(57)【要約】【課題】外部への熱の影響を抑制しながら高効率の触媒反応を可能とする信頼性の高いマイクロリアクターを提供する。【解決手段】マイクロリアクター１を、真空筐体２と、この真空筐体２の真空密閉キャビティ３内に配設されたマイクロリアクター本体４と、マイクロリアクター本体４の少なくとも１つの面に位置するゲッター発熱基板６とを備えたものとし、マイクロリアクター本体４は原料供給管５Ａにより真空筐体２の外部と接続さた原料導入口１９ａ、およびガス排出管５Ｂにより真空筐体２の外部と接続されガス排出口１９ｂとを有し、ゲッター発熱基板６は、基板７と、基板７上に相互に非接触状態で配設された発熱体９とゲッター材層１０とを有するものとした。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空筐体と、該真空筐体内の真空密閉キャビティ内に配設されたマイクロリアクター本体と、該マイクロリアクター本体の少なくとも１つの面に位置するゲッター発熱基板とを備え、
前記マイクロリアクター本体は原料導入口およびガス排出口を有し、該原料導入口は原料供給管により前記真空筐体の外部と接続され、該ガス排出口はガス排出管により前記真空筐体の外部と接続され、
前記ゲッター発熱基板は、基板と、該基板上に相互に非接触状態で配設された発熱体とゲッター材層とを有することを特徴とするマイクロリアクター。
【請求項２】
前記ゲッター発熱基板の前記基板は金属基板であり、該金属基板上に電気絶縁層を介して前記発熱体と前記ゲッター材層とが配設されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロリアクター。
【請求項３】
前記ゲッター発熱基板の前記基板は前記マイクロリアクター本体を構成する金属基板であり、該金属基板上に電気絶縁層を介して前記発熱体と前記ゲッター材層とが配設されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロリアクター。
【請求項４】
前記マイクロリアクター本体は、１組の金属基板が接合された接合体と、前記１組の金属基板の少なくとも一方の金属基板の接合面に形成された微細溝部で構成されたトンネル状流路と、該トンネル状流路に形成された触媒担持層と、該触媒担持層に担持された触媒とを備え、前記原料導入口および前記ガス排出口は前記トンネル状流路と連通され、前記触媒担持層は無機酸化物被膜であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のマイクロリアクター。
【請求項５】
前記マイクロリアクター本体は、３枚以上の金属基板が積層接合された接合体と、該接合体の内部に形成された流路と、該流路に形成された触媒担持層と、該触媒担持層に担持された触媒とを備え、少なくとも最外層に位置しない前記金属基板は少なくとも一方の接合面に形成された溝部と、該溝部に形成された貫通孔とを有し、前記溝部と前記貫通孔により前記流路が構成され、前記原料導入口および前記ガス排出口は前記流路と連通され、前記触媒担持層は無機酸化物被膜であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のマイクロリアクター。
【請求項６】
前記溝部は隔壁を介して複数形成されていることを特徴とする請求項５に記載のマイクロリアクター。
【請求項７】
前記溝部に形成された貫通孔は複数であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のマイクロリアクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロリアクターに係り、特に担持した触媒によって所望の反応を進行させるためのマイクロリアクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、触媒を利用したリアクターが種々の分野で使用されており、目的に応じて最適な設計がなされている。
一方、近年、地球環境保護の観点で二酸化炭素等の地球温暖化ガスの発生がなく、また、エネルギー効率が高いことから、水素を燃料とすることが注目されている。特に、燃料電池は水素を直接電力に変換できることや、発生する熱を利用するコジェネレーションシステムにおいて高いエネルギー変換効率が可能なことから注目されている。これまで燃料電池は宇宙開発や海洋開発等の特殊な条件において採用されてきたが、最近では自動車や家庭用分散電源用途への開発が進んでおり、また、携帯機器用の燃料電池も開発されている。
携帯機器用の燃料電池では小型化が必須であり、炭化水素系燃料を水蒸気改質して水素ガスを生成する改質器の小型化が種々検討されている。例えば、金属基板、シリコン基板、セラミックス基板等にマイクロチャネルを形成し、このマイクロチャネル内に触媒を担持した種々のマイクロリアクターが開発されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００２−２５２０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のマイクロリアクターでは、担持した触媒による所望の吸熱反応を進行させるための発熱体による加熱や、発熱反応による発熱によって、外壁温度が２００℃以上の高温状態となることがある。このため、マイクロリアクターを携帯機器等に使用する場合、高温状態にあるマイクロリアクターと周囲の機器、部材との間で断熱が必要となる。
しかしながら、例えば、ガラスウール、セラミックス材料等の公知の断熱材を高温状態のマイクロリアクターの周囲に配設し、断熱材の外壁温度を常温〜５０℃程度とするには、厚みの大きい断熱材が必要となり、小型化が要求される携帯機器等への実用に供し得ないという問題があった。
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、外部への熱の影響を抑制しながら高効率の触媒反応を可能とする信頼性の高いマイクロリアクターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
このような目的を達成するために、本発明のマイクロリアクターは、真空筐体と、該真空筐体内の真空密閉キャビティ内に配設されたマイクロリアクター本体と、該マイクロリアクター本体の少なくとも１つの面に位置するゲッター発熱基板とを備え、前記マイクロリアクター本体は原料導入口およびガス排出口を有し、該原料導入口は原料供給管により前記真空筐体の外部と接続され、該ガス排出口はガス排出管により前記真空筐体の外部と接続され、前記ゲッター発熱基板は、基板と、該基板上に相互に非接触状態で配設された発熱体とゲッター材層とを有するような構成とした。
【０００５】
本発明の他の態様として、前記ゲッター発熱基板の前記基板は金属基板であり、該金属基板上に電気絶縁層を介して前記発熱体と前記ゲッター材層とが配設されているような構成とした。
本発明の他の態様として、前記ゲッター発熱基板の前記基板は前記マイクロリアクター本体を構成する金属基板であり、該金属基板上に電気絶縁層を介して前記発熱体と前記ゲッター材層とが配設されているような構成とした。
本発明の他の態様として、前記マイクロリアクター本体は、１組の金属基板が接合された接合体と、前記１組の金属基板の少なくとも一方の金属基板の接合面に形成された微細溝部で構成されたトンネル状流路と、該トンネル状流路に形成された触媒担持層と、該触媒担持層に担持された触媒とを備え、前記原料導入口および前記ガス排出口は前記トンネル状流路と連通され、前記触媒担持層は無機酸化物被膜であるような構成とした。
【０００６】
本発明の他の態様として、前記マイクロリアクター本体は、３枚以上の金属基板が積層接合された接合体と、該接合体の内部に形成された流路と、該流路に形成された触媒担持層と、該触媒担持層に担持された触媒とを備え、少なくとも最外層に位置しない前記金属基板は少なくとも一方の接合面に形成された溝部と、該溝部に形成された貫通孔とを有し、前記溝部と前記貫通孔により前記流路が構成され、前記原料導入口および前記ガス排出口は前記流路と連通され、前記触媒担持層は無機酸化物被膜であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記溝部は隔壁を介して複数形成されているような構成とした。
本発明の他の態様として、前記溝部に形成された貫通孔は複数であるような構成とした。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、マイクロリアクター本体が真空筐体の真空密閉キャビティ内に位置しており、かつ、ゲッター発熱基板のゲッター材層によって真空密閉キャビティが維持されるため、マイクロリアクター本体が高温状態となっても、真空密閉キャビティがマイクロリアクター本体から外部への熱伝導を有効に遮断するとともに、この真空密閉キャビティによる断熱効果は、他の断熱材を使用した場合に比べて格段に高いものであり、真空筐体を大型化することなく、マイクロリアクター（真空筐体）外壁温度を常温〜５０℃程度とすることができ、これにより、小型でありなら外部への熱の影響が抑制され、かつ、触媒反応の効率が高いマイクロリアクターが可能となる。また、ゲッター発熱基板の発熱体に通電することにより、マイクロリアクターの外部からの加熱処理を施すことなくゲッター材層の活性化が可能であり、マイクロリアクター製造時のゲッター材層の初期活性化が容易であるとともに、マイクロリアクター運転時のゲッター材層の再活性化が可能であり、真空密閉キャビティが高真空状態に維持され、また、ゲッター材層はゲッター発熱基板に一体化されているので、固定が確実であり、マイクロリアクターの信頼性が高いものとなる。さらに、マイクロリアクター本体において発熱反応が行われる場合には、この発熱を利用してゲッター材層の再活性化を定常的に行うことができ、エネルギー効率がより高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明のマイクロリアクターの一実施形態を示す斜視図であり、図２は図１に示されるマイクロリアクターのＡ−Ａ線における拡大断面図である。図１および図２において、マイクロリアクター１は、真空筐体２と、この真空筐体２内の真空密閉キャビティ３内に配設されたマイクロリアクター本体４と、このマイクロリアクター本体４に配設されたゲッター発熱基板６とを備えている。ゲッター発熱基板６は、金属基板７と、この金属基板７上に配設された電気絶縁層８と、電気絶縁層８上に相互に非接触状態で配設された発熱体９とゲッター材層１０とを有しており、金属基板７がマイクロリアクター本体４に接合されている。尚、図２では、ゲッター材層１０に斜線を付して示している。
【０００９】
真空筐体２は、マイクロリアクター本体４の周囲に真空密閉キャビティ３を設けるためのものであり、材質は、例えば、ステンレス、銅、アルミニウム、チタン、鉄等とすることができる。また、真空筐体２の形状は、図示例では直方体形状であるが、これに限定されるものではない。真空筐体２の内容積、形状は、マイクロリアクター本体４の形状と断熱作用を考慮して適宜設定することができ、例えば、真空密閉キャビティ３の厚み（マイクロリアクター本体４と真空筐体２の内壁面との距離）が１ｍｍ以上、好ましくは２〜１５ｍｍの範囲となるように設定することができる。
また、マイクロリアクター本体４は、原料導入口１９ａおよびガス排出口１９ｂを有し、原料導入口１９ａは原料供給管５Ａにより真空筐体２の外部と接続され、ガス排出口１９ｂはガス排出管５Ｂにより真空筐体２の外部と接続されている。
【００１０】
図３は本発明のマイクロリアクター１を構成するマイクロリアクター本体４の一例を示す斜視図であり、図４は図３に示されるマイクロリアクター本体４のＢ−Ｂ線における拡大縦断面図である。図３および図４において、マイクロリアクター本体４は、一方の面１４ａに微細溝部１５が形成された金属基板１４と、一方の面１６ａに微細溝部１７が形成された金属基板１６とが、微細溝部１５と微細溝部１７が対向するように接合された接合体１２を有している。この接合体１２の内部には、対向する微細溝部１５，１７で構成されたトンネル状流路１３が形成されており、このトンネル状流路１３の内壁面の全面に触媒担持層１８が配設されており、この触媒担持層１８に触媒Ｃが担持されている。また、トンネル状流路１３は、上記の接合体１２の対向する端面に設けられている原料導入口１９ａとガス排出口１９ｂに連通している。
【００１１】
図５は、図３に示されるマイクロリアクター本体４の金属基板１４と金属基板１６を離間させた状態を示す斜視図である。尚、図５では、触媒担持層１８を省略している。図５に示されるように、微細溝部１５，１７は、１８０度折り返して蛇行しながら連続する形状で形成されている。そして、微細溝部１５と微細溝部１７は、金属基板１４，１６の接合面に対して対称関係にあるパターン形状である。したがって、金属基板１４，１６の接合により、微細溝部１５の端部１５ａが微細溝部１７の端部１７ａ上に位置し、微細溝部１５の端部１５ｂが微細溝部１７の端部１７ｂ上に位置して、微細溝部１５と微細溝部１７が完全に対向している。このような微細溝部１５，１７で構成されるトンネル状流路１３の端部が、図３に示されるように、原料導入口１９ａとガス排出口１９ｂをなしている。尚、マイクロリアクター本体４のトンネル状流路１３の形状、原料導入口１９ａおよびガス排出口１９ｂの位置は、図示例に限定されるものではない。したがって、原料供給管５Ａとガス排出管５Ｂの位置も、図１および図２に示されるものに限定されない。
【００１２】
マイクロリアクター本体４を構成する金属基板１４，１６は、トンネル状流路１３の壁面を構成する微細溝部１５，１７の加工が容易で、かつ、接合が容易な金属材料を選択することができ、例えば、ステンレス基板、銅基板、アルミニウム基板、チタン基板、鉄基板、鉄合金基板等であってよい。ステンレス基板の場合、微細溝部１５，１７の精密加工が容易であるとともに、拡散接合により強固な接合体１２が得られる。また、銅基板の場合、微細溝部１５，１７の精密加工が容易であるとともに、レーザー溶接、抵抗溶接、ロウ付けにより強固な接合体１２が得られる。金属基板１４，１６の厚みは、マイクロリアクター本体４の大きさ、使用する金属の熱容量、熱伝導率等の特性、形成する微細溝部１５，１７の大きさ等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、５０〜５０００μｍ程度の範囲で設定することができる。
【００１３】
金属基板１４，１６に形成される微細溝部１５，１７は、図５に示されるような形状に限定されるものではなく、微細溝部１５，１７内に担持する触媒Ｃの量が多くなり、かつ、原料が触媒Ｃと接触する流路長が長くなるような任意の形状とすることができる。
また、トンネル状流路１３の流体の流れ方向に垂直な断面における微細溝部１５，１７の内壁面の形状は、円弧形状ないし半円形状、あるいは、Ｕ字形状が好ましい。このような微細溝部１５，１７からなるトンネル状流路１３の径は、例えば、１００〜２０００μｍ程度の範囲内で設定することができ、流路長は３０〜３００ｍｍ程度の範囲とすることができる。
触媒担持層１８は無機酸化物被膜であり、例えば、溶射により形成したアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）被膜、ムライト（Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）被膜等とすることができる。このような触媒担持層１８の厚みは、例えば、１０〜５０μｍ程度の範囲で適宜設定することができる。
触媒Ｃとしては、マイクロリアクター１の使用目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水素製造に使用する場合、触媒ＣとしてＣｕ−Ｚｎ系、Ｐｄ−Ｚｎ系等の改質触媒、Ｐｔ、Ｐｄ、ＮｉＯ、Ｃｏ2Ｏ3、ＣｕＯ等の燃焼触媒を使用することができる。
【００１４】
図６は、本発明のマイクロリアクター１を構成するゲッター発熱基板６の平面図である。図２および図６に示されるように、発熱体９は、１８０度折り返して蛇行しながら連続する形状で電気絶縁層８上に形成されており、発熱体９の両端部には電極９ａ，９ａが配設されている。そして、この発熱体９と非接触状態で複数（図示例では５本）のゲッター材層１０が電気絶縁層８上に形成されている。尚、図６では、ゲッター材層１０に斜線を付して示している。
金属基板７は、マイクロリアクター本体４と接合が容易な金属材料を選択することができ、例えば、ステンレス基板、銅基板、アルミニウム基板、チタン基板、鉄基板、鉄合金基板等であってよい。また、本発明では、マイクロリアクター本体４を構成する金属基板１４が金属基板７を兼ねるものであってもよい。すなわち、金属基板１４上に電気絶縁層８を介して発熱体９とゲッター材層１０が非接触状態で形成されたものであってもよい。
【００１５】
電気絶縁層８は、例えば、ポリイミド、セラミックス（Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2）等とすることができる。また、電気絶縁層８は、金属基板７の陽極酸化により形成した金属酸化膜であってもよい。このような電気絶縁層８の厚みは、使用する材料の特性等を考慮して適宜設定することができ、例えば、０．５〜１５０μｍ程度の範囲で設定することができる。
発熱体９は、吸熱反応である原料の触媒反応に必要な熱を供給するためのものであり、カーボンペースト、ニクロム（Ｎｉ−Ｃｒ合金）、Ｗ、Ｍｏ、Ａｕ等の材質を使用することができる。この発熱体９の形状は、図６に示されるように、例えば、幅１０〜２００μｍ程度の細線を電気絶縁層８上に引き回したような形状とすることができるが、このような形状に限定されず、適宜設定することができる。
発熱体９に形成された通電用の電極９ａ，９ａは、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｄ−Ａｇ等の導電材料を用いて形成することができ、また、発熱体９と同じ材質であってもよい。この電極９ａ，９ａは、図示しない配線によって真空筐体２の外部の電源に接続されている。
【００１６】
ゲッター材層１０は、真空筐体２の真空密閉キャビティ３内を真空状態に維持するためのものであり、発熱体９とは非接触状態とされている。使用するゲッター材としては、例えば、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｔの少なくとも１種、あるいはこれらの金属の２種以上からなる合金等を挙げることができる。このようなゲッター材層１０の形成方法には特に制限はなく、例えば、上記のようなゲッター材を含有するペーストを用いてスクリーン印刷により形成することができ、この場合、厚みは１０〜１５０μｍの範囲で適宜設定することが好ましい。また、ゲッター材層１０は、上記のようなゲッター材を用いた真空成膜法により形成することもでき、この場合、厚みは０．１〜５μｍの範囲で適宜設定することが好ましい。尚、真空成膜法によりゲッター材層１０をパターン形成する場合は、例えば、メタルマスクを用いた真空蒸着により行うことができる。
【００１７】
上述のような本発明のマイクロリアクター１は、マイクロリアクター本体４が真空筐体２の真空密閉キャビティ３内に位置しており、かつ、ゲッター発熱基板６のゲッター材層１０によって真空密閉キャビティ３が維持される。このため、マイクロリアクター本体４が高温状態となっても、真空密閉キャビティ３がマイクロリアクター本体４から真空筐体２への熱伝導を有効に遮断し、この真空密閉キャビティ３による断熱効果は、他の断熱材（例えば、ガラスウール、セラミックス材料等）を使用した場合に比べて格段に高いものであり、真空筐体２を大型化することなく、マイクロリアクター１（真空筐体２）外壁温度を常温〜５０℃程度とすることができる。
【００１８】
また、本発明のマイクロリアクター１の製造では、例えば、開口部を有する真空筐体２とマイクロリアクター本体４を個別に作製し、マイクロリアクター本体４を真空筐体２内に配設し、マイクロリアクター本体４の原料導入口１９ａを原料供給管５Ａにより真空筐体２の外部と接続し、また、ガス排出口１９ｂをガス排出管５Ｂにより真空筐体２の外部と接続し、また、発熱体９の電極９ａ，９ａを外部電源に接続し、真空筐体２の開口部を閉塞する。その後、真空筐体２に設けた吸引口（図示せず）から吸引することにより真空筐体２内部を真空密閉キャビティ３とし、吸引口を密封する。あるいは、上記の吸引口を設けることなく、真空筐体２の開口部の閉塞を真空チャンバー内部で行なうことにより本発明のマイクロリアクター１を製造することも可能である。いずれの製造方法により製造するにしても、本発明のマイクロリアクター１では、ゲッター発熱基板６の発熱体９に通電することにより、マイクロリアクター１の外部からの加熱処理を施すことなくゲッター材層１０の活性化が可能であり、マイクロリアクター製造時のゲッター材層１０の初期活性化が容易である。
【００１９】
さらに、本発明のマイクロリアクター１では、発熱体９の近傍にゲッター材層１０が位置するので、マイクロリアクター運転時のゲッター材層１０の再活性化も可能であり、真空密閉キャビティ３が高真空状態に維持される。
また、ゲッター材層１０はゲッター発熱基板６に一体化されているので、マイクロリアクター１への固定が確実である。
さらに、本発明のマイクロリアクター１では、マイクロリアクター本体４において発熱反応が行われる場合には、この発熱を利用してゲッター材層１０の再活性化を定常的に行うことができ、エネルギー効率がより高いものとなる。
【００２０】
次に、本発明のマイクロリアクターを構成するマイクロリアクター本体の他の形態を例示して説明する。
図７は、本発明のマイクロリアクターを構成するマイクロリアクター本体の他の形態を示す図４相当の縦断面図である。図７において、マイクロリアクター本体４Ａは、一方の面２４ａに微細溝部２５が形成された金属基板２４と、微細溝部２５を覆うように金属基板２４の面２４ａに接合された金属基板（カバー部材）２６とからなる接合体２２を有している。この接合体２２の内部には、微細溝部２５と金属基板２６とで構成されたトンネル状流路２３が形成されており、微細溝部２５の内壁面に触媒担持層２８が配設され、この触媒担持層２８に触媒Ｃが担持されている。
金属基板２４の微細溝部２５は、図５に示される微細溝部１５，１７と同様に、１８０度折り返して蛇行しながら連続する形状であってよいが、これに限定されるものではない。また、微細溝部２５の断面形状は円弧形状ないし半円形状、あるいは、Ｕ字形状等であってよい。そして、トンネル状流路２３の一方の開口端が原料導入口（図示せず）となり、他方の開口端がガス排出口（図示せず）となっている。
【００２１】
このようなマイクロリアクター本体４Ａを構成する金属基板２４、金属基板（カバー部材）２６は、上述の実施形態の金属基板１４，１６と同様の材料を使用することができる。また、金属基板２４の厚みは、マイクロリアクター本体４Ａの大きさ、使用する金属材料の熱容量、熱伝導率等の特性、形成する微細溝部２５の大きさ等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、５０〜５０００μｍ程度の範囲で設定することができる。また、金属基板２６の厚みは、使用する材料等を考慮して適宜設定することができ、例えば、２０〜２０００μｍ程度の範囲で設定することができる。
このマイクロリアクター本体４Ａを構成する触媒担持層２８は、上述の実施形態の触媒担持層１８と同様とすることができる。
【００２２】
また、図８は、本発明のマイクロリアクターを構成するマイクロリアクター本体の他の形態を示す斜視図であり、図９は図８に示されるマイクロリアクター本体のＣ−Ｃ線における拡大縦断面図であり、図１０は図８に示されるマイクロリアクター本体のＤ−Ｄ線における拡大縦断面図である。図８〜図１０において、マイクロリアクター本体４Ｂは、５枚の金属基板３４，３５，３６，３７，３８が積層接合された接合体３２を有している。５枚の金属基板３４，３５，３６，３７，３８のうち、一方の最外層である金属基板３４はカバー部材として機能し、所定の位置に３個の貫通孔３４Ｂを備えている。また、最外層に位置しない３枚の金属基板３５，３６，３７と、最外層の金属基板３８は、それぞれ隔壁を介して分離された３列の溝部３５Ａ，３６Ａ，３７Ａ，３８Ａを一方の面（金属基板３４側）に備え、各溝部３５Ａ，３６Ａ，３７Ａ，３８Ａには貫通孔３５Ｂ，３６Ｂ，３７Ｂ，３８Ｂがそれぞれ設けられている。そして、３列の溝部３５Ａ，３６Ａ，３７Ａ，３８Ａは、それぞれ貫通孔３５Ｂ，３６Ｂ，３７Ｂを介して積層方向に連通されている。したがって、金属基板３４の貫通孔３４Ｂから、溝部３５Ａ→貫通孔３５Ｂ→溝部３６Ａ→貫通孔３６Ｂ→溝部３７Ａ→貫通孔３７Ｂ→溝部３８Ａ→貫通孔３８Ｂに至るジグザグ形状の流路３３が３本（３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ）形成されている。
【００２３】
また、上記のように３本の流路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃを構成する４枚の金属基板３５，３６，３７，３８の各溝部３５Ａ，３６Ａ，３７Ａ，３８Ａと、３枚の金属基板３５，３６，３７の貫通孔３５Ｂ，３６Ｂ，３７Ｂの内壁面には触媒担持層４０が配設されており、この触媒担持層４０に触媒Ｃが担持されている。そして、金属基板３４の３個の貫通孔３４Ｂは、３本の流路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃの原料導入口３９ａであり、最外層の金属基板３８の３個の貫通孔３８Ｂは、３本の流路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃのガス排出口３９ｂとなっている。
【００２４】
図１１は、図８に示されるマイクロリアクター本体４Ｂを構成する５枚の金属基板３４，３５，３６，３７，３８を離間させた状態を示す斜視図である。尚、図１１では、触媒担持層４０を省略している。図１１に示されるように、金属基板３５，３６，３７，３８には、それぞれ隔壁を介して３列の溝部３５Ａ，３６Ａ，３７Ａ，３８Ａが形成されており、各溝部３５Ａ，３６Ａ，３７Ａ，３８Ａの一方の端部には貫通孔３５Ｂ，３６Ｂ，３７Ｂ，３８Ｂがそれぞれ設けられている。図示例では、ジグザグ形状の３本の流路３３のうち、流路３３Ａと流路３３Ｃは、溝部３５Ａ，３６Ａ，３７Ａ，３８Ａ内での流体の流れ方向が同一であり、流路３３Ｂは流体の流れ方向が逆となっている。
【００２５】
マイクロリアクター本体４Ｂを構成する５枚の金属基板３４，３５，３６，３７，３８は、上述の実施形態の金属基板１４，１６と同様の材料を使用することができる。また、金属基板３５，３６，３７，３８の厚みは、マイクロリアクター本体４Ｂの大きさ、使用する金属材料の熱容量、熱伝導率等の特性、必要とされる溝部３５Ａ，３６Ａ，３７Ａ，３８Ａの大きさ等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、５０〜５０００μｍ程度の範囲で設定することができる。また、金属基板３４の厚みは、使用する材料等を考慮して適宜設定することができ、例えば、２０〜２０００μｍ程度の範囲で設定することができる。
このマイクロリアクター本体４Ｂを構成する触媒担持層４０は、上述の実施形態の触媒担持層１８と同様とすることができる。
【００２６】
尚、上述のマイクロリアクター本体４Ｂにおいて、各流路３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃの流体の流れ方向には制限はなく、流体の流れ方向が、図示例と逆に、基板３８から基板３４へ向かうものであってもよい。この場合、３個の原料導入口３９ａと、３個のガス排出口３９ｂとが逆となる。また、３個の原料導入口３９ａの位置、３個のガス排出口３９ｂの位置も図示例に限定されるものではない。
また、金属基板３４の表面（溝部３５Ａ側に露出している面）にも触媒担持層４０を配設し、この触媒担持層４０に触媒Ｃを担持してもよい。さらに、各金属基板３５，３６，３７の表面（溝部３６Ａ，３７Ａ，３８Ａに露出している面）にも触媒担持層４０を配設し、この触媒担持層４０に触媒Ｃを担持してもよい。これにより、触媒Ｃの担持量がさらに増大し、反応効率とスペースの有効利用が向上する。
【００２７】
図１２は、本発明のマイクロリアクターを構成するマイクロリアクター本体の他の形態を示す斜視図であり、図１３は図１２に示されるマイクロリアクター本体のＥ−Ｅ線における拡大縦断面図である。図１２、図１３において、マイクロリアクター本体４Ｃは、６枚の金属基板４４，４５，４６，４７，４８，４９が積層接合された接合体４２を有している。また、図１４は、図１２に示されるマイクロリアクター本体４Ｃを構成する６枚の金属基板４４，４５，４６，４７，４８，４９を離間させた状態を示す斜視図である。尚、図１４では、後述する触媒担持層５１を省略している。
【００２８】
上記の６枚の金属基板４４，４５，４６，４７，４８，４９のうち、一方の最外層である金属基板４４はカバー部材として機能し、ほぼ中央に１列に３個の貫通孔４４Ｂを備えている。また、最外層に位置しない４枚の金属基板４５，４６，４７，４８と、最外層の金属基板４９は、それぞれ隔壁を介して配列された３列の溝部４５Ａ，４６Ａ，４７Ａ，４８Ａ，４９Ａを一方の面（金属基板４４側）に備えている。また、３枚の金属基板４５，４７，４９の各溝部４５Ａ，４７Ａ，４９Ａには、ほぼ中央部に１個の貫通孔４５Ｂ，４７Ｂ，４９Ｂがそれぞれ設けられている。一方、２枚の金属基板４６，４８の各溝部４６Ａ，４８Ａには、両端部に１個、計２個の貫通孔４６Ｂ，４８Ｂがそれぞれ設けられている。そして、３列の溝部４５Ａ，４６Ａ，４７Ａ，４８Ａ，４９Ａは、それぞれ貫通孔４５Ｂ，４６Ｂ，４７Ｂ，４８Ｂを介して積層方向に連通されている。したがって、金属基板４４の各貫通孔４４Ｂから、溝部４５Ａ→１個の貫通孔４５Ｂ→溝部４６Ａ→２個の貫通孔４６Ｂ→溝部４７Ａ→１個の貫通孔４７Ｂ→溝部４８Ａ→２個の貫通孔４８Ｂ→溝部４９Ａ→１個の貫通孔４９Ｂに至る集中・分離を繰り返すような流路４３が３本（４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ（図１３では流路４３Ａが示されている））形成されている。
【００２９】
また、上記の３本の流路４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃを構成する５枚の金属基板４５，４６，４７，４８，４９の各溝部４５Ａ，４６Ａ，４７Ａ，４８Ａ，４９Ａと、４枚の金属基板４５，４６，４７，４８の貫通孔４５Ｂ，４６Ｂ，４７Ｂ，４８Ｂの内壁面には、触媒担持層５１が配設されており、この触媒担持層５１に触媒Ｃが担持されている。そして、金属基板４４の３個の貫通孔４４Ｂは、３本の流路４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃの原料導入口５０ａであり、最外層の金属基板４９の３個の貫通孔４９Ｂは、３本の流路４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃのガス排出口５０ｂとなっている。
【００３０】
このようなマイクロリアクター本体４Ｃを構成する６枚の金属基板４４，４５，４６，４７，４８，４９は、上述の実施形態の金属基板１４，１６と同様の材料を使用することができる。また、金属基板４５，４６，４７，４８，４９の厚みは、マイクロリアクター本体４Ｃの大きさ、使用する金属材料の熱容量、熱伝導率等の特性、必要とされる溝部４５Ａ，４６Ａ，４７Ａ，４８Ａ，４９Ａの大きさ等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、５０〜５０００μｍ程度の範囲で設定することができる。また、金属基板４４の厚みは、使用する材料等を考慮して適宜設定することができ、例えば、２０〜２０００μｍ程度の範囲で設定することができる。
このマイクロリアクター本体４Ｃを構成する触媒担持層５１は、上述の実施形態の触媒担持層１８と同様とすることができる。
【００３１】
尚、上述のマイクロリアクター本体４Ｃにおいて、各流路４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃの流体の流れ方向には制限はなく、流体の流れ方向が、図示例と逆に、基板４９から基板４４へ向かうものであってもよい。この場合、３個の原料導入口５０ａと、３個のガス排出口５０ｂとが逆となる。また、３個の原料導入口５０ａの位置、３個のガス排出口５０ｂの位置も図示例に限定されるものではない。
また、金属基板４４の表面（溝部４５Ａ側に露出している面）にも触媒担持層５１を配設し、この触媒担持層５１に触媒Ｃを担持してよく、さらに、各金属基板４５，４６，４７，４８の表面（溝部４６Ａ，４７Ａ，４８Ａ，４９Ａに露出している面）にも触媒担持層５１を配設し、この触媒担持層５１に触媒Ｃを担持してよい。これにより、触媒Ｃの担持量がさらに増大し、反応効率とスペースの有効利用が向上する。
【００３２】
図１５は、本発明のマイクロリアクターを構成するマイクロリアクター本体の他の形態を示す図９、図１３相当の縦断面図である。図１５において、マイクロリアクター本体４Ｄは、５枚の金属基板６４，６５，６６，６７，６８が積層接合された接合体６２を有している。また、図１６は、図１５に示されるマイクロリアクター本体４Ｄを構成する５枚の金属基板６４，６５，６６，６７，６８を離間させた状態を示す斜視図である。尚、図１６では、後述する触媒担持層７０を省略している。
【００３３】
上記の５枚の金属基板６４，６５，６６，６７，６８のうち、一方の最外層である金属基板６４はカバー部材として機能し、後述する金属基板６５の６個の溝部６５Ａに跨るような１個の溝部６４Ａと、略中央に１個の貫通孔６４Ｂを備えている。また、最外層に位置しない３枚の金属基板６５，６６，６７は、それぞれ６個の溝部６５Ａ，６６Ａ，６７Ａを一方の面（金属基板６４側）に備えている。一方、最外層の金属基板６８は、金属基板６４の溝部６４Ａに対応した１個の溝部６８Ａを一方の面（金属基板６４側）に備えている。また、３枚の金属基板６５，６６，６７の各溝部６５Ａ，６６Ａ，６７Ａには、貫通孔６５Ｂ，６６Ｂ，６７Ｂがそれぞれ設けられている。また、金属基板６８の溝部６８Ａには、１個の貫通孔６８Ｂが設けられている。そして、各溝部６５Ａ，６６Ａ，６７Ａ，６８Ａは、それぞれ複数の貫通孔６５Ｂ，６６Ｂ，６７Ｂを介して積層方向に連通されている。したがって、金属基板６４の１個の貫通孔６４Ｂから溝部６４Ａに入った後は、溝部６５Ａ→貫通孔６５Ｂ→溝部６６Ａ→貫通孔６６Ｂ→溝部６７Ａ→貫通孔６７Ｂ→溝部６８Ａに至る６個の独立した流路６３が形成されている。
【００３４】
また、上記の６個の独立した流路６３を構成する４枚の金属基板６５，６６，６７，６８の各溝部６５Ａ，６６Ａ，６７Ａ，６８Ａと、３枚の金属基板６５，６６，６７の貫通孔６５Ｂ，６６Ｂ，６７Ｂの内壁面には、触媒担持層７０が配設されており、この触媒担持層７０に触媒Ｃが担持されている。そして、金属基板６４の１個の貫通孔６４Ｂは、流路６３の原料導入口６９ａであり、最外層の金属基板６８の１個の貫通孔６８Ｂは、流路６３のガス排出口６９ｂとなっている。
【００３５】
このようなマイクロリアクター本体４Ｄを構成する５枚の金属基板６４，６５，６６，６７，６８は、上述の実施形態の金属基板１４，１６と同様の材料を使用することができる。また、金属基板６５，６６，６７，６８の厚みは、マイクロリアクター本体４Ｄの大きさ、使用する金属材料の熱容量、熱伝導率等の特性、必要とされる溝部６５Ａ，６６Ａ，６７Ａ，６８Ａの大きさ等を考慮して適宜設定することができるが、例えば、５０〜５０００μｍ程度の範囲で設定することができる。また、金属基板６４の厚みは、使用する材料、必要とされる溝部６４Ａの大きさ等を考慮して適宜設定することができ、例えば、５０〜２０００μｍ程度の範囲で設定することができる。
このマイクロリアクター本体４Ｄを構成する触媒担持層７０は、上述の実施形態の触媒担持層１８と同様とすることができる。
【００３６】
尚、上述のマイクロリアクター本体４Ｄにおいても、流路６３の流体の流れ方向には制限はなく、図示例とは逆に、流体の流れ方向が基板６８から基板６４へ向かうものであってもよい。この場合、原料導入口６９ａとガス排出口６９ｂとが逆となる。また、原料導入口６９ａの位置、ガス排出口６９ｂの位置も図示例に限定されるものではない。
また、金属基板６４の溝部６４Ａにも触媒担持層７０を配設し、この触媒担持層７０に触媒Ｃを担持してよく、さらに、各金属基板６５，６６，６７の表面（溝部６６Ａ，６７Ａ，６８Ａに露出している面）にも触媒担持層７０を配設し、この触媒担持層７０に触媒Ｃを担持してよい。これにより、触媒Ｃの担持量がさらに増大し、反応効率とスペースの有効利用が向上する。
【００３７】
また、図１５，１６の例では、独立した流路６３が６個存在するものであるが、各金属基板６５，６６，６７に形成する溝部６５Ａ，６６Ａ，６７Ａの数を増やすことにより、更に多数の流路を形成してもよい。
尚、上述のマイクロリアクターの実施形態は例示であり、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００３８】
次に、より具体的な実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
［実施例１］
金属基板として厚み１ｍｍのＳＵＳ３１６Ｌ基板（２５ｍｍ×２５ｍｍ）を準備し、このＳＵＳ３１６Ｌ基板の両面に感光性レジスト材料（東京応化工業（株）製ＯＦＰＲ）をディップ法により塗布（膜厚７μｍ（乾燥時））した。次に、ＳＵＳ３１６Ｌ基板の微細溝部を形成する側のレジスト塗膜上に、幅１５００μｍのストライプ状の遮光部がピッチ２０００μｍで左右から交互に突出（突出長２０ｍｍ）した形状のフォトマスクを配した。また、上記と同様のＳＵＳ３１６Ｌ基板を準備し、同様に感光性レジスト材料を塗布し、ＳＵＳ３１６Ｌ基板の微細溝部を形成する側のレジスト塗膜上に、フォトマスクを配した。このフォトマスクは、ＳＵＳ３１６Ｌ基板面に対して、上記のフォトマスクと面対称となるものとした。
【００３９】
次いで、上記の１組のＳＵＳ３１６Ｌ基板について、それぞれフォトマスクを介してレジスト塗布膜を露光し、炭酸水素ナトリウム溶液を使用して現像した。これにより、各ＳＵＳ３１６Ｌ基板の一方の面には、幅５００μｍのストライプ状の開口部がピッチ２０００μｍで配列され、隣接するストライプ状の開口部が、その端部において交互に連続するようなレジストパターンが形成された。
【００４０】
次に、上記のレジストパターンをマスクとして、下記の条件でＳＵＳ３１６Ｌ基板をエッチング（３分間）した。
（エッチング条件）
・温度  ：  ５０℃
・エッチング液（塩化第二鉄溶液）  比重濃度：  ４５ボーメ（°B’e）
これにより、１組のＳＵＳ３１６Ｌ基板は、その一方の面に、幅１０００μｍ、深さ６５０μｍ、長さ２０ｍｍのストライプ形状の微細溝が２０００μｍのピッチで形成され、隣接する微細溝の端部において交互に連続するような形状（図５に示されるような１８０度折り返しながら蛇行して連続する形状）の微細溝部（流路長２２０ｍｍ）が形成された。この微細溝部の流体の流れ方向に垂直な断面における内壁面の形状は略半円形状であった。
【００４１】
上述のように微細溝部が形成された１組のＳＵＳ３１６Ｌ基板の微細溝部形成面に対して、プラズマスプレー法によりアルミナ溶射を行った。次いで、水酸化ナトリウム溶液を用いてレジストパターンを除去し、水洗した。このレジストパターン除去により、不要なアルミナ溶射膜がリフトオフされ、微細溝部内に触媒担持層（厚み３０μｍ）が形成された。
次いで、上記の１組のＳＵＳ３１６Ｌ基板を、互いの微細溝部が対向するように下記の条件で拡散接合して接合体を作製した。この接合では、１組の基板の微細溝部どうしが完全に対向するように位置合わせをした。これにより、接合体の対向する端面に原料導入口とガス排出口とが存在するトンネル状流路が接合体内に形成された。
（拡散接合条件）
・雰囲気    ：真空中
・接合温度  ：１０００℃
・接合時間  ：１２時間
【００４２】
次に、接合体の流路内に下記組成の触媒懸濁液を充填して放置（１５分間）し、その後、触媒懸濁液を抜き、１２０℃、３時間の乾燥還元処理を施して、流路内全面に触媒を担持させた。
（触媒懸濁液の組成）
・Ａｌ                                    …      ５．４重量％
・Ｃｕ                                    …      ２．６重量％
・Ｚｎ                                    …      ２．８重量％
・Ｓｉバインダー（日産化学工業（株）製  スノーテックスＯ）
…      ５．０重量％
・水                                      …      残部
【００４３】
次に、金属基板として厚み１００μｍのＳＵＳ３１６Ｌ基板（２５ｍｍ×２５ｍｍ）を準備し、このＳＵＳ３１６Ｌ基板上に、スパッタリング法により酸化珪素からなる電気絶縁層（厚み０．４μｍ）を形成した。
次いで、この電気絶縁層上にメタルマスクを介して金を真空蒸着することにより、線幅１００μｍで図６に示されるように１８０°折り返すように線間隔１００μｍで引き回したような形状の発熱体と、この発熱体の両端部に接続された２個の電極（０．５ｍｍ×０．５ｍｍ）を形成した。さらに、非蒸発型ゲッター材（サエス・ゲッターズ（株）製）を所望のパターンでスクリーン印刷により印刷し、厚み１００μｍのゲッター材層を、図６に示されるように、電気絶縁層に非接触状態で形成した。これによりゲッター発熱基板を得た。
【００４４】
次に、このゲッター発熱基板のＳＵＳ３１６Ｌ基板を、上記の接合体の一方の面に上述と同様の条件で接合した。
これにより、マイクロリアクター本体（外形寸法２５ｍｍ×２５ｍｍ×約２．１ｍｍ）を作製した。
一方、厚み１．０ｍｍのＳＵＳ３１６Ｌ基板を用いて、内則が３５ｍｍ×３５ｍｍ×４．１ｍｍの直方体であり、３５ｍｍ×３５ｍｍの面が開口部とされている筐体を作製した。この筐体には、３５ｍｍ×４．１ｍｍの壁面に原料供給管を挿入するための１個の貫通孔と、配線を挿入するための２個の貫通孔と、吸引口を形成した。また、上記の開口部を閉塞するために、３４ｍｍ×３４ｍｍの蓋材を作製した。この蓋材には、ガス排出管を挿入するための１個の貫通孔を形成した。
【００４５】
次に、上記のマイクロリアクター本体の原料導入口とガス排出口に、それぞれ原料供給管とガス排出管を接続し、発熱体の電極に配線を接続した。そして、原料供給管が上記の貫通孔に挿入され、先端部が筐体外部に突出するようにして、マイクロリアクター本体を筐体内に配設した。また、発熱体の電極に接続されている配線を、上記の貫通孔に挿入して、外部電源に接続した。次いで、上記の蓋材を、貫通孔にガス排出管が挿入されるようにして筐体の開口部に拡散接合して閉塞し真空筐体とした。拡散接合の条件は上記の拡散接合と同様とした。この状態で、筐体の内壁とマイクロリアクター本体とは幅１〜５ｍｍの空間を介して非接触状態であった。
次いで、吸引口から吸引して真空筐体の内部を１０-2Ｐａの真空度とし、その後、吸引口を溶接で密封して真空密閉キャビティを形成した。
次に、発熱体に通電（１５０ｍＡ）して発熱させ、ゲッター材層の初期活性化を行った。
これにより、本発明のマイクロリアクターを得ることができた。
【００４６】
［実施例２］
金属基板として厚み１ｍｍのＳＵＳ３１６Ｌ基板（２５ｍｍ×２５ｍｍ）を４枚準備し、これらのＳＵＳ３１６Ｌ基板の両面に感光性レジスト材料（東京応化工業（株）製ＯＦＰＲ）をディップ法により塗布（膜厚７μｍ（乾燥時））した。次に、各ＳＵＳ３１６Ｌ基板の溝部を形成する面のレジスト塗膜上に、長方形状（６ｍｍ×２０ｍｍ）の遮光部を７ｍｍピッチで３列備えたフォトマスクを配した。また、各ＳＵＳ３１６Ｌ基板の反対面のレジスト塗膜上に、直径４ｍｍの円形遮光部を７ｍｍピッチで３個備えたフォトマスクを配した。次いで、このフォトマスクを介してレジスト塗布膜を露光し、炭酸水素ナトリウム溶液を使用して現像した。これにより、各ＳＵＳ３１６Ｌ基板の一方の面には、長方形状（６ｍｍ×２０ｍｍ）の開口部が７ｍピッチで３列に配列され、反対面には、直径４ｍｍの円形開口部が７ｍｍピッチで３個配列され、各円形開口部は、ＳＵＳ３１６Ｌ基板を介して各長方形状の開口部の同一方向の端部に位置するようなレジストパターンが形成された。
【００４７】
次に、上記のレジストパターンをマスクとして、下記の条件で各ＳＵＳ３１６Ｌ基板を両面からエッチング（３分間）した。
（エッチング条件）
・温度  ：  ５０℃
・エッチング液（塩化第二鉄溶液）  比重濃度：  ４５ボーメ（°B’e）
これにより、各ＳＵＳ３１６Ｌ基板の一方の面には、開口部が長方形状（６ｍｍ×２０ｍｍ）で、深さが７５０μｍである溝部が７ｍｍピッチで３列形成され、他方の面には、開口部の直径が４ｍｍであり、上記の溝部の端部に直径３．５ｍｍの開口端をもつ貫通孔が７ｍｍピッチで３個形成された。
【００４８】
上述のように溝部と貫通孔が形成された４枚のＳＵＳ３１６Ｌ基板の溝部形成面に対して、プラズマスプレー法によりアルミナ溶射を行った。
次いで、水酸化ナトリウム溶液を用いてレジストパターンを除去し、水洗した。このレジストパターン除去により、不要なアルミナ溶射膜がリフトオフされ、溝部内と貫通孔内にのみアルミナ溶射膜からなる触媒担持層（厚み３０μｍ）が形成された。尚、最外層となるＳＵＳ３１６Ｌ基板の貫通孔をドリル研磨して、アルミナ溶射膜を除去するとともに、開口径４ｍｍのストレート形状の貫通孔を形成した。
カバー部材として厚み１００μｍのＳＵＳ３１６Ｌ基板を準備し、このＳＵＳ３１６Ｌ基板に、レジストパターン形成と片面からのエッチングにより３個の貫通孔を形成した。この貫通孔は、一方の開口直径が４ｍｍ、他方の開口直径が３．５ｍｍであり、形成ピッチが７ｍｍであった。
【００４９】
次に、上記の４枚のＳＵＳ３１６Ｌ基板を、溝部形成面側を同じ方向とし、貫通孔が交互に他端側となるように積層し位置合わせをした。また、一番上のＳＵＳ３１６Ｌ基板の溝部を覆い、かつ、貫通孔が他端側となるように、上記のカバー部材としてのＳＵＳ３１６Ｌ基板を積層し位置合わせをした（図９参照）。
次いで、下記の条件で拡散接合して接合体を作製した。
（拡散接合条件）
・雰囲気    ：真空中
・接合温度  ：１０００℃
・接合時間  ：１２時間
【００５０】
これにより、接合体の最外層のＳＵＳ基板（厚み１００μｍ）に３個の原料導入口が存在し、接合体の反対側の最外層であるＳＵＳ３１６Ｌ基板（厚み１ｍｍ）に３個のガス排出口が存在し、積層方向にジグザグ形状である３本の流路が接合体内に形成された。
次に、接合体の流路内に、実施例１と同様の触媒懸濁液を充填して放置（１５分間）し、その後、触媒懸濁液を抜き、１２０℃、３時間の乾燥処理を施して、流路内全面に触媒を担持させた。
次に、上記の接合体を構成する一方のＳＵＳ３１６Ｌ基板（厚み１００μｍ）上に、スパッタリング法により酸化珪素からなる電気絶縁層（厚み０．４μｍ）を形成した。
【００５１】
次いで、この電気絶縁層上にメタルマスクを介してＡｕを真空蒸着することにより、線幅１００μｍで図６に示されるように１８０°折り返すように線間隔１００μｍで引き回したような形状の発熱体９と、この発熱体の両端部に接続された２個の電極（０．５ｍｍ×０．５ｍｍ）を形成した。さらに、非蒸発型ゲッター材（サエス・ゲッターズ（株）製）を所望のパターンでスクリーン印刷により印刷し、厚み１００μｍのゲッター材層を、図６に示されるように、電気絶縁層上に発熱体と非接触状態で形成した。これによりゲッター発熱基板を接合体の一方の面に形成した。
これにより、マイクロリアクター本体（外形寸法２５ｍｍ×２５ｍｍ×約４．１ｍｍ）を作製した。
【００５２】
一方、厚み１．０ｍｍのＳＵＳ３１６Ｌ基板を用いて、内則が３５ｍｍ×３５ｍｍ×６．１ｍｍの直方体であり、３５ｍｍ×６．１ｍｍの面が開口部とされている筐体を作製した。この筐体には、３５ｍｍ×３５ｍｍの壁面に原料供給管を挿入するための３個の貫通孔と、配線を挿入するための２個の貫通孔と、吸引口を形成した。また、上記の開口部を閉塞するために、３４ｍｍ×６．０ｍｍの蓋材を作製した。この蓋材には、ガス排出管を挿入するための３個の貫通孔を形成した。
【００５３】
次に、上記のマイクロリアクター本体の３個の原料導入口と３個のガス排出口に、それぞれ原料供給管とガス排出管を接続し、発熱体の電極に配線を接続した。そして、３本の原料供給管がそれぞれ上記の貫通孔に挿入され、先端部が筐体外部に突出するようにして、マイクロリアクター本体を筐体内に配設した。また、発熱体の電極に接続されている配線を、上記の貫通孔に挿入して、外部電源に接続した。次いで、上記の蓋材を、貫通孔にガス排出管が挿入されるようにして筐体の開口部に拡散接合して閉塞し真空筐体とした。拡散接合の条件は上記の拡散接合と同様とした。この状態で、筐体の内壁とマイクロリアクター本体とは幅１〜５ｍｍの空間を介して非接触状態であった。
次いで、吸引口から吸引して真空筐体の内部を１０-2Ｐａの真空度とし、その後、吸引口を溶接で密封して真空密閉キャビティを形成した。
次に、発熱体に通電（１５０ｍＡ）して発熱させ、ゲッター材層の初期活性化を行った。
これにより、本発明のマイクロリアクターを得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、メタノールの改質、一酸化炭素の酸化除去等の反応からなる水素製造等、担持した触媒によって所望の反応を進行させる用途に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明のマイクロリアクターの一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１に示されるマイクロリアクターのＡ−Ａ線における拡大断面図である
【図３】本発明のマイクロリアクターを構成するマイクロリアクター本体の一例を示す斜視図である。
【図４】図３に示されるマイクロリアクター本体のＡ−Ａ線における拡大縦断面図である。
【図５】図３に示されるマイクロリアクター本体を構成する金属基板を離間させた状態を示す斜視図である。
【図６】図１および図２に示されるマイクロリアクターを構成するゲッター発熱基板の平面図である。
【図７】本発明を構成するマイクロリアクター本体の他の形態を示す図４相当の縦断面図である。
【図８】本発明を構成するマイクロリアクター本体の他の形態を示す斜視図である。
【図９】図８に示されるマイクロリアクター本体のＣ−Ｃ線における拡大縦断面図である。
【図１０】図８に示されるマイクロリアクター本体のＤ−Ｄ線における拡大縦断面図である。
【図１１】図８に示されるマイクロリアクター本体を構成する５枚の金属基板を離間させた状態を示す斜視図である。
【図１２】本発明を構成するマイクロリアクター本体の他の形態を示す斜視図である。
【図１３】図１２に示されるマイクロリアクター本体のＥ−Ｅ線における拡大縦断面図である。
【図１４】図１２に示されるマイクロリアクター本体を構成する６枚の金属基板を離間させた状態を示す斜視図である。
【図１５】本発明を構成するマイクロリアクター本体の他の形態を示す図９相当の縦断面図である。
【図１６】図１５に示されるマイクロリアクター本体を構成する５枚の金属基板を離間させた状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…マイクロリアクター
２…真空筐体
３…真空密閉キャビティ
４，４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ…マイクロリアクター本体
５Ａ…原料供給管
５Ｂ…ガス排出管
６…ゲッター発熱基板
７…基板
９…発熱体
１０…ゲッター材層
１２，３２，４２，６２…接合体
１３，２３…トンネル状流路
１４，１６，２４，２６，３４，３５，３６，３７，３８，４４，４５，４６，４７，４８，４９，６４，６５，６６，６７，６８…金属基板
１５，１７，２５…微細溝部
１８，２８，４０，５１，７０…触媒担持層
１９ａ，３９ａ，５０ａ，６９ａ…原料導入口
１９ｂ，３９ｂ，５０ｂ，６９ｂ…ガス排出口
３３（３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ），４３（４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ），６３…流路
３５Ａ，３６Ａ，３７Ａ，３８Ａ，４５Ａ，４６Ａ，４７Ａ，４８Ａ，４９Ａ，６５Ａ，６６Ａ，６７Ａ，６８Ａ…溝部
３５Ｂ，３６Ｂ，３７Ｂ，３８Ｂ，４５Ｂ，４６Ｂ，４７Ｂ，４８Ｂ，４９Ｂ，６５Ｂ，６６Ｂ，６７Ｂ，６８Ｂ…貫通孔
Ｃ…触媒
【図１】
2008126191.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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