(57)【要約】【課題】触媒あるいは触媒担体が、水素分離膜に接触することなく、触媒を担持した改質反応部と水素分離膜を配置した水蒸気改質反応器を提供する。【解決手段】原料ガスの水蒸気改質を行って水素を取り出す水蒸気改質反応部１１と水素分離膜部１２とを用いて構成される改質反応器１であって、水蒸気改質反応部１１の触媒担体と水素分離膜部１２の間に空間１５が設けられており、触媒および触媒担体が水素分離膜部１２の水素分離膜３１に付着および接触しないことを特徴とする改質反応器。【選択図】　　　　　図１
2004002136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ガスの水蒸気改質を行って水素を取り出す、水蒸気改質反応部と水素分離膜部とを用いて構成される改質反応器であって、
水蒸気改質反応部の触媒担体と水素分離膜部の間に空間が設けられていることを特徴とする改質反応器。
【請求項２】
前記触媒および触媒担体が、水素分離膜部の水素分離機能を持った金属膜に付着および接触しないことを特徴とする請求項１に記載の改質反応器。
【請求項３】
前記空間が、構造体形成時に触媒担体と水素分離膜部の間に配置した保護膜を、触媒担体に触媒を担持後に除去して形成してなることを特徴とする請求項１または２に記載の改質反応器。
【請求項４】
改質反応器を構成する水素分離膜部が、水素分離機能を持った金属膜と、該金属膜に接合されてなる支持体とを有するものであって、
構造体形成時の水素分離膜部が、触媒担持後に除去される補助板と、該補助板上に形成された水素分離機能を持った金属膜と、該金属膜側と接合されてなる支持体とを有するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の改質反応器。
【請求項５】
前記空間が、構造体形成時に触媒担体と前記水素分離膜部との間に配置した保護膜を、触媒担体に触媒を担持後に除去し、さらに水素分離機能を持った金属膜を形成するのに用いた補助板を除去して形成されていることを特徴とする請求項４に記載の改質反応器。
【請求項６】
前記空間に、水素分離膜部を補強するスペーサ部分が形成されてなることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の改質反応器。
【請求項７】
触媒担体と水素分離膜部の間に空間を設けて構造体を形成し、該空間にマスキング物質を流し込むことにより水素分離機能を持った金属膜または補助板表面をマスキングしてから触媒を担持し、その後に該マスキング物質を取り除いて、またはさらに補助板を除去して形成されてなることを特徴とする請求項１、２、４または５に記載の改質反応器。
【請求項８】
原料ガスの水蒸気改質を行って水素を取り出す水蒸気改質反応部と水素分離膜部を用いて構成される改質反応器の製造方法であって、
触媒担体と水素分離膜部の水素分離機能を持った金属膜との間に空間形成用領域を設けて構造体を形成し、
その後、触媒担体に触媒を担持する際に、触媒を水素分離膜部の水素分離機能を持った金属膜に付着させることなく、触媒担体に触媒を担持し、
さらに触媒担体と水素分離機能を持った金属膜との間の空間形成用領域を空間にすることを特徴とする改質反応器の製造方法。
【請求項９】
構造体形成時に触媒担体と水素分離膜部の水素分離機能を持った金属膜との間の空間形成用領域に保護膜を配置し、触媒担持後、該保護膜を除去することを特徴とする請求項８に記載の改質反応器の製造方法。
【請求項１０】
前記構造体形成時の水素分離膜部が、触媒担体に触媒を担持した後に除去し得る補助板上に水素分離機能を持った金属膜を形成し、前記水素分離機能を持った金属膜側と支持体を接合してなるものであって、
前記空間形成用領域の一部または全部に前記補助板が形成されてなることを特徴とする請求項８または９に記載の改質反応器の製造方法。
【請求項１１】
前記構造体形成時に触媒担体と前記水素分離膜部の補助板との間に配置した保護膜を、触媒担体に触媒を担持後に除去し、
その後、前記補助板を除去することを特徴とする請求項１０に記載の改質反応器の製造方法。
【請求項１２】
前記保護膜内に除去されないスペーサ部分を設けておき、保護膜除去時に該スペーサ部分を残すことによって、水素分離膜部を補強することを特徴とする請求項９に記載の改質反応器の製造方法。
【請求項１３】
触媒担体と水素分離膜部の水素分離機能を持った金属膜との間に空間形成用領域を設けて構造体を形成し、
前記空間形成用領域に物質を流し込むことにより水素分離機能を持った金属膜表面をマスキングしてから触媒を担持し、
その後にマスキング物質を取り除くことを特徴とする請求項８に記載の改質反応器の製造方法。
【請求項１４】
触媒担体と水素分離膜部の補助板との間の空間形成用領域に物質を流し込むことにより補助板表面をマスキングしてから触媒を担持し、
その後にマスキング物質を取り除き、
その後、前記補助板を除去することを特徴とする請求項１０または１３に記載の改質反応器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、原料ガスの水蒸気改質を行って水素を取り出す、水蒸気改質反応部と水素分離膜部とを用いて構成される改質反応器およびその製造方法に関するものである。詳しくは、水素分離膜部を構成する水素分離機能を持った金属膜に触媒が付着ないし接触し、透過性能が低下するのを防ぐことのできる新規な改質反応器およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水蒸気改質反応器では、メタンやメタノール等の炭化水素や含酸素炭化水素からなる原料ガスを、水蒸気改質反応やシフト反応によって水素、一酸化炭素及び二酸化炭素等に分解する。
【０００３】
これらの水蒸気改質反応は吸熱を伴う反応であり、高温であるほど分解反応が進む。また改質量や反応速度は、反応後のガス組成及び温度圧力に影響される。
【０００４】
たとえば、原料ガスの改質量を向上させるためには、原料ガス濃度を上げ、反応生成物の濃度を下げることによって、分解反応を促進させる側に化学平衡を移動するため、低圧かつ高温にて反応させる必要がある。
【０００５】
このため、従来の水素分離型の水蒸気改質反応器では、図６に示すように、従来の水素分離型の水蒸気改質反応器６１は、水蒸気改質反応部（触媒担持部）６３および水素分離膜部６９を用いて構成されている。そしてそれらの各部は、それぞれ改質反応部外枠部７５、水素分離膜部外枠部７７により溶接され、固定されている。こうした構造の従来の水素分離型の水蒸気改質反応器６１では、水蒸気改質反応部６３（＝触媒担持部；触媒担体に触媒が担持されたもの）と、水素分離膜６５と支持体６７からなる水素分離膜部６９とが接触する形で設置されているのが一般的であり、水蒸気改質反応器６１内に設置された水素分離膜部６９の透過側７１と非透過側７３の水素分圧差で、改質ガスから透過側７１へ選択的に水素を取り出し、非透過側７３の反応生成物中の水素濃度を低下させることによって、低温であっても水素が分離される限り水蒸気改質反応が、化学平衡に達することが無く、分解反応を進行させている。
【０００６】
水素分離膜部としては、パラジウム単体またはパラジウム銀合金などからなる薄膜を水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）として単独で使用したものが用いられるほか、セラミックスのような多孔質材料や、焼結金属のような金属材料からなる多孔質体を支持体として、その支持体の表面に前述の金属または合金をコーティングして水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）を形成（積層）したものが用いられる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような水素分離機能を持った金属膜（以下、単に水素分離膜とも称する）を備えた改質反応器において、水蒸気改質反応部では触媒反応により原料ガス（炭化水素や含酸素炭化水素ガス）を改質している。このため、水蒸気改質反応部へ触媒を担持する必要がある。
【０００８】
しかしながら、反応器内に水蒸気改質反応部（触媒担持部）の（触媒を担持した）触媒担体と水素分離膜部の水素分離膜とが接触する形で設置されてなる従来の反応器の構成では、水素分離膜表面に触媒が常に接触することになる。またこうした従来の反応器では、その製造過程においても、触媒担体と水素分離膜部とを用いて構造体を形成した後、該触媒担体に触媒を担持する場合には、水素分離膜表面にも触媒が付着することになる。分離膜表面に付着した触媒により、改質ガス（原料ガスが水蒸気改質反応部で触媒反応することにより生成された、いわゆる水素リッチガス）と水素分離膜の接触面積が小さくなるため、水素分離膜の膜面積に対して効率的に水素分離をすることができなかった。また触媒を担持した後に、構造体を形成する場合、単位積層ごとに触媒担体に触媒を担持した後に積層を行うため、製法が煩雑になるという問題があった。さらに、触媒担持および形成の順序に関わらず、触媒担体と水素分離膜が接触することによって、水素分離膜の表面が破損し、該破損部を通じて水素以外の成分が透過側に混入するなど分離性能を悪化させる恐れもあった。さらに、触媒中に含まれる金属原子と、水素分離膜を構成する金属原子が合金化してしまい、触媒活性ないし水素分離活性の低下につながる恐れもあった。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑み、触媒あるいは触媒担体が、水素分離膜に接触あるいは付着することなく、触媒を担持した水蒸気改質反応部（触媒担持部）と、水素分離膜を有する水素分離膜部とを配置した水蒸気改質反応器を提供することを目的をする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、新規な改質反応器及びその製法につき、本発明は、請求項に記載のような構成を取る。
【００１１】
すなわち、本発明は、原料ガスの水蒸気改質を行って水素を取り出す水蒸気改質反応部と水素分離膜部とを用いて構成される改質反応器であって、
水蒸気改質反応部の触媒担体と水素分離膜部の間に空間が設けられていることを特徴とする改質反応器である。
【００１２】
【発明の効果】
本発明の改質反応器によれば、触媒担体と水素分離膜部の間に空間を設けることで、水素分離膜の表面全体が改質ガスと接するため、効率的に水素を分離することができる。また、触媒担体と水素分離膜の間に空間を設けることで、触媒に添加される金属原子と水素分離膜を構成する金属原子が接触することが無く、両者が合金化することを避けることができる。また、触媒および触媒担体が水素分離膜部の水素分離膜に付着も接触もしないため、触媒や担体により水素分離膜を破損することがない。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態につき説明する。
【００１４】
本発明の改質反応器は、原料ガスの水蒸気改質を行って水素を取り出す水蒸気改質反応部と水素分離膜部とを用いて構成されるものであって、水蒸気改質反応部の触媒担体と水素分離膜部の間に空間が設けられてなることを特徴とするものである。これにより、上記に記載の効果を奏することができるものである。
【００１５】
また、本発明に係る改質反応器においては、前記触媒および触媒担体が、水素分離膜部の水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）に付着および接触しないことを特徴とするものである。
【００１６】
かかる要件を満足するには、触媒および触媒担体が、製造段階からその後の使用に際しても、触媒および触媒担体が、水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）に付着および接触しないように組み立てられているものといえる。これにより、上記に記載の効果を奏することができる。殊に、触媒と水素分離膜が反応し合金化し分離性能が低下したり、触媒や担体との接触により水素分離膜の有効利用面積が減少したり、水素分離膜が破損するのを効果的に防止することができるものである。
【００１７】
さらに、本発明に係る改質反応器においては、前記空間が、（触媒担体と水素分離膜部とを用いて構成される）構造体の形成時に触媒担体と水素分離膜部の間に配置した保護膜を、触媒担体に触媒を担持後に除去して形成してなることを特徴とするものである。
【００１８】
これにより、上記に記載の作用効果を奏することができる。さらに前記空間が、構造体形成時に触媒担体と水素分離膜部の間に配置した保護膜を、触媒担体に触媒を担持後に除去して形成してなることで、水素分離膜表面には、製造過程においても触媒が付着および接触されることがなく、触媒に添加される金属原子と水素分離膜を構成する金属原子が付着することも接触することも無く、両者が合金化することを製造段階から使用段階までのいなかる過程においても避けることができる。
【００１９】
次に、本発明に係る改質反応器においては、改質反応器を構成する水素分離膜部が、水素分離機能を持った金属膜と、該金属膜に接合されてなる支持体とを有するものであって、構造体形成時の水素分離膜部が、触媒担持後に除去される補助板と、該補助板上に形成された水素分離機能を持った金属膜と、該金属膜側と接合されてなる支持体とを有するものであることを特徴とするものである。ここで、本発明の改質反応器では、水蒸気改質反応部と空間を挟んで水素分離膜部の水素分離機能を持った金属膜が直接対向（対峙）し、該金属膜上に支持体が配置されている構造を有するものである（図１参照のこと）。
【００２０】
上記発明によれば、以下の作用効果を奏する事ができる。水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）をあらかじめ製造段階でのみ用いられる部材である補助板上に形成し、該水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）面と支持体を接合しておく事により、薄くて欠損のない膜が形成できる。すなわち、欠損なく薄い膜をする場合、従来技術では該水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）の厚さは１０μｍ程度が限界であるが、本発明の補助板を用いた構成とすることにより１μｍ程度の厚さにできる。したがって、本発明による薄膜化の効果代は１／１０程度になる。また、同様に製造段階でのみ使用される保護膜が直接水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）に当らないので、接触による破損の恐れを無くす事ができる。
【００２１】
本発明に係る改質反応器においては、上記に記載の改質反応器において、前記空間が構造体形成時に触媒担体と前記水素分離膜部との間に配置した保護膜を、触媒担体に触媒を担持後に除去し、さらに水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）を形成するのに用いた補助板を除去して形成されていることを特徴とするものである。
【００２２】
これにより上記に記載の作用効果を奏することができる。さらに上記発明によれば、前記空間が、構造体形成時に触媒担体と水素分離膜部の間に配置した保護膜を、触媒担体に触媒を担持後に除去し、その後水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）を形成するのに用いた補助板を除去して形成して（空間を形成して）なることで、該水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）表面には、製造過程から使用段階までのいなかる過程においても触媒が付着および接触されることがなく、触媒に添加される金属原子と水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）を構成する金属原子が付着することも接触することも無く、両者が合金化することを製造段階から使用段階までのいなかる過程においても避けることができる。また、欠損のない薄い膜が安定して形成できるので、コストを低減できると共に、品質も向上できる。
【００２３】
本発明に係る改質反応器においては、前記空間に、水素分離膜部を補強するスペーサ部分が形成されてなることを特徴とするものである。
【００２４】
この発明によれば、上記に記載の作用効果を奏することができる。さらに、前記空間に水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）を補強するスペーサ部分を形成することにより、水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）の振動によるたわみが抑制でき、水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）と触媒または触媒担体とが使用中に接触するおそれを防ぐことができると共に、水素分離膜部を補強することで、水素分離膜の裏面に設置する支持体の厚みを薄くすることができる。これにより、支持体と水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）本体の熱膨張率の違いによる応力を軽減することもできる。そのため、支持体との間で剥離したり、破損が生じるのを有効かつ効果的に防止することができる。
【００２５】
本発明に係る改質反応器においては、触媒担体と水素分離膜部の間に空間を設けて構造体を作成し、該空間にマスキング物質を流し込むことにより水素分離機能を持った金属膜または補助板表面をマスキングしてから触媒を担持し、その後に該マスキング物質を取り除いて、またはさらに補助板を除去して形成されてなることを特徴とするものである。
【００２６】
この発明によれば、上記に記載の作用効果を奏することができる。さらに、上記と同様に、水素分離機能を持った金属膜表面には、製造過程においても触媒が付着および接触されることがなく、触媒に添加される金属原子と水素分離機能を持った金属膜を構成する金属原子が付着することも接触することも無く、両者が合金化することを製造段階から使用段階までのいなかる過程においても避けることができる。また、補助板を用いる場合には、上記と同様に、薄くて欠損のない膜が形成できる。また、製造段階でのみ使用されるマスキング物質が直接水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）に当らないので、接触による破損の恐れを無くす事ができる。
【００２７】
次に、本発明に係る改質反応器の製造方法においては、原料ガスの水蒸気改質を行って水素を取り出す水蒸気改質反応部と水素分離膜部を用いて構成される改質反応器の製造方法であって、触媒担体と水素分離膜部の水素分離機能を持った金属膜との間に空間形成用領域を設けて構造体を形成し、その後、触媒担体に触媒を担持する際に、触媒を水素分離膜部の水素分離機能を持った金属膜に付着させることなく、触媒担体に触媒を担持し、さらに触媒担体と水素分離機能を持った金属膜との間の空間形成用領域を空間にすることを特徴とするものである。
【００２８】
この発明によれば、製造段階で触媒担体と水素分離膜部の水素分離機能を持った金属膜との間に空間形成用領域を設けることで、得られる改質反応器の触媒担体と水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）との間の空間を形成することができる。そのため水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）の表面全体が改質ガスと接するため、効率的に水素を分離することができる。また、製造段階から使用段階までのいなかる過程においても触媒や担体により水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）を破損することが無い。ここで、触媒担体と水素分離機能を持った金属膜との間の空間形成用領域は、最終的に改質反応器の触媒担体と水素分離機能を持った金属膜との間に空間を形成するための領域であればよい。したがって、該製造過程での空間形成用領域には、目的とする空間を予め設けておき、その後の過程で保護膜やマスキング物質や補助板などを挿入ないし充填し、その後触媒担体に触媒を担持し、最終的にこれら保護膜やマスキング物質や補助板を除去して空間を形成すればよい。いずれにせよ、触媒担持段階で触媒を水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）に付着ないし接触させないことで、触媒と水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）が反応し合金化し分離性能が低下したり、触媒や担体との接触により水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）の有効利用面積が減少したり、水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）が破損するのを効果的に防止することができるものである。
【００２９】
本発明では、上記に記載の改質反応器の製造方法において、構造体形成時に触媒担体と水素分離膜部の水素分離機能を持った金属膜との間の空間形成用領域に保護膜を配置し、触媒担持後、該保護膜を除去することを特徴とするものである。
【００３０】
この発明によれば、触媒担持の際に、触媒担体と水素分離機能を持った金属膜との間の空間形成用領域に保護膜を設けておくことで、触媒に添加される金属原子と水素分離機能を持った金属膜を構成する金属原子が接触することが無く、両者が合金化することを避けることができる。さらに、水蒸気改質反応部と水素分離膜部とを多層にわたって積層する際に、触媒担体と水素分離膜部とを用いて構成される構造体を形成後、まとめて複数の触媒担体に触媒を担持することが可能となり、製作時の工数を低減することもできる。また、触媒の焼成と同時に、膜も除去できるという利点もあり、膜除去工程を設けなくともよく、製作時の工数の更なる低減を図ることもできる。
【００３１】
また、上記に記載の改質反応器の製造方法においては、前記構造体形成時の水素分離膜部が、触媒担体に触媒を担持した後に除去し得る補助板上に水素分離機能を持った金属膜を形成し、前記水素分離機能を持った金属膜側と支持体を接合してなるものであって、前記空間形成用領域の一部または全部に前記補助板が形成されてなることを特徴とするものである。
【００３２】
この発明によれば、水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）をあらかじめ補助板上に形成し、水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）面と支持体を接合しておくことにより、支持体に直接水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）を形成する場合と比べて薄く、欠損のない金属膜が形成できる。また、前記空間形成用領域の一部または全部に前記補助板が形成されてなるとしたのは、前記空間形成用領域の一部に補助板を設け、残る空間形成用領域に保護膜やマスキング物質を充填することもできるためである。このように、さらに保護膜やマスキング物質を用いる場合には、該保護膜やマスキング物質が直接水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）に当らないので、保護膜との接触による金属膜の破損を防止することもできる。
【００３３】
さらに、上記に記載の改質反応器の製造方法において、前記構造体形成時に触媒担体と前記水素分離膜部の補助板との間に配置した保護膜を、触媒担体に触媒を担持後に除去し、その後、前記補助板を除去することを特徴とするものである。
【００３４】
この発明によれば、上記に記載の効果の他に、保護膜を形成するときに水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）の表面に直接接触しないため、構造体形成時における水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）の破損を防止できると共に、欠損のない薄膜（金属膜）を形成できるので、コストが安く、性能の安定したものを製造できる。
【００３５】
また本発明では、上記に記載の改質反応器の製造方法において、前記保護膜内に除去されないスペーサ部分を設けておき、保護膜除去時に該スペーサ部分を残すことによって、水素分離膜部を補強することを特徴とするものである。
【００３６】
この発明によれば、未除去部がスペーサ機能をもち、水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）が補強される。このことにより、金属膜のたわみが抑制できると共に、水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）を補強によって膜の強度維持の目的で膜の裏面に設置する支持体の厚みを薄くすることができる。これにより、支持体と水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）本体の熱膨張率の違いによる応力を軽減することができる。
【００３７】
さらに本発明では、上記に記載の改質反応器の製造方法において、触媒担体と水素分離膜部の水素分離機能を持った金属膜との間に空間形成用領域を設けて構造体を形成し、前記空間形成用領域に物質を流し込むことにより水素分離機能を持った金属膜表面をマスキングしてから触媒を担持し、その後にマスキング物質を取り除くことを特徴とするものである。
【００３８】
この発明によれば、上記に記載の作用効果を奏することができる。さらに、触媒担体と水素分離機能を持った金属膜との間の空間形成用領域にマスキング物質を直接流し込むことにより、予めマスキング膜を形成する必要がなく、工数を削減して、水素分離機能を持った金属膜と触媒担体との間に空間を設けた構造体を作ることができる。また、本発明でも、触媒の焼成と同時に、マスキング物質も除去できるという利点もあり、膜除去工程を設けなくともよく、製作時の工数の更なる低減を図ることもできる。
【００３９】
さらに本発明では、上記に記載の改質反応器の製造方法において、触媒担体と水素分離膜部の補助板との間の空間形成用領域に物質を流し込むことにより補助板表面をマスキングしてから触媒を担持し、その後にマスキング物質を取り除き、その後、前記補助板を除去することを特徴とするものである。
【００４０】
この発明によれば、上記に記載の作用効果を奏することができる。さらに、マスキングするときに、マスキング物質が水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）の表面に直接接触しないため、マスキング物質による水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）の破損を防止できると共に、欠損のない薄膜（金属膜）を形成できるので、コストが安く、性能の安定したものを製造できる。
【００４１】
【実施例】
本発明の改質反応器の第１の実施例（実施形態）は、原料ガスの水蒸気改質を行って水素を取り出す水蒸気改質反応部と水素分離膜部とを用いて構成される改質反応器であって、水蒸気改質反応部の触媒担体と水素分離膜部の間に空間が設けられており、触媒および触媒担体が水素分離膜部の水素分離膜に付着および接触しないことを特徴とするものである。
【００４２】
ここで、水素分離型の水蒸気改質反応器の大まかな構成を模式的に表わした概略図を図９に示す。図９に示すように、本実施例（実施形態）に限らず、水素分離型の水蒸気改質反応器９１では、導入口９３からメタンやメタノール等の炭化水素や含酸素炭化水素からなる原料ガスと水とを導入し、反応器内部９５の水蒸気改質反応部で水素、一酸化炭素及び二酸化炭素等に分解する。分解された水素ガスは、反応器内部の水蒸気改質反応部と空間を隔てて設けられている水素分離膜部を透過して反応器内部の水素分離膜部と反応器外壁ないし外枠部で形成された内部経路（透過側；図示せず）に取り出される。こうして選択的に取り出された水素ガスは該透過側の内部経路を通って水素ガス取出口９７から分離、回収される。また、残りの排改質ガスは、水蒸気改質反応部（非透過側）を通って排出口９９から排出される（図１、２も併せて参照のこと）。
【００４３】
本発明の第１の実施例（実施形態）について、図を用いて具体的に説明する。
【００４４】
図１は、第１の実施例の水蒸気改質反応器の主要部の構造を模式的に表した断面概略図である。本実施例の水素分離型の水蒸気改質反応器１は、水蒸気改質反応部（触媒担持部）１１および水素分離膜部１２を主要構成部材として用いて構成されている。そしてそれらの各部は、それぞれ改質反応部外枠部２３、水素分離膜部外枠部３３により溶接され、固定されている。
【００４５】
水蒸気改質反応部（触媒担持部）１１は、図１に示すように、矩形（長方形）形状に成形加工された触媒担体に従来公知の担持方法により触媒を担持したもの（触媒担持構造体）を用いることができる。ただし、本発明では、これらに制限されるべきものではなく、従来公知の各種触媒担持構造体を適用することができるものであり、例えば、適当な大きさの粒子形状の触媒担体に従来公知の担持法により触媒を担持したものなどを用いてもよい。この場合には、粒子状の触媒担持構造体は、複数個を適当な収納ケースに密に充填する形で使用されるのが一般的である。かかる収納ケースは、複数の触媒担持構造体粒子を安定に収納ないし保持（支持）して使用することができ、原料ガスや改質ガスは容易に通過（ないし透過）できる、網（ネット）状の袋体や容器あるいは多孔質の袋体、多孔膜、容器（管体を含む）などを用いることができるが、これらに制限されるべきものではなく従来公知のものを利用することができる。
【００４６】
上記触媒担体としては、例えば、発泡セラミックスのような多孔質構造のもの、あるいはフィン形状の流路を有する構造体などを用いることができるが、これらに制限されるべきものではなく、従来公知のものを適宜利用することができる。また、該発泡セラミックスのような多孔質構造の触媒担体に触媒を担持する担持方法としては、例えば、触媒を含有する溶液またはスラリー（触媒以外の成分は、その後の乾燥、焼成により揮発ないし燃焼される）をその多孔質構造の触媒担体の表面に塗布（含浸），乾燥させた後、適当な温度（４００〜５００℃程度）にて焼成することにより担持することができる。また、本発明に用いることのできる触媒に関しては、特に制限されるべきものではなく、例えば、Ｎｉ、Ｐｔなどの金属またはこれを含む合金など、従来公知の水蒸気改質用触媒として利用することができるものの中から原料ガスの種類等や使用用途に応じて適宜最適なものを選択して利用することができるものである。また、触媒担持量については、一義的に規定されるべきものではなく、使用目的や水蒸気改質反応器の能力などに応じて適宜決定されるべきものである。
【００４７】
また、水素分離膜部１２は、パラジウム単体からなる水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）３１と該水素分離膜３１を補強するための支持体３２で構成されており、水素分離膜３１と支持体３２とが２層に積層される構造となっている（より正確には、支持体３２表面上に水素分離膜が被覆された構造となっている）。また、水蒸気改質反応部（触媒担持部）１１と水素分離膜部１２の水素分離膜３１とが空間１５を介して、面している。
【００４８】
ここで、本発明に用いることのできる水素分離膜部としては、図１に例示したものに制限されるべきものではなく、例えば、パラジウム単体またはパラジウム銀合金などからなる水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）単独で構成したものであってもよいし、これら水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）用の金属または合金を、セラミックスのような多孔質材料や、焼結金属のような金属材料からなる多孔質体を支持体として、その支持体の表面にコーティングして水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）を形成（積層）したであってもよいなど、従来公知のものを適宜使用することができるものである。
【００４９】
次に図２にしたがって、第１の実施例における反応の流れを示す。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面の概略図である。図２に示すように、水蒸気改質反応部（触媒担持部）１１に原料ガス５１および水５２を供給することにより、水蒸気改質反応部（触媒担持部）１１に担持された触媒で水蒸気改質反応が行われる。水蒸気改質反応は吸熱反応であるため、水素分離型の水蒸気改質反応器１は加熱され、その熱を用いて水蒸気改質反応を行う。ここで、水蒸気改質反応器１の水蒸気改質反応部（触媒担持部）１１での反応に必要な熱を供給する加熱部ないし伝熱部（図示せず）としては、特に制限されるべきものではなく、熱媒、例えば、システム内の高温の燃焼排ガスなどを水蒸気改質反応器１に設けた熱媒流通経路に通じることで、伝熱作用によって該熱媒の持つ熱量（熱エネルギー）を水蒸気改質反応部（触媒担持部）に供給するようにしてもよい。こうすることで、排熱の有効利用が図れる点で有用である。あるいは、電熱線（コイル）などを設置して加熱してもよいなど、従来公知の各種の加熱法を適用することができる。
【００５０】
次に、水蒸気改質反応により生成された改質ガス５３、５４は、さらに反応しながら軸方向（下流方向；改質ガス５３として図中の白抜きの矢印で示される方向）に流れると同時に、周方向へも流れ、空間１５部分に流れ出し、水素分離膜３１に到達する（改質ガス５４として図中の白抜きの矢印で示す）。水素分離膜３１は、混合ガス（未反応の原料ガスおよび反応後の改質ガス）中から水素ガスを選択的に分離する。このため、水素分離膜３１に到達した改質ガス５４は水素分離膜３１を介して、水素ガス５５が選択的に取り出される。この時、該水素分離膜３１の水素透過量は、膜表面の水素分圧差及び表面積により決定される。
【００５１】
また、空間１５部分の距離については、支持体３２と水素分離膜３１の材質、厚みから算出される、改質運転時の水素分離膜部１２のたわみ量と、水蒸気改質反応部（触媒担持部）１１の材質及び触媒の組成とから推定される膨張量を考慮して、水素分離部１２と水蒸気改質反応部（触媒担持部）１１が触れない最小距離に設定するのが望ましいが、本発明では、少なくとも改質運転時においても水素分離部１２と水蒸気改質反応部（触媒担持部）１１が触れない状態を保持し得る距離とすればよい。
【００５２】
この第１の実施例における水素分離型の水蒸気改質反応器の製造方法について、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、第１の実施例における水素分離型の水蒸気改質反応器の製造ステップを示す工程概略図であり、図３（ｂ）、（ｃ）は、図３（ａ）の主要なステップでの水蒸気改質反応器の組立て状態を模式的に表した部分断面概略図である。
【００５３】
まず、水蒸気改質反応器１を構成する構造体を形成する（組み立てる）際に、改質反応部１１の触媒担体１１’と、水素分離膜３１と支持体３２からなる水素分離膜部１２との間（空間形成用領域）に樹脂製の保護膜１３を挿入する。このとき、水素分離膜部１２と保護膜１３は密着させる。隙間ができないように密着させることにより、その後に触媒担体に触媒を担持させる際に、水素分離膜部１２と保護膜１３の境界面に触媒が浸入するのを効果的に防止することができ、製造段階で水素分離膜表面に触媒が付着するのを防ぐことができる点で有用である。
【００５４】
ここで、該保護膜１３の厚さは、支持体３２と水素分離膜３１の材質、厚みから算出される、改質運転時の水素分離膜部１２のたわみ量と、改質反応部１１の膨張量とを考慮し、水素分離膜部１２と改質反応部１１が触れない距離、好ましくは水素分離膜部１２と改質反応部１１が触れない最小距離とする。
【００５５】
保護膜１３としては、触媒を担持させる際に触媒非透過性（非通過性）を有し、触媒担持後に除去可能なものであれば特に制限されるべきものではなく、適当な樹脂材料、紙、パルプ、ゴム（エラストマー）、あるいはこれらの複合材料ないし積層体などを用いることができる。なかでも、触媒焼成時に完全に揮発（除去）し得るものであり、成形加工性に優れ任意の形状に容易に成形することができ、また汎用性があり安価に入手可能であるところのポリスチレンが好ましい。また、保護膜１３の形状としては、その名称に拘泥されるべきものではなく、例えば、通常の膜形状のほか、発泡体、チューブ（中空体）などであってもよい。
【００５６】
改質反応部１１の触媒担体１１’、保護膜１３、水素分離膜部１２を順次積層した後、改質反応部外枠部２３及び水素分離膜部外枠部３３を溶接して各部材を所定の位置に設置（固定）することにより、改質反応器１を構成する構造体を形成する（図３（ｂ）参照のこと）。溶接時、外枠部２３、３３は高温にさらされるが、改質反応部１１は直接高温にはならないので、樹脂製の保護膜１３は高温劣化されることなく正常な状態に保持される。
【００５７】
ここで、構造体とは、水素分離型の水蒸気改質反応器を構成する各部材（製造段階でのみ介在する保護膜、後述するマスキング物質や補助板などの部材を含む）を用いて外観上は反応器とほぼ同様の形態に組み立てられたものをいう（図３（ｂ）参照のこと）。こうして組み上げられた時点の構造体では、改質反応部１１の触媒担体１１’には触媒は担持されていない。また保護膜、マスキング物質、補助板などの製造段階でのみ用いる部材は、少なくとも触媒担持前までには介在している状態になっている。
【００５８】
次に、改質反応器１を構成する構造体を組み立てた後、改質反応部１１の触媒担体１１’に触媒を適当な担持方法により担持する。保護膜１３を挟み込んだ状態で触媒を担持させるため、従来公知の一般的な担持方法である溶剤（分散剤）に触媒を分散させた溶液を触媒担体１１’に塗布（含浸）して担持させる方法によっても、該触媒分散溶液が、保護膜１３により水素分離膜部１２にまで到達することがないので、触媒が水素分離膜３１に付着ないし接着するのを防止できる。
【００５９】
その後、水蒸気改質反応器１を触媒焼成炉で焼成する。このとき、水蒸気改質反応器１は、約４００℃〜５００℃に昇温される。この際、保護膜１３に好適に用いられるポリスチレンでは、真空中にて約３６０℃で１００％揮発する事が知られている。このため、上記の焼成温度で保護膜１３は昇華（蒸発）し、水蒸気改質反応器１内から除去することができるので、改質反応部１１と水素分離膜部１２の間に空間１５を設けることができ、第１の実施例における水素分離型の水蒸気改質反応器を完成することができる（図３（ｃ）参照のこと）。
【００６０】
本発明の第２の実施例（実施形態）について、図４を用いて説明する。図４（ａ）は、第２の実施例における水素分離型の水蒸気改質反応器の製造ステップを示す工程概略図であり、図４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、図４（ａ）の主要なステップでの水蒸気改質反応器の組立て状態を模式的に表した部分断面概略図である。
【００６１】
この実施例は、第１の実施例に示す発明を改良したものであるので、第１の実施例との相違点のみを述べ、同一の部分については省略をした。また、図１において、同一の構造物ないし部材には同一の符号を付した。
【００６２】
第２の実施例における水素分離型の改質反応器１の組み付けの際には第１の実施例に示すような保護膜は設置せず、触媒担体１１’と水素分離膜部１２の間に最終的に空間となる空間形成用領域１５をあけて、各部材と外枠部２３、３３を溶接して固定（設置）することで、所望の構造体を構成する（図４（ａ）参照のこと）。
【００６３】
この空間形成用領域１５’部分（最終的に空間となる部分）の距離は、支持体３２と分離膜３１の材質、厚みから算出される、改質運転時の水素分離膜部１２のたわみ量と、改質反応部１１の膨張量とから、水素分離膜部１２と改質反応部１１が触れない最小距離に設定するのが望ましいが、本実施例でも、少なくとも改質運転時においても水素分離部１２と水蒸気改質反応部１１が触れない状態を保持し得る距離とすればよい。
【００６４】
各部材を溶接して構造体を構成した後、上記空間形成用領域１５にマスキング物質１４として樹脂材料（適当な粘性ないし流動性を有するように適当な溶媒を用いて調整されたものを用いるのがよい）を流し込み、水素分離膜１２の表面をマスキングする手法とする（図４（ｃ）参照のこと）。この時、下流側からマスキング物質１４である樹脂材料を引き抜くような製造法であってもよい。ただし、粘性ないし流動性、反応器の構造などによっては、マスキング物質１４である樹脂材料を引き抜くことなく、該樹脂材料が漏れ出さないように、下流側に適当な蓋（受け皿）で仮止めした状態で焼成してもよい。
【００６５】
マスキング物質１４としての樹脂材料には、第１の実施例で説明したと同様の理由から、ポリスチレンを使用するのが望ましい。ただし、マスキング物質１４としては、これに制限されるべきものではなく、触媒を担持させる際に触媒非透過性（非通過性）を有し、触媒担持後に除去可能なものであれば特に制限されるべきものではない。例えば、天然の高分子材料（のりやデンプンなど）などを用いてもよし、パルプ溶解溶液を用いてもよい。また、マスキング物質１４として用いる樹脂材料は、空間に流し込むことができ、かつ触媒担体の内部に浸透（含浸）しにくいものとするのが望ましい。高浸透（含浸）性を有する場合には、触媒担持領域にマスキング物質が浸透（含浸）することにより、予定した触媒担持量よりも少ない量しか担持できない場合があるためである。
【００６６】
上記第１および第２の実施例においては、保護膜１３あるいはマスキング物質１４としてポリスチレンを用いて説明をしたが、これに限定される訳ではない。すなわち、上述したように触媒焼成時に焼成温度以下で、昇華あるいは蒸発して取り除けるような他の樹脂を用いたものであってもよいし、樹脂に限らずその他の物質であってもよい。
【００６７】
上記第２の実施例においては、上記マスキング物質１４を空間形成用領域１５’に流し込むことにより水素分離膜３１表面をマスキングしてから、上記第１の実施例と同様に、触媒を担持し、その後触媒を焼成する際に、併せて該マスキング物質を昇華（蒸発）させて取り除くことにより、触媒担体と水素分離機能を持った金属膜との間の空間形成用領域１５’を空間１５とすることで、第２の実施例における水素分離型の改質反応器１を完成することができる（図４（ｄ）参照のこと）。
【００６８】
本発明の第３の実施例について、図５を用いて説明する。図５は、第３の実施例における水素分離型の水蒸気改質反応器の最終の組立て後の構造を模式的に表した部分断面概略図である。
【００６９】
この実施例については、第１の実施例を一部改良しているので、その相違点のみを説明する。第１の実施例においては、保護膜１３は単一の物質を用いたが、本実施例においては２種以上の樹脂を用いて保護膜を作製する。
【００７０】
すなわち、本実施例では、ポリスチレン膜中に一定間隔で、除去されないスペーサ部分としてポリエチレンを埋め込んだ保護膜を作製する。この保護膜を、第１の実施例の保護膜１３と同じ要領で改質反応器１の構造体形成時に組み込み、触媒担持後、その触媒の焼成により、保護膜中のポリスチレンを除去する。しかし、ポリエチレンは熱硬化性樹脂のため、高温においても昇華（蒸発）しないのでスペーサ部分１６として空間１５中に残留する。そのため図５に示すようにポリエチレンが空間における水素分離膜部１２を補強する。このとき用いるスペーサ部分１６の厚さ（高さ）は、支持体３２と水素分離膜３１の材質、厚みから算出される、改質運転時の水素分離膜部１２のたわみ量と、改質反応部１１の膨張量、さらにポリエチレンの支持強度、以上の３種の強度から最適な距離を定めることができるが、第１の実施例で説明したように、少なくとも改質運転時においても水素分離部１２と水蒸気改質反応部１１が触れない状態を保持し得る厚さであればよい。
【００７１】
上記実施例３においては、保護膜の構成物質としてポリスチレンを、スペーサ部分の構成物質としてポリエチレンを用いて説明をしたが、保護膜を構成する物質はこれに限定される訳ではない。触媒焼成時に焼成温度以下で、昇華あるいは蒸発して取り除ける（沸点が焼成温度より低い）ような樹脂と、他の熱硬化性樹脂、あるいは沸点が焼成温度より高い樹脂を組み合わせた他の樹脂とを組み合わせた膜であってもよいし、樹脂に限らずその他の物質であってもよい。
【００７２】
本発明の第４の実施例について、図７、８を用いて説明する。
【００７３】
図７は、第４の実施例における水素分離膜部の水素分離膜の形成方法をあらわしたものである。本実施例では、製造段階でのみ用いられる補助板３４の上に、パラジウム等の水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）３１の薄膜をめっき等により形成する。次に、この補助板３４と水素分離膜３１の２層構造体の水素分離膜面を支持体３２に接合し、３層構造体を構成する。
【００７４】
上記接合方法としては、熱間圧接、溶接などがある。
【００７５】
また、上記補助板は、非多孔質で表面が平滑で欠損がなく水素分離膜の形成に適したものであれば特に制限されるべきものはない。中でも、めっきしやすく、水素分離膜３１と支持体３２との接合時の温度に耐えられ、また化学溶液による除去が可能な金属が望ましい。例えば、銅、ニッケル、ステンレス等が挙げられる。これらの作製方法としては、特に制限されるべきものではないが、圧延が一般的である。さらに、鋳造、電気鋳造（エレクトロフォーミング）等を用いることもできる。なお、本発明の補助板として用いられる材料の一例としては、例えば、銅ではＣ１０２０（無酸素銅）、Ｃ１１００（タフピッチ銅）、Ｃ２６００（黄銅）等、ステンレスでは、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０等、ニッケルでは、Ｎｉ（純ニッケル）等が挙げられる。なお、補助板は、保護膜やマスキング物質などと同様に改質反応器の完成段階までには除去され、空間の全部または一部を創出することになる（図８（ｂ）〜（ｄ）、図１０（ｂ）、（ｃ）等を参照のこと）。そのため、補助板の厚さは、保護膜やマスキング物質などの使用の有無や該空間部分の厚さ（高さ）などに応じて適宜決定されるべきものであり、０．１〜１．０ｍｍ位であるが、これを外れる範囲の厚みでも十分に利用可能である。
【００７６】
本実施例での形成方法により、水素分離膜を欠損なく薄膜化することができるものであるが、どの程度薄くできるかは金属種や製膜技術等によって異なるため一概に規定することはできない。水素分離膜の厚さは、補助板を用いない場合には、１０〜数十または数百μｍ、補助板を用いる場合には１〜数十または数百μｍである。すなわち、補助板を用いることでより下限値が広がったことになる（薄膜化できる）。なお、上限値の数十または数百μｍというのは、時間をかける、又は製膜方法の選択によっていくらでも厚くできるという意味であり、特に制限されるべきものではない。
【００７７】
図８は、第４の実施例における水素分離型の水蒸気改質反応器の製造方法について説明したものである。図８（ａ）は、水素分離型の水蒸気改質反応器の製造ステップを示す工程概略図であり、図８（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は図８（ａ）の主要なステップでの水蒸気改質反応器の組立て状態を模式的に表した部分断面概略図である。
【００７８】
この実施例は、第１の実施例に示す発明を改良したものであるので、第１の実施例との相違点のみを述べ、同一の部分については省略をした。また、図１において、同一の構造物ないし部材には同一の符号を付した。
【００７９】
第４の実施例における水素分離型の改質反応器１の組み付け時には、図７に示す水素分離膜部を使用して、所望の構造体、すなわち、触媒担体と水素分離膜部との間に保護膜を配置してなる構造体を構成する（図８（ａ）、（ｂ）参照のこと）。
【００８０】
上記第１の実施例と同様に、触媒を担持し、その後、図８（ｃ）に示す工程で触媒を焼成する際に、保護膜１３を焼成により除去する。その後、図８（ｄ）に示す工程で、化学溶液を触媒担体と水素分離膜部の補助板との間の空間形成用領域１５’（一部）に注入し、補助板（非多孔質体）３４を除去し（エッチング処理）、触媒担体と水素分離機能を持った金属膜との間の空間形成用領域１５’全部を空間１５とすることにより、第４の実施例における水素分離型の水蒸気改質反応器を完成することができる。
【００８１】
第４の実施例は、第２の実施例にも適用でき、製造工程で水素分離膜部に補助板３４、水素分離膜３１、支持体３２の３層構造体を使用し、最終工程でエッチングによる補助板３４の除去を行う事で、触媒担体と水素分離機能を持った金属膜との間の空間形成用領域１５’全部を空間１５として所望の水素分離型の水蒸気改質反応器を完成することができる。
【００８２】
上記補助板を除去（エッチング処理）するのに用いられる化学溶液は、補助板、水素分離機能を持った金属膜材料や触媒等の種類（材質）によっても異なるため、使用する補助板、水素分離機能を持った金属膜材料、触媒等に応じて適宜決定されるべきものである。１例を挙げて説明すれば、補助材に銅、水素分離機能を持った金属膜や触媒にパラジウムを用いる場合には、例えば、塩化第二鉄などを用いることができる。これにより銅のみを選択的にエッチングでき、パラジウムは溶かさないため、補助板のみを除去するのに好適に利用することができるが、本発明がこれらに制限されるべきものでないことは言うまでもない。
【００８３】
なお、上記補助板の除去後に、必要があれば、水蒸気改質反応器内部に付着（残留）する化学溶液を除去する目的で、水洗いなどの洗浄、乾燥を行ってもよい。ただし、化学溶液が付着していても特に問題なければ、これらの操作は特に行わなくてもよい。
【００８４】
なお、補助板の除去は、基本的には、時間管理（エッチング時間など）により行えばよい。これは、使用する化学溶液によって補助板の除去に要する時間が決定されるためである。
【００８５】
本発明の第５の実施例について、図１０を用いて説明する。
【００８６】
図１０は、第５の実施例における水素分離型の水蒸気改質反応器の製造方法について説明したものである。図１０（ａ）は、水素分離型の水蒸気改質反応器の製造ステップを示す工程概略図であり、図１０（ｂ）、（ｃ）は、図１０（ａ）の主要なステップでの水蒸気改質反応器の組立て状態を模式的に表した部分断面概略図である。
【００８７】
この実施例は、第１の実施例に示す発明を改良したものであるので、第１の実施例との相違点のみを述べ、同一の部分については省略をした。また、図１において、同一の構造物ないし部材には同一の符号を付した。
【００８８】
第５の実施例における水素分離型の改質反応器１の組み付け時には、図７に示す水素分離膜部を使用し、該水素分離膜部の補助板部分を、触媒担体１１’との水素分離機能を持った金属膜との間の空間形成用領域１５’とし、保護膜は設置せずに各部材と外枠部２３、３３を溶接して固定（設置）することで、所望の構造体を構成する（図１０（ａ）、（ｂ）参照のこと）。
【００８９】
上記第１の実施例と同様に、触媒を担持し、触媒を焼成する。その後、図１０（ｃ）に示す工程で、化学溶液により補助板（非多孔質体）３４を除去し（エッチング処理）、触媒担体と水素分離機能を持った金属膜との間の空間形成用領域１５’全部を空間１５とすることにより、第５の実施例における水素分離型の水蒸気改質反応器を完成することができる。
【００９０】
また、すべての実施例において水蒸気改質反応器の組み付けには溶接を用いるものを例に説明したが、それに限定される訳ではなく、その他の組み付け方法であってもよいし、複数の改質反応部と水素分離膜部を水素流路（水素分離膜の透過側に分離された水素を抜き出すために形成されたもの）を介して積層させた構成であってもよい。さらに、全実施例において、触媒と水素分離膜との間に空間を設ける手段について記載したが、その図や文言に限定されるものではなく、触媒を担持する物質に併設された物質表面に触媒を塗布しないために、上記実施例のような手法を利用するようなものであってもよい。
【００９１】
また、本発明では、上記第１〜第５の実施例に制限されるべきものではなく、例えば、触媒担体に触媒が担持され焼成されてなる水蒸気改質反応部（触媒担持部）と水素分離膜部とを用いて構造体を形成する際に、水蒸気改質反応部（触媒担持部）と水素分離膜部との間に、最終的に空間となる空間形成用領域を設けて構造体（＝水蒸気改質反応器）を形成してもよい。この場合には、一度に触媒を触媒担体に担持させるための専用の治具（装置）を作り、事前に担持、焼成を行う工程に組替える必要があるが、保護膜やマスキング物質を用いなくてもよいメリットがある。また、予めマスキング物質によりマスキングした触媒担体あるいは保護膜を密着させた触媒担体を用いて構造体を形成し、その後に触媒を担持し、焼成することで該マスキング物質や保護膜を除去してもよい。さらに、触媒担体を用いて仮の構造体（この場合には、水素分離膜部は取り付けられていない）を形成し、触媒を担持、焼成した後に、水素分離膜部を取り付けてもよいなど、本発明の作用効果を奏することができるものであれば、特にその構成および製法は何ら制限されるものではないといえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の水蒸気改質反応器の主要部の構造を模式的に表した断面概略図（構成図）である。
【図２】本発明の第１の実施例の説明図であって、図１の水蒸気改質反応器のＡ−Ａ線（反応器の軸線方向）に沿った断面概略図（説明図）である。
【図３】本発明の第１の実施例の水蒸気改質反応器の製法方法の解説図面であって、図３（ａ）は、第１の実施例における水素分離型の水蒸気改質反応器の製造ステップを示す工程概略図であり、図３（ｂ）、（ｃ）は、図３（ａ）の主要なステップでの水蒸気改質反応器の組立て状態を模式的に表した部分断面概略図である。
【図４】本発明の第２の実施例における水素分離型の水蒸気改質反応器の製法手順図であって、図４（ａ）は、第２の実施例における水素分離型の水蒸気改質反応器の製造ステップを示す工程概略図であり、図４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、図４（ａ）の主要なステップでの水蒸気改質反応器の組立て状態を模式的に表した部分断面概略図である。
【図５】本発明の第３の実施例における水素分離型の水蒸気改質反応器の最終の組立て後の構造を模式的に表した部分断面概略図（説明図）である。
【図６】従来の代表的な水素分離型の水蒸気改質反応器の主要部の構造を模式的に表した断面概略図（説明図）である。
【図７】本発明の第４の実施例における水素分離膜部の構造体を模式的に表した部分断面概略図（説明図）である。
【図８】本発明の第４の実施例の水蒸気改質反応器の製法方法の解説図面であって、図８（ａ）は、第４の実施例における水素分離型の水蒸気改質反応器の製造ステップを示す工程概略図であり、図８（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、図８（ａ）の主要なステップでの水蒸気改質反応器の組立て状態を模式的に表した部分断面概略図である。
【図９】水素分離型の水蒸気改質反応器全体を模式的に表わした概略図であって、図９（ａ）は平面図であり、図９（ｂ）は側面図である。
【図１０】本発明の第５の実施例の水蒸気改質反応器の製法方法の解説図面であって、図１０（ａ）は、第５の実施例における水素分離型の水蒸気改質反応器の製造ステップを示す工程概略図であり、図１０（ｂ）、（ｃ）は、図１０（ａ）の主要なステップでの水蒸気改質反応器の組立て状態を模式的に表した部分断面概略図である。
【符号の説明】
１…水素分離型の水蒸気改質反応器、
１１…水蒸気改質反応部（触媒担持部）、
１１’…触媒担体
１２…水素分離膜部、
１３…樹脂製の保護膜、
１４…マスキング物質、
１５…空間、
１５’…空間形成用領域
１６…スペーサ部分、
２３…改質反応部外枠部、
３１…水素分離機能を持った金属膜（水素分離膜）、
３２…支持体、
３３…水素分離膜部外枠部、
３４…補助板、
５１…原料ガス（燃料）、
５２…水、
５３、５４…改質ガス、
５５…水素ガス、
６１…従来の水素分離型の水蒸気改質反応器、
６３…水蒸気改質反応部、
６５…水素分離膜
６７…支持体、
６９…水素分離膜部、
７１…透過側、
７３…非透過側、
７５…改質反応部外枠部、
７７…水素分離膜部外枠部、
９１…水素分離型の水蒸気改質反応器、
９３…導入口、
９５…反応器内部、
９７…水素ガス取出口、
９９…排出口。
【図１】
2004002136.tif 000003
【図２】
2004002136.tif 000004
【図３】
2004002136.tif 000005
【図４】
2004002136.tif 000006
【図５】
2004002136.tif 000007
【図６】
2004002136.tif 000008
【図７】
2004002136.tif 000009
【図８】
2004002136.tif 000010
【図９】
2004002136.tif 000011
【図１０】
2004002136.tif 000012