(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応物の反応を起こす反応容器を備えるマイクロリアクタであって、
前記反応容器は内部が減圧された断熱容器に収容され、
前記反応容器は、
天板の外縁に沿って側板が設けられ下部に開口を有する箱体と、
前記天板の下面に接合され、前記箱体内の空間を仕切るように配置される仕切板と、
前記箱体に前記仕切板が接合された状態で前記開口を閉塞する底板と、
を備えることを特徴とする反応装置。
【請求項２】
前記仕切板の前記天板側の端部には、前記天板と平行な接合部が設けられ、
前記接合部と前記天板とが溶接または蝋付けにより接合されることを特徴とする請求項１に記載の反応装置。
【請求項３】
前記箱体、前記仕切板及び前記底板は、板状の金属材料によって形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の反応装置。
【請求項４】
前記底板を補強するベースプレートが前記底板に接合されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の反応装置。
【請求項５】
前記仕切板は、矩形波形状の波形板であり、その波高方向が前記天板と平行であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の反応装置。
【請求項６】
前記仕切板は、三角波形状の波形板であり、その波高方向が前記天板と垂直であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の反応装置。
【請求項７】
前記反応容器内において前記天板に対して平行に配置された平行仕切板をさらに備え、
前記反応容器の内部空間内が前記仕切板及び前記平行仕切板によって仕切られて、反応物が流れる反応流路が形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の反応装置。
【請求項８】
前記平行仕切板には、反応物が流れる接続口が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の反応装置。
【請求項９】
前記仕切板または平行仕切板には、組み付け用の切り込みを備え、
前記仕切板と平行仕切板は、前記切り込みを用いて互いに挟持するように組み合わせることにより組み付けられていることを特徴とする請求項７または８に記載の反応装置。
【請求項１０】
前記組み付け部分は、溶接または蝋付けにより接合されていることを特徴とする請求項９に記載の反応装置。
【請求項１１】
前記仕切板または平行仕切板の周縁部分が前記反応容器における天板、底板及び側板の内面側に当接し、溶接または蝋付けにより接合されていることを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載の反応装置。
【請求項１２】
前記仕切板には、反応物が流れる接続口が形成されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の反応装置。
【請求項１３】
前記反応装置は、
第１の温度に設定され、反応物の反応を起こす第１の反応部と、
前記第１の温度より低い第２の温度に設定され、反応物の反応を起こす第２の反応部と、
前記第１の反応部と前記第２の反応部との間で反応物及び生成物を送る連結管と、を備え、
前記第１の反応部及び第２の反応部の少なくとも一方は、前記反応容器を備えることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の反応装置。
【請求項１４】
前記第１の反応部には、第１の反応物が供給されて第１の生成物を生成し、
前記第２の反応部には、前記第１の生成物が供給されて第２の生成物を生成し、
前記第１の反応物は水と炭化水素系の液体燃料が気化された混合気であって、前記第１の反応部は、前記第１の反応物の改質反応を起こす改質器であり、前記第１の生成物には水素及び一酸化炭素が含まれ、
前記第２の反応部は、前記第１の生成物に含まれる一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去器であることを特徴とする請求項１３に記載の反応装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体燃料を改質する反応装置、特に燃料電池に供給する水素を生成する反応装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、エネルギー変換効率の高いクリーンな電源としての燃料電池を自動車や携帯機器などに搭載するため開発が進められている。燃料電池は、燃料と大気中の酸素を電気化学的に反応させて、化学エネルギーから電気エネルギーを直接取り出す装置である。
【０００３】
燃料電池に用いる燃料としては水素単体が挙げられるが、常温、常圧で気体であることによる取り扱いに問題がある。これに対して、アルコール類及びガソリンといった水素原子を有する液体燃料を改質して水素を生成する改質型燃料電池では、燃料を液体の状態で容易に保存することができる。このような燃料電池においては、液体燃料及び水を気化させる気化器、気化された液体燃料と高温の水蒸気を反応させることによって、発電に必要な水素を取り出す改質器、改質反応の副生成物である一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去器等の反応容器を備えた反応装置が必要となる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
このような改質型燃料電池を小型化するために、気化器、改質器、一酸化炭素除去器の反応容器を積み重ねたマイクロリアクタと呼ばれる小型の反応装置の開発が進められている（例えば、特許文献２参照。）。特許文献２に記載の構成においては、気化器、改質器、一酸化炭素除去器の反応容器は何れも、燃料等の流路となる溝が形成された金属基板を接合して形成されたものである。このような反応装置では、ヒータを用いて熱を発生させたり、未反応の水素ガスを燃焼させたりして反応に必要な熱をまかなうように構成されている。
【特許文献１】特開２００２−３５６３１０号公報
【特許文献２】特開２００５−１３２７１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のような反応装置においては、更に、内部が減圧された断熱容器内に収容して、真空断熱構造とすることにより熱損失を低減するように構成されることがある。ここで、上記のように反応装置の反応容器を金属基板を用いて形成する場合に、重量軽減のために金属基板の厚さを薄くしようとすると、反応容器の強度が低下することがある。その場合、反応装置内と周囲の断熱容器内との圧力差により反応容器には外側に膨張するような力が作用し、反応容器の外壁面が変形し、更には破壊される場合もある。このため、反応容器を形成する金属基板の厚さを薄くして重量軽減を図ることが難しいという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、反応容器を金属基板により形成する構成において、反応容器の強度を維持しながら、反応容器を形成する金属基板の厚さを低減することができる反応装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、反応物の反応を起こす反応容器を備えるマイクロリアクタであって、前記反応容器は内部が減圧された断熱容器に収容され、前記反応容器は、天板の外縁に沿って側板が設けられ下部に開口を有する箱体と、前記天板の下面に接合され、前記箱体内の空間を仕切るように配置される仕切板と、前記箱体に前記仕切板が接合された状態で前記開口を閉塞する底板とを備えることを特徴とする。 
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の反応装置において、前記仕切板の前記天板側の端部には、前記天板と平行な接合部が設けられ、前記接合部と前記天板とが溶接または蝋付けにより接合されることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の反応装置において、前記箱体、前記仕切板及び前記底板は、板状の金属材料によって形成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の反応装置において、前記底板を補強するベースプレートが前記底板に接合されることを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の反応装置において、前記仕切板は、矩形波形状の波形板であり、その波高方向が前記天板と平行であることを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の反応装置において、前記仕切板は、三角波形状の波形板であり、その波高方向が前記天板と垂直であることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の反応装置において、前記反応容器内において前記天板に対して平行に配置された平行仕切板をさらに備え、前記反応容器の内部空間内が前記仕切板及び前記平行仕切板によって仕切られて、反応物が流れる反応流路が形成されることを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の反応装置において、前記平行仕切板には、反応物が流れる接続口が形成されていることを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項７または８に記載の反応装置において、前記仕切板または平行仕切板には、組み付け用の切り込みを備え、前記仕切板と平行仕切板は、前記切り込みを用いて互いに挟持するように組み合わせることにより組み付けられていることを特徴とする。
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の反応装置において、前記組み付け部分は、溶接または蝋付けにより接合されていることを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の反応装置において、前記仕切板または平行仕切板の周縁部分が前記反応容器における天板、底板及び側板の内面側に当接し、溶接または蝋付けにより接合されていることを特徴とする。
請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の反応装置において、前記仕切板には、反応物が流れる接続口が形成されていることを特徴とする。
請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の反応装置であって、前記反応装置は、第１の温度に設定され、反応物の反応を起こす第１の反応部と、前記第１の温度より低い第２の温度に設定され、反応物の反応を起こす第２の反応部と、前記第１の反応部と前記第２の反応部との間で反応物及び生成物を送る連結管と、を備え、前記第１の反応部及び第２の反応部の少なくとも一方は、前記反応容器を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の反応装置であって、前記第１の反応部には、第１の反応物が供給されて第１の生成物を生成し、前記第２の反応部には、前記第１の生成物が供給されて第２の生成物を生成し、前記第１の反応物は水と炭化水素系の液体燃料が気化された混合気であって、前記第１の反応部は、前記第１の反応物の改質反応を起こす改質器であり、前記第１の生成物には水素及び一酸化炭素が含まれ、前記第２の反応部は、前記第１の生成物に含まれる一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去器であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、反応容器の箱体内の空間を仕切る仕切板と天板とを接合することにより天板を補強することができる。これにより、内部が減圧された断熱容器内に反応容器を収容したときの反応容器の内外圧力差による変形を抑制するように反応容器の強度を維持しながら、反応容器の壁厚を薄くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１９】
図１は、本発明の反応装置の実施形態に係るマイクロリアクタモジュール６００（反応装置）の側面図である。このマイクロリアクタモジュール６００は、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、電子手帳、デジタルカメラ、携帯電話機、腕時計、レジスタ、プロジェクタといった電子機器に内蔵され、燃料電池に使用する水素ガスを生成するものである。
【００２０】
図１に示すように、このマイクロリアクタモジュール６００は、反応物の供給や生成物の排出が行われる給排部６０２と、比較的高温に設定されて改質反応が起こる高温反応部６０４と、高温反応部６０４の設定温度より低い温度に設定されて選択酸化反応が起きる低温反応部６０６と、高温反応部６０４と低温反応部６０６との間で反応物や生成物を送る連結部６０８とを具備する。
なお、マイクロリアクタモジュール６００は、後述する図１１に示すように、内部が減圧された断熱パッケージ７９１内に収容される。
【００２１】
図２は、本実施形態におけるマイクロリアクタモジュール６００を機能ごとに分けた場合の概略側面図である。
給排部６０２では断熱パーケージの外部からマイクロリアクタモジュール６００への反応物の供給や、マイクロリアクタモジュール６００から断熱パーケージ７９１の外部への生成物の排出が行われる。給排部６０２には図２に示すように、気化器６１０、第一燃焼器６１２が設けられる。第一燃焼器６１２には空気と気体燃料（例えば、水素ガス、メタノールガス等）がそれぞれ別々にあるいは混合気として供給され、これらの触媒燃焼によって熱が発する。気化器６１０には水と液体燃料（例えば、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル、ブタン、ガソリン）がそれぞれ別々にあるいは混合された状態で燃料容器から供給され、第一燃焼器６１２における燃焼熱によって水と液体燃料が気化器６１０内において気化する。
【００２２】
高温反応部６０４には主に第二燃焼器６１４と、第二燃焼器６１４の上に設けられた改質器４００とが設けられている。第二燃焼器６１４には空気と気体燃料（例えば、水素ガス、メタノールガス等）がそれぞれ別々にあるいは混合気として供給され、これらの触媒燃焼によって熱が発する。なお、燃料電池では水素ガスの電気化学反応により電気が生成されるが、燃料電池から排出されたオフガスに含まれる未反応の水素ガスが空気と混合した状態で第一燃焼器６１２及び第二燃焼器６１４に供給されても良い。勿論、燃料容器に貯留されている液体燃料（例えば、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル、ブタン、ガソリン）が別の気化器によって気化されて、その気化した燃料と空気の混合気が第一燃焼器６１２及び第二燃焼器６１４に供給されるようにしても良い。
【００２３】
改質器４００には気化器６１０から水と液体燃料が気化された混合気（第１の反応物）が供給され、改質器４００が第二燃焼器６１４によって加熱される。改質器４００では水蒸気と気化された液体燃料から水素ガス等（第１の生成物）が触媒反応により生成され、更に微量ながら一酸化炭素ガスが生成される。燃料がメタノールの場合には、次式（１）、（２）のような化学反応が起こる。なお、水素が生成される反応は吸熱反応であって、第二燃焼器６１４の燃焼熱が用いられる。
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→３Ｈ2＋ＣＯ2  …（１）
２ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→５Ｈ2＋ＣＯ＋ＣＯ2  …（２）
【００２４】
低温反応部６０６には主に一酸化炭素除去器５００Ａが設けられている。一酸化炭素除去器５００Ａには、第一燃焼器６１２によって加熱され、改質器４００から水素ガス及び上記（２）の化学反応によって生成された微量の一酸化炭素ガス等を含む混合気（第２の反応物）が供給されるとともに、更に空気が供給される。一酸化炭素除去器５００Ａでは混合気のうち一酸化炭素が選択的に酸化され、これにより一酸化炭素が除去される。一酸化炭素が除去された状態の混合気（第２の生成物：水素リッチガス）が燃料電池の燃料極に供給される。
【００２５】
連結部６０８の外形は角柱状とされ、連結部６０８の幅が高温反応部６０４の幅及び低温反応部６０６の幅よりも狭く、連結部６０８の高さも高温反応部６０４及び低温反応部６０６の高さよりも低い。そのため、高温反応部６０４の適正温度及び低温反応部６０６の適正温度の差を保持でき、さらに高温反応部６０４の熱損失を抑えることができるとともに、低温反応部６０６が設定温度以上に昇温することも抑えることができる。そして、連結部６０８は高温反応部６０４と低温反応部６０６との間に架設されているが、連結部６０８は高温反応部６０４の幅方向中央部において高温反応部６０４に連結しているとともに低温反応部６０６の幅方向中央部において低温反応部６０６に連結している。そのため、高温反応部６０４の適正温度及び低温反応部６０６の適正温度の差によって生じる熱膨張の差に基づく連結部６０８への応力を最小限に抑え、連結部６０８から流体が漏洩することを防止できる。
【００２６】
〔マイクロリアクタモジュールの具体的構成〕
以下、マイクロリアクタモジュール６００の具体的な構成について図１、図３〜図８を用いて説明する。図３は、本実施形態におけるマイクロリアクタモジュール６００の分解斜視図であり、図４は、図１の切断線IV−IVに沿った面の矢視断面図であり、図５は、図１の切断線V−Vに沿った面の矢視断面図であり、図６は、本実施形態のマイクロリアクタモジュール６００における改質器４００の分解斜視図であり、図７は、本実施形態のマイクロリアクタモジュール６００における一酸化炭素除去器５００Ａの分解斜視図であり、図８は、図１の切断線VIII−VIIIに沿った面の矢視断面図である。
【００２７】
〔基体部〕
図１、図３に示すように、基体部６３８は、ベースプレート６４２、絶縁プレート６４０、板材６９０を積層してなり、高温反応部６０４、低温反応部６０６及び連結部６０８の共通の基体となる。ベースプレート６４２の一方の面に絶縁プレート６４０が設けられ、他方の面に板材６９０が設けられている。基体部６３８はベースプレート６４２が充分に厚いこと及びその積層構造により充分な強度が得られるため、内部が減圧された断熱パッケージ７９１にマイクロリアクタモジュール６００が収容された場合でも、ほとんど変形することがない。
【００２８】
絶縁プレート６４０は、ベースプレート６４２の一方の面に設けられており、低温反応部６０６の基体となるベース部６６２と、高温反応部６０４の基体となるベース部６６４と、連結部６０８の基体となる連結ベース部６６６とからなる。絶縁プレート６４０は、ベース部６６２とベース部６６４と連結ベース部６６６とを一体形成したものであり、連結ベース部６６６において括れた状態とされている。この絶縁プレート６４０は、セラミック等の電気絶縁体からなる。
【００２９】
図３、図４に示すように、ベースプレート６４２に絶縁プレート６４０を接合した状態で、貫通孔６７１〜６７８がベースプレート６４２のベース部６５２及び絶縁プレート６４０のベース部６６２を貫通している。
【００３０】
ベース部６６２の下面には、図１，図３，図５に示すように、後述する液体燃料導入管６２２及び燃焼器プレート６２４と、その周囲に配列された５本の管材６２６，６２８，６３０，６３２，６３４とが設けられている。液体燃料導入管６２２、燃焼器プレート６２４、管材６２６，６２８，６３０，６３２，６３４が給排部６０２となる。
管材６２６，６２８，６３０，６３２，６３４はそれらのフランジ部でベース部６６２の下面部に接合されている。ここで、管材６２６が貫通孔６７１に通じ、管材６２８が貫通孔６７２に通じ、管材６３０が貫通孔６７３に通じ、管材６３２が貫通孔６７４に通じ、管材６３４が貫通孔６７５に通じている。
【００３１】
板材６９０は、例えばステンレス鋼等の金属板からなる。
板材６９０はベースプレート６４２の絶縁プレート６４０と反対側の面に溶接または蝋付けにより接合されている。板材６９０はベースプレート６４２と接合されることにより補強されるので、内部が減圧された断熱パッケージ７９１に収容された場合の板材６９０の変形を防止することができる。
板材６９０は改質器４００の一部となる底板４３０と、一酸化炭素除去器５００Ａの一部となる底板５３０とが連結蓋６８０によって連結された状態で一体形成されており、連結蓋６８０において括れた状態とされている。
【００３２】
ベースプレート６４２は、例えばステンレス鋼等の板状の金属材料からなり、低温反応部６０６の基体となるベース部６５２と、高温反応部６０４の基体となるベース部６５４と、連結部６０８の基体となる連結ベース部６５６とを備える。ベースプレート６４２は、ベース部６５２とベース部６５４と連結ベース部６５６とを一体形成したものであり、連結ベース部６５６において括れた状態とされている。
【００３３】
図４に示すように、ベースプレート６４２の板材６９０が設けられる面には、一方の面に改質燃料供給流路７０２と、連通流路７０４と、空気供給流路７０６と、混合室７０８と、燃焼燃料供給流路７１０と、第二燃焼器６１４となる燃焼室７１２と、排ガス流路７１４と、燃焼燃料供給流路７１６と、排気室７１８となる溝が形成されるように、これらの溝よりも高さが一段高くなっているステージ６４１及びステージ６４３がそれぞれベース部６５２及びベース部６５４に設けられている。
改質燃料供給流路７０２、連通流路７０４、空気供給流路７０６、混合室７０８、燃焼燃料供給流路７１０、燃焼室７１２、排ガス流路７１４、燃焼燃料供給流路７１６、排気室７１８は、板材６９０がベースプレート６４２に接合されることによって蓋される。
【００３４】
改質燃料供給流路７０２は、低温反応部６０６の貫通孔６７８から連結部６０８の連結ベース部６５６を通って高温反応部６０４のベース部６５４の角部にまで至るよう形成されている。混合室７０８は、低温反応部６０６のベース部６５２において四角形状の底面７０７によって形成されている。連通流路７０４は、高温反応部６０４のベース部６５４の角部から連結ベース部６５６を通って混合室７０８まで至るように形成されている。空気供給流路７０６は、低温反応部６０６の貫通孔６７５から混合室７０８まで至るように形成されている。
【００３５】
〔第二燃焼器〕
燃焼室７１２は、ベース部６５４の中央部においてＣ字状の底面７１１によって形成されている。板材６９０の下面及び底板７１１の上面を含む燃焼室７１２の壁面には、燃焼混合気を燃焼させる燃焼用触媒が担持されている。この燃焼室７１２が第二燃焼器６１４に相当する。
【００３６】
燃焼燃料供給流路７１０は、貫通孔６７２から連結ベース部６５６を通って燃焼室７１２まで至るように形成されている。排ガス流路７１４は、貫通孔６７７から貫通孔６７３に至るよう形成されているとともに、燃焼室７１２から連結ベース部６５６を通って貫通孔６７３に至るように形成されている。燃焼燃料供給流路７１６は、ベース部６５２において貫通孔６７４から貫通孔６７６に至るように形成されている。排気室７１８はベース部６５２においてステージ６４１より一段低い矩形状の凹部として形成され、排気室７１８の角部に貫通孔６７１が通じている。
【００３７】
〔気化器〕
図３、図４、図５に示すように、液体燃料導入管６２２は貫通孔６７８に通じており、フランジ部でベース部６６２の下面部に接合されている。液体燃料導入管６２２は気化器６１０に相当し、内部には吸液材６２３が充填されている。吸液材６２３は液体を吸収するものであり、吸液材６２３としては無機繊維又は有機繊維を結合材で固めたものでもよく、無機粉末を焼結したものや、無機粉末を結合材で固めたものでもよく、グラファイトとグラッシーカーボンの混合体でもよい。具体的には、フェルト材、セラミック多孔質材、繊維材、カーボン多孔質材といったものが吸液材６２３として用いられる。
【００３８】
〔第一燃焼器〕
図３、図４、図５に示すように、燃焼器プレート６２４は液体燃料導入管６２２の上端部において液体燃料導入管６２２を囲むように設けられ、低温反応部６０６の下面に接合されている。燃焼器プレート６２４の燃焼用流路６２５の一端部が貫通孔６７６に通じ、燃焼用流路６２５の他端部が貫通孔６７７に通じている。燃焼器プレート６２４は例えば蝋付けによって液体燃料導入管６２２及び低温反応部６０６と接合されており、蝋剤としては、液体燃料導入管６２２や燃焼器プレート６２４を流れる流体の温度のうちの最高温度よりも高い融点であり、好ましくは融点が７００度以上の、金に、銀、銅、亜鉛、カドミウムを含有した金蝋や、金、銀、亜鉛、ニッケルを主成分とした蝋、或いは金、パラジウム、銀主成分とした蝋が特に好ましい。燃焼器プレート６２４は、液体燃料導入管６２２が低温反応部６０６に接合されるためのフランジとしても機能する。
【００３９】
燃焼器プレート６２４の中央部に貫通孔６２４Ａが形成され、その貫通孔６２４Ａに液体燃料導入管６２２が嵌め込まれ、液体燃料導入管６２２と燃焼器プレート６２４が接合されている。また、燃焼器プレート６２４の一方の面には隔壁６２４Ｂが突出するように設けられている。隔壁６２４Ｂは一部が燃焼器プレート６２４の外縁全周に亘って設けられ、他の一部が径方向に亘って設けられ、燃焼器プレート６２４が低温反応部６０６の下面に接合されることによって、接合面に燃焼用流路６２５が形成され、液体燃料導入管６２２が燃焼用流路６２５によって囲繞されることになる。燃焼用流路６２５の壁面には、燃焼混合気を燃焼させる燃焼用触媒が担持されている。燃焼用触媒としては、白金が挙げられる。なお、液体燃料導入管６２２内の吸液材６２３は燃焼器プレート６２４の位置まで充填されている。この燃焼用流路６２５が第一燃焼器６１２に相当する。
【００４０】
〔電熱線〕
図３に示すように、低温反応部６０６の下面つまり絶縁プレート６４０の下面には、電熱線７２０が蛇行した状態にパターニングされ、低温反応部６０６から連結部６０８を通って高温反応部６０４にかけてこれらの下面には、電熱線７２２が蛇行した状態にパターニングされている。低温反応部６０６の下面から燃焼器プレート６２４の表面を通って液体燃料導入管６２２の側面にかけて電熱線７２４がパターニングされている。ここで、液体燃料導入管６２２の側面及び燃焼器プレート６２４の表面には、窒化シリコン、酸化シリコン等の絶縁膜が成膜され、その絶縁膜の表面に電熱線７２４が形成されている。絶縁膜又は絶縁プレート６４０に電熱線７２０，７２２，７２４をパターニングすることで、印加しようとする電圧が金属材料製のベースプレート６４２、液体燃料導入管６２２、燃焼器プレート６２４等にほとんど掛かることがなく、電熱線７２０，７２２，７２４に供給されるので電熱線７２０，７２２，７２４の発熱効率を向上させることができる。
【００４１】
電熱線７２０，７２２，７２４は、絶縁プレート６４０側から密着層、拡散防止層、発熱層の順に積層したものである。発熱層は３層の中で最も低い抵抗率の材料（例えば、Ａｕ）であり、電熱線７２０，７２２，７２４に電圧が印加されると電流が集中的に流れて発熱する。拡散防止層には、発熱層の材料が拡散防止層や密着層に対して拡散しないように比較的融点が高く且つ反応性が低い物質（例えば、Ｗ）を用いることが好ましい。密着層は、拡散防止層が絶縁プレート６４０に対して密着性が優れていない場合に用いられるものであり、拡散防止層に対しても絶縁プレート６４０に対しても密着性に優れた材料（例えば、Ｔａ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｃｒ）からなる。電熱線７２０は、起動時に低温反応部６０６を加熱し、電熱線７２２は、起動時に高温反応部６０４及び連結部６０８を加熱し、電熱線７２４は、気化器５０２及び第一燃焼器６１２を加熱する。この後、マイクロリアクタモジュール６００から排出された水素ガスによって発電する燃料電池から、電気化学反応に用いられずに残った水素を含むオフガスが排気される。このオフガスを第二燃焼器６１４に導入して燃焼させたら、電熱線７２２は第二燃焼器６１４の補助として高温反応部６０４及び連結部６０８を加熱する。同様に、燃料電池からの水素を含むオフガスが第一燃焼器６１２で燃焼される場合、電熱線７２０及び電熱線７２４は第一燃焼器６１２の補助として低温反応部６０６を加熱する。
【００４２】
また、電熱線７２０，７２２，７２４は温度の変化に応じて電気抵抗が変化するので、所定の印加電圧又は電流に対する抵抗値から温度を読み取ることができる温度センサとしても機能する。具体的には、電熱線７２０，７２２，７２４の温度は電気抵抗に比例する。
【００４３】
電熱線７２０，７２２，７２４の何れの端部も低温反応部６０６の下面に位置し、これら端部が燃焼器プレート６２４を囲むように配列されている。図１１に示すように、電熱線７２０の両端部にはそれぞれリード線７３１，７３２が接続され、電熱線７２２の両端部にはそれぞれリード線７３３，７３４が接続され、電熱線７２４の両端部にはそれぞれリード線７３５，７３６が接続されている。なお、図１においては、図面を見やすくするために、電熱線７２０，７２２，７２４及びリード線７３１〜７３６の図示を省略する。
【００４４】
〔改質器〕
改質器４００はベース部６５４上に設けられている。図６、図８に示すように、この改質器４００は、箱体４１１と、５枚の仕切板４２１〜４２５と、底板４３０とからなる。箱体４１１、仕切板４２１〜４２５は、底板４３０と同様に、例えばステンレス鋼等の金属板からなる。
【００４５】
箱体４１１は長方形の天板４１２と、天板４１２の四つの辺のうち相対する二辺において天板４１２に対して垂直に連なった状態で接続された一対の側板４１３，４１５と、天板４１２の別の相対する二辺において天板４１２に対して垂直に連なった状態で接続された一対の側板４１４，４１６とを有する。側板４１３，４１５は側板４１４，４１６に対して垂直に連なった状態で接続され、これら四枚の側板４１３〜４１６によって正方形枠状又は長方形枠状に設けられている。
【００４６】
天板４１２、側板４１３〜４１６の厚さは厚いほど強度が高くなり、内部が減圧された断熱パッケージ７９１に収容された場合の変形を防止することができるが、厚いほど改質器４００自体の熱容量が増大する。本実施形態においては、後述するように、天板４１２に仕切板４２１〜４２５を接合することによって箱体４１１を補強する。これにより、箱体４１１の強度を維持しながら、天板４１２、側板４１３〜４１６の厚さを薄くすることができ、改質器４００の熱容量を減少させることができる。
【００４７】
仕切板４２１〜４２５は側板４１４，４１６と平行に間隔を空けて設けられる。仕切板４２１，４２３，４２５の側壁４１３側の端部は側壁４１３と接し、側壁４１５側の端部は側壁４１５と間隔を空けて配置される。また、仕切板４２２，４２４の側壁４１５側の端部は側壁４１５と接し、側壁４１３側の端部は側壁４１３と間隔を空けて配置される。
【００４８】
仕切板４２１〜４２５の上端部には、天板４１２と平行な接合部４２１ａ〜４２５ａが設けられている。接合部４２１ａ〜４２５ａが天板４１２と溶接または蝋付けにより接合されることで、仕切板４２１〜４２５が箱体４１１の内部に固定される。
【００４９】
このように天板４１２と仕切板４２１〜４２５とを接合することで、天板４１２と仕切板４２１〜４２５とが接合されない場合に対して、天板４１２を補強することができる。これにより、後述するように、内部が減圧された断熱パッケージ７９１にマイクロリアクタモジュール６００が収容された場合に、天板４１２の厚さを、天板４１２と仕切板４２１〜４２５とを接合しない構造の場合には大きく変形してしまう程度に薄くした場合であっても、天板４１２がほとんど変形しないようにすることができる。
【００５０】
仕切板４２２，４２４の側壁４１５側の端部は側壁４１５と接し、側壁４１３側の端部は側壁４１３と間隔を空けて配置される。このため、改質器４００内は仕切板４２１〜４２５に仕切られることにより、導入口４３２から排出口４３４まで連続する葛折り状の流路となる。また、側壁４１３と接する仕切板４２１，４２３，４２５の端部が側壁４１３に接合され、側壁４１５と接する仕切板４２２，４２４の端部が側壁４１５に接合されるようにしてもよい。
【００５１】
仕切板４２１〜４２５の下端部は、底板４３０と接する。なお、更に、仕切板４２１〜４２５の下端部を底板４３０と接合するようにしてもよい。
【００５２】
底板４３０は仕切板４２１〜４２５の下端部と接した状態で、縁部が側板４１３〜４１６の下辺部と接合される。このように箱体４１１の下面開口が底板４３０によって閉塞されることで、内部に葛折り状の流路を有する平行四面体状の改質器４００が形成される。
【００５３】
底板４３０の側板４１３側の端部には、反応物の改質器４００内への導入口４３２と、生成物の改質器４００外への排出口４３４が設けられている。なお、導入口４３２は側板４１４と後述する仕切板４２１との間に設けられ、排出口４３４は側板４１６と後述する仕切板４２５との間に設けられる。
【００５４】
図１、図３に示すように、底板４３０はベース部６５４の上面に位置するステージ６４３に接合されている。底板４３０によって、改質燃料供給流路７０２の一部と、排ガス流路７１４の一部と、燃焼燃料供給流路７１０の一部と、連通流路７０４の一部と、燃焼室７１２とが蓋される。底板４３０に形成された導入口４３２は改質燃料供給流路７０２の端部７０３の上に位置され、底板４３０に形成された排出口４３４は連通流路７０４の端部７０５の上に位置されている。
【００５５】
このように、仕切板４２１〜４２５が箱体４１１の天板４１２に接合されているので、箱体４１１と底板４３０とによる中空が仕切板４２１〜４２５によって導入口４３２から排出口４３４まで連続する葛折り状の流路となる。
【００５６】
この改質器４００においては、箱体４１１と底板４３０の内面や仕切板４２１〜４２５の表面に改質触媒（例えば、Ｃｕ／ＺｎＯ系触媒やＰｄ／ＺｎＯ系触媒）が担持されている。
【００５７】
改質器４００を組み立てるには、まず箱体４１１の内部に仕切板４２１〜４２５を接合する。次いで箱体４１１の内面や仕切板４２１〜４２５の表面及び底板４３０の上面に改質触媒を担持させる。その後、箱体４１１の側壁４１３〜４１６の下端と底板４３０の外縁部とを接合し、箱体４１１の下部開口を底板４３０で閉塞する。
【００５８】
〔一酸化炭素除去器〕
一酸化炭素除去器５００Ａはベース部６５２上に設けられている。図７、図８に示すように、この一酸化炭素除去器５００Ａは、箱体５１１と、７枚の仕切板５２１〜５２７と、底板５３０とからなる。箱体５１１、仕切板５２１〜５２７は、底板５３０と同様に、例えばステンレス鋼等の金属板からなる。
【００５９】
箱体５１１は長方形の天板５１２と、天板５１２の四つの辺のうち相対する二辺において天板５１２に対して垂直に連なった状態で接続された一対の側板５１３，５１５と、天板５１２の別の相対する二辺において天板５１２に対して垂直に連なった状態で接続された一対の側板５１４，５１６とを有する。側板５１３，５１５は側板５１４，５１６に対して垂直に連なった状態で接続され、これら四枚の側板５１３〜５１６によって正方形枠状又は長方形枠状に設けられている。
【００６０】
天板５１２、側板５１３〜５１６の厚さは厚いほど強度が高くなり、内部が減圧された断熱パッケージ７９１に収容された場合の変形を防止することができるが、厚いほど一酸化炭素除去器５００Ａ自体の熱容量が増大する。本実施形態においては、後述するように、上記改質器４００の場合と同様に、天板５１２に仕切板５２１〜５２７を接合することによって箱体５１１を補強する。これにより、箱体５１１の強度を維持しながら、天板５１２、側板５１３〜５１６の厚さを薄くすることができ、一酸化炭素除去器５００の熱容量を減少させることができる。
【００６１】
仕切板５２１〜５２７は側板５１４，５１６と平行に間隔を空けて設けられる。仕切板５２１，５２３，５２５，５２７の側壁５１３側の端部は側壁５１３と接し、側壁５１５側の端部は側壁５１５と間隔を空けて配置される。
【００６２】
仕切板５２１〜５２７の上端部には、天板５１２と平行な接合部５２１ａ〜５２７ａが設けられている。接合部５２１ａ〜５２７ａが天板５１２と溶接または蝋付けにより接合されることで、仕切板５２１〜５２７が箱体５１１の内部に固定される。
【００６３】
このように天板５１２と仕切板５２１〜５２７とを接合することで、天板５１２と仕切板５２１〜５２７とが接合されない場合に対して、天板５１２を補強することができる。これにより、後述するように、内部が減圧された断熱パッケージ７９１にマイクロリアクタモジュール６００が収容された場合に、天板５１２、側板５２１〜５２７の厚さを、天板５１２と仕切板５２１〜５２７とを接合しない構造の場合には大きく変形してしまう程度に薄くした場合であっても、天板５１２がほとんど変形しないようにすることができる。
【００６４】
仕切板５２２，５２４，５２６の側壁５１５側の端部は側壁５１５と接し、側壁５１３側の端部は側壁５１３と間隔を空けて配置される。このため、一酸化炭素除去器５００Ａ内は仕切板５２１〜５２７に仕切られることにより、導入口５３２から排出口５３４まで連続する葛折り状の流路となる。
仕切板５２１〜５２７の下端部は、底板５３０と接する。なお、更に、仕切板５２１〜５２７の下端部を底板５３０と接合するようにしてもよい。
【００６５】
底板５３０の側板１３側の端部には、反応物の一酸化炭素除去器５００Ａ内への導入口５３２と、生成物の一酸化炭素除去器５００Ａ外への排出口５３４が設けられている。なお、導入口５３２は側板５１４と仕切板５２１との間に配置され、排出口５３４は側板５１６と仕切板５２７との間に配置される。
【００６６】
底板５３０は仕切板５２１〜５２７の下端部と接した状態で、縁部が側板５１３〜５１６の下辺部と接合される。このように箱体５１１の下面開口が底板５３０によって閉塞されることで、内部に葛折り状の流路を有する平行四面体状の一酸化炭素除去器５００Ａが形成される。
【００６７】
底板５３０はベース部６５２の上面に接合されている。底板５３０によって、改質燃料供給流路７０２の一部と、排ガス流路７１４の一部と、燃焼燃料供給流路７１０の一部と、連通流路７０４の一部と、空気供給流路７０６と、混合室７０８と、燃焼燃料供給流路７１６と、排気室７１８とが蓋される。底板５３０に形成された導入口５３２は混合室７０８の角部７０９の上に位置され、底板５３０に形成された排出口５３４は排気室７１８の角部７１９の上に位置されている。
【００６８】
この一酸化炭素除去器５００Ａにおいては、箱体５１１と底板５３０の内面や仕切板５２１〜５２７に一酸化炭素選択酸化触媒（例えば、白金等）が担持されている。
【００６９】
一酸化炭素除去器５００Ａを組み立てるには、まず箱体５１１の内部に仕切板５２１〜５２７を接合する。次いで箱体５１１の内面や仕切板５２１〜５２７の表面及び底板５３０の上面に改質触媒を担持させる。その後、箱体５１１の側壁５１３〜５１６の下端と底板５３０の外縁部とを接合し、箱体５１１の下部開口を底板５３０で閉塞する。
【００７０】
〔マイクロリアクタモジュール６００内の経路〕
図９は、本実施形態のマイクロリアクタモジュール６００において、気体燃料と空気からなる燃焼混合気が供給されてから、生成物である水蒸気等がマイクロリアクタモジュール６００から排出されるまでの経路を示した図であり、図１０は、本実施形態のマイクロリアクタモジュール６００において、液体燃料と水が供給されてから、生成物である水素ガスがマイクロリアクタモジュール６００から排出されるまでの経路を示した図である。
【００７１】
〔断熱パッケージ〕
図１１は、本実施形態のマイクロリアクタモジュール６００を覆う断熱パッケージ７９１の分解斜視図である。図１１に示すように、このマイクロリアクタモジュール６００は断熱パッケージ７９１を具備し、高温反応部６０４、低温反応部６０６及び連結部６０８が断熱パッケージ７９１に収容されている。断熱パッケージ７９１は、下面が開口した長方形状のケース７９２と、ケース７９２の下面開口を閉塞したプレート７９３とから構成され、プレート７９３がケース７９２に接合されている。断熱パッケージ７９１は、マイクロリアクタモジュール６００からの熱輻射を反射して断熱パッケージ７９１の外に伝搬することを抑制する。断熱パッケージ７９１は内圧が１Ｐａ以下になるように、マイクロリアクタモジュール６００との間の内部空間が減圧排気されている。給排部６０２の水素ガス用排出路となる管材６３４は、断熱パッケージ７９１から露出されており、後述する発電セル８０８の燃料極に連結され、液体燃料導入管６２２は流量制御ユニット８０６を介して燃料容器８０４に連結されている。
【００７２】
リード線７３２，７３１，７３３，７３４，７３６，７３５，７３７，７３８を有する配線群７３９は、一部が断熱パッケージ７９１から露出されている。配線群７３９は、各リード線同士の間隔が均等となるよう離間していることが望ましく、液体燃料導入管６２２の周囲に配置されることが望ましい。
液体燃料導入管６２２、管材６２６，６２８，６３０，６３２，６３４並びにリード線７３２，７３１，７３３，７３４，７３６，７３５，７３７，７３８においてそれぞれ断熱パッケージ７９１から露出している部分から断熱パッケージ７９１内に外気が侵入して内圧が上がるような隙間が生じないように、液体燃料導入管６２２、管材６２６，６２８，６３０，６３２，６３４並びにリード線７３２，７３１，７３３，７３４，７３６，７３５，７３７，７３８は断熱パッケージ７９１のベースプレート７９３に金属蝋、ガラス材又は絶縁封止材で接合されている。断熱パッケージ７９１は金属性なので導電性を示すが、リード線７３２，７３１，７３３，７３４，７３６，７３５，７３７，７３８が高融点絶縁体で被覆されているので、リード線７３２，７３１，７３３，７３４，７３６，７３５，７３７，７３８が断熱パッケージ７９１とそれぞれ導通することはない。断熱パッケージ７９１の内部空間の内圧を低く維持できるので、マイクロリアクタモジュール６００が発する熱を伝搬する媒体が希薄になり、内部空間でのまた熱対流が抑えられるのでマイクロリアクタモジュール６００の保温効果が増える。
【００７３】
そして、断熱パッケージ７９１で封止された空間において、マイクロリアクタモジュール６００の高温反応部６０４及び低温反応部６０６の間には所定の距離の連結部６０８が介在しているが、連結部６０８の容積は高温反応部６０４及び低温反応部６０６の容積に対して極めて小さいので、連結部６０８による高温反応部６０４から低温反応部６０６への熱の伝搬は抑えられ、高温反応部６０４と低温反応部６０６との間では、反応に必要な熱勾配を維持できるとともに高温反応部６０４内の温度を均一にしやすく、低温反応部６０６内の温度を均等にしやすくすることができる。
【００７４】
また、低温反応部６０６の表面には、ケース７９２とベースプレート７９３との接合時に十分な減圧排気ができずに残存した気体や、マイクロリアクタモジュール６００から断熱パッケージ７９１の内部空間に漏洩した気体や、外部から断熱パッケージ７９１内に侵入した気体等の断熱パッケージ７９１の内部空間の圧力を上げる要因を吸着することで断熱パッケージ７９１の内部空間の内圧を低く維持するゲッター材７２８を設けるようにしてもよい。また、ゲッター材７２８に加熱用の電熱材等のヒータを設け、このヒータに、両端部にリード線７３７，７３８が接続された図示しない配線が接続されているものであってもよい。ゲッター材７２８は加熱されることで活性化して気体の吸着作用をもつものであり、ゲッター材７２８の材料としてはジルコニウム、バリウム、チタニウム又はバナジウムを主成分とした合金が挙げられる。また、ゲッター材７２８を設ける位置は、低温反応部６０６の表面に限らず、高温反応部６０４の表面、連結部６０８の上部、あるいは断熱パッケージ７９１の内面側であってもよく、高温反応部６０４と低温反応部６０６との間の間隙部分内に設けることが好ましく、これにより断熱パッケージ７９１のサイズを増大させないようにすることができる。
【００７５】
このようにプレート７９３を複数の通し孔７９５が貫通し、管材６２６，６２８，６３０，６３２，６３４、液体燃料導入管６２２及びリード線７３１〜７３８がそれぞれの通し孔７９５に挿通された状態でこれら貫通孔７９５が金属又はガラス材で封止されている。断熱パッケージ７９１の内部空間は密閉されているが、その内部空間が減圧とされているので、断熱効果が高いものとされている。そのため、熱損失を抑えることができる。
【００７６】
〔断熱性能の検討〕
以下、断熱パッケージ及び反応容器についての検討結果を示す。
【００７７】
＜断熱パッケージの断熱性能＞
図１２は、本実施形態のマイクロリアクタモジュール６００における改質器または一酸化炭素除去器として用いる反応容器と断熱パッケージの内壁面との距離（真空層厚）による熱損失を計算した結果を示すグラフである。また、図１３は、本実施形態のマイクロリアクタモジュール６００における反応容器と断熱パッケージの内壁面との距離（真空層厚）による断熱パッケージの表面温度を計算した結果を示すグラフである。
なお、反応容器及び断熱パッケージの材料をステンレス（ＳＵＳ３０４）、反応容器の寸法を２３ｍｍ×１６ｍｍ×５．２ｍｍ、反応容器の初期温度を３８０℃、外部温度を２０℃とし、断熱パッケージ内の圧力を０．０３３Ｐａとして計算した。
【００７８】
図１２より、反応容器と断熱パッケージの内壁面との距離が大きいほど熱損失は低減することがわかる。また、図１３より、反応容器と断熱パッケージの内壁面との距離が大きいほど断熱パッケージの表面温度の上昇を防止できることがわかる。これらのグラフより、断熱パッケージの表面温度を常温（４０℃程度）に維持するためには、反応容器と断熱パッケージの内壁面との間に必要な最低限の距離（真空層厚）はおおよそ０．７５ｍｍであると評価される。
【００７９】
＜反応容器の変形量＞
装置の小型化を図るためには反応容器と断熱パッケージの内壁面との距離をできるだけ小さくしたい。そこで、断熱パッケージの内壁面との距離を１ｍｍとした場合、断熱パッケージの内壁面との距離が０．７５ｍｍより小さくならないようにするために、反応容器の変形量は、０．２５ｍｍ（＝１ｍｍ−０．７５ｍｍ）程度までに抑える必要がある。
【００８０】
次に、図１４は、本実施形態のマイクロリアクタモジュール６００における反応容器の天板と仕切板とを接合した場合（フィン接合あり）と、接合しない場合（フィン接合なし）における、天板の厚さを０．０５ｍｍ、０．１ｍｍ、０．２ｍｍのいずれかとしたときの変形量を計算したものを示す散布図である。
【００８１】
なお、反応容器及び断熱パッケージの材料をステンレス（ＳＵＳ３０４）、反応容器の寸法を２３ｍｍ×１６ｍｍ×５．２ｍｍ、仕切板の厚さを０．１ｍｍ、仕切板の枚数を７枚とし、反応容器の初期温度を３８０℃、外部温度を２０℃とし、反応容器内の圧力を
１０１３２５Ｐａ（大気圧）、断熱パッケージ内の圧力を０．０３３Ｐａとして計算した。
【００８２】
（１）  天板と仕切板とを接合しない場合
天板の厚さを０．２ｍｍとしたときは、天板の変形量は０．１３ｍｍとなった。
天板の厚さを０．１ｍｍとしたときは、天板の変形量は１ｍｍとなった。
天板の厚さを０．０５ｍｍとしたときは、天板の変形量は１ｍｍ以上となると考えられる。
（２）  天板と仕切板とを接合した場合
天板の厚さを０．０５ｍｍとしたときは、天板の変形量は０．１３ｍｍとなった。
天板の厚さを０．１ｍｍとしたときは、天板の変形量は０．０２ｍｍとなった。
天板の厚さを０．２ｍｍとしたときは、天板の変形量は０．０２ｍｍ以下になり、実質的にはほとんど変形しないと考えられる。
【００８３】
図１４の結果から、天板と仕切板とが接合されていない場合には、反応容器の変形量を０．２５ｍｍ以下にするためには、天板の厚さは少なくとも０．２ｍｍ程度必要であることが分かる。一方、天板と仕切板とが接合されている場合には、天板の厚さは０．０５ｍｍでも問題ないことがわかる。
【００８４】
＜反応容器の熱容量＞
図１５に、本実施形態のマイクロリアクタモジュール６００における反応容器の天板の厚さを０．２ｍｍ、０．１ｍｍ、０．００５ｍｍとした場合の反応容器の熱容量比を計算した結果を示す。なお、反応容器及び断熱パッケージの材料をステンレス（ＳＵＳ３０４）、反応容器の寸法を２３ｍｍ×１６ｍｍ×５．２ｍｍ、仕切板の厚さを０．１ｍｍ、仕切板の枚数を７枚として計算した。
【００８５】
天板の厚さを０．２ｍｍとした時の反応容器の熱容量を１とすると、天板の厚さを０．１ｍｍとした時の反応容器の熱容量は０．６２となり、天板の厚さを０．０５ｍｍとした時の反応容器の熱容量は０．４３となった。
したがって、天板の厚さを０．０５ｍｍにすると、天板の厚さを０．２ｍｍとした場合と比較して、反応容器の熱容量を半減させることができる。このため、起動時にヒータで反応容器を加熱する場合に、所定温度に達するまでの起動時間を、天板の厚さを０．２ｍｍとした場合に対して半減することができる。このように、本実施形態における天板と仕切板とを接合する構造によれば、天板と仕切板とを接合しない構造に対して、変形量を同程度とすれば、天板の厚さを１／４程度に薄くすることができる。これにより、反応容器の強度を維持しながら、反応容器の重量を大幅に軽減することができ、また、反応容器の熱容量が減少することにより、反応容器を加熱して所定温度に設定するまでの起動時間を大幅に短縮することができる。
【００８６】
〔マイクロリアクタモジュールの動作〕
以下、マイクロリアクタモジュール６００の動作について説明する。
まず、リード線７３７，７３８の間に電圧が印加されると、ゲッター材７２８がヒータによって加熱され、ゲッター材７２８が活性化される。これにより、断熱パッケージ７９１内のガス等の圧力を上げる要因がゲッター材７２８に吸着され、断熱パッケージ７９１内の減圧度が高まり、断熱効率が高まる。
【００８７】
また、リード線７３１，７３２の間に電圧が印加されると、電熱線７２０が発熱し、低温反応部６０６が加熱される。リード線７３３，７３４の間に電圧が印加されると、電熱線７２２が発熱し、高温反応部６０４が加熱される。リード線７３５，７３６の間に電圧が印加されると、電熱線７２４が発熱し、液体燃料導入管６２２の上部が加熱される。液体燃料導入管６２２、高温反応部６０４、低温反応部６０６及び連結部６０８が金属材料からなるため、これらの間で熱伝導しやすい。なお、電熱線７２０，７２２，７２４の電流・電圧が制御装置によって測定されることで、液体燃料導入管６２２、高温反応部６０４及び低温反応部６０６の温度が測定され、測定温度が制御装置にフィードバックされ、制御装置によって電熱線７２０，７２２，７２４の電圧が制御され、これにより液体燃料導入管６２２、高温反応部６０４及び低温反応部６０６の温度制御がなされる。
【００８８】
電熱線７２０，７２２，７２４によって液体燃料導入管６２２、高温反応部６０４及び低温反応部６０６が加熱された状態において、液体燃料導入管６２２に液体燃料と水の混合液がポンプ等によって連続的又は断続的に供給されると、混合液が吸液材６２３に吸収され、毛細管現象により混合液が液体燃料導入管６２２内の上に向かって浸透する。そして、吸液材６２３内の混合液が気化し、燃料と水の混合気が吸液材から蒸散する。吸液材６２３内にて混合液が気化するから、突沸を抑えることができ、安定して気化することができる。
【００８９】
そして、吸液材６２３から蒸散した混合気は貫通孔６７８、改質燃料供給流路７０２、導入口４３２を通って改質器４００内に流れ込む。その後、混合気は改質器４００内を流れている際には、混合気が加熱されて触媒反応することによって、水素ガス等が生成される（燃料がメタノールの場合には、上記化学反応式（１）、（２）を参照。）。
【００９０】
改質器４００で生成された混合気（水素ガス、二酸化炭素ガス、一酸化炭素ガス等を含む。）が排出口４３４及び連通流路７０４を通って混合室７０８へと流れ込む。一方、空気がポンプ等によって管材６３４に供給され、貫通孔６７５及び空気供給流路７０６を通って混合室７０８へ流れ込み、水素ガス等の混合気と空気が混合される。
【００９１】
そして、空気、水素ガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス等を含む混合気が混合室７０８から導入口５３２を通って一酸化炭素除去器５００Ａ内へ流れ込む。混合気が一酸化炭素除去器５００Ａ内を流れている時に、混合気中の一酸化炭素ガスが選択的に酸化され、一酸化炭素ガスが除去される。
【００９２】
ここで、一酸化炭素ガスは一酸化炭素除去器５００Ａ内で均一的に反応するのではなく、一酸化炭素除去器５００Ａ内の流路のうち下流において一酸化炭素ガスの反応速度が高くなる。この下流の部分の下に液体燃料導入管６２２が位置するので、一酸化炭素ガスの酸化反応による熱が水と燃料の気化熱に効率よく用いられる。
【００９３】
そして、一酸化炭素が除去された状態の混合気が排出口５３４から排気室７１８、貫通孔６７１、管材６２６を経由して、燃料電池の燃料極等に供給される。燃料電池では水素ガスの電気化学反応により電気が生成され、未反応の水素ガス等を含むオフガスが燃料電池から排出される。
【００９４】
以上の動作は初期段階の動作であるが、その後も続けて混合液が液体燃料導入管６２２に供給される。そして、燃料電池から排出されたオフガスに空気が混合され、その混合気（以下、燃焼混合気という。）が管材６３２及び管材６２８に供給される。管材６３２に供給された燃焼混合気は貫通孔６７４、燃焼燃料供給流路７１６、貫通孔６７６を通って燃焼用流路６２５に流れ込み、燃焼混合気が燃焼用流路６２５において触媒燃焼する。これにより燃焼熱が発するが、燃焼用流路６２５が低温反応部６０６の下側において液体燃料導入管６２２を周回しているため、燃焼熱によって液体燃料導入管６２２が加熱されるとともに低温反応部６０６が加熱される。そのため、電熱線７２０，７２４の消費電力を小さくすることができ、エネルギーの利用効率が高まる。
【００９５】
一方、管材６２８に供給された燃焼混合気は貫通孔６７２、燃焼燃料供給流路７１０を通って燃焼室７１２へ流れ込み、燃焼混合気が燃焼室７１２において触媒燃焼する。これにより燃焼熱が発するが、燃焼熱によって改質器４００が加熱される。そのため、電熱線７２２の消費電力を小さくすることができ、エネルギーの利用効率が高まる。
【００９６】
ここで、高温反応部６０４は低温反応部６０６よりも高温に保持しなければならないので、第二燃焼器６１４での単位時間あたりのオフガスの水素供給量を第一燃焼器６１２での単位時間あたりのオフガスの水素供給量より多くするか、第一燃焼器６１２での冷媒となる酸素（空気）の単位時間あたりの供給量を第二燃焼器６１４での酸素（空気）の単位時間あたりの供給量より多くするようにしてもよい。
【００９７】
なお、燃料容器に貯留されている液体燃料が気化されて、その気化した燃料と空気の燃焼混合気が管材６２８，６３２に供給されるようにしても良い。
【００９８】
混合液が液体燃料導入管６２２に供給された状態であって、燃焼混合気が管材６２８，６３２に供給された状態において、制御装置が電熱線７２０，７２２，７２４によって温度を測定しながら、電熱線７２０，７２２，７２４の印加電圧を制御するとともに、ポンプ等を制御する。制御装置によってポンプが制御されると、管材６２８，６３２に供給される燃焼混合気の流量が制御され、これにより燃焼器６１２，６１４の燃焼熱量が制御される。このように制御装置が電熱線７２０，７２２，７２４及びポンプを制御することによって、液体燃料導入管６２２、高温反応部６０４及び低温反応部６０６の温度制御がなされる。ここで、高温反応部６０４が３７５℃、低温反応部６０６が１５０℃となるよう、温度制御を行う。
【００９９】
〔発電ユニット〕
図１６は本実施形態におけるマイクロリアクタモジュール６００を備える発電ユニット８０１の一例を示す斜視図である。図１６に示すように、以上のようなマイクロリアクタモジュール６００は、発電ユニット８０１に組み付けて用いることができる。この発電ユニット８０１は、例えば、フレーム８０２と、フレーム８０２に対して着脱可能な燃料容器８０４と、流路、ポンプ、流量センサ及びバルブ等を有する流量制御ユニット８０６と、断熱パッケージ７９１に収容された状態のマイクロリアクタモジュール６００と、燃料電池、加湿器及び回収器等を有する発電セル８０８と、エアポンプ８１０と、二次電池、ＤＣ−ＤＣコンバータ及び外部インターフェース等を有する電源ユニット８１２とを具備する。流量制御ユニット８０６によって燃料容器８０４内の水と液体燃料の混合気がマイクロリアクタモジュール６００に供給されることで、上述のように水素ガスが生成され、水素ガスが発電セル８０８の燃料電池に供給され、生成された電気が電源ユニット８１２の二次電池に蓄電される。
【０１００】
〔電子機器〕
図１７は、発電ユニット８０１を電源として用いる電子機器８５１の一例を示す斜視図である。図１５に示すように、この電子機器８５１は、携帯型の電子機器であって、特にノート型パーソナルコンピュータである。電子機器８５１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、その他の電子部品から構成された演算処理回路を内蔵するとともにキーボード８５２を備え付けた下筐体８５４と、液晶ディスプレイ８５６を備え付けた上筐体８５８と、を備える。下筐体８５４と上筐体８５８はヒンジ結合されており、上筐体８５８を下筐体８５４に重ねてキーボード８５２に液晶ディスプレイ８５６を相対させた状態で折り畳むことができるように構成されている。下筐体８５４の右側面から底面にかけて、発電ユニット８０１を装着するための装着部８６０が凹設され、装着部８６０に発電ユニット８０１を装着すると、発電ユニット８０１の電気によって電子機器８５１が動作する。
【０１０１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々の改良及び設計の変更をおこなっても良い。
【０１０２】
＜変形例１＞
以下に、本発明の上記実施形態におけるマイクロリアクタモジュール６００（反応装置）の第１の変形例について説明する。なお、以下に説明する一酸化炭素除去器５００Ｂ、及びベースプレート６４２の一部以外は第１実施形態と同様であるので説明を割愛する。
【０１０３】
図１８は、本発明のマイクロリアクタモジュール６００の第１の変形例における一酸化炭素除去器５００Ｂ（反応容器）を示す分解斜視図であり、図１９は、第１の変形例における一酸化炭素除去器５００Ｂの二面図であり、図２０は図１９のXX−XX断面図であり、図２１は図１９のXXI−XXI断面図であり、図２２は、第１の変形例における一酸化炭素除去器５００Ｂに用いられる仕切り材５４０の分解斜視図であり、図２３は、第１の変形例における一酸化炭素除去器５００Ｂに対応するベースプレート６４２の構成を示す断面図である。第１の変形例における一酸化炭素除去器５００Ｂ１は、図１８に示すように、一酸化炭素除去器５００Ｂは箱体５１１と、底板５３０と、仕切り材５４０からなる。なお、箱体５１１及び底板５３０については、第１の実施形態と同じものは同一の符号を付して説明を割愛する。
【０１０４】
底板５３０は天板１２と平行となるよう底板５３０の縁部が側板５１３〜５１６の下辺部に接合されている。箱体１１に仕切り材５４０が収容された状態で箱体１１の下面開口が底板５３０によって閉塞されることで、中空を有する平行四面体状の反応容器が構成される。
【０１０５】
底板５３０の側板５１３側の端部には、反応物の一酸化炭素除去器５００Ｂ内への導入口５３２と、生成物の一酸化炭素除去器５００Ｂ外への排出口５３４が設けられている。導入口５３２は側板５１４と後述する仕切板５４１との間に設けられ、排出口５３４は後述する仕切板５４５，５４６間に設けられる。なお、図２２に示すように、本実施の形態のベースプレート６４２は、排出口５３４の位置に合わせて排気室７１８の位置を変更しており、角部７１９の上に排出口５３４が配置されるようにしている。
【０１０６】
仕切り材５４０は、図２２に示すように、７枚の仕切板５４１，５４２，５４３，５４４，５４５，５４６，５４７と、床板５４９とからなる。
【０１０７】
仕切板５４１，５４２，５４３，５４４，５４５，５４６，５４７は側板５１４，５１６と平行に設けられ、一酸化炭素除去器５００Ｂ内を８列に分割する。仕切板５４１，５４２，５４３，５４４，５４５，５４６，５４７にはそれぞれ、高さ方向の中央位置に、側板５１３側から切り込み５４１ａ，５４２ａ，５４３ａ，５４４ａ，５４５ａ，５４６ａ，５４７ａが床板５４９と平行に設けられている。この切り込み５４１ａ，５４２ａ，５４３ａ，５４４ａ，５４５ａ，５４６ａ，５４７ａの高さは、床板５４９の厚さに等しい。仕切板５４１，５４２，５４３，５４４，５４５，５４６，５４７の側板５１３側の端部は切り込み５４１ａ，５４２ａ，５４３ａ，５４４ａ，５４５ａ，５４６ａ，５４７ａにより上下に２分割されている。
【０１０８】
側板５１４側から１，３，５番目の仕切板５４１，５４３，５４５には、側板５１３側の上側の端部側に、仕切板５４１，５４３，５４５を貫通する接続口１０４，１１２，１２０が設けられている。
側板５１４側から２，４番目の仕切板５４２，５４４には、側板５１３側の下側の端部側に、仕切板５４２，５４４を貫通する接続口１０８，１１６が設けられている。
側板５１４側から６番目の仕切板５４６には、側板５１５側の端部側に、仕切板５４６を貫通する上下２つの接続口１２２，１３０が設けられている。
側板５１４側から７番目の仕切板５４７には、側板５１３側の上下両方の端部側に、仕切板５４７を貫通する接続口１２４，１２８がそれぞれ設けられている。
各仕切板５４１，５４２，５４３，５４４，５４５，５４６，５４７の上端部は、天板５１２と、溶接または蝋付けにより接合される。
【０１０９】
床板５４９は一酸化炭素除去器５００Ｂ内に収納された状態で、天板１２及び底板５３０と平行に設けられ、一酸化炭素除去器５００Ｂ内を上下２段に分割する。床板５４９には、図２２に示すように、側板５１５側から７個の切り込み５４１ｂ，５４２ｂ，５４３ｂ，５４４ｂ，５４５ｂ，５４６ｂ，５４７ｂが仕切板５４１，５４２，５４３，５４４，５４５，５４６，５４７と平行に等間隔に設けられている。この切り込み５４１ｂ，５４２ｂ，５４３ｂ，５４４ｂ，５４５ｂ，５４６ｂ，５４７ｂの幅は、それぞれ仕切板５４１，５４２，５４３，５４４，５４５，５４６，５４７の厚さに等しい。
【０１１０】
また、床板５４９の側板５１５側の端部は7個の切り込み５４１ｂ，５４２ｂ，５４３ｂ，５４４ｂ，５４５ｂ，５４６ｂ，５４７ｂにより８分割されている。この８個の端部のうち、側板５１４側から１〜５番目、及び８番目には、床板５４９を貫通する接続口１０２，１０６，１１０，１１４，１１８，１２６が設けられている。
【０１１１】
切り込み５４１ｂ，５４２ｂ，５４３ｂ，５４４ｂ，５４５ｂ，５４６ｂ，５４７ｂは、それぞれ仕切板５４１，５４２，５４３，５４４，５４５，５４６，５４７の切り込み５４１ａ，５４２ａ，５４３ａ，５４４ａ，５４５ａ，５４６ａ，５４７ａと対応し、その長さの和が床板５４９、仕切板５４１，５４２，５４３，５４４，５４５，５４６，５４７の切り込み方向の長さ以上となるように形成されている。
【０１１２】
床板５４９と仕切板５４１，５４２，５４３，５４４，５４５，５４６，５４７とは、切り込み５４１ａ，５４２ａ，５４３ａ，５４４ａ，５４５ａ，５４６ａ，５４７ａ部分で床板５４９を挟持するとともに、切り込み５４１ｂ，５４２ｂ，５４３ｂ，５４４ｂ，５４５ｂ，５４６ｂ，５４７ｂ部分で仕切板５４１，５４２，５４３，５４４，５４５，５４６，５４７をそれぞれ挟持するように組み合わせることにより、互いに垂直に組みつけられている。なお、この組み付け部分を溶接してもよいし、蝋付けしてもよい。溶接または蝋付けにより、床板５４９と仕切板５４１，５４２，５４３，５４４，５４５，５４６，５４７とを確実に固定することができる。また、床板５４９と仕切板５４１，５４２，５４３，５４４，５４５，５４６，５４７の周縁部分が反応容器１における天板１２、底板５３０及び側板５１３〜５１６の内面側に当接し、溶接または蝋付けにより接合されている。
【０１１３】
図２０，図２１に示すように、一酸化炭素除去器５００Ｂ内は仕切り材５４０により、１６個の反応室１０１，１０３，１０５，１０７，１０９，１１１，１１３，１１５，１１７，１１９，１２１，１２３．１２５，１２７，１２９，１３１に分割される。
すなわち、床板５４９により一酸化炭素除去器５００Ｂ内は上段（床板５４９と天板５１２との間）と下段（底板５３０と床板５４９との間）とに分割されている。上段は、図２０に示すように、仕切板５４１，５４２，５４３，５４４，５４５，５４６，５４７により、８個の反応室１０３，１０５，１１１，１１３，１１９，１２１，１２３，１２５に分割されている。また、下段は、図２１に示すように、仕切板５４１，５４２，５４３，５４４，５４５，５４６，５４７により、８個の反応室１０１，１０７，１０９，１１５，１１７，１３１，１２９，１２７に分割されている。 
【０１１４】
図２４は、第１の変形例の一酸化炭素除去器５００Ｂにおける、反応室１０１，１０３，１０５，１０７，１０９，１１１，１１３，１１５，１１７，１１９，１２１，１２３，１２５，１２７，１２９，１３１と、導入口５３２、排出口５３４、接続口１０２，１０４，１０６，１０８，１１０，１１２，１１４，１１６，１１８，１２０，１２２，１２４，１２６，１２８，１３０の関係を仕切り材５４０と垂直な面で切断して示す、模式的な断面図である。
【０１１５】
反応室１０１は、導入口５３２により一酸化炭素除去器５００Ｂ外へ通じるとともに、接続口１０２により反応室１０３と通じている。また、反応室１３１は接続口１３０により反応室１２９と通じているとともに、排出口５３４により一酸化炭素除去器５００Ｂ外へ通じている。他の反応室１０３，１０５，１０７，１０９，１１１，１１３，１１５，１１７，１１９，１２１，１２３．１２５，１２７，１２９は、接続口１０４，１０６，１０８，１１０，１１２，１１４，１１６，１１８，１２０，１２２，１２４，１２６，１２８のいずれか２つにより、隣接する２つの反応室と通じている。
【０１１６】
次に、一酸化炭素除去器５００Ｂ内の反応物の流路について説明する。図２４に矢印で示すように、反応物はまず、導入口５３２から一酸化炭素除去器５００Ｂ内の反応室１０１に流入し、その後、接続口１０２、反応室１０３、接続口１０４、反応室１０５、接続口１０６、反応室１０７、接続口１０８、反応室１０９、接続口１１０、反応室１１１、接続口１１２、反応室１１３、接続口１１４、反応室１１５、接続口１１６、反応室１１７、接続口１１８、反応室１１９、接続口１２０、反応室１２１、接続口１２２、反応室１２３、接続口１２４、反応室１２５、接続口１２６、反応室１２７、接続口１２８、反応室１２９、接続口１３０、反応室１３１をこの順に通り、排出口５３４から一酸化炭素除去器５００Ｂ外に流出する。
【０１１７】
第１の変形例においても、上記実施形態の場合と同様に、天板５１２と仕切板５４１，５４２，５４３，５４４，５４５，５４６，５４７とを接合することで、天板５１２を補強することができる。これにより、内部が減圧された断熱パッケージ７９１にマイクロリアクタモジュール６００が収容された場合に、天板５１２の厚さを、天板５１２と仕切板５４１〜５４７とを接合しない構造の場合には大きく変形してしまう程度に薄くした場合であっても、天板５１２がほとんど変形しないようにすることができる。
また、第１の変形例によれば、一酸化炭素除去器５００Ｂ内を仕切り材５４０により１６個の反応室１０１，１０３，１０５，１０７，１０９，１１１，１１３，１１５，１１７，１１９，１２１，１２３，１２５，１２７，１２９，１３１に仕切り、仕切り材５４０に設けた接続口１０２，１０４，１０６，１０８，１１０，１１２，１１４，１１６，１１８，１２０，１２２，１２４，１２６，１２８，１３０によりこれらの反応室は隣接するいずれか２つの反応室と通じており、一酸化炭素除去器５００Ｂに設けた導入口５３２から排出口５３４までが１つの流路として通じているので、流路の断面寸法を小さくし、流路表面に設けた触媒までの反応物の拡散時間を短くすることができるとともに、流路長を長くして反応時間を長くすることができる。
【０１１８】
また、仕切り材５４０は、床板５４９と仕切板５４１，５４２，５４３，５４４，５４５，５４６，５４７とを、切り込み５４１ｂ，５４２ｂ，５４３ｂ，５４４ｂ，５４５ｂ，５４６ｂ，５４７ｂ部分で床板５４９を挟持するとともに、切り込み５４１ａ，５４２ａ，５４３ａ，５４４ａ，５４５ａ，５４６ａ，５４７ａ部分で仕切板５４１，５４２，５４３，５４４，５４５，５４６，５４７をそれぞれ挟持するように組み合わせることにより、互いに垂直に組みつけることで形成できるので、容易に組み立てることができる。
【０１１９】
一酸化炭素除去器５００Ｂを組み立てるには、まず箱体５１１の内面や組み立てた仕切材５４０の表面及び底板５３０の上面に改質触媒を担持させる。次いで箱体５１１の内部に組み立てた仕切材５４０を接合する。その後、箱体５１１の側壁５１３〜５１６の下端と底板５３０の外縁部とを接合し、箱体５１１の下部開口を底板５３０で閉塞する。
【０１２０】
＜変形例２＞
次に、本発明におけるマイクロリアクタモジュール６００（反応装置）の第２の変形例について説明する。なお、以下に説明する一酸化炭素除去器５００Ｃ以外は第１の変形例と同様であるので説明を割愛する。
【０１２１】
図２５は、本発明のマイクロリアクタモジュール６００の第２の変形例における一酸化炭素除去器５００Ｃ（反応容器）を示す分解斜視図であり、図２６は、第２の変形例における一酸化炭素除去器５００Ｃの二面図であり、図２７は図２６のXXVII−XXVII断面図であり、図２８は図２６のXXVIII−XXVIII断面図である。第２の変形例における一酸化炭素除去器５００Ｃは、図２５に示すように、箱体５１１と、底板５３０と、仕切り材５５０からなる。なお、箱体５１１及び底板５３０については、第１の変形例と同様であるので説明を割愛する。
【０１２２】
図２９は、第２の変形例における一酸化炭素除去器５００Ｃに用いられる仕切り材５５０の分解斜視図である。仕切り材５５０は、図２９に示すように、仕切壁５５１と、床板５６９とからなる。
【０１２３】
仕切壁５５１は、２枚の補強板５６０，５６８と、７枚の仕切板５６１，５６２，５６３，５６４，５６５，５６６，５６７と、連結板５７１ａ，５７１ｂ，５７２，５７３ａ，５７３ｂ，５７４，５７５ａ，５７５ｂ，５７６，５７７ａ，５７７ｂ，５７８とからなる。
【０１２４】
補強板５６０，５６８はそれぞれ側板５１４，５１６に沿って配置される。
仕切板５６１，５６２，５６３，５６４，５６５，５６６，５６７は側板５１４，５１６と平行に設けられ、一酸化炭素除去器５００Ｃ内を８列に分割する。
補強板５６０，５６８及び仕切板５６１，５６２，５６３，５６４，５６５，５６６，５６７にはそれぞれ、高さ方向の中央位置に、側板５１３側から切り込み５６０ａ，５６１ａ，５６２ａ，５６３ａ，５６４ａ，５６５ａ，５６６ａ，５６７ａ，５６８ａが床板５６９と平行に設けられている。この切り込み５６０ａ，５６１ａ，５６２ａ，５６３ａ，５６４ａ，５６５ａ，５６６ａ，５６７ａ，５６８ａの高さは、床板５６９の厚さに等しい。補強板５６０，５６８及び仕切板５６１，５６２，５６３，５６４，５６５，５６６，５６７の側板５１３側の端部は切り込み５６０ａ，５６１ａ，５６２ａ，５６３ａ，５６４ａ，５６５ａ，５６６ａ，５６７ａ，５６８ａにより上下に２分割されている。
【０１２５】
側板５１４側から１，３，５番目の仕切板５６１，５６３，５６５には、側板５１３側の上側の端部側に、仕切板５６１，５６３，５６５を貫通する接続口１０４，１１２，１２０が設けられている。
側板５１４側から２，４番目の仕切板５６２，５６４には、側板５１３側の下側の端部側に、仕切板５６２，５６４を貫通する接続口１０８，１１６が設けられている。
側板５１４側から６番目の仕切板５６６には、側板５１５側の端部側に、仕切板５６６を貫通する上下２つの接続口１２２，１３０が設けられている。
側板５１４側から７番目の仕切板５６７には、側板５１３側の上下両方の端部側に、仕切板５６７を貫通する接続口１２４，１２８がそれぞれ設けられている。
【０１２６】
連結板５７１ａ，５７１ｂ，５７２，５７３ａ，５７３ｂ，５７４，５７５ａ，５７５ｂ，５７６，５７７ａ，５７７ｂ，５７８によって、補強板５６０，５６８及び仕切板５６１，５６２，５６３，５６４，５６５，５６６，５６７が連結され、断面矩形波形状の仕切壁５５１が形成されている。仕切壁５５１は、その波高方向が側板５１３，５１５と垂直な方向に配置される。
【０１２７】
すなわち、連結板５７１ａ，５７１ｂは、補強板５６０と仕切板５６１との側板５１３側の端部同士を連結する。連結板５７２は、仕切板５６１と仕切板５６２との側板５１５側の端部同士を連結する。連結板５７３ａ，５７３ｂは、仕切板５６２と仕切板５６３との側板５１３側の端部同士を連結する。連結板５７４は、仕切板５６３と仕切板５６４との側板５１５側の端部同士を連結する。連結板５７５ａ，５７５ｂは、仕切板５６４と仕切板５６５との側板５１３側の端部同士を連結する。連結板５７６は、仕切板５６５と仕切板５６６との側板５１５側の端部同士を連結する。連結板５７７ａ，５７７ｂは、仕切板５６６と仕切板５６７との側板５１３側の端部同士を連結する。連結板５７８は、仕切板５６７と補強板５６８との側板５１５側の端部同士を連結する。
仕切壁５５１の上端部は、天板５１２と、溶接または蝋付けにより接合される。
【０１２８】
床板５６９は一酸化炭素除去器５００Ｃ内に収納された状態で、天板１２及び底板５３０と平行に設けられ、一酸化炭素除去器５００Ｃ内を上下２段に分割する。
床板５６９の側板５１４側及び側板５１６側の両端部には、側板５１３側に、補強板５６０，５６８の切り込み５６０ａ，５６８ａに挟持される凸部５６０ｂ，５６８ｂが設けられている。
床板５６９には、図２９に示すように、側板５１５側から７個の切り込み５６１ｂ，５６２ｂ，５６３ｂ，５６４ｂ，５６５ｂ，５６６ｂ，５６７ｂが仕切板５６１，５６２，５６３，５６４，５６５，５６６，５６７と平行に等間隔に設けられている。この切り込み５６１ｂ，５６２ｂ，５６３ｂ，５６４ｂ，５６５ｂ，５６６ｂ，５６７ｂの幅は、それぞれ仕切板５６１，５６２，５６３，５６４，５６５，５６６，５６７の厚さに等しい。
【０１２９】
また、床板５６９の側板５１５側の端部は7個の切り込み５６１ｂ，５６２ｂ，５６３ｂ，５６４ｂ，５６５ｂ，５６６ｂ，５６７ｂにより８分割されている。この８個の端部のうち、側板５１４側から１〜５番目、及び８番目には、床板５６９を貫通する接続口１０２，１０６，１１０，１１４，１１８，１２６が設けられている。
【０１３０】
切り込み５６１ｂ，５６２ｂ，５６３ｂ，５６４ｂ，５６５ｂ，５６６ｂ，５６７ｂは、それぞれ仕切板５６１，５６２，５６３，５６４，５６５，５６６，５６７の切り込み５６１ａ，５６２ａ，５６３ａ，５６４ａ，５６５ａ，５６６ａ，５６７ａと対応し、その長さの和が床板５６９、仕切板５６１，５６２，５６３，５６４，５６５，５６６，５６７の切り込み方向の長さ以上となるように形成されている。
【０１３１】
仕切壁５５１と床板５６９とは、切り込み５６１ａ，５６２ａ，５６３ａ，５６４ａ，５６５ａ，５６６ａ，５６７ａ部分で床板５６９を挟持し、切り込み５６０ａ，５６８ａ部分で凸部５６０ｂ，５６８ｂを挟持するとともに、切り込み５６１ｂ，５６２ｂ，５６３ｂ，５６４ｂ，５６５ｂ，５６６ｂ，５６７ｂ部分で仕切板５６１，５６２，５６３，５６４，５６５，５６６，５６７をそれぞれ挟持するように組み合わせることにより、互いに垂直に組みつけられている。なお、この組み付け部分を溶接してもよいし、蝋付けしてもよい。溶接または蝋付けにより、床板５６９と仕切板５６１，５６２，５６３，５６４，５６５，５６６，５６７とを確実に固定することができる。また、床板５６９と仕切板５６１，５６２，５６３，５６４，５６５，５６６，５６７の周縁部分が反応容器１における天板１２、底板５３０及び側板５１３〜５１６の内面側に当接し、溶接または蝋付けにより接合されている。
【０１３２】
図２７，図２８に示すように、一酸化炭素除去器５００Ｃ内は仕切り材５５０により、１６個の反応室１０１，１０３，１０５，１０７，１０９，１１１，１１３，１１５，１１７，１１９，１２１，１２３．１２５，１２７，１２９，１３１に分割される。
すなわち、床板５６９により一酸化炭素除去器５００Ｃ内は上段（床板５６９と天板５１２との間）と下段（底板５３０と床板５６９との間）とに分割されている。上段は、図２８に示すように、仕切板５６１，５６２，５６３，５６４，５６５，５６６，５６７により、８個の反応室１０３，１０５，１１１，１１３，１１９，１２１，１２３，１２５に分割されている。また、下段は、図２７に示すように、仕切板５６１，５６２，５６３，５６４，５６５，５６６，５６７により、８個の反応室１０１，１０７，１０９，１１５，１１７，１３１，１２９，１２７に分割されている。
【０１３３】
反応室１０１は、導入口５３２により一酸化炭素除去器５００Ｃ外へ通じるとともに、接続口１０２により反応室１０３と通じている。また、反応室１３１は接続口１３０により反応室１２９と通じているとともに、排出口５３４により一酸化炭素除去器５００Ｃ外へ通じている。他の反応室１０３，１０５，１０７，１０９，１１１，１１３，１１５，１１７，１１９，１２１，１２３．１２５，１２７，１２９は、接続口１０４，１０６，１０８，１１０，１１２，１１４，１１６，１１８，１２０，１２２，１２４，１２６，１２８のいずれか２つにより、隣接する２つの反応室と通じている。
【０１３４】
一酸化炭素除去器５００Ｃ内の反応物の流路は、第１の変形例の一酸化炭素除去器５００Ｂと同様である。すなわち、反応物はまず、導入口５３２から一酸化炭素除去器５００Ｃ内の反応室１０１に流入し、その後、接続口１０２、反応室１０３、接続口１０４、反応室１０５、接続口１０６、反応室１０７、接続口１０８、反応室１０９、接続口１１０、反応室１１１、接続口１１２、反応室１１３、接続口１１４、反応室１１５、接続口１１６、反応室１１７、接続口１１８、反応室１１９、接続口１２０、反応室１２１、接続口１２２、反応室１２３、接続口１２４、反応室１２５、接続口１２６、反応室１２７、接続口１２８、反応室１２９、接続口１３０、反応室１３１をこの順に通り、排出口５３４から一酸化炭素除去器５００Ｃ外に流出する。
【０１３５】
第２の変形例においても、上記実施形態の場合と同様に、仕切壁５５１と天板５１２とを接合することで、天板５１２を補強することができる。これにより、内部が減圧された断熱パッケージ７９１にマイクロリアクタモジュール６００が収容された場合に、天板５１２の厚さを、天板５１２と仕切壁５５１とを接合しない構造の場合には大きく変形してしまう程度に薄くした場合であっても、天板５１２がほとんど変形しないようにすることができる。
【０１３６】
また、一酸化炭素除去器５００Ｃは第１の変形例の一酸化炭素除去器５００Ｂと同様に、流路の断面寸法を小さくし、流路表面に設けた触媒までの反応物の拡散時間を短くすることができるとともに、流路長を長くして反応時間を長くすることができる。
【０１３７】
また、仕切り材５５０は、仕切壁５５１と床板５６９とを互いに挟持するように組み合わせることにより、互いに垂直に組みつけることで形成できるので、容易に組み立てることができる。
【０１３８】
一酸化炭素除去器５００Ｃを組み立てるには、まず箱体５１１の内面や組み立てた仕切材５５０の表面及び底板５３０の上面に改質触媒を担持させる。次いで箱体５１１の内部に組み立てた仕切材５５０を接合する。その後、箱体５１１の側壁５１３〜５１６の下端と底板５３０の外縁部とを接合し、箱体５１１の下部開口を底板５３０で閉塞する。
なお、上記第２の変形例においては、仕切り材５５０が、仕切壁５５１と床板５６９とからなり、床板５６９によって一酸化炭素除去器５００Ｃ内が上下２分割される構成としたが、これに限るものではなく、床板５６９を備えず、一酸化炭素除去器５００Ｃ内が上下に分割されない構成であってもよい。
【０１３９】
＜変形例３＞
次に、本発明におけるマイクロリアクタモジュール６００（反応装置）の第３の変形例について説明する。なお、以下に説明する一酸化炭素除去器５００D以外は第１，第２の変形例と同様であるので説明を割愛する。
【０１４０】
図３０は、本発明のマイクロリアクタモジュール６００の第３の変形例における一酸化炭素除去器５００Ｄ（反応容器）を斜め上から示した分解斜視図であり、図３１は、第３の変形例における一酸化炭素除去器５００Ｄの二面図であり、図３２は、図３１の切断線XXXII−XXXIIに沿った面の矢視端面図であり、図３３は、図３１の切断線XXXIII−XXXIIIに沿った面の矢視端面図である。図３１において（ａ）図は上面図であり、（ｂ）図は側面図である。
【０１４１】
この一酸化炭素除去器５００Ｄは、一つの面で開口した箱体５１１と、箱体５１１内に収容されて箱体５１１内の空間を底側の空間と開口側の空間に仕切った床板２５０と、箱体１１０の開口を閉塞した蓋板５３０と、床板２５０によって仕切られた２つの空間のうち底側の空間に収容された仕切板２２０と、開口側の空間に収容された仕切板２４０と、を備える。なお、箱体５１１及び蓋板５３０については、第１，第２の変形例と同様であるので説明を割愛する。
【０１４２】
仕切板２２０は、三角波形状の葛折りとされたコルゲート板状の形状を有している。つまり、仕切板２２０は帯状の板を交互に折り返したものであり、仕切板２２０の第一仕切部２２２と第二仕切部２２４との接続箇所が折返し稜線となっている。仕切板２４０も、仕切板２２０と同様に三角波形状とされたコルゲート板状の形状を有し、仕切板２４０の第一仕切部２４２と第二仕切部２４４との接続箇所が折返し稜線となっている。 
【０１４３】
仕切板２２０と仕切板２４０は、折返し数が等しく、例えば三角波の波長及び波高も等しい。
【０１４４】
仕切板２２０は、その波高方向が側板５１３〜５１６と平行となるように床板２５０と天板５１２との間の空間に収容される。仕切板２２０の一方の折返し稜線は箱体５１１の天板５１２と線接触し、溶接または蝋付けにより、接合される。これにより、第３の変形例においても、上記実施形態の場合と同様に、天板５１２を補強することができ、内部が減圧された断熱パッケージ７９１にマイクロリアクタモジュール６００が収容された場合に、天板５１２の厚さを、天板５１２と仕切板２２０とを接合しない構造の場合には大きく変形してしまう程度に薄くした場合であっても、天板５１２がほとんど変形しないようにすることができる。
【０１４５】
仕切板２２０は、その波形状となる両縁が側板５１３，５１５にそれぞれ当接し、仕切板２２０の両側の仕切部２２２，２２２が側板５１４，５１６にそれぞれ面接触する。
床板２５０は箱体５１１の中腹部まで嵌め込まれ、仕切板２２０の他方の折返し稜線が床板２５０に線接触する。このように箱体５１１内の天板５１２と床板２５０との間の空間内に仕切板２２０が収容されることで、その空間が仕切板２２０によって複数の反応室２１８，２１８，…に区画される。
【０１４６】
仕切板２４０は、その波高方向が側板５１３〜５１６と平行となるように、床板２５０と蓋板５３０との間の空間に収容される。仕切板２４０の一方の折返し稜線は床板２５０に線接触する。また、仕切板２４０の他方の折返し稜線は蓋板５３０と線接触する。蓋板５３０は箱体５１１の開口を閉塞している。
【０１４７】
箱体５１１内の蓋板５３０と床板２５０との間の空間内に仕切板２４０が収容されることで、その空間が仕切板２４０によって複数の反応室２１９，２１９，…に区画される。下の仕切板２４０は床板２５０を挟んで上の仕切板２２０に重なり、上の反応室２１８は床板２５０によって下の反応室２１９から仕切られている。
【０１４８】
仕切板２２０の第一仕切部２２２に第一の接続口２２６が形成され、隣り合う反応室２１８，２１８が接続口２２６を介して通じている。仕切板２２０の第二仕切部２２４に第一の接続口２２８が形成され、隣り合う反応室２１８，２１８が接続口２２８を介して通じている。仕切板２４０についても第一仕切部２４２に第二の接続口２４６が形成され、第二仕切部２４４に第二の接続口２４８が形成され、隣り合う反応室２１９，２１９が接続口２２６又は接続口２２８を介して通じている。
【０１４９】
床板２５０には複数の第三の接続口２５２，２５２，…が形成され、上下に隣り合う反応室２１８，２１９が接続口２５２を介して通じている。接続口２２６，２２８，２４６，２４８，２５２によって、これら反応室２１８，２１８，…と反応室２１９，２１９，…が所定の一連の葛折り状の流路となっている。
【０１５０】
蓋板５３０には、複数の反応室２１９，２１９，…のうち、一連の葛折り状の流路の末端となる反応室２１９の一方に通じる導入口５３２と、他方に通じる排出口５３４が形成されている。
【０１５１】
一酸化炭素除去器５００Ｄを組み立てるには、まず箱体５１１の内面や仕切板２２０，２４０、床板２５０の表面及び底板５３０の上面に改質触媒を担持させる。次いで箱体５１１の内部に仕切板２２０を収容し、仕切板２２０の折返し稜線を天板５１２と接合する。次いで箱体５１１の内部に床板２５０、仕切り板２４０を順に収容する。その後、箱体５１１の側壁５１３〜５１６の下端と底板５３０の外縁部とを接合し、箱体５１１の下部開口を底板５３０で閉塞する。
【０１５２】
なお、更に、仕切板２２０の折返し稜線を床板２５０に溶接等により接合するようにしてもよく、仕切板２２０の波形状となる両縁を側板５１３，５１５に溶接により接合するようにしてもよく、仕切板２２０の両側の仕切部２２２，２２２を側板５１４，５１６に溶接等により接合するようにしてもよい。また、仕切板２４０の折返し稜線を床板２５０及び蓋板５３０に溶接等により接合するようにしてもよく、仕切板２４０の波形状となる両縁を側板５１３，５１５に溶接により接合するようにしてもよく、仕切板２４０の両側の仕切部２４２，２４２を側板５１４，５１６に溶接等により接合するようにしてもよい。このように溶接等により接合することにより、各反応室１１８、１１９の気密性を更に高めることができるとともに、一酸化炭素除去器５００Ｄの剛性をさらに高めることができる。
なお、上記第３の変形例においては、仕切板２２０と、仕切板２４０と、床板２５０とを有し、床板２５０によって一酸化炭素除去器５００Ｄ内が上下２分割される構成としたが、これに限るものではなく、床板２５０を備えず、一酸化炭素除去器５００Ｄ内が上下に分割されない構成であってもよい。
【０１５３】
なお、第１〜第３の変形例では、一酸化炭素除去器について説明したが、上記構造を改質器に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】本発明の反応装置の実施形態に係るマイクロリアクタモジュール（反応装置）の側面図である。
【図２】本実施形態におけるマイクロリアクタモジュールを機能ごとに分けた場合の概略側面図である。
【図３】本実施形態におけるマイクロリアクタモジュールの分解斜視図である。
【図４】図1の切断線IV−IVに沿った面の矢視断面図である。
【図５】図１の切断線V−Vに沿った面の矢視断面図である。
【図６】本実施形態のマイクロリアクタモジュールにおける改質器の分解斜視図である。
【図７】本実施形態のマイクロリアクタモジュールにおける一酸化炭素除去器の分解斜視図である。
【図８】図１の切断線VIII−VIIIに沿った面の矢視断面図である。
【図９】本実施形態のマイクロリアクタモジュールにおける、燃焼混合気が供給されてから、生成物である水等が排出されるまでの経路を示した図面である。
【図１０】本実施形態のマイクロリアクタモジュールにおける、液体燃料と水が供給されてから、生成物である水素ガスが排出されるまでの経路を示した図面である。
【図１１】本実施形態のマイクロリアクタモジュールを覆う断熱パッケージの分解斜視図である。
【図１２】本実施形態のマイクロリアクタモジュールにおける反応容器と断熱パッケージの内壁面との距離による熱損失を計算した結果を示すグラフである。
【図１３】本実施形態のマイクロリアクタモジュールにおける反応容器と断熱パッケージの内壁面との距離による断熱パッケージの表面温度を計算した結果を示すグラフである。
【図１４】本実施形態のマイクロリアクタモジュールにおける反応容器の天板の厚さによる変形量を計算したものを示す散布図である。
【図１５】本実施形態のマイクロリアクタモジュールにおける反応容器の天板の厚さによる反応容器の熱容量比を計算した結果を示す表である。
【図１６】本実施形態におけるマイクロリアクタモジュールを備える発電ユニットの一例を示す斜視図である。
【図１７】発電ユニットを電源として用いる電子機器の一例を示す斜視図である。
【図１８】本発明のマイクロリアクタモジュールの第１の変形例における一酸化炭素除去器を示す分解斜視図である。
【図１９】第１の変形例における一酸化炭素除去器の上面図及び側面図である。
【図２０】図１９の切断線XX−XXに沿った面の矢視断面図である。
【図２１】図１９の切断面XXI−XXIに沿った面の矢視断面図である。
【図２２】第１の変形例における一酸化炭素除去器に用いられる仕切り材５４０の分解斜視図である。
【図２３】第１の変形例における一酸化炭素除去器に対応するベースプレートの構成を示す断面図である。
【図２４】第１の変形例の一酸化炭素除去器における各反応室と導入口、排出口、接続口の関係を示す模式的な断面図である。
【図２５】本発明のマイクロリアクタモジュールの第２の変形例における一酸化炭素除去器を示す分解斜視図である。
【図２６】第２の変形例における一酸化炭素除去器の上面図及び側面図である。
【図２７】図２６の切断線XXVII−XXVIIに沿った面の矢視断面図である。
【図２８】図２６の切断線XXVIII−XXVIIIに沿った面の矢視断面図である。
【図２９】第２の変形例における一酸化炭素除去器に用いられる仕切り材の分解斜視図である。
【図３０】本発明のマイクロリアクタモジュールの第３の変形例における一酸化炭素除去器の分解斜視図である。
【図３１】第３の変形例における一酸化炭素除去器の上面図及び側面図である。
【図３２】図３１の切断線XXXII−XXXIIに沿った面の矢視端面図である。
【図３３】図３１の切断線XXXIII−XXXIIIに沿った面の矢視端面図である。
【符号の説明】
【０１５５】
４００  改質器（反応装置）
５００Ａ，５００Ｂ，５００Ｃ，５００Ｄ  一酸化炭素除去器（反応装置）
４１１，５１１  箱体
４１２，５１２  天板
４１３〜４１６，５１３〜５１６  側板
２２０，２４０，４２１〜４２５，５２１〜５２７  仕切板（交差仕切板）
４２１ａ〜４２５ａ，５２１ａ〜５２７ａ  接合部
４３０，５３０  底板
２５０，５４９，５６９  床板（水平仕切板）
５５１  仕切壁（交差仕切板）
６４２  ベースプレート
７９１  断熱パッケージ（断熱容器）
【図１】
0004665803.tif 000002
【図２】
0004665803.tif 000003
【図３】
0004665803.tif 000004
【図４】
0004665803.tif 000005
【図５】
0004665803.tif 000006
【図６】
0004665803.tif 000007
【図７】
0004665803.tif 000008
【図８】
0004665803.tif 000009
【図９】
0004665803.tif 000010
【図１０】
0004665803.tif 000011
【図１１】
0004665803.tif 000012
【図１２】
0004665803.tif 000013
【図１３】
0004665803.tif 000014
【図１４】
0004665803.tif 000015
【図１５】
0004665803.tif 000016
【図１６】
0004665803.tif 000017
【図１７】
0004665803.tif 000018
【図１８】
0004665803.tif 000019
【図１９】
0004665803.tif 000020
【図２０】
0004665803.tif 000021
【図２１】
0004665803.tif 000022
【図２２】
0004665803.tif 000023
【図２３】
0004665803.tif 000024
【図２４】
0004665803.tif 000025
【図２５】
0004665803.tif 000026
【図２６】
0004665803.tif 000027
【図２７】
0004665803.tif 000028
【図２８】
0004665803.tif 000029
【図２９】
0004665803.tif 000030
【図３０】
0004665803.tif 000031
【図３１】
0004665803.tif 000032
【図３２】
0004665803.tif 000033
【図３３】
0004665803.tif 000034