(57)【要約】【課題】リード線をハーメチックシールすることなく配線作業が容易で、かつ、断熱パッケージ内の長期的な真空度の維持及び高真空を可能にすることができる反応装置及びこれを用いた燃料電池を提供する。【解決手段】反応装置１００は、反応物の反応を起こす少なくとも１つ以上の反応器１と、反応器１を収容し、内部空間２３が減圧状態の断熱パッケージ２と、反応器１に接続されるとともに断熱パッケージ２を貫通して設けられた供給パイプ３及び排出パイプ４からなる流路と、を備え、反応器１内に挿入されるリード線１６を供給パイプ３や排出パイプ４の中に配置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応物の反応を起こす少なくとも１つ以上の反応部と、
前記反応部を収容し、内部空間が減圧状態の断熱パッケージと、
前記反応部に接続されるとともに前記断熱パッケージを貫通して設けられた複数の管材からなる流路と、を備え、
前記反応部内に挿入されるリードを前記管材の中に配置したことを特徴とする反応装置。
【請求項２】
前記リードは前記断熱パッケージ内に設けられた電熱材と接続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】
前記リードは前記断熱パッケージ内に設けられたセンサ手段と接続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４】
前記反応部に供給する前記反応物又は前記反応部から排出された生成物と、前記リードとを、前記管材の中を共用して通す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】
前記反応部に供給する前記反応物又は前記反応部から排出された生成物と、前記リードとは、それぞれ異なる前記管材の中を通す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６】
前記反応部、前記断熱パッケージ及び前記管材は、金属からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の反応装置。
【請求項７】
前記電熱材と前記反応部との接触する部分に、絶縁処理が施されてい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】
前記管材の内壁面に絶縁処理が施されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の反応装置。
【請求項９】
前記リードの外周面に絶縁処理が施されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の反応装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の反応装置によって生成された生成物を用いて電気化学反応により電力を取り出すことを特徴とする燃料電池。
【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及びこの反応装置によって生成された生成物を用いて発電する燃料電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、エネルギー変換効率の高いクリーンな電源として燃料電池が注目されるようになり、燃料電池自動車や電化住宅などへの実用化が進められてきている。燃料電池とは、水素と酸素の電気化学反により発電するものであり、このような燃料電池には、水素を生成する反応装置が接続されている（例えば、特許文献１参照）。反応装置は、燃料と水の混合気を水素に改質する改質器、改質器で生成された微量の一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去器等から構成されており、改質器と一酸化炭素除去器はパイプで接続されている。
【０００３】
改質器及び一酸化炭素除去器は常温より高温で効率良く反応を行うので、改質器や一酸化炭素除去器を電熱材又は燃焼器で加熱する。また、エネルギーの利用効率を高めるため、改質器や一酸化炭素除去器を断熱パッケージに収容した状態で改質器や一酸化炭素除去器を電熱材又は燃焼器で加熱することも行われている。そして、断熱パッケージ内に収容した電熱材のリード線は、断熱パッケージを貫通して断熱パッケージの外部に取り出されるが、一般的にはハーメチックシールによって絶縁及び真空封止を行っている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−３５６３１０号公報
【特許文献２】特開２００７−７０１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ハーメチックシールは、断熱パッケージとリード線といった異種材料を接合するため、作業性が悪く、熱応力にも弱い。さらに、ハーメチックシールは温度変化や衝撃に弱く、耐久性が懸念されるという問題がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、リード線をハーメチックシールすることなく、配線作業が容易で、かつ、断熱パッケージ内の長期的な真空度の維持及び高真空を可能にすることができる反応装置及びこれを用いた燃料電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、反応物の反応を起こす少なくとも１つ以上の反応部と、
前記反応部を収容し、内部空間が減圧状態の断熱パッケージと、
前記反応部に接続されるとともに前記断熱パッケージを貫通して設けられた複数の管材からなる流路と、を備え、
前記反応部内に挿入されるリードを前記管材の中に配置したことを特徴とする。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載の反応装置において、
前記リードは前記断熱パッケージ内に設けられた電熱材と接続されることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１に記載の反応装置において、
前記リードは前記断熱パッケージ内に設けられたセンサ手段と接続されることを特徴とする。
請求項４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、
前記反応部に供給する前記反応物又は前記反応部から排出された生成物と、前記リードとを、前記管材の中を共用して通すことを特徴とする。
請求項５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、
前記反応部に供給する前記反応物又は前記反応部から排出された生成物と、前記リードとは、それぞれ異なる前記管材の中を通すことを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の反応装置において、
前記反応部、前記断熱パッケージ及び前記管材は、金属からなることを特徴とする。
請求項７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、
前記電熱材と前記反応部との接触する部分に、絶縁処理が施されていることを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の反応装置において、
前記管材の内壁面に絶縁処理が施されていることを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の反応装置において、
前記リードの外周面に絶縁処理が施されていることを特徴とする。
請求項１０の発明は、燃料電池において、
請求項１〜９のいずれか一項に記載の反応装置によって生成された生成物を用いて電気化学反応により電力を取り出すことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、リード線をハーメチックシールすることなく、配線作業が容易で、かつ、断熱パッケージ内の長期的な真空度の維持及び高真空を可能にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態について説明する。ただし、発明の範囲は図示例に限定されないものとする。
[第一の実施の形態]
図１は、反応装置１００の概略を示した外観斜視図、図２は、図１の切断線II−IIに沿って切断した際の矢視断面図である。
反応装置１００は、動作に要する適正な温度で反応を起こす反応器（反応部）１と、反応器１を収容し内部空間２３が減圧状態の断熱パッケージ２と、反応器１に接続されるとともに断熱パッケージ２を貫通して設けられた供給パイプ（管材）３及び排出パイプ（管材）４と、を備える。
反応器１は、反応物が供給されて反応を起こす反応流路１１が形成されており、反応器１の内壁面１２bには、反応流路１１内に供給された反応物と反応を起こして生成物を生成する触媒１８が形成されている。反応器１は、下方に窪む凹部１２aが形成された容器本体１２と、容器本体１２の上部に設けられて凹部１２aを塞ぐ蓋部１３と、を備える。容器本体１２の上部に蓋をするように蓋部１３を接合することによって、凹部１２aが容器本体１２と蓋部１３との接合部に設けられた反応流路１１となる。
容器本体１２や蓋部１３は金属製（例えば、ステンレス鋼等）が好ましく、蝋付け、溶接、拡散接合などで接合されている。また、容器本体１２と蓋部１３が陽極接合によって接合される場合、両者間の界面において一方が可動イオンとなる酸素イオンの供給源となり、他方が酸素イオンと結合することになるため、金属（又はシリコン）基板、ガラス基板の組み合わせや、ガラス基板、接合用基板が被膜されたガラス基板の組み合わせや、金属基板、ガラス膜が被膜された金属基板の組み合わせが好適である。
【０００９】
蓋部１３の容器本体１２側を向く面には、絶縁膜１４を介して薄膜ヒータ１５が形成されている。薄膜ヒータ１５は電気エネルギーにより発熱する電熱膜であり、具体的には電気抵抗性発熱体、半導体性発熱体を薄膜状に成膜したものである。具体的な膜構造としては、Ｔａ／Ｗ／Ａｕが好ましい。薄膜ヒータ１５にリード線１６が抵抗溶接され、薄膜ヒータ１５はリード線１６との端子部を除いて保護膜１７によって被覆されている。
絶縁膜１４としては、SiO2等が挙げられる。
リード線１６としては、コバール線、鉄ニッケル合金線又はジュメット線が用いられている。
保護膜１７としては、SiO2等が挙げられる。
【００１０】
容器本体１２の凹部１２aを形成する内壁面１２bには触媒１８が担持されている。ここで、反応器１が後述する改質器９０３の場合、使用する改質触媒は例えばＣｕ／ＺｎＯ系触媒で、一酸化炭素除去器９０４の場合は、使用する一酸化炭素選択酸化触媒は例えば、白金、ルテニウム、パラジウム、ロジウムが好ましい。また、触媒燃焼器９０６の場合、使用する燃焼触媒は例えば白金が挙げられる。なお、これら触媒１８は、アルミナゾルを塗布した後にウォッシュコート法で形成することができる。
【００１１】
容器本体１２の下面には、厚さ方向に貫通する供給孔１２１及び排出孔１２２がそれぞれ形成されている。供給孔１２１及び排出孔１２２には、それぞれ供給パイプ３及び排出パイプ４が接合されている。そして、供給孔１２１に接合された供給パイプ３は、外部から反応物を反応流路１１へ案内し、排出孔１２２に接合された排出パイプ４は反応流路１１で生成した生成物を外部に排出する。これら供給パイプ３及び排出パイプ４は、金属製（例えば、ステンレス鋼等）が好ましく、その断面形状は円形であっても良いし、多角形であっても良い。
また、薄膜ヒータ１５に接続されたリード線１６は、供給パイプ３及び排出パイプ４の中に通されて断熱パッケージ２の外部に引き出されている。すなわち、反応器１に供給する反応物又は反応器１から排出された生成物と、リード線１６とは、供給パイプ３及び排出パイプ４の中を共用して通されている。
【００１２】
このような反応器１を収容する断熱パッケージ２は、金属製（例えば、ステンレス鋼等）が好ましく、下方が開口した箱状のパッケージ本体２１と、パッケージ本体２１の開口を塞ぐ断熱プレート２２と、を備え、パッケージ本体２１と断熱プレート２２とが接合されて内部空間２３が形成されている。なお、パッケージ本体２１と断熱プレート２２とは、蝋付けや溶接によって真空封止されている。また、断熱パッケージ２２の内壁面２aには、熱源となる赤外線に対して断熱パッケージ２よりも高い反射性を備える赤外線反射膜（例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ）（図示略）が成膜され、断熱パッケージ２の中空の圧力が１０Ｐａ以下、望ましくは１Ｐａ以下に減圧された状態に保たれている。断熱プレート２２の下面には、供給パイプ３及び排出パイプ４を貫通させる貫通孔２２１，２２２がそれぞれ形成されている。そして、各貫通孔２２１，２２２に、断熱パッケージ２と同じ材料で形成された供給パイプ３及び排出パイプ４が挿入されて、断熱プレート２２の下面から供給パイプ３及び排出パイプ４が突出している。供給パイプ３と断熱プレート２２及び排出パイプ３と断熱プレート２２は、過酷な環境下でも比較的真空リークしにくい蝋付けや、溶接、拡散接合などによって接合されている。なお、供給パイプ３及び排出パイプ４を断熱プレート２２の下面から突出させずに面一としても良い。このようにして、供給パイプ３及び排出パイプ４の中を通された各リード線１６，１６は、断熱パッケージ２の外部に引き出されている。
【００１３】
なお、図３に示すように、供給パイプ３及び排出パイプ４の内壁面には、リード線１６との短絡を防止するための絶縁膜３１，４１を形成することが好ましい。
また、図４に示すように、リード線１６の外周面に、反応器１、供給パイプ３及び排出パイプ４との短絡を防止するための絶縁膜１６１を形成することが好ましい。
さらに、薄膜ヒータ１５は、起動時に反応器１を加熱し、温度に依存して電気抵抗が変化するため、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薄膜ヒータ兼温度センサ（センサ手段）としても良く、リード線１６はこの薄膜ヒータ兼温度センサに接続されているとしても良い。
【００１４】
次に、上述した反応装置１００の製造方法について説明する。
図５(a)〜(c)は、反応装置１００の製造方法を説明するための図である。
まず、図５(a)、(b)に示すように、反応器１の蓋部１３の容器本体１２側を向く面に絶縁膜１４、薄膜ヒータ１５を順に成膜する。そして、薄膜ヒータ１５の端子部にリード線１６を抵抗溶接により接合する。さらに、絶縁膜１４及び薄膜ヒータ１５の外側を覆うように保護膜１７を成膜する。
次に、反応器１の容器本体１２の内壁面１２bにアルミナゾルを塗布し、さらにウォッシュコート法により触媒１８を担持する。また、断熱パッケージ２（パッケージ本体２１及び断熱プレート２２）の内壁面２aには赤外線反射膜を成膜しておく。そして、容器本体１２の下面の貫通孔１２１，１２２に供給パイプ３及び排出パイプ４を蝋付けや溶接等により接合し、さらに、１０Ｐａ以下、望ましくは１Ｐａ以下に減圧された雰囲気の製造装置炉内で断熱プレート２２に形成された貫通孔２２１，２２２に供給パイプ３及び排出パイプ４を通して、同様に蝋付けや溶接等によって接合する。
次に、図５(c)に示すように、蓋部１３で容器本体１２の凹部１２aを覆うとともに、各リード線１６を供給パイプ３及び排出パイプ４の中を通す。その後、容器本体１２と蓋部１３とを接合し、反応器１を作製する。
次に、作製した反応器１を断熱パッケージ２内に収容するように、パッケージ本体２１を断熱プレート２２上に設置して、蝋付けや溶接等によって真空封止する。
【００１５】
以上のように、反応器１を加熱する薄膜ヒータ１５のリード線１６を供給パイプ３や排出パイプ４の中を通すので、リード線１６が断熱パッケージ２を貫通して引き出す構造ではなく、真空にさらすことのない経路で断熱パッケージ２から引き出すことができるため、リード線１６と断熱パッケージ２との接合部分にハーメチックシールをする必要がない。その結果、断熱パッケージ２内の長期的な真空度の維持及び高真空を可能にすることができる。
反応器１に供給する反応物又は反応器１から排出された生成物と、リード線１６とを、供給パイプ３及び排出パイプ４の中を共用して通すので、別途パイプを設ける必要がなく、コストを削減できる。また、断熱パッケージ２を貫通する部分が供給パイプ３及び排出パイプ４のみとすることができ、リード線１６の配線作業が容易となる。
また、薄膜ヒータ１５と反応器２との接触部分に絶縁膜１４が形成されて絶縁処理が施されているので、短絡を防止できる。
さらに、絶縁膜１４及び薄膜ヒータ１５を覆うように保護膜１７が形成されているので、絶縁膜１４及び薄膜ヒータ１５の酸化を防止できる。
【００１６】
なお、上記反応装置１００において、供給パイプ３や排出パイプ４、リード線１６の本数は適宜変更可能である。
【００１７】
図６は、上述の反応装置１００を他の機器に接続した場合の実装例を示した断面図である。
供給パイプ３及び排出パイプ４は、供給流路６１及び排出流路６２を有するセラミックからなるプリント基板６にメタライズした上で蝋付けされている。また、リード線１６の薄膜ヒータ１５との接合部分と反対側の端部は、プリント基板６の裏面に形成された配線パターン６３に、プリント基板６を貫通した上で蝋付けされ接合されている。プリント基板６としては、セラミックの他に、金属、樹脂等を使用することができ、これに対応して供給パイプ３や排出パイプ４、リード線１６との接合は、パッキンや溶接等であっても良い。このように実装した反応装置１００においては、プリント基板６に形成された供給流路６１から供給された反応物は、供給パイプ３の中を通って反応器１の反応流路１１へ送られる。そして、反応流路１１で触媒１８と反応して生成された生成物は、排出パイプ４の中を通って排出流路６２から排出される。
【００１８】
上述した反応装置１００によって生成した生成物は、後述する発電セル（燃料電池）９０５に供給して電力を取り出すことができる。
以下に、反応装置１００を適用した、発電セル９０５を有する発電システム９００について説明する。
図７は、発電システム９００の概略構成を示したブロック図である。
発電システム９００は、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)、電子手帳、腕時計、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、ゲーム機器、遊技機、その他の電子機器に備え付けられたものであり、電子機器本体を動作させるための電源として用いられる。
【００１９】
発電システム９００は、メタノール等の燃料と水を別々に又は混合した状態で貯留した燃料容器９０１と、燃料容器９０１から供給された燃料と水を気化させる気化器９０２と、気化器９０２から供給された燃料と水の混合気から下記化学反応式（１）によって改質ガスを生成する改質器（反応部）９０２と、化学反応式（１）についで逐次的に起こる化学反応式（２）によって微量に副成される一酸化炭素を下記化学反応式（３）のように酸化させることで混合気から一酸化炭素を除去する一酸化炭素除去器（反応部）９０４と、一酸化炭素除去器９０４から供給された混合気のうち水素ガスと外気の酸素ガスとの電気化学反応により電気エネルギーを生成する発電セル９０５と、改質器９０３を加熱して下記化学反応式（１）の反応を良好に行うために必要な温度に設定する燃焼触媒が設けられた触媒燃焼器（反応部）９０６と、外気の空気を吸引するとともに吸引した空気を一酸化炭素除去器９０４及び燃料電池型発電セル９０５に供給する空気ポンプ(図示しない)等を備える。
ＣＨ3ＯＨ+Ｈ2Ｏ→３Ｈ2+ＣＯ2  ・・・（１）
Ｈ2+ＣＯ2→Ｈ2Ｏ+ＣＯ  ・・・（２）
２ＣＯ＋Ｏ2→２ＣＯ2  ・・・（３）
【００２０】
上記化学反応式（１）で示される反応が生じる改質器９０３や化学反応式（３）で示される反応が生じる一酸化炭素除去器９０４や、触媒燃焼器９０６が断熱パッケージ９１１内に収容されて反応装置９１２が構成されており、この反応装置９１２に上述した反応装置１００を適用することができる。
【００２１】
なお、燃料容器２０１に貯留された燃料は、メタノールの代わりに、エタノール等のアルコール類やジメチルエーテル等のエーテル類やガソリン等の組成に水素原子を含む有機化合物が適用可能である。
【００２２】
発電セル９０５は、図示しないが、触媒微細粒子を担持した燃料極と、触媒微粒子を担持した空気極と、燃料極と空気極との間に介在されたフィルム状の固体高分子電解質膜とをユニット化した燃料電池である。発電セル９０５の燃料極には、一酸化炭素除去器９０４から生成物の混合気が供給されており、発電セル９０５の空気極には、空気ポンプから空気が供給されている。燃料極において、電気化学反応式（４）に示すように、混合気中の水素は、燃料極の触媒粒子の作用を受けて水素イオンと電子とに分離される。水素イオンは、固体高分子電解質膜を通じて酸素極に伝導し、電子は燃料極により取り出される。酸素極において、電気化学反応式（５）に示すように、固体高分子電解質膜を通過した水素イオンと、外部回路を通って燃料極から酸素極に移動した電子と、空気中の酸素とが反応して水が生成される。このときの電子の移動が電気エネルギーとなる。なお、燃料極側では未反応の多くの水素はオフガスとして触媒燃焼器９０６に送られて燃焼され、改質反応のエネルギーとして利用される。
Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ-・・・（４）
２Ｈ+＋１／２Ｏ2＋２ｅ-→Ｈ2Ｏ・・・（５）
【００２３】
そして、図７に示すように、発電システム９００は、発電セル９０５により生成された電気エネルギーを適切な電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ９０７と、ＤＣ／ＤＣコンバータ９０７に接続される２次電池９０８と、それらを制御する制御部９０９も備える。
ＤＣ／ＤＣコンバータ９０７は発電セル９０５により生成された電気エネルギーを適切な電圧に変換したのちに電子機器本体９１０に供給する機能の他に、発電セル９０５により生成された電気エネルギーを２次電池９０８に充電し、発電セル９０５側が運転されていない時に、電子機器本体９１０に２次電池９０８側から電気エネルギーを供給する機能も果たせるようになっている。制御部９０９は気化器９０２、改質器９０３、一酸化炭素除去器９０４、触媒燃焼器９０６、発電セル９０５を運転するために必要な図示しないポンプやバルブ類、そして、ヒータ類、ＤＣ／ＤＣコンバータ９０７等を制御し、電子機器本体９１０に安定して電気エネルギーが供給されるような制御を行う。
【００２４】
[第二の実施の形態]
図８は、反応装置１００Ａの概略を示した外観斜視図、図９は、図８の切断線VIIII−VIIIIに沿って切断した際の矢視断面図である。
上記第一の実施の形態では反応物又は生成物と、リード線１６とは、供給パイプ３又は排出パイプ４の中を共用して通されていたが、第二の実施の形態では、反応物又は生成物と、リード線１６Ａとは、それぞれ異なるパイプ３Ａ，４Ａ，７Ａの中を通されている。
反応装置１００Ａは、動作に要する適正な温度で反応を起こす反応器（反応部）１Ａと、反応器１Ａを収容し内部空間２３Ａが減圧状態の断熱パッケージ２Ａと、反応器１Ａに接続されるとともに断熱パッケージ２Ａを貫通して設けられた供給パイプ（管材）３Ａ、排出パイプ（管材）４Ａ及びリード線用パイプ（管材）７Ａと、を備える。
具体的に、反応器１Ａは、反応物が供給されて反応を起こす反応流路１１Ａが形成されており、反応流路１１Ａ内に供給された反応物と反応を起こして生成物を生成する触媒１８Ａが形成されている。反応器１Ａは、下方に窪む凹部１２aＡが形成された第一の容器本体１２Ａと、第一の容器本体１２Ａの上部に設けられて凹部１２aＡを塞ぐ蓋部１３Ａと、蓋部１３Ａの上面に設けられて上方に窪む凹部１９aＡが形成された第二の容器本体１９Ａと、を備える。第一の容器本体１２Ａの上部に蓋をするように蓋部１３Ａを接合することによって、凹部１２aＡが第一の容器本体１２Ａと蓋部１３Ａとの接合部に設けられた反応流路１１Ａとなる。さらに、蓋部１３Ａで第二の容器本体１９Ａの下部を蓋をするように第二の容器本体１９Ａを蓋部１３Ａの上部に接合することによって、凹部１９aＡが内部空間１９１Ａとされる。
ここで、第一の容器本体１２Ａ及び第二の容器本体１９Ａは、第一の実施の形態の容器本体１２と同様のものを使用することができ、蓋部１３Ａは、第一の実施の形態の蓋部１３と同様のものを使用することができる。
【００２５】
蓋部１３Ａの第二の容器本体１９Ａ側を向く面には、絶縁膜８１Ａを介して薄膜ヒータ８２Ａが形成されている。そして、薄膜ヒータ８２Ａにリード線１６Ａが抵抗溶接されている。薄膜ヒータ８２Ａ、絶縁膜８１Ａ及びリード線１６Ａは、上記第一の実施の形態の薄膜ヒータ１５、絶縁膜１４及びリード線１６と同様のものである。
【００２６】
第一の容器本体１２Ａの凹部１２aＡを形成する内壁面１２bＡ及び蓋部１３Ａの第一の容器本体１２Ａ側を向く面には、第１の実施の形態の触媒１８と同様に触媒１８Ａが担持されている。
【００２７】
第一の容器本体１２Ａの下面には、反応流路１１Ａの両端部と対応する位置に、厚さ方向に貫通する供給孔１２１Ａ及び排出孔１２２Ａがそれぞれ形成されている。供給孔１２１Ａ及び排出孔１２２Ａには、それぞれ第一の実施の形態と同様に供給パイプ３Ａ及び排出パイプ４Ａが挿入されて接合されている。そして、供給孔１２１Ａに接合された供給パイプ３Ａは、外部から反応物を反応流路１１Ａへ案内し、排出孔１２２Ａに接合された排出パイプ４Ａは反応流路１１Ａから生成物を外部に排出する。
【００２８】
第二の容器本体１９Ａの上面には、厚さ方向に貫通する貫通孔１９２Ａが形成されている。貫通孔１９２Ａには、リード線用パイプ７Ａが挿入されて接合されている。リード線用パイプ７Ａは、金属製（例えば、ステンレス鋼等）が好ましく、その断面形状は円形であっても良いし、多角形であっても良い。
また、薄膜ヒータ８２Ａに接続されたリード線１６Ａは、リード線用パイプ８Ａの中に通されている。すなわち、反応器１Ａに供給する反応物又は反応器１Ａから排出された生成物と、リード線１６Ａとは、異なるパイプ８Ａの中を通されて個別に断熱パッケージ２Ａの外部に引き出されている。
【００２９】
このような反応器１Ａを収容する断熱パッケージ２Ａは、金属製（例えば、ステンレス鋼等）が好ましく、下方が開口した箱状のパッケージ本体２１Ａと、パッケージ本体２１Ａの開口を塞ぐ断熱プレート２２Ａと、を備え、パッケージ本体２１Ａと断熱プレート２２Ａとが接合されて内部空間２３Ａが形成されている。なお、パッケージ本体２１Ａと断熱プレート２２Ａとは、蝋付けや溶接によって真空封止され、断熱パッケージ２Ａの内壁面２aＡには、断熱パッケージ２Ａよりも高い反射性を備える上述の赤外線反射膜が成膜され、中空の圧力が１０Ｐａ以下、望ましくは１Ｐａ以下に減圧された状態に保たれている。断熱プレート２２Ａの下面には、供給パイプ３Ａ及び排出パイプ４Ａを貫通させる貫通孔２２１Ａ，２２２Ａがそれぞれ形成され、各貫通孔２２１Ａ，２２２Ａに、供給パイプ３Ａ及び排出パイプ４Ａが挿入されて、断熱パッケージ２Ａの下面から供給パイプ３Ａ及び排出パイプ４Ａが突出している。また、パッケージ本体２１Ａの上面には、リード線用パイプ７Ａを貫通させる貫通孔２１１Ａが形成され、この貫通孔２１１Ａに断熱パッケージ２Ａと同じ材料で形成されたリード線用パイプ７Ａが挿入されて断熱パッケージ２Ａの上面からリード線用パイプ７Ａが突出している。供給パイプ３Ａと断熱パッケージ２Ａ、排出パイプ４Ａと断熱パッケージ２Ａ及びリード線パイプ７Ａと断熱パッケージ２Ａとは、過酷な環境下でも比較的真空リークしにくい蝋付けや、溶接、拡散接合などによって接合されている。なお、リード線パイプ７Ａを断熱パッケージ２Ａの上面から突出させずに面一としても良い。このようにして、リード線用パイプ７Ａの中を通されたリード線１６Ａは、供給パイプ３Ａや排出パイプ４Ａ内を通る反応物や生成物とは別に断熱パッケージ２Ａの外部に引き出されている。
なお、図９において、図２と同様の構成部分については同様の数字に英字Ａを付している。
【００３０】
以上のように、反応器１Ａに供給する反応物又は反応器１Ａから排出された生成物と、リード線１６Ａとをそれぞれ異なるパイプの中を通して断熱パッケージ２Ａの外部に引き出すので、反応物や生成物とリード線１６Ａとを分けて引き出すことによって、絶縁膜８１Ａ、薄膜ヒータ８２Ａやリード線１６Ａが反応物や生成物によって酸化して錆が発生することを防止できる。また、酸化防止のための保護膜を形成する必要もない。
その他、第一の実施の形態と同様の構成部分については同様の効果を得ることができる。
【００３１】
なお、図１０に示すように、リード線用パイプ７Ａの内壁面には、リード線１６Ａとの短絡を防止するための絶縁膜７１Ａを形成することが好ましい。
また、図１１に示すように、リード線１６Ａの外周面に、反応器１Ａやリード線用パイプ７Ａとの短絡を防止するための絶縁膜１６１Ａを形成することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】反応装置１００の概略を示した外観斜視図である。
【図２】図１の切断線II−IIに沿って切断した際の矢視断面図である。
【図３】供給パイプ３及び排出パイプ４の内壁面に絶縁膜３１，４１を形成した場合の反応装置１００の断面図である。
【図４】リード線１６の外周面に絶縁膜１６１を形成した場合の反応装置１００の断面図である。
【図５】反応装置１００の製造方法を説明するための図である。
【図６】反応装置１００の実装例を示した断面図である。
【図７】発電システム９００の概略構成を示したブロック図である。
【図８】反応装置１００Ａの概略を示した外観斜視図である。
【図９】図８の切断線VIIII−VIIIIに沿って切断した際の矢視断面図である。
【図１０】供給パイプ３Ａ及び排出パイプ４Ａの内壁面に絶縁膜３１Ａ，４１Ａを形成した場合の反応装置１００Ａの断面図である。
【図１１】リード線１６Ａの外周面に絶縁膜１６１Ａを形成した場合の反応装置１００Ａの断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１，１Ａ  反応器（反応部）
２，２Ａ，９１１  断熱パッケージ
３，３Ａ  供給パイプ（管材）
４，４Ａ  排出パイプ（管材）
７Ａ  リード線用パイプ（管材）
１４，３１，４１，７１Ａ，８１Ａ，１６１，１６１Ａ  絶縁膜
１５，１５Ａ  薄膜ヒータ（電熱材）
１６，１６Ａ  リード線
１７  保護膜
２３，２３Ａ  内部空間
１００，１００Ａ，９１２  反応装置
９００  発電システム
９０３  改質器（反応部）
９０４  一酸化炭素除去器（反応部）
９０５  発電セル（燃料電池）
９０６  触媒燃焼器（反応部）
【図１】
2009056430.tif 000003
【図２】
2009056430.tif 000004
【図３】
2009056430.tif 000005
【図４】
2009056430.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2009056430.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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