(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分解生成ガスを生成する反応器において、
改質ガスを生成する改質触媒層と、
改質ガス中の分解生成ガスを分離して透過する分解生成ガス分離部材を挟んで前記改質触媒層の両側に配設された一対の分解生成ガス通路と、
前記各分解生成ガス通路の外側に積層配置された熱媒体通路と
を備えたことを特徴とする反応器。
【請求項２】
前記改質触媒層と前記分解生成ガス通路の間に多孔質部材を配置し、この多孔質部材の改質触媒層側に改質触媒を、分解生成ガス通路側に分解生成ガス分離部材をそれぞれ形成したことを特徴とする請求項１に記載の反応器。
【請求項３】
前記改質触媒層に、両面に改質触媒が塗布された改質触媒フィンを備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の反応器。
【請求項４】
前記改質触媒フィンを、分割された上向きと下向きの波形から構成し、上向きの波形と下向きの波形がガスの流れ方向に交互に並ぶようにしたことを特徴とする請求項３に記載の反応器。
【請求項５】
前記改質触媒フィンの波形を、略平坦な波形側面部と、この波形側面部の間に挟まれた波形上面部とから形成したことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の反応器。
【請求項６】
前記分解生成ガス通路の入口側からスウィープガスを供給することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一つに記載の反応器。
【請求項７】
前記分解生成ガス通路の外側に通路分離フィンを介して隔てられた熱媒体通路を備え、前記通路分離フィンを前記改質触媒層に接触させたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一つに記載の反応器。
【請求項８】
前記改質触媒層と、この改質触媒層両側に前記水素分離層を挟んで設けられた一対の前記分解生成ガス通路と、これらの分解生成ガス通路外側に設けられた一対の前記熱媒体通路とからなる単位反応器を、複数積層して形成したことを特徴とする請求項７に記載の反応器。
【請求項９】
前記通路分離フィンのうねりにより前記分解生成ガス通路と前記熱媒体通路をそれぞれ複数の通路に分割するとともに、この通路分離フィンのうねり高さを前記改質ガス通路および前記熱媒体通路の端部において低くすることにより、この端部に、隣接する分解生成ガス通路同士を連通させる集合管路と、隣接する熱媒体通路同士を連通させる集合管路とをそれぞれ備えたことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の反応器。
【請求項１０】
前記分解生成ガス通路および熱媒体通路の端部において、前記通路分離フィンを平坦としたことを特徴とする請求項９に記載の反応器。
【請求項１１】
前記分解生成ガス通路および前記熱媒体通路の入口側端部の異なる側面に、前記分解生成ガス通路の入口側の集合管路にスウィープガスを供給するスウィープガス供給口と、前記熱媒体通路の入口側の集合管路に可燃ガスおよび酸化剤を供給する可燃ガス供給口とを、それぞれ備えたことを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の反応器。
【請求項１２】
前記分解生成ガス通路および前記熱媒体通路の出口側端部の異なる側面に、前記分解生成ガス通路の出口側の集合管路に連通する分解生成ガス排出口と、前記熱媒体通路の出口側の集合管路に連通する燃焼排ガス排出口とを、それぞれ備えたことを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれか一つに記載の反応器。
【請求項１３】
前記分解生成ガス通路を、前記改質触媒におけるガスの流れ方向と直交させたことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一つに記載の反応器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分解生成ガスを生成する反応器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
原料から分解生成ガスを生成する反応器としては、例えば特開平６−３４５４０５号公報に提案されているようなプレートフィン型反応器がある。この特開平６−３４５４０５号公報のプレートフィン型反応器では、反応物質通路を挟んで熱媒体通路と分解生成ガス通路とが備えられる。これにより、反応物質通路における改質反応で生成された改質ガスから、分解生成ガス分離膜で分解生成ガス（水素ガス）が分離され、分解生成ガス通路に導かれる。また、この反応物質通路における改質反応に必要とされる熱は、分解生成ガス通路と反対側の熱媒体通路から供給される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この特開平６−３４５４０５号公報のプレートフィン型反応器では、分解生成ガス通路は、反応物質通路の片側にしか設けられていないので、十分な改質効率が得られない。具体的には、反応物質通路内のフィンには、片面にしか改質触媒を塗布することができないので、単位容積当たりの改質効率が小さい。
【０００４】
また、この特開平６−３４５４０５号公報には、フィン形の分解生成ガス透過膜で反応物質通路と分解生成ガス通路とを分割する構成や、反応物質通路内にガス分離膜を有するパイプ状の分解生成ガス通路を配置した構成も開示されている。しかしながら、これらの構成では、改質効率が悪いうえ、分解生成ガス透過膜をフィン形等に加工しなければならず、コストもかかってしまう。
【０００５】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、分解生成ガスを生成する反応器において、改質効率を向上させ、かつ低コスト化を図り得るものを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、分解生成ガスを生成する反応器において、改質ガスを生成する改質触媒層と、改質ガス中の分解生成ガスを分離して透過する分解生成ガス分離部材を挟んで前記改質触媒層の両側に配設された一対の分解生成ガス通路と、前記各分解生成ガス通路の外側に積層配置された熱媒体通路とを備えた。
【０００７】
第２の発明では、前記改質触媒層と前記分解生成ガス通路の間に多孔質部材を配置し、この多孔質部材の改質触媒層側に改質触媒を、分解生成ガス通路側に分解生成ガス分離部材をそれぞれ形成した。
【０００８】
第３の発明では、前記改質触媒層に、両面に改質触媒が塗布された改質触媒フィンを備えた。
【０００９】
第４の発明では、前記改質触媒フィンを、分割された上向きと下向きの波形から構成し、上向きの波形と下向きの波形がガスの流れ方向に交互に並ぶようにした。
【００１０】
第５の発明では、前記改質触媒フィンの波形を、略平坦な波形側面部と、この波形側面部の間に挟まれた波形上面部とから形成した。
【００１１】
第６の発明では、前記分解生成ガス通路の入口側からスウィープガスを供給可能とした。
【００１２】
第７の発明では、前記分解生成ガス通路の外側に通路分離フィンを介して隔てられた熱媒体通路を備え、前記通路分離フィンを前記改質触媒層に接触させた。
【００１３】
第８の発明では、反応器を、前記改質触媒層と、この改質触媒層両側に前記水素分離層を挟んで設けられた一対の前記分解生成ガス通路と、これらの分解生成ガス通路外側に設けられた一対の前記熱媒体通路とからなる単位反応器を、複数積層して形成した。
【００１４】
第９の発明では、前記通路分離フィンのうねりにより前記分解生成ガス通路と前記熱媒体通路をそれぞれ複数の通路に分割するとともに、この通路分離フィンのうねり高さを前記改質ガス通路および前記熱媒体通路の端部において低くすることにより、この端部に、隣接する分解生成ガス通路同士を連通させる集合管路と、隣接する熱媒体通路同士を連通させる集合管路とをそれぞれ備えた。
【００１５】
第１０の発明では、前記分解生成ガス通路および熱媒体通路の端部において、前記通路分離フィンを平坦とした。
【００１６】
第１１の発明では、前記分解生成ガス通路および前記熱媒体通路の入口側端部の異なる側面に、前記分解生成ガス通路の入口側の集合管路にスウィープガスを供給するスウィープガス供給口と、前記熱媒体通路の入口側の集合管路に可燃ガスおよび酸化剤を供給する可燃ガス供給口とを、それぞれ備えた。
【００１７】
第１２の発明では、前記分解生成ガス通路および前記熱媒体通路の出口側端部の異なる側面に、前記分解生成ガス通路の出口側の集合管路に連通する分解生成ガス排出口と、前記熱媒体通路の出口側の集合管路に連通する燃焼排ガス排出口とを、それぞれ備えた。
【００１８】
第１３の発明では、前記分解生成ガス通路を、前記改質触媒におけるガスの流れ方向と直交させた。
【００１９】
【発明の作用および効果】
第１の発明では、改質触媒層の両側に分解生成ガス通路を設けたので、改質触媒層の全体を改質ガス生成に使うことができ（例えば第３の発明のように、改質触媒フィンの両側に改質触媒を塗布することができ）、単位容積当たりの改質効率が向上する。また、改質ガス内の分解生成ガス（例えば水素ガス）は、両側の分解生成ガス通路に迅速に分離、透過していくので、生成された改質ガスが無駄にならないようにできる。また、改質触媒層と分解生成ガス通路との間の分解生成ガス分離部材（例えば分解生成ガス分離膜）は平板とすることができるので、分解生成ガス分離部材の加工によって製造コストが増大しないようにできる。
【００２０】
第２の発明では、多孔質部材（例えば多孔質材料からなるプレート）の両側に改質触媒と分解生成ガス分離部材を形成するので、改質効率を向上させた反応器を、簡素な構成で、低コストに実現できる。
【００２１】
第３の発明では、改質触媒フィンの両側に改質触媒が塗布されているので、改質触媒層の改質触媒フィンの両側を改質ガス生成に使うことができ、改質効率が向上する。
【００２２】
第４の発明では、改質触媒フィンを、ガスの流れ方向に交互に並ぶ上向きと下向きの波形から構成したので、改質触媒フィンの上下に画成される通路（改質反応通路）は互いに連通しあい、改質反応が改質触媒層内部で均一に進行するようにできる。
【００２３】
第５の発明では、改質触媒フィンの波形を波形側面部と波形上面部とから形成したので、波形上面部の曲率半径を大きくとることができ、改質触媒フィンへの改質触媒の塗布が容易となる。また、改質触媒フィンと熱供給原側（例えば第７の発明における熱媒体通路側）との接触面積を大きくとれるので、改質反応に必要な熱が伝達されやすくできる。
【００２４】
第６の発明では、分解生成ガス通路の入口側（上流側）からは分解生成ガスを送気するスウィープガスが導入されるので、分解生成ガス通路内の分解生成ガスの分圧を下げることができ、改質触媒層側からの分解生成ガスの透過速度を向上させることができる。
【００２５】
第７の発明では、熱媒体通路（例えば、燃焼ガス通路）からの熱が通路分離フィンを介して改質触媒層に伝達されるので、改質触媒層には改質反応に必要な熱が供給され、改質反応が促進される。
【００２６】
第８の発明では、改質触媒層の両側に分解生成ガス通路と熱媒体通路を配置した単位反応器を複数積層して反応器が構成されるので、改質効率の高い反応器を合理的に構成できる。例えば、第９〜第１３の発明のような管路構成を、複数の単位反応器について共通のものとして、管路構成を簡略化できる。
【００２７】
第９の発明では、改質ガス通路および熱媒体通路の端部において集合管路が形成されるので、改質ガス通路および熱媒体通路との外部との接続は集合管路を介してなされ、管路構成が単純化される。
【００２８】
第１０の発明では、集合管路においては通路分離フィンが平坦となっているので、集合管路内のガスの流通に対する抵抗を小さくでき、損失を低減できる。
【００２９】
第１１の発明では、スウィープガス供給口と可燃ガス供給口が、分解生成ガス通路および熱媒体通路の入口側端部（入口側のヘッダ部）の異なる側面に設けられるので、これらの開口部からの管路の引出が容易となる。特に、複数の単位反応器を積層して反応器を形成した場合には、一つの側面に形成される開口部は１種類となり、開口部からの管路構成を極めて単純化できる。また、スウィープガス供給口および可燃ガス供給口は、分解生成ガス通路および熱媒体通路の入口側端部に設けられるので、これらに対する管路が、改質触媒層に対する管路と干渉してしまうこともない。
【００３０】
第１２の発明では、分解生成ガス排出口と燃焼排ガス排出口が、分解生成ガス通路および熱媒体通路の出口側端部（出口側のヘッダ部）の異なる側面に設けられるので、これらの開口部からの管路の引出が容易となる。特に、複数の単位反応器を積層して反応器を形成した場合には、一つの側面に形成される開口部は１種類となり、開口部からの管路構成を極めて単純化できる。また、分解生成ガス排出口および燃焼排ガス排出口は、分解生成ガス通路および熱媒体通路の出口側端部に設けられるので、これらに対する配管位置が、改質触媒層に対する配管位置と重なってしまうこともない。
【００３１】
第１３の発明では、分解生成ガス通路と改質触媒におけるガスの流れ方向は直交しているので、分解生成ガス通路（第６の発明等ではさらに熱媒体通路）のヘッダ部（端部）と、改質触媒層内のガス通路（改質反応通路）のヘッダ部は、反応器の異なる面となるので、管路構成等の設計が容易となる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
【００３３】
図１には、本発明の第１の実施の形態のプレートフィン型反応器を示す。
【００３４】
図示されるように、プレートフィン型反応器は、３層構造の単位反応器１を複数積層して形成される（図には、単位反応器１を２層積層した状態を示す）。各単位反応器１は、改質触媒層１０と、この改質触媒層１０の上下両側に、水素分離膜９を挟んで配設された一対のガス分離層２０とから構成される。
【００３５】
改質触媒層１０は、外部から供給された原料（例えばメタノール、ガソリン等）と水から水素リッチガスを生成する層であり、上下一対のプレート１１と、これらのプレート１１間に挟み込まれた改質触媒フィン１２とを備えている。ここで、改質触媒フィン１２は波形の部材であって、うねりによって上下のプレート１１に接し、改質触媒フィン１２の上下両側に、それぞれ並列に延びる複数の改質反応通路１３Ａ、１３Ｂを画成している。
【００３６】
改質反応通路１３Ａ、１３Ｂの内壁、つまりプレート１１の内側面（改質触媒フィン１２側の面）と改質触媒フィン１２の両面には、改質触媒が塗布されている。この改質触媒により、改質反応通路１３Ａ、１３Ｂに供給された原料および水が反応して、改質ガス（水素リッチガス）が生成される。
【００３７】
プレート１１は、多孔質材料からなるもので、その外側面（ガス分離層２０側の面）には水素分離膜９が取り付けられている。水素分離膜９は、例えばＰｄ等からなる水素分離性のある膜であり、改質触媒層１０で生成された改質ガス（水素ガスを含む混合ガス）から水素ガスを分離して、ガス分離層２０側に透過させるように作用する。
【００３８】
ガス分離層２０は、水素分離性のないプレート２１と、このプレート２１と上記水素分離膜９と間に挟み込まれた通路分離フィン２２とを備えている。通路分離フィン２２は、水素分離膜９とプレート２１のそれぞれに接するようにうねった波形の部材で、上下両側に複数の通路を画成している。なお、これらの通路は、上記改質触媒層１０内の改質反応通路１３Ａ、１３Ｂと直交する方向に延びている。
【００３９】
通路分離フィン２２と水素分離膜９とで画成された通路は、水素ガス通路２３となる。この水素ガス通路２３には、水素ガスが、改質触媒層１０側から水素分離膜９を透過して導入される。この水素ガスは、水素ガス通路２３を流通して、プレートフィン型反応器の外部に取り出される。
【００４０】
通路分離フィン２２とプレート２１とで画成された通路は、燃焼ガス通路（燃焼触媒層）２４となる。この燃焼ガス通路２４内側に向く通路分離フィン２２の面には、燃焼触媒が塗布されている。この燃焼触媒の作用により、燃焼ガス通路２４に供給された可燃ガスと酸化剤とが燃焼反応する。この熱は、通路分離フィン２２、水素分離膜９、プレート１１を介して改質触媒層１０に伝達される。これにより、改質触媒層１０における改質反応（吸熱反応）が促進される。
【００４１】
つぎに作用を説明する。
【００４２】
プレートフィン型反応器で水素ガスを生成するには、改質触媒層１０の改質反応通路１３Ａ、１３Ｂに原燃料ガスおよび水を供給するとともに、ガス分離層２０の燃焼ガス通路２４に可燃ガスおよび酸化剤を供給する。
【００４３】
これにより、改質反応通路１３Ａ、１３Ｂでは、原燃料ガスと水が改質触媒によって反応し、改質ガスが生成される。この改質反応は吸熱反応であるが、この反応に必要な熱は、燃焼ガス通路２４における発熱反応（燃焼）による熱が通路分離フィン２２、水素分離膜９、プレート１１を介して改質反応通路１３Ａ、１３Ｂに伝わることによって賄われる。
【００４４】
改質反応通路１３Ａ、１３Ｂに生成された改質ガスは水素ガスを含むものであり、この水素ガスは水素分離膜９を透過して水素ガス通路２３に導入される。このように水素ガスが水素ガス通路２３に導入された分だけ、改質反応通路１３Ａ、１３Ｂ内の水素ガス濃度は低下するので、さらなる水素生成反応が促進されることになる。
【００４５】
水素ガス通路２３に導入された水素ガスは、水素ガス通路２３の端部（ヘッダ部）出口から取り出され、例えば燃料電池に供給される。また、水素が引き抜かれた後の改質残ガスは、改質反応通路１３Ａ、１３Ｂから排出してそのまま処理してもよいし、燃焼ガス通路２４に導入して可燃ガスとして使用してもよい。
【００４６】
このように本実施の形態のプレートフィン型反応器では、水素分離膜９および水素ガス通路２３は改質触媒層１０の両側に設けられているので、改質触媒層１０に設けた改質触媒フィン１２の両側の改質反応通路１３Ａ、１３Ｂで同じように改質反応が進行し、改質効率を向上させることができる。つまり、改質触媒フィン１２両面に改質触媒を塗布して、改質反応に改質触媒フィン１２の両側を使うことができるから、単位容積当たりの改質効率を向上できる。
【００４７】
また、水素分離膜９は、平坦なプレート１１上に配設され、平坦なものとできるので、水素分離膜９をフィン（波形）とした場合に比較して、コスト削減を図れる。
【００４８】
図２〜図４には、本発明の第２の実施の形態のプレートフィン型反応器を示す。
【００４９】
図示されるように、本実施の形態は、ガス分離層２０のヘッダ部２５Ａ、２５Ｂ（水素ガス通路２３および燃焼ガス通路２４の両端が開口するガス分離層２０の端部）において、通路分離フィン２２のうねり高さが小さくされている点に特徴を有している。つまり、通路分離フィン２２は、ガス分離層２０の中間部２６（ヘッダ部２５Ａ、２５Ｂの間の部分）ではガス分離層２０の上下幅Ｌ１いっぱいにうねっているのに対して、ヘッダ部２５Ａ、２５Ｂにおいては、うねり高さが、高さＬ１よりも低い高さＬ２となっている。
【００５０】
これにより、ガス分離層２０の中間部２６において通路分離フィン２２により複数の水素ガス通路２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ、２３Ｄに画成されていた水素ガス通路２３は、ヘッダ部２５Ａ、２５Ｂにおいては、それぞれ一つの入口側集合管路２７Ａ、出口側集合管路２７Ｂとなる。
【００５１】
また、中間部２６において通路分離フィン２２により複数の燃料ガス通路２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄに画成されていた燃料ガス通路２４は、ヘッダ部２５Ａ、２５Ｂにおいては、それぞれ一つの入口側集合管路２８Ａ、出口側２８Ｂとなる。
【００５２】
なお、図には下流側のヘッダ部２５Ｂ内の出口側集合管路２７Ｂ、２８Ｂのみを示し、上流側のヘッダ部２５Ａ内の入口側集合管路２７Ａ、２８Ａの図示は省略している。
【００５３】
ヘッダ部２５Ａ、２５Ｂの軸方向の端面および左右両側面には壁面が設けられているが、この壁面には、以下に述べるような開口部が形成されている。
【００５４】
まず、ヘッダ部２５Ａにおいては、一方の側面（図の右側側面）に、水素ガス通路２３の入口側集合管路２７Ａのと連通する開口部が形成される。この開口部は、スウィープガス供給口３１となる。
【００５５】
スウィープガス供給口３１は、図示されないスウィープガス供給管路と接続し、水素ガス通路２３内の水素ガスを出口側に送気するためのスウィープガスが供給される。このスウィープガスによって、水素ガス通路２３内の水素分圧を下げ、水素分離膜９を介しての水素ガスの透過速度を速めることができる。
【００５６】
ヘッダ部２５Ａのスウィープガス供給口３１と反対側の側面（図の左側側面）には、燃焼ガス通路２４の入口側集合管路２８Ａと連通する開口部が形成される。この開口部は、可燃ガス供給口３２となり、図示されない可燃ガスおよび酸化剤の供給管路と接続され、可燃ガスおよび酸化剤が供給される。
【００５７】
一方、ヘッダ部２５Ｂにおいては、一方の側面（図の左側側面）に、水素ガス通路２３の出口側集合管路２７Ｂと連通する開口部が形成される。この開口部は、水素ガス排出口３３となる。水素ガス排出口３３は、ヘッダ部２５Ｂ側面に配設された水素ガス搬送路３５に接続されている。
【００５８】
ヘッダ部２５Ｂの水素ガス排出口３３と反対側の側面（図の右側側面）には、燃焼ガス通路２４の出口側集合管路２８Ｂと連通する開口部が形成される。この開口部は、燃焼排ガス排出口３４となる。燃焼排ガス排出口３４は、ヘッダ部２５Ｂの側面に配設された燃焼排ガス搬送路３６に接続されている。
【００５９】
このような構成により、ガス分離層２０の各種開口部（スウィープガス供給口３１、可燃ガス供給口３２、水素ガス排出口３３、燃焼排ガス排出口３４）のそれぞれに、単純な構成で容易に外部接続管路（上記スウィープガス供給管路、可燃ガスおよび酸化剤の供給管路、水素ガス搬送路３５、燃焼ガス搬送路３６）を接続することができる。つまり、これらの開口部がヘッダ部２５Ａ、２５Ｂの通路軸方向の端面に開口するならば、複数のスウィープガス供給口３１と可燃ガス供給口３２がヘッダ部２５Ａの同一面に開口し、また複数の水素ガス排出口３３と燃焼排ガス排出口３４が同一面に開口することになるので、開口部の種類毎に管路を接続するためには、複雑な管路構成が必要となる。しかし、本実施の形態のように、ヘッダ部２５Ａにおいてはスウィープガス供給口３１と可燃ガス供給口３２をそれぞれ異なる面（反対の側面）に形成し、ヘッダ部２５Ｂにおいては水素ガス排出口３３と燃焼排ガス排出口３４をそれぞれ異なる面（反対の側面）に形成する構成であれば、同一面に開口する開口部は同一種類の開口部のみとなり、管路構成を極めて単純化できる。
【００６０】
また、これらガス分離層２０の開口部はヘッダ部２５Ａ、２５Ｂに形成されるものであるので、改質触媒層１０端部の改質反応通路１３Ａ、１３Ｂの上下流開口に対しても、ずれた位置にあり、改質反応通路１３Ａ、１３Ｂの上下流管路との関係でも、管路が複雑化することはない。
【００６１】
なお、ガス分離層２０の中間部２６では、通路分離フィン２２は水素分離膜９に接するうねりを持っているので、燃焼ガス通路２４から改質触媒層１０への熱の伝達に問題が生じることはない。
【００６２】
図５には、本発明の第３の実施の形態を示す。
【００６３】
この実施の形態では、ガス分離層２０のヘッダ部２５Ａ、２５Ｂにおいて、通路分離フィン２２のうねりが無くされ、平坦部３７Ａ、３７Ｂとされる（図には、ヘッダ部２５Ｂ側の平板部３７Ｂのみを示す）。つまり、本実施の形態では、上記第２の実施の形態において、ヘッダ部２５Ａ、２５Ｂにおける通路分離フィン２２のうねり高さＬ２が０とされる。
【００６４】
このような構成により、ヘッダ部２５Ａ内の入口側集合管路２７Ａ、２８Ａおよびヘッダ部２５Ｂ内の出口側集合管路２７Ｂ、２８Ｂでは、通路分離フィン２２のうねりに基づくガスの流れ抵抗が少なくなり、損失を低減することができる。
【００６５】
図６には、本発明の第４の実施の形態を示す。
【００６６】
本実施の形態では、上記第１の実施の形態等における改質触媒層１０の改質触媒フィン１２を、図６に示すようなフィン４１とする。
【００６７】
図示されるように、このフィン４１の波形は切り込みによって細かな波形４２Ａ、４２Ｂに分断されている。そして、これらの波形４２Ａ、４２Ｂの配列は、ガスの流れ方向（波形４２Ａ、４２Ｂにより画成された改質反応通路４３の方向）に、下向きの波形４２Ａと上向きの波形４２Ｂが互い違いに連なるようになっている。これにより、波形４２Ａ、４２Ｂにより囲まれたフィン４１の上下に画成された改質反応通路４３は、互いに連通しあう。したがって、改質反応通路４３を流通するガス（原料ガス、改質ガス）は、改質触媒層１０内部で混ざり合い、改質反応が改質触媒層１０全体で均一に進行するようにできる。
【００６８】
図７には、本発明の第５の実施の形態を示す。
【００６９】
この実施の形態では、上記第１の実施の形態等における改質触媒層１０の改質触媒フィン１２を、図７に示すようなフィン５１とする。
【００７０】
図示されるように、フィン５１の波形は、略平板な波形側面部５２、５３と、曲率半径Ｒを持った波形上面部５４とからなる。このような構成により、波形上面部５４のＲを大きくとれるので、フィン５１への燃焼触媒のコーティングが容易となる。また、フィン５１の波形上面部５４と、フィン５１上下のプレート１１との接触面積が大きくなるので、燃焼ガス通路（燃焼触媒層）２４から改質反応のための熱が伝わりやすくできる。
【００７１】
図８には、本発明の第６の実施の形態を示す。
【００７２】
この実施の形態では、上記第１の実施の形態等における改質触媒層１０の改質触媒フィン１２を、図８に示すようなフィン６１とする。
【００７３】
図示されるように、フィン６１は、波形側面部６１、６２と波形上面部６３からなる細かな波形６４の組み合わせからなり、ガス流れ方向に、上向きの波形６４と下向きの波形６４が互い違いに連なっている。このような構成により、上記第４の実施の形態の効果と第５の実施の形態の効果を組み合わせた効果が得られる。つまり、上記第４の実施の形態と同様に、改質触媒層１０内部で改質反応を均一に進行させることができる。さらに、上記第５の実施の形態と同様に、上面部６２のＲが大きいため、フィン６１には改質触媒を塗りやすくでき、また上面部６２とプレート１１の接触面積が大きいため、燃焼ガス通路２４からの熱は改質触媒層１０に伝わりやすくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるプレートフィン型反応器を示す斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態におけるプレートフィン型反応器を示す斜視図である。
【図３】同じくガスの流れを示す説明図である。
【図４】同じくプレートフィン型反応器のヘッダ部を示す断面図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態におけるプレートフィン型反応器を示す斜視図である。
【図６】本発明の第４の実施の形態におけるプレートフィン型反応器の改質触媒フィンを示す斜視図である。
【図７】本発明の第５の実施の形態におけるプレートフィン型反応器の改質触媒フィンを示す斜視図である。
【図８】本発明の第６の実施の形態におけるプレートフィン型反応器の改質触媒フィンを示す斜視図である。
【符号の説明】
１  単位反応器
９  水素分離膜
１０  改質触媒層
１１  プレート
１２  改質触媒フィン
１３Ａ、１３Ｂ  改質反応通路
２０  ガス分離層
２１  プレート
２２  通路分離フィン
２３  水素ガス通路
２４  燃焼ガス通路
２５Ａ、２５Ｂ  ヘッダ部
２６  中間部
２７Ａ  水素ガス通路の入口側集合管路
２７Ｂ  水素ガス通路の出口側集合管路
２８Ａ  燃焼ガス通路の入口側集合管路
２８Ｂ  燃焼ガス通路の出口側集合管路
３１  スウィープガス供給口
３２  可燃ガス供給口
３３  水素ガス排出口
３４  燃焼排ガス排出口
【図１】
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【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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