(57)【要約】【課題】集中する応力に対抗しうる連結管を備える反応装置を提供する。【解決手段】反応物の反応を起こす高温反応部４と、高温反応部４よりも低温で反応物の反応を起こす低温反応部６と、高温反応部４と低温反応部６との間に架設され、高温反応部４と低温反応部６との間で反応物または生成物を送り、超弾性材料で形成された連結管８と、を備える反応装置である。応力が集中する連結管８に超弾性材料を用いたので、連結管８が応力に耐えうる。【選択図】図１
2007084404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応物の反応を起こす高温反応部と、
前記高温反応部よりも低温で反応物の反応を起こす低温反応部と、
前記高温反応部と前記低温反応部との間に架設され、前記高温反応部と前記低温反応部との間で反応物または生成物を送り、超弾性材料で形成された連結管と、
を備える
ことを特徴とする反応装置。
【請求項２】
前記反応物または生成物は水素ガスであり、
前記連結管の内部にはニッケルメッキまたは金メッキが施されてい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】
前記連結管の高さが前記高温反応部の高さ及び前記低温反応部の高さよりも低いことを特徴とする請求項１又は２に記載の反応装置。
【請求項４】
前記連結管は、前記各対向面の幅方向中央部に架設されていることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の反応装置。
【請求項５】
前記連結管は１本のみであることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の反応装置。
【請求項６】
前記連結管は、前記高温反応部と前記低温反応部との間で反応物又は生成物を送る複数の連結流路が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の反応装置。
【請求項７】
前記複数の連結流路が前記連結管の幅方向に沿って配列されていることを特徴とする請求項６に記載の反応装置。
【請求項８】
前記複数の連結流路が前記連結管の幅方向及び幅方向に沿った断面において格子状に配列されていることを特徴とする請求項１から７の何れか一項に記載の反応装置。
【請求項９】
前記高温反応部及び前記低温反応部は同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載の反応装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数段階の反応を経て液体燃料から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、水素を燃料とする燃料電池が自動車や携帯機器などに応用され始めている。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が挙げられるが、常温で気体であることによる取り扱い・貯蔵に問題がある。そこで、アルコール類及びガソリンといった液体燃料を用いると、液体燃料を気化させる気化器、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が必要となる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、小型の電子機器に燃料電池を搭載するために、気化器、改質器、一酸化炭素除去器を積み重ねたマイクロリアクタが開発されている（例えば、特許文献２参照。）。気化器、改質器、一酸化炭素除去器は何れも、溝が形成された金属基板を接合したものであり、その溝が流路となる。
【特許文献１】特開２００２−３５６３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
気化器或いは一酸化炭素除去器の適正動作温度範囲と改質器の適正動作温度範囲は異なるが、そのような温度差を生じさせることが困難であった。そこで、反応装置を高温反応部と低温反応部とに分け、高温反応部と低温反応部との間で反応物及び生成物を送る連結管により高温反応部と低温反応部とを接続したものが本願発明者らにより開発されている。高温反応部と低温反応部とを細い連結管により接続することで、高温反応部から低温反応部への熱流量が低減し、温度差を維持することができる。
【０００６】
しかし、高温反応部と低温反応部とを連結管により接続すると、連結管に熱応力が集中する。また、高温反応部と低温反応部の一方を固定すると、その一方の反応部と連結管を介して接続された他方の反応部が自由端となり振動しやすく、連結管に応力が集中するという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、集中する応力に耐えうる連結管を備える反応装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、反応物の反応を起こす高温反応部と、前記高温反応部よりも低温で反応物の反応を起こす低温反応部と、前記高温反応部と前記低温反応部との間に架設され、前記高温反応部と前記低温反応部との間で反応物または生成物を送り、超弾性材料で形成された連結管と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、高温反応部と低温反応部との間で反応物及び生成物を送る連結管に超弾性材料を用いたので、連結管に集中する応力に連結管が耐えうる。
【００１０】
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、前記反応物または生成物は水素ガスであり、前記連結管の内部にはニッケルメッキまたは金メッキが施されていることを特徴とする。
【００１１】
超弾性材料には水素脆化するものがあり、連結管に水素を通す場合には、連結管が水素脆化するおそれがある。しかし、請求項２に記載の発明によれば、連結管の内部にニッケルメッキまたは金メッキを施すことで、連結管を形成する超弾性材料に水素が接触することを防ぎ、連結管の水素脆化を防ぐことができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の反応装置において、前記連結管の高さが前記高温反応部の高さ及び前記低温反応部の高さよりも低いことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れか一項に記載の反応装置において、前記連結管は、前記各対向面の幅方向中央部に架設されていることを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４の何れか一項に記載の反応装置において、前記連結管は１本のみであることを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の反応装置において、前記連結管は、前記高温反応部と前記低温反応部との間で反応物又は生成物を送る複数の連結流路が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の反応装置において、前記複数の連結流路が前記連結管の幅方向に沿って配列されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項１から７の何れか一項に記載の反応装置において、前記複数の連結流路が前記連結管の幅方向及び幅方向に沿った断面において格子状に配列されていることを特徴とする。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項１から８の何れか一項に記載の反応装置において、前記高温反応部及び前記低温反応部は同じ材料で形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、応力が集中する連結管に超弾性材料を用いることで、連結管が応力に耐えうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
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。
【００２１】
図１は、斜め上から示したマイクロリアクタモジュール１の斜視図であり、図２は、斜め下から示したマイクロリアクタモジュール１の斜視図であり、図３は、マイクロリアクタモジュール１の側面図である。
【００２２】
このマイクロリアクタモジュール１は、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、燃料電池セルに使用する水素ガスを生成する反応装置である。マイクロリアクタモジュール１は、反応物の供給や生成物の排出が行われる給排部２と、後述する低温反応部６での適正反応温度範囲に対して相対的に高温な改質反応が起こる高温反応部４と、高温反応部４での適正反応温度範囲に対して相対的に低温な選択酸化反応が起きる低温反応部６と、高温反応部４と低温反応部６との間で反応物や生成物の流入又は流出を行うための連結管８とを具備する。高温反応部４及び低温反応部６は、耐腐食性に優れたステンレス鋼（SUS304）等の金属材料からなる。
【００２３】
高温反応部４と低温反応部６の対向基板面に平行で且つマイクロリアクタモジュール１全体の短手方向を幅方向Ｘとし、マイクロリアクタモジュール１全体の長手方向を長さ方向Ｙとし、高温反応部４と低温反応部６の対向基板面に平行で且つマイクロリアクタモジュール１全体の厚さ方向を高さ方向Ｚとする。方向Ｘ、Ｙ、Ｚは互いに直交している。連結管８は、高温反応部４と低温反応部６とが互いに対向する対向面同士の間に配置され、高温反応部４と一箇所で連結され、低温反応部６と一箇所で連結されている。より具体的には、幅方向Ｘにおいて、連結管８は、高温反応部４の中央部と連結するとともに、低温反応部６の中央部と連結している。また、高さ方向Ｚにおいて、連結管８は、高温反応部４の下端部と連結するとともに、低温反応部６の下端部と連結している。連結管８における幅方向Ｘの幅は、高温反応部４の対向面における幅方向Ｘの幅より短く、低温反応部６の対向面における幅方向Ｘの幅より短い。連結管８における高さ方向Ｚの高さは、高温反応部４の対向面における高さ方向Ｚの高さより短く、低温反応部６の対向面における高さ方向Ｚの高さより短い。幅方向Ｘにおける高温反応部４側の連結管８の熱膨張を均等に分散させるために、連結管８は、幅方向Ｘにおいて、高温反応部４の中央に位置することが好ましく、幅方向Ｘにおける低温反応部６側の連結管８の熱膨張を均等に分散させるために、連結管８は、幅方向Ｘにおいて、低温反応部６の中央に位置することが好ましい。また、連結管８は後述する高温反応部４の下面に設けられている電熱線１７２が連結管８の下面を引き回して形成するため、高温反応部４の下面及び連結管８の下面を段差がないようにした方が好ましく、高温反応部４の下端部と低温反応部６の下端部との位置に配置されている。
【００２４】
図４は、マイクロリアクタモジュール１を機能ごとに分けた場合の概略側面図である。図４に示すように、給排部２には主に気化器５０２及び第一燃焼器５０４が設けられている。第一燃焼器５０４には空気と気体燃料（例えば、マイクロリアクタモジュール１の生成物である水素ガス、またはマイクロリアクタモジュール１の反応物であるメタノールガス等）の混合気が供給され、混合気の触媒燃焼によって熱が発する。気化器５０２には水と液体燃料（例えば、メタノール、エタノール、ガソリン）の混合液が燃料容器から供給され、第一燃焼器５０４における燃焼熱によって混合液が気化器５０２において気化する。
【００２５】
高温反応部４には主に第一水蒸気改質器５０６、第二燃焼器（加熱部）５０８及び第二水蒸気改質器５１０が設けられているが、第一水蒸気改質器５０６が下側となり、第二水蒸気改質器５１０が上側となり、第二燃焼器５０８が第一水蒸気改質器５０６と第二水蒸気改質器５１０の間に挟まれている。
【００２６】
第二燃焼器５０８には空気と気体燃料（例えば、水素ガス、メタノールガス等）の混合気が供給され、混合気の触媒燃焼によって熱が発する。なお、燃料電池セル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、燃料電池セルから排出されたオフガスに含まれた未反応の水素ガスが空気と混合した状態で第一燃焼器５０４及び第二燃焼器５０８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、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５０４及び第二燃焼器５０８に供給されても良い。
【００２７】
第一水蒸気改質器５０６及び第二水蒸気改質器５１０には気化器５０２から水と燃料の混合気が供給され、第一水蒸気改質器５０６及び第二水蒸気改質器５１０が第二燃焼器５０８によって加熱される。第一水蒸気改質器５０６及び第二水蒸気改質器５１０では水と燃料から水素ガス等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るが、第二燃焼器５０８の燃焼熱が用いられる。
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→３Ｈ2＋ＣＯ2  …（１）
２ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→５Ｈ2＋ＣＯ＋ＣＯ2  …（２）
【００２８】
低温反応部６には主に一酸化炭素除去器５１２が設けられている。一酸化炭素除去器５１２には第一水蒸気改質器５０６及び第二水蒸気改質器５１０から水素ガス、一酸化炭素ガス等を含む混合気が供給され、更に空気が供給され、一酸化炭素除去器５１２が第一燃焼器５０４によって加熱される。一酸化炭素除去器５１２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（水素リッチガス）が燃料電池セルの燃料極に供給される。
【００２９】
以下、給排部２、高温反応部４、低温反応部６及び連結管８の具体的な構成について図３、図５〜図１３を用いて説明する。ここで、図５はマイクロリアクタモジュール１の分解斜視図であり、図６は連結管８の高温反応部４側から見た正面、側面、上面を示す斜視図であり、図７は図３の切断線VII−VIIに沿った面の矢視断面図であり、図８は図３の切断線VIII−VIIIに沿った面の矢視断面図であり、図９は図３の切断線IX−IXに沿った面の矢視断面図であり、図１０は図３の切断線X−Xに沿った面の矢視断面図であり、図１１は図３の切断線XI−XIに沿った面の矢視断面図であり、図１２は図３の切断線XII−XIIに沿った面の矢視断面図であり、図１３は図３の切断線XIII−XIIIに沿った面の矢視断面図であり、図１４は図８の切断線XIV−XIVに沿った面の矢視断面図である。
【００３０】
図３、図５、図７に示すように、給排部２は、ステンレス鋼等の金属材料からなる多管材１０と、多管材１０の周りにおいて積層された三枚の燃焼器プレート１２とを具備する。
【００３１】
多管材１０には、気化用導入路１４、空気用導入路１６、燃焼混合気導入路１８、排ガス排出路２０、燃焼混合気導入路２２及び水素リッチガス用排出路２４が互いに平行となるよう設けられている。気化用導入路１４、空気用導入路１６、燃焼混合気導入路１８、排ガス排出路２０、燃焼混合気導入路２２及び水素リッチガス用排出路２４は、多管材１０の隔壁によって仕切られている。なお、気化用導入路１４、空気用導入路１６、燃焼混合気導入路１８、排ガス排出路２０、燃焼混合気導入路２２及び水素リッチガス用排出路２４が１つの多管材１０に設けられているが、これらの流路１４，１６，１８，２０，２２，２４が別々の管材に設けられ、これら管材が束ねられた状態とされていても良い。
【００３２】
気化用導入路１４には、図１４に示すように、フェルト材、セラミック多孔質材、繊維材、カーボン多孔質材等の吸液材３３が充填されている。吸液材３３は液体を吸収するものであり、吸液材３３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あったり、無機粉末を焼結したものであったり、無機粉末を結合材で固めたものであったり、グラファイトとグラッシーカーボンの混合体であったりする。
【００３３】
燃焼器プレート１２もステンレス鋼等の金属材料からなる。燃焼器プレート１２の中央部に貫通孔が形成され、その貫通孔に多管材１０が嵌め込まれ、多管材１０と燃焼器プレート１２が接合されている。また、燃焼器プレート１２の一方の面には隔壁が凸設されている。隔壁は一部が燃焼器プレート１２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、三枚の燃焼器プレート１２が多管材１０の周囲で接合により積層され、更に一番上の燃焼器プレート１２が低温反応部６の下面に接合されることによって、これら接合面に燃焼用流路２６が形成される。燃焼用流路２６の一端部が燃焼混合気導入路２２に通じ、燃焼用流路２６の他端部が排ガス排出路２０に通じている。燃焼用流路２６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、図１４に示すように、多管材１０内の吸液材３３は燃焼器プレート１２の位置まで充填されている。
【００３４】
図３、図５に示すように、低温反応部６は、ベースプレート２８、下部枠３０、中部枠３２、上部枠３４及び蓋プレート３６を下からこれらの順に積層したものであり、直方体状に呈している。ベースプレート２８、下部枠３０、中部枠３２、上部枠３４及び蓋プレート３６はステンレス鋼等の金属材料からなる。
【００３５】
ベースプレート２８の幅方向中央部において、多管材１０及び最上の燃焼器プレート１２がベースプレート２８の下面に接合されている。図８に示すように、ベースプレート２８の上面に隔壁が凸設されることで、混合ガス流路３８、混合流路４０、一酸化炭素除去用流路４２、葛折り状の一酸化炭素除去用流路４４、コ字状の一酸化炭素除去用流路４６、燃焼混合気流路４８及び排ガス流路５０に区分けされている。混合ガス流路３８の端部において貫通孔５２が形成され、混合ガス流路３８が貫通孔５２を介して多管材１０の気化用導入路１４に通じている。一酸化炭素除去用流路４６は貫通孔５２を囲繞し、一酸化炭素除去用流路４６の端部において貫通孔５４が形成され、一酸化炭素除去用流路４６が貫通孔５４を介して水素リッチガス用排出路２４に通じている。燃焼混合気流路４８の端部において貫通孔５８が形成され、燃焼混合気流路４８が貫通孔５８を介して燃焼混合気導入路１８に通じている。排ガス流路５０の端部において貫通孔５６が形成され、排ガス流路５０が貫通孔５６を介して排ガス排出路２０に通じている。混合流路４０の端部において貫通孔６０が形成され、混合流路４０が貫通孔６０を介して空気用導入路１６に通じている。
【００３６】
図９に示すように、下部枠３０の内側に隔壁が設けられることで、下部枠３０の内側が葛折り状の一酸化炭素除去用流路６２、渦巻き状の一酸化炭素除去用流路６４、吹抜け孔６６、燃焼混合気流路６８及び排ガス流路７０に区分けされている。一酸化炭素除去用流路６４、燃焼混合気流路６８及び排ガス流路７０においては底板７２が設けられ、ベースプレート２８に下部枠３０が接合されるとその底板７２によって混合ガス流路３８、混合流路４０、一酸化炭素除去用流路４６、燃焼混合気流路４８及び排ガス流路５０が蓋される。また、一酸化炭素除去用流路６４の一方の端部が一酸化炭素除去用流路６２に通じ、一酸化炭素除去用流路６４の中途部においてはベースプレート２８の一酸化炭素除去用流路４２に通じる吹抜け孔７４が形成され、一酸化炭素除去用流路６４の他方の端部においてはベースプレート２８の一酸化炭素除去用流路４６に通じる吹抜け孔７６が形成されている。一酸化炭素除去用流路６２はベースプレート２８の一酸化炭素除去用流路４４に重なり、一酸化炭素除去用流路６２と一酸化炭素除去用流路４４が吹き抜けた状態とされている。吹抜け孔６６はベースプレート２８の混合流路４０の上に位置している。燃焼混合気流路６８には吹抜け孔６９が形成され、燃焼混合気流路６８が吹抜け孔６９を介してベースプレート２８の燃焼混合気流路４８に通じている。排ガス流路７０には吹抜け孔７１が形成され、排ガス流路７０が吹抜け孔７１を介してベースプレート２８の排ガス流路５０に通じている。
なお、平面視して、多管材１０は一酸化炭素除去用流路６４の一部に重なり、一酸化炭素除去用流路６４が多管材１０の周りを渦巻く。
【００３７】
図１０に示すように、中部枠３２の内側に隔壁が設けられることで、中部枠３２の内側が葛折り状の一酸化炭素除去用流路７８、渦巻き状の一酸化炭素除去用流路８０及び吹抜け孔８２に区分けされている。一酸化炭素除去用流路８０の一部においては底板８３が設けられ、下部枠３０に中部枠３２が接合されるとその底板８３によって下部枠３０の燃焼混合気流路６８及び排ガス流路７０が蓋される。一酸化炭素除去用流路７８は下部枠３０の一酸化炭素除去用流路６２に重なり、一酸化炭素除去用流路７８と一酸化炭素除去用流路６２が吹き抜けた状態とされている。一酸化炭素除去用流路８０は下部枠３０の一酸化炭素除去用流路６４に重なり、一酸化炭素除去用流路８０と一酸化炭素除去用流路６４が吹き抜けた状態とされている。吹抜け孔８２が下部枠３０の吹抜け孔６６に重なり、吹抜け孔８２と吹抜け孔６６が吹き抜けた状態とされている。
【００３８】
図１１に示すように、上部枠３４の内側に隔壁が設けられることで、上部枠３４の内側に葛折り状の一酸化炭素除去用流路８４が形成されている。また、上部枠３４の内側全体に底板８６が設けられ、中部枠３２に上部枠３４が接合されるとその底板８６によって中部枠３２の一酸化炭素除去用流路７８及び一酸化炭素除去用流路８０が蓋される。また、一酸化炭素除去用流路８４の一端部においては吹抜け孔８８が形成され、一酸化炭素除去用流路８４の他端部においては吹抜け孔９０が形成されている。吹抜け孔８８は中部枠３２の吹抜け孔８２に重なり、一酸化炭素除去用流路８４が吹抜け孔８８、吹抜け孔８２及び吹抜け孔６６を介して混合流路４０に通じている。吹抜け孔９０が中部枠３２の一酸化炭素除去用流路７８の端部の上に位置し、一酸化炭素除去用流路８４が吹抜け孔９０を通じて一酸化炭素除去用流路７８に通じている。
【００３９】
図５に示すように、上部枠３４の上に蓋プレート３６が接合されることで、一酸化炭素除去用流路８４が蓋プレート３６によって蓋されている。ここで、一酸化炭素除去用流路４２，４４，４６，４６，６２，６４，７８，８０，８４の壁面全体には、一酸化炭素を選択的に酸化させる一酸化炭素選択酸化用触媒が担持されている。一酸化炭素選択酸化用触媒としては白金が挙げられる。
【００４０】
図３、図５に示すように、高温反応部４は、ベースプレート１０２、下部枠１０４、中部枠１０６、燃焼器プレート１０８、上部枠１１０及び蓋プレート１１２を下からこれらの順に積層したものであり、直方体状に呈している。ベースプレート１０２、下部枠１０４、中部枠１０６、燃焼器プレート１０８、上部枠１１０及び蓋プレート１１２はステンレス鋼等の金属材料からなる。
【００４１】
図８に示すように、ベースプレート１０２の上面に隔壁が凸設されることで、供給流路１１４、葛折り状の水蒸気改質用流路１１６及び排出流路１１５に区分けされている。供給流路１１４は水蒸気改質用流路１１６に連なっているが、排出流路１１５は供給流路１１４及び水蒸気改質用流路１１６から独立している。
【００４２】
図９に示すように、下部枠１０４の内側に隔壁が設けられることで、下部枠１０４の内側が葛折り状の水蒸気改質用流路１１８、燃焼混合気流路１２０、排ガス流路１２２及び吹抜け孔１２４に区分けされている。燃焼混合気流路１２０及び排ガス流路１２２においては底板１２６が設けられ、ベースプレート１０２に下部枠１０４が接合されることで、底板１２６によりベースプレート１０２の供給流路１１４及び排出流路１１５が蓋される。水蒸気改質用流路１１８はベースプレート１０２の水蒸気改質用流路１１６に重なり、水蒸気改質用流路１１８と水蒸気改質用流路１１６が吹き抜けた状態とされている。
【００４３】
図１０に示すように、中部枠１０６の内側に隔壁が設けられることで、中部枠１０６の内側が葛折り状の水蒸気改質用流路１２８、吹抜け孔１３０、吹抜け孔１３２及び吹抜け孔１３４に区分けされている。また、中部枠１０６には底板１３６が設けられ、中部枠１０６が下部枠１０４に接合されることで、底板１３６によって下部枠１０４の燃焼混合気流路１２０及び排ガス流路１２２が蓋される。水蒸気改質用流路１２８は下部枠１０４の水蒸気改質用流路１１８に重なり、水蒸気改質用流路１２８と水蒸気改質用流路１１８が吹き抜けた状態とされている。吹抜け孔１３０は下部枠１０４の吹抜け孔１２４に重なり、吹抜け孔１３０と吹抜け孔１２４が吹き抜けた状態とされている。吹抜け孔１３２は燃焼混合気流路１２０の端部の上に位置し、吹抜け孔１３４が排ガス流路１２２の端部の上に位置している。
【００４４】
図３、図５に示すように、燃焼器プレート１０８が中部枠１０６の上に接合されることで、中部枠１０６の水蒸気改質用流路１２８が燃焼器プレート１０８によって蓋される。図１２に示すように、燃焼器プレート１０８の上面に隔壁が凸設されることで、燃焼室１３８、燃焼室１４０、吹抜け孔１４２及び吹抜け孔１４４に区分けされている。燃焼室１３８の端部において吹抜け孔１４６が形成され、その吹抜け孔１４６が中部枠１０６の吹抜け孔１３２の上に位置し、燃焼室１３８が吹抜け孔１４６及び吹抜け孔１３２を介して下部枠１０４の燃焼混合気流路１２０に通じている。燃焼室１３８は燃焼室１４０に通じている。また、燃焼室１４０の端部において吹抜け孔１４８が形成され、その吹抜け孔１４８が中部枠１０６の吹抜け孔１３４の上に位置し、燃焼室１４０が吹抜け孔１４８及び吹抜け孔１３４を介して排ガス流路１２２に通じている。吹抜け孔１４２は中部枠１０６の水蒸気改質用流路１２８の端部の上に位置し、吹抜け孔１４２が水蒸気改質用流路１２８に通じている。吹抜け孔１４４は中部枠１０６の吹抜け孔１３０の上に位置し、吹抜け孔１４４が吹抜け孔１３０に通じている。燃焼室１３８及び燃焼室１４０の底面及び側面には、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、白金等が挙げられる。
【００４５】
図１１に示すように、上部枠１１０の内側に隔壁が設けられることで、上部枠１１０の内側に葛折り状の水蒸気改質用流路１５０が形成されている。また、上部枠１１０に底板１５２が設けられ、上部枠１１０が燃焼器プレート１０８の上に接合されることで、燃焼器プレート１０８の燃焼室１３８及び燃焼室１４０が蓋される。水蒸気改質用流路１５０の一端部においては吹抜け孔１５４が形成され、水蒸気改質用流路１５０の他端部においては吹抜け孔１５６が形成されている。吹抜け孔１５４は燃焼器プレート１０８の吹抜け孔１４２の上に位置し、水蒸気改質用流路１５０が吹抜け孔１５４及び吹抜け孔１４２を介して中部枠１０６の水蒸気改質用流路１２８に通じている。吹抜け孔１５６は燃焼器プレート１０８の吹抜け孔１４４の上に位置し、水蒸気改質用流路１５０が吹抜け孔１５６、吹抜け孔１４４、吹抜け孔１３０及び吹抜け孔１２４を介して排出流路１１５に通じている。
【００４６】
図５に示すように、上部枠１１０の上に蓋プレート１１２が接合されることで、水蒸気改質用流路１５０が蓋プレート１１２によって蓋されている。ここで、供給流路１１４、排出流路１１５、水蒸気改質用流路１１６，１１８，１２８，１５０の壁面には、燃料を改質して水素を生成する水蒸気改質用触媒が担持されている。メタノールの改質に用いられる水蒸気改質用触媒としては、Ｃｕ／ＺｎＯ系触媒が挙げられる。
【００４７】
図３、図４、図６に示すように、連結管８の外形は角柱状とされ、連結管８の幅が高温反応部４及び低温反応部６のいずれの幅よりも狭く、連結管８の高さも高温反応部４及び低温反応部６のいずれの高さよりも低い。従って、高温反応部４から低温反応部６へ連結管８を通じて熱伝導しにくい。連結管８は高温反応部４と低温反応部６との間に架設されているが、連結管８は高温反応部４の幅方向中央部において高温反応部４に接合しているとともに低温反応部６の幅方向中央部において低温反応部６に接合している。また、連結管８の下面が高温反応部４の下面つまりベースプレート１０２の下面に対して面一になっているとともに、更に低温反応部６の下面つまりベースプレート２８の下面に対して面一になっている。
【００４８】
図８、図９、図１３に示すように、連結管８には、連結流路１６２、連結流路１６４、連結流路１６６及び連結流路１６８が互いに平行となるよう設けられている。連結流路１６２、連結流路１６４、連結流路１６６及び連結流路１６８は連結管８の隔壁によって仕切られている。連結流路１６２の一端が混合ガス流路３８に通じ、連結流路１６２の他端が供給流路１１４に通じている。連結流路１６４の一端が排出流路１１５に通じ、他端が混合流路４０に通じている。連結流路１６６の一端が燃焼混合気流路６８に通じ、他端が燃焼混合気流路１２０に通じている。連結流路１６８の一端が排ガス流路１２２に通じ、他端が排ガス流路７０に通じている。
【００４９】
連結管８は、超弾性材料を用いて形成される。ここで、超弾性材料について説明する。
通常の金属材料は、弾性限界を超える外部応力を加えると、特定の結晶面を境にして原子が隣の原子との結合の手を切り離してずれ、次の原子と結合の手を結ぶ塑性変形が生じる。塑性変形が起こると、外部応力を除いても弾性変形分しかひずみが戻らず、原子がずれた分の永久変形が残る。
【００５０】
一方、超弾性材料は、外部応力のない状態でオーステナイト相という結晶構造をとるが、これに外部応力を加えると、応力誘起マルテンサイト相という結晶構造に相変態して変形する。オーステナイト相から応力誘起マルテンサイト相へは、結合の手を切り離すことなく相変態するため、外部応力を除くと、エネルギー的に不安定なマルテンサイト相から直ちに元のオーステナイト相に戻り、元の形状に戻る。このような超弾性材料は、外部応力により比例限界の１０倍もの変形を加えた場合でも、外部応力を除くとひずみが消え、永久変形が残らないという性質（超弾性効果）を有する。
【００５１】
このような超弾性材料としては、例えば、ニッケル−チタン系の合金や、ニッケル−チタン−鉄系の合金、ニッケル−チタン−クロム系の合金、ニッケル−チタン−銅系の合金等がある。具体的には、連結管８に用いる超弾性材料としては、ＮＴ−Ｎ（古河テクノマテリアル社製）を用いることができる。この材料は、超弾性材料に作用する応力が３００〜９００ｋｇｆ／ｍｍ2の範囲で超弾性効果を発揮し、耐変形、耐破壊の材料となりえる。
【００５２】
しかし、上記材料の中には、水素を吸収し脆化する化学的特性を有するものがある。このため、連結管８の連結流路１６２、連結流路１６４、連結流路１６６及び連結流路１６８の内面には、水素が直接超弾性材料に接触しないように水素に対して不活性なメッキを施すことが好ましく、ニッケルメッキまたは金メッキを施すことが好ましい。
【００５３】
上述したように、給排部２、高温反応部４、低温反応部６及び連結管８では隔壁（底板、天板、側板、外板を含む。）によって流路が仕切られているが、どの部分においても隔壁の厚みは均一とされ、その厚みは０．１ｍｍ以上０．２ｍｍ以下とされ、好ましくは０．１ｍｍとされている。
【００５４】
給排部２、高温反応部４、低温反応部６及び連結管８の内側に設けられた流路の経路は図１５、図１６に示すようになる。ここで図１５、図１６と図４の対応関係について説明すると、気化用導入路１４が気化器５０２に相当し、水蒸気改質用流路１１６，１１８，１２８が第一水蒸気改質器５０６に相当し、水蒸気改質用流路１５０が第二水蒸気改質器５１０に相当し、一酸化炭素除去用流路８４の始端から一酸化炭素除去用流路４６の終端までが一酸化炭素除去器５１２に相当し、燃焼用流路２６が第一燃焼器５０４に相当し、燃焼室１３８，１４０が第二燃焼器５０８に相当する。
【００５５】
図２、図５に示すように、低温反応部６の下面つまりベースプレート２８の下面には、電熱線１７０が蛇行した状態にパターニングされ、低温反応部６から連結管８を通って高温反応部４にかけてこれらの下面には、電熱線１７２が蛇行した状態にパターニングされている。低温反応部６の下面から燃焼器プレート１２の表面を通って多管材１０の側面にかけて電熱線１７４がパターニングされている。ここで、連結管８、ベースプレート２８及びベースプレート１０２の下面、多管材１０の側面、燃焼器プレート１２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１７０，１７２，１７４が形成されている。電熱線１７０，１７２，１７４は、絶縁膜から密着層、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１７０，１７２，１７４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く、発熱層の材料が拡散防止層に対して拡散しない。密着層は拡散防止層に対しても絶縁膜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。
【００５６】
また、電熱線１７０，１７２，１７４は温度に依存して電気抵抗が変化し、抵抗値の変化から温度の変化を読み取る温度センサとしても機能する。具体的には、電熱線１７０，１７２，１７４の温度は電気抵抗に比例する。
【００５７】
電熱線１７０，１７２，１７４の何れの端部もベースプレート２８の下面に位置し、これら端部が燃焼器プレート１２を囲むように配列されている。電熱線１７０の両端部にはそれぞれリード線１７６，１７８が接続され、電熱線１７２の両端部にはそれぞれリード線１８０，１８２が接続され、電熱線１７４の両端部にはそれぞれリード線１８４，１８６が接続されている。リード線１７６，１７８，１８０，１８２，１８４，１８６は、周囲がガラス等の高融点絶縁体で被覆されている。なお、図３においては、図面を見やすくするために、電熱線１７０，１７２，１７４及びリード線１７６，１７８，１８０，１８２，１８４，１８６の図示を省略する。
【００５８】
図３、図５に示すように、低温反応部６の表面には、ゲッター材１８８が設けられ、ゲッター材１８８には電熱材等のヒータが設けられ、このヒータには配線１９０が接続されている。配線１９０の両端部は燃焼器プレート１２の周囲においてベースプレート２８の下面に位置し、配線１９０の両端部にはそれぞれリード線１９２，１９４が接続されている。ゲッター材１８８は加熱されることで活性化して吸着作用をもつものであり、ゲッター材１８８の材料としてはジルコニウム、バリウム又はチアニウムを主成分とした合金が挙げられる。なお、図３においては、図面を見やすくするために、リード線１９２，１９４の図示を省略する。
【００５９】
図１７、図１８に示すように、このマイクロリアクタモジュール１は断熱パッケージ２００を具備し、高温反応部４、低温反応部６及び連結管８が断熱パッケージ２００に収容されている。断熱パッケージ２００は、下面が開口した長方形状の箱体２０２と、箱体２０２の下面開口を閉塞したベースプレート２０４とから構成され、ベースプレート２０４が箱体２０２に接合されている。箱体２０２及びベースプレート２０４のどちらも肉厚が０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度のステンレス鋼（SUS304）等の金属からなる。
【００６０】
給排部２、高温反応部４、低温反応部６及び連結管８からの熱輻射を反射して断熱パッケージ２００の外に伝搬することを抑制する。断熱パッケージ２００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１との間の内部空間が真空排気されている。給排部２の外部流通管１０は、一部が断熱パッケージ２００から露出されており、後述する発電モジュール１００８の燃料極に連結され、さらに流量制御ユニット１００６を介して燃料容器１００４に連結されている。リード線１７６，１７８，１８０，１８２，１８４，１８６，１９２，１９４を有する配線群１９７は、一部が断熱パッケージ２００から露出されている。外部流通管１０並びにリード線１７６，１７８，１８０，１８２，１８４，１８６，１９２，１９４においてそれぞれ断熱パッケージ２００から露出している部分から断熱パッケージ２００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、外部流通管１０並びにリード線１７６，１７８，１８０，１８２，１８４，１８６，１９２，１９４は断熱パッケージ２００のベースプレート２０４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２００は金属性なので導電性を示すが、リード線１７６，１７８，１８０，１８２，１８４，１８６，１９２，１９４が高融点絶縁体で被覆されているので、リード線１７６，１７８，１８０，１８２，１８４，１８６，１９２，１９４が断熱パッケージ２００とそれぞれ導通することはない。
【００６１】
このように、断熱パッケージ２００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１が発する熱を伝搬する媒体が希薄になり、内部空間での熱対流が抑えられるのでマイクロリアクタモジュール１の保温効果が増える。また断熱パッケージ２００は、熱輻射を反射するので断熱パッケージ２００の外に熱伝搬することを抑制する。そして、断熱パッケージ２００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１の高温反応部４及び低温反応部６の間には所定の距離の連結管８が介在しているが、連絡管８の容積は高温反応部４及び低温反応部６の容積に対して極めて小さいので、連絡管８による高温反応部４から低温反応部６への熱の伝搬は抑えられ、高温反応部４と低温反応部６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４内の温度を均等にしやすく、低温反応部６内の温度を均等にしやすくすることができる。
【００６２】
断熱パッケージ２００は上述のように金属で形成されているが、ガラスやセラミック等の断熱材であってもよく、内側となる面にはアルミニウム、金等の熱輻射反射膜が成膜されてもよい。このような熱輻射反射膜が成膜されていると、給排部２、高温反応部４、低温反応部６及び連結管８からの輻射による熱損失を抑制することができる。
【００６３】
このようにベースプレート２０４を複数の通し孔１９５、１９６が貫通し、外部流通管１０及び配線群１９７がそれぞれの通し孔１９５、１９６に挿通された状態でこれら通し孔１９５、１９６が蝋付けで封止されている。蝋材の熱膨張率は、断熱パッケージ２００の熱膨張率と近似していることが好ましい。断熱パッケージ２００の内部空間は密閉されており、その内部空間が真空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。
【００６４】
多管材１０は断熱パッケージ２００の内側にも外側にも突出した状態とされている。そのため、断熱パッケージ２００の内側においては多管材１０が支柱としてベースプレート２０４に対して立った状態とされ、高温反応部４、低温反応部６及び連結管８が多管材１０に支持されて、高温反応部４、低温反応部６及び連結管８が断熱パッケージ２００の内面から離れている。
【００６５】
また、多管材１０は、平面視して高温反応部４、低温反応部６及び連結管８全体の重心において低温反応部６の下面に連結していることが望ましい。
【００６６】
なお、ゲッター材１８８は低温反応部６の表面に設けられているが、ゲッター材１８８の設ける位置は断熱パッケージ２００の内側であれば特に限定されない。
【００６７】
次に、マイクロリアクタモジュール１の動作について説明する。
【００６８】
まず、リード線１９２，１９４の間に電圧が印加されると、ゲッター材１８８がヒータによって加熱され、ゲッター材１８８が活性化される。これにより、断熱パッケージ２００内のガスがゲッター材１８８に吸着され、断熱パッケージ２００内の真空度が高まり、断熱効率が高まる。
【００６９】
また、リード線１７６，１７８の間に電圧が印加されると、電熱線１７０が発熱し、低温反応部６が加熱される。リード線１８０，１８２の間に電圧が印加されると、電熱線１７２が発熱し、高温反応部４が加熱される。リード線１８４，１８６の間に電圧が印加されると、電熱線１７４が発熱し、給排部２主に多管材１０の上部が加熱される。給排部２、高温反応部４、低温反応部６及び連結管８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１７０，１７２，１７４の電流・電圧が制御装置によって測定されることで、給排部２、高温反応部４及び低温反応部６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１７０，１７２，１７４の電圧が制御され、これにより給排部２、高温反応部４及び低温反応部６の温度制御がなされる。
【００７０】
電熱線１７０，１７２，１７４によって給排部２、高温反応部４及び低温反応部６が加熱された状態において、気化用導入路１４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３３に吸収され、毛細管現象により混合液が気化用導入路１４の上に向かって浸透する。吸液材３３が燃焼器プレート１２の高さまで充填されているから、吸液材３３内の混合液が気化し、燃料と水の混合気が吸液材３３から蒸散する。吸液材３３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。
【００７１】
そして、吸液材３３から蒸散した混合気は貫通孔５２、混合ガス流路３８、連結流路１６２、供給流路１１４を通って第一水蒸気改質器５０６（水蒸気改質用流路１１６，１１８，１２８）に流れ込む。その後、混合気は第二水蒸気改質器５１０（水蒸気改質用流路１５０）に流れ込む。混合気が水蒸気改質用流路１１６，１１８，１２８，１５０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）。
【００７２】
第一水蒸気改質器５０６及び第二水蒸気改質器５１０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。）が吹抜け孔１５６，１４４，１３０，１２４、排出流路１１５及び連結流路１６４を通って混合流路４０へと流れ込む。一方、空気がポンプ等によって空気用導入路１６に供給され、混合流路４０へ流れ込み、水素ガス等の混合気と空気が混合される。
【００７３】
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流路４０から吹抜け孔６６，８２，８８を通って一酸化炭素除去器５１２（一酸化炭素除去用流路８４から一酸化炭素除去用流路４６まで）へ流れ込む。混合気が一酸化炭素除去用流路８４から一酸化炭素除去用流路４６へ流れている時に、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。ここで、一酸化炭素ガスは一酸化炭素除去用流路８４から一酸化炭素除去用流路４６までの間で均一的に反応するのではなく、一酸化炭素除去用流路８４から一酸化炭素除去用流路４６までの経路のうち下流（主に、一酸化炭素除去用流路８０から一酸化炭素除去用流路４６にかけて）において一酸化炭素ガスの反応速度が高くなる。一酸化炭素ガスの酸化反応は発熱反応であるので、主に一酸化炭素除去用流路８０から一酸化炭素除去用流路４６までの部分で熱が発生する。この部分の下に多管材１０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。
【００７４】
そして、一酸化炭素が除去された状態の混合気が貫通孔５４及び水素リッチガス用排出路２４を通って燃料電池セルの燃料極等に供給される。燃料電池セル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セルから排出される。
【００７５】
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気化用導入路１４に供給される。そして、燃料電池セル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。）が燃焼混合気導入路２２及び燃焼混合気導入路１８に供給される。燃焼混合気導入路２２に供給された燃焼混合気は燃焼用流路２６に流れ込み、燃焼混合気が燃焼する。これにより燃焼熱が発するが、燃焼用流路２６が低温反応部６の下側において多管材１０を周回しているため、燃焼熱によって多管材１０が加熱されるとともに低温反応部６が加熱される。そのため、電熱線１７０，１７４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。
【００７６】
一方、燃焼混合気導入路１８に供給された燃焼混合気は燃焼室１３８，１４０へ流れ込み、燃焼混合気が燃焼する。これにより燃焼熱が発するが、燃焼室１３８，１４０の下に第一水蒸気改質器５０６が配置され、燃焼室１３８，１４０の上に第二水蒸気改質器５１０が配置されているので、燃焼熱によって第一水蒸気改質器５０６及び第二水蒸気改質器５１０が加熱される。そのため、電熱線１７２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。
【００７７】
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燃焼混合気導入路１８，２２に供給されるようにしても良い。
【００７８】
混合液が気化用導入路１４に供給された状態であって、燃焼混合気が燃焼混合気導入路１８，２２に供給された状態において、制御装置が電熱線１７０，１７２，１７４によって温度を測定しながら、電熱線１７０，１７２，１７４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、燃焼混合気導入路１８，２２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５０４，５０８の燃焼熱量が制御される。このように制御装置が電熱線１７０，１７２，１７４及びポンプを制御することによって、給排部２、高温反応部４及び低温反応部６の温度制御がなされる。ここで、高温反応部４が３７５℃、低温反応部６が１５０℃となるよう、温度制御を行う。
【００７９】
図１９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１は、発電ユニット１００１に組み付けて用いることができる。この発電ユニット１００１は、フレーム１００２と、フレーム１００２に対して着脱可能な燃料容器１００４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１００６と、断熱パッケージ２００に収容された状態のマイクロリアクタモジュール１と、燃料電池セル、加湿器及び回収器等を有する発電セル１００８と、エアポンプ１０１０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６１２とを具備する。流量制御ユニット１００６によって燃料容器６０４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１に供給されることで、上述のように水素リッチガスが生成され、水素リッチガスが発電セル１００８の燃料電池セルに供給され、生成された電気が電源ユニット１０１２の二次電池に蓄電される。
【００８０】
図２０は、発電ユニット１００１を電源として用いた電子機器１１０１の斜視図である。図２０に示すように、この電子機器１１０１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１１０１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１１０２を備え付けた下筐体１１０４と、液晶ディスプレイ１１０６を備え付けた上筐体１１０８と、を備える。下筐体１１０４と上筐体１１０８はヒンジ結合されており、上筐体１１０８を下筐体１１０４に重ねてキーボード１１０２に液晶ディスプレイ１１０６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７０４の右側面から底面にかけて、発電ユニット１００１を装着するための装着部１１１０が凹設され、装着部７１０に発電ユニット１００１を装着すると、発電ユニット１００１の電気によって電子機器７０１が動作する。
【００８１】
以上のように本実施の形態によれば、断熱パッケージ２００の内部空間が断熱空間となっており、高温反応部４が低温反応部６から離れ、高温反応部４から低温反応部６までの間隔が連結管８の長さ分となっている。従って、高温反応部４から低温反応部６への伝熱の経路が連結管８に限られ、高温を要しない低温反応部６への伝熱が限定される。特に、連結管８の高さ及び幅は高温反応部４と低温反応部６の高さ及び幅よりも小さいから、連結管８を通じた熱伝導も極力抑えられている。そのため、高温反応部４の熱損失を抑えることができるとともに、低温反応部６が設定温度以上に昇温することも抑えることができる。即ち、１つの断熱パッケージ２００内に高温反応部４と低温反応部６を収容した場合でも、高温反応部４と低温反応部６の間で温度差を発生することができる。
【００８２】
また、高温反応部４及び低温反応部６がそれぞれ所定の適正温度範囲に加熱されると、高温反応部４と低温反応部６との間には適正温度が異なるために、低温反応部６よりも高温反応部４のほうがより膨張する。このような高温反応部４及び低温反応部６での膨張の差が応力となって連結管８に作用して連結管８が変形しても、連結管８を超弾性体で形成しているので、高温反応部４及び低温反応部６が反応工程を停止して加熱されなくなれば、熱膨張による応力がなくなるために、連結管８は元の形状に戻る。したがって連結管８が多少変形しても復元力があるので、連結流路１６２、連結流路１６４、連結流路１６６及び連結流路１６８内をそれぞれ流れる流体を漏洩することがない。連結管８は、ステンレス鋼（SUS304）等の金属材料で形成された高温反応部４及び低温反応部６と熱膨張率が近似している方が好ましく、また連結管８と高温反応部４及び低温反応部６とを繋ぎ合わせる蝋材もこれら金属材料と近似した熱膨張率であることが好ましい。特に、連結管８は高さや幅が高温反応部４や低温反応部６よりも小さく、応力が集中しやすいが、連結管８を超弾性体で形成しているので、連結管８が応力に耐えうる。
【００８３】
なお、以上の実施形態においては、連結管８の下面が高温反応部４の下面及び低温反応部６の下面に対して面一となるように設けたが、図２１に示すように、連結管を高温反応部４及び低温反応部６の高さ方向及び幅方向の中央部に設けてもよい。
【００８４】
また、例えば図２２に示すように、４つの連結流路２６２，２６４，２６６，２６８を横に並べて連結管２０８を形成してもよく、あわせて高温反応部４や低温反応部６内の流路を変更してもよい。連結流路２６２，２６４，２６６，２６８は、それぞれ連結流路１６２、１６４、１６６、１６８と対応している。
【００８５】
また、図２３に示すように、円筒形の連結管３０８としてもよいし、図２４に示すように、三角柱状の連結管４０８のとしてもよい。連結管３０８内の連結流路３６２，３６４，３６６，３６８は、それぞれ連結流路１６２、１６４、１６６、１６８と対応している。
【００８６】
また、図２３，図２５，図２６に示すように、断面円形の連結流路３６２，３６４，３６６，３６８，５６２，５６４，５６６，５６８，６６２，６６４，６６６，６６８を形成してもよい。また、図２４に示すように断面三角形等の多角形の連結流路４６２，４６４，４６６，４６８を形成してもよく、あわせて高温反応部４や低温反応部６内の流路を変更してもよい。連結流路４６２，４６４，４６６，４６８は、それぞれ連結流路１６２，１６４，１６６，１６８と対応しており、連結流路５６２，５６４，５６６，５６８は、それぞれ連結流路１６２，１６４，１６６，１６８と対応している。
【００８７】
また、以上の実施形態においては、連結流路が１つの連結管に設けられているが、図２７に示すように、これらの流路が別々の管材８０２，８０４，８０６，８０８として設け、あわせて高温反応部４や低温反応部６内の流路を変更してもよい。別々の管材を離した状態で高温反応部４と低温反応部６との間に架設すると、低温反応部６と高温反応部４の変位差によってこれら管材８０２，８０４，８０６，８０８に熱応力が発生するが、管材８０２，８０４，８０６，８０８を超弾性材料で形成することで、熱応力を吸収することができる。管材８０２，８０４，８０６，８０８は、それぞれ連結流路１６２，１６４，１６６，１６８と対応している。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】斜め上から示したマイクロリアクタモジュール１の斜視図である。
【図２】斜め下から示したマイクロリアクタモジュール１の斜視図である。
【図３】マイクロリアクタモジュール１の側面図である。
【図４】マイクロリアクタモジュール１を機能ごとに分けた場合の概略側面図である。
【図５】マイクロリアクタモジュール１の分解斜視図である。
【図６】連結管８の高温反応部４側から見た正面、側面、上面を示す斜視図である。
【図７】図３の切断線VII−VIIに沿った面の矢視断面図である。
【図８】図３の切断線VIII−VIIIに沿った面の矢視断面図である。
【図９】図３の切断線IX−IXに沿った面の矢視断面図である。
【図１０】図３の切断線X−Xに沿った面の矢視断面図である。
【図１１】図３の切断線XI−XIに沿った面の矢視断面図である。
【図１２】図３の切断線XII−XIIに沿った面の矢視断面図である。
【図１３】図３の切断線XIII−XIIIに沿った面の矢視断面図である。
【図１４】図８の切断線XIV−XIVに沿った面の矢視断面図である。
【図１５】液体燃料と水が供給されてから、生成物である水素リッチガスが排出されるまでの経路を示した図面である。
【図１６】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１７】マイクロリアクタモジュール１の断熱パッケージ２００の分解斜視図である。
【図１８】斜め下から示した断熱パッケージ２００の斜視図である。
【図１９】発電ユニット６０１の斜視図である。
【図２０】電子機器７０１の斜視図である。
【図２１】マイクロリアクタモジュール１の（ａ）斜め上から示した斜視図、（ｂ）平面図、（ｃ）側面図である。
【図２２】連結管２０８の高温反応部４側から見た正面、側面、上面を示す斜視図である。
【図２３】連結管３０８の高温反応部４側から見た正面、側面、上面を示す斜視図である。
【図２４】連結管４０８の高温反応部４側から見た正面図である。
【図２５】連結管５０８の高温反応部４側から見た正面図である。
【図２６】連結管６０８の高温反応部４側から見た正面図である。
【図２７】マイクロリアクタモジュール１の（ａ）斜め上から示した斜視図、（ｂ）平面図、（ｃ）側面図である。
【符号の説明】
【００８９】
４     高温反応部
６     低温反応部
８     連結管
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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