、連接口75、反應(yīng)室76、連接口77、反應(yīng)室78、連接口79、反應(yīng)室80、連接口81、反應(yīng)室82、連接口83、反應(yīng)室84、連接口85、反應(yīng)室86、連接口87、反應(yīng)室88、連接口89、反應(yīng)室90、連接口91、反應(yīng)室92、連接口93、反應(yīng)室94、連接口95、反應(yīng)室96、連接口97、反應(yīng)室98，從排出口99向反應(yīng)容器10外流出。
此外，根據(jù)反應(yīng)器1的用途，可以在頂板12和底板17之中的至少一個(gè)的外表面上設(shè)置加熱器(例如電熱絲、燃燒器等)，也可以在反應(yīng)容器10的內(nèi)壁表面或隔斷構(gòu)件20的表面上附載催化劑，用于使反應(yīng)物變化為生成物。在此，從反應(yīng)物向生成物的變化不僅是化學(xué)變化，還包含狀態(tài)變化。
例如，在將反應(yīng)器1用作氣化器的情況下，于頂板12和底板17之中的至少一個(gè)的外表面上設(shè)置電熱絲或燃燒器。這樣一來(lái)，作為反應(yīng)物的液體在從導(dǎo)入口67流到排出口99的期間便可以進(jìn)行加熱，從而使液體氣化。由此，作為生成物的氣體便從排出口99流出。
另外，在將反應(yīng)器1用作改質(zhì)器的情況下，于箱型構(gòu)件11和底板17之中的至少一個(gè)的外表面上設(shè)置電熱絲或燃燒器，在反應(yīng)容器10的內(nèi)壁面或隔斷構(gòu)件20的表面上附載改質(zhì)催化劑(例如，Cu/ZnO類(lèi)催化劑、Pd/ZnO類(lèi)催化劑)。這樣一來(lái)，作為反應(yīng)物的燃料和水的混合氣體(例如，甲醇和水的混合氣體)在從導(dǎo)入口67流到排出口99的期間便可以進(jìn)行加熱，借助于催化劑便可以由混合氣體生成氫氣等。由此，含有氫氣等的混合氣體便可以作為生成物從排出口99流出。
此外，在將反應(yīng)器1用作一氧化碳去除器的情況下，在箱型構(gòu)件11和底板17之中的至少一個(gè)的外表面上設(shè)置電熱絲或燃燒器，在反應(yīng)容器10的內(nèi)壁面或隔斷構(gòu)件20的表面上附載一氧化碳選擇氧化催化劑(例如，鉑)。這樣一來(lái)，作為反應(yīng)物的氫氣、氧氣和一氧化碳?xì)怏w的混合氣體在從導(dǎo)入口67流到排出口99的期間便可以進(jìn)行加熱，借助于一氧化碳選擇氧化催化劑便可以選擇氧化一氧化碳?xì)怏w。由此，去除了一氧化碳?xì)怏w的氣體便可以作為生成物從排出口99流出。
另外，在將反應(yīng)器1用作燃燒器的情況下，在反應(yīng)容器10的內(nèi)壁面或隔斷構(gòu)件20的表面上附載燃燒催化劑(例如鉑)。這樣一來(lái)，作為反應(yīng)物的氫氣和氧氣的混合氣體在從導(dǎo)入口67流到排出口99的期間內(nèi)使氫氣得以燃燒。由此，水作為生成物便可以從排出口99流出。
根據(jù)上述的實(shí)施方案，利用隔斷構(gòu)件20將反應(yīng)容器10內(nèi)隔成16個(gè)反應(yīng)室68、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、96、98；利用設(shè)置在隔斷構(gòu)件20上的連接口69、71、73、75、77、79、81、83、85、87、89、91、93、95、97使這些反應(yīng)室與鄰接的任意2個(gè)反應(yīng)室連通；由于從設(shè)置在反應(yīng)容器10上的導(dǎo)入口67到排出口99作為一個(gè)流路連通，因而可以縮小流路的斷面尺寸，縮短反應(yīng)物到達(dá)設(shè)置在流路表面的催化劑的擴(kuò)散時(shí)間，同時(shí)還可以增長(zhǎng)流路長(zhǎng)度，從而能夠延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間。
此外，由切口31、32、33、34、35、36、37的部分夾持床板21，同時(shí)由切口51、52、53、54、55、56、57的部分分別夾持壁板41、42、43、44、45、46、47，床板21和壁板41、42、43、44、45、46、47通過(guò)這樣的組合而相互垂直地組裝在一起，由此便可以形成隔斷構(gòu)件20，因而能夠容易地進(jìn)行組裝。
接著就用于抑制該反應(yīng)容器10的熱損失的隔熱結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
圖7是在本實(shí)施方案的反應(yīng)器上設(shè)置隔熱封裝的狀態(tài)的透視側(cè)視圖。
隔熱封裝(隔熱容器)140例如由不銹鋼等金屬材料或陶瓷制成，在隔熱封裝140內(nèi)收納著箱型構(gòu)件11及底板17。在此情況下，使2根管材142、144貫通隔熱封裝140的壁面，在隔熱封裝140內(nèi)，一根管材1 42的端部與導(dǎo)入口67連接，另一根管材144的端部與排出口99連接。在此，箱型構(gòu)件11及底板17由2根管材142、144支持，當(dāng)箱型構(gòu)件11及底板17處于從隔熱封裝140的內(nèi)表面離開(kāi)的狀態(tài)時(shí)，便可以抑制從箱型構(gòu)件11及底板17向隔熱封裝140的直接熱傳導(dǎo)，從而能夠進(jìn)一步提高隔熱性。再者，通過(guò)對(duì)隔熱封裝140內(nèi)抽真空而使內(nèi)部空間成為低于大氣壓的真空氣壓，便能夠形成真空隔熱構(gòu)造，從而可以減少熱能的損失。
在此，當(dāng)隔熱封裝140的內(nèi)部空間為真空氣壓時(shí)，由于反應(yīng)器10的反應(yīng)容器內(nèi)為常壓，所以箱型構(gòu)件11及底板17承受其膨脹方向的應(yīng)力。但是，隔斷構(gòu)件20的床板21和壁板41、42、43、44、45、46、47的周邊部分與反應(yīng)容器10的頂板12、底板17及側(cè)板13、14、15、16的內(nèi)表面?zhèn)冉雍蠒r(shí)，便能夠增強(qiáng)整個(gè)反應(yīng)容器10，從而可以防止因應(yīng)力產(chǎn)生的破壞和變形。
(變化例)圖8是本實(shí)施方案的反應(yīng)器所使用的隔斷構(gòu)件的變化例。
如圖8所示，在隔斷構(gòu)件60上，在與床板21和壁板41、42、43、44、45、46、47的連接口69、71、73、75、77、79、81、83、85、87、89、91、93、95、97所設(shè)置的位置相對(duì)應(yīng)的端部，設(shè)置有切口169、171、173、175、177、179、181、183、185、187、189、191、193、195、197。在此，對(duì)切口189和切口197進(jìn)行一體設(shè)置。
這樣，即使在設(shè)置切口的情況下，也由于切口部分作為連接反應(yīng)室彼此之間的連接口發(fā)揮作用，故而能夠獲得相同的效果。此外，切口的形狀并不限于圖7所示的形狀，而是任意的形狀。
此外，在上述變化例中，雖然床板21和壁板41、42、43、44、45、46、47雙方均設(shè)置有切口31、32、33、34、35、36、37、51、52、53、54、55、56、57，但也可以?xún)H在任意一方進(jìn)行設(shè)置。
(第2實(shí)施方案)下面就本發(fā)明的反應(yīng)容器的第2實(shí)施方案進(jìn)行說(shuō)明。
圖9是本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第2實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件的側(cè)視圖。
圖10是按功能劃分本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件時(shí)的示意側(cè)視圖。
例如，該微型反應(yīng)器組件600是內(nèi)置于筆記本型個(gè)人計(jì)算機(jī)、PDA、電子記事本、數(shù)字照相機(jī)、便攜電話(huà)、手表、記錄器、放映機(jī)等電子設(shè)備中、生成燃料電池所使用的氫氣的反應(yīng)裝置。
如圖9、10所示，該微型反應(yīng)器組件600具有供給排出部602，用于進(jìn)行反應(yīng)物的供給和生成物的排出；高溫反應(yīng)部604(第1反應(yīng)部)，設(shè)定在比較高的溫度以發(fā)生改質(zhì)反應(yīng)；低溫反應(yīng)部606(第2反應(yīng)部)，設(shè)定在比高溫反應(yīng)部604的設(shè)定溫度低的溫度以發(fā)生選擇氧化反應(yīng)；以及連結(jié)部608，其在高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606之間輸送反應(yīng)物和生成物。
在供給排出部602上，主要設(shè)置有氣化器610及第一燃燒器612。向第一燃燒器612中分別獨(dú)立地或以混合氣體的形式供給空氣和氣體燃料(例如氫氣、甲醇?xì)怏w等)，借助于它們的催化燃燒來(lái)產(chǎn)生熱量。向氣化器610中由燃料容器分別獨(dú)立地或以混合的狀態(tài)供給水和液體燃料(例如甲醇、乙醇、二甲醚、丁烷、汽油)，利用第一燃燒器612的燃燒熱在氣化器610內(nèi)使水和液體燃料氣化。
在高溫反應(yīng)部604上，主要設(shè)置有第二燃燒器614、以及第二燃燒器614上設(shè)置的改質(zhì)器400B。向第二燃燒器614中分別獨(dú)立地或以混合氣體的形式供給空氣和氣體燃料(例如氫氣、甲醇?xì)怏w等)，借助于它們的催化燃燒來(lái)產(chǎn)生熱量。此外，也可以在燃料電池中通過(guò)氫氣的電化學(xué)反應(yīng)來(lái)發(fā)電，而燃料電池排出的廢氣中含有的未反應(yīng)的氫氣則在與空氣混合的狀態(tài)下，供給到第一燃燒器612及第二燃燒器614。當(dāng)然，燃料容器中貯存的液體燃料(例如甲醇、乙醇、二甲醚、丁烷、汽油)也可以由不同的氣化器來(lái)氣化，從而使該氣化的燃料和空氣的混合氣體向第一燃燒器612及第二燃燒器614供給。
由氣化器610向該改質(zhì)器400中供給已氣化的水和液體燃料的混合氣體(第1反應(yīng)物)，利用第二燃燒器614對(duì)改質(zhì)器400進(jìn)行加熱。在改質(zhì)器400中，通過(guò)催化反應(yīng)由水蒸氣和氣化的液體燃料生成氫氣等(第1生成物)，而且生成微量的一氧化碳。在燃料為甲醇的情況下，則發(fā)生下式(1)、(2)之類(lèi)的化學(xué)反應(yīng)。此外，生成氫的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，可以利用第二燃燒器614的燃燒熱。
CH3OH+H2O→3H2+CO2(1)2CH3OH+H2O→5H2+CO+CO2(2)在低溫反應(yīng)部606上，主要設(shè)置有一氧化碳去除器1B。利用第一燃燒器612進(jìn)行加熱，由改質(zhì)器400B向一氧化碳去除器1B中供給包含氫氣以及通過(guò)上述(2)的化學(xué)反應(yīng)所生成的微量一氧化碳?xì)怏w等的混合氣體(第2反應(yīng)物)，同時(shí)還供給空氣。在一氧化碳去除器1B中，混合氣體中的一氧化碳被選擇氧化，由此便可以去除一氧化碳。去除了一氧化碳后的混合氣體(第2生成物富氫氣體)向燃料電池的燃料極供給。
下面就微型反應(yīng)器組件600的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
圖11是本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件的分解立體圖。
圖12是本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件中的改質(zhì)器的分解立體圖。
圖13是圖9的XII-XII向剖視圖。
圖14是圖9的XIII-XIII向剖視圖。
圖15是圖9的XIV-XIV向剖視圖。
圖16是圖9的XV-XV向剖視圖。
如圖9、圖11、圖13所示，供給排出部602具有液體燃料導(dǎo)入管622；燃燒器板624，其以包圍液體燃料導(dǎo)入管622的方式設(shè)置于液體燃料導(dǎo)出入管622的上端部；5根管材626、628、630、632、634，其排列在液體燃料導(dǎo)入管622的周?chē)?br> 例如，液體燃料導(dǎo)入管622由不銹鋼等管狀金屬材料制成，在液體燃料導(dǎo)入管622內(nèi)填充有吸液材料623。吸液材料623是吸收液體的材料，吸液材料623例如包括用粘接材料固定無(wú)機(jī)纖維或有機(jī)纖維所形成的材料，燒結(jié)無(wú)機(jī)粉末所形成的材料，用粘接材料固定無(wú)機(jī)粉末所形成的材料，石墨和玻璃化碳的混合體等。具體地說(shuō)，氈材料、陶瓷多孔質(zhì)材料、纖維材料、碳多孔質(zhì)材料等可以用作吸液材料623。
例如，管材626、628、630、632、634由不銹鋼等管狀金屬材料制成。
例如，燃燒器板624由不銹鋼等板狀金屬材料制成。在燃燒器板624的中央部形成有貫通孔，在此貫通孔中嵌入有液體燃料導(dǎo)入管622，液體燃料導(dǎo)入管622與燃燒器板624接合在一起。在此，液體燃料導(dǎo)入管622例如通過(guò)釬焊與燃燒器板624接合。作為釬料，其具有比流過(guò)液體燃料導(dǎo)入管622和燃燒器板624的流體的溫度之中的最高溫度還高的熔點(diǎn)，特別優(yōu)選的是熔點(diǎn)在700度以上、且在金中含有銀、銅、鋅、鎘的金釬料，以金、銀、鋅、鎳為主要成分的釬料，或者以金、鈀、銀為主成分的釬料。另外，隔壁以使其突出的方式設(shè)置在燃燒器板624的一個(gè)表面上。隔壁的一部分以遍及燃燒器板624的整個(gè)外邊緣的方式進(jìn)行設(shè)置，而另一部分則以遍及徑向的方式進(jìn)行設(shè)置，燃燒器板624與低溫反應(yīng)部606的下表面接合，由此在連接面上形成燃燒用流路625，液體燃料導(dǎo)入管622被燃燒用流路625所圍繞。在燃燒用流路625的壁面上，附載著使燃燒混合氣體燃燒的燃燒用催化劑。作為燃燒用催化劑，例如可列舉出鉑。此外，液體燃料導(dǎo)入管622內(nèi)的吸液材料623填充到燃燒器板624的位置。
如圖9、圖11所示，高溫反應(yīng)部604、低溫反應(yīng)部606及連結(jié)部608將層疊的絕緣板640和基底板642作為共同的基體。為此，絕緣板640成為高溫反應(yīng)部604、低溫反應(yīng)部606及連結(jié)部608共同的下底面，連結(jié)部608的下底面相對(duì)于高溫反應(yīng)部604的下底面為同一平面，與此同時(shí)，還相對(duì)于低溫反應(yīng)部606的下底面為同一平面。
基底板642包括成為低溫反應(yīng)部606的基體的基底部652、成為高溫反應(yīng)部604的基體的基底部654和成為連結(jié)部608的基體的連結(jié)基底部656?；装?42是將基底部652、基底部654和連結(jié)基底部656一體形成的，在連結(jié)基底部656被設(shè)計(jì)為中間變細(xì)的狀態(tài)。該基底板642例如由不銹鋼等板狀金屬材料制成。
絕緣板640包括成為低溫反應(yīng)部606的基體的基底部662、成為高溫反應(yīng)部604的基體的基底部664和成為連結(jié)部608的基體的連結(jié)基底部666。絕緣板640是將基底部662、基底部664和連結(jié)基底部666一體形成的，在連結(jié)基底部666被設(shè)計(jì)為中間變細(xì)的狀態(tài)。該絕緣板640例如由陶瓷等電絕緣體制成。
如圖11、圖14所示，在將絕緣板640與基底板642接合的狀態(tài)下，貫通孔671～678貫通基底板642的基底部652以及絕緣板640的基底部662。
如圖9、圖11所示，絕緣板640的基底部662成為低溫反應(yīng)部606的下底面，在低溫反應(yīng)部606的下底面上通過(guò)釬焊等接合有管材626、628、630、632、634及液體燃料導(dǎo)入管622。在此，管材626通向貫通孔671，管材628通向貫通孔672，管材630通向貫通孔673，管材632通向貫通孔674，管材634通向貫通孔675，液體燃料導(dǎo)入管622通向貫通孔678。
如圖11、圖13、圖14所示，燃燒器板624與低溫反應(yīng)部606的下底面接合，而燃燒器板624的燃燒用流路625的一端部通向貫通孔676，燃燒用流路625的另一端部通向貫通孔677。
如圖14所示，在基底板642上形成有改質(zhì)燃料供給流路702、連通流路704、空氣供給流路706、混合室708、燃燒燃料供給流路710、燃燒室712、排氣流路714、燃燒燃料供給流路716以及排氣室718。
改質(zhì)燃料供給流路702被形成為從貫通孔678開(kāi)始，通過(guò)連結(jié)基底部656到達(dá)基底部654的角部?；旌鲜?08在基底部652上被形成為四角形狀。連通流路704被形成為從基底部654的角部開(kāi)始，通過(guò)連結(jié)基底部656到達(dá)混合室708?？諝夤┙o流路706被形成為從貫通孔675到達(dá)混合室708。
燃燒室712在基底部654的中央部形成為“C”字狀。在該燃燒室712的壁面上，附載有使燃燒混合氣體燃燒的燃燒用催化劑。
燃燒燃料供給流路710被形成為從貫通孔672開(kāi)始，通過(guò)連結(jié)基底部656到達(dá)燃燒室712。排氣流路714被形成為從貫通孔677到達(dá)貫通孔673，同時(shí)從燃燒室712開(kāi)始，通過(guò)連結(jié)基底部656到達(dá)貫通孔673。燃燒燃料供給流路716在基底部652上被形成為從貫通孔674到達(dá)貫通孔676。排氣室718在基底部652上被形成為矩形形狀，在排氣室718的角部與貫通孔671連通。
在基底部652上設(shè)置有一氧化碳去除器1B。該一氧化碳去除器1B應(yīng)用了第1實(shí)施方案的反應(yīng)器1，一氧化碳去除器1B采用與圖1～圖6所示的反應(yīng)器1相同的結(jié)構(gòu)。
而且圖15所示的一氧化碳去除器1B的剖面對(duì)應(yīng)于圖3所示的反應(yīng)器1的剖面，圖16所示的一氧化碳去除器1B的剖面對(duì)應(yīng)于圖4所示的反應(yīng)器1的剖面。此外，對(duì)一氧化碳去除器1B和反應(yīng)器1之間相互對(duì)應(yīng)的部分標(biāo)注相同的符號(hào)，并省略相互對(duì)應(yīng)部分的說(shuō)明。
如圖9、圖11所示，一氧化碳去除器1B的底板17與基底部652的上表面接合。利用底板17，蓋住改質(zhì)燃料供給流路702的一部分、排氣流路714的一部分、燃燒燃料供給流路710的一部分、連通流路704的一部分、空氣供給流路706、混合室708、燃燒燃料供給流路716和排氣室718。在底板17上形成的導(dǎo)入口67位于混合室708的角部709之上，在底板17上形成的排出口99位于排氣室718的角部719之上。
該一氧化碳去除器1B在反應(yīng)容器10的內(nèi)壁面或隔斷構(gòu)件20的表面上附載有一氧化碳選擇氧化催化劑(例如鉑)。
其次，在基底部654上設(shè)置有改質(zhì)器400B。如圖12、圖15、圖16所示，該改質(zhì)器400包括在下底面開(kāi)口的箱型構(gòu)件410，收納在箱型構(gòu)件410內(nèi)的隔板420，以及封閉箱型構(gòu)件410的下側(cè)開(kāi)口的底板430。在此，隔板420并沒(méi)有進(jìn)行限定，但其與后述的第3～第5實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)。此外，也可以采用將與與本實(shí)施方案的隔斷構(gòu)件20具有相同結(jié)構(gòu)的隔斷構(gòu)件、或其它實(shí)施方案的隔斷構(gòu)件收納在箱型構(gòu)件410內(nèi)的結(jié)構(gòu)。
箱型構(gòu)件410、隔板420及底板430既可以由不銹鋼這樣的金屬材料制成，也可以由陶瓷材料制成，還可以由玻璃材料制成，也可以由樹(shù)脂材料制成。
箱型構(gòu)件410具有形成為正方形或長(zhǎng)方形的頂板412；一對(duì)側(cè)板414、414，其設(shè)置在頂板412的四條邊中相對(duì)的兩邊上，以相對(duì)于頂板412垂直相連的狀態(tài)進(jìn)行連接；一對(duì)側(cè)板416、416，其設(shè)置在頂板412的另一相對(duì)的兩邊上，以相對(duì)于頂板412垂直相連的狀態(tài)進(jìn)行連接。側(cè)板414以相對(duì)于側(cè)板416垂直相連的狀態(tài)進(jìn)行連接，用此四塊側(cè)板414、414、416、416設(shè)計(jì)為正方形框狀或長(zhǎng)方形框狀。
為了使底板430與頂板412平行，底板430的邊緣部接合在側(cè)板414、414、416、416的下邊部。這樣，用底板430封閉箱型構(gòu)件410的下面開(kāi)口，由此便構(gòu)成具有中空的平行四面體狀的反應(yīng)容器。
隔板420被設(shè)計(jì)為矩形波狀，其具有在兩側(cè)對(duì)置的一對(duì)增強(qiáng)部422、422；在2個(gè)增強(qiáng)部422、422之間與增強(qiáng)部422對(duì)置的多個(gè)隔斷部424、424…；于隔斷部424的四條邊中的一條邊上，在鄰接的隔斷部424和隔斷部424之間、或者在鄰接的隔斷部424和增強(qiáng)部422之間進(jìn)行連結(jié)的多個(gè)折返部426、426、…。
該隔板420以在波高方向與側(cè)板414平行的方式收納在箱型構(gòu)件410內(nèi)，并在隔板420的增強(qiáng)部422面對(duì)側(cè)板414的狀態(tài)下與之抵接，優(yōu)選增強(qiáng)部422通過(guò)焊接與側(cè)板414接合。在隔板420的折返部426面對(duì)側(cè)板416的狀態(tài)下與之抵接，優(yōu)選折返部426通過(guò)焊接與側(cè)板416接合。
折返部426的上邊部及增強(qiáng)部422的上邊部與箱型構(gòu)件410的頂板412抵接，優(yōu)選通過(guò)焊接進(jìn)行接合。折返部426的下邊部及增強(qiáng)部422的下邊部與底板430抵接，優(yōu)選通過(guò)焊接進(jìn)行接合。
這樣一來(lái)，因?yàn)楦舭?20收納在箱型構(gòu)件410中，所以由箱型構(gòu)件410和底板430構(gòu)成的中空被隔斷部424劃分為多個(gè)空間418、418、…。在這些多個(gè)空間418、418、…中，在底板430上形成通向一側(cè)的增強(qiáng)部422和隔斷部424之間的空間418內(nèi)的導(dǎo)入口432，在底板430上形成通向另一側(cè)的增強(qiáng)部422和隔斷部424之間的空間418內(nèi)的排出口434。
此外，隔斷部424在波高方向的一端部形成有上下一對(duì)貫通孔428、428、…，鄰接的空間418、418通過(guò)貫通孔428、428而連通。因此，將由箱型構(gòu)件410和底板430構(gòu)成的中空設(shè)計(jì)為從導(dǎo)入口432到排出口434的流路狀，此流路便成為鋸齒狀。
如圖9、圖11所示，改質(zhì)器400的底板430與基底部654的上表面接合。利用底板430，蓋住改質(zhì)燃料供給流路702的一部分、排氣流路714的一部分、燃燒燃料供給流路710的一部分、連通流路704的一部分和燃燒室712。在底板430上形成的導(dǎo)入口67位于改質(zhì)燃料供給流路702的端部703之上，在底板430上形成的排出口99位于連通流路704的端部705之上。
在此改質(zhì)器400中，在箱型構(gòu)件410和底板430的內(nèi)表面和隔板420上附載著改質(zhì)催化劑(例如Cu/ZnO類(lèi)催化劑、Pd/ZnO類(lèi)催化劑)。
如圖11所示，改質(zhì)器400B的底板430和一氧化碳去除器1B的底板17是在由連結(jié)蓋680進(jìn)行連結(jié)的狀態(tài)下一體形成的。使底板430、底板17和連結(jié)蓋680成為一體的板材690在連結(jié)蓋680被設(shè)計(jì)為中間變細(xì)的狀態(tài)。該板材690與基底板642接合，而板材690的連結(jié)蓋680與基底板642的連結(jié)基底部656接合，由此便構(gòu)成連結(jié)部608。在該連結(jié)部608中，用連結(jié)蓋680蓋住改質(zhì)燃料供給流路702的一部分、排氣流路714的一部分、燃燒燃料供給流路710的一部分和連通流路704的一部分。
如圖9等所示，連結(jié)部608的外形例如為棱柱狀，連結(jié)部608的寬度比高溫反應(yīng)部604的寬度及低溫反應(yīng)部606的寬度更窄，連結(jié)部608的高度也比高溫反應(yīng)部604的高度及低溫反應(yīng)部606的高度更低。而且連結(jié)部608架設(shè)在高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606之間，連結(jié)部608在高溫反應(yīng)部604的寬度方向的中央部與高溫反應(yīng)部604連接，同時(shí)在低溫反應(yīng)部606的寬度方向的中央部與低溫反應(yīng)部606連接。
此外，如上所述，在連結(jié)部608上設(shè)置有改質(zhì)燃料供給流路702、連通流路704、燃燒燃料供給流路710及排氣流路714。
下面就供給排出部602、高溫反應(yīng)部604、低溫反應(yīng)部606及連結(jié)部608的內(nèi)側(cè)所設(shè)置的流路進(jìn)行說(shuō)明。
圖17表示在本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件中，從供給由氣體燃料和空氣構(gòu)成的燃燒混合氣體之后到排出作為生成物的水蒸氣等為止的路徑。
圖18表示在本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件中，從供給液體燃料和水之后到排出作為生成物的氫氣等為止的路徑。
在此，就圖17、圖18和圖10的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明，液體燃料導(dǎo)入管622相當(dāng)于氣化器610，燃燒用流路625相當(dāng)于第一燃燒器612，燃燒室712相當(dāng)于第二燃燒器712。
如圖11所示，在低溫反應(yīng)部606的下表面即絕緣板640的下表面上，電熱絲720被布設(shè)為呈蜿蜒狀態(tài)的圖案，從低溫反應(yīng)部606通過(guò)連結(jié)部608到高溫反應(yīng)部604，在它們的下表面上，電熱絲722被布設(shè)為呈蜿蜒狀態(tài)的圖案。從低溫反應(yīng)部606的下表面通過(guò)燃燒器板624的表面到液體燃料導(dǎo)入管622的側(cè)面，布設(shè)有電熱絲724。在此，在液體燃料導(dǎo)入管622的側(cè)面及燃燒器板624的表面上，形成有氮化硅、氧化硅等絕緣膜，在該絕緣膜的表面上形成有電熱絲724。通過(guò)在絕緣膜或絕緣板640上布設(shè)電熱絲720、722、724，欲施加的電壓不會(huì)加在金屬材料制基底板642、液體燃料導(dǎo)入管622、燃燒器板624等上，從而能夠使電熱絲720、722、724的發(fā)熱效率得以提高。
電熱絲720、722、724是從絕緣膜或絕緣板640起按防擴(kuò)散層、發(fā)熱層的順序?qū)盈B而成的。發(fā)熱層是3層中電阻率最低的材料(例如Au)，當(dāng)對(duì)電熱絲720、722、724施加電壓時(shí)，電流則集中流過(guò)而發(fā)熱。防擴(kuò)散層是這樣一種材料，即使電熱絲720、722、724發(fā)熱，發(fā)熱層材料也難以向防擴(kuò)散層進(jìn)行熱擴(kuò)散，且防擴(kuò)散層的材料也難以向發(fā)熱層進(jìn)行熱擴(kuò)散，防擴(kuò)散層優(yōu)選使用熔點(diǎn)較高且反應(yīng)性較低的物質(zhì)(例如，W)。此外，在防擴(kuò)散層相對(duì)于絕緣膜是粘接性低且容易剝離的情況下，也可以進(jìn)一步在絕緣膜和防擴(kuò)散層之間設(shè)置粘接層，作為粘接層，無(wú)論是對(duì)于防擴(kuò)散層、還是對(duì)于絕緣膜或絕緣板640，都是由粘接性?xún)?yōu)良的材料(例如Ta、Mo、Ti、Cr)構(gòu)成。電熱絲720在啟動(dòng)時(shí)對(duì)低溫反應(yīng)部606加熱，電熱絲722在啟動(dòng)時(shí)對(duì)高溫反應(yīng)部604及連結(jié)部608加熱，電熱絲724對(duì)供給排出部602的氣化器610及第一燃燒器612加熱。此后，若利用含有來(lái)自燃料電池的氫的廢氣使第二燃燒器614燃燒，電熱絲722則作為第二燃燒器612的輔助而加熱高溫反應(yīng)部604及連結(jié)部608。同樣地，在利用含有來(lái)自燃料電池的氫的廢氣使第一燃燒器612燃燒的情況下，電熱絲720則作為第一燃燒器612的輔助而加熱低溫反應(yīng)部606。
此外，電熱絲720、722、724的電阻隨溫度的變化而變化，所以作為根據(jù)電阻值的變化而讀取溫度變化的溫度傳感器發(fā)揮作用。具體地說(shuō)，電熱絲720、722、724的溫度與電阻成正比。
電熱絲720、722、724的端部都位于低溫反應(yīng)部606的下面，這些端部以包圍燃燒器板624的方式進(jìn)行排列。在電熱絲720的兩端部上分別連接有引線(xiàn)731、732，在電熱絲722的兩端部上分別連接有引線(xiàn)733、734，在電熱絲724的兩端部上分別連接有引線(xiàn)735、736。此外，在圖8中，為了便于觀(guān)看附圖，省略了電熱絲720、722、724及引線(xiàn)731～736的圖示。
此外，如圖11所示，例如也可以在連結(jié)部608的表面上設(shè)置吸附材料728。在此吸附材料728中設(shè)置電熱材料等加熱器，引線(xiàn)737、738分別與吸附材料728連接。吸附材料728通過(guò)加熱而活化，具有吸附作用，通過(guò)吸附后述的殘留在隔熱封裝791的內(nèi)部空間的氣體、自微型反應(yīng)器組件600泄漏到隔熱封裝791的內(nèi)部空間的氣體和自外部侵入隔熱封裝791內(nèi)的氣體，來(lái)抑制因隔熱封裝791的內(nèi)部空間的真空度的惡化所引起的隔熱效果的下降。作為吸附材料728的材料，可以列舉出鋯、鋇、鈦、或釩為主要成分的合金。此外，在圖8中，為了便于觀(guān)看附圖，省略了引線(xiàn)737、738的圖示。
下面說(shuō)明用于抑制本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件600的熱損失的隔熱結(jié)構(gòu)。
圖19是覆蓋本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件的隔熱封裝的分解立體圖。
如圖19所示，構(gòu)成隔熱封裝(隔熱容器)791以便覆蓋微型反應(yīng)器組件600的整體，高溫反應(yīng)部604、低溫反應(yīng)部606及連結(jié)部608收納在隔熱封裝791內(nèi)。隔熱封裝791由下面開(kāi)口的長(zhǎng)方形狀的箱體792和用于封閉箱體792的下面開(kāi)口的板793構(gòu)成，板793與箱體792接合。箱體792及板793的任一個(gè)都由玻璃等隔熱材料或金屬材料制成。此外，也可以在作為內(nèi)側(cè)的面上形成例如鋁、金等金屬反射膜。如果形成這種金屬反射膜，就能夠抑制因來(lái)自供給排出部602、高溫反應(yīng)部604、低溫反應(yīng)部606及連結(jié)部608的輻射而引起的熱損失。
多個(gè)通孔貫通板793，為了在管材626、628、630、632、634、液體燃料導(dǎo)入管622及引線(xiàn)731～738穿通各個(gè)通孔的狀態(tài)下，可以不使外部氣體和水分從此通孔侵入到隔熱封裝791內(nèi)，例如利用由玻璃材料或絕緣密封材料接合、密封管材626、628、630、632、634、液體燃料導(dǎo)入管622及引線(xiàn)731～738與板793的貫通孔。此外，封閉隔熱封裝791的內(nèi)部空間，進(jìn)行真空排氣，以使此內(nèi)部空間成為真空氣壓，從而構(gòu)成真空隔熱結(jié)構(gòu)。由此，就能抑制微型反應(yīng)器組件600的各部的熱傳遞到外部，從而能夠降低熱損失。
管材626、628、630、632、634及液體燃料導(dǎo)入管622的一部分露出在隔熱封裝791的外側(cè)。為此，在隔熱封裝791的內(nèi)側(cè)，管材626、628、630、632、634及液體燃料導(dǎo)入管622作為支柱，相對(duì)于板793成直立狀態(tài)，高溫反應(yīng)部604、低溫反應(yīng)部606及連結(jié)部608被支撐在管材626、628、630、632、634及液體燃料導(dǎo)入管622上，使高溫反應(yīng)部604、低溫反應(yīng)部606及連結(jié)部608與隔熱封裝791的內(nèi)表面隔離。
此外，俯視時(shí)，優(yōu)選液體燃料導(dǎo)入管622位于高溫反應(yīng)部604、低溫反應(yīng)部606及連結(jié)部608整體的重心處，并連接到低溫反應(yīng)部606的下表面。
此外，雖然吸附材料728例如設(shè)置在低溫反應(yīng)部606的表面上，但吸附材料728的設(shè)置位置只要在熱封裝791的內(nèi)側(cè)，就沒(méi)有特別的限制。
下面說(shuō)明微型反應(yīng)器組件600的動(dòng)作。
首先，當(dāng)在引線(xiàn)737、738之間施加電壓時(shí)，通過(guò)加熱器對(duì)吸附材料728加熱，使吸附材料728活化。由此，隔熱封裝791內(nèi)的氣體被吸附材料728吸附，提高隔熱封裝791內(nèi)的真空度，從而提高隔熱效率。
此外，當(dāng)在引線(xiàn)731、732之間施加電壓時(shí)，電熱絲720發(fā)熱，加熱低溫反應(yīng)部606。當(dāng)在引線(xiàn)733、734之間施加電壓時(shí)，電熱絲722發(fā)熱，加熱高溫反應(yīng)部604。當(dāng)在引線(xiàn)735、736之間施加電壓時(shí)，電熱絲724發(fā)熱，加熱液體燃料導(dǎo)入管622的上部。由于液體燃料導(dǎo)入管622、高溫反應(yīng)部604、低溫反應(yīng)部606及連結(jié)部608由金屬材料制成，所以它們之間容易進(jìn)行熱傳導(dǎo)。此外，通過(guò)利用控制裝置測(cè)量電熱絲720、722、724的電流、電壓來(lái)測(cè)量液體燃料導(dǎo)入管622、高溫反應(yīng)部604及低溫反應(yīng)部606的溫度，將測(cè)量溫度反饋給控制裝置，通過(guò)此控制裝置控制電熱絲720、722、724的電壓，由此，便能夠進(jìn)行液體燃料導(dǎo)入管622、高溫反應(yīng)部604及低溫反應(yīng)部606的溫度控制。
在通過(guò)電熱絲720、722、724對(duì)液體燃料導(dǎo)入管622、高溫反應(yīng)部604及低溫反應(yīng)部606加熱的狀態(tài)下，借助于泵等連續(xù)或斷續(xù)地向液體燃料導(dǎo)入管622供給液體燃料和水的混合液時(shí)，混合液被吸附到吸液材料623中，在毛細(xì)現(xiàn)象的作用下，混合液向氣化用液體燃料導(dǎo)入管622內(nèi)的上方滲透。然后，氣化吸液材料623內(nèi)的混合液，從吸液材料中蒸發(fā)出燃料和水的混合氣體。由于在吸液材料623內(nèi)氣化混合液，所以就能夠抑制暴沸，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的氣化。
然后，從吸液材料623中蒸發(fā)出的混合氣體通過(guò)貫通孔678、改質(zhì)燃料供給流路702、導(dǎo)入口67，流入改質(zhì)器400內(nèi)。此后，當(dāng)混合氣體流過(guò)改質(zhì)器400內(nèi)時(shí)，加熱混合氣體進(jìn)行催化反應(yīng)，由此生成氫氣等(在燃料為甲醇的情況下，參照上述化學(xué)反應(yīng)式(1)、(2))。
由改質(zhì)器400生成的混合氣體(包含氫氣、二氧化碳?xì)怏w、一氧化碳?xì)怏w等)通過(guò)排出口99及連結(jié)流路704流入混合室708。另一方面，利用泵等向管材634供給空氣，通過(guò)貫通孔675及空氣供給流路706流入混合室708，使氫氣等混合氣體和空氣混合。
然后，含有空氣、氫氣、一氧化碳?xì)怏w、二氧化碳?xì)怏w等混合氣體從混合室708通過(guò)導(dǎo)入口67流入一氧化碳去除器1B內(nèi)?；旌蠚怏w流過(guò)一氧化碳去除器1B內(nèi)時(shí)，選擇地氧化混合氣體中的一氧化碳?xì)怏w，以去除一氧化碳?xì)怏w。
然后，將已經(jīng)去除了一氧化碳的混合氣體從排出口99經(jīng)過(guò)排氣室718、貫通孔671、管材626供給到燃料電池的燃料極等。燃料電池通過(guò)氫氣的電化學(xué)反應(yīng)而生成電，含有未反應(yīng)的氫氣等的廢氣從燃料電池排出。
以上的動(dòng)作是初始階段的動(dòng)作，在以后的發(fā)電動(dòng)作中，連續(xù)向液體燃料導(dǎo)入管622供給混合液。然后，使空氣混合到從燃料電池中排出的廢氣中，將此混合氣體(以下稱(chēng)之為燃燒混合氣體)供給到管材632及管材628。供給到管材632的燃燒混合氣體通過(guò)貫通孔674、燃燒燃料供給流路716、貫通孔676流入燃燒用流路625，燃燒混合氣體在燃燒用流路625中進(jìn)行催化燃燒，產(chǎn)生燃燒熱。由于燃燒用流路625在低溫反應(yīng)部606的下側(cè)環(huán)繞著液體燃料導(dǎo)入管622，借助于燃燒熱在加熱液體燃料導(dǎo)入管622的同時(shí)，還加熱低溫反應(yīng)部606。因此，能夠降低向電熱絲720、724供給的電能，提高能量的利用效率。
另一方面，供給到管材628的燃燒混合氣體通過(guò)貫通孔672、燃燒燃料供給流路710流入燃燒室712，燃燒混合氣體在燃燒室712內(nèi)進(jìn)行催化燃燒。由此產(chǎn)生燃燒熱。借助于此燃燒熱加熱改質(zhì)器400。由此，能夠減少供給到電熱絲722的電能，提高能量的利用效率。
此外，也可以使貯存在燃料容器中的液體燃料氣化，將此氣化的燃料和空氣的燃燒混合氣體供給到管材628、632。
在向液體燃料導(dǎo)入管622供給混合液、以及向管材628、632供給燃燒混合氣體的狀態(tài)下，控制裝置一面根據(jù)電熱絲720、722、724的電阻值測(cè)量溫度，一面在控制電熱絲720、722、724的施加電壓的同時(shí)，對(duì)泵等進(jìn)行控制。當(dāng)利用控制裝置來(lái)控制泵時(shí)，控制向管材628、632供給的燃燒混合氣體的流量，由此，就能夠控制燃燒器612、614的燃燒熱量。這樣，控制裝置通過(guò)控制電熱絲720、722、724及泵，就能夠分別對(duì)液體燃料導(dǎo)入管622、高溫反應(yīng)部604、低溫反應(yīng)部606進(jìn)行溫度控制。在此，進(jìn)行溫度控制使高溫反應(yīng)部604為250℃～400℃，優(yōu)選為300℃～380℃，低溫反應(yīng)部606為比高溫反應(yīng)部604更低的溫度，具體為120℃～200℃，更優(yōu)選為140℃～180℃。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方案，利用隔斷構(gòu)件20將一氧化碳去除器1B內(nèi)隔成16個(gè)反應(yīng)室68、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、96、98，通過(guò)在隔斷構(gòu)件20上設(shè)置的連接口69、71、73、75、77、79、81、83、85、87、89、91、93、95、97，使這些反應(yīng)室與鄰接的任意2個(gè)反應(yīng)室連通，由于從設(shè)置在反應(yīng)容器10上的導(dǎo)入口67到排出口99作為一個(gè)一氧化碳去除流路連通，所以能夠減小流路的斷面尺寸，縮短作為反應(yīng)物的氫氣、氧氣和一氧化碳?xì)怏w的混合氣體到達(dá)設(shè)置在流路表面的催化劑的擴(kuò)散時(shí)間，同時(shí)能夠增加流路長(zhǎng)度，以延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間。
此外，由切口31、32、33、34、35、36、37的部分夾持床板21，同時(shí)由切口51、52、53、54、55、56、57的部分分別夾持壁板41、42、43、44、45、46、47，床板21和壁板41、42、43、44、45、46、47通過(guò)這樣的組合，便相互垂直地組裝在一起，由此便可以形成隔斷構(gòu)件20，所以，使用隔斷構(gòu)件20就可以容易地組裝一氧化碳去除器1B。
此外，隔熱封裝791的內(nèi)部空間成為隔熱空間，高溫反應(yīng)部604與低溫反應(yīng)部606分離，從高溫反應(yīng)部604到低溫反應(yīng)物606的間隔相當(dāng)于連結(jié)部608的長(zhǎng)度。因此，從高溫反應(yīng)部604到低溫反應(yīng)部606的傳熱的路徑僅限于連結(jié)部608，限定了向不需要高溫的低溫反應(yīng)部606的傳熱。特別地，由于連結(jié)部608的高度及寬度比高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606的高度和寬度更小，所以能夠顯著抑制通過(guò)連結(jié)部608的熱傳導(dǎo)。因此，在能夠抑制高溫反應(yīng)部604的熱損失的同時(shí)，還能夠抑制將低溫反應(yīng)部606升溫到設(shè)定溫度以上。也就是說(shuō)，即使在一個(gè)隔熱封裝791內(nèi)收納高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606的情況下，也能夠在高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606之間產(chǎn)生溫度差。
另外，由于連通低溫反應(yīng)部606和高溫反應(yīng)部604之間的流路702、704、710、714成為匯集在一個(gè)連結(jié)部608的狀態(tài)，所以能夠減少在連結(jié)部608等中產(chǎn)生的應(yīng)力。也就是說(shuō)，由于在高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606之間存在溫度差，所以與低溫反應(yīng)部606相比，高溫反應(yīng)部604進(jìn)一步膨脹，但由于高溫反應(yīng)部604除了與連結(jié)部608的連結(jié)部以外成為自由端，因此能夠抑制在連結(jié)部608等中產(chǎn)生的應(yīng)力。特別地，連結(jié)部608的高度和寬度比高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606更小，進(jìn)而連結(jié)部608在高溫反應(yīng)部604及低溫反應(yīng)部606的寬度方向的中央部連結(jié)著高溫反應(yīng)部604及低溫反應(yīng)部606，所以，能夠抑制連結(jié)部608、高溫反應(yīng)部604及低溫反應(yīng)部606的應(yīng)力的發(fā)生。
管材626、628、630、632、634及液體燃料導(dǎo)入管622向隔熱封裝791的外側(cè)延伸出來(lái)，它們?nèi)寂c低溫反應(yīng)部606連結(jié)。因此，能夠抑制從高溫反應(yīng)部604向隔熱封裝791外的直接傳熱，能夠抑制高溫反應(yīng)部604的熱損失。因此，即使在一個(gè)隔熱封裝791內(nèi)收納高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606的情況下，也能夠在高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606之間產(chǎn)生溫度差。
由于連結(jié)部608的下面、高溫反應(yīng)部604的下面及低溫反應(yīng)部606的下面為同一平面，所以能夠比較簡(jiǎn)單地布設(shè)電熱絲722，能夠抑制電熱絲722的斷線(xiàn)。
此外，由于在液體燃料導(dǎo)入管622內(nèi)填充有吸液材料623，并將液體燃料導(dǎo)入管622作為氣化器610，所以既可以謀求微型反應(yīng)器組件600的小型化和簡(jiǎn)略化，又能夠形成混合液的氣化所必須的溫度狀態(tài)(例如，液體燃料導(dǎo)入管622的上部成為120℃的狀態(tài))。
此外，由于在液體燃料導(dǎo)入管622的上端部，將燃燒器板624設(shè)置在液體燃料導(dǎo)入管622的周?chē)?，并且液體燃料導(dǎo)入管622內(nèi)的吸液材料623被填充到燃燒器板624的高度的位置，所以能夠在混合液的氣化中高效地使用第一燃燒器612中的燃燒熱。
此外，本發(fā)明并不局限于上述的實(shí)施方案，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，也能夠進(jìn)行各種改良及設(shè)計(jì)變更。
例如，在上述實(shí)施方案中，組裝平行于頂板12及底板17的床板21和平行于側(cè)板14、16的壁板41、42、43、44、45、46、47而形成隔斷構(gòu)件20，但本發(fā)明并不局限于此，例如，也可以組裝平行于側(cè)板13、15的壁板和壁板41、42、43、44、45、46、47而形成隔斷構(gòu)件20，還可以組裝平行于側(cè)板13、15的壁板和床板21而形成隔斷構(gòu)件20。此外，在上述實(shí)施方案中，雖然使用僅一塊平行于頂板12及底板17的床板21，也可以使用多塊床板。
(第3實(shí)施方案)下面說(shuō)明本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第3實(shí)施方案。
圖20是從斜下方觀(guān)察本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第3實(shí)施方案的反應(yīng)器的分解立體圖。
圖21A、21B是本實(shí)施方案的反應(yīng)器的俯視圖及仰視圖。
圖22是圖21B的III-III向剖視圖。
圖23是圖21A的IV-IV向剖視圖。
如圖所示，該反應(yīng)器400包括在下底面開(kāi)口的箱型構(gòu)件410；收納在箱型構(gòu)件410內(nèi)的隔板(第3隔板隔斷構(gòu)件)420和封閉箱型構(gòu)件410的下側(cè)開(kāi)口的底板430。
箱型構(gòu)件410、隔板420及底板430既可以由不銹鋼這一板狀的金屬材料制成，也可以由陶瓷材料制成，還可以由玻璃材料制成，也可以由樹(shù)脂材料制成。
箱型構(gòu)件410具有形成為正方形或長(zhǎng)方形的頂板412；一對(duì)側(cè)板414、414，其設(shè)置在頂板412的四條邊中相對(duì)的兩邊上，以相對(duì)于頂板412垂直相連的狀態(tài)進(jìn)行連接；一對(duì)側(cè)板416、416，其設(shè)置在頂板412的另一相對(duì)的兩邊上，以相對(duì)于頂板412垂直相連的狀態(tài)進(jìn)行連接。側(cè)板414以相對(duì)于側(cè)板416垂直相連的狀態(tài)進(jìn)行連接，用此四塊側(cè)板414、414、416、416設(shè)計(jì)為正方形框狀或長(zhǎng)方形框狀。
為了使底板430與頂板412平行，底板430的邊緣部接合在側(cè)板414、414、416、416的下邊部。這樣，用底板430封閉箱型構(gòu)件410的下面開(kāi)口，由此便構(gòu)成具有中空的平行四面體狀的反應(yīng)容器。
隔板420被設(shè)計(jì)為矩形波狀。也就是說(shuō)，隔板420具有在兩側(cè)對(duì)置的一對(duì)平板狀增強(qiáng)部422、422；在2個(gè)增強(qiáng)部422、422之間與增強(qiáng)部422對(duì)置的多個(gè)隔斷部424、424…；于隔斷部424的四條邊中的一條邊上，在鄰接的隔斷部424和隔斷部424之間、或者在鄰接的隔斷部424和增強(qiáng)部422之間進(jìn)行連結(jié)的多個(gè)折返部426、426、…。
該隔板420以在波高方向與頂板412平行的方式收納在箱型構(gòu)件410內(nèi)。也就是說(shuō)，增強(qiáng)部422、422成為隔板420兩側(cè)的板狀部，增強(qiáng)部422與側(cè)板414面接觸，優(yōu)選增強(qiáng)部422通過(guò)焊接與側(cè)板414接合。由此能夠增強(qiáng)側(cè)板414，提高反應(yīng)器400的反應(yīng)容器的剛性。
隔板420的折返部426與側(cè)板416面接觸，優(yōu)選折返部426通過(guò)焊接與側(cè)板416接合。由此，能夠增強(qiáng)側(cè)板416，提高反應(yīng)器400的反應(yīng)容器的剛性。
折返部426的上邊部、增強(qiáng)部422的上邊部及隔斷部424的上邊部成為隔板420的上側(cè)緣部，該隔板420的上側(cè)緣部與箱型構(gòu)件410的頂板412抵接，優(yōu)選通過(guò)焊接進(jìn)行接合。由此，能夠增強(qiáng)頂板412，提高反應(yīng)器400的反應(yīng)容器的剛性。
折返部426的下邊部、增強(qiáng)部422的下邊部及隔斷部424的下邊成為隔板420的下側(cè)緣部，該隔板420的下側(cè)緣部與底板430抵接，優(yōu)選通過(guò)焊接進(jìn)行接合。由此，能夠增強(qiáng)底板430，提高反應(yīng)器400的反應(yīng)容器的剛性。
這樣，由于隔板420收納在箱型構(gòu)件410中，由箱型構(gòu)件410和底板430構(gòu)成的中空被隔斷部424劃分為多個(gè)空間418、418、…。在這些多個(gè)空間418、418、…中，在底板430上形成通向一側(cè)的增強(qiáng)部422和隔斷部424之間的空間418內(nèi)的導(dǎo)入口432，在底板430上形成通向另一側(cè)的增強(qiáng)部422和隔斷部424之間的空間418內(nèi)的排出口434。
此外，在隔斷部424的波高方向一端部的附近形成有上下一對(duì)貫通孔(第1貫通孔)428、428，鄰接的空間418、418通過(guò)貫通孔428、428相通。因此，將由箱型構(gòu)件410和底板430構(gòu)成的中空被設(shè)計(jì)成從導(dǎo)入口432到排出口434的流路狀，此流路便成為鋸齒狀。
在該反應(yīng)器400中，當(dāng)利用泵等使反應(yīng)物流入導(dǎo)入口432時(shí)，反應(yīng)物便順序流過(guò)空間418、418、…。當(dāng)反應(yīng)物流過(guò)空間418、418、…時(shí)，便由反應(yīng)物生成生成物。然后，從排出口434向外排出生成物。在各空間418內(nèi)，反應(yīng)物流向隔板420的波高方向。
此外，根據(jù)反應(yīng)器400的用途的不同，既可以在箱型構(gòu)件410和底板430之中的至少一方的外表面上設(shè)置加熱器(例如，電熱絲、燃燒器等)，也可以在隔板420(主要在隔斷部424的表面)上附載催化劑，還可以在箱型構(gòu)件410和底板430之中的至少一方的內(nèi)表面上附載催化劑。
例如，在將反應(yīng)器400作為氣化器使用的情況下，在箱型構(gòu)件410和底板430之中的至少一方的外表面設(shè)置電熱絲或燃燒器，這樣一來(lái)，就可以在作為反應(yīng)物的液體從導(dǎo)入口432流到排出口434的期間對(duì)其加熱而使液體氣化。由此，作為生成物的氣體便從排出口434中流出。
此外，在將反應(yīng)器400作為改質(zhì)器使用的情況下，在箱型構(gòu)件410和底板430之中的至少一方的外表面設(shè)置電熱絲或燃燒器，在隔斷部424的表面上附載改質(zhì)催化劑(例如，Cu/ZnO類(lèi)催化劑、Pd/ZnO類(lèi)催化劑)。這樣一來(lái)，就可以在作為反應(yīng)物的燃料和水的混合氣體(例如，甲醇和水的混合氣體)從導(dǎo)入口432流到排出口434的期間對(duì)其加熱，借助于改質(zhì)催化劑由混合氣體生成氫氣等。由此，含有氫氣等的混合氣體便作為生成物從排出口434流出。
此外，在將反應(yīng)器400作為一氧化碳去除器使用的情況下，在箱型構(gòu)件410和底板430之中的至少一方的外表面設(shè)置電熱絲或燃燒器，在隔斷部424的表面上附載一氧化碳選擇氧化催化劑(例如，鉑)。這樣一來(lái)，就可以在作為反應(yīng)物的氫氣、氧氣和一氧化碳?xì)獾幕旌蠚怏w從導(dǎo)入口432流到排出口434的期間對(duì)其加熱，借助于一氧化碳選擇氧化催化劑選擇性地氧化一氧化碳?xì)怏w。由此，已經(jīng)去除了一氧化碳?xì)怏w的氣體作為生成物從排出口434流出。
此外，將反應(yīng)器400作為燃燒器使用的情況下，在隔斷部424的表面上附載燃燒催化劑(例如鉑)。這樣一來(lái)，就可以在作為反應(yīng)物的氫氣和氧氣的混合氣體從導(dǎo)入口432流到排出口434的期間使氫氣燃燒。由此，水作為生成物便從排出口434流出。
下面說(shuō)明用于抑制該反應(yīng)容器400的熱損失的隔熱結(jié)構(gòu)。
圖24是在本實(shí)施方案的反應(yīng)器上設(shè)置隔熱封裝的狀態(tài)的透視側(cè)視圖。
隔熱封裝(隔熱容器)440例如由不銹鋼等金屬材料或陶瓷制成，將箱型構(gòu)件410及底板430收納在隔熱封裝440內(nèi)。此時(shí)，在隔熱封裝440的壁面中貫通2根管材442、444，在隔熱封裝440內(nèi)，使一側(cè)管材442的端部與導(dǎo)入口432連接，使另一側(cè)管材444的端部與排出口434連接。在此，用2根管材442、444支持箱型構(gòu)件410及底板430，當(dāng)成為箱型構(gòu)件410及底板430與隔熱封裝440的內(nèi)表面分離的狀態(tài)時(shí)，就能夠抑制從箱型構(gòu)件410及底板430直接向隔熱封裝440的熱傳導(dǎo)，能夠進(jìn)一步提高隔熱性。此外，對(duì)隔熱封裝440內(nèi)進(jìn)行真空排氣，使內(nèi)部空間成為比大氣壓更低的真空氣壓，由此形成真空隔熱構(gòu)造。當(dāng)隔熱封裝440的內(nèi)部空間為真空氣壓時(shí)，由于反應(yīng)器400的反應(yīng)容器內(nèi)為常壓，所以箱型構(gòu)件410及底板430在其膨脹方向承受應(yīng)力。但是，增強(qiáng)部422與箱型構(gòu)件410的側(cè)板414接合，側(cè)板414得以增強(qiáng)，折返部426與側(cè)板416接合，側(cè)板416得以增強(qiáng)，隔斷部424的下邊部與底板430接合，底板430得以增強(qiáng)，隔斷部424的上邊部與頂板412接合，頂板412得以增強(qiáng)，由此，反應(yīng)容器的整體得以增強(qiáng)，從而就能夠防止因應(yīng)力產(chǎn)生的破壞和變形。
(變化例)圖25是本實(shí)施方案的反應(yīng)器變化例的分解立體圖。
在該反應(yīng)容器400A中，在增強(qiáng)部422上形成四個(gè)三角形狀的開(kāi)口423、423、423、423。
反應(yīng)容器400A除形成開(kāi)口423外，還與圖20的反應(yīng)器400設(shè)置相同，所以對(duì)與圖20所示的反應(yīng)器400相對(duì)應(yīng)的部分標(biāo)注相同的符號(hào)，并省略其說(shuō)明。
通過(guò)在增強(qiáng)部422上形成開(kāi)口423，就能夠減小增強(qiáng)部422的體積，減少增強(qiáng)部422的熱容量。因此，能夠減少增強(qiáng)部422中的熱損失，能夠有效地利用用于反應(yīng)的熱量。特別地，即使在增強(qiáng)部422上形成四個(gè)三角形狀的開(kāi)口423、423、423、423，也由于增強(qiáng)部422的形狀為交叉狀，所以能夠?qū)⒃鰪?qiáng)部422強(qiáng)度下降抑制到最低限度。
(第4實(shí)施方案)下面說(shuō)明本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第4實(shí)施方案。
圖26是從斜下方觀(guān)察本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第4實(shí)施方案的反應(yīng)器的分解立體圖。
圖27A、27B是本實(shí)施方案的反應(yīng)器的俯視圖及側(cè)視圖。
圖28是圖27B的IX-IX向剖視圖。
圖29是圖27B的X-X向剖視圖。
該反應(yīng)器500包括在下底面開(kāi)口的箱型構(gòu)件510，收納在箱型構(gòu)件510內(nèi)、且上下隔斷箱型構(gòu)件510內(nèi)的空間的隔壁板(第1隔壁板)550，封閉箱型構(gòu)件510的下側(cè)開(kāi)口的底板530，收納在由隔壁板550隔斷的2個(gè)空間之中的上側(cè)空間的隔板(第3隔板)520，以及收納在下側(cè)空間的隔板(第3隔板)540。
箱型構(gòu)件510、隔板520、隔板540、隔壁板550及底板530既可以由不銹鋼這一金屬材料制成，也可以由陶瓷材料制成，還可以由玻璃材料制成，也可以由樹(shù)脂材料制成。
箱型構(gòu)件510具有正方形或長(zhǎng)方形的頂板512；一對(duì)側(cè)板514、514，其設(shè)置在頂板512的四條邊中相對(duì)的兩邊上，以相對(duì)于頂板512垂直相連的狀態(tài)進(jìn)行連接；一對(duì)側(cè)板516、516，其設(shè)置在頂板512的另一相對(duì)的兩邊上，以相對(duì)于頂板512垂直相連的狀態(tài)進(jìn)行連接。側(cè)板514以相對(duì)于側(cè)板516垂直相連的狀態(tài)進(jìn)行連接。
為了使底板530與頂板512平行，底板530的邊緣部接合在側(cè)板514、514、516、516的下邊部，從而構(gòu)成具有中空的平行四面體狀的反應(yīng)容器。隔壁板550收納在箱型構(gòu)件510內(nèi)，與底板530及頂板512成平行狀態(tài)，隔壁板550的邊緣與側(cè)板514、514、516、516的上下中腹部接合。
隔板520被設(shè)計(jì)為矩形波狀。也就是說(shuō)，隔板520具有在兩側(cè)對(duì)置的一對(duì)平板狀增強(qiáng)部522、522；在2個(gè)增強(qiáng)部522、522之間與增強(qiáng)部522對(duì)置的多個(gè)隔斷部524、524…；于隔斷部524的四條邊中的一條邊上，在鄰接的隔斷部524和隔斷部524之間、或者在鄰接的隔斷部524和增強(qiáng)部522之間進(jìn)行連結(jié)的多個(gè)折返部526、526、…。
隔板540也與隔板520一樣，具有一對(duì)增強(qiáng)部542、542，多個(gè)隔斷部544、544、…，和多個(gè)折返部546、546、…。隔板540的隔斷形狀形成為與隔板520的隔斷形狀相同。
隔板520以在波高方向與頂板512平行的方式收納在隔壁板550和頂板512之間的空間內(nèi)。增強(qiáng)部522、522成為隔板520兩側(cè)的板狀部，增強(qiáng)部522與側(cè)板514面接觸，優(yōu)選增強(qiáng)部522通過(guò)焊接與側(cè)板514接合。此外，隔板520的折返部526與側(cè)板516面接觸，優(yōu)選折返部526通過(guò)焊接與側(cè)板516接合。
折返部526的上邊部、增強(qiáng)部522的上邊部及隔斷部524的上邊部成為隔板520的上側(cè)緣部，該隔板520的上側(cè)緣部與箱型構(gòu)件510的頂板512抵接，優(yōu)選通過(guò)焊接進(jìn)行接合。折返部526的下邊部、增強(qiáng)部522的下邊部及隔斷部524的下邊部成為隔板520的下側(cè)緣部，該隔板520的下側(cè)緣部與隔離板550抵接，優(yōu)選通過(guò)焊接進(jìn)行接合。
隔板520收納在箱型構(gòu)件510內(nèi)的頂板512和隔離板550之間的空間內(nèi)，利用隔斷部524將此空間劃分為多個(gè)空間518、518、…。
此外，隔板540以在波高方向與頂板512平行的方式收納在隔壁板550和底板530之間的空間內(nèi)。增強(qiáng)部542、542成為隔板540兩側(cè)的板狀部，增強(qiáng)部542與側(cè)板514面接觸，優(yōu)選增強(qiáng)部542通過(guò)焊接與側(cè)板514接合。此外，隔板540的折返部546與側(cè)板516面接觸，優(yōu)選折返部546通過(guò)焊接與側(cè)板516接合。
折返部546的上邊部、增強(qiáng)部542的上邊部及隔斷部544的上邊部成為隔板540的上側(cè)緣部，該隔板540的上側(cè)緣部與隔離板550抵接，優(yōu)選通過(guò)焊接進(jìn)行接合。折返部546的下邊部、增強(qiáng)部542的下邊部及隔斷部544的下邊部成為隔板540的下側(cè)緣部，該隔板540的下側(cè)緣部與底板530抵接，優(yōu)選通過(guò)焊接進(jìn)行接合。
由此，利用隔板520、540、隔離板550來(lái)增強(qiáng)箱型構(gòu)件510、底板530，從而反應(yīng)器500的反應(yīng)容器的剛性得以提高。
隔板540收納在箱型構(gòu)件510內(nèi)的底板530和隔離板550之間的空間內(nèi)，利用隔斷部544將此空間劃分為多個(gè)空間519、519、…。下隔板540夾持著隔離板550而與上隔板520重合，上空間518通過(guò)隔離板550而與下空間519隔斷。
在隔斷部524中形成貫通孔(第1貫通孔)528，鄰接的空間518、518通過(guò)貫通孔528相通。在隔斷部544中形成貫通孔548，鄰接的空間519、519通過(guò)貫通孔548相通。在隔離板550中形成多個(gè)貫通孔(第2貫通孔)552、552、…，上下鄰接的空間518、519通過(guò)貫通孔552相通。利用貫通孔528、貫通孔548、貫通孔552，使這些空間518、518、…和空間519、519、…成為一系列鋸齒狀的流路。
在底板530中形成通向這些多個(gè)空間519、519、…中的任一個(gè)空間內(nèi)的導(dǎo)入口532，在底板530中形成通向其它空間519的排出口534。
在該反應(yīng)器500中，當(dāng)利用泵等使反應(yīng)物流入導(dǎo)入口532時(shí)，則反應(yīng)物流過(guò)空間518、518、…和空間519、519、…。當(dāng)反應(yīng)物流過(guò)空間518、518、…和空間519、519、…時(shí)，則由反應(yīng)物生成生成物。然后，從排出口534向外排出生成物。在各空間518、519內(nèi)，反應(yīng)物流向隔板520、540的波高方向。
此外，即使在該反應(yīng)器500中，也與上述第3實(shí)施方案的反應(yīng)器400一樣，根據(jù)用途的不同，既可以在箱型構(gòu)件510和底板530之中的至少一方的外表面上設(shè)置加熱器，也可以在隔板520、540上附載催化劑，還可以在箱型構(gòu)件510和底板530之中的至少一方的內(nèi)表面上附載催化劑，也可以在隔離板550上附載催化劑。
在本實(shí)施方案中，也與第3實(shí)施方案的情況同樣，通過(guò)將反應(yīng)器500收納在內(nèi)部成為真空氣壓的隔熱封裝(隔熱容器)中，就能夠抑制反應(yīng)器500的熱損失。在此情況下，雖然由箱型構(gòu)件510及底板530構(gòu)成的反應(yīng)容器在其膨脹方向承受應(yīng)力，但在本實(shí)施方案中，也能夠通過(guò)隔離板550、隔板520、540來(lái)增強(qiáng)箱型構(gòu)件510、底板530，由于提高了反應(yīng)器500的反應(yīng)容器的剛性，故而能夠防止因應(yīng)力產(chǎn)生的破壞和變形。此外，也可以將貫通隔熱封裝的2根管材中的一根管材與導(dǎo)入口532連接，將另一根管材與排出口534連接，利用2根管材來(lái)支持箱型構(gòu)件510及底板530，使箱型構(gòu)件510及底板530成為與隔熱封裝的內(nèi)表面分離的狀態(tài)，以抑制向隔熱封裝的直接熱傳導(dǎo)，從而使隔熱性得以提高。
(第5實(shí)施方案)下面說(shuō)明本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第5實(shí)施方案。此外，對(duì)與上述各實(shí)施方案相同或等同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同或等同的符號(hào)，并簡(jiǎn)化或省略其說(shuō)明。
圖30是本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第5實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件的側(cè)視圖。
圖31是按功能劃分本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件時(shí)的示意側(cè)視圖。
如圖30、31所示，該微型反應(yīng)器組件600具有與上述第2實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件600相同的結(jié)構(gòu)，具有供給排出部602，引起改質(zhì)反應(yīng)的高溫反應(yīng)部604(第1反應(yīng)部)、引起選擇氧化反應(yīng)的低溫反應(yīng)部606(第2反應(yīng)部)、以及在高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606之間輸送反應(yīng)物和生成物的連結(jié)部608。
在供給排出部602中，主要設(shè)置氣化器610及第一燃燒器612，向第一燃燒器612中分別獨(dú)立地或以混合氣體的形式供給空氣和氣體燃料，借助于它們的催化燃燒來(lái)產(chǎn)生熱量。向氣化器610中分別獨(dú)立地或以混合的狀態(tài)由燃料容器供給水和液體燃料，利用第一燃燒器612的燃燒熱使水和液體燃料氣化。
在高溫反應(yīng)部604中，主要設(shè)置第二燃燒器614及在第二燃燒器614上設(shè)置的改質(zhì)器400B。向第二燃燒器614中分別獨(dú)立地或以混合氣體的形式供給空氣和氣體燃料，借助于它們的催化燃燒來(lái)產(chǎn)生熱量。
由氣化器610向改質(zhì)器400B中供給水和液體燃料已經(jīng)氣化的混合氣體(第1反應(yīng)物)，利用第二燃燒器614加熱改質(zhì)器400B。在改質(zhì)器400B中，通過(guò)催化反應(yīng)由水蒸氣和氣化的液體燃料生成氫氣等(第1生成物)，還生成微量的一氧化碳?xì)怏w。在燃料為甲醇的情況下，則引起上述化學(xué)式(1)、(2)之類(lèi)的化學(xué)反應(yīng)。
在低溫反應(yīng)部606中，主要設(shè)置一氧化碳去除器500B。利用第一燃燒器612加熱一氧化碳去除器500B，由改質(zhì)器400B供給包含氫氣和通過(guò)上述(2)的化學(xué)反應(yīng)所生成的微量一氧化碳?xì)怏w等的混合氣體(第2反應(yīng)物)，同時(shí)還供給氧(或者也可以是空氣)。在一氧化碳去除器500B中，選擇地氧化混合氣體中的一氧化碳，由此將一氧化碳去除。向燃料電池的燃料極供給去除了一氧化碳的混合氣體(第2生成物富氫氣體)。
下面使用圖30、圖32～圖36說(shuō)明本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件600的具體結(jié)構(gòu)。
圖32是本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件的分解立體圖。
圖33是圖30的XIV-XIV向剖視圖。
圖34是圖30的XV-XV向剖視圖。
圖35是圖30的XVI-XVI向剖視圖。
圖36是圖30的XVII-XVII向剖視圖。
如圖30、圖32、圖33所示，供給排出部602具有液體燃料導(dǎo)入管622；燃燒器板624，其以包圍液體燃料導(dǎo)入管622的方式設(shè)置于液體燃料導(dǎo)出入管622的上端部；5根管材626、628、630、632、634，其排列在液體燃料導(dǎo)入管622的周?chē)?br> 例如，液體燃料導(dǎo)入管622由不銹鋼等管狀金屬材料制成，在液體燃料導(dǎo)入管622內(nèi)填充有吸液材料623。吸液材料623是吸收液體的材料，吸液材料623例如包括用粘接材料固定無(wú)機(jī)纖維或有機(jī)纖維所形成的材料，燒結(jié)無(wú)機(jī)粉末所形成的材料，用粘接材料固定無(wú)機(jī)粉末所形成的材料，石墨和玻璃化碳的混合體等。具體地說(shuō)，氈材料、陶瓷多孔質(zhì)材料、纖維材料、碳多孔質(zhì)材料等可以用作吸液材料623。
例如，管材626、628、630、632、634由不銹鋼等管狀金屬材料制成。
例如，燃燒器板624也由不銹鋼等板狀金屬材料制成。在燃燒器板624的中央部形成有貫通孔，在此貫通孔中嵌入有液體燃料導(dǎo)入管622，液體燃料導(dǎo)入管622與燃燒器板624接合在一起。在此，液體燃料導(dǎo)入管622例如通過(guò)釬焊與燃燒器板624接合。作為釬料，其具有比流過(guò)液體燃料導(dǎo)入管622和燃燒器板624的流體的溫度之中的最高溫度還高的熔點(diǎn)，特別優(yōu)選的是熔點(diǎn)在700度以上、且在金中含有銀、銅、鋅、鎘的金釬料，以金、銀、鋅、鎳為主要成分的釬料，或者以金、鈀、銀為主成分的釬料。另外，隔壁以使其突出的方式設(shè)置在燃燒器板624的一個(gè)表面上。隔壁的一部分以遍及燃燒器板624的整個(gè)外邊緣的方式進(jìn)行設(shè)置，而另一部分則以遍及徑向的方式進(jìn)行設(shè)置，燃燒器板624與低溫反應(yīng)部606的下表面接合，由此在接合面上形成燃燒用流路625，液體燃料導(dǎo)入管622被燃燒用流路625所圍繞。在燃燒用流路625的壁面上，附載著使燃燒混合氣體燃燒的燃燒用催化劑。作為燃燒用催化劑，例如可列舉出鉑。此外，液體燃料導(dǎo)入管622內(nèi)的吸液材料623填充到燃燒器板624的位置。
如圖30、圖32所示，高溫反應(yīng)部604、低溫反應(yīng)部606及連結(jié)部608將層疊的絕緣板640和基底板642作為共同的基體。為此，絕緣板640成為高溫反應(yīng)部604、低溫反應(yīng)部606及連結(jié)部608共同的下底面，連結(jié)部608的下底面相對(duì)于高溫反應(yīng)部604的下底面為同一平面，與此同時(shí)，還相對(duì)于低溫反應(yīng)部606的下底面為同一平面。
基底板642包括成為低溫反應(yīng)部606的基體的基底部652、成為高溫反應(yīng)部604的基體的基底部654和成為連結(jié)部608的基體的連結(jié)基底部656?；装?42是將基底部652、基底部654和連結(jié)基底部656一體形成的，在連結(jié)基底部656被設(shè)計(jì)為中間變細(xì)的狀態(tài)。該基底板642例如由不銹鋼等板狀金屬材料制成。
絕緣板640包括成為低溫反應(yīng)部606的基體的基底部662、成為高溫反應(yīng)部604的基體的基底部664和成為連結(jié)部608的基體的連結(jié)基底部666。絕緣板640是將基底部662、基底部664和連結(jié)基底部666一體形成的，在連結(jié)基底部666被設(shè)計(jì)為中間變細(xì)的狀態(tài)。該絕緣板640例如由陶瓷等電絕緣體制成。
如圖32、圖34所示，在將絕緣板640與基底板642接合的狀態(tài)下，貫通孔671～678貫通基底板642的基底部652以及絕緣板640的基底部662。
如圖30、圖32所示，絕緣板640的基底部662成為低溫反應(yīng)部606的下底面，在低溫反應(yīng)部606的下底面上通過(guò)釬焊等接合有管材626、628、630、632、634及液體燃料導(dǎo)入管622。在此，管材626通向貫通孔671，管材628通向貫通孔672，管材630通向貫通孔673，管材632通向貫通孔674，管材634通向貫通孔675，液體燃料導(dǎo)入管622通向貫通孔678。
此外，如圖32、圖33、圖34所示，燃燒器板624與低溫反應(yīng)部606的下底面接合，而燃燒器板624的燃燒用流路625的一端部通向貫通孔676，燃燒用流路625的另一端部通向貫通孔677。
如圖34所示，在基底板642上形成有改質(zhì)燃料供給流路702、連通流路704、空氣供給流路706、混合室708、燃燒燃料供給流路7 10、燃燒室712、排氣流路714、燃燒燃料供給流路716以及排氣室718。
改質(zhì)燃料供給流路702被形成為從貫通孔678開(kāi)始，通過(guò)連結(jié)基底部656到達(dá)基底部654的角部。混合室708在基底部652上被形成為四角形狀。連通流路704被形成為從基底部654的角部開(kāi)始，通過(guò)連結(jié)基底部656到達(dá)混合室708?？諝夤┙o流路706被形成為從貫通孔675到達(dá)混合室708。
燃燒室712在基底部654的中央部形成為“C”字狀。在該燃燒室712的壁面上，附載有使燃燒混合氣體燃燒的燃燒用催化劑。
燃燒燃料供給流路710被形成為從貫通孔672開(kāi)始，通過(guò)連結(jié)基底部656到達(dá)燃燒室712。排氣流路714被形成為從貫通孔677到達(dá)貫通孔673，同時(shí)從燃燒室712開(kāi)始，通過(guò)連結(jié)基底部656到達(dá)貫通孔673。燃燒燃料供給流路716在基底部652上被形成為從貫通孔674到達(dá)貫通孔676。排氣室718在基底部652上被形成為矩形形狀，在排氣室718的角部與貫通孔671連通。
在基底部652上設(shè)置有一氧化碳去除器500B。該一氧化碳去除器500B應(yīng)用了第4實(shí)施方案的反應(yīng)器500，一氧化碳去除器500B采用與圖26～圖29所示的第4實(shí)施方案的反應(yīng)器500相同的結(jié)構(gòu)。
而且圖35所示的一氧化碳去除器500B的剖面對(duì)應(yīng)于圖28所示的反應(yīng)器500的剖面，圖36所示的一氧化碳去除器500B的剖面對(duì)應(yīng)于圖29所示的反應(yīng)器500的剖面。
如圖30、圖32所示，一氧化碳去除器500B的底板530與基底部652的上表面接合。利用底板530，蓋住改質(zhì)燃料供給流路702的一部分、排氣流路714的一部分、燃燒燃料供給流路710的一部分、連通流路704的一部分、空氣供給流路706、混合室708、燃燒燃料供給流路716和排氣室718。在底板530上形成的導(dǎo)入口532位于混合室708的角部709之上，在底板530上形成的排出口534位于排氣室718的角部719之上。
該一氧化碳去除器500B在箱型構(gòu)件510和底板530的內(nèi)面、隔板520、隔板540及隔離板550上附載有一氧化碳選擇氧化催化劑(例如鉑)。
其次，在基底部654上設(shè)置有改質(zhì)器400B。該改質(zhì)器400B應(yīng)用了第3實(shí)施方案的反應(yīng)器400，與圖20～圖23所示的反應(yīng)器400一樣構(gòu)成改質(zhì)器400B。
而且圖36所示的改質(zhì)器400B的剖面對(duì)應(yīng)于圖22所示的反應(yīng)器400的剖面。
如圖30、圖32所示，改質(zhì)器400B的底板430與基底部654的上表面接合。利用底板430，蓋住改質(zhì)燃料供給流路702的一部分、排氣流路714的一部分、燃燒燃料供給流路710的一部分、連通流路704的一部分和燃燒室712。底板430上所形成的導(dǎo)入口432位于改質(zhì)燃料供給流路702的端部703之上，底板430上所形成的排出口434位于連通流路704的端部705之上。
該改質(zhì)器400B在箱型構(gòu)件410和底板430的內(nèi)表面和隔板420上附載有改質(zhì)催化劑(例如Cu/ZnO類(lèi)催化劑、Pd/ZnO類(lèi)催化劑)。
如圖32所示，改質(zhì)器400B的底板430和一氧化碳去除器500B的底板530是在由連結(jié)蓋680進(jìn)行連結(jié)的狀態(tài)下一體形成的。使底板430、底板530和連結(jié)蓋680成為一體的板材690在連結(jié)蓋680被設(shè)計(jì)為中間變細(xì)的狀態(tài)。該板材690與基底板642接合，而板材690的連結(jié)蓋680與基底板642的連結(jié)基底部656接合，由此便構(gòu)成連結(jié)部608。在該連結(jié)部608中，用連結(jié)蓋680蓋住改質(zhì)燃料供給流路702的一部分、排氣流路714的一部分、燃燒燃料供給流路710的一部分和連通流路704的一部分。
如圖30等所示，連結(jié)部608的外形例如為棱柱狀，連結(jié)部608的寬度比高溫反應(yīng)部604的寬度及低溫反應(yīng)部606的寬度更窄，連結(jié)部608的高度也比高溫反應(yīng)部604的高度及低溫反應(yīng)部606的高度更低。而且連結(jié)部608架設(shè)在高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606之間，連結(jié)部608在高溫反應(yīng)部604的寬度方向的中央部與高溫反應(yīng)部604連接，同時(shí)在低溫反應(yīng)部606的寬度方向的中央部與低溫反應(yīng)部606連接。
此外，如上所述，在連結(jié)部608上設(shè)置有改質(zhì)燃料供給流路702、連通流路704、燃燒燃料供給流路710及排氣流路714。
下面就供給排出部602、高溫反應(yīng)部604、低溫反應(yīng)部606及連結(jié)部608的內(nèi)側(cè)所設(shè)置的流路進(jìn)行說(shuō)明。
圖37表示在本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件中，從供給由氣體燃料和空氣構(gòu)成的燃燒混合氣體之后到排出作為生成物的水等為止的路徑。
圖38表示在本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件中，從供給液體燃料和水之后到排出作為生成物的氫氣等為止的路徑。
在此，說(shuō)明圖37、圖38和圖31的對(duì)應(yīng)關(guān)系，液體燃料導(dǎo)入管622相當(dāng)于氣化器610，燃燒用流路625相當(dāng)于第一燃燒器612，燃燒室712相當(dāng)于第二燃燒器。
如圖32所示，在低溫反應(yīng)部606的下表面即絕緣板640的下表面上，電熱絲720被布設(shè)為呈蜿蜒狀態(tài)的圖案，從低溫反應(yīng)部606通過(guò)連結(jié)部608到高溫反應(yīng)部604，在它們的下表面上，電熱絲722被布設(shè)為呈蜿蜒狀態(tài)的圖案。從低溫反應(yīng)部606的下表面通過(guò)燃燒器板624的表面到液體燃料導(dǎo)入管622的側(cè)面，布設(shè)有電熱絲724。在此，在液體燃料導(dǎo)入管622的側(cè)面及燃燒器板624的表面上，形成有氮化硅、氧化硅等絕緣膜，在該絕緣膜的表面上形成有電熱絲724。通過(guò)在絕緣膜或絕緣板640上布設(shè)電熱絲720、722、724，欲施加的電壓不會(huì)加在金屬材料制基底板642、液體燃料導(dǎo)入管622、燃燒器板624等上，從而能夠使電熱絲720、722、724的發(fā)熱效率得以提高。
電熱絲720、722、724是從絕緣膜或絕緣板640起按防擴(kuò)散層、發(fā)熱層的順序?qū)盈B而成的。發(fā)熱層是3層中電阻率最低的材料(例如Au)，當(dāng)對(duì)電熱絲720、722、724施加電壓時(shí)，電流則集中流過(guò)而發(fā)熱。防擴(kuò)散層是這樣一種材料，即使電熱絲720、722、724發(fā)熱，發(fā)熱層材料也難以向防擴(kuò)散層進(jìn)行熱擴(kuò)散，且防擴(kuò)散層的材料也難以向發(fā)熱層進(jìn)行熱擴(kuò)散，防擴(kuò)散層優(yōu)選使用熔點(diǎn)較高且反應(yīng)性較低的物質(zhì)(例如，W)。此外，在防擴(kuò)散層相對(duì)于絕緣膜是粘接性低且容易剝離的情況下，也可以進(jìn)一步在絕緣膜和防擴(kuò)散層之間設(shè)置粘接層，作為粘接層，無(wú)論是對(duì)于防擴(kuò)散層、還是對(duì)于絕緣膜或絕緣板640，都是由粘接性?xún)?yōu)良的材料(例如Ta、Mo、Ti、Cr)構(gòu)成。電熱絲720在啟動(dòng)時(shí)對(duì)低溫反應(yīng)部606加熱，電熱絲722在啟動(dòng)時(shí)對(duì)高溫反應(yīng)部604及連結(jié)部608加熱，電熱絲724對(duì)供給排出部602的氣化器610及第一燃燒器612加熱。此后，若利用含有來(lái)自燃料電池的氫的廢氣使第二燃燒器614燃燒，電熱絲722則作為第二燃燒器612的輔助而加熱高溫反應(yīng)部604及連結(jié)部608。同樣地，在利用含有來(lái)自燃料電池的氫的廢氣使第一燃燒器612燃燒的情況下，電熱絲720則作為第一燃燒器612的輔助而加熱低溫反應(yīng)部606。
此外，電熱絲720、722、724的電阻隨溫度的變化而變化，所以作為根據(jù)電阻值的變化而讀取溫度變化的溫度傳感器發(fā)揮作用。具體地說(shuō)，電熱絲720、722、724的溫度與電阻成正比。
電熱絲720、722、724的端部都位于低溫反應(yīng)部606的下面，這些端部以包圍燃燒器板624的方式進(jìn)行排列。在電熱絲720的兩端部上分別連接有引線(xiàn)731、732，在電熱絲722的兩端部上分別連接有引線(xiàn)733、734，在電熱絲724的兩端部上分別連接有引線(xiàn)735、736。此外，在圖30中，為了便于觀(guān)看附圖，省略了電熱絲720、722、724及引線(xiàn)731～736的圖示。
此外，如圖32所示，也可以在連結(jié)部608的表面上設(shè)置吸附材料728。在此吸附材料728中設(shè)置電熱材料等加熱器，引線(xiàn)737、738分別與吸附材料728連接。吸附材料728通過(guò)加熱而活化，具有吸附作用，通過(guò)吸附后述的殘留在隔熱封裝791的內(nèi)部空間的氣體、自微型反應(yīng)器組件600泄漏到隔熱封裝791的內(nèi)部空間的氣體和自外部侵入隔熱封裝791內(nèi)的氣體，來(lái)抑制因隔熱封裝791的內(nèi)部空間的真空度的惡化所引起的隔熱效果的下降。作為吸附材料728的材料，可以列舉出鋯、鋇、鈦、或釩為主要成分的合金。此外，在圖30中，為了便于觀(guān)看附圖，省略了引線(xiàn)737、738的圖示。
本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件600為了抑制熱損失，也與上述第2實(shí)施方案的情況一樣，可以用隔熱封裝791(隔熱容器)來(lái)覆蓋微型反應(yīng)器組件600的整體。此時(shí)的結(jié)構(gòu)由于與第2實(shí)施方案的情況相同，故在此省略其說(shuō)明。
此外，由于本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件600的動(dòng)作與上述第2實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件600的動(dòng)作相同，故在此省略其說(shuō)明。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方案，利用隔板420增強(qiáng)高溫反應(yīng)部604的改質(zhì)器400B以提高剛性，利用隔板520、540增強(qiáng)低溫反應(yīng)部606的一氧化碳去除器500B以提高剛性。特別地，由于改質(zhì)器400B及一氧化碳去除器500B收納在真空的隔熱封裝791內(nèi)，雖然作用有改質(zhì)器400B及一氧化碳去除器500B發(fā)生膨脹這樣的應(yīng)力，但由于隔板420與改質(zhì)器400B內(nèi)接合，隔板520、540與一氧化碳去除器500B內(nèi)接合，因此能夠抑制改質(zhì)器400B及一氧化碳去除器500B的膨脹和變形。
此外，隔熱封裝791的內(nèi)部空間成為隔熱空間，高溫反應(yīng)部604與低溫反應(yīng)部606分離，從高溫反應(yīng)部604到低溫反應(yīng)物606的間隔相當(dāng)于連結(jié)部608的長(zhǎng)度。因此，從高溫反應(yīng)部604到低溫反應(yīng)部606的傳熱的路徑僅限于連結(jié)部608，限定了向不需要高溫的低溫反應(yīng)部606的傳熱。特別地，由于連結(jié)部608的高度及寬度比高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606的高度和寬度更小，所以能夠顯著抑制通過(guò)連結(jié)部608的熱傳導(dǎo)。因此，在能夠抑制高溫反應(yīng)部604的熱損失的同時(shí)，還能夠抑制將低溫反應(yīng)部606升溫到設(shè)定溫度以上。也就是說(shuō)，即使在一個(gè)隔熱封裝791內(nèi)收納高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606的情況下，也能夠在高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606之間產(chǎn)生溫度差。
另外，由于連通低溫反應(yīng)部606和高溫反應(yīng)部604之間的流路702、704、710、714成為匯集在一個(gè)連結(jié)部608的狀態(tài)，所以能夠減少在連結(jié)部608等中產(chǎn)生的應(yīng)力。也就是說(shuō)，由于在高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606之間存在溫度差，所以與低溫反應(yīng)部606相比，高溫反應(yīng)部604進(jìn)一步膨脹，但由于高溫反應(yīng)部604除了與連結(jié)部608的連結(jié)部以外成為自由端，因此能夠抑制在連結(jié)部608等中產(chǎn)生的應(yīng)力。特別地，連結(jié)部608的高度和寬度比高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606更小，進(jìn)而連結(jié)部608在高溫反應(yīng)部604及低溫反應(yīng)部606的寬度方向的中央部連結(jié)著高溫反應(yīng)部604及低溫反應(yīng)部606，所以，能夠抑制連結(jié)部608、高溫反應(yīng)部604及低溫反應(yīng)部606的應(yīng)力的發(fā)生。
管材626、628、630、632、634及液體燃料導(dǎo)入管622向隔熱封裝791的外側(cè)延伸出來(lái)，它們?nèi)寂c低溫反應(yīng)部606連結(jié)。因此，能夠抑制從高溫反應(yīng)部604向隔熱封裝791外的直接傳熱，能夠抑制高溫反應(yīng)部604的熱損失。因此，即使在一個(gè)隔熱封裝791內(nèi)收納高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606的情況下，也能夠在高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606之間產(chǎn)生溫度差。
由于連結(jié)部608的下面、高溫反應(yīng)部604的下面及低溫反應(yīng)部606的下面為同一平面，所以能夠比較簡(jiǎn)單地布設(shè)電熱絲722，能夠抑制電熱絲722的斷線(xiàn)。
此外，由于在液體燃料導(dǎo)入管622內(nèi)填充有吸液材料623，并將液體燃料導(dǎo)入管622作為氣化器610，所以既可以謀求微型反應(yīng)器組件600的小型化和簡(jiǎn)略化，又能夠形成混合液的氣化所必須的溫度狀態(tài)(例如，液體燃料導(dǎo)入管622的上部成為120℃的狀態(tài))。
此外，由于在液體燃料導(dǎo)入管622的上端部，將燃燒器板624設(shè)置在液體燃料導(dǎo)入管622的周?chē)⑶乙后w燃料導(dǎo)入管622內(nèi)的吸液材料623被填充到燃燒器板624的高度的位置，所以能夠在混合液的氣化中高效地使用第一燃燒器612中的燃燒熱。
此外，本發(fā)明并不局限于上述的實(shí)施方案，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，也能夠進(jìn)行各種改良及設(shè)計(jì)變更。
例如，雖然在低溫反應(yīng)部606和高溫反應(yīng)部604之間架設(shè)一個(gè)連結(jié)部608，但也可以在低溫反應(yīng)部606和高溫反應(yīng)部604之間架設(shè)多個(gè)連結(jié)部。
此外，在反應(yīng)器500、一氧化碳去除器500B中，雖然在箱型構(gòu)件510內(nèi)收納一塊隔離板以隔出2個(gè)空間，但也可以在箱型構(gòu)件510內(nèi)收納多塊隔離板以隔出更多個(gè)空間。此時(shí)，在各空間內(nèi)與隔板520、540同樣地收納隔板。
(第6實(shí)施方案)下面說(shuō)明本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第6實(shí)施方案。此外，與上述各實(shí)施方案相同或等同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同或等同的符號(hào)，并簡(jiǎn)化或省略其說(shuō)明。
圖39是從斜上方觀(guān)察本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第6實(shí)施方案的反應(yīng)器的分解立體圖。
圖40是在本實(shí)施方案的各隔板上組裝隔離板的狀態(tài)的反應(yīng)器的分解立體圖。
圖41A、41B是本實(shí)施方案的反應(yīng)器的俯視圖及側(cè)視圖。
圖42是圖41B的IV-IV向剖視圖。
圖43是圖41B的V-V向剖視圖。
如圖39～圖43所示，本實(shí)施方案的反應(yīng)器800包括在下底面開(kāi)口的箱型構(gòu)件810，封閉箱型構(gòu)件810的下底面開(kāi)口的底板830，立設(shè)在底板830上、且收納在箱型構(gòu)件810內(nèi)的隔板(第3隔板隔斷構(gòu)件)820，收納在箱型構(gòu)件810內(nèi)、通過(guò)與隔板820的交差組合而在上下隔斷箱型構(gòu)件810內(nèi)的空間的隔離板850。
箱型構(gòu)件810、隔板820、底板830及隔離板850既可以由不銹鋼這一板狀的金屬材料制成，也可以由陶瓷材料制成，還可以由玻璃材料制成，也可以由樹(shù)脂材料制成。
如圖39所示，箱型構(gòu)件810形成為下底面開(kāi)口的長(zhǎng)方體狀，其具有呈長(zhǎng)方形的頂板812；一對(duì)側(cè)板814、814，其設(shè)置在頂板812的四條邊中相對(duì)的兩邊上，以相對(duì)于頂板812垂直相連的狀態(tài)進(jìn)行連接；一對(duì)側(cè)板816、816，其設(shè)置在頂板812的另一相對(duì)的兩邊上，以相對(duì)于頂板812垂直相連的狀態(tài)進(jìn)行連接。側(cè)板814以相對(duì)于側(cè)板816垂直相連的狀態(tài)進(jìn)行連接，利用這四塊側(cè)板814、814、816、816將箱型構(gòu)件設(shè)計(jì)成長(zhǎng)方形框狀。在這樣的箱型構(gòu)件810的開(kāi)口中插入隔板820和隔離板850，在將隔板820收納在箱型構(gòu)件810內(nèi)的狀態(tài)下，利用底板830封閉箱型構(gòu)件810的開(kāi)口，箱型構(gòu)件810便與底板830接合。
為了使底板830與頂板812平行，底板830的邊緣部接合在側(cè)板814、814、816、816的下邊部。這樣，利用底板830封閉箱型構(gòu)件810的下底面開(kāi)口，由此便構(gòu)成具有中空的平行六面體狀的反應(yīng)容器。
隔板820被設(shè)計(jì)為矩形波狀，其具有在兩側(cè)對(duì)置的一對(duì)增強(qiáng)部(隔壁)822、822；在2個(gè)增強(qiáng)部822、822之間與增強(qiáng)部822、822對(duì)置的7個(gè)隔斷部(隔壁)824、824…；于隔斷部824的四條邊中的一條邊上，在鄰接的隔斷部824和隔斷部824之間、或者在鄰接的隔斷部824和增強(qiáng)部822之間進(jìn)行連結(jié)的8個(gè)折返部826、826、…。折返部826被連接為相對(duì)于增強(qiáng)部822、822或隔斷部824、824、…的長(zhǎng)度方向成直角。折返部826彼此交替地與增強(qiáng)部822、822或隔斷部824、824、…的兩個(gè)端部中的單個(gè)端部連接在一起。
在構(gòu)成隔板820的增強(qiáng)部822、822、隔斷部824、824、…及與之形成為一體的折返部826、826、…在高度方向的中央位置，沿增強(qiáng)部822、822或隔斷部824、824、…的長(zhǎng)度方向形成延伸到它的中央位置的切口825、825、…。切口825形成為與底板830平行，切口825的高度等于隔離板850的厚度，通過(guò)在此切口825、825、…中插入隔離板850，就能夠在上下將增強(qiáng)部822、822及隔斷部824、824、…的端部、折返部826、826、…一分為二。
隔離板850是與底板830尺寸幾乎相同的大致呈矩形形狀的板材。在隔離板850的一邊的側(cè)邊緣部，以相對(duì)于側(cè)邊緣部正交的方式形成從側(cè)邊緣部延伸到短邊方向的中央位置的切口855、855、…。按與隔板820的折返部826的寬度幾乎相同的間隔，分別與隔斷部824、824、…平行地形成7個(gè)切口855。這些切口855、855、…的寬度分別等于隔斷部824、824、…的厚度。此外，形成隔板820的切口825、825、…和對(duì)應(yīng)的隔離板850的切口855、855、…，以便使其長(zhǎng)度之和大于等于隔板820及隔離板850的切口方向的長(zhǎng)度。
然后，如圖40所示，在使隔板820的切口825、825、…和對(duì)應(yīng)的隔離板850的切口855、855、…相互定位的狀態(tài)下，相對(duì)于隔板820的切口825、825、…，插入隔離板850的一邊的側(cè)邊緣部，在將隔離板850的切口855、855、…嵌入隔板820的未形成切口825、825的部分的同時(shí)，將隔板820的切口825、825、…嵌入隔離板850的未形成切口855、855、…的部分，由此，隔板820和隔離板850便組裝固定在一起。
在隔離板850的短邊方向的兩側(cè)緣部的一部分中，形成嵌入增強(qiáng)部822、822的切口825、825、…的凸部857、857、…。凸部857從側(cè)緣部突出，從隔離板850的短邊方向的中央位置延伸到長(zhǎng)邊方向的另一緣部。該凸部857以相當(dāng)于增強(qiáng)部822的厚度從側(cè)緣部突出，在嵌入增強(qiáng)部822的切口825的狀態(tài)下，與增強(qiáng)部822的側(cè)面成為同一平面。
組裝的隔板820及隔離板850優(yōu)選的是在組裝部分通過(guò)焊接或釬焊等進(jìn)行接合。
這種隔板820以波高方向與側(cè)板814平行的方式收納在箱型構(gòu)件810內(nèi)，隔板820的增強(qiáng)部822、822的外側(cè)面成為隔板820兩側(cè)的板狀部，以面向側(cè)板814、814的狀態(tài)與之抵接(面接觸)，折返部826、826、…的外側(cè)面也以面向側(cè)板816、816的狀態(tài)與之抵接(面接觸)。優(yōu)選通過(guò)焊接接合增強(qiáng)部822、822的外側(cè)面和側(cè)板814、814，也優(yōu)選通過(guò)焊接接合折返部826、826、…的外側(cè)面和側(cè)板816、816。
折返部826的上邊部、增強(qiáng)部822及隔斷部824的上邊部與箱型構(gòu)件810的頂板812抵接，優(yōu)選通過(guò)焊接進(jìn)行接合。折返部826的下邊部及箱型構(gòu)件810的下邊部與底板830抵接，優(yōu)選通過(guò)焊接進(jìn)行接合。
由此，箱型構(gòu)件810、底板830通過(guò)隔板820、隔離板850來(lái)增強(qiáng)，從而反應(yīng)器800的反應(yīng)容器的剛性得以提高。
這樣，由于隔板820收納在箱型構(gòu)件810內(nèi)，箱型構(gòu)件810和底板830構(gòu)成的中空在左右方向由增強(qiáng)部822及隔斷部824進(jìn)行隔斷，在上下方向由隔離板850進(jìn)行隔斷，從而劃分為多個(gè)空間。
多個(gè)隔斷部824、824、…中，于兩塊隔斷部824、824上夾持著切口825而在上下形成貫通孔(第1貫通孔)828a、828b，在其它隔斷部824上，則僅在切口825的上側(cè)形成貫通孔828a或僅在下側(cè)形成貫通孔828b，通過(guò)這些貫通孔828a、828b，使水平方向上彼此鄰接的空間相連通。貫通孔828a、828b例如形成為長(zhǎng)方形狀，離開(kāi)隔斷部824的長(zhǎng)度方向端部而形成，而且離開(kāi)上邊部或下邊部而形成。
在隔離板850上，形成有貫通孔(第3貫通孔)852，通過(guò)各貫通孔852，使上下鄰接的空間彼此連通。具體地說(shuō)，在隔離板850的一側(cè)緣部上，于右側(cè)部分形成5個(gè)貫通孔852，于左側(cè)部形成1個(gè)貫通孔852。貫通孔852例如形成為正方形狀，離開(kāi)隔離板850的一側(cè)緣部而形成，而且離開(kāi)各自的切口855而形成。利用這些貫通孔828a、828b及852，使空間818、818、…和空間819、819、…成為一系列鋸齒狀的流路。
在底板830上形成通向這些多個(gè)空間819、819、…中任何一個(gè)內(nèi)的導(dǎo)入口832，在底板830形成通向其它空間819的排出口834。
在該反應(yīng)器800中，當(dāng)利用泵等使反應(yīng)物流入導(dǎo)入口832時(shí)，反應(yīng)物則流過(guò)空間818、818、…和空間819、819、…。當(dāng)反應(yīng)物流過(guò)空間818、818、…和空間819、819、…時(shí)，由反應(yīng)物生成生成物。然后，從排出口834向外排出生成物。在各空間818、819內(nèi)，反應(yīng)物流向隔板820、840的波高方向。
這樣，根據(jù)本實(shí)施方案，在反應(yīng)器800中，將隔板820及隔離板850收納在箱型構(gòu)件810內(nèi)，并利用底板830封閉箱型構(gòu)件810的下面開(kāi)口，由此能夠在箱型構(gòu)件810內(nèi)容易地形成一系列鋸齒狀的流路，能夠容易地進(jìn)行它的制造，同時(shí)利用隔板820及隔離板850增強(qiáng)由箱型構(gòu)件810及底板830構(gòu)成的反應(yīng)容器，從而能夠提高反應(yīng)容器的剛性。
根據(jù)反應(yīng)器800的用途，可以在箱型構(gòu)件810和底板830中的至少一個(gè)外表面上設(shè)置加熱器(例如電熱絲、燃燒器等)，也可以在隔板820(主要是增強(qiáng)部822及隔斷部824的表面)上附載催化劑，還可以在箱型構(gòu)件810和底板830中的至少一個(gè)內(nèi)表面上附載催化劑。
例如，在將反應(yīng)器800作為氣化器使用的情況下，在箱型構(gòu)件810和底板830之中的至少一個(gè)外表面上設(shè)置電熱絲或燃燒器。這樣一來(lái)，作為反應(yīng)物的液體在從導(dǎo)入口832流到排出口834的期間便可以進(jìn)行加熱，從而使液體氣化。由此，作為生成物的氣體便從排出口834流出。
另外，在將反應(yīng)器800用作改質(zhì)器的情況下，于箱型構(gòu)件810和底板830之中的至少一個(gè)外表面上設(shè)置電熱絲或燃燒器，在增強(qiáng)部822及隔斷部824的表面上附載改質(zhì)催化劑(例如，Cu/ZnO類(lèi)催化劑、Pd/ZnO類(lèi)催化劑)。這樣一來(lái)，作為反應(yīng)物的燃料和水的混合氣體(例如，甲醇和水的混合氣體)在從導(dǎo)入口832流到排出口834的期間便可以進(jìn)行加熱，借助于催化劑便可以由混合氣體生成氫氣等。由此，含有氫氣等的混合氣體便可以作為生成物從排出口834流出。
此外，在將反應(yīng)器800用作一氧化碳去除器的情況下，在箱型構(gòu)件810和底板830之中的至少一個(gè)外表面上設(shè)置電熱絲或燃燒器，在增強(qiáng)部822及隔斷部824的表面上附載一氧化碳選擇氧化催化劑(例如，鉑)。這樣一來(lái)，作為反應(yīng)物的氫氣、氧氣和一氧化碳?xì)怏w的混合氣體在從導(dǎo)入口832流到排出口834的期間便可以進(jìn)行加熱，借助于一氧化碳選擇氧化催化劑便可以選擇氧化一氧化碳?xì)怏w。由此，去除了一氧化碳?xì)怏w的氣體便可以作為生成物從排出口834流出。
另外，在將反應(yīng)器800用作燃燒器的情況下，在增強(qiáng)部822及隔斷部824的表面上附載燃燒催化劑(例如鉑)。這樣一來(lái)，作為反應(yīng)物的氫氣和氧氣的混合氣體在從導(dǎo)入口832流到排出口834的期間內(nèi)使氫氣得以燃燒。由此，水作為生成物便可以從排出口834流出。
下面說(shuō)明用于抑制該反應(yīng)容器800的熱損失的隔熱結(jié)構(gòu)。
圖44是在本實(shí)施方案的反應(yīng)器上設(shè)置隔熱封裝的狀態(tài)的透視側(cè)視圖。
隔熱封裝840例如由不銹鋼等金屬材料或陶瓷制成，在隔熱封裝840內(nèi)收納著箱型構(gòu)件810及底板830。在此情況下，使2根管材842、844貫通隔熱封裝840的壁面，在隔熱封裝840內(nèi)，一根管材842的端部與導(dǎo)入口832連接，另一根管材844的端部與排出口834連接。在此，箱型構(gòu)件810及底板830由2根管材842、844支持，當(dāng)箱型構(gòu)件810及底板830處于從隔熱封裝840的內(nèi)表面離開(kāi)的狀態(tài)時(shí)，便可以抑制從箱型構(gòu)件810及底板830向隔熱封裝840的直接熱傳導(dǎo)，從而能夠進(jìn)一步提高隔熱性。再者，通過(guò)對(duì)隔熱封裝840內(nèi)抽真空而使內(nèi)部空間成為低于大氣壓的真空氣壓，便能夠形成真空隔熱構(gòu)造。此外，當(dāng)隔熱封裝840的內(nèi)部空間為真空氣壓時(shí)，由于反應(yīng)器800的反應(yīng)容器內(nèi)為常壓，所以由箱型構(gòu)件810及底板830構(gòu)成的反應(yīng)容器在其膨脹方向承受應(yīng)力。但是，增強(qiáng)部822與箱型構(gòu)件810的側(cè)板814接合，側(cè)板814得以增強(qiáng)，折返部826與側(cè)板816接合，隔壁824的下邊部與底板830接合，底板830得以增強(qiáng)，隔壁824的上邊部與頂板812接合，頂板812得以增強(qiáng)，由此，反應(yīng)容器的整體得以增強(qiáng)，從而就能夠防止因應(yīng)力產(chǎn)生的變形。
(第7實(shí)施方案)下面說(shuō)明本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第7實(shí)施方案。此外，對(duì)與上述各實(shí)施方案相同或等同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同或等同的符號(hào)，并簡(jiǎn)化或省略其說(shuō)明。
圖45是本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第7實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件的側(cè)視圖。
圖46是按功能劃分本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件時(shí)的示意側(cè)視圖。
如圖45、46所示，該微型反應(yīng)器組件600具有與上述第2實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件600相同的結(jié)構(gòu)，具有供給排出部602、引起改質(zhì)反應(yīng)的高溫反應(yīng)部604(第1反應(yīng)部)、引起選擇氧化反應(yīng)的低溫反應(yīng)部606(第2反應(yīng)部)、以及在高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606之間輸送反應(yīng)物和生成物的連結(jié)部608。
在供給排出部602中，主要設(shè)置氣化器610及第一燃燒器612，向第一燃燒器612中分別獨(dú)立地或以混合氣體的形式供給空氣和氣體燃料，借助于它們的催化燃燒來(lái)產(chǎn)生熱量。向氣化器610中分別獨(dú)立地或以混合的狀態(tài)由燃料容器供給水和液體燃料，利用第一燃燒器612的燃燒熱使水和液體燃料氣化。
在高溫反應(yīng)部604中，主要設(shè)置第二燃燒器614及在第二燃燒器614上設(shè)置的改質(zhì)器400B。向第二燃燒器614中分別獨(dú)立地或以混合氣體的形式供給空氣和氣體燃料，借助于它們的催化燃燒來(lái)產(chǎn)生熱量。
由氣化器610向該改質(zhì)器400B中供給水和液體燃料已經(jīng)氣化的混合氣體(第1反應(yīng)物)，利用第二燃燒器614加熱改質(zhì)器400B。在改質(zhì)器400B中，通過(guò)催化反應(yīng)由水蒸氣和氣化的液體燃料生成氫氣等(第1生成物)，還生成微量的一氧化碳?xì)怏w。在燃料為甲醇的情況下，則引起上述化學(xué)式(1)、(2)之類(lèi)的化學(xué)反應(yīng)。
在低溫反應(yīng)部606中，主要設(shè)置一氧化碳去除器800B。利用第一燃燒器612加熱一氧化碳去除器800B，由改質(zhì)器400B供給包含氫氣和通過(guò)上述(2)的化學(xué)反應(yīng)所生成的微量一氧化碳?xì)怏w等的混合氣體(第2反應(yīng)物)，同時(shí)還供給氧(或者也可以是空氣)。在一氧化碳去除器800B中，選擇地氧化混合氣體中的一氧化碳，由此將一氧化碳去除。向燃料電池的燃料極供給去除了一氧化碳的混合氣體(第2生成物氫氣)。
下面使用圖45、圖47～圖51說(shuō)明本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件600的具體結(jié)構(gòu)。
圖47是本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件的分解立體圖。
圖48是圖45的X-X向剖視圖。
圖49是圖45的XI-XI向剖視圖。
圖50是圖45的XII-XII向剖視圖。
圖51是圖45的XIII-XIII向剖視圖。
如圖45、圖47、圖48所示，供給排出部602具有液體燃料導(dǎo)入管622；燃燒器板624，其以包圍液體燃料導(dǎo)入管622的方式設(shè)置于液體燃料導(dǎo)出入管622的上端部；5根管材626、628、630、632、634，其排列在液體燃料導(dǎo)入管622的周?chē)?br> 例如，液體燃料導(dǎo)入管622由不銹鋼等管狀金屬材料制成，在液體燃料導(dǎo)入管622內(nèi)填充有吸液材料623。吸液材料623是吸收液體的材料，吸液材料623例如包括用粘接材料固定無(wú)機(jī)纖維或有機(jī)纖維所形成的材料，燒結(jié)無(wú)機(jī)粉末所形成的材料，用粘接材料固定無(wú)機(jī)粉末所形成的材料，石墨和玻璃化碳的混合體等。具體地說(shuō)，氈材料、陶瓷多孔質(zhì)材料、纖維材料、碳多孔質(zhì)材料等可以用作吸液材料623。
例如，管材626、628、630、632、634由不銹鋼等管狀金屬材料制成。
例如，燃燒器板624也由不銹鋼等板狀金屬材料制成。在燃燒器板624的中央部形成有貫通孔，在此貫通孔中嵌入有液體燃料導(dǎo)入管622，液體燃料導(dǎo)入管622與燃燒器板624接合在一起。在此，液體燃料導(dǎo)入管622例如通過(guò)釬焊與燃燒器板624接合。作為釬料，其具有比流過(guò)液體燃料導(dǎo)入管622和燃燒器板624的流體的溫度之中的最高溫度還高的熔點(diǎn)，特別優(yōu)選的是熔點(diǎn)在700度以上、且在金中含有銀、銅、鋅、鎘的金釬料，以金、銀、鋅、鎳為主要成分的釬料，或者以金、鈀、銀為主成分的釬料。另外，隔壁以使其突出的方式設(shè)置在燃燒器板624的一個(gè)表面上。隔壁的一部分以遍及燃燒器板624的整個(gè)外邊緣的方式進(jìn)行設(shè)置，而另一部分則以遍及徑向的方式進(jìn)行設(shè)置，燃燒器板624與低溫反應(yīng)部606的下表面接合，由此在接合面上形成燃燒用流路625，液體燃料導(dǎo)入管622被燃燒用流路625所圍繞。在燃燒用流路625的壁面上，附載著使燃燒混合氣體燃燒的燃燒用催化劑。作為燃燒用催化劑，例如可列舉出鉑。此外，液體燃料導(dǎo)入管622內(nèi)的吸液材料623填充到燃燒器板624的位置。
如圖45、圖47所示，高溫反應(yīng)部604、低溫反應(yīng)部606及連結(jié)部608將層疊的絕緣板640和基底板642作為共同的基體。為此，絕緣板640成為高溫反應(yīng)部604、低溫反應(yīng)部606及連結(jié)部608共同的下底面，連結(jié)部608的下底面相對(duì)于高溫反應(yīng)部604的下底面為同一平面，與此同時(shí)，還相對(duì)于低溫反應(yīng)部606的下底面為同一平面。
基底板642包括成為低溫反應(yīng)部606的基體的基底部652、成為高溫反應(yīng)部604的基體的基底部654和成為連結(jié)部608的基體的連結(jié)基底部656?；装?42是將基底部652、基底部654和連結(jié)基底部656一體形成的，在連結(jié)基底部656被設(shè)計(jì)為中間變細(xì)的狀態(tài)。該基底板642例如由不銹鋼等板狀金屬材料制成。
絕緣板640包括成為低溫反應(yīng)部606的基體的基底部662、成為高溫反應(yīng)部604的基體的基底部664和成為連結(jié)部608的基體的連結(jié)基底部666。絕緣板640是將基底部662、基底部664和連結(jié)基底部666一體形成的，在連結(jié)基底部666被設(shè)計(jì)為中間變細(xì)的狀態(tài)。該絕緣板640例如由陶瓷等電絕緣體制成。
如圖47、圖49所示，在將絕緣板640與基底板642接合的狀態(tài)下，貫通孔671～678貫通基底板642的基底部652以及絕緣板640的基底部662。
如圖45、圖47所示，絕緣板640的基底部662成為低溫反應(yīng)部606的下底面，在低溫反應(yīng)部606的下底面上通過(guò)釬焊等接合有管材626、628、630、632、634及液體燃料導(dǎo)入管622。在此，管材626通向貫通孔671，管材628通向貫通孔672，管材630通向貫通孔673，管材632通向貫通孔674，管材634通向貫通孔675，液體燃料導(dǎo)入管622通向貫通孔678。
此外，如圖47、圖48、圖49所示，燃燒器板624與低溫反應(yīng)部606的下底面接合，而燃燒器板624的燃燒用流路625的一端部通向貫通孔676，燃燒用流路625的另一端部通向貫通孔677。
如圖49所示，在基底板642上形成有改質(zhì)燃料供給流路702、連通流路704、空氣供給流路706、混合室708、燃燒燃料供給流路710、燃燒室712、排氣流路714、燃燒燃料供給流路716以及排氣室718。
改質(zhì)燃料供給流路702被形成為從貫通孔678開(kāi)始，通過(guò)連結(jié)基底部656到達(dá)基底部654的角部?；旌鲜?08在基底部652上被形成為四角形狀。連通流路704被形成為從基底部654的角部開(kāi)始，通過(guò)連結(jié)基底部656到達(dá)混合室708。空氣供給流路706被形成為從貫通孔675到達(dá)混合室708。
燃燒室712在基底部654的中央部形成為“C”字狀。在該燃燒室712的壁面上，附載有使燃燒混合氣體燃燒的燃燒用催化劑。
燃燒燃料供給流路710被形成為從貫通孔672開(kāi)始，通過(guò)連結(jié)基底部656到達(dá)燃燒室712。排氣流路714被形成為從貫通孔677到達(dá)貫通孔673，同時(shí)從燃燒室712開(kāi)始，通過(guò)連結(jié)基底部656到達(dá)貫通孔673。燃燒燃料供給流路716在基底部652上被形成為從貫通孔674到達(dá)貫通孔676。排氣室718在基底部652上被形成為矩形形狀，在排氣室718的角部與貫通孔671連通。
在基底部652上設(shè)置有一氧化碳去除器800B。該一氧化碳去除器800B應(yīng)用了第6實(shí)施方案的反應(yīng)器800，一氧化碳去除器800B被設(shè)計(jì)為與圖39～圖43所示的反應(yīng)器800相同。
而且圖50所示的一氧化碳去除器800B的剖面對(duì)應(yīng)于上述第6實(shí)施方案的圖42所示的反應(yīng)器800的剖面，圖51所示的一氧化碳去除器800B的剖面對(duì)應(yīng)于圖43所示的反應(yīng)器800的剖面。此外，對(duì)在一氧化碳去除器800B和反應(yīng)器800之間彼此對(duì)應(yīng)的部分標(biāo)注相同的符號(hào)，并省略彼此對(duì)應(yīng)的部分的說(shuō)明。
如圖45、圖47所示，一氧化碳去除器800B的底板830與基底部652的上表面接合。利用底板830，蓋住改質(zhì)燃料供給流路702的一部分、排氣流路714的一部分、燃燒燃料供給流路710的一部分、連通流路704的一部分、空氣供給流路706、混合室708、燃燒燃料供給流路716和排氣室718。在底板830上形成的導(dǎo)入口832位于混合室708的角部709之上，在底板830上形成的排出口834位于排氣室718的角部719之上。
該一氧化碳去除器800B在箱型構(gòu)件810和底板830的內(nèi)面、隔板820、及隔離板850上附載有一氧化碳選擇氧化催化劑(例如鉑)。
其次，在基底部654上設(shè)置有改質(zhì)器400B。對(duì)此改質(zhì)器400B進(jìn)行說(shuō)明，改質(zhì)器400B包括在下底面開(kāi)口的箱型構(gòu)件410，收納在箱型構(gòu)件410內(nèi)的隔板420和封閉箱型構(gòu)件410的下側(cè)開(kāi)口的底板430。在此，不限定隔板420，隔板420是對(duì)應(yīng)于上述第3～第5實(shí)施方案中的隔斷構(gòu)件。此外，也可以是將具有與本實(shí)施方案中的隔斷構(gòu)件820相同結(jié)構(gòu)的隔斷構(gòu)件或其它實(shí)施方案中的隔斷構(gòu)件收納在箱型構(gòu)件410內(nèi)的結(jié)構(gòu)。
箱型構(gòu)件410、隔板420及底板430既可以由不銹鋼這一金屬材料制成，也可以由陶瓷材料制成，還可以由玻璃材料制成，也可以由樹(shù)脂材料制成。
箱型構(gòu)件410具有形成為正方形或長(zhǎng)方形的頂板412；一對(duì)側(cè)板414、414，其設(shè)置在頂板412的四條邊中相對(duì)的兩邊上，以相對(duì)于頂板412垂直相連的狀態(tài)進(jìn)行連接；一對(duì)側(cè)板416、416，其設(shè)置在頂板412的另一相對(duì)的兩邊上，以相對(duì)于頂板412垂直相連的狀態(tài)進(jìn)行連接。側(cè)板414以相對(duì)于側(cè)板416垂直相連的狀態(tài)進(jìn)行連接，用此四塊側(cè)板414、414、416、416設(shè)計(jì)為正方形框狀或長(zhǎng)方形框狀。
為了使底板430與頂板412平行，底板430的邊緣部接合在側(cè)板414、414、416、416的下邊部。這樣，用底板430封閉箱型構(gòu)件410的下面開(kāi)口，由此便構(gòu)成具有中空的平行六面體狀的反應(yīng)容器。
隔板420被設(shè)計(jì)為矩形波狀，其具有在兩側(cè)對(duì)置的一對(duì)增強(qiáng)部422、422；在2個(gè)增強(qiáng)部422、422之間與增強(qiáng)部422對(duì)置的多個(gè)隔斷部424、424…；于隔斷部424的四條邊中的一條邊上，在鄰接的隔斷部424和隔斷部424之間、或者在鄰接的隔斷部424和增強(qiáng)部422之間進(jìn)行連結(jié)的多個(gè)折返部426、426、…。
該隔板420以在波高方向與側(cè)板414平行的方式收納在箱型構(gòu)件410內(nèi)，并在隔板420的增強(qiáng)部422面對(duì)側(cè)板414的狀態(tài)下與之抵接(面接觸)，優(yōu)選增強(qiáng)部422通過(guò)焊接與側(cè)板414接合。在隔板420的折返部426面對(duì)側(cè)板416的狀態(tài)下與之抵接(面接觸)，優(yōu)選折返部426通過(guò)焊接與側(cè)板416接合。
折返部426的上邊部及增強(qiáng)部422的上邊部與箱型構(gòu)件410的頂板412抵接，優(yōu)選通過(guò)焊接進(jìn)行接合。折返部426的下邊部及增強(qiáng)部422的下邊部與底板430抵接，優(yōu)選通過(guò)焊接進(jìn)行接合。
這樣一來(lái)，因?yàn)楦舭?20收納在箱型構(gòu)件410中，所以由箱型構(gòu)件410和底板430構(gòu)成的中空被隔斷部424劃分為多個(gè)空間418、418、…。在這些多個(gè)空間418、418、…中，在底板430上形成通向一側(cè)的增強(qiáng)部422和隔斷部424之間的空間418內(nèi)的導(dǎo)入口432，在底板430上形成通向另一側(cè)的增強(qiáng)部422和隔斷部424之間的空間418內(nèi)的排出口434。
此外，隔斷部424在波高方向的一端部形成有上下一對(duì)貫通孔(第一貫通孔)428、428、…，鄰接的空間418、418通過(guò)貫通孔428、428而連通。因此，將由箱型構(gòu)件410和底板430構(gòu)成的中空設(shè)計(jì)為從導(dǎo)入口432到排出口434的流路狀，此流路便成為鋸齒狀。
如圖45、圖47所示，改質(zhì)器400的底板430與基底部654的上表面接合。利用底板430，蓋住改質(zhì)燃料供給流路702的一部分、排氣流路714的一部分、燃燒燃料供給流路710的一部分、連通流路704的一部分和燃燒室712。在底板430上形成的導(dǎo)入口432位于改質(zhì)燃料供給流路702的端部703之上，在底板430上形成的排出口434位于連通流路704的端部705之上。
在此改質(zhì)器400中，在箱型構(gòu)件410和底板430的內(nèi)表面和隔板420上附載著改質(zhì)催化劑(例如Cu/ZnO類(lèi)催化劑、Pd/ZnO類(lèi)催化劑)。
如圖47所示，改質(zhì)器400B的底板430和一氧化碳去除器800B的底板830是在由連結(jié)蓋680進(jìn)行連結(jié)的狀態(tài)下一體形成的。使底板430、底板830和連結(jié)蓋680成為一體的板材690在連結(jié)蓋680被設(shè)計(jì)為中間變細(xì)的狀態(tài)。該板材690與基底板642接合，而板材690的連結(jié)蓋680與基底板642的連結(jié)基底部656接合，由此便構(gòu)成連結(jié)部608。在該連結(jié)部608中，用連結(jié)蓋680蓋住改質(zhì)燃料供給流路702的一部分、排氣流路714的一部分、燃燒燃料供給流路710的一部分和連通流路704的一部分。
如圖47等所示，連結(jié)部608的外形例如為棱柱狀，連結(jié)部608的寬度比高溫反應(yīng)部604的寬度及低溫反應(yīng)部606的寬度更窄，連結(jié)部608的高度也比高溫反應(yīng)部604的高度及低溫反應(yīng)部606的高度更低。而且連結(jié)部608架設(shè)在高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606之間，連結(jié)部608在高溫反應(yīng)部604的寬度方向的中央部與高溫反應(yīng)部604連接，同時(shí)在低溫反應(yīng)部606的寬度方向的中央部與低溫反應(yīng)部606連接。
此外，如上所述，在連結(jié)部608上設(shè)置有改質(zhì)燃料供給流路702、連通流路704、燃燒燃料供給流路710及排氣流路714。
下面就供給排出部602、高溫反應(yīng)部604、低溫反應(yīng)部606及連結(jié)部608的內(nèi)側(cè)所設(shè)置的流路進(jìn)行說(shuō)明。
圖52表示在本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件中，從供給由氣體燃料和空氣構(gòu)成的燃燒混合氣體之后到排出作為生成物的水等為止的路徑。
圖53表示在本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件中，從供給液體燃料和水之后到排出作為生成物的氫氣為止的路徑。
在此，就圖52、圖53和圖46的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明，液體燃料導(dǎo)入管622相當(dāng)于氣化器610，燃燒用流路625相當(dāng)于第一燃燒器612，燃燒室712相當(dāng)于第二燃燒器712。
如圖47所示，在低溫反應(yīng)部606的下表面即絕緣板640的下表面上，電熱絲720被布設(shè)為呈蜿蜒狀態(tài)的圖案，從低溫反應(yīng)部606通過(guò)連結(jié)部608到高溫反應(yīng)部604，在它們的下表面上，電熱絲722被布設(shè)為呈蜿蜒狀態(tài)的圖案。從低溫反應(yīng)部606的下表面通過(guò)燃燒器板624的表面到液體燃料導(dǎo)入管622的側(cè)面，布設(shè)有電熱絲724。在此，在液體燃料導(dǎo)入管622的側(cè)面及燃燒器板624的表面上，形成有氮化硅、氧化硅等絕緣膜，在該絕緣膜的表面上形成有電熱絲724。通過(guò)在絕緣膜或絕緣板640上布設(shè)電熱絲720、722、724，欲施加的電壓不會(huì)加在金屬材料制基底板642、液體燃料導(dǎo)入管622、燃燒器板624等上，從而能夠使電熱絲720、722、724的發(fā)熱效率得以提高。
電熱絲720、722、724是從絕緣膜或絕緣板640起按防擴(kuò)散層、發(fā)熱層的順序?qū)盈B而成的。發(fā)熱層是3層中電阻率最低的材料(例如Au)，當(dāng)對(duì)電熱絲720、722、724施加電壓時(shí)，電流則集中流過(guò)而發(fā)熱。防擴(kuò)散層是這樣一種材料，即使電熱絲720、722、724發(fā)熱，發(fā)熱層材料也難以向防擴(kuò)散層進(jìn)行熱擴(kuò)散，且防擴(kuò)散層的材料也難以向發(fā)熱層進(jìn)行熱擴(kuò)散，防擴(kuò)散層優(yōu)選使用熔點(diǎn)較高且反應(yīng)性較低的物質(zhì)(例如，W)。此外，在防擴(kuò)散層相對(duì)于絕緣膜是粘接性低且容易剝離的情況下，也可以進(jìn)一步在絕緣膜和防擴(kuò)散層之間設(shè)置粘接層，作為粘接層，無(wú)論是對(duì)于防擴(kuò)散層、還是對(duì)于絕緣膜或絕緣板640，都是由粘接性?xún)?yōu)良的材料(例如Ta、Mo、Ti、Cr)構(gòu)成。電熱絲720在啟動(dòng)時(shí)對(duì)低溫反應(yīng)部606加熱，電熱絲722在啟動(dòng)時(shí)對(duì)高溫反應(yīng)部604及連結(jié)部608加熱，電熱絲724對(duì)供給排出部602的氣化器610及第一燃燒器612加熱。此后，若利用含有來(lái)自燃料電池的氫的廢氣使第二燃燒器614燃燒，電熱絲722則作為第二燃燒器612的輔助而加熱高溫反應(yīng)部604及連結(jié)部608。同樣地，在利用含有來(lái)自燃料電池的氫的廢氣使第一燃燒器612燃燒的情況下，電熱絲720則作為第一燃燒器612的輔助而加熱低溫反應(yīng)部606。
此外，電熱絲720、722、724的電阻隨溫度的變化而變化，所以作為根據(jù)電阻值的變化而讀取溫度變化的溫度傳感器發(fā)揮作用。具體地說(shuō)，電熱絲720、722、724的溫度與電阻成正比。
電熱絲720、722、724的端部都位于低溫反應(yīng)部606的下面，這些端部以包圍燃燒器板624的方式進(jìn)行排列。在電熱絲720的兩端部上分別連接有引線(xiàn)731、732，在電熱絲722的兩端部上分別連接有引線(xiàn)733、734，在電熱絲724的兩端部上分別連接有引線(xiàn)735、736。此外，在圖45中，為了便于觀(guān)看附圖，省略了電熱絲720、722、724及引線(xiàn)731～736的圖示。
此外，如圖47所示，也可以在連結(jié)部608的表面上設(shè)置吸附材料728。在此吸附材料728中設(shè)置電熱材料等加熱器，引線(xiàn)737、738分別與吸附材料728連接。吸附材料728通過(guò)加熱而活化，具有吸附作用，通過(guò)吸附后述的殘留在隔熱封裝791的內(nèi)部空間的氣體、自微型反應(yīng)器組件600泄漏到隔熱封裝791的內(nèi)部空間的氣體和自外部侵入隔熱封裝791內(nèi)的氣體，來(lái)抑制因隔熱封裝791的內(nèi)部空間的真空度的惡化所引起的隔熱效果的下降。作為吸附材料728的材料，可以列舉出鋯、鋇、鈦、或釩為主要成分的合金。此外，在圖45中，為了便于觀(guān)看附圖，省略了引線(xiàn)737、738的圖示。
本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件600為了抑制熱損失，也與上述第2實(shí)施方案的情況一樣，可以用隔熱封裝791(隔熱容器)來(lái)覆蓋微型反應(yīng)器組件600的整體。此時(shí)的結(jié)構(gòu)由于與第2實(shí)施方案的情況相同，故在此省略其說(shuō)明。
此外，由于本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件600的動(dòng)作與上述第2實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件600的動(dòng)作相同，故在此省略其說(shuō)明。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，將立設(shè)在底板830上的隔板820收納在箱型構(gòu)件810內(nèi)，利用底板830來(lái)封閉箱型構(gòu)件810的下面開(kāi)口，由此可以容易地在箱型構(gòu)件810內(nèi)形成流路，從而可以容易地進(jìn)行制造。
此外，由于在增強(qiáng)部822、822或隔斷部824、824、…之間設(shè)置有折返部826、…，折返部826、826、…與箱型構(gòu)件810的側(cè)板816、816抵接，所以能夠牢固地固定箱型構(gòu)件810和隔板820。再者，借助于折返部826、826、…，容易將增強(qiáng)部822及隔斷部824垂直地安裝在隔離板850和底板830上。此外，由于增強(qiáng)部822、822的外表面與箱型構(gòu)件810的側(cè)板814、814抵接，所以在這一點(diǎn)上，也能夠牢固地固定箱型構(gòu)件810和隔板820。
由于在隔斷部824、824、…上形成有貫通孔828a、828b，因而能夠通過(guò)貫通孔828a、828b在水平方向上使彼此鄰接的流路間連通，從而能夠使液體燃料在兩流路間流通。
此外，由于利用隔離板850將流路上下隔斷，因而能夠容易地制造多段流路，并且能夠抑制隔板820向水平方向擴(kuò)展。而且隔板820和隔離板850分別形成了切口825、855，通過(guò)彼此組裝這些切口825、855就能夠牢固地進(jìn)行接合。
再者，由于在隔離板850上形成貫通孔852、…，因而能夠在上下方向使彼此鄰接的流路間連通，從而使液體燃料在兩個(gè)流路間進(jìn)行流通。
此外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，高溫反應(yīng)部604與低溫反應(yīng)部606分離，從高溫反應(yīng)部604到低溫反應(yīng)物606的間隔相當(dāng)于連結(jié)部608的長(zhǎng)度。因此，從高溫反應(yīng)部604到低溫反應(yīng)部606的傳熱的路徑僅限于連結(jié)部608，限定了向不需要高溫的低溫反應(yīng)部606的傳熱。特別地，由于連結(jié)部608的高度及寬度比高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606的高度和寬度更小，所以能夠顯著抑制通過(guò)連結(jié)部608的熱傳導(dǎo)。因此，在能夠抑制高溫反應(yīng)部604的熱損失的同時(shí)，還能夠抑制將低溫反應(yīng)部606升溫到設(shè)定溫度以上。也就是說(shuō)，即使在一個(gè)隔熱封裝791內(nèi)收納高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606的情況下，也能夠在高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606之間產(chǎn)生溫度差。
另外，由于連通低溫反應(yīng)部606和高溫反應(yīng)部604之間的流路702、704、710、714成為匯集在一個(gè)連結(jié)部608的狀態(tài)，所以能夠減少在連結(jié)部608等中產(chǎn)生的應(yīng)力。也就是說(shuō)，由于在高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606之間存在溫度差，所以與低溫反應(yīng)部606相比，高溫反應(yīng)部604進(jìn)一步膨脹，但由于高溫反應(yīng)部604除了與連結(jié)部608的連結(jié)部以外成為自由端，因此能夠抑制在連結(jié)部608等中產(chǎn)生的應(yīng)力。特別地，連結(jié)部608的高度和寬度比高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606更小，進(jìn)而連結(jié)部608在高溫反應(yīng)部604及低溫反應(yīng)部606的寬度方向的中央部連結(jié)著高溫反應(yīng)部604及低溫反應(yīng)部606，所以，能夠抑制連結(jié)部608、高溫反應(yīng)部604及低溫反應(yīng)部606的應(yīng)力的發(fā)生。
管材626、628、630、632、634及液體燃料導(dǎo)入管622向隔熱封裝791的外側(cè)延伸出來(lái)，它們?nèi)寂c低溫反應(yīng)部606連結(jié)。因此，能夠抑制從高溫反應(yīng)部604向隔熱封裝791外的直接傳熱，能夠抑制高溫反應(yīng)部604的熱損失。因此，即使在一個(gè)隔熱封裝791內(nèi)收納高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606的情況下，也能夠在高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606之間產(chǎn)生溫度差。
由于連結(jié)部608的下面、高溫反應(yīng)部604的下面及低溫反應(yīng)部606的下面為同一平面，所以能夠比較簡(jiǎn)單地布設(shè)電熱絲722，能夠抑制電熱絲722的斷線(xiàn)。
此外，由于在液體燃料導(dǎo)入管622內(nèi)填充有吸液材料623，并將液體燃料導(dǎo)入管622作為氣化器610，所以既可以謀求微型反應(yīng)器組件600的小型化和簡(jiǎn)略化，又能夠形成混合液的氣化所必須的溫度狀態(tài)(例如，液體燃料導(dǎo)入管622的上部成為120℃的狀態(tài))。
此外，由于在液體燃料導(dǎo)入管622的上端部，將燃燒器板624設(shè)置在液體燃料導(dǎo)入管622的周?chē)?，并且液體燃料導(dǎo)入管622內(nèi)的吸液材料623被填充到燃燒器板624的高度的位置，所以能夠在混合液的氣化中高效地使用第一燃燒器612中的燃燒熱。
此外，本發(fā)明并不局限于上述的實(shí)施方案，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，也能夠進(jìn)行各種改良及設(shè)計(jì)變更。
例如，雖然通過(guò)焊接將隔板820和隔離板850進(jìn)行接合，但即使通過(guò)玻璃密封來(lái)接合也沒(méi)關(guān)系。箱型構(gòu)件810和隔板820的接合、箱型構(gòu)件810和底板830的接合及隔板820和底板830的接合也都可以通過(guò)玻璃密封來(lái)進(jìn)行。
此外，雖然采用的結(jié)構(gòu)是在隔板820的波高方向上設(shè)置一塊隔離板850，但也可以設(shè)置多塊隔離板850，從而將流路隔成多段。此外，隔斷部824的數(shù)量和貫通孔828a、828b及貫通孔852的個(gè)數(shù)和形狀可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏?。例如，雖然與隔斷部824的上邊部或下邊部分離而形成貫通孔828a、828b，但也可以對(duì)上邊部或下邊部進(jìn)行切口來(lái)形成。
雖然在隔離板850上形成切口855、855…，但只要至少在隔板820側(cè)形成切口825、825、…，就能夠進(jìn)行接合，因而可以設(shè)計(jì)為如下的結(jié)構(gòu)不特別地在隔離板850上形成切口855、855、…，而將隔離板850直接插入隔板820的切口825、825、…中。
再者，在上述實(shí)施方案中，雖然通過(guò)將燃燒器板106、108與底板117接合來(lái)設(shè)置第二燃燒器508，但也可以設(shè)置下方預(yù)先開(kāi)口的箱型構(gòu)件，在第一改質(zhì)器506和第二改質(zhì)器510之間將該箱型構(gòu)件與底板117接合，由此利用底板117來(lái)封閉箱型構(gòu)件的下側(cè)開(kāi)口。在此情況下，箱型構(gòu)件的內(nèi)側(cè)成為燃燒室，但也可以利用隔壁將此燃燒室隔成2個(gè)以上，并形成隔壁的通孔而使之連通。
(第8實(shí)施方案)下面說(shuō)明本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第8實(shí)施方案。
圖54是從斜上方觀(guān)察本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第8實(shí)施方案的反應(yīng)器的分解立體圖。
圖55A、55B是本實(shí)施方案的反應(yīng)器的俯視圖及側(cè)視圖。
圖56是圖55A的III-III向剖視圖。
圖57是圖55A的IV-IV向剖視圖。
如圖54～圖57所示，該反應(yīng)器900包括在一個(gè)面開(kāi)口的杯狀箱型構(gòu)件910，收納在箱型構(gòu)件910內(nèi)的隔板920，以及封閉箱型構(gòu)件910的下側(cè)開(kāi)口的蓋板930。
箱型構(gòu)件910、隔板920、以及蓋板930既可以由不銹鋼這一金屬材料制成，也可以由陶瓷材料等制成，還可以由玻璃材料制成，也可以由樹(shù)脂材料制成。
箱型構(gòu)件910具有形成為正方形或長(zhǎng)方形的頂板912；一對(duì)側(cè)板914、914，其設(shè)置在頂板912的四條邊中相對(duì)的兩邊上，以相對(duì)于頂板912垂直相連的狀態(tài)進(jìn)行連接；一對(duì)側(cè)板916、916，其設(shè)置在頂板912的另一相對(duì)的兩邊上，以相對(duì)于頂板912垂直相連的狀態(tài)進(jìn)行連接。側(cè)板914以相對(duì)于側(cè)板916垂直相連的狀態(tài)進(jìn)行連接，用此四塊側(cè)板914、914、916、916設(shè)計(jì)為正方形框狀或長(zhǎng)方形框狀，頂板912設(shè)置在其上方。
為了使蓋板930與頂板912平行，蓋板930的邊緣部接合在側(cè)板914、914、916、916的下邊部。這樣，用蓋板930封閉箱型構(gòu)件910的下面開(kāi)口，由此便構(gòu)成具有中空的平行六面體狀的反應(yīng)容器。
隔板920具有被設(shè)計(jì)為三角波狀的蔓草折彎的波紋板狀(corrugateplate shape)的形狀。也就是說(shuō)，隔板920具有彼此對(duì)置的多個(gè)矩形板狀的第一隔斷部922、922、…，在第一隔斷部922的上邊和其相鄰的第一隔斷部922的下邊之間進(jìn)行連結(jié)的多個(gè)第二隔斷部924、924、…。第一隔斷部922和第二隔斷部924的連結(jié)部位成為棱線(xiàn)，在此棱線(xiàn)處折返隔板920。
將隔板920收納在箱型構(gòu)件910內(nèi)，以便使該隔板920的波高方向與側(cè)板914及側(cè)板916兩者平行，使隔板920的一邊的折返棱線(xiàn)與箱型構(gòu)件910的頂板912形成線(xiàn)接觸。此外，使隔板920的另一邊的折返棱線(xiàn)與蓋板930形成線(xiàn)接觸，利用蓋板930壓入隔板920，利用蓋板930封閉箱型構(gòu)件910。由此，第一隔斷部922及第二隔斷部924便處于彎曲的狀態(tài)。
由于隔板920收納在箱型構(gòu)件910內(nèi)，因而利用隔板920將由箱型構(gòu)件910和蓋板930構(gòu)成的中空劃分為多個(gè)反應(yīng)室918、918、…。
這樣，將隔板920壓入箱型構(gòu)件910和蓋板930的空間內(nèi)。由于第一隔斷部922及第二隔斷部924處于彎曲的狀態(tài)，因而利用第一隔斷部922及第二隔斷部924的反抗應(yīng)力，能夠使隔板920的折返棱線(xiàn)處于與頂板912及蓋板930強(qiáng)力密合的狀態(tài)。此外，成為隔板920的波形狀的兩邊緣分別與側(cè)板916、916抵接，隔板920的兩側(cè)的隔斷部922、922分別與側(cè)板914、914形成面接觸。這樣，隔板920與箱型構(gòu)件910和蓋板930的內(nèi)表面抵接并密合，由此不通過(guò)焊接等進(jìn)行接合便能夠提高各反應(yīng)室918的氣密性。
此外，還可以通過(guò)焊接等將隔板920的一邊的折返棱線(xiàn)與頂板912接合，也可以通過(guò)焊接等將隔板920的另一邊的折返棱線(xiàn)與蓋板930接合。此外，既可以通過(guò)焊接等將成為隔板920的波形狀的兩邊緣與側(cè)板916、916接合，也可以通過(guò)焊接等將隔板920兩側(cè)的隔斷部922、922分別與側(cè)板914、914接合。這樣，由于通過(guò)焊接等進(jìn)行接合，因而能夠進(jìn)一步提高各反應(yīng)室918的氣密性，同時(shí)還能夠提高反應(yīng)器900的剛性。
在多個(gè)反應(yīng)室918、918、…中，在蓋板930上形成導(dǎo)入口932，其通向一端的第一隔斷部922和與其相連的第二隔斷部924之間的反應(yīng)室918內(nèi)；在蓋板930上形成排出口934，其通向與另一端的第一隔斷部922相連的第二隔斷部924和與其相連的相反側(cè)的第一隔斷部922之間的反應(yīng)室918內(nèi)。
此外，在除兩側(cè)的第一隔斷部922、922外的各第一隔斷部922上，于一側(cè)的側(cè)板916的旁邊，例如形成矩形狀的連接口926。此外，在除面向通往排出口934的反應(yīng)室918的第二隔斷部924外的各第二隔斷部924上，于另一側(cè)的側(cè)板916的旁邊，例如形成矩形狀的連接口928。由此，與導(dǎo)入口932連通的反應(yīng)室918經(jīng)由第二隔斷部924上形成的連接口928而通向鄰接的其它反應(yīng)室918；與排出口934連通的反應(yīng)室918經(jīng)由第一隔斷部922上形成的連接口926而通向鄰接的其它反應(yīng)室918；其它反應(yīng)室918通過(guò)連接口926及連接口928而通向鄰接的2個(gè)反應(yīng)室918。如此這樣，將由箱型構(gòu)件910和蓋板930構(gòu)成的中空設(shè)計(jì)為從導(dǎo)入口932導(dǎo)到排出口934的流路狀，此流路便成為鋸齒狀。
在該反應(yīng)器900中，當(dāng)利用泵等使反應(yīng)物流入導(dǎo)入口932時(shí)，反應(yīng)物便順序流過(guò)空間918、918、…。當(dāng)反應(yīng)物流過(guò)空間918、918、…時(shí)，便由反應(yīng)物生成生成物。然后，從排出口934向外排出生成物。在各空間918內(nèi)，反應(yīng)物從一側(cè)的側(cè)板916流向另一側(cè)的側(cè)板916，或與其相反地流動(dòng)。
此外，根據(jù)反應(yīng)器900的用途的不同，既可以在箱型構(gòu)件910和蓋板930之中的至少一方的外表面上設(shè)置加熱器(例如，電熱絲、燃燒器等)，也可以在隔板920上附載催化劑，還可以在箱型構(gòu)件910和蓋板930之中的至少一方的內(nèi)表面上附載催化劑。
例如，在將反應(yīng)器900作為氣化器使用的情況下，在箱型構(gòu)件910和蓋板930之中的至少一方的外表面設(shè)置電熱絲或燃燒器，這樣一來(lái)，就可以在作為反應(yīng)物的液體從導(dǎo)入口932流到排出口934的期間對(duì)其加熱而使液體氣化。由此，作為生成物的氣體便從排出口934中流出。
此外，在將反應(yīng)器900作為改質(zhì)器使用的情況下，在箱型構(gòu)件910和蓋板930之中的至少一方的外表面設(shè)置電熱絲或燃燒器，在隔板920的表面上附載改質(zhì)催化劑(例如，Cu/ZnO類(lèi)催化劑、Pd/ZnO類(lèi)催化劑)。這樣一來(lái)，就可以在作為反應(yīng)物的燃料和水的混合氣體(例如，甲醇和水的混合氣體)從導(dǎo)入口932流到排出口934的期間，借助于改質(zhì)催化劑由混合氣體生成氫氣等。由此，含有氫氣等的混合氣體便作為生成物從排出口934流出。
此外，在將反應(yīng)器900作為一氧化碳去除器使用的情況下，在箱型構(gòu)件910和蓋板930之中的至少一方的外表面設(shè)置電熱絲或燃燒器，在隔板920的表面上附載一氧化碳選擇氧化催化劑(例如，鉑)。這樣一來(lái)，就可以在作為反應(yīng)物的氫氣、氧氣和一氧化碳?xì)獾幕旌蠚怏w從導(dǎo)入口932流到排出口934的期間，借助于一氧化碳選擇氧化催化劑選擇性地氧化一氧化碳?xì)怏w。由此，已經(jīng)去除了一氧化碳?xì)怏w的氣體作為生成物從排出口934流出。
此外，將反應(yīng)器900作為燃燒器使用的情況下，在隔板920的表面上附載燃燒催化劑(例如鉑)。這樣一來(lái)，就可以在作為反應(yīng)物的氫氣和氧氣的混合氣體從導(dǎo)入口932流到排出口934的期間使氫氣燃燒。由此，水作為生成物便從排出口934流出。
下面說(shuō)明用于抑制該反應(yīng)容器900的熱損失的隔熱結(jié)構(gòu)。
圖58是在本實(shí)施方案的反應(yīng)器上設(shè)置隔熱封裝的狀態(tài)的透視側(cè)視圖。
隔熱封裝940例如由不銹鋼等金屬材料或陶瓷制成，將箱型構(gòu)件910及蓋板930收納在隔熱封裝940內(nèi)。此時(shí)，在隔熱封裝940的壁面中貫通2根管材942、944，在隔熱封裝940內(nèi)，使一側(cè)管材942的端部與導(dǎo)入口932連接，使另一側(cè)管材944的端部與排出口934連接。在此，用2根管材942、944支持箱型構(gòu)件910及蓋板930，當(dāng)成為箱型構(gòu)件910及蓋板930與隔熱封裝940的內(nèi)表面分離的狀態(tài)時(shí)，就能夠抑制從箱型構(gòu)件910及蓋板930直接向隔熱封裝940的熱傳導(dǎo)，能夠進(jìn)一步提高隔熱性。此外，對(duì)隔熱封裝940內(nèi)進(jìn)行真空排氣，使內(nèi)部空間成為真空氣壓，由此形成真空隔熱構(gòu)造。另外，當(dāng)隔熱封裝940內(nèi)為真空氣壓時(shí)，由箱型構(gòu)件910及蓋板930形成的反應(yīng)容器在其膨脹方向承受應(yīng)力。但是，當(dāng)隔板920與箱型構(gòu)件910和蓋板930接合時(shí)，能夠增強(qiáng)箱型構(gòu)件910和蓋板930，由此，能夠防止反應(yīng)容器因應(yīng)力而產(chǎn)生變形。
此外，雖然在蓋板930上形成導(dǎo)入口932及排出口934，但也可以在箱型構(gòu)件910上形成導(dǎo)入口和排出口中的至少任一個(gè)。在箱型構(gòu)件910上形成導(dǎo)入口的情況下，在蓋板930上既可以有導(dǎo)入口932也可以沒(méi)有導(dǎo)入口932。在箱型構(gòu)件910上形成排出口的情況下，在蓋板930上既可以有導(dǎo)入口932也可以沒(méi)有導(dǎo)入口932。
如上所述，本實(shí)施方案在利用蓋板930壓入隔板920的狀態(tài)下，采用蓋板930封閉箱型構(gòu)件910的開(kāi)口，由此使隔板920與箱型構(gòu)件910和蓋板930的內(nèi)表面抵接并密合，因而能夠提高各反應(yīng)室918的氣密性。此外，還通過(guò)焊接等將隔板920與箱型構(gòu)件910和蓋板930的內(nèi)表面接合，由此增強(qiáng)由箱型構(gòu)件910及蓋板930構(gòu)成的反應(yīng)容器，從而能夠提高反應(yīng)器900的剛性。此外，利用隔板920將箱型構(gòu)件910內(nèi)的空間隔成反應(yīng)室918、918、…，并且使各反應(yīng)室918、918、…相互連通，由此形成鋸齒狀的流路，故而能夠在簡(jiǎn)化反應(yīng)器900的結(jié)構(gòu)的同時(shí)，還使反應(yīng)器900的組裝變得容易。
(第9實(shí)施方案)下面說(shuō)明本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第9實(shí)施方案。
圖59是從斜上方觀(guān)察本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第9實(shí)施方案的反應(yīng)器的分解立體圖。
圖60A、60B是本實(shí)施方案的反應(yīng)器的俯視圖及側(cè)視圖。
圖61是圖60A的VIII-VIII向剖視圖。
圖62是圖60A的IX-IX向剖視圖。
該反應(yīng)器1000包括在一個(gè)面開(kāi)口的箱型構(gòu)件1010，收納在箱型構(gòu)件1010內(nèi)且將箱型構(gòu)件1010內(nèi)的空間隔成底側(cè)空間和開(kāi)口側(cè)空間的隔離板1050，封閉箱型構(gòu)件1010的開(kāi)口的蓋板1030，收納在由隔離板1050隔成的2個(gè)空間中的底側(cè)空間內(nèi)的隔板1020和收納在開(kāi)口側(cè)的空間內(nèi)的隔板1040。
箱型構(gòu)件1010、隔板1020、蓋板1030、隔板1040及蓋板1030既可以由不銹鋼這一金屬材料制成，也可以由陶瓷材料制成，還可以由玻璃材料制成，也可以由樹(shù)脂材料制成。
箱型構(gòu)件1010與第8實(shí)施方案中的箱型構(gòu)件910同樣，也包括頂板1012、一對(duì)側(cè)板1014、1014和一對(duì)側(cè)板1016、1016。
為了使蓋板1030與頂板1012平行，蓋板1030的邊緣部接合在側(cè)板1014、1014、1016、1016的下邊部，構(gòu)成具有中空的密閉平行六面體狀的反應(yīng)容器。隔離板1050以與蓋板1030及頂板1012平行的方式收納在箱型構(gòu)件1010內(nèi)，隔離板1050的整個(gè)邊緣與側(cè)板1014、1014、1016、1016的上下中腹部接觸，優(yōu)選的是進(jìn)行接合。
隔板1020具有與第8實(shí)施方案中的隔板920同樣地被設(shè)計(jì)為三角波狀的蔓草折彎的波紋板狀的形狀。也就是說(shuō)，隔板1020是將帶狀板交替折返而成的，隔板1020的第一隔斷部1022和第二隔斷部1024的連結(jié)部位成為折返棱線(xiàn)。隔板1040也具有與第8實(shí)施方案中的隔板920同樣地被設(shè)計(jì)為三角波狀的波紋板狀的形狀，隔板1040的第一隔斷部1042和第二隔斷部1044的連結(jié)部位成為折返棱線(xiàn)。
隔板1020和隔板1040的折返數(shù)相等，例如三角波的波長(zhǎng)及波高也相等。
將隔板1020收納在隔離板1050和頂板1012之間的空間內(nèi)，以便使隔板1020的波高方向與側(cè)板1014及側(cè)板1016兩者平行，使隔板1020的一邊的折返棱線(xiàn)與箱型構(gòu)件1010的頂板1012形成線(xiàn)接觸。此外，將隔離板1050嵌入到箱型構(gòu)件1010的中腹部，使隔板1020的另一邊的折返棱線(xiàn)與隔離板1050形成線(xiàn)接觸，利用隔離板1050壓入隔板1020。由此便使第一隔斷部1022及第二隔斷部1024處于彎曲的狀態(tài)。
這樣，通過(guò)將隔板1020收納在箱型構(gòu)件1010內(nèi)的頂板1012和隔離板1050之間的空間內(nèi)，利用隔板1020便將該空間劃分為多個(gè)反應(yīng)室1018、1018、…。
這樣，將隔板1020壓入箱型構(gòu)件1010內(nèi)的頂板1020和隔離板1050之間的空間內(nèi)。由于第一隔斷部1022及第二隔斷部1024處于彎曲的狀態(tài)，因而利用第一隔斷部1022及第二隔斷部1024的反抗應(yīng)力，能夠使隔板1020的折返棱線(xiàn)處于與頂板1012及隔離板1050強(qiáng)力密合的狀態(tài)。此外，成為隔板1020的波形狀的兩邊緣分別與側(cè)板1016、1016抵接，隔板1020的兩側(cè)的隔斷部1022、1022分別與側(cè)板1014、1014形成面接觸。
將隔板1040收納在隔離板1050和蓋板1030之間的空間內(nèi)，以便使隔板1040的波高方向與側(cè)板1014及側(cè)板1016平行，使隔板1040的一邊的折返棱線(xiàn)與隔離板1050形成線(xiàn)接觸。此外，使隔板1040的另一邊的折返棱線(xiàn)與蓋板1030形成線(xiàn)接觸，利用蓋板1030壓入隔板1040，并利用蓋板1030封閉箱型構(gòu)件1010的開(kāi)口。由此便使第一隔斷部1022及第二隔斷部1024處于彎曲的狀態(tài)。
將隔板1040收納在箱型構(gòu)件1010內(nèi)的蓋板1030和隔離板1050之間的空間內(nèi)，由此通過(guò)隔板1040便將該空間劃分為多個(gè)反應(yīng)室1019、1019、…。下隔板1040夾持著隔離板1050而與上隔板1020重合，利用隔離板1050將上反應(yīng)室1018與下反應(yīng)室1019隔開(kāi)。
這樣，將隔板1040壓入箱型構(gòu)件1010內(nèi)的隔離板1050和蓋板1030之間的空間內(nèi)。由于第一隔斷部1022及第二隔斷部1024處于彎曲的狀態(tài)，因而利用第一隔斷部1022及第二隔斷部1024的反抗應(yīng)力，能夠使隔板1040的折返棱線(xiàn)處于與隔離板1050及蓋板1030強(qiáng)力密合的狀態(tài)。此外，成為隔板1040的波形狀的兩邊緣分別與側(cè)板1016、1016抵接，隔板1040的兩側(cè)的隔斷部1042、1042分別與側(cè)板1014、1014形成面接觸。這樣，隔板1020、1040與箱型構(gòu)件1010和蓋板1030的內(nèi)面及隔離板1050抵接并密合，由此能夠提高各反應(yīng)室918、919的氣密性。
此外，還可以通過(guò)焊接等將隔板1020的折返棱線(xiàn)與頂板1012和隔離板1050接合，也可以通過(guò)焊接等將成為隔板1020的波形狀的兩邊緣與側(cè)板1016、1016接合，還可以通過(guò)焊接等將隔板1020兩側(cè)的隔斷部1022、1022與側(cè)板1014、1014接合。此外，既可以通過(guò)焊接等將隔板1040的折返棱線(xiàn)與隔離板1050和蓋板1030接合，也可以通過(guò)焊接等將成為隔板1040的波形狀的兩邊緣與側(cè)板1016、1016接合，還可以通過(guò)焊接等將隔板1040兩側(cè)的隔斷部1042、1042與側(cè)板1014、1014接合。這樣，通過(guò)焊接等進(jìn)行接合，由此在能夠進(jìn)一步提高各反應(yīng)室918、919的氣密性的同時(shí)，還能夠提高反應(yīng)器1000的剛性。
在隔板1020的第一隔斷部1022上形成第一連接口10106，鄰接的反應(yīng)室1018、1018經(jīng)由連接口1026而連通。在隔板1020的第二隔斷部1024上形成第一連接口1028，鄰接的反應(yīng)室1018、1018經(jīng)由連接口1028而連通。對(duì)于隔板1040，也在第一隔斷部1042上形成第二連接口1046，在第二隔斷部1044上形成第二連接口1048，鄰接的反應(yīng)室1019、1019經(jīng)由連接口1026或1028而連通。
在隔離板1050上形成多個(gè)第三連接口1052、1052、…，上下鄰接的反應(yīng)室1018、1019經(jīng)由連接口1052而連通。借助于連接口1026、1028、1046、1048、1052，這些反應(yīng)室1018、1018、…和反應(yīng)室1019、1019…成為預(yù)定的一系列鋸齒狀的流路。
在蓋板930上形成通向多個(gè)反應(yīng)室1019、1019、…中任一個(gè)內(nèi)的導(dǎo)入口1032，在蓋板1030上形成通向其它反應(yīng)室1019的排出口1034。
在該反應(yīng)器1000中，當(dāng)利用泵等使反應(yīng)物流入導(dǎo)入口1032時(shí)，則反應(yīng)物流過(guò)反應(yīng)室1018、1018、…和反應(yīng)室1019、1019、…。當(dāng)反應(yīng)物流過(guò)反應(yīng)室1018、1018、…和反應(yīng)室1019、1019、…時(shí)，由反應(yīng)物生成生成物。然后，從排出口1034向外排出生成物。在各反應(yīng)室1018、1019內(nèi)，反應(yīng)物從一側(cè)的側(cè)板1016流向另一側(cè)的側(cè)板1016。
在該反應(yīng)器1000中，與第8實(shí)施方案的反應(yīng)器900同樣，根據(jù)用途的不同，既可以在箱型構(gòu)件1010和蓋板1030中的至少一方的外表面上設(shè)置加熱器，也可以在隔板1020、1040上附載催化劑，還可以在箱型構(gòu)件1010和蓋板1030中的至少一方的內(nèi)表面上附載催化劑，也可以在隔離板1050上附載催化劑。
此外，與反應(yīng)器900的情況同樣，通過(guò)將箱型構(gòu)件1010及蓋板1030收納在內(nèi)部為真空氣壓的隔熱封裝(隔熱容器)內(nèi)，可以抑制反應(yīng)器1000的熱損失。即使在在此情況下，由箱型構(gòu)件1010及蓋板1030構(gòu)成的反應(yīng)容器也在其膨脹方向承受應(yīng)力，在本實(shí)施方案中，箱型構(gòu)件1010和底板1030通過(guò)隔板1020、1040及隔離板1050進(jìn)行接合而得以增強(qiáng)，能夠提高反應(yīng)器1000的反應(yīng)容器的剛性，能夠防止因應(yīng)力而產(chǎn)生的變形。此外，將貫通隔熱封裝的2根管材中的1根與導(dǎo)入口1032連接，將另一根與排出口1034連接，利用2根管材支持箱型構(gòu)件1010及蓋板1030，使箱型構(gòu)件1010及蓋板1030處于與隔熱封裝的內(nèi)表面分離的狀態(tài)，以抑制向隔熱封裝的直接熱傳導(dǎo)，從而使隔熱性得以提高。
此外，雖然在蓋板1030上形成導(dǎo)入口1032及排出口1034，但也可以在箱型構(gòu)件1010上形成導(dǎo)入口和排出口中的至少任一個(gè)。當(dāng)在箱型構(gòu)件1010上形成導(dǎo)入口時(shí)，在蓋板1030上既可以有導(dǎo)入口1032也可以沒(méi)有導(dǎo)入口1032。當(dāng)在箱型構(gòu)件1010上形成排出口時(shí)，在蓋板1030上既可以有導(dǎo)入口1032也可以沒(méi)有導(dǎo)入口1032。
此外，雖然采用的結(jié)構(gòu)是在箱型構(gòu)件1010內(nèi)收納一塊隔離板1050，但也可以將平行于蓋板1030及頂板1012的多塊隔離板收納在箱型構(gòu)件1010內(nèi)以分隔箱型構(gòu)件1010內(nèi)的空間。在此情況下，在利用多塊隔離板于箱型構(gòu)件1010內(nèi)形成的多個(gè)空間中，在最靠近箱型構(gòu)件1010的底的空間中與上述隔板1020同樣地收納隔板，在最靠近蓋板1030的空間中與上述隔板1040同樣地收納隔板，在夾于兩塊隔離板之間的空間中，以被這兩塊隔離板所夾持的狀態(tài)收納隔板。
如上所述，本實(shí)施方案在借助于隔離板1050壓入隔板1020的狀態(tài)下，利用隔離板1050來(lái)隔斷箱型構(gòu)件1010內(nèi)的空間，并在利用蓋板1030壓入隔板1040的狀態(tài)下封閉箱型構(gòu)件1010的開(kāi)口，由此使隔板1020、1040與箱型構(gòu)件1010和蓋板1030的內(nèi)表面及隔離板1050抵接并密合，因而能夠提高各反應(yīng)室918、919的氣密性。再者，通過(guò)焊接等將隔板1020、1040與箱型構(gòu)件1010和蓋板1030的內(nèi)表面及隔離板1050接合，因而由箱型構(gòu)件1010及蓋板1030構(gòu)成的反應(yīng)容器得以增強(qiáng)，從而能夠提高反應(yīng)器1000的剛性。此外，利用隔板1020、1040及隔板板1050將箱型構(gòu)件1010內(nèi)的空間隔成反應(yīng)室1018、1018、…，反應(yīng)室1019、1019、…，并且使各反應(yīng)室1018、1018、…以及各反應(yīng)室1019、1019、…相互連通，由此形成鋸齒狀的流路，故而能夠在簡(jiǎn)化反應(yīng)器1000的結(jié)構(gòu)的同時(shí)，還使反應(yīng)器1000的組裝變得容易。
(第10實(shí)施方案)下面說(shuō)明本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第10實(shí)施方案。此外，對(duì)與上述各實(shí)施方案相同或等同的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同或等同的符號(hào)，并簡(jiǎn)化或省略其說(shuō)明。
圖63是本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第10實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件的側(cè)視圖。
圖64是按功能劃分本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件時(shí)的示意側(cè)視圖。
如圖63、64所示，此微型反應(yīng)器組件600具有供給排出部602、引起改質(zhì)反應(yīng)的高溫反應(yīng)部604(第1反應(yīng)部)、引起選擇氧化反應(yīng)的低溫反應(yīng)部606(第2反應(yīng)部)、以及在高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606之間輸送反應(yīng)物和生成物的連結(jié)部608。
在供給排出部602中，主要設(shè)置氣化器610及第一燃燒器612。向第一燃燒器612中分別獨(dú)立地或以混合氣體的形式供給空氣和氣體燃料，借助于它們的催化燃燒來(lái)產(chǎn)生熱量。向氣化器610中分別獨(dú)立地或以混合的狀態(tài)由燃料容器供給水和液體燃料，利用第一燃燒器612的燃燒熱使水和液體燃料氣化。
在高溫反應(yīng)部604中，主要設(shè)置第二燃燒器614及在第二燃燒器614上設(shè)置的改質(zhì)器900B。向第二燃燒器614中分別獨(dú)立地或以混合氣體的形式供給空氣和氣體燃料(例如氫氣、甲醇?xì)怏w等)，借助于它們的催化燃燒來(lái)產(chǎn)生熱量。
由氣化器610向該改質(zhì)器900B中供給水和液體燃料已經(jīng)氣化的混合氣體(第1反應(yīng)物)，利用第二燃燒器614加熱改質(zhì)器900B。在改質(zhì)器900B中，通過(guò)催化反應(yīng)由水蒸氣和氣化的液體燃料生成氫氣等(第1生成物)，還生成微量的一氧化碳?xì)怏w。在燃料為甲醇的情況下，則引起上述化學(xué)式(1)、(2)之類(lèi)的化學(xué)反應(yīng)。
在低溫反應(yīng)部606中，主要設(shè)置一氧化碳去除器1000B。利用第一燃燒器612加熱一氧化碳去除器1000B，由改質(zhì)器900B供給包含氫氣和通過(guò)上述(2)的化學(xué)反應(yīng)所生成的微量一氧化碳?xì)怏w等的混合氣體(第2反應(yīng)物)，同時(shí)還供給空氣。在一氧化碳去除器1000B中，選擇地氧化混合氣體中的一氧化碳，由此將一氧化碳去除。向燃料電池的燃料極供給去除了一氧化碳的混合氣體(第2生成物氫氣)。
下面使用圖63、圖65～圖67說(shuō)明本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件600的具體結(jié)構(gòu)。
圖65是本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件600的分解立體圖。
圖66是圖63的XIII-XIII向剖視圖。
圖67是圖63的XIV-XIV向剖視圖。
如圖63、圖65以及圖66所示，供給排出部602具有液體燃料導(dǎo)入管622；燃燒器板624，其以包圍液體燃料導(dǎo)入管622的方式設(shè)置于液體燃料導(dǎo)出入管622的上端部；5根管材626、628、630、632、634，其排列在液體燃料導(dǎo)入管622的周?chē)?br> 例如，液體燃料導(dǎo)入管622由不銹鋼等管狀金屬材料制成，在液體燃料導(dǎo)入管622內(nèi)填充有吸液材料623。吸液材料623是吸收液體的材料，吸液材料623例如包括用粘接材料固定無(wú)機(jī)纖維或有機(jī)纖維所形成的材料，燒結(jié)無(wú)機(jī)粉末所形成的材料，用粘接材料固定無(wú)機(jī)粉末所形成的材料，石墨和玻璃化碳的混合體等。具體地說(shuō)，氈材料、陶瓷多孔質(zhì)材料、纖維材料、碳多孔質(zhì)材料等可以用作吸液材料623。
例如，管材626、628、630、632、634由不銹鋼等管狀金屬材料制成。
例如，燃燒器板624也由不銹鋼等板狀金屬材料制成。在燃燒器板624的中央部形成有貫通孔，在此貫通孔中嵌入有液體燃料導(dǎo)入管622，液體燃料導(dǎo)入管622與燃燒器板624接合在一起。在此，液體燃料導(dǎo)入管622例如通過(guò)釬焊與燃燒器板624接合。作為釬料，其具有比流過(guò)液體燃料導(dǎo)入管622和燃燒器板624的流體的溫度之中的最高溫度還高的熔點(diǎn)，特別優(yōu)選的是熔點(diǎn)在700度以上、且在金中含有銀、銅、鋅、鎘的金釬料，以金、銀、鋅、鎳為主要成分的釬料，或者以金、鈀、銀為主成分的釬料。另外，隔壁以使其突出的方式設(shè)置在燃燒器板624的一個(gè)表面上。隔壁的一部分以遍及燃燒器板624的整個(gè)外邊緣的方式進(jìn)行設(shè)置，而另一部分則以遍及徑向的方式進(jìn)行設(shè)置，燃燒器板624與低溫反應(yīng)部606的下表面接合，由此在接合面上形成燃燒用流路625，液體燃料導(dǎo)入管622被燃燒用流路625所圍繞。在燃燒用流路625的壁面上，附載著使燃燒混合氣體燃燒的燃燒用催化劑。作為燃燒用催化劑，例如可列舉出鉑。此外，液體燃料導(dǎo)入管622內(nèi)的吸液材料623填充到燃燒器板624的位置。
如圖63、圖65所示，高溫反應(yīng)部604、低溫反應(yīng)部606及連結(jié)部608將層疊的絕緣板640和基底板642作為共同的基體。為此，絕緣板640成為高溫反應(yīng)部604、低溫反應(yīng)部606及連結(jié)部608共同的下底面，連結(jié)部608的下底面相對(duì)于高溫反應(yīng)部604的下底面為同一平面，與此同時(shí)，還相對(duì)于低溫反應(yīng)部606的下底面為同一平面。
基底板642包括成為低溫反應(yīng)部606的基體的基底部652、成為高溫反應(yīng)部604的基體的基底部654和成為連結(jié)部608的基體的連結(jié)基底部656?；装?42是將基底部652、基底部654和連結(jié)基底部656一體形成的，在連結(jié)基底部656被設(shè)計(jì)為中間變細(xì)的狀態(tài)。該基底板642例如由不銹鋼等板狀金屬材料制成。
絕緣板640包括成為低溫反應(yīng)部606的基體的基底部662、成為高溫反應(yīng)部604的基體的基底部664和成為連結(jié)部608的基體的連結(jié)基底部666。絕緣板640是將基底部662、基底部664和連結(jié)基底部666一體形成的，在連結(jié)基底部666被設(shè)計(jì)為中間變細(xì)的狀態(tài)。該絕緣板640例如由陶瓷等電絕緣體制成。
如圖65、圖67所示，在將絕緣板640與基底板642接合的狀態(tài)下，貫通孔671～678貫通基底板642的基底部652以及絕緣板640的基底部662。
如圖63、圖65所示，絕緣板640的基底部662成為低溫反應(yīng)部606的下底面，在低溫反應(yīng)部606的下底面上通過(guò)釬焊等接合有管材626、628、630、632、634及液體燃料導(dǎo)入管622。在此，管材626通向貫通孔671，管材628通向貫通孔672，管材630通向貫通孔673，管材632通向貫通孔674，管材634通向貫通孔675，液體燃料導(dǎo)入管622通向貫通孔678。
此外，如圖63、圖65、圖67所示，燃燒器板624與低溫反應(yīng)部606的下底面接合，而燃燒器板624的燃燒用流路625的一端部通向貫通孔676，燃燒用流路625的另一端部通向貫通孔677。
如圖67所示，在基底板642上形成有改質(zhì)燃料供給流路702、連通流路704、空氣供給流路706、混合室708、燃燒燃料供給流路710、燃燒室712、排氣流路714、燃燒燃料供給流路716以及排氣室718。
改質(zhì)燃料供給流路702被形成為從貫通孔678開(kāi)始，通過(guò)連結(jié)基底部656到達(dá)基底部654的角部?；旌鲜?08在基底部652上被形成為四角形狀。連通流路704被形成為從基底部654的角部開(kāi)始，通過(guò)連結(jié)基底部656到達(dá)混合室708。空氣供給流路706被形成為從貫通孔675到達(dá)混合室708。
燃燒室712在基底部654的中央部形成為“C”字狀。在該燃燒室712的壁面上，附載有使燃燒混合氣體燃燒的燃燒用催化劑。
燃燒燃料供給流路710被形成為從貫通孔672開(kāi)始，通過(guò)連結(jié)基底部656到達(dá)燃燒室712。排氣流路714被形成為從貫通孔677到達(dá)貫通孔673，同時(shí)從燃燒室712開(kāi)始，通過(guò)連結(jié)基底部656到達(dá)貫通孔673。燃燒燃料供給流路716在基底部652上被形成為從貫通孔674到達(dá)貫通孔676。排氣室718在基底部652上被形成為矩形形狀，在排氣室718的角部與貫通孔671連通。
如圖63所示，在基底部652上設(shè)置有一氧化碳去除器1000B。該一氧化碳去除器1000B應(yīng)用了第9實(shí)施方案的反應(yīng)器1000，一氧化碳去除器1000B被設(shè)計(jì)為與圖59～圖62所示的反應(yīng)器1000相同。此外，對(duì)在一氧化碳去除器1000B和反應(yīng)器1000之間彼此對(duì)應(yīng)的部分標(biāo)注相同的符號(hào)，并省略彼此對(duì)應(yīng)的部分的說(shuō)明。
如圖63、圖65所示，一氧化碳去除器1000B的蓋板1030與基底部652的上表面接合。利用蓋板1030，蓋住改質(zhì)燃料供給流路702的一部分、排氣流路714的一部分、燃燒燃料供給流路710的一部分、連通流路704的一部分、空氣供給流路706、混合室708、燃燒燃料供給流路716和排氣室718。在蓋板1030上形成的導(dǎo)入口1032位于混合室708的角部709之上，在蓋板1030上形成的排出口1034位于排氣室718的角部719之上。
該一氧化碳去除器1000B在箱型構(gòu)件1010和蓋板1030的內(nèi)面、隔板1020、隔板1040及隔離板1050上附載有一氧化碳選擇氧化催化劑(例如鉑)。
其次，如圖63所示，在基底部654上設(shè)置改質(zhì)器900B。該改質(zhì)器900B應(yīng)用了第8實(shí)施方案的反應(yīng)器900，與圖54～圖57所示的反應(yīng)器900同樣地設(shè)置改質(zhì)器900B。此外，對(duì)在改質(zhì)器900B和反應(yīng)器900之間彼此對(duì)應(yīng)的部分標(biāo)注相同的符號(hào)，省略相互對(duì)應(yīng)的部分的說(shuō)明。
如圖63、圖65所示，改質(zhì)器900B的蓋板930與基底部654的上表面接合。利用蓋板930，蓋住改質(zhì)燃料供給流路702的一部分、排氣流路714的一部分、燃燒燃料供給流路710的一部分、連通流路704的一部分和燃燒室712。在蓋板930上形成的導(dǎo)入口932位于改質(zhì)燃料供給流路702的端部703之上，在蓋板930上形成的排出口934位于連通流路704的端部705之上。
在此改質(zhì)器900B中，在箱型構(gòu)件910和蓋板930的內(nèi)表面和隔板920上附載著改質(zhì)催化劑(例如Cu/ZnO類(lèi)催化劑、Pd/ZnO類(lèi)催化劑)。
如圖65所示，改質(zhì)器900B的蓋板930和一氧化碳去除器1000B的蓋板1030是在由連結(jié)蓋680進(jìn)行連結(jié)的狀態(tài)下一體形成的。使蓋板930、蓋板1030和連結(jié)蓋680成為一體的板材690在連結(jié)蓋680被設(shè)計(jì)為中間變細(xì)的狀態(tài)。該板材690與基底板642接合，而板材690的連結(jié)蓋680與基底板642的連結(jié)基底部656接合，由此便構(gòu)成連結(jié)部608。在該連結(jié)部608中，用連結(jié)蓋680蓋住改質(zhì)燃料供給流路702的一部分、排氣流路714的一部分、燃燒燃料供給流路710的一部分和連通流路704的一部分。
如圖63等所示，連結(jié)部608的外形例如為棱柱狀，連結(jié)部608的寬度比高溫反應(yīng)部604的寬度及低溫反應(yīng)部606的寬度更窄，連結(jié)部608的高度也比高溫反應(yīng)部604的高度及低溫反應(yīng)部606的高度更低。而且連結(jié)部608架設(shè)在高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606之間，連結(jié)部608在高溫反應(yīng)部604的寬度方向的中央部與高溫反應(yīng)部604連接，同時(shí)在低溫反應(yīng)部606的寬度方向的中央部與低溫反應(yīng)部606連接。
此外，如上所述，在連結(jié)部608上設(shè)置有改質(zhì)燃料供給流路702、連通流路704、燃燒燃料供給流路710及排氣流路714。
下面就供給排出部602、高溫反應(yīng)部604、低溫反應(yīng)部606及連結(jié)部608的內(nèi)側(cè)所設(shè)置的流路的路徑進(jìn)行說(shuō)明。
圖68表示在本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件中，從供給由氣體燃料和空氣構(gòu)成的燃燒混合氣體之后到排出作為生成物的水等為止的路徑。
圖69表示在本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件中，從供給液體燃料和水之后到排出作為生成物的氫氣為止的路徑。
在此，就圖68、圖69和圖64的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明，液體燃料導(dǎo)入管622相當(dāng)于氣化器610，燃燒用流路625相當(dāng)于第一燃燒器612，燃燒室712相當(dāng)于第二燃燒器712。
如圖65所示，在低溫反應(yīng)部606的下表面即絕緣板640的下表面上，電熱絲720被布設(shè)為呈蜿蜒狀態(tài)的圖案，從低溫反應(yīng)部606通過(guò)連結(jié)部608到高溫反應(yīng)部604，在它們的下表面上，電熱絲722被布設(shè)為呈蜿蜒狀態(tài)的圖案。從低溫反應(yīng)部606的下表面通過(guò)燃燒器板624的表面到液體燃料導(dǎo)入管622的側(cè)面，布設(shè)有電熱絲724。在此，在液體燃料導(dǎo)入管622的側(cè)面及燃燒器板624的表面上，形成有氮化硅、氧化硅等絕緣膜，在該絕緣膜的表面上形成有電熱絲724。通過(guò)在絕緣膜或絕緣板640上布設(shè)電熱絲720、722、724，欲施加的電壓不會(huì)加在金屬材料制基底板642、液體燃料導(dǎo)入管622、燃燒器板624等上，從而能夠使電熱絲720、722、724的發(fā)熱效率得以提高。
電熱絲720、722、724是從絕緣膜或絕緣板640起按防擴(kuò)散層、發(fā)熱層的順序?qū)盈B而成的。發(fā)熱層是3層中電阻率最低的材料(例如Au)，當(dāng)對(duì)電熱絲720、722、724施加電壓時(shí)，電流則集中流過(guò)而發(fā)熱。防擴(kuò)散層是這樣一種材料，即使電熱絲720、722、724發(fā)熱，發(fā)熱層材料也難以向防擴(kuò)散層進(jìn)行熱擴(kuò)散，且防擴(kuò)散層的材料也難以向發(fā)熱層進(jìn)行熱擴(kuò)散，防擴(kuò)散層優(yōu)選使用熔點(diǎn)較高且反應(yīng)性較低的物質(zhì)(例如，W)。此外，在防擴(kuò)散層相對(duì)于絕緣膜是粘接性低且容易剝離的情況下，也可以進(jìn)一步在絕緣膜和防擴(kuò)散層之間設(shè)置粘接層，作為粘接層，無(wú)論是對(duì)于防擴(kuò)散層、還是對(duì)于絕緣膜或絕緣板640，都是由粘接性?xún)?yōu)良的材料(例如Ta、Mo、Ti、Cr)構(gòu)成。電熱絲720在啟動(dòng)時(shí)對(duì)低溫反應(yīng)部606加熱，電熱絲722在啟動(dòng)時(shí)對(duì)高溫反應(yīng)部604及連結(jié)部608加熱，電熱絲724對(duì)供給排出部602的氣化器610及第一燃燒器612加熱。此后，若利用含有來(lái)自燃料電池的氫的廢氣使第二燃燒器614燃燒，電熱絲722則作為第二燃燒器612的輔助而加熱高溫反應(yīng)部604及連結(jié)部608。同樣地，在利用含有來(lái)自燃料電池的氫的廢氣使第一燃燒器612燃燒的情況下，電熱絲720則作為第一燃燒器612的輔助而加熱低溫反應(yīng)部606。
此外，電熱絲720、722、724的電阻隨溫度的變化而變化，所以作為根據(jù)電阻值的變化而讀取溫度變化的溫度傳感器發(fā)揮作用。具體地說(shuō)，電熱絲720、722、724的溫度與電阻成正比。
電熱絲720、722、724的端部都位于低溫反應(yīng)部606的下面，這些端部以包圍燃燒器板624的方式進(jìn)行排列。在電熱絲720的兩端部上分別連接有引線(xiàn)731、732，在電熱絲722的兩端部上分別連接有引線(xiàn)733、734，在電熱絲724的兩端部上分別連接有引線(xiàn)735、736。此外，在圖63中，為了便于觀(guān)看附圖，省略了電熱絲720、722、724及引線(xiàn)731～736的圖示。
此外，如圖65所示，也可以在連結(jié)部608的表面上設(shè)置吸附材料728。在此吸附材料728中設(shè)置電熱材料等加熱器，引線(xiàn)737、738分別與吸附材料728連接。吸附材料728通過(guò)加熱而活化，具有吸附作用，通過(guò)吸附后述的殘留在隔熱封裝791的內(nèi)部空間的氣體、自微型反應(yīng)器組件600泄漏到隔熱封裝791的內(nèi)部空間的氣體和自外部侵入隔熱封裝791內(nèi)的氣體，來(lái)抑制因隔熱封裝791的內(nèi)部空間的真空度的惡化所引起的隔熱效果的下降。作為吸附材料728的材料，可以列舉出鋯、鋇、鈦、或釩為主要成分的合金。此外，在圖63中，為了便于觀(guān)看附圖，省略了引線(xiàn)737、738的圖示。
本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件600為了抑制熱損失，也與上述第2實(shí)施方案的情況一樣，可以用隔熱封裝791(隔熱容器)來(lái)覆蓋微型反應(yīng)器組件600的整體。此時(shí)的結(jié)構(gòu)由于與第2實(shí)施方案的情況相同，故在此省略其說(shuō)明。
此外，由于本實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件600的動(dòng)作與上述第2實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件600的動(dòng)作相同，故在此省略其說(shuō)明。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施方案，在利用蓋板930壓入的狀態(tài)下將隔板920收納在箱型構(gòu)件910內(nèi)，利用隔板920將箱型構(gòu)件910內(nèi)的空間隔成多個(gè)反應(yīng)室，并使各反應(yīng)室彼此連通，由此形成鋸齒狀的流路，因而能夠?qū)⒏馁|(zhì)器900B的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)單的形狀，同時(shí)使改質(zhì)器900B的組裝變得容易。此外，對(duì)于一氧化碳去除器1000B而言，也同樣能夠?qū)⑵浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)單的形狀，而且能夠容易地進(jìn)行組裝。
此外，通過(guò)接合隔板920來(lái)增強(qiáng)高溫反應(yīng)部604的改質(zhì)器900B的反應(yīng)容器，能夠提高其剛性，通過(guò)隔板1020、1040增強(qiáng)低溫反應(yīng)部606的一氧化碳去除器1000B的反應(yīng)容器，能夠使其剛性得以提高。
此外，隔熱封裝791的內(nèi)部空間成為隔熱空間，高溫反應(yīng)部604與低溫反應(yīng)部606分離，從高溫反應(yīng)部604到低溫反應(yīng)物606的間隔相當(dāng)于連結(jié)部608的長(zhǎng)度。因此，從高溫反應(yīng)部604到低溫反應(yīng)部606的傳熱的路徑僅限于連結(jié)部608，限定了向不需要高溫的低溫反應(yīng)部606的傳熱。特別地，由于連結(jié)部608的高度及寬度比高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606的高度和寬度更小，所以能夠顯著抑制通過(guò)連結(jié)部608的熱傳導(dǎo)。因此，在能夠抑制高溫反應(yīng)部604的熱損失的同時(shí)，還能夠抑制將低溫反應(yīng)部606升溫到設(shè)定溫度以上。也就是說(shuō)，即使在一個(gè)隔熱封裝791內(nèi)收納高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606的情況下，也能夠在高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606之間產(chǎn)生溫度差。
另外，由于連通低溫反應(yīng)部606和高溫反應(yīng)部604之間的流路702、704、710、714成為匯集在一個(gè)連結(jié)部608的狀態(tài)，所以能夠減少在連結(jié)部608等中產(chǎn)生的應(yīng)力。也就是說(shuō)，由于在高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606之間存在溫度差，所以與低溫反應(yīng)部606相比，高溫反應(yīng)部604進(jìn)一步膨脹，但由于高溫反應(yīng)部604除了與連結(jié)部608的連結(jié)部以外成為自由端，因此能夠抑制在連結(jié)部608等中產(chǎn)生的應(yīng)力。特別地，連結(jié)部608的高度和寬度比高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606更小，進(jìn)而連結(jié)部608在高溫反應(yīng)部604及低溫反應(yīng)部606的寬度方向的中央部連結(jié)著高溫反應(yīng)部604及低溫反應(yīng)部606，所以，能夠抑制連結(jié)部608、高溫反應(yīng)部604及低溫反應(yīng)部606的應(yīng)力的發(fā)生。
管材626、628、630、632、634及液體燃料導(dǎo)入管622向隔熱封裝791的外側(cè)延伸出來(lái)，它們?nèi)寂c低溫反應(yīng)部606連結(jié)。因此，能夠抑制從高溫反應(yīng)部604向隔熱封裝791外的直接傳熱，能夠抑制高溫反應(yīng)部604的熱損失。因此，即使在一個(gè)隔熱封裝791內(nèi)收納高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606的情況下，也能夠在高溫反應(yīng)部604和低溫反應(yīng)部606之間產(chǎn)生溫度差。
由于連結(jié)部608的下面、高溫反應(yīng)部604的下面及低溫反應(yīng)部606的下面為同一平面，所以能夠比較簡(jiǎn)單地布設(shè)電熱絲722，能夠抑制電熱絲722的斷線(xiàn)。
此外，由于在液體燃料導(dǎo)入管622內(nèi)填充有吸液材料623，并將液體燃料導(dǎo)入管622作為氣化器610，所以既可以謀求微型反應(yīng)器組件600的小型化和簡(jiǎn)略化，又能夠形成混合液的氣化所必須的溫度狀態(tài)(例如，液體燃料導(dǎo)入管622的上部成為120℃的狀態(tài))。
此外，由于在液體燃料導(dǎo)入管622的上端部，將燃燒器板624設(shè)置在液體燃料導(dǎo)入管622的周?chē)⑶乙后w燃料導(dǎo)入管622內(nèi)的吸液材料623被填充到燃燒器板624的高度的位置，所以能夠在混合液的氣化中高效地使用第一燃燒器612中的燃燒熱。
此外，本發(fā)明并不局限于上述的實(shí)施方案，在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi)，也能夠進(jìn)行各種改良及設(shè)計(jì)變更。
例如，雖然在低溫反應(yīng)部606和高溫反應(yīng)部604之間架設(shè)一個(gè)連結(jié)部608，但也可以在低溫反應(yīng)部606和高溫反應(yīng)部604之間架設(shè)多個(gè)連結(jié)部。
(發(fā)電單元)
下面說(shuō)明具有本發(fā)明的上述各實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件(反應(yīng)裝置)的發(fā)電單元的簡(jiǎn)略結(jié)構(gòu)。
圖70是表示具有本發(fā)明的各實(shí)施方案的微型反應(yīng)器組件的發(fā)電單元的一個(gè)例子的立體圖。
如圖70所示，上述各實(shí)施方案中的微型反應(yīng)器組件600能夠安裝在發(fā)電單元801中使用。例如，該發(fā)電單元801的結(jié)構(gòu)包括框架802；相對(duì)于框架802可裝卸的燃料容器804；具有流路、泵、流量傳感器及閥門(mén)等的流量控制單元806；處在收納于隔熱封裝791中的狀態(tài)的微型反應(yīng)器組件600；具有燃料電池、對(duì)燃料電池加濕的加濕器及回收由燃料電池生成的副產(chǎn)物的回收器等的發(fā)電組件808；向微型反應(yīng)器組件600及發(fā)電組件808供給空氣(氧)的空氣泵809；具有二次電池、DC-DC轉(zhuǎn)換器及外部接口等的電源單元811，其中外部接口用于與外部設(shè)備進(jìn)行電連接，而上述外部設(shè)備由發(fā)電單元801的輸出來(lái)驅(qū)動(dòng)。利用流量控制單元806，將燃料容器804內(nèi)的水和液體燃料的混合氣體供給到微型反應(yīng)器組件600，由此便可以像上述那樣生成富氫氣體，將富氫氣體供給到發(fā)電組件808的燃料電池，發(fā)出的電便能夠蓄積在電源單元811的二次電池中。
下面說(shuō)明將上述發(fā)電單元801作為電源使用的電子設(shè)備之結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子。
圖71是表示將本實(shí)施方案的發(fā)電單元作為電源使用的電子設(shè)備之結(jié)構(gòu)的一個(gè)例子的立體圖。
如圖71所示，電子設(shè)備851是便攜式電子設(shè)備，例如是筆記本型個(gè)人計(jì)算機(jī)。電子設(shè)備851包括下筐體854，其內(nèi)置由CPU、RAM、ROM、其它電子部件構(gòu)成的運(yùn)算處理電路，同時(shí)配備有鍵盤(pán)853；上筐體858，其配備液晶顯示屏856。下筐體854和上筐體858由鉸鏈折葉連接，其結(jié)構(gòu)是將上筐體858重疊在下筐體854上，在使液晶顯示屏856面對(duì)鍵盤(pán)853的狀態(tài)下能夠進(jìn)行折疊。從下筐體854的右側(cè)面到底表面，形成有用于裝接發(fā)電單元80 1的安裝部860，在安裝部860上安裝發(fā)電單元801時(shí)，借助于發(fā)電單元801的電使電子設(shè)備851工作。
權(quán)利要求
1.一種反應(yīng)裝置，其具有被供給反應(yīng)物、從而使該反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)器，所述反應(yīng)器包括中空的箱型構(gòu)件(11、410)，其具有對(duì)置的頂板(12)和底板(17)、以及連結(jié)所述頂板的邊和所述底板的邊的側(cè)板(13～16)；隔斷構(gòu)件(20、420)，其收納在所述箱型構(gòu)件內(nèi)，至少與所述箱型構(gòu)件的側(cè)板的內(nèi)表面接觸，將所述箱型構(gòu)件內(nèi)的空間分隔成被供給所述反應(yīng)物的多個(gè)反應(yīng)室；以及貫通區(qū)域(69、71)，其設(shè)置在所述隔斷構(gòu)件中，通向鄰接的所述反應(yīng)室間而使所述反應(yīng)物通過(guò)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，還包括隔熱容器(140、440)，其覆蓋整個(gè)所述反應(yīng)器，使內(nèi)部空間的氣壓低于大氣壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其中，所述隔斷構(gòu)件包括第1隔板(21)，以及相對(duì)于所述第1隔板在垂直方向設(shè)置、且相互平行地配置的多個(gè)第2隔板(41～47)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反應(yīng)裝置，其中，所述第1隔板和所述第2隔板通過(guò)焊接及釬焊之中的任一種進(jìn)行接合。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反應(yīng)裝置，其中，所述第1隔板被設(shè)置為與所述底板平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反應(yīng)裝置，其中，在所述第1隔板和所述第2隔板的至少一個(gè)中形成切口，并在該切口的部位組裝所述第1隔板和所述第2隔板。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反應(yīng)裝置，其中，所述第1隔板及所述第2隔板的邊緣部分與所述箱型構(gòu)件的至少所述側(cè)板的內(nèi)表面抵接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的反應(yīng)裝置，其中，所述第1隔板及所述第2隔板的邊緣部分與所述箱型構(gòu)件的至少所述側(cè)板的內(nèi)表面通過(guò)焊接及釬焊之中的任一種進(jìn)行接合。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反應(yīng)裝置，其中，在所述第1隔板上，形成通向經(jīng)由該第1隔板的分隔而彼此鄰接的反應(yīng)室間的第1連接口(69、73)；在所述各個(gè)第2隔板上，形成通向經(jīng)由該各個(gè)第2隔板的分隔而鄰接的反應(yīng)室間的第2連接口(71、75)；所述第1連接口及所述第2連接口形成所述貫通區(qū)域。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反應(yīng)裝置，其中，在所述第1隔板的端部，形成通向經(jīng)由該第1隔板的分隔而彼此鄰接的反應(yīng)室間的第1缺口(169、173)；在所述各個(gè)第2隔板的端部，形成通向經(jīng)由該各個(gè)第2隔板的分隔而彼此鄰接的反應(yīng)室間的第2缺口(171、175)；所述第1缺口連接口及所述第2缺口形成所述貫通區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其中，所述隔斷構(gòu)件包括斷面按矩形波狀彎曲的至少一個(gè)第3隔板(420、520、540)，該第3隔板具有多個(gè)折返部，設(shè)置在該各折返部之間且彼此對(duì)置的多個(gè)隔斷部，以及設(shè)置在隔板兩端的增強(qiáng)部。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的反應(yīng)裝置，其中，在所述第3隔板的所述各隔斷部的沿所述矩形波的波高方向的一端部側(cè)及另一端部側(cè)的一方上，形成通向經(jīng)由所述各隔斷部的分隔而彼此鄰接的反應(yīng)室間的第1貫通孔(428)；所述第1貫通孔形成所述貫通區(qū)域。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的反應(yīng)裝置，其中，所述第3隔板以所述矩形波的波高方向與所述箱型構(gòu)件的頂板平行的方式收納在所述箱型構(gòu)件內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的反應(yīng)裝置，其中，所述第3隔板的所述增強(qiáng)部通過(guò)焊接及釬焊之中的任一種與所述箱型構(gòu)件的側(cè)板的內(nèi)表面接合。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的反應(yīng)裝置，其中，所述第3隔板的所述折返部與所述箱型構(gòu)件側(cè)板的內(nèi)表面形成面接觸。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的反應(yīng)裝置，其中，所述第3隔板的所述折返部與所述箱型構(gòu)件側(cè)板的內(nèi)表面通過(guò)焊接及釬焊之中的任一種進(jìn)行接合。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的反應(yīng)裝置，其中，所述第3隔板的邊緣部分與所述箱型構(gòu)件的頂板及底板之中的至少任一個(gè)的內(nèi)表面抵接。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的反應(yīng)裝置，其中，所述第3隔板的邊緣部分與所述箱型構(gòu)件的頂板及底板之中的至少任一個(gè)的內(nèi)表面通過(guò)焊接及釬焊之中的任一種進(jìn)行接合。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的反應(yīng)裝置，其中，所述隔斷構(gòu)件包括在所述矩形波的波高方向?qū)R而層疊的多個(gè)所述第3隔板，以及設(shè)置在層疊的各所述第3隔板之間的第1隔壁板(550)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的反應(yīng)裝置，其中，在所述第1隔壁板上，形成通向經(jīng)由該第1隔壁板的分隔而彼此鄰接的反應(yīng)室間的第2貫通孔(522)；所述第2貫通孔形成所述貫通區(qū)域。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的反應(yīng)裝置，其中，所述第1隔壁板的邊緣部分與所述箱型構(gòu)件的側(cè)板的內(nèi)表面抵接。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的反應(yīng)裝置，其中，所述第1隔壁板的邊緣部分與所述箱型構(gòu)件的側(cè)板的內(nèi)表面通過(guò)焊接及釬焊之中的任一種進(jìn)行接合。
23.根據(jù)權(quán)利要求11所述的反應(yīng)裝置，其中，所述隔斷構(gòu)件還包括隔離板(850)，其設(shè)置為與所述第3隔板的所述矩形波的波高方向平行，且沿波高方向分?jǐn)嗨龅?隔板。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的反應(yīng)裝置，其中，所述第3隔板和所述隔離板通過(guò)焊接及釬焊之中的任一種進(jìn)行接合。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的反應(yīng)裝置，其中，所述隔離板被設(shè)置為與所述箱型構(gòu)件的底板平行。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的反應(yīng)裝置，其中，在所述第3隔板的所述折返部及隔斷部上，形成沿所述矩形波的波高方向的第1切口，所述隔離板插入所述第1切口中。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的反應(yīng)裝置，其中，在所述第3隔板上形成的第1切口形成在與所述第3隔板的所述矩形波的波高方向垂直的方向上的中央位置。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的反應(yīng)裝置，其中，在所述隔離板上，形成與所述第3隔板的各隔斷部相對(duì)應(yīng)的第2切口，所述各隔斷部的一部分插入所述第2切口中。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的反應(yīng)裝置，其中，所述隔離板的邊緣部分與所述所述箱型構(gòu)件的側(cè)板的內(nèi)表面抵接。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的反應(yīng)裝置，其中，所述隔離板的邊緣部分與所述所述箱型構(gòu)件的側(cè)板的內(nèi)表面通過(guò)焊接及釬焊之中的任一種進(jìn)行接合。
31.根據(jù)權(quán)利要求23所述的反應(yīng)裝置，其中，在所述隔離板上，形成通向經(jīng)由所述隔離板的分隔而彼此鄰接的反應(yīng)室間的第3貫通孔(852)；所述第1貫通孔形成所述貫通區(qū)域。
32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其中，所述隔斷構(gòu)件包括第4隔板(920、1020、1040)，其被彎曲成斷面為三角波狀的鋸齒狀，具有矩形板狀，并具有同對(duì)應(yīng)于所述三角波的棱線(xiàn)部的一邊進(jìn)行連接的多個(gè)隔壁部。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的反應(yīng)裝置，其中，所述第4隔板收納在所述箱型構(gòu)件內(nèi)，以致所述三角波的棱線(xiàn)部與所述箱型構(gòu)件的所述頂板及所述底板之中的至少任一個(gè)的內(nèi)表面接觸，而且所述多個(gè)隔壁部的至少任一個(gè)處于彎曲狀態(tài)。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的反應(yīng)裝置，其中，在所述第4隔板的所述各隔壁部上，形成通向經(jīng)由該各隔壁部的分隔而彼此鄰接的反應(yīng)室間的第3貫通孔(926、1026、1046)；所述第3貫通孔形成所述貫通區(qū)域。
35.根據(jù)權(quán)利要求32所述的反應(yīng)裝置，其中，所述隔斷構(gòu)件包括在所述三角波的波高方向?qū)R而層疊的多個(gè)所述第4隔板，以及設(shè)置在層疊的各個(gè)第4隔板之間的第2隔壁板(1050)。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的反應(yīng)裝置，其中，在所述第2隔壁板上，形成通向經(jīng)由該第2隔壁板的分隔而彼此鄰接的反應(yīng)室間的第4貫通孔(1052)；所述第4貫通口形成所述貫通區(qū)域。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的反應(yīng)裝置，其中，所述第2隔壁板的邊緣部分與所述箱型構(gòu)件的側(cè)板的內(nèi)表面抵接。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的反應(yīng)裝置，其中，所述第2隔壁板的邊緣部分與所述箱型構(gòu)件的側(cè)板的內(nèi)表面通過(guò)焊接及釬焊之中的任一種進(jìn)行接合。
39.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置，其包括第1反應(yīng)部(604)，其設(shè)定為第1溫度，使反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)；第2反應(yīng)部(606)，其設(shè)定為低于所述第1溫度的第2溫度，使反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)；以及連結(jié)部(608)，其用于在所述第1反應(yīng)部和所述第2反應(yīng)部之間輸送反應(yīng)物及生成物；其中，所述第1反應(yīng)部及第2反應(yīng)部之中的至少任一個(gè)被形成為具有所述反應(yīng)器。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的反應(yīng)裝置，其中，所述第1反應(yīng)部供給作為所述反應(yīng)物的第1反應(yīng)物而生成第1生成物；所述第2反應(yīng)部供給作為所述反應(yīng)物的所述第1生成物而生成第2生成物；所述第1反應(yīng)物是氣化的水和在組成中含有氫原子的燃料的混合氣體；所述第1反應(yīng)部是使所述第1反應(yīng)物發(fā)生改質(zhì)反應(yīng)的改質(zhì)器；在所述第1生成物中含有氫和一氧化碳；所述第2反應(yīng)部是一氧化碳去除器，其通過(guò)選擇氧化所述第1生成物中包含的一氧化碳而將其去除。
41.根據(jù)權(quán)利要求39所述的反應(yīng)裝置，其中還包括隔熱容器，所述隔熱容器覆蓋所述第1反應(yīng)部、所述第2反應(yīng)部、整個(gè)所述連結(jié)部，并使內(nèi)部空間的氣壓低于大氣壓。
全文摘要
本發(fā)明提供一種反應(yīng)裝置，其具有被供給反應(yīng)物、從而使該反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)器，所述反應(yīng)器包括中空的箱型構(gòu)件，其具有對(duì)置的頂板和底板、以及連結(jié)上述頂板的邊和上述底板的邊的側(cè)板；隔斷構(gòu)件，其收納在上述箱型構(gòu)件內(nèi)，至少與上述箱型構(gòu)件的側(cè)板的內(nèi)表面接觸，將上述箱型構(gòu)件內(nèi)的空間分隔成被供給上述反應(yīng)物的多個(gè)反應(yīng)室；以及貫通區(qū)域，其設(shè)置在上述隔斷構(gòu)件中，通向鄰接的上述反應(yīng)室間而使上述反應(yīng)物通過(guò)。其利用隔斷構(gòu)件容易形成向反應(yīng)容器內(nèi)部流入反應(yīng)物的蜿蜒的流路，同時(shí)使反應(yīng)器的剛性得以提高。
文檔編號(hào)C01B3/38GK1971997SQ20061017297
公開(kāi)日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2006年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月29日
發(fā)明者宮本直知, 齊藤馨, 山本忠夫 申請(qǐng)人:卡西歐計(jì)算機(jī)株式會(huì)社