(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応前の流体が導入される供給口と反応後の流体が送り出される排出口とを表面に有する反応器と、
前記反応器の前記表面にそれぞれ接続され、前記供給口に対応する貫通孔を有する第１接続部材および前記排出口に対応する貫通孔を有する第２接続部材と、
前記第１接続部材の前記貫通孔を介して前記供給口に接続され、前記供給口に前記反応前の流体を供給する供給管と、
前記第２接続部材の前記貫通孔を介して前記排出口に接続され、前記排出口から前記反応後の流体を排出する排出管と
を備え、
前記供給口は、前記第１接続部材の表面によって塞がれる部分と前記第１接続部材の前記貫通孔に連通する部分とからなり、若しくは前記第１接続部材の前記貫通孔に連通する部分のみからなり、
前記排出口は、前記第２接続部材の表面によって塞がれる部分と前記第２接続部材の前記貫通孔に連通する部分とからなり、若しくは前記第１接続部材の前記貫通孔に連通する部分のみからなり、
前記第１接続部材の前記貫通孔の第１開口部は、前記反応器の前記表面によって塞がれる部分と前記供給口に連通する部分とからなり、
前記第２接続部材の前記貫通孔の第２開口部は、前記反応器の前記表面によって塞がれる部分と前記排出口に連通する部分とからなることを特徴とする反応装置。
【請求項２】
前記第１接続部材および前記第２接続部材は、平板状又は筒状であ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】
前記第１接続部材および前記第２接続部材は一体化され、前記供給口および前記排出口に対応する複数の貫通孔を有する第３接続部材が構成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の反応装置。
【請求項４】
前記第１接続部材は、前記供給管と一体化されて該供給管の先端部を構成し、前記第２接続部材は、前記排出管と一体化されて該排出管の先端部を構成し、前記第１接続部材の前記第１開口部および前記第２接続部材の前記第２開口部は、前記供給管の開口部および前記排出管の開口部をそれぞれなし、
前記供給管および前記排出管は、所定の距離だけ離して配置され、
前記供給口は、前記供給管の前記先端部の表面によって塞がれる部分と前記供給管の前記開口部に連通する部分とからなり、若しくは前記供給管の前記開口部に連通する部分のみからなり、
前記排出口は、前記排出管の前記先端部の表面によって塞がれる部分と前記排出管の前記開口部に連通する部分とからなり、若しくは前記排出管の前記開口部に連通する部分のみからなり、
前記供給管の前記開口部は、前記反応器の前記表面によって塞がれる部分と前記供給口に連通する部分とからなり、
前記排出管の前記開口部は、前記反応器の前記表面によって塞がれる部分と前記排出口に連通する部分とからなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の反応装置。
【請求項５】
反応前の流体が導入される供給口と反応後の流体が送り出される排出口とを表面に有する反応器と、
前記反応器の前記供給口に接続され、前記供給口に前記反応前の流体を供給する供給管と、
前記反応器の前記排出口に接続され、前記排出口から前記反応後の流体を排出する排出管と
を備え、
前記供給管および前記排出管は、所定の距離だけ離して配置され、前記供給口および前記排出口に対応する第１開口部および第２開口部がそれぞれ設けられた先端部を有し、
前記供給口は、前記供給管の前記先端部の表面によって塞がれる部分と前記供給管の前記第１開口部に連通する部分とからなり、若しくは前記供給管の前記第１開口部に連通する部分のみからなり、
前記排出口は、前記排出管の前記先端部の表面によって塞がれる部分と前記排出管の前記開口部に連通する部分とからなり、若しくは前記排出管の前記開口部に連通する部分のみからなり、
前記供給管の前記開口部は、前記反応器の前記表面によって塞がれる部分と前記供給口に連通する部分とからなり、
前記排出管の前記開口部は、前記反応器の前記表面によって塞がれる部分と前記排出口に連通する部分とからなることを特徴とする反応装置。
【請求項６】
断面視したときに、前記供給口および前記排出口の開口径をそれぞれｄ１，ｄ２とし、前記第１開口部および前記第２開口部の開口径をそれぞれＤ１，Ｄ２とすると、前記第１開口部の一方の縁と前記第１接続部の外周縁若しくは前記供給管の前記先端部の外周縁との間の距離をＳ１，前記第２開口部の一方の縁と前記第２接続部の外周縁若しくは前記排出管の前記先端部の外周縁との間の距離をＳ２とすると、
前記第１開口部の一方の縁が、該一方の縁に対応する前記供給口の一方の縁から前記供給口側に距離Ｌ１だけずれているとき、０≦Ｌ１＜ｄ１，０≦Ｌ１＜Ｓ１が成り立ち、前記供給口と反対側に距離Ｌ２だけずれているとき、０≦Ｌ２＜Ｄ１が成り立ち、
前記第２開口部の一方の縁が、該一方の縁に対応する前記排出口の一方の縁から前記排出口に距離Ｌ３だけずれているとき、０≦Ｌ３＜ｄ２，０≦Ｌ３＜Ｓ２が成り立ち、前記排出口と反対側に距離Ｌ４だけずれたとき、０≦Ｌ４＜Ｄ２が成り立つことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の反応装置。
【請求項７】
反応器にそれぞれ設けられた、反応前の流体が導入される供給口および反応後の流体が送り出される排出口に、前記反応前の流体を供給する供給管および前記排出口から前記反応後の流体を排出する排出管をそれぞれ接続することにより反応装置を組み立てる反応装置の組立方法であって、
前記供給管は、前記供給口に対応する第１開口部が設けられた先端部を有し、前記排出管は、前記排出口に対応する第２開口部が設けられた先端部を有し、
前記反応器の表面に、前記供給口に対応する第１貫通孔を備えた第１接続部材および前記排出口に対応する第２貫通孔を備えた第２接続部材を、前記第１貫通孔および前記第２貫通孔が所定の距離だけ離間するようにそれぞれ配置する配置工程と、
前記第１開口および第２開口を前記第１貫通孔および前記第２貫通に同時に接続する接続工程と
を備えることを特徴とする反応装置の組立方法。
【請求項８】
前記供給管および前記排出管は、前記所定の距離だけ離間していることを特徴とする請求項７に記載の反応装置の組立方法。
【請求項９】
前記配置工程において、前記反応器の表面に、前記第１接続部材および前記第２接続部材が一体化された、前記供給口および前記排出口に対応する複数の貫通孔を有する第３接続部材を配置することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の反応装置の組立方法。
【請求項１０】
反応器にそれぞれ設けられた、反応前の流体が導入される供給口および反応後の流体が送り出される排出口に、前記反応前の流体を供給する供給管および前記排出口から前記反応後の流体を排出する排出管をそれぞれ接続することにより反応装置を組み立てる反応装置の組立方法であって、
前記供給管は、前記供給口に対応する第１開口部が設けられた先端部を有し、前記排出管は、前記排出口に対応する第２開口部が設けられた先端部を有し、
前記供給管の前記第１開口部および前記排出管の前記第２開口を前記第１貫通孔および前記第２貫通に同時に接続する接続工程を備え、
前記接続工程において、前記供給口は、前記供給管の前記先端部の表面によって塞がれる部分と前記第１開口部に連通する部分とからなり、若しくは前記第１開口部に連通する部分のみからなり、
前記排出口は、前記排出管の前記先端部の表面によって塞がれる部分と前記第２開口部に連通する部分とからなり、若しくは前記第２開口部に連通する部分のみからなり、
前記第１開口部は、前記反応器の前記表面によって塞がれる部分と前記供給口に連通する部分とからなり、
前記第２開口部は、前記反応器の前記表面によって塞がれる部分と前記排出口に連通する部分とからなることを特徴とする反応装置の組立方法。
【請求項１１】
前記供給管および前記排出管は、前記所定の距離だけ離間していることを特徴とする請求項１０に記載の反応装置の組立方法。
【請求項１２】
前記供給管と前記排出管とを所定の距離だけ離して連結する連結部を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の反応装置。
【請求項１３】
前記反応器を収容するパッケージを更に備え、
前記パッケージは、前記反応器を収容する中空部を有するとともに、表面に該中空部に連通した開口を有する筐体と、前記開口を覆い、かつ前記供給管および前記排出管が貫通する貫通孔を備えた前記連結部としての板状部材とを備えることを特徴とする請求項１２に記載の反応装置。
【請求項１４】
前記板状部材が、前記筐体の外部側より接合されることを特徴とする請求項１３に記載の反応装置。
【請求項１５】
前記板状部材が、下面視で、円形または多角形であることを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の反応装置。
【請求項１６】
前記筐体が、前記板状部材の接合部と近接する部位に、くぼみ部を有することを特徴とする請求項１３から請求項１５のいずれかに記載の反応装置。
【請求項１７】
前記反応器を収容するパッケージを更に備え、
前記パッケージは、前記反応器を収容する中空部を有するとともに、前記供給管および前記排出管が貫通する貫通孔を備えた筐体を有することを特徴とする請求項１から請求項６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、外部から供給された流体を所定の方法で反応させて排出する反応装置および反応装置の組立方法、並びに反応装置を構成する反応器収納用パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、真空状態にされたパッケージ内部にセラミック製の反応器が収容された反応装置が提案されている。これは、外部から供給された流体を所定の方法で反応させて排出する小型の装置であり、例えば携帯機器等でも用いることができる。このような反応装置では、反応器が真空状態にされたパッケージ内部に収容されているために、反応の際に発生した熱がパッケージ外部に伝わることを低減し、発電損失を低減させることができる。
【特許文献１】特開２００３−２６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、セラミック製の反応器はセラミック焼成時の収縮率が大きいために、例えば、反応器の表面に複数の開口が形成された場合に、開口のピッチ精度が低くなり、反応器内に流体を供給するための供給管および反応器から反応後の流体を排出するための排出管を反応器に取り付けする際の位置精度が低くなる可能性があった。その結果、パッケージに設けられた供給管および排出管と、反応器の表面に設けられた各開口との位置がずれてしまい、供給管および排出管を対応する開口にそれぞれ気密接合することが困難な場合があった。これにより、パッケージ内を真空状態にすることが出来なくなることから、パッケージ内で発生する熱が外部へ逃げてしまい、その結果発電損失の低減を図ることが困難となっていた。【０００４】
また、反応器をセラミック以外の材料から製造した場合であっても、製造ばらつきにより、開口の位置が所定の位置からずれてしまい、供給管および排出管を反応器に対して取り付けする際の位置精度が低くなる可能性があった。そして、これにより、供給管および排出管を対応する開口にそれぞれ気密接合することが困難になり、パッケージ内を真空状態にすることが出来なくなることから、パッケージ内で発生する熱が外部へ逃げてしまい、その結果発電損失の低減を図ることが困難になる場合があった。【０００５】
一方、従来は供給管や排出管等の複数の部品を順次個別にパッケージに実装する方法を採っていたが、この方法では、個別の接合時の応力が蓄積され、パッケージの接合部付近でそりが生じやすく、パッケージを例えば基体と蓋体のように複数の部材を接合して構成する場合には、気密封止が困難となることがあった。そして、上述のようにそりが生じた場合においては、パッケージを真空状態にすることが難しくなるとともに、パッケージ内で物質が反応した際に発生する熱がパッケージの外部へ伝わることとなる。その結果、発電損失の低減を図ることが困難となっていた。【０００６】
また、反応器内の化学反応が吸熱反応の場合では、反応器で反応を進行するためには、反応器をヒーター等で加熱することによって反応温度を一定温度に維持する必要があるが、上記のように反応器内で発生する熱が反応器収納用容器に伝導することによって、反応器の温度は低下しやすくなる。【０００７】
しかしながら、反応温度を維持するために、ヒーターの発熱量を増加させると、ヒーター加熱に使用する電気容量が増えることとなり、結果として、マイクロ反応器システム全体の発電損失が増加するという問題があった。【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、発電損失の小さい反応装置およびその組立方法、並びにこのような反応装置を構成する反応器収納用パッケージを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の反応装置の１つの態様は、反応前の流体が導入される供給口と反応後の流体が送り出される排出口とを表面に有する反応器と、前記の反応器の前記の表面に接続され、前記の供給口に対応する貫通孔を有する第１接続部材と、前記の反応器の前記の表面に接続され、前記の排出口に対応する貫通孔を有する第２接続部材と、前記の第１接続部材の前記の貫通孔を介して前記の供給口に接続され、前記の供給口に前記の反応前の流体を供給する供給管と、前記の第２接続部材の前記の貫通孔を介して前記の排出口に接続され、前記の排出口から前記の反応後の流体を排出する排出管とを備える。前記の供給口は、前記の第１接続部材の表面によって塞がれる部分と前記の第１接続部材の前記の貫通孔に連通する部分とからなる、若しくは前記の第１接続部材の前記の貫通孔に連通する部分のみからなる。前記の排出口は、前記の第２接続部材の表面によって塞がれる部分と前記の第２接続部材の前記の貫通孔に連通する部分とからなる、若しくは前記の第１接続部材の前記の貫通孔に連通する部分のみからなる。前記の第１接続部材の前記の貫通孔の第１開口部は、前記の反応器の前記の表面によって塞がれる部分と前記の供給口に連通する部分とからなる。前記の第２接続部材の前記の貫通孔の第２開口部は、前記の反応器の前記の表面によって塞がれる部分と前記の排出口に連通する部分とからなる。【００１０】
本発明の反応装置の組立方法の１つの態様は、反応器にそれぞれ設けられた、反応前の流体が導入される供給口および反応後の流体が送り出される排出口に、前記の反応前の流体を供給する供給管および前記の排出口から前記の反応後の流体を排出する排出管をそれぞれ接続することにより反応装置を組み立てる反応装置の組立方法である。前記の供給管は、前記の供給口に対応する第１開口部が設けられた先端部を有し、前記の排出管は、前記の排出口に対応する第２開口部が設けられた先端部を有する。この組立方法は、前記の反応器の表面に、前記の供給口に対応する第１貫通孔を備えた第１接続部材および前記の排出口に対応する第２貫通孔を備えた第２接続部材を、前記の第１貫通孔および前記の第２貫通孔が所定の距離だけ離間するようにそれぞれ配置する配置工程と、前記の第１開口および第２開口を前記の第１貫通孔および前記の第２貫通に同時に接続する接続工程とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の反応装置の１つの態様によれば、反応器に形成された供給口および排出口のピッチ精度が低い場合でも、供給口および排出口と対応する供給管および排出管とを気密接続させることができ、反応器内の反応に必要な熱が外部に逃げることを抑制することができる。よって、発電損失の小さい反応装置を実現できる。【００１４】
また、本発明の反応装置の組立方法の１つの態様によれば、反応器に形成された供給口および排出口のピッチ精度が低い場合でも、供給口および排出口と対応する供給管および排出管とを気密接続させることができ、反応器内の反応に必要な熱が外部に逃げることを抑制することができる。よって、発電損失の小さい反応装置を組み立てることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、添付の図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。【００１８】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態による反応装置の構成例を示す断面図であり、図２は、図１に示した反応装置における反応器の下面図である。図１および図２に示されるように、本実施の形態による反応装置１は、供給口２ａおよび排出口２ｂを有する反応器２と、貫通孔３ａを有するプレート３と、貫通孔４ａを有するプレート４と、貫通孔３ａに挿入された供給管５と、貫通孔４ａに挿入された排出管６と、反応器２を収容するパッケージ７とを備える。また、反応装置１は、反応器２の表面に電極８を有し、パッケージ７にリード端子９を挿通する挿通孔１０を有してもよい。このとき、反応器２の表面に設けられた電極８は、リード端子９とボンディングワイヤ１１を介して電機的に接続される。なお、挿通孔１０には、リード端子９を絶縁しつつ封止固定するための封止材１２が配置される。また、図１では、パッケージ７は、凹部を有する基体１３とその凹部を覆う蓋体１４とから成るが、パッケージ７を構成する部材の数および形状は任意である。【００１９】
反応器２は、例えばセラミックスからなる。図２に示すように、反応器２は、反応前の流体が導入される供給口２ａと、反応後の流体が送り出される排出口２ｂとを有している。反応器２は、例えば、供給口２ａにアルコール系の気体燃料と酸素の混合ガス（反応前の流体）が導入され、水素ガス（反応後の流体）を生成するものである。反応後の流体（水素ガス）は、反応器２の排出口２ｂから送出される。【００２０】
反応器２が、例えば相対密度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または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、プレス成形または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で、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反応器２を得る。また、成形は粉末成形プレス法であっても良い。【００２１】
また、グリーンシートを作製する際に所定形状の貫通部を設け、次いで他のグリーンシートと積層圧着することでセラミック反応器内部に反応する物質を流通させる溝部を形成することができる。溝部側面となる部分には物質を反応させるための触媒が担持されてもよい。【００２２】
反応器２に導入される物質の反応が吸熱反応の場合、反応器２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（図示せず）や厚膜ヒーター（図示せず）が形成されており、表面にはこのヒーターへ電力を供給する端子として電極８が形成されている。この温度調節機構により、反応器２内を物質の反応条件に相当する例えば２００〜８００℃程度の温度条件に調整することで、物質の反応を良好に促進することができる。【００２３】
このようなヒーターは、反応器２において反応が行われる溝部内や空隙内、あるいはその近傍に配置される。このような構成により、ヒーターから発生する熱を効率的に物質の反応に用いることができる。【００２４】
図３は、反応器２の表面に接合されたプレート３，４の一例である。プレート３は、反応器２の供給口２ａに対応する貫通孔３ａを有し、プレート４は、反応器２の排出口２ｂに対応する貫通孔４ａを有する。プレート３は、反応器２の供給口２ａと供給管５との接続に用いられ、プレート４は、反応器２の排出口２ｂと排出管６との接続に用いられる。具体的に、プレート３の貫通孔３ａに供給管５の先端を挿入し、プレート４の貫通孔４ａに排出管６の先端を挿入することにより、供給口２ａと供給管５、および排出口２ｂと排出管６がそれぞれ接続される。なお、貫通孔３ａを介して供給管５を供給口２ａに接続する方法、および貫通孔４ａを介して排出管６を排出口２ｂに接続する方法は、挿入に限らず、例えば、供給管５をプレート３における貫通孔３ａの開口の周囲に接続し、排出管６をプレート４における貫通孔４ａの開口の周囲に接続してもよい。なお、本明細書では、「接合」を、「接続」と称する場合がある。【００２５】
また、プレート３，４は、例えば、ＳＵＳ，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金等のＦｅ系合金や、無酸素銅などの金属材料で、切削法，プレス法，ＭＩＭ（Metal Injection Mold）法、またはエッチング法等により所定の形状に形成される。【００２６】
また、供給管５および排出管６は、それぞれ原料やガス流体など種々の流体の供給路および排出路である。これらは、例えば、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，若しくはガラスセラミック焼結体等のセラミック材料、ＳＵＳ系金属材料、Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，ポリイミド等の高耐熱の樹脂材料、またはガラスで形成されている。供給管５および排出管６は、好ましくは、反応ガスに含まれる物質により脆化など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、セラミックスまたはガラス等が挙げられる。【００２７】
図１に示された反応装置１において、供給管５および排出管６は、パッケージ７、ここでは基体１３にそれぞれ接続固定されている。貫通孔３ａ，４ａの間の距離は、供給管５および排出管６が挿入されるように、供給管５と排出管６の間の距離に等しく設定される。よって、貫通孔３ａと供給口２ａ、および貫通孔４ａと排出口２ｂがそれぞれ連通していれば、供給管５および排出管６を貫通孔３ａ，４ａに対応させてそれぞれ接続することにより、供給管５および排出管６を供給口２ａおよび排出口２ｂに対応させてそれぞれ接続することができる。【００２８】
ここで、供給口２ａは、その一部のみが貫通孔３ａに連通してもよい。すなわち、供給口２ａの一部がプレート３によって塞がれ、他の部分が貫通孔３ａに連通してもよい。貫通孔２ａに連通しない部分をプレート３によって塞ぐことにより、供給口２ａから流体が漏れることを防ぐことができる。同様に、排出口２ｂの一部がプレート４によって塞がれ、他の部分が貫通孔４ａに連通してもよい。【００２９】
すなわち、図１に示された反応装置１において、供給口２ａの中心の位置および排出口２ｂの中心の位置が、対応する貫通孔３ａ，３ｂの開口の中心の位置から多少ずれたとしても、供給口２ａと供給管５および供給口２ａと排出管６をそれぞれ接続することができる。図４は、供給口２ａと貫通孔３ａ、排出口２ａと貫通孔３ｂの位置関係をそれぞれ示した図である。図４（ａ）は、供給口２ａの中心の位置および排出口２ｂの中心の位置が、対応する貫通孔３ａ，３ｂの開口の中心の位置と一致する場合を示し、図４（ｂ），（ｃ）は、供給口２ａの中心の位置および排出口２ｂの中心の位置が、対応する貫通孔３ａ，３ｂの開口の中心の位置からずれている場合を示している。【００３０】
本実施の形態による反応装置１によれば、反応器２の表面に設けられた供給口２ａの位置とパッケージ７に取り付けられた供給管５の開口の位置がずれている場合でも、貫通孔３ａと供給管３、および貫通孔３ａと供給口２ａとをそれぞれ連通させることにより、供給管５と供給口２ａとを接続することができる。すなわち、プレート３の貫通孔３ａによって供給口２ａの位置と供給管５の開口の位置とのずれを調整することができる。同様に、反応器２の表面に設けられた排出口２ｂの位置とパッケージ７に取り付けられた排出管６の開口の位置がずれている場合でも、貫通孔４ａと排出管４、および貫通孔４ａと排出口２ｂとをそれぞれ連通させることにより、排出管６と排出口２ｂとを接続することができる。すなわち、プレート４の貫通孔４ａによって排出口２ｂの位置と排出管６の開口の位置とのずれを調整することができる。【００３１】
図５は、反応器２の供給口２ａとプレート３の貫通孔３ａとの位置関係を示す断面図である。（ａ）は、供給口２ａが貫通孔３ａと連通している場合、（ｂ），（ｃ）は、供給口２ａの一部がプレート３によって塞がれ、一部が貫通孔３ａと連通している場合、（ｄ），（ｆ）は、供給口２ａの全てがプレート３によって塞がれている場合を示している。ここで、供給口２ａの開口径をｄ１、貫通孔３ａの開口径をＤ１、貫通孔３ａの開口の一方の縁とプレート３の外周縁との間の距離をＳ１すると、供給口２ａと貫通孔３ａとが連通している場合、貫通孔３ａの開口の一方の縁Ｔａがその一方の縁Ｔａに対応する供給口２ａの一方の縁Ｔｂから供給口２ａ側に距離Ｌ１だけずれているとき、０≦Ｌ１＜ｄ１，０≦Ｌ１＜Ｓ１が成り立ち、供給口２ａと反対側に距離Ｌ２だけずれているとき、０≦Ｌ２＜Ｄ１が成り立つ。なお、これは、供給口２ａおよびプレート３の貫通孔３ａを、それぞれ排出口２ｂおよびプレート４の貫通孔４ａとみなした場合も同様のことがいえる。すなわち、排出口２ｂの開口径をｄ２、貫通孔４ａの開口径をＤ２、貫通孔４ａの開口の一方の縁とプレート４の外周縁との間の距離をＳ２すると、排出口２ｂと貫通孔４ｂとが連通している場合、貫通孔４ａの開口の一方の縁Ｔｃがその一方の縁Ｔｃに対応する排出口２ｂの一方の縁Ｔｄから排出口２ｂ側に距離Ｌ３だけずれているとき、０≦Ｌ３＜ｄ１，０≦Ｌ３＜Ｓ２が成りたち、排出口２ｂと反対側に距離Ｌ４だけずれているとき、０≦Ｌ４＜Ｄ２が成り立つ。【００３２】
これらの貫通孔３ａの開口径の寸法と貫通孔３ａに挿通される供給管５の開口径の寸法の差、および貫通孔４ａの開口径の寸法と貫通孔４ａに挿通される排出管６の開口径の寸法との差は、それぞれ０．０１ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下であることが好ましい。０．０１ｍｍ以上であると、供給管５，排出管６およびプレート３，４に必要となるＮｉめっきやＡｕめっき処理を施した後、供給管５および排出管６を、貫通孔３ａ，４ａに挿通して、Ａｕ−Ｓｎ合金，Ａｕ−Ｓｉ合金，Ａｕ−Ｇｅ合金，またはＡｇ−Ｃｕ合金等の各種ロウ材で接合する際に、貫通孔３ａ，４ａへの挿通がより容易になる。また、０．２０ｍｍ以下であると、供給管５，排出管６を貫通孔３ａ，４ａに挿通した後、Ａｕ−Ｓｎ合金，Ａｕ−Ｓｉ合金，Ａｕ−Ｇｅ合金，またはＡｇ−Ｃｕ合金等の各種ロウ材で接合する際、ロウ材が貫通孔３ａ，４ａと対応する供給管５，排出管６との隙間を十分に充填することができ、より確実に気密封止を行なうことができる。すなわち、貫通孔３ａの開口径の寸法と貫通孔３ａに挿通される供給管５の開口径の寸法の差、および貫通孔４ａの開口径の寸法と貫通孔４ａに挿通される排出管６の開口径の寸法との差が、それぞれ０．０１ｍｍ以上０．２０ｍｍ以下であると、貫通孔３ａ，４ａへの供給管５，排出管６の挿通がスムーズに行え、併せて貫通孔３ａ，４ａと対応する供給管５，排出管６との隙間を十分に充填することが可能となり、供給管５，排出管６および対応するプレート３，４との間にロウ材等の接合材の良好なメニスカスを形成することが可能となり、接合強度を向上させることができる。【００３３】
また、プレート３，４の厚みは、それぞれ０．１０ｍｍ以上であることが好ましい。０．１０ｍｍ以上であると、プレート３，４の厚みが十分厚いため、貫通孔３ａ，４ａへの供給管５，排出管６の位置決めが容易となり、プレート３，４が位置決めの機能を十分に果たすことができる。プレート３，４の上限厚みは、使用する反応器２の厚みおよび構造により様々であり、反応器２へロウ付けされる際の応力を考慮し決定する必要がある。但し、プレート３，４が０．３０ｍｍ程度の厚みを有する場合であれば、貫通孔３ａ，４ａに供給管５，排出管６を挿通する際の十分な位置決めの機能を有する。【００３４】
プレート３の貫通孔３ａと供給管５、およびプレート４の貫通孔４ａと排出管６との接続には、Ａｕ−Ｓｎ合金，Ａｕ−Ｓｉ合金，Ａｕ−Ｇｅ合金，若しくはＡｇ−Ｃｕ合金等の各種ロウ材、石英ガラス，若しくはホウ珪酸ガラス等のガラスや各種セラミックス，無機ポリマーを含む無機接着剤、ポリイミドアミド等の高耐熱性有機材料を含む接着剤、またはシリコーンゴム若しくは珪素樹脂等の有機珪素化合物から成る接着剤等の接合材が適用でき、これにより燃料ガスや排出ガスの漏れを有効に防止して、反応装置２の内部の気密性を長期にわたり良好に維持できる。また、これは、パッケージ７と入力管５、パッケージ７と出力管６との接続においても同様である。【００３５】
図１に示された反応装置１を組み立てるためには、まず表面に供給口２ａおよび排出口２ｂを有する反応器２を作製し、その後、反応器２の供給口２ａおよび排出口２ｂが設けられた表面に、プレート３，４を供給口２ａおよび排出口２ｂにそれぞれ対応させて接合する。そして、プレート３，４が接合された反応器２をパッケージ７内に収容するとともに、パッケージ７に接続された入力管５および出力管６を、対応するプレート３、４の貫通孔３ａ，４ａにそれぞれ同時に接続する。ここで、プレート３，４が金属からなる場合、これらのプレート３，４は、反応器２に、例えば、Ａｇ−Ｃｕ系のロウ材によって接合される。また、プレート３，４は、貫通孔３ａ，４ａの間隔が、パッケージ７に接続された入力管５および出力管６の間隔に等しくなるように配置される。【００３６】
なお、反応器２の表面にプレート３，４を別個に接合するのではなく、それらが一体化された１つのプレートを接合してもよい。図６は、そのようなプレートの一例を示しており、図７は、反応器２の下面に１つのプレートが接合されている場合の反応器２の下面図を示している。図６，図７に示されるように、このプレート２２には、供給管５および排出管６が挿通可能な複数の貫通孔２２ａ，２２ｂが設けられている。ここで、プレート２２の貫通孔２２ａ，２２ｂの間隔は、パッケージ７に接続された入力管５および出力管６の間隔に等しくなるように配置される。図６に示されたようなプレートを用いれば、別個のプレートを用いた場合のように貫通孔の間隔を調整して接合する必要がなく、反応器２に対するプレートの接合が容易になる。【００３７】
また、プレート３，４を反応器２の表面に接合するのではなく、供給管５および排出管６に対応させてそれぞれ接合し、プレート３，４と対応する供給管５および排出管６とをそれぞれ一体化させてもよい。図８は、そのような場合の反応装置の構成例を示す断面図である。【００３８】
また、図９は、反応器２の供給口２ａと供給管５の貫通孔５ａとの位置関係を示す断面図である。（ａ）は、供給口２ａが貫通孔５ａと連通している場合、（ｂ），（ｃ）は、供給口２ａの一部がプレート３によって塞がれ、一部が貫通孔５ａと連通している場合を示している。ここで、供給口２ａの開口径をｄ１、貫通孔５ａの開口径をｄｄ１、貫通孔５ａの開口の一方の縁と供給管５の先端部の外周縁との間の距離をＭ１すると、供給口２ａと貫通孔５ａとが連通している場合、貫通孔５ａの開口の一方の縁ｔａがその一方の縁ｔａに対応する供給口２ａの一方の縁ｔｂから供給口２ａ側に距離Ｋ１だけずれているとき、０≦Ｋ１＜ｄ１，０≦Ｋ１＜Ｍ１が成り立ち、供給口２ａと反対側に距離Ｋ２だけずれているとき、０≦Ｋ２＜ｄｄ１が成り立つ。なお、これは、供給口２ａおよび供給管５の貫通孔５ａを、それぞれ排出口２ｂおよび排出管６の貫通孔６ａとみなした場合も同様のことがいえる。すなわち、排出口２ｂの開口径をｄ２、貫通孔６ａの開口径をｄｄ２、貫通孔６ａの開口の一方の縁と排出管６の先端部の外周縁との間の距離をＭ２すると、排出口２ｂと貫通孔６ｂとが連通している場合、貫通孔６ａの開口の一方の縁ｔｃがその一方の縁ｔｃに対応する排出口２ｂの一方の縁ｔｄから排出口２ｂ側に距離Ｋ３だけずれているとき、０≦Ｋ３＜ｄ２，０≦Ｋ３＜Ｍ２が成りたち、排出口２ｂと反対側に距離Ｋ４だけずれているとき、０≦Ｋ４＜ｄｄ２が成り立つ。【００３９】
図１に示された反応装置１において、パッケージ７は、基体１３および蓋体１４からなる。基体１３及び蓋体１４は、ともに反応器２を収納する容器としての役割を有する。基体１３及び蓋体１４は、例えば、ＳＵＳ，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，若しくはＦｅ−Ｎｉ合金等のＦｅ系合金、無酸素銅の金属材料、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、若しくはガラスセラミックス等のセラミック材料、またはポリイミド等の高耐熱の樹脂材料で形成されている。【００４０】
なお、基体１３および蓋体１４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，またはＢｉ系ガラス等が挙げられる。【００４１】
また、フィラー成分としては、例えばＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，若しくは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、または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，若しくはコージェライト）等が挙げられる。【００４２】
また、基体１３および蓋体１４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。【００４３】
また、基体１３および蓋体１４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，若しくはＮｉのめっき処理、または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。【００４４】
反応器２は、蓋体１４が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等により基体１３にその凹部を覆って取着されることによって、パッケージ７内に収納される。【００４５】
例えば、Ａｕ−Ｓｎロウ材により接合する場合は、蓋体１４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ロウ材を基体１３と蓋体１４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１４を基体１３に接合することにより、パッケージ７の内部に反応器２を封止することができる。【００４６】
また、基体１３および蓋体１４で構成されるパッケージ７の少なくとも内側表面をＡｕ若しくはＡｌのめっき処理膜で覆うことにより、収容された反応器２によって発生する輻射熱を効率良く防ぐことができ、反応装置１の昇温を抑制することが可能となる。【００４７】
以上のような基体１３および蓋体１４は、反応装置１の小型化および低背化を可能とするためには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。【００４８】
なお、パッケージ７は、その空域部に反応器２を収納できればよく、例えば図１に示したように、凹部を有する枠状の基体１３と板状の蓋体１４とから構成される場合のほか、板状の基体とコの字を９０度左に回転させたような蓋体とで構成されてもよい。【００４９】
また、リード端子９は、基体１３および蓋体１４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，またはＦｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金等よりなるものが、実用時の温度変化に対して熱歪の発生を抑制できる。その上、リード端子９と基体１３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。【００５０】
リード端子９は、断熱性を有する絶縁封止材１２により、基体１３の挿通孔１０に絶縁され、封止固定されている。絶縁封止材１２は、例えば、硼珪酸ガラス，アルカリガラス，および鉛を主成分とする絶縁ガラス等のガラス材料、または酸化アルミニウム等のセラミック材料等から成り、基体１３に形成された挿通孔１０内において、この絶縁封止材１２によって基体１３とリード端子９とが電気的に絶縁されてリード端子９が封止固定されている。基体１３に形成されたリード端子９が挿通される挿通孔１０は、基体１３とリード端子９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９から基体１３までの間隔が０．１ｍｍ以上確保できる内径が必要である。【００５１】
なお、絶縁封止材１２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９を基体１３の挿通孔１０に例えば筒状のセラミック材料から成る絶縁封止材１２を介して挿入し、絶縁封止材１２と基体１３との接続および絶縁封止材１２とリード端子９との接続をＡｕ−ＧｅまたはＡｇ−Ｃｕ等のロウ材により行なうことができる。【００５２】
また、反応器２上の電極８は、ボンディングワイヤ１１を介してリード端子９と電気的に接続される。これにより、電極８を通じて反応器２の表面や内部に形成されたヒーターを加熱することができる。その結果、反応器２において反応温度の維持が可能となり物質の反応を安定させることができる。【００５３】
また、反応装置内の断熱性を得るためには、反応装置内を真空にすることが必要となり、反応器２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などで行なえば良い。【００５４】
また、供給管５および排出管６の少なくとも一方は、パッケージ７の内部において、その外面に複数の溝が形成されていてもよい。これにより、供給管５および排出管６の熱伝導を低下させて、反応器２から基体１３や蓋体１４への熱伝導をより有効に抑制できるとともに、供給管５や排出管６が適度に変形することが可能となる。また、供給管５や排出管６の適度な変形により応力を緩和することができ、供給管５および排出管６と反応器２との接続、並びに供給管５および排出管６とパッケージ７との接続を良好に維持することができる。【００５５】
なお、図１に示した例においては、供給管５や排出管６はセラミック反応器２の下面に接続されているが、これらはセラミック反応器２の仕様に応じて上面に接続しても良い。また、プレート３，４はセラミック材料や、ポリイミド等の高耐熱の樹脂材料で形成されても良い。【００５６】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態による反応装置について説明する。図１０は、本発明の第２の実施の形態による反応装置の構成例を示す断面図であり、図１１は、反応装置の下面図である。図１０に示されるように、本実施の形態による反応装置３１は、供給口２ａおよび排出口２ｂを有する反応器２と、反応器２を収容するパッケージ７とを備える。また、パッケージ７は、開口３２とその開口３２を覆う板状部材３３とを備える。図１１に示されるように、板状部材３３は、供給管５、排出管６、およびリード端子９がそれぞれ挿通する貫通孔３３ａ，３３ｂ，３３ｃを有する。反応器２の表面には電極８が設けられ、板状部材３３の貫通孔３３ｃを通ったリード端子が、電極８に電気的に接続される。なお、挿通孔３３ｃには、リード端子９を絶縁しつつ封止固定するための封止材１２が配置されてもよい。また、図１０では、パッケージ７は、板状の基体３４と、凹部を有する蓋体３５とから成る。これらの基体３４および蓋体３５は、反応器２を収容する中空部を有する筐体をなす。なお、図１０では、図１に示された反応装置１と同様の構成要素には同一の符号を付した。これらの構成要素は、特に断らない限り、第１の実施の形態による反応装置の構成要素とその構成および作用は同一である。また、基体３４および蓋体３５は、基体３４および蓋体３５で形成される空域部に反応器２を収納できればよく、例えば図１０に示したように、板状の基体３４とコの字を９０度左に回転させたような蓋体３５のほか、第１の実施の形態による反応装置１のように凹部を有する基体３４と板状の蓋体３５であってもよい。すなわち、第１の実施の形態による反応装置１の基体１３および蓋体１４と形状が異なるだけで、材料および接合手段は同様である。【００５７】
板状部材３３は、下面視にて、円形または多角形であるのが好ましく、さらに多角形である場合には、それぞれの角部をＲ形状とするのが好ましい。このような構造を採用することにより、基体３４における開口３２の周囲に板状部材３３を接合する際の応力を緩和することができ、板状部材３３の接合を長期にわたり良好に維持することができる。なお、板状部材３３を円形とした場合においては、接合における熱応力をより緩和できる点で好ましい。図１２は、板状部材３３を円形とした場合の反応装置の下面図である。図１１に示した板状部材３３では、貫通孔３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、直線状に並んで配置されていたが、それに限らず、任意の位置に配置されればよい。【００５８】
板状部材３３は、供給管５を挿通するための貫通孔３３ａ、排出管６を挿通するための貫通孔３３ｂ、さらにはリード端子９を挿通するための貫通孔３３ｃを有する。より具体的には、例えば、供給管５および排出管６を挿通するための貫通孔３３ａ，３３ｂは、供給管５および排出管６の横断面の形状に対して相似形であるのが好ましく、また横断面の形状における供給管５および排出管６の外縁部から、対応する貫通孔３３ａ，３３ｂの内縁部までの距離が０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍとなるように設計するのが好ましい。なお、貫通孔３３ａ，３３ｂの形状は必ずしも相似形である必要はなく、供給管５および排出管６が縦通し、接合できれば、その形状に特に制限はない。【００５９】
例えば、供給管５および排出管６の外縁部から、貫通孔３３ａ，３３ｂの内縁部までの距離が０．０１ｍｍ以上であると、供給管５および排出管６を板状部材３３に縦通することが容易になる。特に、供給管５、排出管６、板状部材３３に対して、ＮｉめっきまたはＡｕめっき処理をそれぞれ施した場合は、０．０１ｍｍ以上であると都合がよい。一方、０．３ｍｍ未満であると、供給管５および排出管６を対応する貫通孔３３ａ，３３ｂにそれぞれ挿通した後、Ａｕ−Ｓｎ合金、Ａｕ−Ｓｉ合金、Ａｕ−Ｇｅ合金、若しくはＡｇ−Ｃｕ合金等の各種ロウ材を用いて板状部材３３に接合する際、ロウ材が貫通孔３３ａ，３３ｂと供給管５および排出管６との隙間を十分に充填することができ、気密不良を防止することができる。【００６０】
それゆえ、横断面の形状における供給管５および排出管６の外縁部から、貫通孔３３ａ，３３ｂの内縁部までの距離が０．０１ｍｍ〜０．３ｍｍとなるように設計することで、貫通孔３３ａ，３３ｂへの供給管５および排出管６の挿通をスムーズに行うことができるとともに、貫通孔３３ａ，３３ｂと供給管５および排出管６との隙間を十分に充填することが可能となり、ロウ材が、供給管５、排出管６および板状部材３３に対して良好なメニスカスを形成することが可能となり接合強度を向上させることができる。【００６１】
本実施の形態による反応装置３１では、供給管５および排出管６を、板状部材３３に接合した状態で、反応器２に接続することができることから、供給管５および排出管６を、反応器２に対して一度で接続することができ、反応器２に対する接続回数を減少させることができる。また、リード端子６も、板状部材３３に接合した状態で、反応器２に接続できることから、反応器２に対する接続回数をさらに減少させることができる。これにより、反応器２における接続時の応力が小さくなるため、供給管５および排出管６と反応器２の接続を、ひいては板状部材３３と反応器２の接続を長期にわたり良好に維持できる。【００６２】
また、板状部材３３を用いることにより、供給管５および排出管６をパッケージ７に対して一度で接続することができ、パッケージ７に対する接続回数を減少させることができる。また、リード端子６も、供給管５および排出管６と同時にパッケージ７に接続できることから、パッケージ７に対する接続回数をさらに減少させることができ、パッケージ７における接続時の応力が小さくなる。以上から、供給管５等の複数の部品を個別に順次接続するときに比して、反応器２およびパッケージ７に対する接続時の応力が小さくなり、反応器２およびパッケージ７のそりが抑制される。そして、特にパッケージ７のそりを抑制することにより気密封止が可能になることから、パッケージ７の外部に伝熱される熱量を効率的に減少することができ、発電損失を低減することが可能になる。【００６３】
また、供給管５および排出管６を隣接して配置した板状部材３３を実装していることより、反応器２内で発生する熱が、パッケージ７外部に伝熱することを有効に抑制できる。【００６４】
すなわち、反応器２で生じた熱は、排出管６を通じてパッケージ７の外部に伝熱される。それゆえ、排出管６からの熱を、板状部材３３を通じて、供給管５に効率よく移動させることで、パッケージ７の外部に伝熱される熱量を効率的に減少することができる。また、基体３４に開口３２を有し、その開口３２を覆うように、板状部材３３を接合することから、反応器２に接続される排出管６が、板状部材３３に接触するまでの、反応器２からの距離を長くすることができるため、排出管６からパッケージ７の外部に伝わる熱量を抑制することができる。【００６５】
さらに、排出管６からの熱を供給管５に効率よく移動させることができることから、供給管５を通じて供給される原料を高温化することが可能となる。それゆえ、反応器２内の温度を高温に維持して、反応器システム全体の発電損失を増加させることのない、ひいては、発電効率を著しく向上可能な反応器収納用パッケージを提供することができる。【００６６】
さらに、基体３４は開口３２を有することから、該基体３４を焼結した際、基体３４に生じるそりを抑制することができる。【００６７】
さらに、基体３４は開口３２を有し、板状部材３３が基体の外側より開口３２を覆うように接合されることから、基体３４を溶接手法などにより作製した際、基体３４に生じるそりをより効果的に抑制することができる。【００６８】
また、板状部材３３は、使用する基体１、蓋体２の厚みや構造により適宜厚みを決定するが、その厚みを０．１０ｍｍ以上とすることが好ましい。０．１０ｍｍ以上であると、板状部材５が変形しにくくなり、貫通孔３３ａ，３３ｂに接続する供給管５および排出管６の位置決めが容易になる。また板状部材３３の厚みの上限としては、基体３４または蓋体３５へ接合される際の応力を考慮し決定する必要があるが、例えば、貫通孔３３ａ，３３ｂに供給管５および排出管６を挿通して十分な位置決めの機能を有するため、０．２０ｍｍ程度の厚みを有することが好ましい。【００６９】
なお、板状部材３３は、排出管６を伝わる熱を、効率的に供給管５に移動させるため、伝熱性の高い部材から形成されるのが好ましい。そのような材料としては、例えば、ＳＵＳ、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金等のＦｅ系合金や、無酸素銅などの金属材料で、切削法、プレス法、ＭＩＭ法、エッチング法等により所定の形状に形成される。【００７０】
図１０に示された反応装置３１においては、板状部材３３を通じて、排出管６を伝わる熱を、効率的に供給管５に移動させることができることから、供給管５を通じて供給される原料を高温化することが可能となる。それゆえ、反応器２内の温度を高温に維持して、反応器２システム全体の発電損失を増加させることのない、ひいては、発電効率を著しく向上可能な反応器収納用パッケージを提供することができる。【００７１】
さらには、排出管６から供給管５に、効率的に熱を移動することができることから、反応器２で発生した反応物質を効率よく冷却することができ、大型の冷却システムが不要となり反応器システム全体を小型化できる。その結果、携帯機器用として非常に適した反応器収納用パッケージを提供することができる。【００７２】
このようにして形成した板状部材３３は、基体３４の外部側より接合されることが好ましい。板状部材３３を基体３４の外部側より接合することにより、板状部材３３と反応器２との距離を長くすることができる。あわせて、排出管６の、反応器２から板状部材３３までの距離も長くなることから、排出管６を伝わる熱量を減少させることができ、ひいては、排出管６からパッケージ７外部に伝わる熱量を抑制することができる。【００７３】
なお、板状部材３３を、基体３４に接合する場合、ロウ付け、プロジェクション法、電子ビーム法、レーザービーム法等を用いれば良い。【００７４】
そして、板状部材３３を基体３４の外部側より接合した場合において、基体３４の板状部材３３の接合部と近接する部位に、くぼみ部３６を有することが好ましい。【００７５】
ここで、基体３４の板状部材３３の接合部と近接する部位とは、基体３４において板状部材３３の外周縁に近接する部位であり、くぼみ部３６は、断面視にて、板状部材３３の外周縁と同じ位置、若しくは、外周縁よりも外側、すなわち開口３２から離れる方向に配置されることが好ましい。ここで、くぼみ部３６が板状部材３３の外周縁と同じ位置にある場合とは、くぼみ部３６の板状部材側の開口端の位置が板状部材３３の外周縁の位置に一致する場合をいう。【００７６】
なお、図１０に示された反応装置では、くぼみ部３６の開口が基体３４の外側表面、すなわち、板状部材３３側の表面に設けられているが、基体３４の内側表面、すなわち反応器２側の表面に設けられていてもよい。その場合にも、くぼみ部３６は、断面視にて、板状部材３３の外周縁と同じ位置、若しくは、外周縁よりも外側、すなわち開口３２から離れる方向に配置されることが好ましい。この場合、くぼみ部３６が板状部材３３の外周縁と同じ位置にある場合とは、くぼみ部３６の板状部材側の開口端の位置と板状部材３３の外周縁とが、基体３４を挟んで一致する場合をいう。すなわち、この場合では、平面視したときに、くぼみ部３６の板状部材側の開口端の位置と板状部材３３の外周縁とは一致する。【００７７】
また、くぼみ部３６は、基体３４と板状部材３３の接合における応力により適宜その形状や、深さ等を形成することができるが、板状部材３３の全周囲にわたって形成されるのが好ましく、基体３４を貫通しない深さとするのが好ましい。【００７８】
基体３４の板状部材３３の接合部と近接する部位に、くぼみ部３６を有することにより、基体３４と板状部材３３とを接合する際に基体３４に生じる応力を緩和することができる。それにより、基体３４と板状部材３３との接合を、長期にわたり良好に維持することができる。それゆえ、好ましくは、板状部材３３の全周囲にわたって、くぼみ部３６が形成されていることがより好ましい。【００７９】
以上から、本実施の形態による反応装置３１によれば、パッケージの外部に伝熱される熱量を効率的に減少することができることから、発電損失を低減することが可能になる。【００８０】
なお、本実施の形態による反応装置３１は、第１の実施の形態による反応装置１と同様に、反応器２の表面にプレート３，４若しくはプレート２２を接合してもよい。図１３は、実施の形態１および実施の形態２を組み合わせた場合の反応装置の構成例を示す断面図である。図１３において、図１および図１０と同一の構成要素には同一の符号を付している。また、図８および図９に示されるように、供給管５および排出管６に対応するプレート３，４をそれぞれ一体化させた構成を有していてもよい。そのような場合には、供給管５および排出管６を所定の距離だけ離して板状部材３３に接合することができることから、供給管５および排出管６を所定の距離だけ離した状態で、反応器２に対して、容易に一度で接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１の実施の形態による反応装置の構成例を示す断面図である。
【図２】図１に示した反応装置における反応器の下面図である。
【図３】図１に示した反応装置におけるプレートの構成例を示す図である。
【図４】供給口および排出口とプレートの貫通孔との位置関係を示した図である。
【図５】反応器の供給口とプレートの貫通孔との位置関係を示す断面図である。
【図６】反応装置におけるプレートの変形例を示す図である。
【図７】表面に図６のプレートが接合された反応器の下面図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態による反応装置の変形例を示す断面図である。
【図９】図８に示された反応装置における反応器の供給口と供給管の貫通孔との位置関係を示す断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態による反応装置の構成例を示す断面図である。
【図１１】図１０に示した反応装置の下面図である。
【図１２】図１１の反応装置とは別の板状部材を用いたときの反応装置の下面図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態による他の反応装置の他の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  反応装置
２  反応器
３，４，２２  プレート
５  供給管
６  排出管
７  パッケージ
８  電極
９  リード端子
１０  挿通孔
１１  ボンディングワイヤ
１３  基体
１４  蓋体
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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