(57)【要約】【課題】  導入管および排出管と反応器との接合信頼性が保持された反応装置を提供する。【解決手段】  反応装置１２は、反応器９と、該反応器９を収容する収容容器１と、該収容容器１の外部から反応器９の内部に反応前の流体を導入する少なくとも１つの導入管５ａと、反応器９の内部から収容容器１の外部に反応後の流体を排出する少なくとも１つの排出管５ｂとを備える。収容容器１は、導入管５ａおよび排出管５ｂを１つずつ対応させて挿通する複数の挿通孔７を備え、導入管５ａおよび排出管５ｂは、第１の接合部材６ａによって反応器９にそれぞれ接合されるとともに、第２の接合部材６ｂによって挿通孔７にそれぞれ接合される。第１の接合部材６ａは、第２の接合部材６ｂよりも融点が高い。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応器と、該反応器を収容する収容容器と、該収容容器の外部から前記反応器の内部に反応前の流体を導入する少なくとも１つの導入管と、前記反応器の内部から前記収容容器の外部に反応後の流体を排出する少なくとも１つの排出管とを備える反応装置であって、前記収容容器は、前記導入管および排出管を１つずつ対応させて挿通する複数の挿通孔を備え、前記導入管および排出管は、第１の接合部材によって前記反応器にそれぞれ接合されるとともに、第２の接合部材によって前記挿通孔にそれぞれ接合され、前記第１の接合部材は、前記第２の接合部材よりも融点が高いことを特徴とする反応装置。
【請求項２】
反応器と、該反応器を収容する収容容器と、該収容容器の外部から前記反応器の内部に反応前の流体を導入する少なくとも１つの導入管と、前記反応器の内部から前記収容容器の外部に反応後の流体を排出する少なくとも１つの排出管とを備える反応装置であって、前記収容容器は、前記導入管および排出管を１つずつ対応させて挿通する複数の挿通孔を備えた基板と、該基板によって塞がれる貫通孔を備えた基体とを有し、前記導入管および排出管は、第１の接合部材によって前記反応器にそれぞれ接合されるとともに、前記基板の対応する挿通孔にそれぞれ挿通され、該挿通孔に第２の接合部材によってそれぞれ接合され、前記基板は、第３の接合部材によって前記基体の貫通孔に接合され、前記第２の接合部材は、前記第１の接合部材の融点以下、かつ前記第３の接合部材の融点以上の融点を有することを特徴とする反応装置。
【請求項３】
反応器と、該反応器を収容する収容容器と、該収容容器の外部から前記反応器の内部に反応前の流体を導入する少なくとも１つの導入管と、前記反応器の内部から前記収容容器の外部に反応後の流体を排出する少なくとも１つの排出管とを備えた反応装置の製造方法であって、前記反応器に、前記導入管および排出管を第１の接合部材を用いてそれぞれ接合する第１の接合ステップと、前記反応器を前記収容容器に収容するとともに、前記導入管および排出管を、前記収容容器に設けられた対応する挿通孔にそれぞれ挿通し、該挿通孔に第２の接合部材を用いてそれぞれ接合する第２の接合ステップと
を備え、前記第１の接合部材は、前記第２の接合部材よりも融点が高いことを特徴とする反応装置の製造方法。
【請求項４】
反応器と、該反応器を収容する収容容器と、該収容容器の外部から前記反応器の内部に反応前の流体を導入する少なくとも１つの導入管と、前記反応器の内部から前記収容容器の外部に反応後の流体を排出する少なくとも１つの排出管とを備えた反応装置の製造方法であって、前記収容容器は、前記導入管および排出管を１つずつ対応させて挿通する複数の挿通孔を備えた基板と、該基板によって塞がれる貫通孔を備えた基体とを有し、前記導入管および排出管を、前記反応器に第１の接合部材を用いてそれぞれ接合するとともに、前記基板の対応する挿通孔にそれぞれ挿通し、かつ該挿通孔に第２の接合部材を用いてそれぞれ接合する第１の接合ステップと、前記導入管および排出管が挿通された基板を、前記基体の貫通孔を塞ぐように第３の接合部材を用いて該基体に接合する第２の接合ステップとを備え、前記第１の接合部材は、前記第３の接合部材よりも融点が高く、前記第２の接合部材は、前記第１の接合部材と融点が等しいことを特徴とする反応装置の製造方法。
【請求項５】
反応器と、該反応器を収容する収容容器と、該収容容器の外部から前記反応器の内部に反応前の流体を導入する少なくとも１つの導入管と、前記反応器の内部から前記収容容器の外部に反応後の流体を排出する少なくとも１つの排出管とを備えた反応装置の製造方法であって、前記収容容器は、前記導入管および排出管を１つずつ対応させて挿通する複数の挿通孔を備えた基板と、該基板によって塞がれる貫通孔を備えた基体とを有し、前記導入管および排出管を、前記反応器に第１の接合部材を用いてそれぞれ接合する第１の接合ステップと、前記反応器に接合された導入管および排出管を、前記基板の対応する挿通孔に第２の接合部材を用いてそれぞれ接合する第２の接合ステップと、前記導入管および排出管が挿通された前記基板を、前記基体の貫通孔を塞ぐように該基体に第３の接合部材を用いて接合する第３の接合ステップとを備え、前記第２の接合部材は、前記第１の接合部材よりも融点が低く、前記第３の接合部材よりも融点が高いことを特徴とする反応装置の製造方法。
【請求項６】
反応器と、該反応器を収容する収容容器と、該収容容器の外部から前記反応器の内部に反応前の流体を導入する少なくとも１つの導入管と、前記反応器の内部から前記収容容器の外部に反応後の流体を排出する少なくとも１つの排出管とを備えた反応装置の製造方法であって、前記収容容器は、前記導入管および排出管を１つずつ対応させて挿通する複数の挿通孔を備えた基板と、該基板によって塞がれる貫通孔を備えた基体とを有し、前記導入管および排出管を、前記反応器に第１の接合部材を用いてそれぞれ接合する第１の接合ステップと、前記反応器に接合された導入管および排出管を、前記基板の対応する挿通孔に挿通して、該挿通孔に第２の接合部材を用いてそれぞれ接合するとともに、前記基板を、前記基体の貫通孔を塞ぐように第３の接合部材を用いて該基体に接合する第２の接合ステップとを備え、前記第１の接合部材は、前記第３の接合部材よりも融点が高く、前記第２の接合部材は、前記第３の接合部材と融点が等しいことを特徴とする反応装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種燃料を反応器で反応させて、反応生成物を取り出すための反応装置、およびその反応装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電気エネルギーを効率的に、かつクリーンに生産する次世代の電源システムとして燃料電池システムが脚光を浴びており、既に自動車市場や家庭用燃料電池発電システムに代表されるコージェネレーション発電システム市場においては、低コストを目指した実用化のためのフィールドテストが盛んに行なわれている。
【０００３】
さらに最近では、燃料電池システムの小型化を図り、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistants），ノートパソコン，デジタルビデオカメラまたはデジタルスチルカメラ等の携帯機器の電源として使用することが検討されている。
【０００４】
一般に燃料電池は、例えばメタンや天然ガス（ＣＮＧ）等の炭化水素ガスあるいはメタノールやエタノール等のアルコール類を燃料とし、反応器を用いた反応装置で水蒸気改質反応により水素ガスおよびその他のガスに改質した後、この水素ガスを発電セルと呼ばれる発電装置に供給することにより発電が行なわれる。
【０００５】
ここでの反応器による燃料の改質とは、改質可能な燃料を水蒸気と結合させて触媒反応により水素ガスを発生させるプロセスをいう。
【０００６】
例えば、燃料としてメタノールを用いた場合は、次の化学反応式（１）に示すような水蒸気改質反応（式（１）中では、メタノールに水蒸気を結合させることにより、水素と二酸化炭素とに改質する反応）により、水素ガス（Ｈ２）を生成するプロセスをいう。なお、この改質反応により生成される水素以外の微量の生成ガス（主にＣＯ２）は、通常は大気中に排出される。
【０００７】
ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ  →  ３Ｈ２＋ＣＯ２・・・（１）
また、このような水蒸気改質反応は吸熱反応であることから、外部よりヒーター等で加熱して反応温度を維持する必要がある。従って、反応器内で燃料を改質させるには、触媒の水蒸気改質活性が低下するのを防止するとともに、生成される水素ガス濃度を高く維持するため、例えば燃料としてメタノールを用いた場合には約２００〜５００℃の温度が、またメタンガスを用いた場合には３００〜８００℃程度の高い温度が必要になる。
【０００８】
そこで、携帯機器用の燃料電池システムでは、反応器内の反応温度を維持するために反応器とその反応器を収容する収容容器とができるだけ断熱されるように構成されており、反応器を、複数の支持部材を用いて、収容容器の内側に浮かせて載置する構成が採用されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２５９３５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、支持部材を用いて収容容器の内側に反応器を浮かせて載置する構成では、支持部材としていくら熱伝導率の小さい材料を用いたとしても、反応器で発生した熱が収容容器に伝わってしまうという問題があった。また、収容容器内にわざわざ支持部材を設ける必要があり、製造工程が複雑になるという問題があった。
【００１０】
そこで、反応器内に流体を導入する導入管および反応器から反応後の流体を排出する排出管によって、反応器を支持することが考えられる。このとき、導入管等と反応器、および導入管等と収容容器の接合は、それぞれ高い信頼性が求められる。特に反応器は、反応によって高温になるため、そのような高温状態で反応器と導入管等との接合信頼性を保持することは非常に重要な問題になる。
【００１１】
また、反応器と導入管等の接合信頼性が低下すると、反応器と導入管等の接合不良によって導入管や排出管を流れる流体が外部に漏れるといった問題が生じる。
【００１２】
さらに、場合によっては、接合破壊が生じて気密破壊に至り、収容容器による断熱性が失われて反応器の温度が低下するという問題が生じる。そのような場合には、反応温度を維持するために、例えば反応器の内部に設けられたヒーターの発熱量を増加させる必要が生じるため、燃料電池の発電セルで発電した総電気容量に占めるヒーター加熱に使用する電気容量が増えることになり、その結果、燃料電池システム全体の発電損失が増加してしまうという問題が生じる。
【００１３】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、導入管および排出管と反応器との接合信頼性が保持された反応装置およびそのような反応装置の製造方法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】
【００１４】
本発明に係る第１の反応装置は、反応器と、該反応器を収容する収容容器と、該収容容器の外部から前記の反応器の内部に反応前の流体を導入する少なくとも１つの導入管と、前記の反応器の内部から前記の収容容器の外部に反応後の流体を排出する少なくとも１つの排出管とを備える。前記の収容容器は、前記の導入管および排出管を１つずつ対応させて挿通する複数の挿通孔を備え、前記の導入管および排出管は、第１の接合部材によって前記の反応器にそれぞれ接合されるとともに、第２の接合部材によって前記の挿通孔にそれぞれ接合される。前記の第１の接合部材は、前記の第２の接合部材よりも融点が高い。
【００１５】
本発明に係る第２の反応装置は、反応器と、該反応器を収容する収容容器と、該収容容器の外部から前記の反応器の内部に反応前の流体を導入する少なくとも１つの導入管と、前記の反応器の内部から前記の収容容器の外部に反応後の流体を排出する少なくとも１つの排出管とを備える。前記の収容容器は、前記の導入管および排出管を１つずつ対応させて挿通する複数の挿通孔を備えた基板と、該基板によって塞がれる貫通孔を備えた基体とを有し、前記の導入管および排出管は、第１の接合部材によって前記の反応器にそれぞれ接合されるとともに、前記の基板の対応する挿通孔にそれぞれ挿通され、該挿通孔に第２の接合部材によってそれぞれ接合され、前記の基板は、第３の接合部材によって前記の基体の貫通孔に接合される。前記の第２の接合部材は、前記の第１の接合部材の融点以下、かつ前記の第３の接合部材の融点以上の融点を有する。
【００１６】
本発明に係る第１の製造方法は、反応器と、該反応器を収容する収容容器と、該収容容器の外部から前記の反応器の内部に反応前の流体を導入する少なくとも１つの導入管と、前記の反応器の内部から前記の収容容器の外部に反応後の流体を排出する少なくとも１つの排出管とを備えた反応装置の製造方法であって、前記の反応器に、前記の導入管および排出管を第１の接合部材を用いてそれぞれ接合する第１の接合ステップと、前記の反応器を前記の収容容器に収容するとともに、前記の導入管および排出管を、前記の収容容器に設けられた対応する挿通孔にそれぞれ挿通し、該挿通孔に第２の接合部材を用いてそれぞれ接合する第２の接合ステップとを備える。前記の第１の接合部材は、前記の第２の接合部材よりも融点が高い。
【００１７】
本発明に係る第２の製造方法は、反応器と、該反応器を収容する収容容器と、該収容容器の外部から前記の反応器の内部に反応前の流体を導入する少なくとも１つの導入管と、前記の反応器の内部から前記の収容容器の外部に反応後の流体を排出する少なくとも１つの排出管とを備えた反応装置の製造方法であって、前記の収容容器は、前記の導入管および排出管を１つずつ対応させて挿通する複数の挿通孔を備えた基板と、該基板によって塞がれる貫通孔を備えた基体とを有し、前記の導入管および排出管を、前記の反応器に第１の接合部材を用いてそれぞれ接合するとともに、前記の基板の対応する挿通孔にそれぞれ挿通し、かつ該挿通孔に第２の接合部材を用いてそれぞれ接合する第１の接合ステップと、前記の導入管および排出管が挿通された基板を、前記の基体の貫通孔を塞ぐように第３の接合部材を用いて該基体に接合する第２の接合ステップとを備える。前記の第１の接合部材は、前記の第３の接合部材よりも融点が高く、前記の第２の接合部材は、前記の第１の接合部材と融点が等しい。
【００１８】
本発明に係る第３の製造方法は、反応器と、該反応器を収容する収容容器と、該収容容器の外部から前記の反応器の内部に反応前の流体を導入する少なくとも１つの導入管と、前記の反応器の内部から前記の収容容器の外部に反応後の流体を排出する少なくとも１つの排出管とを備えた反応装置の製造方法であって、前記の収容容器は、前記の導入管および排出管を１つずつ対応させて挿通する複数の挿通孔を備えた基板と、該基板によって塞がれる貫通孔を備えた基体とを有し、前記の導入管および排出管を、前記の反応器に第１の接合部材を用いてそれぞれ接合する第１の接合ステップと、前記の反応器に接合された導入管および排出管を、前記の基板の対応する挿通孔に第２の接合部材を用いてそれぞれ接合する第２の接合ステップと、前記の導入管および排出管が挿通された前記の基板を、前記の基体の貫通孔を塞ぐように該基体に第３の接合部材を用いて接合する第３の接合ステップとを備える。前記の第２の接合部材は、前記の第１の接合部材よりも融点が低く、前記の第３の接合部材よりも融点が高い。
【００１９】
本発明に係る第４の製造方法は、反応器と、該反応器を収容する収容容器と、該収容容器の外部から前記の反応器の内部に反応前の流体を導入する少なくとも１つの導入管と、前記の反応器の内部から前記の収容容器の外部に反応後の流体を排出する少なくとも１つの排出管とを備えた反応装置の製造方法であって、前記の収容容器は、前記の導入管および排出管を１つずつ対応させて挿通する複数の挿通孔を備えた基板と、該基板によって塞がれる貫通孔を備えた基体とを有し、前記の導入管および排出管を、前記の反応器に第１の接合部材を用いてそれぞれ接合する第１の接合ステップと、前記の反応器に接合された導入管および排出管を、前記の基板の対応する挿通孔に挿通して、該挿通孔に第２の接合部材を用いてそれぞれ接合するとともに、前記の基板を、前記の基体の貫通孔を塞ぐように第３の接合部材を用いて該基体に接合する第２の接合ステップとを備える。前記の第１の接合部材は、前記の第３の接合部材よりも融点が高く、前記の第２の接合部材は、前記の第３の接合部材と融点が等しい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の第１の反応装置によれば、該反応器を収容する収容容器と、該収容容器の外部から反応器の内部に反応前の流体を導入する少なくとも１つの導入管と、反応器の内部から収容容器の外部に反応後の流体を排出する少なくとも１つの排出管とを備える反応装置であって、収容容器は、導入管および排出管を１つずつ対応させて挿通する複数の挿通孔を備え、導入管および排出管は、第１の接合部材によって反応器にそれぞれ接合されるとともに、第２の接合部材によって挿通孔にそれぞれ接合され、第１の接合部材は、第２の接合部材よりも融点が高いことから、高温になる反応器に対する導入管および排出管の接合箇所にはできるだけ高融点の接合部材を用い、それほど高温にならない収容容器に対する導入管および排出管の接合箇所には比較的低融点の接合部材を用いることができ、高温動作する反応器と導入管及び排出管との接合信頼性を良好なものにできる。その結果、反応器及び収容容器の動作信頼性が高くなり、導入管及び排出管と反応器との接合不良による流体の漏れや、この反応装置を用いた燃料電池システム全体の発電損失の増加等を有効に防止できる。
【００２１】
本発明の第２の反応装置によれば、反応器と、該反応器を収容する収容容器と、該収容容器の外部から反応器の内部に反応前の流体を導入する少なくとも１つの導入管と、反応器の内部から収容容器の外部に反応後の流体を排出する少なくとも１つの排出管とを備える反応装置であって、収容容器は、導入管および排出管を１つずつ対応させて挿通する複数の挿通孔を備えた基板と、該基板によって塞がれる貫通孔を備えた基体とを有し、導入管および排出管は、第１の接合部材によって反応器にそれぞれ接合されるとともに、基板の対応する挿通孔にそれぞれ挿通され、該挿通孔に第２の接合部材によってそれぞれ接合され、基板は、第３の接合部材によって基体の貫通孔に接合され、第２の接合部材は、第１の接合部材の融点以下、かつ第３の接合部材の融点以上の融点を有することから、高温になる反応器に対する導入管および排出管の接合箇所にはできるだけ高融点の接合部材を用い、それほど高温にならない収容容器に対する導入管および排出管の接合箇所には比較的低融点の接合部材を用いることができ、高温動作する反応器と導入管及び排出管との接合信頼性を良好なものにできる。その結果、反応器及び収容容器の動作信頼性が高くなり、導入管及び排出管と反応器との接合不良による流体の漏れや、この反応装置を用いた燃料電池システム全体の発電損失の増加等を有効に防止できる。さらに、反応器に接合された導入管及び排出管がそれぞれ基板と一体化していることから、導入管及び排出管の収容容器への実装が非常に容易なものとなる。
【００２２】
本発明による第１の製造方法によれば、反応器と、該反応器を収容する収容容器と、該収容容器の外部から反応器の内部に反応前の流体を導入する少なくとも１つの導入管と、反応器の内部から収容容器の外部に反応後の流体を排出する少なくとも１つの排出管とを備えた反応装置の製造方法であって、反応器に、導入管および排出管を第１の接合部材を用いてそれぞれ接合する第１の接合ステップと、反応器を収容容器に収容するとともに、導入管および排出管を、収容容器に設けられた対応する挿通孔にそれぞれ挿通し、該挿通孔に第２の接合部材を用いてそれぞれ接合する第２の接合ステップとを備え、第１の接合部材は、第２の接合部材よりも融点が高いことから、高温になる反応器に、導入管および排出管を融点の高い第１の接合部材を用いて接合するので、高温動作する反応器と導入管及び排出管との接合信頼性を良好なものにできる。また、導入管及び排出管と反応器との接合を、それらと収容容器との接合の前に行うことから、収容容器に対して不必要な熱履歴を与えることがなく、導入管及び排出管と収容容器との良好な接合を得ることが可能となり、組立の際の収容容器への熱応力を最小限にすることができる。その結果、反応器及び収容容器の動作信頼性が高くなり、導入管及び排出管と反応器との接合不良による流体の漏れや、導入管及び排出管と収容容器との接合不良による反応器の断熱不良を有効に抑制し、その結果、反応器が携帯機器内の他の部品を破壊するといったことを有効に防止できる。
【００２３】
本発明の第２の製造方法によれば、反応器と、該反応器を収容する収容容器と、該収容容器の外部から反応器の内部に反応前の流体を導入する少なくとも１つの導入管と、反応器の内部から収容容器の外部に反応後の流体を排出する少なくとも１つの排出管とを備えた反応装置の製造方法であって、収容容器は、導入管および排出管を１つずつ対応させて挿通する複数の挿通孔を備えた基板と、該基板によって塞がれる貫通孔を備えた基体とを有し、導入管および排出管を、反応器に第１の接合部材を用いてそれぞれ接合するとともに、基板の対応する挿通孔にそれぞれ挿通し、かつ該挿通孔に第２の接合部材を用いてそれぞれ接合する第１の接合ステップと、導入管および排出管が挿通された基板を、基体の貫通孔を塞ぐように第３の接合部材を用いて該基体に接合する第２の接合ステップとを備え、第１の接合部材は、第３の接合部材よりも融点が高く、第２の接合部材は、第１の接合部材と融点が等しいことから、第１の接合ステップで、導入管および排出管と高温になる反応器との接合をできるだけ高融点の第１と第２の接合部材を用いて行い、第２の接合ステップにおいて、導入管および排出管とそれほど高温にならない収容部分との接合を比較的低融点の第３の接合部材を用いて行うことができるため、高温動作する反応器と導入管及び排出管との接合信頼性を良好なものにできる。また、導入管及び排出管と反応器との接合を、それらと収容容器との接合の前に行うことから、収容容器に対して不必要な熱履歴を与えることがなく、導入管及び排出管と収容容器との良好な接合を得ることが可能となり、組立の際の収容容器への熱応力を最小限にすることができる。また、導入管及び排出管を同一基板に接合し、その基板を基体の貫通孔を塞ぐように基体に接合するため、反応器から収容容器における接合部材を用いた接合箇所までの距離が長くなり、高温の反応器からの伝熱距離を稼ぐことができることから、第３の接合部材を用いた接合箇所の温度が温度分布的に下がり、第３の接合部材に与える熱の影響を最小限に抑えることができる。よって、これにより、反応装置の信頼性を高めることができる。更に、第１の接合ステップで、導入管及び排出管を同一基板に接合していることから、第２の接合ステップにおける導入管および排出管と収容容器との実装が非常に容易なものとなり、また、複数の挿通孔をそれぞれ気密封止するよりも、少数の貫通孔を気密封止するプロセスで済むため、導入管および排出管と収容容器との接合信頼性がより高くなる。その結果、反応器及び収容容器の動作信頼性が高くなり、導入管及び排出管と反応器との接合不良による流体の漏れや、導入管及び排出管と収容容器との接合不良による反応器の断熱不良を有効に抑制し、その結果、反応器が携帯機器内の他の部品を破壊するといったことを有効に防止できる。
【００２４】
本発明の第３の製造方法によれば、反応器と、該反応器を収容する収容容器と、該収容容器の外部から反応器の内部に反応前の流体を導入する少なくとも１つの導入管と、反応器の内部から収容容器の外部に反応後の流体を排出する少なくとも１つの排出管とを備えた反応装置の製造方法であって、収容容器は、導入管および排出管を１つずつ対応させて挿通する複数の挿通孔を備えた基板と、該基板によって塞がれる貫通孔を備えた基体とを有し、導入管および排出管を、反応器に第１の接合部材を用いてそれぞれ接合する第１の接合ステップと、反応器に接合された導入管および排出管を、基板の対応する挿通孔に第２の接合部材を用いてそれぞれ接合する第２の接合ステップと、導入管および排出管が挿通された基板を、基体の貫通孔を塞ぐように該基体に第３の接合部材を用いて接合する第３の接合ステップとを備え、第２の接合部材は、第１の接合部材よりも融点が低く、第３の接合部材よりも融点が高いことから、第１の接合ステップで、高温になる反応器と導入管および排出管との接合をできるだけ高融点の第１の接合部材を用いて行い、次に、第２の接合ステップで、反応器よりも温度が低く保持される基板と導入管および排出管との接合を第１の接合部材よりも融点の低い第２の接合部材を用いて行い、さらに、第３の接合ステップで、反応器から離れているためにそれほど高温にならない収容容器と導入管および排出管との接合を第２の接合部材よりも融点の低い第３の接合部材を用いて行うことができるため、高温動作する反応器と導入管及び排出管との接合信頼性を良好なものにできる。また、導入管及び排出管と反応器との接合を、それらと収容容器との接合の前に行うことから、収容容器に対して不必要な熱履歴を与えることがなく、導入管及び排出管と収容容器との良好な接合を得ることが可能となり、組立の際の収容容器への熱応力を最小限にすることができる。また、導入管及び排出管を同一基板に接合し、その基板を基体の貫通孔を塞ぐように基体に接合するため、反応器から収容容器における接合部材を用いた接合箇所までの距離が長くなり、高温の反応器からの伝熱距離を稼ぐことができることから、第３の接合部材を用いた接合箇所の温度が温度分布的に下がり、第３の接合部材に与える熱の影響を最小限に抑えることができる。よって、これにより、反応装置の信頼性を高めることができる。更に、第２の接合ステップで、導入管及び排出管を同一基板に接合していることから、第３の接合ステップにおける導入管及び排出管と収容容器との実装が非常に容易なものとなり、また、複数の挿通孔をそれぞれ気密封止するよりも、少数の貫通孔を気密封止するプロセスで済むため、導入管および排出管と収容容器との接合信頼性がより高くなる。その結果、反応器及び収容容器の動作信頼性が高くなり、導入管及び排出管と反応器との接合不良による流体の漏れや、導入管及び排出管と収容容器との接合不良による反応器の断熱不良を有効に抑制し、その結果、反応器が携帯機器内の他の部品を破壊するといったことを有効に防止できる。
【００２５】
本発明の第４の製造方法によれば、反応器と、該反応器を収容する収容容器と、該収容容器の外部から反応器の内部に反応前の流体を導入する少なくとも１つの導入管と、反応器の内部から収容容器の外部に反応後の流体を排出する少なくとも１つの排出管とを備えた反応装置の製造方法であって、収容容器は、導入管および排出管を１つずつ対応させて挿通する複数の挿通孔を備えた基板と、該基板によって塞がれる貫通孔を備えた基体とを有し、導入管および排出管を、反応器に第１の接合部材を用いてそれぞれ接合する第１の接合ステップと、反応器に接合された導入管および排出管を、基板の対応する挿通孔に挿通して、該挿通孔に第２の接合部材を用いてそれぞれ接合するとともに、基板を、基体の貫通孔を塞ぐように第３の接合部材を用いて該基体に接合する第２の接合ステップとを備え、第１の接合部材は、第３の接合部材よりも融点が高く、第２の接合部材は、第３の接合部材と融点が等しいことから、第１の接合ステップで、高温になる反応器と導入管および排出管との接合をできるだけ高融点の第１の接合部材を用いて行い、次に、第２の接合ステップで、高温となる反応器から離れているために反応器よりも温度が低く保持される基板および収容容器と導入管および排出管との接合を第１の接合部材よりも融点の低い第２および第３の接合部材を用いて行うことができるため、高温動作する反応器と導入管及び排出管との接合信頼性を良好なものにできる。また、導入管及び排出管と反応器との接合を、それらと収容容器との接合の前に行うことから、収容容器に対して不必要な熱履歴を与えることがなく、導入管及び排出管と収容容器との良好な接合を得ることが可能となり、組立の際の収容容器への熱応力を最小限にすることができる。また、導入管及び排出管を同一基板に接合し、その基板を基体の貫通孔を塞ぐように基体に接合することから、反応器から収容容器における接合部材を用いた接合箇所までの距離が長くなり、高温の反応器からの伝熱距離を稼ぐことができることから、第３の接合部材を用いた接合箇所の温度が温度分布的に下がり、第３の接合部材に与える熱の影響を最小限に抑えることができる。よって、これにより、反応装置の信頼性を高めることができる。更に、第２の接合ステップで、導入管及び排出管を同一基板に接合していることから、第２の接合ステップにおける導入管及び排出管と収容容器との実装が非常に容易なものとなり、また、複数の挿通孔をそれぞれ気密封止するよりも、少数の貫通孔を気密封止するプロセスで済むため、導入管および排出管と収容容器との接合信頼性がより高くなる。その結果、反応器及び収容容器の動作信頼性が高くなり、導入管及び排出管と反応器との接合不良による流体の漏れや、導入管及び排出管と収容容器との接合不良による反応器の断熱不良を有効に抑制し、その結果、反応器が携帯機器内の他の部品を破壊するといったことを有効に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明の反応装置の実施形態を以下に詳細に説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による反応装置の構成例を示す断面図である。１は収容容器、２は配線としてのリード端子、３はボンディングワイヤ、４は蓋体、５ａは燃料を供給する供給路としての導入管、５ｂは改質ガスを排出する排出路としての排出管、６ａは第１の接合部材、６ｂは第２の接合部材、７は導入管５ａおよび排出管５ｂを収容容器１に挿通するための挿通孔、８は収容容器１の貫通孔にリード端子２を絶縁しつつ封止固定するための絶縁封止材、９は反応器である。
【００２８】
導入管５ａは、反応器９に原料や燃料ガス流体を導入するための管であり、反応器９の燃料供給口（図示せず）に接続されている。また、排出管５ｂは、反応器９から水素を含有する改質ガスを排出するための管であり、反応器９の燃料供給口（図示せず）に接続されている。導入管５ａおよび排出管５ｂは、収容容器１に形成した挿通孔７にそれぞれ挿通され、収容容器１の外部に導出される。
【００２９】
なお、第１の接合部材６ａは、導入管５ａおよび排出管５ｂを、反応器９に接合する際に用いる接合部材であり、第２の接合部材６ｂは、導入管５ａおよび排出管５ｂを、収容容器１の挿通孔７に接合する際に用いる接合部材である。
【００３０】
リード端子２は、ボンディングワイヤ３を介して、反応器９上の電極（図示せず）に電気的に接続される。さらに蓋体４を用いて収容容器１の凹部を封止することによって、収容容器１の凹部内に収容した反応器９を気密に封止した反応装置１２が形成される。
【００３１】
本実施の形態による反応装置１２において、収容容器１及び蓋体４は、ともに反応器９を収納する容器としての役割を果たす。それらは、例えばＦｅ系合金，無酸素銅、ＳＵＳ等の金属材料や、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）質焼結体，ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）質焼結体，炭化珪素（ＳｉＣ）質焼結体，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体，窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）質焼結体，ガラスセラミックス等のセラミック材料や、ポリイミド等の高耐熱の樹脂材料で形成されている。
【００３２】
なお、収容容器１および蓋体４に適用可能なガラスセラミックスは、ガラス成分とフィラー成分とから成る。そのガラス成分としては、例えばＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は同一または異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は前記と同じである），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３はＬｉ，ＮａまたはＫを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３は前記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等が挙げられる。
【００３３】
また、フィラー成分としては、例えばＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＺｒＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、ＴｉＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等が挙げられる。
【００３４】
一方、収容容器１および蓋体４が、例えば相対密度が９５％以上の緻密質の酸化アルミニウム質焼結体で形成されている場合は、例えば、まず酸化アルミニウム粉末に希土類酸化物粉末や酸化アルミニウム粉末等の焼結助剤を添加，混合して、酸化アルミニウム質焼結体の原料粉末を調製する。次いで、この原料粉末に有機バインダおよび分散媒を添加，混合してペースト化し、このペーストをドクターブレード法によって、あるいは原料粉末に有機バインダを加え、プレス成形，圧延成形等によって、所定の厚みのグリーンシートを作製する。その後、所定枚数のシート状成形体を位置合わせして積層圧着した後、この積層体を、例えば非酸化性雰囲気中、焼成最高温度が１２００〜１５００℃の温度で焼成して、目的とするセラミック製の収容容器１および蓋体４を得る。なお、収容容器１および蓋体４の成形は粉末成形プレス法であっても良い。
【００３５】
他方、収容容器１および蓋体４が金属材料から成る場合は、切削法，プレス法，ＭＩＭ（Metal Injection Mold）法等により所定の形状に形成される。
【００３６】
また、収容容器１および蓋体４が金属材料から成る場合には、腐食を防止するためにその表面は、例えばＡｕ，Ｎｉのめっき処理や、ポリイミド等の樹脂コーティング等の被覆コーティング処理が行なわれることが望ましい。例えばＡｕめっき処理の場合であれば、その厚さは０．１〜５μｍ程度であることが望ましい。
【００３７】
また、収容容器１および蓋体４の少なくとも内側表面をＡｕやＡｌのめっき処理膜で覆うことにより、収容された反応器９で発生する輻射熱を効率良く防ぐことができ、収容容器１および蓋体４の昇温を抑制することが可能となる。
【００３８】
以上のような収容容器１および蓋体４は、反応装置１２全体の小型化，低背化を可能とするために厚さを薄くすべきであるが、機械的強度である曲げ強度は２００ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００３９】
次に、本発明におけるリード端子２は、収容容器１および蓋体４の熱膨張係数と同一または近似した金属が用いられるのがよく、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金よりなるものが、実用時の温度変化に対して熱歪の発生を防止できる。その上、リード端子２と収容容器１との良好な封着性が得られるとともに、ボンディング性に優れ、実装時に必要な強度と良好なはんだ付性や溶接性を確保できる。
【００４０】
また、本実施の形態による反応装置１２において、絶縁封止材８は、例えば、硼珪酸ガラス，アルカリガラス，鉛を主成分とする絶縁ガラス等のガラス材料や酸化アルミニウム等のセラミック材料等から成り、収容容器１に形成された貫通孔において、この絶縁封止材８によって収容容器１とリード端子２とが電気的に絶縁されてリード端子２が封止固定されている。収容容器１に形成された、リード端子２が挿通される貫通孔は、収容容器１とリード端子２とが接触して電気的に導通することがない大きさが必要であり、具体的にはリード端子２から収容容器１までの間隔が０．１ｍｍ以上確保できる内径が必要である。
【００４１】
なお、絶縁封止材８が酸化アルミニウム等のセラミック材料からなる場合、リード端子２を収容容器１の貫通孔に例えば筒状のセラミック材料から成る絶縁封止材８を介して挿入し、絶縁封止材８と収容容器１との接続および絶縁封止材８とリード端子２との接続をＡｕ−ＧｅやＡｇ−Ｃｕ等のロウ材により行なうことができる。
【００４２】
また、収容容器１に収容される反応器９は、微小ケミカルデバイスとして、半導体製造技術を適用して、例えば、シリコン等の半導体，石英，ガラス，セラミックス等の無機材料の基材に、切削法，エッチング法，ブラスト法等により細い溝を形成することによって液体流路が作製され、操作中の液体の蒸発防止等を目的として、ガラス板等のカバーを陽極接合ロウ付け等により表面に密着させて使用される。
【００４３】
また、反応器９内には、温度調節機構、例えば、抵抗層等から成る薄膜ヒーター（不図示）を形成し、表面にはこの薄膜ヒーターへ電力を供給する端子として電極（図示せず）が形成される。この電極にはボンディングワイヤ３を介してリード端子２が電気的に接続され、この電極を通じて反応器９内に形成された温度調節機構が加熱される。この温度調節機構により、反応器９内を燃料改質条件に相当する２００〜８００℃程度の温度条件に調整することで、導入管５ａが接続された燃料供給口から供給される燃料を水蒸気と結合させて、水素ガスを発生させる改質反応を良好に促進することができる。すなわち、反応器９において反応温度の維持が可能となり燃料の改質反応を安定させることができる。なお、発生した水素ガスは、燃料排出口に接続された排出管５ｂから外部に排出される。
【００４４】
この反応器９は、Ａｕ合金，Ａｇ合金，Ａｌ合金等の金属ロウ材やガラス材による接合や、シームウェルド法、プロジェクション溶接、電子ビーム法などの溶接等により蓋体４が収容容器１にその凹部を覆って取着されることによって封止される。
【００４５】
例えば、Ａｕ−Ｓｎロウ材により接合する場合は、蓋体４に予めＡｕ−Ｓｎロウ材を溶着させておくか、あるいは金型等を用いて打ち抜き加工等で枠状に形成したＡｕ−Ｓｎロウ材を収容容器１と蓋体４との間に載置した後、封止炉あるいはシームウェルダーで蓋体４を収容容器１に接合することにより、反応器９を封止することができる。
【００４６】
収容容器１および蓋体４によって構成される空間内の断熱性をさらに向上させるためには、その空間内を真空にすることが効果的であり、反応器９を封止する際、真空炉でのロウ材による封止や真空チャンバー内でのシームウェルド法で行なえば良い。
【００４７】
また、導入管５ａおよび排出管５ｂは、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，ＳＵＳ等の金属材料、Ａｌ２Ｏ３質焼結体，３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２質焼結体，ＳｉＣ質焼結体，ＡｌＮ質焼結体，Ｓｉ３Ｎ４質焼結体，ガラスセラミック焼結体等のセラミック材料、ポリイミド等の高耐熱の樹脂材料、または、ガラスでそれぞれ形成されている。導入管５ａおよび排出管５ｂは、好ましくは、改質ガスに含まれる水素により脆化しにくいものであるのがよい。このような材料としては、Ｆｅ合金、セラミックス、ガラスが挙げられる。反応器９の燃料供給口と導入管５ａとの接続、および燃料排出口と排出管５ｂとの接続には、Ａｕ−Ｓｎ合金，Ａｕ−Ｓｉ合金，Ａｕ−Ｇｅ合金，Ａｇ−Ｃｕ合金等の各種ロウ材から成るものを用いる接続方法が適用できる。
【００４８】
次に、上述の反応装置１２を製造する方法を説明する。まず、反応器９に、導入管５aおよび排出管５ｂを第１の接合部材６ａを用いてそれぞれ接合する。次に、反応器９を収容容器１に収容するとともに、導入管５ａおよび排出管５ｂを、収容容器１に設けられた対応する挿通孔７にそれぞれ挿通し、該導入管５ａおよび排出管５ｂを挿通孔７に第２の接合部材６ｂを用いてそれぞれ接合する。そして、リード端子２を、反応器９上の電極（図示せず）にボンディングワイヤ３を介して電気的に接続し、さらに蓋体４を用いて収容容器１の凹部を封止する。
【００４９】
ここで、導入管５ａ等と反応器９との接合に使用される第１の接合部材６ａは、導入管５ａ等と挿通孔７との接合に使用される第２の接合部材６ｂよりも融点の高い材料を選定する必要がある。それらの接合には、導入管５ａ，排出管５ｂ，収容容器１、及び反応器９を構成する材料に応じて、Ａｇ−ＣｕやＡｕ−Ｓｎ等のロウ材が適宜用いられるが、例えば、第１の接合部材６ａとしてＡｇ−Ｃｕを用い、第２の接合部材６ｂとしてＡｕ−Ｓｎを用いることにより、接合信頼性の高い接合が可能となる。
【００５０】
ここで、Ａｇ−Ｃｕは、例えばＡｇ７８ｗ％，Ｃｕ２２ｗ％の組成を有し、融点が７８０℃である。また、Ａｕ−Ｓｎは、例えばＡｕ８０ｗ％，Ｓｎ２０ｗ％の組成を有し、融点は２８０℃である。なお、第２の接合部材６ｂとして、例えばＡｕ８８ｗ％，Ｇｅ１２ｗ％の組成を有し、融点が３５６℃であるＡｕ−Ｇｅを用いてもよい。
【００５１】
なお、反応器９内に触媒等の反応用部材を入れる場合には、反応用部材を反応器９に入れるタイミングに応じて、第１および第２の接合部材６ａ，６ｂを選定すればよい。例えば、反応器９を収容容器１に収容する前に反応用部材を入れる場合には、その反応用部材の耐熱温度以下の融点を有する第２の接合部材６ｂを選定すれば、反応用部材の反応率の低下を防ぐことができ、反応器９内の反応を良好に行うことができる。なお、反応装置１２を完全に組み立てた後で、反応用部材を入れる場合には、反応用部材の耐熱温度を考慮することなく、第１および第２の接合部材６ａ，６ｂを選定すればよい。
【００５２】
上述の反応装置１２によれば、高温になる反応器９の接合箇所にはできるだけ高融点の接合部材を用い、それほど高温にならない収容容器１の接合箇所には比較的低融点の接合部材を用いることができ、高温動作する反応器９と導入管５ａ及び排出管５ｂとの接合信頼性を良好なものにできる。また、導入管５ａ及び排出管５ｂと反応器９との接合を、それらと収容容器１との接合の前に行うことから、収容容器１に対しては、不必要な熱履歴を与えることもなく、収容容器１と導入管５ａ及び排出管５ｂとの良好な接合を得ることが可能となり、組立の際の収容容器１への熱応力を最小限にすることができる。その結果、反応器９及び収容容器１の動作信頼性が高くなり、反応器９と導入管５ａ及び排出管５ｂとの接合不良による流体の漏れや、導入管５ａ及び排出管５ｂと収容容器１との接合不良による反応器９の断熱不良を有効に抑制し、その結果、反応器９が携帯機器内の他の部品を破壊するといったことを有効に防止できる。
【００５３】
なお、図１に示された反応装置１２においては、導入管５ａ及び排出管５ｂが反応器９の下面に接合されているが、これらは反応器９の仕様に応じて上面又は側面に接合されてもよい。また、これに応じて、収容容器１１における挿通孔７の位置を変化させてもよいことはもちろんである。
【００５４】
さらに、上述の反応装置１２には、導入管５ａおよび排出管５ｂがそれぞれ１つずつ設けられているが、導入管５ａおよび排出管５ｂがそれぞれ複数個設けられていてもよい。その場合には、導入管５ａ及び排出管５ｂを１つずつ対応させて挿通する挿通孔が収容容器１１に設けられる。なお、導入管５ａおよび排出管５ｂの数は、一般的に同一であるが、異なっていてもよい。
【００５５】
（実施の形態２）
図２（ａ），（ｂ）は、本発明の実施の形態２による反応装置の構成例を示す断面図である。図２（ａ），（ｂ）に示された反応装置２０が実施の形態１による反応装置と異なる点は、反応器９に接合された導入管５ａおよび排出管５ｂが収容容器１の挿通孔に挿通されるのではなく、別個の基板２１に挿通され、その基板２１が基体２２に接合される点である。基体２２は、貫通孔２３を有し、基板２１は、その貫通孔２３を塞ぐように、基体２２に接合される。なお、基体２２及び基板２１は、収容容器をなす。
【００５６】
本実施の形態による反応装置２０では、導入管５ａおよび排出管５ｂを反応器９に接合する際に第１の接合部材２４ａを用い、導入管５ａおよび排出管５ｂを基板２１に接合する際に第２の接合部材２４ｂを用い、導入管５ａおよび排出管５ｂを収容容器１に接合する際に第３の接合部材２４ｃを用いる。
【００５７】
基板２１には、導入管５ａおよび排出管５ｂがそれぞれ挿通される挿通孔が設けられている。反応装置２０では、導入管５ａおよび排出管５ｂを基板２１の挿通孔に挿入し、それらを該挿通孔に第２の接合部材２４ｂによって接合した後、その基板２１を基体２２に第３の接合部材２４ｃによって接合する。基板２１は、例えば、図２（ａ）に示されるように、貫通孔２３を塞ぐように基体２３の内表面に接合されてもよく、図２（ｂ）に示されるように、貫通孔２３に勘合されてもよい。また、基板２１は、反応装置２０の外部から貫通孔２３を塞ぐように基体２３の外表面に接合されてもよい。
【００５８】
ここで、導入管５ａ等と基板２１の挿通孔との接合に使用される第２の接合部材２４ｂは、導入管５ａ等と反応器９との接合に使用される第１の接合部材２２ａよりも融点が低く、基板２１と基体２２との接合に使用される第３の接合部材２４ｃよりも融点が高い材料を選定する必要がある。それらの接合には、導入管５ａ、排出管５ｂ、収容容器１、および反応器９を構成する材料に応じて、Ａｇ−Ｃｕや、Ａｕ−Ｇｅ、Ａｕ−Ｓｎ等のロウ材等による接合が適宜用いられるが、例えば、第１の接合部材２４ａとしてＡｇ−Ｃｕを用い、第２の接合部材２４ｂとしてＡｕ−Ｇｅを用い、第３の接合部材２４ｃとしてＡｕ−Ｓｎを用いればよい。
【００５９】
ここで、Ａｇ−Ｃｕは、例えばＡｇ７８ｗ％，Ｃｕ２２ｗ％の組成を有し、融点が７８０℃である。また、Ａｕ−Ｇｅは、例えばＡｕ８８ｗ％，Ｇｅ１２ｗ％の組成を有し、融点が３５６℃である。さらに、Ａｕ−Ｓｎは、例えばＡｕ８０ｗ％，Ｓｎ２０ｗ％の組成を有し、融点は２８０℃である。
【００６０】
また、導入管５ａおよび排出管５ｂを反応器９に接合すると同時に、基板２１の挿通孔に挿入して接合し、その後、導入管５ａおよび排出管５ｂが挿入された基板２１を基体２２に接合してもよい。このとき、第１の接合部材２４ａおよび第２の接合部材２４ｂは、融点が同じであってよい。すなわち、第１の接合部材２４ａおよび第２の接合部材２４ｂは、同じ材料であってよく、その材料は、第３の接合部材２４ｃよりも融点が高い材料であってよい。
【００６１】
さらに、導入管５ａおよび排出管５ｂを反応器９に接合した後、導入管５ａおよび排出管５ｂを基板２１の挿通孔に挿入して接合し、その接合と同時に、基板２１を基体２２に接合してもよい。このとき、第２の接合部材２４ｂおよび第３の接合部材２４ｂｃ、融点が同じであってよい。すなわち、第２の接合部材２４ｂおよび第３の接合部材２４ｃは、同じ材料であってよく、その材料は、第１の接合部材２４ｃよりも融点が低い材料であってよい。
【００６２】
本実施の形態による反応装置２０によれば、反応器９に接合された導入管５ａ及び排出管５ｂがそれぞれ基板２１と一体化していることから、導入管５ａ及び排出管５ｂの収容容器への実装が非常に容易なものとなる。また、反応装置２０に設けられる貫通孔２３は、実施の形態１で説明された反応装置１２に設けられた挿通孔７よりも少数で済むので、収容容器の製造も容易になる。また、挿通孔７をそれぞれ気密封止するよりも、少数の貫通孔２３を気密封止するプロセスで済むため、反応装置１２と比較して、導入管５ａおよび排出管５ｂと収容容器との接合信頼性がより高くなる。
【００６３】
さらに、導入管５ａ及び排出管５ｂを同一基板２１に接合し、その基板２１を基体２２の貫通孔２３を塞ぐように基体２２に接合するため、反応器９から収容容器における接合部材を用いた接合箇所までの距離が長くなり、高温の反応器９からの伝熱距離を稼ぐことができることから、第３の接合部材２４ｃを用いた接合箇所の温度が温度分布的に下がるため、第３の接合部材２４ｃに与える熱の影響を最小限に抑えることができる。これにより、反応装置２０の信頼性を高めることができる。  
なお、上述の反応装置２０では、導入管５ａおよび排出管５ｂが挿通される基板２１は１つであったが、複数個であってもよい。その場合には、反応器９に接合された導入管５ａおよび排出管５ｂがそれぞれ複数個あり、対応する基板２１にそれぞれ挿通される。
【００６４】
さらに、基板２１に対して、導入管５ａおよび排出管５ｂを挿通する挿通孔だけでなく、例えばリード線を挿通する挿通孔を設けることにより、反応器９と反応装置１２外部との電気的接続を実現してもよい。また、基板２１内に配線を設ける等、基板２１が他の機能を実現するための構成を有していても構わない。
【００６５】
基板２１は、例えばＦｅ系合金，無酸素銅、ＳＵＳ等の金属材料や、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）質焼結体，ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）質焼結体，炭化珪素（ＳｉＣ）質焼結体，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体，窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）質焼結体，ガラスセラミックス等のセラミック材料や、ポリイミド等の高耐熱の樹脂材料で形成されている。
【００６６】
なお、基板２１に適用可能なガラスセラミックスは、ガラス成分とフィラー成分とから成る。そのガラス成分としては、例えばＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は同一または異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は前記と同じである），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３はＬｉ，ＮａまたはＫを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３は前記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等が挙げられる。
【００６７】
また、フィラー成分としては、例えばＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＺｒＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、ＴｉＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等が挙げられる。
【００６８】
一方、基板２１が、例えば相対密度が９５％以上の緻密質の酸化アルミニウム質焼結体で形成されている場合は、例えば、まず酸化アルミニウム粉末に希土類酸化物粉末や酸化アルミニウム粉末等の焼結助剤を添加，混合して、酸化アルミニウム質焼結体の原料粉末を調製する。次いで、この原料粉末に有機バインダおよび分散媒を添加，混合してペースト化し、このペーストをドクターブレード法によって、あるいは原料粉末に有機バインダを加え、プレス成形，圧延成形等によって、所定の厚みのグリーンシートを作製する。その後、所定枚数のシート状成形体を位置合わせして積層圧着した後、この積層体を、例えば非酸化性雰囲気中、焼成最高温度が１２００〜１５００℃の温度で焼成して、目的とするセラミック製の基板を得る。なお、基板２１の成形は粉末成形プレス法であっても良い。
【００６９】
他方、基板２１が金属材料から成る場合は、切削法，プレス法，ＭＩＭ（Metal Injection Mold）法等により所定の形状に形成される。
【００７０】
また、基板２１が金属材料から成る場合には、腐食を防止するためにその表面は、例えばＡｕ，Ｎｉのめっき処理や、ポリイミド等の樹脂コーティング等の被覆コーティング処理が行なわれることが望ましい。
【００７１】
また、基板２１がセラミック材料と金属材料とガラス材料を全てもしくは、いずれかの組み合わせで接合して作製されたものであっても構わない。
【００７２】
基板２１と基体２２との接合部分の形状としては、通常は円形とすればよいが、これに限定されない。すなわち、円形の他には、楕円形や、流体の流れ方向にその辺部を合わせることができる角状のもの、例えば、正方形，長方形が挙げられる。また、面接合、側面接合など問わないが、接合の容易さから面接合であることが好ましい。肉厚は原料供給や反応ガス排出の圧力で変形しない厚みが必要であり、上記の材料から成る場合には、携帯機器等に使用するものでは通常は０．１ｍｍ以上であれば良い。
【００７３】
また、基板２１に形成されている挿通孔と導入管５ａおよび排出管５ｂとの接合部分の形状としては、通常は円形とすればよいが、これに限定されない。すなわち、円形の他には、楕円形や、流体の流れ方向にその辺部を合わせることができる角状のもの、例えば、正方形，長方形が挙げられる。また、接合の状態としては、基板２１の厚みに沿って接合されるが、良好な接合強度と接合信頼性を得るためには、基板２１の面と導入管５ａおよび排出管５ｂに適切なメニスカスを形成した上で、基板２１の挿通孔の深さ方向に０．１ｍｍ以上接合していることが好ましい。
【００７４】
また、導入管５ａおよび排出管５ｂの内径はφ０．１ｍｍ以上として流体の圧力損失を抑えるとともに、小型化，低背化のためにはφ５ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００７５】
導入管５ａおよび排出管５ｂの接合部分の断面形状としては、通常は円形とすればよいが、これに限定されない。すなわち、円形の他には、楕円形や、流体の流れ方向にその辺部を合わせることができる角状のもの、例えば、正方形，長方形が挙げられる。また、肉厚は原料供給や反応ガス排出の圧力で変形しない厚みが必要であり、上記の材料から成る場合には、携帯機器等に使用するものでは通常は０．１ｍｍ以上であれば良い。また、流れ方向の長さは、反応器９で発生する熱を発電セルに伝えにくくするためには長い程よいが、燃料電池システム全体の大きさを考慮した長さにすべきである。
【００７６】
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の実施の形態１による反応装置の構成例を示す断面図である。
【図２】（ａ）は、本発明の実施の形態２による反応装置の構成例を示す断面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示された反応装置の構成の変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１・・・・・・・収容容器
２・・・・・・・リード端子
３・・・・・・・ボンディングワイヤ
４・・・・・・・蓋体
５ａ・・・・・・導入管
５ｂ・・・・・・排出管
６ａ，２４ａ・・第１の接合部材
６ｂ，２４ｂ・・第２の接合部材
７・・・・・・・挿通孔
８・・・・・・・（リード端子２用の）貫通孔
９・・・・・・・反応器
１２，２０・・・反応装置
２１・・・・・・基板
２２・・・・・・基体
２３・・・・・・（基板２１用の）貫通孔
２４ｃ・・・・・第３の接合部材
【図１】
2008029960.tif 000003
【図２】
2008029960.tif 000004