反応装置及び電子機器
【課題】反応装置本体から輻射される輻射のうち適切な波長領域を断熱容器の外部へ放出させる。
【解決手段】反応装置本体１１と、反応装置本体１１を収容する断熱容器２０とを備え、断熱容器２０は輻射線を透過する輻射透過領域２３，２５を有し、輻射透過領域２３，２５には可視光を反射する誘電体多層膜２３ｂ，２５ｂが設けられている反応装置１０である。
【解決手段】反応装置本体１１と、反応装置本体１１を収容する断熱容器２０とを備え、断熱容器２０は輻射線を透過する輻射透過領域２３，２５を有し、輻射透過領域２３，２５には可視光を反射する誘電体多層膜２３ｂ，２５ｂが設けられている反応装置１０である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池装置等に用いる反応装置及びそれを備える電子機器に関する。
【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。アルコール類及びガソリンといった液体燃料を用いる場合には、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、改質反応の副産物である一酸化炭素を除去するＣＯ除去器等が必要となる。
【０００４】
この気化器やＣＯ除去器の動作温度が高温であるため、これらを断熱容器に収納し、放熱を抑制することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３０３６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような高温体収容装置において、反応装置本体から断熱容器に伝導する熱量を抑えると、反応装置本体の温度が上昇し、適切な反応温度を保てないおそれがある。一方、このような問題を避けるため、例えば、反応装置本体から断熱容器に伝導する熱量を増大させると、反応装置本体を備える外部の電子機器の温度が上昇するという問題がある。
【０００６】
このため、本出願人は、反応装置本体からの輻射を透過させる領域を断熱容器に設け、反応装置本体の熱を輻射により断熱容器の外部へ放射することができる反応装置を検討している。しかし、波長によっては、反応装置の外側に存在する物体が輻射を吸収してしまうため、反応装置本体から輻射される輻射のうち、外側の物体に対する影響の少ない波長領域の輻射を外部に放射することが必要である。特に、光や熱として人体が感知できる可視光や赤外光が放出されると、ユーザに不快感を与えるおそれがある。
【０００７】
本発明の課題は、反応装置本体から輻射される輻射のうち適切な波長領域の輻射を断熱容器の外部へ放出させることである。
【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、請求項１に記載の発明は、反応装置であって、反応物が反応する反応部を有する反応装置本体と、前記反応装置本体を収容するとともに、前記反応装置本体からの輻射を透過する輻射透過領域を有する第１の容器とを備え、前記輻射透過領域には、ＡｌＦ3、ＢａＦ2、ＣａＦ2、ＣｅＦ3、ＣｅＯ2、ＣｓＩ、ＤｙＦ2、ＤＬＣ、Ｇｄ2Ｏ3、ＬａＦ3、Ｌａ2Ｏ3、ＬｉＦ、ＭｇＦ2、ＰｂＦ2、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｒＦ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＹＦ3、Ｙ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＺｎＳ、Ａｌ2Ｏ3、、Ｂｉ2Ｏ3、ＢｉＦ3、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、Ｃｒ2Ｏ3、ＧａＡｓ、Ｇｅ、ＨｆＯ2、ＭｇＯ、ＮａＦ、Ｎａ3ＡｌＦ6、Ｎａ5Ａｌ3Ｆ14、Ｎｂ2Ｏ5、ＮｄＦ3、Ｎｄ2Ｏ3、ＰｂＣｌ2、ＰｂＴｅ、ＰｂＳ、Ｓｂ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｓ3、Ｓｉ、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＯ2、Ｔｅ、ＴｌＣｌ、ＹｂＦ3、Ｙｂ2Ｏ3、ＺｎＳｅ、ＺｒＯ2の少なくとも２つの材料が用いられている誘電体多層膜が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、反応装置であって、反応物が反応する反応部を有する反応装置本体と、前記反応装置本体を収容するとともに、前記反応装置本体からの輻射を透過する輻射透過領域を有する第１の容器とを備え、前記輻射透過領域には可視光の波長領域の輻射の少なくとも一部を反射する誘電体多層膜が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の反応装置であって、前記誘電体多層膜は６１０〜８００ｎｍの波長領域の輻射の少なくとも一部を反射することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の反応装置であって、前記誘電体多層膜は４００〜８００ｎｍの波長領域の輻射の少なくとも一部を反射することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、反応装置であって、反応物が反応する反応部を有する反応装置本体と、前記反応装置本体を収容するとともに、前記反応装置本体からの輻射を透過する輻射透過領域を有する第１の容器とを備え、前記輻射透過領域にはヒトの皮膚に対する浸透深度が５０μｍ以下となる波長領域の輻射の少なくとも一部を反射する誘電体多層膜が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の反応装置であって、前記誘電体多層膜は２．７〜３．１μｍ及び５．９〜６．５μｍの波長領域の輻射の少なくとも一部を反射することを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項２〜６のいずれか一項に記載の反応装置であって、前記誘電体多層膜には、ＡｌＦ3、ＢａＦ2、ＣａＦ2、ＣｅＦ3、ＣｅＯ2、ＣｓＩ、ＤｙＦ2、ＤＬＣ、Ｇｄ2Ｏ3、ＬａＦ3、Ｌａ2Ｏ3、ＬｉＦ、ＭｇＦ2、ＰｂＦ2、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｒＦ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＹＦ3、Ｙ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＺｎＳ、Ａｌ2Ｏ3、、Ｂｉ2Ｏ3、ＢｉＦ3、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、Ｃｒ2Ｏ3、ＧａＡｓ、Ｇｅ、ＨｆＯ2、ＭｇＯ、ＮａＦ、Ｎａ3ＡｌＦ6、Ｎａ5Ａｌ3Ｆ14、Ｎｂ2Ｏ5、ＮｄＦ3、Ｎｄ2Ｏ3、ＰｂＣｌ2、ＰｂＴｅ、ＰｂＳ、Ｓｂ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｓ3、Ｓｉ、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＯ2、Ｔｅ、ＴｌＣｌ、ＹｂＦ3、Ｙｂ2Ｏ3、ＺｎＳｅ、ＺｒＯ2の少なくとも２つの材料が用いられていることを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項１又は７に記載の反応装置であって、前記誘電体多層膜は、前記少なくとも２つの材料のうち第１の材料により形成された第１の層に、前記第１の材料と異なる第２の材料により形成された第２の層が積層されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項１又は７に記載の反応装置であって、前記誘電体多層膜は、前記少なくとも２つの材料のうち第１の材料により形成された第１の層と、前記第１の材料と異なる第２の材料により形成された第２の層とが交互に複数回積層されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項８又は９に記載の反応装置であって、前記第１の材料の屈折率をｎH、前記第１の層の膜厚をｄHとし、前記第２の材料の屈折率をｎL、前記第２の層の膜厚をｄL（ただし、ｎH＞ｎL）とするとき、前記誘電体多層膜は２（ｎHｄH＋ｎLｄL）の波長の輻射の少なくとも一部を反射することを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、請求項１、７〜１０のいずれか一項に記載の反応装置であって、前記第１の材料はＣａＦ2であり、前記第２の材料はＺｎＳであることを特徴とする。
【００１９】
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であって、前記反応部は、反応物の反応により電力を生成する燃料電池セルを含むことを特徴とする。
【００２０】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の反応装置であって、前記燃料電池セルは固体酸化物型であることを特徴とする。
【００２１】
請求項１４に記載の発明は、電子機器であって、請求項１２又は１３に記載の反応装置と、前記燃料電池セルの電力により動作する電子機器本体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、反応装置本体から輻射される輻射のうち適切な波長領域を断熱容器の外部へ放出させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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。
【００２４】
〔第１実施形態〕
図１は本発明の第１実施形態に係る反応装置１０Ａの構成を示す模式図である。図１に示すように、反応装置１０Ａは、反応装置本体１１と、反応装置本体１１を収容する断熱容器（第１の容器）２０とからなる。反応装置１０Ａは、例えばステンレス（ＳＵＳ３０４）やコバール合金、ニッケル基合金等の金属板を貼り合わせて形成してもよいし、光学材料あるいはガラス基板等を貼り合わせて形成してもよい。
反応装置本体１１の外壁面には、後述する輻射放熱膜１３ａ，１５ａが設けられた部分を除き、輻射を防止する輻射防止膜１１ａが設けられている。輻射防止膜１１ａの材料には、後述する反射膜２１ａと同様の材料を用いることができる。輻射防止膜１１ａにより、反応装置１０Ａからの輻射による反応装置１０Ａの外部への熱量の移動が抑制される。
【００２５】
反応装置本体１１は、第１連結部１２と、低温反応部１３と、第２連結部１４と、高温反応部１５とからなる。高温反応部１５は、低温反応部１３よりも高温に保たれる。
図１に示すように、低温反応部１３及び高温反応部１５の外表面には、輻射放熱膜１３ａ，１５ａがそれぞれ設けられている。輻射放熱膜１３ａ，１５ａには、１〜３０μｍの赤外領域での輻射率が０．５以上、より好ましくは０．８以上である高輻射率の材料を用いることができる。
【００２６】
輻射放熱膜１３ａ，１５ａは、反応装置本体１１の表面全体に輻射防止膜１１ａを成膜した後に、輻射防止膜１１ａと重ねて成膜してもよい。
輻射放熱膜１３ａ，１５ａの材料としては、作成方法が簡便である材料を選択することができ、ＳｉＯ2やアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）に代表される各種酸化物や、カオリン等の粘土鉱物、セラミック等を用いることができる。例えば、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、カオリンやＲＦｅＯ3（Ｒは希土類）、ハフニウム酸化物やＹＳＺや、チタン酸化物を含有する耐熱輻射塗料などを用いることができる。
輻射放熱膜１３ａ，１５ａは、例えば高輻射率の材料を含有するエマルジョン液体を基板等に塗布し、乾燥させることでシート状に形成することができる。
あるいは、断熱容器２０内のガスを吸着する非蒸発型ゲッターにより輻射放熱膜１３ａ，１５ａを形成してもよい。
【００２７】
一方、電気伝導性を有するもの、例えば通常の金属や可視光領域で黒色に見えるグラファイトは、赤外領域を含む長波長領域において輻射率が低くなるため、輻射放熱膜１３ａ，１５ａの材料として用いることはできない。
【００２８】
また、輻射放熱膜１３ａ，１５ａは、陽極酸化等の手法により、Ａｌ2Ｏ3を筐体２１の外表面に多孔質体状に形成することができる。あるいは、細いグラスファイバーを用いた布を輻射放熱膜１３ａ，１５ａとして用いることもできる。
輻射放熱膜１３ａ，１５ａは、断熱容器２０の内壁面の輻射透過窓２３，２５と対向配置される。
【００２９】
第１連結部１２は高温反応部１５や低温反応部１３において反応する反応物や生成する生成物が流れる流路となる配管を含む。第１連結部１２は、一端で低温反応部１３に接続され、他端側で断熱容器２０を貫通するとともに、他端で図示しない外部の装置に接続される。第１連結部１２は、低温反応部１３から断熱容器２０の外部に反応物や生成物を送る流路となる第１配管（流出配管）と、断熱容器２０の外部から低温反応部１３に反応物や生成物を送る第２配管（流入配管）とを備える。
【００３０】
第２連結部１４は高温反応部１５や低温反応部１３において反応する反応物や生成する生成物が流れる流路となる配管を含み、高温反応部１５と低温反応部１３との間を接続する。第２連結部１４は、一端で高温反応部１５に接続され、他端で低温反応部１３に接続されるとともに、高温反応部１５から低温反応部１３に反応物や生成物を送る流路となる第３配管（流出配管）と、低温反応部１３から高温反応部１５に反応物や生成物を送る第４配管（流入配管）とを備える。
【００３１】
次に、断熱容器２０について説明する。断熱容器２０は直方体形状をしており、内部に反応装置本体１１が収納されている。
【００３２】
断熱容器２０の内部空間は気体分子による熱伝導や対流を防ぐため、例えば１０Ｐａ以下、より好ましくは１Ｐａ以下、といった大気圧よりも低い圧力に維持されている。
断熱容器２０は、筐体２１と、輻射透過窓２３，２５と、反射膜２１ａとから概略構成される。
筐体２１の内壁面には、反応装置本体１１からの輻射による熱損失を抑制するために、輻射を反射する反射膜２１ａが形成されている。反射膜２１ａの材料については、後述する。反射膜２１ａにより、反応装置本体１１からの輻射による筐体２１への熱量の移動が抑制される。
【００３３】
低温反応部１３には第２連結部１４を介して高温反応部１５から熱量が伝導するので、第１連結部１２を介して断熱容器２０に伝導する熱量以上の熱量が伝導すると、温度が適温以上に上昇するおそれがある。そこで、本実施形態の断熱容器２０の内壁面には、低温反応部１３及び高温反応部１５に対応する位置に、それぞれ輻射透過窓２３，２５を設けている。
【００３４】
輻射透過窓２３，２５は、断熱容器２０の内壁面の反射膜２１ａが設けられた領域と比較して、赤外領域での輻射の透過率が高い。輻射透過窓２５は高温反応部１５の輻射放熱膜１５ａからの輻射を透過させて断熱容器２０の外部に放出する。輻射透過窓２３は低温反応部１３の輻射放熱膜１３ａからの輻射を透過させて断熱容器２０の外部に放出する。
【００３５】
輻射透過窓２３，２５は、例えば図１に示すように、断熱容器２０の輻射放熱膜１３ａ，１５ａと対向する部分に設けられており、赤外領域の輻射の透過率が高い材料で形成されている。輻射透過窓２３，２５の材料については、後述する。
【００３６】
以下、反応装置１０Ａにおける熱の移動について説明する。
一般に、固体の伝熱量をＱ、熱伝導率をｋ、断面積をＳ、温度差をΔＴ、伝熱長をΔｘとすると、以下の数式（１）が成立する。
【数１】
【００３７】
したがって、第２連結部１４を通しての高温反応部１５から低温反応部１３への伝熱量ＱS1は、高温反応部１５と低温反応部１３との温度差、第２連結部１４の熱伝導率及び断面積に比例し、第２連結部１４の長さに反比例する。同様に、低温反応部１３から断熱容器２０への伝熱量ＱS2は、低温反応部１３と断熱容器２０との温度差、第１連結部１２の熱伝導率及び断面積に比例し、第１連結部１２の低温反応部１３から断熱容器２０までの長さに反比例する。
【００３８】
次に、輻射放熱膜１３ａ，１５ａによる放熱量について検討する。
高温反応部１５内における反応熱及び流通ガスとの熱の授受による熱収支をＱRA、低温反応部１３内における熱収支をＱRB、輻射放熱膜１５ａによる放熱量をＱI、輻射放熱膜１３ａによる放熱量をＱIIとすると、熱平衡状態では以下の数式（２）、（３）が成立する。
【数２】
【００３９】
数式（２）、（３）より、低温反応器１３および高温反応器１５の熱収支の合計はＱIとＱIIとＱS2の和となる。したがって、各反応器の温度を適切に保つには、各反応器１３，１５の熱収支に合わせて放熱量を適切に設定する必要がある。ここで、断熱容器への伝熱量ＱS2は、断熱容器を介しての外部の装置への伝熱量と等しくなるので、外部の装置の温度上昇を防ぐためには、ＱS2を抑制する必要がある。一方、輻射放熱膜１５ａ、１３aによる放熱量QI、QIIは、輻射透過窓２３，２５を透過して外部へ放射されるため、各輻射透過窓を適切に配置することにより、この熱が外部の装置へと伝熱させないようにすることができる。したがって、各反応器１３，１５での熱収支の合計及び抑制された断熱容器への伝熱量ＱS2に応じて、適切に放熱量ＱI及びＱIIを設定することにより、各反応器１３，１５の温度を適切に保ちながら、外部の装置への伝熱量QS2を抑制することが可能である。
【００４０】
シュテファン＝ボルツマンの法則によると、絶対温度Ｔ（Ｋ）、輻射率ε、表面積Ａ（ｍ2）の物体から単位時間当たりに放出される総輻射エネルギー量Ｅ（Ｗ／ｍ2）は以下の数式（４）で表される。
【数３】
ここで、σはシュテファン＝ボルツマン定数であり、σ＝５．６７×１０-8（Ｗ／ｍ2／Ｋ4）である。したがって、放熱量ＱI、ＱIIは、輻射放熱膜１３ａ，１５ａの面積を変更したり、適度な輻射率の材質を選択することにより調整することができる。
【００４１】
次に、輻射放熱膜１３ａ，１５ａから放射される輻射の波長と輻射透過窓２３，２５の材質について検討する。
温度Ｔ（Ｋ）の黒体が放射する波長λの電磁波の黒体放射強度Ｂ（λ）は、プランクの式と呼ばれる次の数式（５）で与えられる。
【数４】
【００４２】
ウィーンの変位則によると、温度Ｔ（Ｋ）の黒体からの輻射強度がピークをとる波長λmax（ｍ）は温度Ｔ（Ｋ）に反比例し、次の数式（６）で表される。
【数５】
【００４３】
図２は数式（５）により求めた、１００℃〜１０００℃における輻射強度と波長との関係を示す図である。なお、波長λmaxにおける輻射強度Ｂ（λmax）を１として規格化している。図２に示すように、反応部の温度によって輻射強度が最大となる波長が異なるため、低温反応部１３及び高温反応部１５の動作温度に合わせて、反射膜２１ａや輻射透過窓２３，２５の材質を選択する必要がある。
【００４４】
図３は反射膜２１ａの材料の候補となるＡｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｈの輻射の反射率の波長依存性を示すグラフである。図３に示すように、Ａｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ｃｕは１００℃〜１０００℃の反応部から放射される約１μｍ以上の赤外領域での輻射の反射率が９０％以上であり、反射膜２１ａとして用いることができる。また、Ｒｈは約２μｍ以上の赤外領域での輻射の反射率が９０％以上であるので、反応部の温度が５００℃以下であれば、反射膜２１ａとして用いることができる。
【００４５】
図４、図５は輻射透過窓２３，２５の材料の候補となる物質の透過率と光の波長との関係を示すグラフである。輻射透過窓２３，２５としては、輻射放熱膜１３ａ，１５ａから放射される輻射の透過率が高い材料を選択することができる。一方、輻射放熱膜１３ａ，１５ａから放射される輻射の透過率が低く吸収率が高い材料は、吸収した輻射熱により輻射透過窓２３，２５の温度が上昇し、断熱容器２０を介して外部の装置へと伝熱してしまうため、適していない。
【００４６】
輻射透過窓２３，２５に適した材料としては、例えば、超高真空用の覗き窓の材料として利用されているＣａＦ2（フッ化カルシウム；０．１５−１２）、ＢａＦ2（フッ化バリウム；０．２５−１５）、ＺｎＳｅ（セレン化亜鉛；０．６−１８）、ＭｇＦ2（フッ化マグネシウム；０．１３−１０）、ＫＲＳ−５（臭沃化タリウム；０．６−６０）、ＫＲＳ−６（臭塩化タリウム；０．４１−３４）、ＬｉＦ（フッ化リチウム；０．１１−８）、ＳｉＯ2（光学用合成石英；０．１６−８）、ＣｓＩ（ヨウ化セシウム；０．２−７０）、ＫＢｒ（臭化カリウム；０．２−４０）等を用いることができる。なお、括弧内の数字は透過領域波長（μｍ）である。
【００４７】
この他にも、ＡｌＦ3（０．２２−１２）、ＮａＣｌ（０．２１−２６）、（０．１６−１５）、ＫＣｌ（０．２１−３０）、ＣｓＣｌ（０．１９−２５）、ＣｓＢｒ（０．２４−４０）、ＣｓＦ（０．２７−１８）、ＮａＢｒ（０．２２−２３）、ＣａＣＯ３（０．３−５．５）、ＫＩ（０．３−３０）、ＮａＩ（０．２５−２５）、ＡｇＣｌ（０．４−３０）、ＡｇＢｒ（０．４５−３３）、ＴｌＢｒ（０．９−４０）、Ａｌ2Ｏ3（０．２−８）、ＢｉＦ3（０．２６−２０）、ＣｄＳｅ（０．７−２５）、ＣｄＳ（０．５５−１８）、ＣｄＴｅ（０．８６−２８）、ＣｅＦ3（０．３−１２）、ＣｅＯ2（０．４−１６）、Ｃｒ2Ｏ3（１．２−１０）、ＤｙＦ2（０．２２−１２）、ＧａＡｓ（０．９−１８）、ＧａＳｅ（０．６５−１７）、Ｇｄ2Ｏ3（０．３２−１５）、Ｇｅ（１．７−２５）、ＨｆＯ2（０．２３−１２）、Ｌａ2Ｏ3（０．２６−１１）、ＭｇＯ（０．２３−９）、ＮａＦ（０．１３−１５）、Ｎｂ2Ｏ5（０．３２−８）、ＰｂＦ2（０．２４−２０）、Ｓｉ（１．１−１．４）、Ｓｉ3Ｎ4（０．２５−９）、ＳｒＦ2（０．２−１０）、ＴｌＣｌ（０．４−２０）、ＹＦ3（０．２−１４）、Ｙ2Ｏ3（０．２５−９）、ＺｎＯ（０．３５−２０）、ＺｎＳ（０．３８−１４）、ＺｒＯ2（０．３−８）等を用いることができる。
【００４８】
図６は輻射透過窓２３，２５の構造を示す模式図である。輻射防止窓２３，２５は、図６に示すように、窓材２３ａ，２５ａと、窓材２３ａ，２５ａの内壁面に設けられた誘電体多層膜２３ｂ，２５ｂとからなる。誘電体多層膜２３ｂ，２５ｂは、図４に示すように、高屈折率層２３ｃ，２５ｃ（屈折率ｎH）と低屈折率層２３ｄ，２５ｄ（屈折率ｎL）とが交互に積層されている。ここで、ｎH＞ｎLである。
誘電体多層膜２３ｂ，２５ｂは、所定の波長領域の輻射に対して高い反射率を示す。具体的には、高屈折率層２３ｃ，２５ｃの膜厚をｄH、低屈折率層２３ｄ，２５ｄの膜厚をｄLとすると、誘電体多層膜２３ｂ、２５ｂの反射率は、λ＝２（ｎHｄH＋ｎLｄL）の波長でピークをとり、このピーク波長を含む所定の波長領域の輻射に対して高い反射率を示す。具体的には後述するが、上述の通り、本実施形態の輻射透過窓は、所望の波長において反射率がピークをとるように、誘電体多層膜２３ｂ，２５ｂの材料、屈折率及び膜厚を選択することができる。
【００４９】
高屈折率層２３ｃ，２５ｃ及び低屈折率層２３ｄ，２５ｄには、ｎH＞ｎLを満たす種々の薄膜材料の組み合わせを用いることができる。
例えば、ＡｌＦ3（１．３６）、ＢａＦ2（１．４８）、ＣａＦ2（１．４）、ＣｅＦ3（１．６３）、ＣｅＯ2（２．０−２．４）、ＣｓＩ（１．７）、ＤＬＣ(Ｄｉａｍｏｎｄ−ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ) (１．９−２．６)、ＤｙＦ2（１．５３）、Ｇｄ2Ｏ3（１．９２）、ＬａＦ3（１．５９）、Ｌａ2Ｏ3（１．９５）、ＬｉＦ（１．３６）、ＭｇＦ2（１．３８）、ＰｂＦ2（１．５）、Ｓｃ2Ｏ3（１．８６）、ＳｒＦ2（１．４４）、Ｔａ2Ｏ5（２−２．３）、ＴｉＯ2（２．２−２．５）、ＹＦ3（１．５）、Ｙ2Ｏ3（１．７９）、ＺｎＯ（２）、ＺｎＳ（２．４）等を組み合わせて用いることができる。なお、括弧内の数字は屈折率であり、ｎH＞ｎLを満たすように組み合わせる必要がある。
【００５０】
この他にも、Ａｌ2Ｏ3（１．６３）、Ｂｉ2Ｏ3（１．９−２．４５）、ＢｉＦ3（１．６５−１．７４）、ＣｄＳｅ（２．４５）、ＣｄＳ（２．３）、ＣｄＴｅ（２．７）、Ｃｒ2Ｏ3（２．２４）、ＧａＡｓ（３．２）、Ｇｅ（４．２５）、ＨｆＯ2（１．９−２．１５）、ＭｇＯ（１．７）、ＮａＦ（１．３４）、Ｎａ3ＡｌＦ6（１．３５）、Ｎａ5Ａｌ3Ｆ14（１．３５）、Ｎｂ2Ｏ5（２．１−２．３）、ＮｄＦ3（１．６）、Ｎｄ2Ｏ3（２）、ＰｂＣｌ2（２．３）、ＰｂＴｅ（５．６）、ＰｂＳ（３．９−４．２）、Ｓｂ2Ｏ3（２）、Ｓｂ2Ｓ3（３）、Ｓｉ（３．４５）、Ｓｉ3Ｎ4（１．７２）、ＳｉＯ2（１．４−１．４７）、Ｔｅ（４．９）、ＴｌＣｌ（２．６）、ＹｂＦ3（１．５２）、Ｙｂ2Ｏ3（１．７５）、ＺｎＳｅ（２．６）、ＺｒＯ2（２．０５）等を組み合わせて用いることができる。
【００５１】
このような誘電体多層膜２３ｂ，２５ｂは、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、イオンビーム蒸着法、スパッタリング法等により作成することができる。
以下、誘電体多層膜２３ｂ，２５ｂで反射する光の波長について検討する。
【００５２】
〔赤外光領域についての検討〕
図７は、ヒトの皮膚に対する浸透深度と波長との関係を示すグラフである。ある波長における浸透深度が大きいほど、その波長の輻射がヒトの皮膚に吸収されやすいことを示す。このグラフから、上述した反応部から放射された輻射のうち、特に、約２．８〜３．１μｍの波長領域、及び、約５．９〜６．５μｍの波長領域の輻射は、浸透深度が約５０μｍ以下となり皮膚の表面の近傍で吸収されやすいことがわかる。
【００５３】
吸収された輻射は皮膚の表面の近傍で熱に変わるため、ユーザーは温感を感じることにより、輻射によりユーザーに不快感を与えるおそれがある。したがって、誘電体多層膜２３ｂ，２５ｂでは、輻射放熱膜から放射された輻射のうち、ヒトの皮膚の表面の近傍で吸収されやすい波長領域の輻射、特に、約２．７〜３．１μｍの波長領域、及び、約５．９〜６．５μｍの波長領域の輻射を反射することが好ましい。
【００５４】
〔可視光領域についての検討〕
図８は数式（４）により求めた、７００℃、８００℃及び１０００℃における輻射強度と波長との関係を示す図であり、図９は図８の可視光領域（４００ｎｍ〜８００ｎｍ）を示す拡大図である。なお、λmaxにおける輻射強度Ｂ（λmax）を１として規格化している。７００℃において、可視光の赤色側限界８００ｎｍの輻射の強度はピーク強度の約０．１%となっている。温度上昇とともに、可視光域の輻射強度および輻射域が増大し、８００℃では７３０ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲において輻射強度が０．１%を超え、１０００℃では６１０ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲において輻射強度が０．１%を超えている。また、８００ｎｍにおける輻射強度は２％にまで増大している。
【００５５】
７００℃を超える反応部から輻射放熱する場合には、電子機器の一部から赤い光が放出されるために、ユーザに不快感を与えるおそれがある。したがって、誘電体多層膜２３ｂ，２５ｂでは、約４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視光領域の輻射を反射することが好ましい。
【００５６】
以下、誘電体多層膜を形成した輻射透過窓の具体例を挙げて説明する。
【実施例１】
【００５７】
窓材及び低屈折率膜としてＣａＦ2（屈折率ｎL＝１．４）、高屈折率膜としてＺｎＳ（屈折率ｎH＝２．４）を用いて、ＺｎＳ／（ＣａＦ2／ＺｎＳ）p／窓材（ＣａＦ2）の構造からなる輻射防止窓について検討する。ただし、ｐは、低屈折率膜と高屈折率膜との交互積層構造が連続して繰り返される回数を表す。
透過防止波長λを３．２μｍとするために、高屈折率膜の膜厚ｄHを３３３ｎｍとし、低屈折率膜の膜厚ｄLを５７１ｎｍとした。
【００５８】
図１０はｐ＝１，３，５のそれぞれの場合について、輻射が輻射透過窓に対して垂直に入射した場合の反射率の計算結果である。どの多層膜も、３μｍ近傍の波長領域において反射率が大きくなっており、層数ｐが１，３，５と増えるに従い反射率が増大している。
【００５９】
ｐ＝５では、２．６〜３．６μmの波長領域において９５%以上の反射率となっている。従って、本実施例の誘電体多層膜を備える輻射透過窓は、ヒトの皮膚に吸収されやすい約２．７〜３．１μｍの波長領域の輻射をよく反射する。なお、本実施例の誘電体多層膜では、、３．２μｍの奇数分の１の波長のうち１つである約１μm近傍の波長領域においても反射率が大きくなっている。
【００６０】
輻射が多層膜に対して斜めに入射した場合、光路長が長くなるため、高反射率波長帯域が低波長側にシフトし、反射率の絶対値も変動する。しかし、上記の条件においては、入射角が０〜６０度の広い角度範囲にわたり、３μmでの反射率を９５％以上とすることができる。また、輻射放熱膜と輻射透過窓の距離をできるだけ近づけることによって、斜入射の影響を軽減することが可能である。
【００６１】
図１１に、輻射透過窓を通じて外部に放出される輻射のスペクトルを示す。輻射放熱体の温度は８００℃とし、黒体輻射と同じスペクトルが射出されると仮定した。透過窓を通じて外部に放出できるエネルギーを見積もると、輻射放熱体の射出するエネルギーの約５３%となった。
【実施例２】
【００６２】
窓材及び低屈折率膜としてＣａＦ2（屈折率ｎL＝１．４）、高屈折率膜としてＺｎＳ（屈折率ｎH＝２．４）を用いて、（ＣａＦ2／ＺｎＳ）p／窓材（ＣａＦ2）の構造からなる輻射防止窓について、透過防止波長λを６μｍ及び３μｍとするために、高屈折率膜の膜厚ｄHを９３８ｎｍとし、低屈折率膜の膜厚ｄLを５３６ｎｍとした。
【００６３】
図１２はｐ＝５の場合について、輻射が輻射透過窓に対して垂直に入射した場合の反射率の計算結果である。３μｍと６μm近傍の波長領域において反射率が大きくなっており、３μmにおいて９５%以上、６μmにおいて９０%以上となっている。従って、本実施例の誘電体多層膜を備える輻射透過窓は、ヒトの皮膚に吸収されやすい約２．７〜３．１μｍの波長領域、及び、約５．９〜６．５μｍの波長領域の輻射をよく反射する。なお、本実施例の多層膜では、、６μmの１／（４ｎ−１）、１／（４ｎ−２）、１／（４ｎ−３）の波長（ｎは整数）においても反射率が大きくなっている。
【００６４】
図１３に、輻射透過窓を通じて外部に放出される輻射のスペクトルを示す。輻射放熱体の温度は８００℃とし、黒体輻射と同じスペクトルが射出されると仮定した。透過窓を通じて外部に放出できるエネルギーを見積もると、輻射放熱体の射出するエネルギーの約５６%である。
【実施例３】
【００６５】
窓材及び低屈折率膜としてＣａＦ2（屈折率ｎL＝１．４）、高屈折率膜としてＺｎＳ（屈折率ｎH＝２．４）を用いて、ＺｎＳ／（ＣａＦ2／ＺｎＳ）p／窓材（ＣａＦ2）の構造からなる輻射防止窓について、透過防止波長λを７００ｎｍとするために、高屈折率膜の膜厚ｄHを７３ｎｍとし、低屈折率膜の膜厚ｄLを１２５ｎｍとした。
【００６６】
図１４はｐ＝５の場合について、輻射が輻射透過窓に対して垂直に入射した場合の反射率の計算結果であり、図１５は図１４の４００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長領域の拡大図である。６００ｎｍ〜８３０ｎｍの波長領域において９５％以上の非常に高い反射率となっている。
【００６７】
前述したように、１０００℃の黒体輻射では、輻射強度が０．１%を超える波長領域が６１０ｎｍ〜８００ｎｍであるので、本実施例の誘電体多層膜を備える輻射透過窓は、例えば上記実施形態の反応部などの輻射を放射する物体が定常状態において１０００℃以下である場合に使用することができる。
【実施例４】
【００６８】
窓材及び低屈折率膜としてＣａＦ2（屈折率ｎL＝１．４）、高屈折率膜としてＺｎＳ（屈折率ｎH＝２．４）を用いて、透過防止波長λを７００ｎｍ及び５００ｎｍとなるように、［ＺｎＳ（２６ｎｍ）／ＣａＦ2（８９ｎｍ）／ＺｎＳ（２６ｎｍ）］p／［ＺｎＳ（３６ｎｍ）／ＣａＦ2（１２５ｎｍ）／ＺｎＳ（３６ｎｍ）］q／窓材（ＣａＦ2）の構造からなる輻射防止窓を形成した。ここで、ｐ，ｑは、低屈折率膜と高屈折率膜との交互積層構造が連続して繰り返される回数を表す。
【００６９】
図１６はｐ＝７、ｑ＝７の場合について、輻射が輻射透過窓に対して垂直に入射した場合の反射率の計算結果であり、図１７は図１６の３００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長領域の拡大図である。４００ｎｍ〜８００ｎｍの全ての可視光領域において９５％以上の非常に高い反射率となっている。
【００７０】
なお、図１７には、比較のために、透過防止中心波長が７００ｎｍの誘電体多層膜の反射特性と、透過防止中心波長５００ｎｍの誘電体多層膜の反射特性を合わせて示した。設計した膜構造は、これら両方の反射特性を併せ持っており、全可視光領域において９５%以上の非常に高い反射率となっている。本実施例の誘電体多層膜を備える輻射透過窓は、第３実施例と同様、例えば上記実施形態の反応部などの輻射を放射する物体が定常状態において１０００℃以下である場合に使用することができることはもちろんのこと、この誘電体多層膜は、上述の物体が定常状態において１０００℃以上である場合にも使用することができる。
【００７１】
以上示したように、本実施形態によれば、高温反応部１５または低温反応部１３からの輻射を輻射透過窓２３，２５を介して反応装置１０Ａの外部に放出するので、高温反応部１５または低温反応部１３から断熱容器２０への伝熱量を抑制しながら、高温反応部１５、低温反応部１３の温度を適切に維持することができる。
【００７２】
また、誘電体多層膜２３ｂ，２５ｂが設けられているので、高温反応部１５または低温反応部１３から輻射される輻射のうち適切な波長領域を断熱容器２０の外部へ放出させることができ、特に、高温反応部１５または低温反応部１３から可視光や赤外光が放出されないため、ユーザに与える不快感を抑制することができる。
【００７３】
なお、上記実施形態においては、低温反応部１３及び高温反応部１５の両方に輻射放熱膜１３ａ，１５ａを設けたが、いずれか一方のみでもよい。また、輻射透過窓２３，２５についても、設けられる輻射放熱膜に対向するいずれか一方のみを設けるようにしてもよい。また、反射膜２１ａの材質を適切に選択すれば、筐体２１を、赤外線の波長を透過させる材料で輻射透過窓２３，２５と一体に形成してもよい。
【００７４】
＜変形例１＞
また、図１８、図１９に示すように、第２連結部１４に輻射放熱膜１４ａを設け、断熱容器２０の輻射放熱膜１４ａと対向する部分に輻射透過窓２４を設けてもよい。
【００７５】
＜変形例２＞
あるいは、図２０に示すように、第１連結部１２の低温反応部１３と断熱容器２０との間の部分に輻射放熱膜１２ａを設け、断熱容器２０の輻射放熱膜１２ａと対向する部分に輻射透過窓２２を設けてもよい。
【００７６】
＜変形例３＞
あるいは、図２１に示すように、第１連結部１２の低温反応部１３と断熱容器２０との間の部分に輻射放熱膜１２ａを設け、断熱容器２０の輻射放熱膜１２ａと対向する部分に輻射透過窓２２を設けるとともに、第２連結部１４に輻射放熱膜１４ａを設け、断熱容器２０の輻射放熱膜１４ａと対向する部分に輻射透過窓２４を設けてもよい。
【００７７】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図２２は本発明の第２実施形態に係る電子機器１００を示すブロック図である。この電子機器１００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、ゲーム機器等といった携帯型の電子機器である。
【００７８】
電子機器１００は、燃料電池装置１３０と、燃料電池装置１３０から供給される電気エネルギーにより駆動される電子機器本体１０１と、等から概略構成される。燃料電池装置１３０は後述するように、電気エネルギーを生成し電子機器本体１０１に供給する。
【００７９】
次に、燃料電池装置１３０について説明する。この燃料電池装置１３０は、電子機器本体１０１に出力する電気エネルギーを生成するものであり、燃料容器１０２、送液ポンプ１０３、反応装置１１０、燃料電池セル１４０、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１、二次電池１３２、等を備える。
【００８０】
燃料容器１０２には、液体の原燃料（例えば、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル）と水との混合液が貯留されている。なお、液体の原燃料と水とを燃料容器１０２内で別々に貯留してもよい。
燃料容器１０２内の混合液は、送液ポンプ１０３により反応装置１１０の気化器１０４に送液される。
【００８１】
反応装置１１０は、気化器１０４、改質器１０５、一酸化炭素除去器１０６、熱交換器１０７、触媒燃焼器１０９等からなる。
気化器１０４は燃料容器１０２から送られた混合液を後述するヒータ兼温度センサ１５３や改質器１０５からの伝熱により約１１０〜１６０℃程度に加熱し、気化させる。気化器１０４で気化した混合気は改質器１０５へ送られる。
【００８２】
改質器１０５は内部に流路が形成され、流路の壁面に改質触媒が担持されている。改質触媒としては、Ｃｕ／ＺｎＯ系触媒やＰｄ／ＺｎＯ系触媒等が用いられる。改質器１０５は後述するヒータ兼温度センサ１５５からの伝熱により気化器１０４から送られる混合気を約３００〜４００℃程度に加熱し、流路内の触媒により改質反応を起こさせる。すなわち、原燃料と水の触媒反応によって、燃料としての水素、二酸化炭素、及び、副生成物である微量な一酸化炭素等の混合気体（改質ガス）が生成される。
【００８３】
ここで、原燃料がメタノールの場合、改質器１０５では主に次の化学反応式（６）に示すような主反応である水蒸気改質反応が起こる。
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→３Ｈ2＋ＣＯ2 …（６）
なお、化学反応式（１）についで逐次的に起こる次の化学反応式（７）のような副反応によって、副生成物として一酸化炭素が微量に（１％程度）生成される。
Ｈ2＋ＣＯ2→Ｈ2Ｏ＋ＣＯ …（７）
化学反応式（６）及び（７）の反応による生成物（改質ガス）は一酸化炭素除去器１０６に送出される。
【００８４】
一酸化炭素除去器１０６の内部には流路が形成され、その流路の壁面に一酸化炭素を選択的に酸化する選択酸化触媒が担持されている。選択酸化触媒としては、例えばＰｔ／Ａｌ2Ｏ3等を用いることができる。
【００８５】
一酸化炭素除去器１０６には改質器１０５で生成された改質ガス及び、外部の空気が送られる。改質ガスが空気と混合して一酸化炭素除去器１０６の流路を流れ、改質器１０５やヒータ兼温度センサ１５５からの伝熱により約１１０〜１６０℃程度に加熱される。そして、改質ガスのうち一酸化炭素が触媒により次の化学反応式（８）のような主反応により優先的に酸化される。これにより主生成物として二酸化炭素が生成され、改質ガス中の一酸化炭素を燃料電池セル１４０に供給可能な１０ｐｐｍ程度まで低濃度化することができる。
２ＣＯ＋Ｏ2→２ＣＯ2 …（８）
化学反応式（８）の反応は発熱反応であるため、吸熱反応（混合液の気化）が行われる気化器１０４と隣接して配置される。
一酸化炭素除去器１０６を通過した改質ガスは燃料電池セル１４０に送出される。
【００８６】
触媒燃焼器１０９には燃料電池セル１４０の燃料供給流路１４４ａを通過した改質ガス（オフガス）及び空気が送られ、改質ガス中に残留する水素が空気により燃焼される。熱交換器１０７は一酸化炭素除去器１０６と隣接して配置され、燃料電池セル１４０から触媒燃焼器１０９に供給されるオフガス及び空気が通過する過程で、一酸化炭素除去器１０６の熱によりオフガス及び空気を加熱する。
【００８７】
燃料電池セル１４０は固体高分子型燃料電池であり、固体高分子電解質膜１４１と、固体高分子電解質膜１４１の両面に形成された燃料極１４２（アノード）及び酸素極１４３（カソード）と、燃料極１４２に改質ガスを供給する燃料供給流路１４４ａが設けられた燃料極セパレータ１４４と、酸素極１４３に酸素を供給する酸素供給流路１４５ａが設けられた酸素極セパレータ１４５と、が積層されている。
【００８８】
固体高分子電解質膜１４１は水素イオンを透過するが、酸素分子、水素分子、二酸化炭素、電子を通さない性質を有する。
燃料極１４２には燃料供給流路１４４ａを介して改質ガスが送られる。燃料極１４２では改質ガス中の水素による次の電気化学反応式（９）に示す反応が起こる。
Ｈ2→２H+＋２ｅ- …（９）
生成した水素イオンは固体高分子電解質膜１４１を透過して酸素極１４３に到達する。生成した電子はアノード出力電極１４６に供給される。
【００８９】
酸素極１４３には、空気が酸素供給流路１４５ａを介して送られる。酸素極１４３では固体高分子電解質膜１４１を透過した水素イオンと、空気中の酸素とカソード出力電極１４７より供給される電子とにより、次の電気化学反応式（１０）に示すように水が生成される。
２H+＋１／２Ｏ2＋２ｅ-→Ｈ2Ｏ …（１０）
なお、固体高分子電解質膜１４１の両面には、電気化学反応式（９）、（１０）の反応を促進する図示しない触媒が設けられている。
【００９０】
アノード出力電極１４６及びカソード出力電極１４７は外部回路であるＤＣ／ＤＣコンバータ１３１と接続されており、アノード出力電極１４６に到達した電子はＤＣ／ＤＣコンバータ１３１を通ってカソード出力電極１４７に供給される。
【００９１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１は燃料電池セル１４０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１０１に供給するとともに、電気エネルギーを二次電池１３２に充電する。
【００９２】
次に、反応装置１１０の構造について説明する。図２３は反応装置１１０の内部構造を示す模式図である。反応装置１１０は、反応装置本体１１１と、反応装置本体１１１を収容する断熱容器１２０とからなる。なお、第１実施形態と同様の構成については、下２桁に同符号を付して説明を割愛する。
【００９３】
反応装置本体１１１は、第１連結部１１２と、低温反応部１１３と、連結部１１４と、高温反応部１１５とからなる。
高温反応部１１５には、改質器１０５となる改質流路１０５ａ及び触媒燃焼器１０９となる触媒燃焼流路１０９ａが設けられる。また、高温反応部１１５には、電気ヒータ兼温度センサ１５５が設けられており、高温反応部１１５は電気ヒータ兼温度センサ１５５により約３００〜４００℃に保たれる。電気ヒータ兼温度センサ１５５は、断熱容器１２０を貫通するリード線１５５ｃに接続されており、リード線１５５ｃを介して断熱容器１２０の外部より電力が供給される。電気ヒータ兼温度センサ１５５は、絶縁膜１５５ａ，１５５ｂにより絶縁されている。
【００９４】
低温反応部１１３には、気化器１０４となる気化流路１０４ａ、一酸化炭素除去器１０６となる一酸化炭素除去流路１０６ａ、熱交換器１０７となる熱交換流路１０７ａが設けられている。また、低温反応部１１３には、電気ヒータ兼温度センサ１５３が設けられており、低温反応部１１３は電気ヒータ兼温度センサ１５３により約１１０〜１６０℃に保たれる。電気ヒータ兼温度センサ１５３は、断熱容器１２０を貫通するリード線１５３ｃに接続されており、リード線１５３ｃを介して断熱容器１２０の外部より電力が供給される。電気ヒータ兼温度センサ１５３は、絶縁膜１５３ａ，１５３ｂにより絶縁されている。
【００９５】
連結部１１４は高温反応部１１５における反応物や生成物の流路となる配管からなる。連結部１１４は、高温反応部１１５と低温反応部１１３との間を接続する。
第１連結部１１２は高温反応部１１５や低温反応部１１３における反応物や生成物の流路となる配管からなる。第１連結部１１２は一端で低温反応部１１３に接続され、断熱容器１２０を貫通し、他端で送液ポンプ１０３、燃料電池セル１４０、図示しないエアポンプ等に接続される。
【００９６】
本実施形態においては、図２３に示すように、低温反応部１１３に輻射放熱膜１１３ａが設けられており、断熱容器１２０の輻射放熱膜１１３ａと対向する部分に輻射透過窓１２３ａが設けられている。輻射放熱膜１１３ａからの輻射は輻射透過窓１２３ａを透過するため、低温反応部１１３の熱量が輻射により断熱容器１２０の外部へ放出される。したがって、低温反応部１１３から第１連結部１１２を経て断熱容器１２０へ伝導する熱量を抑えながら、高温反応部１１５からの伝熱による低温反応部１１３の温度が必要以上に上昇することを防ぐことができる。
【００９７】
本実施形態の構造において、低温反応部１１３の温度を１５０℃、高温反応部１１５の温度を４００℃、燃料電池セル１４０の効率を４０％、発電量を２０Wとした場合の効果を算出する。
連結部１１４や第１連結部１１２による熱伝導を除く高温反応部１１５、低温反応部１１３の熱収支（各化学反応の反応熱、反応ガスの熱交換の合計）は、それぞれ＋２Ｗ、＋９Ｗになる。輻射放熱膜１１３ａを設けない場合には、この合計１１Ｗの熱量が断熱容器１２０へと伝導してしまう。たとえば、９Ｗを輻射放熱膜１１３ａにより放熱することで、第１連結部１１２より伝導する熱量を２Ｗに抑制することができる。誘電体多層膜を形成した輻射透過窓として、例えば実施例１のものを用いる場合、150℃の輻射放熱膜から放出される輻射のうち約43％を透過させ、放熱することができる。したがって、この９Ｗの放熱は、輻射放熱膜１１３ａの輻射率を１とすると、輻射放熱膜１１３ａの表面積を約１１６ｃｍ2とることで可能である。
【００９８】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図２４は本発明の第３実施形態に係る電子機器２００を示すブロック図である。なお、第２実施形態と同様の構成については、下２桁に同符号を付して説明を割愛する。
【００９９】
本実施形態においては、反応装置２１０が、気化器２０４、改質器２０５、第１の熱交換器２０７、第２の熱交換器２０８、触媒燃焼器２０９、燃料電池セルスタック２４０等からなる。
気化器２０４と第１の熱交換器２０７とは一体に設けられており、改質器２０５と第２の熱交換器２０８とは一体に設けられており、燃料電池セルスタック２４０と触媒燃焼器２０９とは一体に設けられている。
【０１００】
図２５は反応装置２１０の内部構造を示す模式図である。燃料電池セルスタック２４０は、図２５に示すように、複数の燃料電池セル２４０Ａ，２４０Ｂ，２４０Ｃ，２４０Ｄを積層してなる。なお、燃料電池セル２４０Ａ，２４０Ｂ，２４０Ｃ，２４０Ｄは溶融炭酸塩型であり、酸化炭素除去器は用いられない。なお、図２４では単一の燃料電池セル２４０Ａのみを示す。
【０１０１】
以下、単一の燃料電池セル２４０Ａ及び触媒燃焼器２０９で生じる反応について説明する。
燃料電池セル２４０Ａは、電解質２４１と、電解質２４１の両面に形成された燃料極２４２（アノード）及び酸素極２４３（カソード）と、燃料極２４２に改質ガスを供給する燃料供給流路２４４ａが設けられた燃料極セパレータ２４４と、酸素極２４３に酸素を供給する酸素供給流路２４５ａが設けられた酸素極セパレータ２４５と、が積層されている。
【０１０２】
電解質２４１は炭酸イオンを透過するが、酸素分子、水素分子、一酸化炭素、二酸化炭素、電子を通さない性質を有する。
燃料極２４２には燃料供給流路２４４ａを介して改質ガスが送られる。燃料極２４２では改質ガス中の水素、一酸化炭素及び電解質２４１を通過した炭酸イオンによる次の電気化学反応式（１１）、（１２）に示す反応が起こる。
Ｈ2＋ＣＯ32-→Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2＋２ｅ- …（１１）
ＣＯ＋ＣＯ32-→２ＣＯ2＋２ｅ- …（１２）
生成した電子はアノード出力電極２４６に供給される。生成した水、二酸化炭素及び未反応の水素、一酸化炭素からなる混合気体（オフガス）は触媒燃焼器２０９に供給される。
【０１０３】
触媒燃焼器２０９には、第１の熱交換器２０７及び第２の熱交換器２０８により加熱された酸素（空気）と、オフガスとが混合されて供給される。触媒燃焼器２０９では、水素及び一酸化炭素が燃焼され、燃焼熱は燃料電池セルスタック２４０を加熱するのに用いられる。
触媒燃焼器２０９の排ガス（水、酸素及び二酸化炭素の混合気体）は酸素供給流路２４５ａを介して酸素極２４３に供給される。
【０１０４】
酸素極２４３では酸素供給流路２４５ａより供給される酸素、二酸化炭素と、カソード出力電極２４７より供給される電子とにより、次の電気化学反応式（１３）に示す反応が起こる。
２ＣＯ2＋Ｏ2＋４ｅ-→２ＣＯ32- …（１３）
生成した炭酸イオンは電解質２４１を通過して燃料極２４２に供給される。
【０１０５】
次に、反応装置２１０の構造について説明する。なお、第２実施形態と同様の構成については、下２桁に同符号を付して説明を割愛する。
図２５は反応装置２１０の内部構造を示す模式図である。反応装置２１０は、反応装置本体２１１と、反応装置本体２１１を収容する断熱容器２２０とからなる。なお、第２実施形態と同様の構成については、下２桁に同符号を付して説明を割愛する。
【０１０６】
反応装置本体２１１は、高温反応部２１７と、中温反応部２１５と、低温反応部２１３と、第１連結部２１２と、第２連結部２１４と、第３連結部２１６とからなる。
高温反応部２１７には、燃料電池セル２４０Ａ，２４０Ｂ，２４０Ｃ，２４０Ｄが積層された燃料電池セルスタック２４０及び触媒燃焼器２０９となる触媒燃焼流路２０９ａが設けられる。
【０１０７】
燃料電池セル２４０Ａの酸素極セパレータ２４５と燃料電池セル２４０Ｂの燃料極セパレータ２４４、燃料電池セル２４０Ｂの酸素極セパレータ２４５と燃料電池セル２４０Ｃの燃料極セパレータ２４４、燃料電池セル２４０Ｃの酸素極セパレータ２４５と燃料電池セル２４０Ｄの燃料極セパレータ２４４はそれぞれ一体化された両面セパレータ２４８となっている。燃料電池セル２４０Ａの燃料極セパレータ２４４にアノード出力電極２４６が接続され、燃料電池セル２４０Ｄの酸素極セパレータ２４５にカソード出力電極２４７が接続されている。アノード出力電極２４６及びカソード出力電極２４７は断熱容器２２０を貫通しており、燃料電池セルスタック２４０で生成された電力を外部に出力する。
【０１０８】
また、高温反応部２１７には、電気ヒータ兼温度センサ２５７が設けられており、高温反応部２１７は電気ヒータ兼温度センサ２５７により約６００〜７００℃に保たれる。電気ヒータ兼温度センサ２５７は、断熱容器２２０を貫通するリード線２５７ｃに接続されており、リード線２５７ｃを介して断熱容器２２０の外部より電力が供給される。電気ヒータ兼温度センサ２５７は、絶縁膜２５７ａ，２５７ｂにより絶縁されている。
【０１０９】
中温反応部２１５には、改質器２０５となる改質流路２０５ａ及び第２の熱交換器２０８となる熱交換流路２０８ａが設けられている。
また、中温反応部２１５には、電気ヒータ兼温度センサ２５５が設けられており、中温反応部２１５は電気ヒータ兼温度センサ２５５により約３００〜４００℃に保たれる。電気ヒータ兼温度センサ２５５は、断熱容器２２０を貫通するリード線２５５ｃに接続されており、リード線２５５ｃを介して断熱容器２２０の外部より電力が供給される。電気ヒータ兼温度センサ２５５は、絶縁膜２５５ａ，２５５ｂにより絶縁されている。
【０１１０】
低温反応部２１３には、気化器２０４となる気化流路２０４ａ、一酸化炭素除去器２０６となる一酸化炭素除去流路２０６ａ、熱交換器２０７となる熱交換流路２０７ａが設けられている。また、低温反応部２１３には、電気ヒータ兼温度センサ２５３が設けられており、低温反応部２１３は電気ヒータ兼温度センサ２５３により約１１０〜１６０℃に保たれる。電気ヒータ兼温度センサ２５３は、断熱容器２２０を貫通するリード線２５３ｃに接続されており、リード線２５３ｃを介して断熱容器２２０の外部より電力が供給される。電気ヒータ兼温度センサ２５３は、絶縁膜２５３ａ，２５３ｂにより絶縁されている。
【０１１１】
第１連結部２１２は高温反応部２１７、中温反応部２１５や低温反応部２１３における反応物や生成物の流路となる配管からなる。第１連結部２１２は一端で低温反応部２１３に接続され、断熱容器２２０を貫通し、他端で送液ポンプ２０３、図示しないエアポンプ等に接続される。
第２連結部２１４は中温反応部２１５における反応物や生成物の流路となる配管からなる。第２連結部２１４は、中温反応部２１５と低温反応部２１３との間を接続する。
第３連結部２１６は高温反応部２１７における反応物や生成物の流路となる配管からなる。第３連結部２１６は、高温反応部２１７と中温反応部２１５との間を接続する。
【０１１２】
本実施形態においては、図２５に示すように、高温反応部２１７に輻射放熱膜２１７ａが設けられており、断熱容器２２０の輻射放熱膜２１７ａと対向する部分に輻射透過窓２２７が設けられている。輻射放熱膜２１７ａからの輻射は輻射透過窓２２７を透過するため、高温反応部２１７の熱量が輻射により断熱容器２２０の外部へ放出される。したがって、高温反応部２１７から第３連結部２１６を経て中温反応部２１５へ伝導する熱量を抑えながら、高温反応部２１７で生じる熱量により高温反応部２１７の温度が必要以上に上昇することを防ぐことができる。
【０１１３】
本実施形態の構造について、低温反応部２１３の温度を１５０℃、中温反応部２１５の温度を４００℃、高温反応部２１７の温度を６５０℃、燃料電池セルスタック２４０の効率を５０％とし、発電量を２０Wとした場合の効果を算出する。
第３連結部２１６、第２連結部２１４及び第１連結部２１２による熱伝導を除く高温反応部２１７、中温反応部２１５、低温反応部２１３の熱収支（各化学反応の反応熱、反応ガスの熱交換の合計）は、それぞれ＋２１Ｗ、＋０．５Ｗ、−２．５Ｗになる。輻射放熱膜２１７ａを設けない場合には、この合計１９Ｗの熱量が断熱容器２２０へと伝導してしまう。たとえば、１７．５Ｗを輻射放熱膜２１７ａにより放射することで、第１連結部２１２より伝導する熱量を２Ｗに抑制することができる。誘電体多層膜を形成した輻射透過窓として、例えば実施例１のものを用いる場合、６５０℃の輻射放熱膜から放出される輻射のうち約５２％を透過させ、放熱することができる。したがって、この１７．５Ｗの放熱は、輻射放熱膜２１７ａの輻射率を１とすると、輻射放熱膜２１７ａの表面積を約８．２ｃｍ２とることで可能である。
【０１１４】
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図２６は本発明の第４実施形態に係る電子機器３００を示すブロック図である。以下、本実施形態の第３実施形態と異なる点について説明し、第３実施形態と同様の構成については、下２桁に同符号を付して説明を割愛する。
【０１１５】
燃料電池セルスタック３４０は固体酸化物型であり、複数の燃料電池セル３４０Ａ，３４０Ｂ，３４０Ｃ，３４０Ｄを積層してなる。第３実施形態と同様に、反応装置３１０Ａには一酸化炭素除去器は用いられない。なお、図２６では単一の燃料電池セル３４０Ａのみを示す。
【０１１６】
以下、単一の燃料電池セル３４０Ａ及び触媒燃焼器３０９で生じる反応について説明する。
燃料電池セル３４０Ａは、電解質３４１と、電解質３４１の両面に形成された燃料極３４２（アノード）及び酸素極３４３（カソード）と、燃料極３４２に改質ガスを供給する燃料供給流路３４４ａが設けられた燃料極セパレータ３４４と、酸素極３４３に酸素を供給する酸素供給流路３４５ａが設けられた酸素極セパレータ３４５と、が積層されている。
【０１１７】
電解質３４１は酸素イオンを透過するが、酸素分子、水素分子、一酸化炭素、二酸化炭素、電子を通さない性質を有する。
燃料極３４２には燃料供給流路３４４ａを介して改質ガスが送られる。燃料極３４２では改質ガス中の水素、一酸化炭素及び電解質３４１を通過した酸素イオンによる次の電気化学反応式（１４）、（１５）に示す反応が起こる。
Ｈ2＋Ｏ2-→Ｈ2Ｏ＋２ｅ- …（１４）
ＣＯ＋Ｏ2-→ＣＯ2＋２ｅ- …（１５）
生成した電子はアノード出力電極３４６に供給される。未反応の改質ガス（オフガス）は触媒燃焼器３０９に供給される。
【０１１８】
酸素極３４３には酸素供給流路３４５ａを介して、第１の熱交換器３０７及び第２の熱交換器３０８により加熱された酸素（空気）が供給される。酸素極３４３では、酸素と、カソード出力電極３４７より供給される電子とにより、次の電気化学反応式（１６）に示す反応が起こる。
１／２Ｏ2＋２ｅ-→Ｏ2- …（１６）
生成した酸素イオンは電解質３４１を通過して燃料極３４２に供給される。未反応の酸素（空気）は触媒燃焼器３０９に供給される。
【０１１９】
触媒燃焼器３０９では、燃料供給流路３４４ａを通過したオフガスと、酸素供給流路３４５ａを通過した酸素（空気）とが混合され、オフガス中の水素及び一酸化炭素が燃焼される。燃焼熱は燃料電池セルスタック３４０を加熱するのに用いられる。
触媒燃焼器３０９の排ガス（水、酸素及び二酸化炭素の混合気体）は第２の熱交換器３０８及び第１の熱交換器３０７において熱を放出した後に、排出される。
【０１２０】
本実施形態においては、燃料電池セルスタック３４０及び触媒燃焼器３０９が一体化された高温反応部３１７は、電気ヒータ兼温度センサ３５７により約８００〜１０００℃に保たれる。
【０１２１】
図２７は反応装置３１０Ａの内部構造を示す模式図である。図２７に示すように、反応装置３１０Ａには、高温反応部３１７に輻射放熱膜３１７ａが設けられており、断熱容器３２０の輻射放熱膜３１７ａと対向する部分に輻射透過窓３２７が設けられている。輻射放熱膜３１７ａからの輻射は輻射透過窓３２７を透過するため、高温反応部３１７の熱量が輻射により断熱容器３２０の外部へ放出される。したがって、高温反応部３１７から第３連結部３１６を経て中温反応部３１５へ伝導する熱量を抑えながら、高温反応部３１７で生じる熱量により高温反応部２１７の温度が必要以上に上昇することを防ぐことができる。
【０１２２】
また、本実施形態においては、図２７に示すように、中温反応部３１５に輻射放熱膜３１５ａが設けられており、断熱容器３２０の輻射放熱膜３１５ａと対向する部分に輻射透過窓３２５が設けられている。輻射放熱膜３１５ａからの輻射は輻射透過窓３２５を透過するため、中温反応部３１５の熱量が輻射により断熱容器３２０の外部へ放出される。したがって、中温反応部３１５から第２連結部３１４を経て低温反応部３１３へ伝導する熱量を抑えながら、第３連結部３１６から伝導する熱量により中温反応部３１５の温度が必要以上に上昇することを防ぐことができる。
【０１２３】
本実施形態の構造について、低温反応部３１３の温度を１５０℃、中温反応部３１５の温度を４００℃、高温反応部３１７の温度を８００℃、燃料電池セルスタック３４０の効率を６０％とし、発電量を２０Wとした場合の効果を算出する。
第３連結部３１６、第２連結部３１４及び第１連結部３１２による熱伝導を除く高温反応部３１７、中温反応部３１５、低温反応部３１３の熱収支（各化学反応の反応熱、反応ガスの熱交換の合計）は、それぞれ＋１０Ｗ、＋３Ｗ、＋０Ｗになる。輻射放熱膜３１２ａ，３１６ａを設けない場合には、この合計１３Ｗの熱量が断熱容器３２０へと伝導してしまう。たとえば、８Ｗ，３Ｗを輻射放熱膜３１５ａ，３１７ａにより放射することで、第１連結部３１２より伝導する熱量を２Ｗに抑制することができる。誘電体多層膜を形成した輻射透過窓として、例えば実施例１のものを用いる場合、８００℃の輻射放熱膜から放出される輻射のうち約５３％を、４００℃の輻射放熱膜から放出される輻射のうち約５３％をそれぞれ透過させ、放熱することができる。したがって、この８Ｗ，３Ｗの放熱は、輻射放熱膜３１５ａ，３１７ａの輻射率を１とすると、輻射放熱膜３１５ａ，３１７ａの表面積をそれぞれ約２．５ｃｍ２、４．９ｃｍ２とることで可能である。
【０１２４】
なお、上記実施形態においては、中温反応部３１５及び高温反応部３１７の両方に輻射放熱膜３１５ａ，３１７ａを設けたが、いずれか一方のみでもよい。それに合わせて、対向する輻射透過窓３２５，３２７についても、いずれか一方のみでもよい。
【０１２５】
図２８は本実施形態に係る電子機器３００の形態例を示す斜視図である。なお、図２８に示す電子機器３００はノート型パーソナルコンピュータである。図２８に示すように、反応装置３１０Ａは電子機器３００の背面側に取り付けられており、輻射透過窓３２５，３２７は後方向きに設けられている。このため、輻射放熱膜３１５ａ，３１５ａより放射された赤外線は輻射透過窓３２５，３２７を透過して外部に放出され、電子機器本体３０１の温度を上昇させることがない。
【０１２６】
＜変形例４＞
なお、図２９、図３０に示すように、第３連結部３１６に輻射放熱膜３１６ａを設け、断熱容器３２０の輻射放熱膜３１６ａと対向する部分に輻射透過窓３２６を設けてもよい。高温反応部３１７から第３連結部３１６へ伝導する熱量の一部が輻射放熱膜３１６ａから輻射され、輻射透過窓３２６より断熱容器３２０の外部へ放出されるため、中温反応部３１５の温度が第３連結部３１６から伝導する熱量により必要以上に上昇することを防ぐことができる。
【０１２７】
＜変形例５＞
あるいは、図３１に示すように、第２連結部３１４に輻射放熱膜３１４ａを設け、断熱容器３２０の輻射放熱膜３１４ａと対向する部分に輻射透過窓３２４を設けてもよい。中温反応部３１５から第２連結部３１４へ伝導する熱量の一部が輻射放熱膜３１４ａから輻射され、輻射透過窓３２４より断熱容器３２０の外部へ放出されるため、低温反応部３１３の温度が第２連結部３１４から伝導する熱量により必要以上に上昇することを防ぐことができる。
【０１２８】
＜変形例６＞
あるいは、図３２に示すように、第１連結部３１２に輻射放熱膜３１２ａを設け、断熱容器３２０の輻射放熱膜３１２ａと対向する部分に輻射透過窓３２２を設けてもよい。低温反応部３１３から第１連結部３１２へ伝導する熱量の一部が輻射放熱膜３１２ａから輻射され、輻射透過窓３２２より断熱容器３２０の外部へ放出されるため、断熱容器３２０の温度が第１連結部３１２から伝導する熱量により許容範囲を超えて上昇することを防ぐことができる。
【０１２９】
＜変形例７＞
あるいは、図３３、図３４に示すように、アノード出力電極３４６及びカソード出力電極３４７に輻射放熱膜３４６ａ，３４７ａを設け、断熱容器３２０の輻射放熱膜３４６ａ，３４７ａと対向する部分に輻射透過窓３６６，３６７を設けてもよい。高温反応部３１７からアノード出力電極３４６及びカソード出力電極３４７へ伝導する熱量の一部が輻射放熱膜３４６ａ，３４７ａから輻射され、輻射透過窓３６６，３６７より断熱容器３２０の外部へ放出されるため、断熱容器３２０の温度がアノード出力電極３４６及びカソード出力電極３４７から伝導する熱量により許容範囲を超えて上昇することを防ぐことができる。
また、輻射放熱膜３４６ａ，３４７ａのいずれか１つのみを設け、対向するいずれか１つの輻射透過窓３６６，３６７のみを設けてもよい。
【０１３０】
なお、輻射放熱膜３１２ａ，３１３ａ，３１４ａ，３１５ａ，３１６ａ，３１７ａ，３４６ａ，３４７ａのいずれか２つ以上を設けてもよい。その場合には、対向する輻射透過窓３２２，３２３，３２４，３２５，３２６，３２７，３６６，３６７を設ける必要がある。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る反応装置１０Ａの構成を示す模式図である。
【図２】１００℃〜１０００℃における輻射強度と波長との関係を示す図である。
【図３】Ａｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｈの反射率の波長依存性を示すグラフである。
【図４】輻射透過窓２３，２５の材料の候補となる物質の透過率と光の波長との関係を示すグラフである。
【図５】輻射透過窓２３，２５の材料の候補となる物質の透過率と光の波長との関係を示すグラフである。
【図６】輻射透過窓２３，２５の構造を示す模式図である。
【図７】ヒトの皮膚の赤外透過性と波長との関係を示すグラフである。
【図８】７００℃、８００℃及び１０００℃における輻射強度と波長との関係を示す図である。
【図９】図８の可視光領域（４００ｎｍ〜８００ｎｍ）を示す拡大図である。
【図１０】実施例１の輻射透過窓の反射率を示すグラフである。
【図１１】実施例１の輻射透過窓を通じて外部に放出される輻射のスペクトルを示すグラフである。
【図１２】実施例２の輻射透過窓の反射率を示すグラフである。
【図１３】実施例２の輻射透過窓を通じて外部に放出される輻射のスペクトルを示すグラフである。
【図１４】実施例３の輻射透過窓の反射率を示すグラフである。
【図１５】図１４の４００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長領域の拡大図である。
【図１６】実施例４の輻射透過窓の反射率を示すグラフである。
【図１７】図１６の３００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長領域の拡大図である。
【図１８】本発明の第１変形例に係る反応装置１０Ｂの構成を示す模式図である。
【図１９】図１８のXIX矢視図である。
【図２０】本発明の第２変形例に係る反応装置１０Ｃの構成を示す模式図である。
【図２１】本発明の第３変形例に係る反応装置１０Ｄの構成を示す模式図である。
【図２２】本発明の第２実施形態に係る電子機器１００を示すブロック図である。
【図２３】反応装置１１０の内部構造を示す模式図である。
【図２４】本発明の第３実施形態に係る電子機器２００を示すブロック図である。
【図２５】反応装置２１０の内部構造を示す模式図である。
【図２６】本発明の第４実施形態に係る電子機器３００を示すブロック図である。
【図２７】反応装置３１０Ａの内部構造を示す模式図である。
【図２８】本発明の第４実施形態に係る電子機器３００の形態例を示す斜視図である。
【図２９】本発明の第４変形例に係る反応装置３１０Ｂの構成を示す模式図である。
【図３０】図２９のXXX矢視図である。
【図３１】本発明の第５変形例に係る反応装置３１０Ｃの構成を示す模式図である。
【図３２】本発明の第６変形例に係る反応装置３１０Ｄの構成を示す模式図である。
【図３３】本発明の第７変形例に係る反応装置３１０Ｅの構成を示す模式図である。
【図３４】図３３のXXXIV矢視図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１０Ａ〜１０Ｄ，１１０，２１０，３１０Ａ〜３１０Ｅ 反応装置
１１，１１１，２１１，３１１ 反応装置本体
１１ａ，１１１ａ，２１１ａ，３１１ａ 輻射防止膜
１２ａ〜１５ａ，１１３ａ，２１７ａ，３１２ａ〜３１７ａ，３４６ａ，３４７ａ 輻射放熱膜
１２，１１２，２１２，３１２ 第１連結部
１３，１１３，２１３，３１３ 低温反応部
１４，１１４，２１４，３１４ 第２連結部
１５，１１５，２１７，３１７ 高温反応部
２０，１２０，２２０，３２０ 断熱容器
２１ａ，１２１ａ，２２１ａ，３２１ａ 反射膜
２２，２３，２４，２５，１２３，２２６，２２７，３２２〜３２７，３６６，３６７ 輻射透過窓
１００，２００，３００ 電子機器
１３０，２３０，３３０ 燃料電池装置
１４０，２４０，３４０ 燃料電池セル
１４６，２４６，３４６ アノード出力電極
１４７，２４７，３４７ カソード出力電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池装置等に用いる反応装置及びそれを備える電子機器に関する。
【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。アルコール類及びガソリンといった液体燃料を用いる場合には、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、改質反応の副産物である一酸化炭素を除去するＣＯ除去器等が必要となる。
【０００４】
この気化器やＣＯ除去器の動作温度が高温であるため、これらを断熱容器に収納し、放熱を抑制することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００４−３０３６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、このような高温体収容装置において、反応装置本体から断熱容器に伝導する熱量を抑えると、反応装置本体の温度が上昇し、適切な反応温度を保てないおそれがある。一方、このような問題を避けるため、例えば、反応装置本体から断熱容器に伝導する熱量を増大させると、反応装置本体を備える外部の電子機器の温度が上昇するという問題がある。
【０００６】
このため、本出願人は、反応装置本体からの輻射を透過させる領域を断熱容器に設け、反応装置本体の熱を輻射により断熱容器の外部へ放射することができる反応装置を検討している。しかし、波長によっては、反応装置の外側に存在する物体が輻射を吸収してしまうため、反応装置本体から輻射される輻射のうち、外側の物体に対する影響の少ない波長領域の輻射を外部に放射することが必要である。特に、光や熱として人体が感知できる可視光や赤外光が放出されると、ユーザに不快感を与えるおそれがある。
【０００７】
本発明の課題は、反応装置本体から輻射される輻射のうち適切な波長領域の輻射を断熱容器の外部へ放出させることである。
【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、請求項１に記載の発明は、反応装置であって、反応物が反応する反応部を有する反応装置本体と、前記反応装置本体を収容するとともに、前記反応装置本体からの輻射を透過する輻射透過領域を有する第１の容器とを備え、前記輻射透過領域には、ＡｌＦ3、ＢａＦ2、ＣａＦ2、ＣｅＦ3、ＣｅＯ2、ＣｓＩ、ＤｙＦ2、ＤＬＣ、Ｇｄ2Ｏ3、ＬａＦ3、Ｌａ2Ｏ3、ＬｉＦ、ＭｇＦ2、ＰｂＦ2、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｒＦ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＹＦ3、Ｙ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＺｎＳ、Ａｌ2Ｏ3、、Ｂｉ2Ｏ3、ＢｉＦ3、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、Ｃｒ2Ｏ3、ＧａＡｓ、Ｇｅ、ＨｆＯ2、ＭｇＯ、ＮａＦ、Ｎａ3ＡｌＦ6、Ｎａ5Ａｌ3Ｆ14、Ｎｂ2Ｏ5、ＮｄＦ3、Ｎｄ2Ｏ3、ＰｂＣｌ2、ＰｂＴｅ、ＰｂＳ、Ｓｂ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｓ3、Ｓｉ、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＯ2、Ｔｅ、ＴｌＣｌ、ＹｂＦ3、Ｙｂ2Ｏ3、ＺｎＳｅ、ＺｒＯ2の少なくとも２つの材料が用いられている誘電体多層膜が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、反応装置であって、反応物が反応する反応部を有する反応装置本体と、前記反応装置本体を収容するとともに、前記反応装置本体からの輻射を透過する輻射透過領域を有する第１の容器とを備え、前記輻射透過領域には可視光の波長領域の輻射の少なくとも一部を反射する誘電体多層膜が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の反応装置であって、前記誘電体多層膜は６１０〜８００ｎｍの波長領域の輻射の少なくとも一部を反射することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の反応装置であって、前記誘電体多層膜は４００〜８００ｎｍの波長領域の輻射の少なくとも一部を反射することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、反応装置であって、反応物が反応する反応部を有する反応装置本体と、前記反応装置本体を収容するとともに、前記反応装置本体からの輻射を透過する輻射透過領域を有する第１の容器とを備え、前記輻射透過領域にはヒトの皮膚に対する浸透深度が５０μｍ以下となる波長領域の輻射の少なくとも一部を反射する誘電体多層膜が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の反応装置であって、前記誘電体多層膜は２．７〜３．１μｍ及び５．９〜６．５μｍの波長領域の輻射の少なくとも一部を反射することを特徴とする。
【００１４】
請求項７に記載の発明は、請求項２〜６のいずれか一項に記載の反応装置であって、前記誘電体多層膜には、ＡｌＦ3、ＢａＦ2、ＣａＦ2、ＣｅＦ3、ＣｅＯ2、ＣｓＩ、ＤｙＦ2、ＤＬＣ、Ｇｄ2Ｏ3、ＬａＦ3、Ｌａ2Ｏ3、ＬｉＦ、ＭｇＦ2、ＰｂＦ2、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｒＦ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＹＦ3、Ｙ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＺｎＳ、Ａｌ2Ｏ3、、Ｂｉ2Ｏ3、ＢｉＦ3、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、Ｃｒ2Ｏ3、ＧａＡｓ、Ｇｅ、ＨｆＯ2、ＭｇＯ、ＮａＦ、Ｎａ3ＡｌＦ6、Ｎａ5Ａｌ3Ｆ14、Ｎｂ2Ｏ5、ＮｄＦ3、Ｎｄ2Ｏ3、ＰｂＣｌ2、ＰｂＴｅ、ＰｂＳ、Ｓｂ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｓ3、Ｓｉ、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＯ2、Ｔｅ、ＴｌＣｌ、ＹｂＦ3、Ｙｂ2Ｏ3、ＺｎＳｅ、ＺｒＯ2の少なくとも２つの材料が用いられていることを特徴とする。
【００１５】
請求項８に記載の発明は、請求項１又は７に記載の反応装置であって、前記誘電体多層膜は、前記少なくとも２つの材料のうち第１の材料により形成された第１の層に、前記第１の材料と異なる第２の材料により形成された第２の層が積層されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項９に記載の発明は、請求項１又は７に記載の反応装置であって、前記誘電体多層膜は、前記少なくとも２つの材料のうち第１の材料により形成された第１の層と、前記第１の材料と異なる第２の材料により形成された第２の層とが交互に複数回積層されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０に記載の発明は、請求項８又は９に記載の反応装置であって、前記第１の材料の屈折率をｎH、前記第１の層の膜厚をｄHとし、前記第２の材料の屈折率をｎL、前記第２の層の膜厚をｄL（ただし、ｎH＞ｎL）とするとき、前記誘電体多層膜は２（ｎHｄH＋ｎLｄL）の波長の輻射の少なくとも一部を反射することを特徴とする。
【００１８】
請求項１１に記載の発明は、請求項１、７〜１０のいずれか一項に記載の反応装置であって、前記第１の材料はＣａＦ2であり、前記第２の材料はＺｎＳであることを特徴とする。
【００１９】
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であって、前記反応部は、反応物の反応により電力を生成する燃料電池セルを含むことを特徴とする。
【００２０】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の反応装置であって、前記燃料電池セルは固体酸化物型であることを特徴とする。
【００２１】
請求項１４に記載の発明は、電子機器であって、請求項１２又は１３に記載の反応装置と、前記燃料電池セルの電力により動作する電子機器本体とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、反応装置本体から輻射される輻射のうち適切な波長領域を断熱容器の外部へ放出させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
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。
【００２４】
〔第１実施形態〕
図１は本発明の第１実施形態に係る反応装置１０Ａの構成を示す模式図である。図１に示すように、反応装置１０Ａは、反応装置本体１１と、反応装置本体１１を収容する断熱容器（第１の容器）２０とからなる。反応装置１０Ａは、例えばステンレス（ＳＵＳ３０４）やコバール合金、ニッケル基合金等の金属板を貼り合わせて形成してもよいし、光学材料あるいはガラス基板等を貼り合わせて形成してもよい。
反応装置本体１１の外壁面には、後述する輻射放熱膜１３ａ，１５ａが設けられた部分を除き、輻射を防止する輻射防止膜１１ａが設けられている。輻射防止膜１１ａの材料には、後述する反射膜２１ａと同様の材料を用いることができる。輻射防止膜１１ａにより、反応装置１０Ａからの輻射による反応装置１０Ａの外部への熱量の移動が抑制される。
【００２５】
反応装置本体１１は、第１連結部１２と、低温反応部１３と、第２連結部１４と、高温反応部１５とからなる。高温反応部１５は、低温反応部１３よりも高温に保たれる。
図１に示すように、低温反応部１３及び高温反応部１５の外表面には、輻射放熱膜１３ａ，１５ａがそれぞれ設けられている。輻射放熱膜１３ａ，１５ａには、１〜３０μｍの赤外領域での輻射率が０．５以上、より好ましくは０．８以上である高輻射率の材料を用いることができる。
【００２６】
輻射放熱膜１３ａ，１５ａは、反応装置本体１１の表面全体に輻射防止膜１１ａを成膜した後に、輻射防止膜１１ａと重ねて成膜してもよい。
輻射放熱膜１３ａ，１５ａの材料としては、作成方法が簡便である材料を選択することができ、ＳｉＯ2やアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）に代表される各種酸化物や、カオリン等の粘土鉱物、セラミック等を用いることができる。例えば、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、カオリンやＲＦｅＯ3（Ｒは希土類）、ハフニウム酸化物やＹＳＺや、チタン酸化物を含有する耐熱輻射塗料などを用いることができる。
輻射放熱膜１３ａ，１５ａは、例えば高輻射率の材料を含有するエマルジョン液体を基板等に塗布し、乾燥させることでシート状に形成することができる。
あるいは、断熱容器２０内のガスを吸着する非蒸発型ゲッターにより輻射放熱膜１３ａ，１５ａを形成してもよい。
【００２７】
一方、電気伝導性を有するもの、例えば通常の金属や可視光領域で黒色に見えるグラファイトは、赤外領域を含む長波長領域において輻射率が低くなるため、輻射放熱膜１３ａ，１５ａの材料として用いることはできない。
【００２８】
また、輻射放熱膜１３ａ，１５ａは、陽極酸化等の手法により、Ａｌ2Ｏ3を筐体２１の外表面に多孔質体状に形成することができる。あるいは、細いグラスファイバーを用いた布を輻射放熱膜１３ａ，１５ａとして用いることもできる。
輻射放熱膜１３ａ，１５ａは、断熱容器２０の内壁面の輻射透過窓２３，２５と対向配置される。
【００２９】
第１連結部１２は高温反応部１５や低温反応部１３において反応する反応物や生成する生成物が流れる流路となる配管を含む。第１連結部１２は、一端で低温反応部１３に接続され、他端側で断熱容器２０を貫通するとともに、他端で図示しない外部の装置に接続される。第１連結部１２は、低温反応部１３から断熱容器２０の外部に反応物や生成物を送る流路となる第１配管（流出配管）と、断熱容器２０の外部から低温反応部１３に反応物や生成物を送る第２配管（流入配管）とを備える。
【００３０】
第２連結部１４は高温反応部１５や低温反応部１３において反応する反応物や生成する生成物が流れる流路となる配管を含み、高温反応部１５と低温反応部１３との間を接続する。第２連結部１４は、一端で高温反応部１５に接続され、他端で低温反応部１３に接続されるとともに、高温反応部１５から低温反応部１３に反応物や生成物を送る流路となる第３配管（流出配管）と、低温反応部１３から高温反応部１５に反応物や生成物を送る第４配管（流入配管）とを備える。
【００３１】
次に、断熱容器２０について説明する。断熱容器２０は直方体形状をしており、内部に反応装置本体１１が収納されている。
【００３２】
断熱容器２０の内部空間は気体分子による熱伝導や対流を防ぐため、例えば１０Ｐａ以下、より好ましくは１Ｐａ以下、といった大気圧よりも低い圧力に維持されている。
断熱容器２０は、筐体２１と、輻射透過窓２３，２５と、反射膜２１ａとから概略構成される。
筐体２１の内壁面には、反応装置本体１１からの輻射による熱損失を抑制するために、輻射を反射する反射膜２１ａが形成されている。反射膜２１ａの材料については、後述する。反射膜２１ａにより、反応装置本体１１からの輻射による筐体２１への熱量の移動が抑制される。
【００３３】
低温反応部１３には第２連結部１４を介して高温反応部１５から熱量が伝導するので、第１連結部１２を介して断熱容器２０に伝導する熱量以上の熱量が伝導すると、温度が適温以上に上昇するおそれがある。そこで、本実施形態の断熱容器２０の内壁面には、低温反応部１３及び高温反応部１５に対応する位置に、それぞれ輻射透過窓２３，２５を設けている。
【００３４】
輻射透過窓２３，２５は、断熱容器２０の内壁面の反射膜２１ａが設けられた領域と比較して、赤外領域での輻射の透過率が高い。輻射透過窓２５は高温反応部１５の輻射放熱膜１５ａからの輻射を透過させて断熱容器２０の外部に放出する。輻射透過窓２３は低温反応部１３の輻射放熱膜１３ａからの輻射を透過させて断熱容器２０の外部に放出する。
【００３５】
輻射透過窓２３，２５は、例えば図１に示すように、断熱容器２０の輻射放熱膜１３ａ，１５ａと対向する部分に設けられており、赤外領域の輻射の透過率が高い材料で形成されている。輻射透過窓２３，２５の材料については、後述する。
【００３６】
以下、反応装置１０Ａにおける熱の移動について説明する。
一般に、固体の伝熱量をＱ、熱伝導率をｋ、断面積をＳ、温度差をΔＴ、伝熱長をΔｘとすると、以下の数式（１）が成立する。
【数１】
【００３７】
したがって、第２連結部１４を通しての高温反応部１５から低温反応部１３への伝熱量ＱS1は、高温反応部１５と低温反応部１３との温度差、第２連結部１４の熱伝導率及び断面積に比例し、第２連結部１４の長さに反比例する。同様に、低温反応部１３から断熱容器２０への伝熱量ＱS2は、低温反応部１３と断熱容器２０との温度差、第１連結部１２の熱伝導率及び断面積に比例し、第１連結部１２の低温反応部１３から断熱容器２０までの長さに反比例する。
【００３８】
次に、輻射放熱膜１３ａ，１５ａによる放熱量について検討する。
高温反応部１５内における反応熱及び流通ガスとの熱の授受による熱収支をＱRA、低温反応部１３内における熱収支をＱRB、輻射放熱膜１５ａによる放熱量をＱI、輻射放熱膜１３ａによる放熱量をＱIIとすると、熱平衡状態では以下の数式（２）、（３）が成立する。
【数２】
【００３９】
数式（２）、（３）より、低温反応器１３および高温反応器１５の熱収支の合計はＱIとＱIIとＱS2の和となる。したがって、各反応器の温度を適切に保つには、各反応器１３，１５の熱収支に合わせて放熱量を適切に設定する必要がある。ここで、断熱容器への伝熱量ＱS2は、断熱容器を介しての外部の装置への伝熱量と等しくなるので、外部の装置の温度上昇を防ぐためには、ＱS2を抑制する必要がある。一方、輻射放熱膜１５ａ、１３aによる放熱量QI、QIIは、輻射透過窓２３，２５を透過して外部へ放射されるため、各輻射透過窓を適切に配置することにより、この熱が外部の装置へと伝熱させないようにすることができる。したがって、各反応器１３，１５での熱収支の合計及び抑制された断熱容器への伝熱量ＱS2に応じて、適切に放熱量ＱI及びＱIIを設定することにより、各反応器１３，１５の温度を適切に保ちながら、外部の装置への伝熱量QS2を抑制することが可能である。
【００４０】
シュテファン＝ボルツマンの法則によると、絶対温度Ｔ（Ｋ）、輻射率ε、表面積Ａ（ｍ2）の物体から単位時間当たりに放出される総輻射エネルギー量Ｅ（Ｗ／ｍ2）は以下の数式（４）で表される。
【数３】
ここで、σはシュテファン＝ボルツマン定数であり、σ＝５．６７×１０-8（Ｗ／ｍ2／Ｋ4）である。したがって、放熱量ＱI、ＱIIは、輻射放熱膜１３ａ，１５ａの面積を変更したり、適度な輻射率の材質を選択することにより調整することができる。
【００４１】
次に、輻射放熱膜１３ａ，１５ａから放射される輻射の波長と輻射透過窓２３，２５の材質について検討する。
温度Ｔ（Ｋ）の黒体が放射する波長λの電磁波の黒体放射強度Ｂ（λ）は、プランクの式と呼ばれる次の数式（５）で与えられる。
【数４】
【００４２】
ウィーンの変位則によると、温度Ｔ（Ｋ）の黒体からの輻射強度がピークをとる波長λmax（ｍ）は温度Ｔ（Ｋ）に反比例し、次の数式（６）で表される。
【数５】
【００４３】
図２は数式（５）により求めた、１００℃〜１０００℃における輻射強度と波長との関係を示す図である。なお、波長λmaxにおける輻射強度Ｂ（λmax）を１として規格化している。図２に示すように、反応部の温度によって輻射強度が最大となる波長が異なるため、低温反応部１３及び高温反応部１５の動作温度に合わせて、反射膜２１ａや輻射透過窓２３，２５の材質を選択する必要がある。
【００４４】
図３は反射膜２１ａの材料の候補となるＡｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｈの輻射の反射率の波長依存性を示すグラフである。図３に示すように、Ａｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ｃｕは１００℃〜１０００℃の反応部から放射される約１μｍ以上の赤外領域での輻射の反射率が９０％以上であり、反射膜２１ａとして用いることができる。また、Ｒｈは約２μｍ以上の赤外領域での輻射の反射率が９０％以上であるので、反応部の温度が５００℃以下であれば、反射膜２１ａとして用いることができる。
【００４５】
図４、図５は輻射透過窓２３，２５の材料の候補となる物質の透過率と光の波長との関係を示すグラフである。輻射透過窓２３，２５としては、輻射放熱膜１３ａ，１５ａから放射される輻射の透過率が高い材料を選択することができる。一方、輻射放熱膜１３ａ，１５ａから放射される輻射の透過率が低く吸収率が高い材料は、吸収した輻射熱により輻射透過窓２３，２５の温度が上昇し、断熱容器２０を介して外部の装置へと伝熱してしまうため、適していない。
【００４６】
輻射透過窓２３，２５に適した材料としては、例えば、超高真空用の覗き窓の材料として利用されているＣａＦ2（フッ化カルシウム；０．１５−１２）、ＢａＦ2（フッ化バリウム；０．２５−１５）、ＺｎＳｅ（セレン化亜鉛；０．６−１８）、ＭｇＦ2（フッ化マグネシウム；０．１３−１０）、ＫＲＳ−５（臭沃化タリウム；０．６−６０）、ＫＲＳ−６（臭塩化タリウム；０．４１−３４）、ＬｉＦ（フッ化リチウム；０．１１−８）、ＳｉＯ2（光学用合成石英；０．１６−８）、ＣｓＩ（ヨウ化セシウム；０．２−７０）、ＫＢｒ（臭化カリウム；０．２−４０）等を用いることができる。なお、括弧内の数字は透過領域波長（μｍ）である。
【００４７】
この他にも、ＡｌＦ3（０．２２−１２）、ＮａＣｌ（０．２１−２６）、（０．１６−１５）、ＫＣｌ（０．２１−３０）、ＣｓＣｌ（０．１９−２５）、ＣｓＢｒ（０．２４−４０）、ＣｓＦ（０．２７−１８）、ＮａＢｒ（０．２２−２３）、ＣａＣＯ３（０．３−５．５）、ＫＩ（０．３−３０）、ＮａＩ（０．２５−２５）、ＡｇＣｌ（０．４−３０）、ＡｇＢｒ（０．４５−３３）、ＴｌＢｒ（０．９−４０）、Ａｌ2Ｏ3（０．２−８）、ＢｉＦ3（０．２６−２０）、ＣｄＳｅ（０．７−２５）、ＣｄＳ（０．５５−１８）、ＣｄＴｅ（０．８６−２８）、ＣｅＦ3（０．３−１２）、ＣｅＯ2（０．４−１６）、Ｃｒ2Ｏ3（１．２−１０）、ＤｙＦ2（０．２２−１２）、ＧａＡｓ（０．９−１８）、ＧａＳｅ（０．６５−１７）、Ｇｄ2Ｏ3（０．３２−１５）、Ｇｅ（１．７−２５）、ＨｆＯ2（０．２３−１２）、Ｌａ2Ｏ3（０．２６−１１）、ＭｇＯ（０．２３−９）、ＮａＦ（０．１３−１５）、Ｎｂ2Ｏ5（０．３２−８）、ＰｂＦ2（０．２４−２０）、Ｓｉ（１．１−１．４）、Ｓｉ3Ｎ4（０．２５−９）、ＳｒＦ2（０．２−１０）、ＴｌＣｌ（０．４−２０）、ＹＦ3（０．２−１４）、Ｙ2Ｏ3（０．２５−９）、ＺｎＯ（０．３５−２０）、ＺｎＳ（０．３８−１４）、ＺｒＯ2（０．３−８）等を用いることができる。
【００４８】
図６は輻射透過窓２３，２５の構造を示す模式図である。輻射防止窓２３，２５は、図６に示すように、窓材２３ａ，２５ａと、窓材２３ａ，２５ａの内壁面に設けられた誘電体多層膜２３ｂ，２５ｂとからなる。誘電体多層膜２３ｂ，２５ｂは、図４に示すように、高屈折率層２３ｃ，２５ｃ（屈折率ｎH）と低屈折率層２３ｄ，２５ｄ（屈折率ｎL）とが交互に積層されている。ここで、ｎH＞ｎLである。
誘電体多層膜２３ｂ，２５ｂは、所定の波長領域の輻射に対して高い反射率を示す。具体的には、高屈折率層２３ｃ，２５ｃの膜厚をｄH、低屈折率層２３ｄ，２５ｄの膜厚をｄLとすると、誘電体多層膜２３ｂ、２５ｂの反射率は、λ＝２（ｎHｄH＋ｎLｄL）の波長でピークをとり、このピーク波長を含む所定の波長領域の輻射に対して高い反射率を示す。具体的には後述するが、上述の通り、本実施形態の輻射透過窓は、所望の波長において反射率がピークをとるように、誘電体多層膜２３ｂ，２５ｂの材料、屈折率及び膜厚を選択することができる。
【００４９】
高屈折率層２３ｃ，２５ｃ及び低屈折率層２３ｄ，２５ｄには、ｎH＞ｎLを満たす種々の薄膜材料の組み合わせを用いることができる。
例えば、ＡｌＦ3（１．３６）、ＢａＦ2（１．４８）、ＣａＦ2（１．４）、ＣｅＦ3（１．６３）、ＣｅＯ2（２．０−２．４）、ＣｓＩ（１．７）、ＤＬＣ(Ｄｉａｍｏｎｄ−ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ) (１．９−２．６)、ＤｙＦ2（１．５３）、Ｇｄ2Ｏ3（１．９２）、ＬａＦ3（１．５９）、Ｌａ2Ｏ3（１．９５）、ＬｉＦ（１．３６）、ＭｇＦ2（１．３８）、ＰｂＦ2（１．５）、Ｓｃ2Ｏ3（１．８６）、ＳｒＦ2（１．４４）、Ｔａ2Ｏ5（２−２．３）、ＴｉＯ2（２．２−２．５）、ＹＦ3（１．５）、Ｙ2Ｏ3（１．７９）、ＺｎＯ（２）、ＺｎＳ（２．４）等を組み合わせて用いることができる。なお、括弧内の数字は屈折率であり、ｎH＞ｎLを満たすように組み合わせる必要がある。
【００５０】
この他にも、Ａｌ2Ｏ3（１．６３）、Ｂｉ2Ｏ3（１．９−２．４５）、ＢｉＦ3（１．６５−１．７４）、ＣｄＳｅ（２．４５）、ＣｄＳ（２．３）、ＣｄＴｅ（２．７）、Ｃｒ2Ｏ3（２．２４）、ＧａＡｓ（３．２）、Ｇｅ（４．２５）、ＨｆＯ2（１．９−２．１５）、ＭｇＯ（１．７）、ＮａＦ（１．３４）、Ｎａ3ＡｌＦ6（１．３５）、Ｎａ5Ａｌ3Ｆ14（１．３５）、Ｎｂ2Ｏ5（２．１−２．３）、ＮｄＦ3（１．６）、Ｎｄ2Ｏ3（２）、ＰｂＣｌ2（２．３）、ＰｂＴｅ（５．６）、ＰｂＳ（３．９−４．２）、Ｓｂ2Ｏ3（２）、Ｓｂ2Ｓ3（３）、Ｓｉ（３．４５）、Ｓｉ3Ｎ4（１．７２）、ＳｉＯ2（１．４−１．４７）、Ｔｅ（４．９）、ＴｌＣｌ（２．６）、ＹｂＦ3（１．５２）、Ｙｂ2Ｏ3（１．７５）、ＺｎＳｅ（２．６）、ＺｒＯ2（２．０５）等を組み合わせて用いることができる。
【００５１】
このような誘電体多層膜２３ｂ，２５ｂは、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、イオンビーム蒸着法、スパッタリング法等により作成することができる。
以下、誘電体多層膜２３ｂ，２５ｂで反射する光の波長について検討する。
【００５２】
〔赤外光領域についての検討〕
図７は、ヒトの皮膚に対する浸透深度と波長との関係を示すグラフである。ある波長における浸透深度が大きいほど、その波長の輻射がヒトの皮膚に吸収されやすいことを示す。このグラフから、上述した反応部から放射された輻射のうち、特に、約２．８〜３．１μｍの波長領域、及び、約５．９〜６．５μｍの波長領域の輻射は、浸透深度が約５０μｍ以下となり皮膚の表面の近傍で吸収されやすいことがわかる。
【００５３】
吸収された輻射は皮膚の表面の近傍で熱に変わるため、ユーザーは温感を感じることにより、輻射によりユーザーに不快感を与えるおそれがある。したがって、誘電体多層膜２３ｂ，２５ｂでは、輻射放熱膜から放射された輻射のうち、ヒトの皮膚の表面の近傍で吸収されやすい波長領域の輻射、特に、約２．７〜３．１μｍの波長領域、及び、約５．９〜６．５μｍの波長領域の輻射を反射することが好ましい。
【００５４】
〔可視光領域についての検討〕
図８は数式（４）により求めた、７００℃、８００℃及び１０００℃における輻射強度と波長との関係を示す図であり、図９は図８の可視光領域（４００ｎｍ〜８００ｎｍ）を示す拡大図である。なお、λmaxにおける輻射強度Ｂ（λmax）を１として規格化している。７００℃において、可視光の赤色側限界８００ｎｍの輻射の強度はピーク強度の約０．１%となっている。温度上昇とともに、可視光域の輻射強度および輻射域が増大し、８００℃では７３０ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲において輻射強度が０．１%を超え、１０００℃では６１０ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲において輻射強度が０．１%を超えている。また、８００ｎｍにおける輻射強度は２％にまで増大している。
【００５５】
７００℃を超える反応部から輻射放熱する場合には、電子機器の一部から赤い光が放出されるために、ユーザに不快感を与えるおそれがある。したがって、誘電体多層膜２３ｂ，２５ｂでは、約４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視光領域の輻射を反射することが好ましい。
【００５６】
以下、誘電体多層膜を形成した輻射透過窓の具体例を挙げて説明する。
【実施例１】
【００５７】
窓材及び低屈折率膜としてＣａＦ2（屈折率ｎL＝１．４）、高屈折率膜としてＺｎＳ（屈折率ｎH＝２．４）を用いて、ＺｎＳ／（ＣａＦ2／ＺｎＳ）p／窓材（ＣａＦ2）の構造からなる輻射防止窓について検討する。ただし、ｐは、低屈折率膜と高屈折率膜との交互積層構造が連続して繰り返される回数を表す。
透過防止波長λを３．２μｍとするために、高屈折率膜の膜厚ｄHを３３３ｎｍとし、低屈折率膜の膜厚ｄLを５７１ｎｍとした。
【００５８】
図１０はｐ＝１，３，５のそれぞれの場合について、輻射が輻射透過窓に対して垂直に入射した場合の反射率の計算結果である。どの多層膜も、３μｍ近傍の波長領域において反射率が大きくなっており、層数ｐが１，３，５と増えるに従い反射率が増大している。
【００５９】
ｐ＝５では、２．６〜３．６μmの波長領域において９５%以上の反射率となっている。従って、本実施例の誘電体多層膜を備える輻射透過窓は、ヒトの皮膚に吸収されやすい約２．７〜３．１μｍの波長領域の輻射をよく反射する。なお、本実施例の誘電体多層膜では、、３．２μｍの奇数分の１の波長のうち１つである約１μm近傍の波長領域においても反射率が大きくなっている。
【００６０】
輻射が多層膜に対して斜めに入射した場合、光路長が長くなるため、高反射率波長帯域が低波長側にシフトし、反射率の絶対値も変動する。しかし、上記の条件においては、入射角が０〜６０度の広い角度範囲にわたり、３μmでの反射率を９５％以上とすることができる。また、輻射放熱膜と輻射透過窓の距離をできるだけ近づけることによって、斜入射の影響を軽減することが可能である。
【００６１】
図１１に、輻射透過窓を通じて外部に放出される輻射のスペクトルを示す。輻射放熱体の温度は８００℃とし、黒体輻射と同じスペクトルが射出されると仮定した。透過窓を通じて外部に放出できるエネルギーを見積もると、輻射放熱体の射出するエネルギーの約５３%となった。
【実施例２】
【００６２】
窓材及び低屈折率膜としてＣａＦ2（屈折率ｎL＝１．４）、高屈折率膜としてＺｎＳ（屈折率ｎH＝２．４）を用いて、（ＣａＦ2／ＺｎＳ）p／窓材（ＣａＦ2）の構造からなる輻射防止窓について、透過防止波長λを６μｍ及び３μｍとするために、高屈折率膜の膜厚ｄHを９３８ｎｍとし、低屈折率膜の膜厚ｄLを５３６ｎｍとした。
【００６３】
図１２はｐ＝５の場合について、輻射が輻射透過窓に対して垂直に入射した場合の反射率の計算結果である。３μｍと６μm近傍の波長領域において反射率が大きくなっており、３μmにおいて９５%以上、６μmにおいて９０%以上となっている。従って、本実施例の誘電体多層膜を備える輻射透過窓は、ヒトの皮膚に吸収されやすい約２．７〜３．１μｍの波長領域、及び、約５．９〜６．５μｍの波長領域の輻射をよく反射する。なお、本実施例の多層膜では、、６μmの１／（４ｎ−１）、１／（４ｎ−２）、１／（４ｎ−３）の波長（ｎは整数）においても反射率が大きくなっている。
【００６４】
図１３に、輻射透過窓を通じて外部に放出される輻射のスペクトルを示す。輻射放熱体の温度は８００℃とし、黒体輻射と同じスペクトルが射出されると仮定した。透過窓を通じて外部に放出できるエネルギーを見積もると、輻射放熱体の射出するエネルギーの約５６%である。
【実施例３】
【００６５】
窓材及び低屈折率膜としてＣａＦ2（屈折率ｎL＝１．４）、高屈折率膜としてＺｎＳ（屈折率ｎH＝２．４）を用いて、ＺｎＳ／（ＣａＦ2／ＺｎＳ）p／窓材（ＣａＦ2）の構造からなる輻射防止窓について、透過防止波長λを７００ｎｍとするために、高屈折率膜の膜厚ｄHを７３ｎｍとし、低屈折率膜の膜厚ｄLを１２５ｎｍとした。
【００６６】
図１４はｐ＝５の場合について、輻射が輻射透過窓に対して垂直に入射した場合の反射率の計算結果であり、図１５は図１４の４００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長領域の拡大図である。６００ｎｍ〜８３０ｎｍの波長領域において９５％以上の非常に高い反射率となっている。
【００６７】
前述したように、１０００℃の黒体輻射では、輻射強度が０．１%を超える波長領域が６１０ｎｍ〜８００ｎｍであるので、本実施例の誘電体多層膜を備える輻射透過窓は、例えば上記実施形態の反応部などの輻射を放射する物体が定常状態において１０００℃以下である場合に使用することができる。
【実施例４】
【００６８】
窓材及び低屈折率膜としてＣａＦ2（屈折率ｎL＝１．４）、高屈折率膜としてＺｎＳ（屈折率ｎH＝２．４）を用いて、透過防止波長λを７００ｎｍ及び５００ｎｍとなるように、［ＺｎＳ（２６ｎｍ）／ＣａＦ2（８９ｎｍ）／ＺｎＳ（２６ｎｍ）］p／［ＺｎＳ（３６ｎｍ）／ＣａＦ2（１２５ｎｍ）／ＺｎＳ（３６ｎｍ）］q／窓材（ＣａＦ2）の構造からなる輻射防止窓を形成した。ここで、ｐ，ｑは、低屈折率膜と高屈折率膜との交互積層構造が連続して繰り返される回数を表す。
【００６９】
図１６はｐ＝７、ｑ＝７の場合について、輻射が輻射透過窓に対して垂直に入射した場合の反射率の計算結果であり、図１７は図１６の３００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長領域の拡大図である。４００ｎｍ〜８００ｎｍの全ての可視光領域において９５％以上の非常に高い反射率となっている。
【００７０】
なお、図１７には、比較のために、透過防止中心波長が７００ｎｍの誘電体多層膜の反射特性と、透過防止中心波長５００ｎｍの誘電体多層膜の反射特性を合わせて示した。設計した膜構造は、これら両方の反射特性を併せ持っており、全可視光領域において９５%以上の非常に高い反射率となっている。本実施例の誘電体多層膜を備える輻射透過窓は、第３実施例と同様、例えば上記実施形態の反応部などの輻射を放射する物体が定常状態において１０００℃以下である場合に使用することができることはもちろんのこと、この誘電体多層膜は、上述の物体が定常状態において１０００℃以上である場合にも使用することができる。
【００７１】
以上示したように、本実施形態によれば、高温反応部１５または低温反応部１３からの輻射を輻射透過窓２３，２５を介して反応装置１０Ａの外部に放出するので、高温反応部１５または低温反応部１３から断熱容器２０への伝熱量を抑制しながら、高温反応部１５、低温反応部１３の温度を適切に維持することができる。
【００７２】
また、誘電体多層膜２３ｂ，２５ｂが設けられているので、高温反応部１５または低温反応部１３から輻射される輻射のうち適切な波長領域を断熱容器２０の外部へ放出させることができ、特に、高温反応部１５または低温反応部１３から可視光や赤外光が放出されないため、ユーザに与える不快感を抑制することができる。
【００７３】
なお、上記実施形態においては、低温反応部１３及び高温反応部１５の両方に輻射放熱膜１３ａ，１５ａを設けたが、いずれか一方のみでもよい。また、輻射透過窓２３，２５についても、設けられる輻射放熱膜に対向するいずれか一方のみを設けるようにしてもよい。また、反射膜２１ａの材質を適切に選択すれば、筐体２１を、赤外線の波長を透過させる材料で輻射透過窓２３，２５と一体に形成してもよい。
【００７４】
＜変形例１＞
また、図１８、図１９に示すように、第２連結部１４に輻射放熱膜１４ａを設け、断熱容器２０の輻射放熱膜１４ａと対向する部分に輻射透過窓２４を設けてもよい。
【００７５】
＜変形例２＞
あるいは、図２０に示すように、第１連結部１２の低温反応部１３と断熱容器２０との間の部分に輻射放熱膜１２ａを設け、断熱容器２０の輻射放熱膜１２ａと対向する部分に輻射透過窓２２を設けてもよい。
【００７６】
＜変形例３＞
あるいは、図２１に示すように、第１連結部１２の低温反応部１３と断熱容器２０との間の部分に輻射放熱膜１２ａを設け、断熱容器２０の輻射放熱膜１２ａと対向する部分に輻射透過窓２２を設けるとともに、第２連結部１４に輻射放熱膜１４ａを設け、断熱容器２０の輻射放熱膜１４ａと対向する部分に輻射透過窓２４を設けてもよい。
【００７７】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。図２２は本発明の第２実施形態に係る電子機器１００を示すブロック図である。この電子機器１００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、ゲーム機器等といった携帯型の電子機器である。
【００７８】
電子機器１００は、燃料電池装置１３０と、燃料電池装置１３０から供給される電気エネルギーにより駆動される電子機器本体１０１と、等から概略構成される。燃料電池装置１３０は後述するように、電気エネルギーを生成し電子機器本体１０１に供給する。
【００７９】
次に、燃料電池装置１３０について説明する。この燃料電池装置１３０は、電子機器本体１０１に出力する電気エネルギーを生成するものであり、燃料容器１０２、送液ポンプ１０３、反応装置１１０、燃料電池セル１４０、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１、二次電池１３２、等を備える。
【００８０】
燃料容器１０２には、液体の原燃料（例えば、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル）と水との混合液が貯留されている。なお、液体の原燃料と水とを燃料容器１０２内で別々に貯留してもよい。
燃料容器１０２内の混合液は、送液ポンプ１０３により反応装置１１０の気化器１０４に送液される。
【００８１】
反応装置１１０は、気化器１０４、改質器１０５、一酸化炭素除去器１０６、熱交換器１０７、触媒燃焼器１０９等からなる。
気化器１０４は燃料容器１０２から送られた混合液を後述するヒータ兼温度センサ１５３や改質器１０５からの伝熱により約１１０〜１６０℃程度に加熱し、気化させる。気化器１０４で気化した混合気は改質器１０５へ送られる。
【００８２】
改質器１０５は内部に流路が形成され、流路の壁面に改質触媒が担持されている。改質触媒としては、Ｃｕ／ＺｎＯ系触媒やＰｄ／ＺｎＯ系触媒等が用いられる。改質器１０５は後述するヒータ兼温度センサ１５５からの伝熱により気化器１０４から送られる混合気を約３００〜４００℃程度に加熱し、流路内の触媒により改質反応を起こさせる。すなわち、原燃料と水の触媒反応によって、燃料としての水素、二酸化炭素、及び、副生成物である微量な一酸化炭素等の混合気体（改質ガス）が生成される。
【００８３】
ここで、原燃料がメタノールの場合、改質器１０５では主に次の化学反応式（６）に示すような主反応である水蒸気改質反応が起こる。
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→３Ｈ2＋ＣＯ2 …（６）
なお、化学反応式（１）についで逐次的に起こる次の化学反応式（７）のような副反応によって、副生成物として一酸化炭素が微量に（１％程度）生成される。
Ｈ2＋ＣＯ2→Ｈ2Ｏ＋ＣＯ …（７）
化学反応式（６）及び（７）の反応による生成物（改質ガス）は一酸化炭素除去器１０６に送出される。
【００８４】
一酸化炭素除去器１０６の内部には流路が形成され、その流路の壁面に一酸化炭素を選択的に酸化する選択酸化触媒が担持されている。選択酸化触媒としては、例えばＰｔ／Ａｌ2Ｏ3等を用いることができる。
【００８５】
一酸化炭素除去器１０６には改質器１０５で生成された改質ガス及び、外部の空気が送られる。改質ガスが空気と混合して一酸化炭素除去器１０６の流路を流れ、改質器１０５やヒータ兼温度センサ１５５からの伝熱により約１１０〜１６０℃程度に加熱される。そして、改質ガスのうち一酸化炭素が触媒により次の化学反応式（８）のような主反応により優先的に酸化される。これにより主生成物として二酸化炭素が生成され、改質ガス中の一酸化炭素を燃料電池セル１４０に供給可能な１０ｐｐｍ程度まで低濃度化することができる。
２ＣＯ＋Ｏ2→２ＣＯ2 …（８）
化学反応式（８）の反応は発熱反応であるため、吸熱反応（混合液の気化）が行われる気化器１０４と隣接して配置される。
一酸化炭素除去器１０６を通過した改質ガスは燃料電池セル１４０に送出される。
【００８６】
触媒燃焼器１０９には燃料電池セル１４０の燃料供給流路１４４ａを通過した改質ガス（オフガス）及び空気が送られ、改質ガス中に残留する水素が空気により燃焼される。熱交換器１０７は一酸化炭素除去器１０６と隣接して配置され、燃料電池セル１４０から触媒燃焼器１０９に供給されるオフガス及び空気が通過する過程で、一酸化炭素除去器１０６の熱によりオフガス及び空気を加熱する。
【００８７】
燃料電池セル１４０は固体高分子型燃料電池であり、固体高分子電解質膜１４１と、固体高分子電解質膜１４１の両面に形成された燃料極１４２（アノード）及び酸素極１４３（カソード）と、燃料極１４２に改質ガスを供給する燃料供給流路１４４ａが設けられた燃料極セパレータ１４４と、酸素極１４３に酸素を供給する酸素供給流路１４５ａが設けられた酸素極セパレータ１４５と、が積層されている。
【００８８】
固体高分子電解質膜１４１は水素イオンを透過するが、酸素分子、水素分子、二酸化炭素、電子を通さない性質を有する。
燃料極１４２には燃料供給流路１４４ａを介して改質ガスが送られる。燃料極１４２では改質ガス中の水素による次の電気化学反応式（９）に示す反応が起こる。
Ｈ2→２H+＋２ｅ- …（９）
生成した水素イオンは固体高分子電解質膜１４１を透過して酸素極１４３に到達する。生成した電子はアノード出力電極１４６に供給される。
【００８９】
酸素極１４３には、空気が酸素供給流路１４５ａを介して送られる。酸素極１４３では固体高分子電解質膜１４１を透過した水素イオンと、空気中の酸素とカソード出力電極１４７より供給される電子とにより、次の電気化学反応式（１０）に示すように水が生成される。
２H+＋１／２Ｏ2＋２ｅ-→Ｈ2Ｏ …（１０）
なお、固体高分子電解質膜１４１の両面には、電気化学反応式（９）、（１０）の反応を促進する図示しない触媒が設けられている。
【００９０】
アノード出力電極１４６及びカソード出力電極１４７は外部回路であるＤＣ／ＤＣコンバータ１３１と接続されており、アノード出力電極１４６に到達した電子はＤＣ／ＤＣコンバータ１３１を通ってカソード出力電極１４７に供給される。
【００９１】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１３１は燃料電池セル１４０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１０１に供給するとともに、電気エネルギーを二次電池１３２に充電する。
【００９２】
次に、反応装置１１０の構造について説明する。図２３は反応装置１１０の内部構造を示す模式図である。反応装置１１０は、反応装置本体１１１と、反応装置本体１１１を収容する断熱容器１２０とからなる。なお、第１実施形態と同様の構成については、下２桁に同符号を付して説明を割愛する。
【００９３】
反応装置本体１１１は、第１連結部１１２と、低温反応部１１３と、連結部１１４と、高温反応部１１５とからなる。
高温反応部１１５には、改質器１０５となる改質流路１０５ａ及び触媒燃焼器１０９となる触媒燃焼流路１０９ａが設けられる。また、高温反応部１１５には、電気ヒータ兼温度センサ１５５が設けられており、高温反応部１１５は電気ヒータ兼温度センサ１５５により約３００〜４００℃に保たれる。電気ヒータ兼温度センサ１５５は、断熱容器１２０を貫通するリード線１５５ｃに接続されており、リード線１５５ｃを介して断熱容器１２０の外部より電力が供給される。電気ヒータ兼温度センサ１５５は、絶縁膜１５５ａ，１５５ｂにより絶縁されている。
【００９４】
低温反応部１１３には、気化器１０４となる気化流路１０４ａ、一酸化炭素除去器１０６となる一酸化炭素除去流路１０６ａ、熱交換器１０７となる熱交換流路１０７ａが設けられている。また、低温反応部１１３には、電気ヒータ兼温度センサ１５３が設けられており、低温反応部１１３は電気ヒータ兼温度センサ１５３により約１１０〜１６０℃に保たれる。電気ヒータ兼温度センサ１５３は、断熱容器１２０を貫通するリード線１５３ｃに接続されており、リード線１５３ｃを介して断熱容器１２０の外部より電力が供給される。電気ヒータ兼温度センサ１５３は、絶縁膜１５３ａ，１５３ｂにより絶縁されている。
【００９５】
連結部１１４は高温反応部１１５における反応物や生成物の流路となる配管からなる。連結部１１４は、高温反応部１１５と低温反応部１１３との間を接続する。
第１連結部１１２は高温反応部１１５や低温反応部１１３における反応物や生成物の流路となる配管からなる。第１連結部１１２は一端で低温反応部１１３に接続され、断熱容器１２０を貫通し、他端で送液ポンプ１０３、燃料電池セル１４０、図示しないエアポンプ等に接続される。
【００９６】
本実施形態においては、図２３に示すように、低温反応部１１３に輻射放熱膜１１３ａが設けられており、断熱容器１２０の輻射放熱膜１１３ａと対向する部分に輻射透過窓１２３ａが設けられている。輻射放熱膜１１３ａからの輻射は輻射透過窓１２３ａを透過するため、低温反応部１１３の熱量が輻射により断熱容器１２０の外部へ放出される。したがって、低温反応部１１３から第１連結部１１２を経て断熱容器１２０へ伝導する熱量を抑えながら、高温反応部１１５からの伝熱による低温反応部１１３の温度が必要以上に上昇することを防ぐことができる。
【００９７】
本実施形態の構造において、低温反応部１１３の温度を１５０℃、高温反応部１１５の温度を４００℃、燃料電池セル１４０の効率を４０％、発電量を２０Wとした場合の効果を算出する。
連結部１１４や第１連結部１１２による熱伝導を除く高温反応部１１５、低温反応部１１３の熱収支（各化学反応の反応熱、反応ガスの熱交換の合計）は、それぞれ＋２Ｗ、＋９Ｗになる。輻射放熱膜１１３ａを設けない場合には、この合計１１Ｗの熱量が断熱容器１２０へと伝導してしまう。たとえば、９Ｗを輻射放熱膜１１３ａにより放熱することで、第１連結部１１２より伝導する熱量を２Ｗに抑制することができる。誘電体多層膜を形成した輻射透過窓として、例えば実施例１のものを用いる場合、150℃の輻射放熱膜から放出される輻射のうち約43％を透過させ、放熱することができる。したがって、この９Ｗの放熱は、輻射放熱膜１１３ａの輻射率を１とすると、輻射放熱膜１１３ａの表面積を約１１６ｃｍ2とることで可能である。
【００９８】
〔第３実施形態〕
次に、本発明の第３実施形態について説明する。図２４は本発明の第３実施形態に係る電子機器２００を示すブロック図である。なお、第２実施形態と同様の構成については、下２桁に同符号を付して説明を割愛する。
【００９９】
本実施形態においては、反応装置２１０が、気化器２０４、改質器２０５、第１の熱交換器２０７、第２の熱交換器２０８、触媒燃焼器２０９、燃料電池セルスタック２４０等からなる。
気化器２０４と第１の熱交換器２０７とは一体に設けられており、改質器２０５と第２の熱交換器２０８とは一体に設けられており、燃料電池セルスタック２４０と触媒燃焼器２０９とは一体に設けられている。
【０１００】
図２５は反応装置２１０の内部構造を示す模式図である。燃料電池セルスタック２４０は、図２５に示すように、複数の燃料電池セル２４０Ａ，２４０Ｂ，２４０Ｃ，２４０Ｄを積層してなる。なお、燃料電池セル２４０Ａ，２４０Ｂ，２４０Ｃ，２４０Ｄは溶融炭酸塩型であり、酸化炭素除去器は用いられない。なお、図２４では単一の燃料電池セル２４０Ａのみを示す。
【０１０１】
以下、単一の燃料電池セル２４０Ａ及び触媒燃焼器２０９で生じる反応について説明する。
燃料電池セル２４０Ａは、電解質２４１と、電解質２４１の両面に形成された燃料極２４２（アノード）及び酸素極２４３（カソード）と、燃料極２４２に改質ガスを供給する燃料供給流路２４４ａが設けられた燃料極セパレータ２４４と、酸素極２４３に酸素を供給する酸素供給流路２４５ａが設けられた酸素極セパレータ２４５と、が積層されている。
【０１０２】
電解質２４１は炭酸イオンを透過するが、酸素分子、水素分子、一酸化炭素、二酸化炭素、電子を通さない性質を有する。
燃料極２４２には燃料供給流路２４４ａを介して改質ガスが送られる。燃料極２４２では改質ガス中の水素、一酸化炭素及び電解質２４１を通過した炭酸イオンによる次の電気化学反応式（１１）、（１２）に示す反応が起こる。
Ｈ2＋ＣＯ32-→Ｈ2Ｏ＋ＣＯ2＋２ｅ- …（１１）
ＣＯ＋ＣＯ32-→２ＣＯ2＋２ｅ- …（１２）
生成した電子はアノード出力電極２４６に供給される。生成した水、二酸化炭素及び未反応の水素、一酸化炭素からなる混合気体（オフガス）は触媒燃焼器２０９に供給される。
【０１０３】
触媒燃焼器２０９には、第１の熱交換器２０７及び第２の熱交換器２０８により加熱された酸素（空気）と、オフガスとが混合されて供給される。触媒燃焼器２０９では、水素及び一酸化炭素が燃焼され、燃焼熱は燃料電池セルスタック２４０を加熱するのに用いられる。
触媒燃焼器２０９の排ガス（水、酸素及び二酸化炭素の混合気体）は酸素供給流路２４５ａを介して酸素極２４３に供給される。
【０１０４】
酸素極２４３では酸素供給流路２４５ａより供給される酸素、二酸化炭素と、カソード出力電極２４７より供給される電子とにより、次の電気化学反応式（１３）に示す反応が起こる。
２ＣＯ2＋Ｏ2＋４ｅ-→２ＣＯ32- …（１３）
生成した炭酸イオンは電解質２４１を通過して燃料極２４２に供給される。
【０１０５】
次に、反応装置２１０の構造について説明する。なお、第２実施形態と同様の構成については、下２桁に同符号を付して説明を割愛する。
図２５は反応装置２１０の内部構造を示す模式図である。反応装置２１０は、反応装置本体２１１と、反応装置本体２１１を収容する断熱容器２２０とからなる。なお、第２実施形態と同様の構成については、下２桁に同符号を付して説明を割愛する。
【０１０６】
反応装置本体２１１は、高温反応部２１７と、中温反応部２１５と、低温反応部２１３と、第１連結部２１２と、第２連結部２１４と、第３連結部２１６とからなる。
高温反応部２１７には、燃料電池セル２４０Ａ，２４０Ｂ，２４０Ｃ，２４０Ｄが積層された燃料電池セルスタック２４０及び触媒燃焼器２０９となる触媒燃焼流路２０９ａが設けられる。
【０１０７】
燃料電池セル２４０Ａの酸素極セパレータ２４５と燃料電池セル２４０Ｂの燃料極セパレータ２４４、燃料電池セル２４０Ｂの酸素極セパレータ２４５と燃料電池セル２４０Ｃの燃料極セパレータ２４４、燃料電池セル２４０Ｃの酸素極セパレータ２４５と燃料電池セル２４０Ｄの燃料極セパレータ２４４はそれぞれ一体化された両面セパレータ２４８となっている。燃料電池セル２４０Ａの燃料極セパレータ２４４にアノード出力電極２４６が接続され、燃料電池セル２４０Ｄの酸素極セパレータ２４５にカソード出力電極２４７が接続されている。アノード出力電極２４６及びカソード出力電極２４７は断熱容器２２０を貫通しており、燃料電池セルスタック２４０で生成された電力を外部に出力する。
【０１０８】
また、高温反応部２１７には、電気ヒータ兼温度センサ２５７が設けられており、高温反応部２１７は電気ヒータ兼温度センサ２５７により約６００〜７００℃に保たれる。電気ヒータ兼温度センサ２５７は、断熱容器２２０を貫通するリード線２５７ｃに接続されており、リード線２５７ｃを介して断熱容器２２０の外部より電力が供給される。電気ヒータ兼温度センサ２５７は、絶縁膜２５７ａ，２５７ｂにより絶縁されている。
【０１０９】
中温反応部２１５には、改質器２０５となる改質流路２０５ａ及び第２の熱交換器２０８となる熱交換流路２０８ａが設けられている。
また、中温反応部２１５には、電気ヒータ兼温度センサ２５５が設けられており、中温反応部２１５は電気ヒータ兼温度センサ２５５により約３００〜４００℃に保たれる。電気ヒータ兼温度センサ２５５は、断熱容器２２０を貫通するリード線２５５ｃに接続されており、リード線２５５ｃを介して断熱容器２２０の外部より電力が供給される。電気ヒータ兼温度センサ２５５は、絶縁膜２５５ａ，２５５ｂにより絶縁されている。
【０１１０】
低温反応部２１３には、気化器２０４となる気化流路２０４ａ、一酸化炭素除去器２０６となる一酸化炭素除去流路２０６ａ、熱交換器２０７となる熱交換流路２０７ａが設けられている。また、低温反応部２１３には、電気ヒータ兼温度センサ２５３が設けられており、低温反応部２１３は電気ヒータ兼温度センサ２５３により約１１０〜１６０℃に保たれる。電気ヒータ兼温度センサ２５３は、断熱容器２２０を貫通するリード線２５３ｃに接続されており、リード線２５３ｃを介して断熱容器２２０の外部より電力が供給される。電気ヒータ兼温度センサ２５３は、絶縁膜２５３ａ，２５３ｂにより絶縁されている。
【０１１１】
第１連結部２１２は高温反応部２１７、中温反応部２１５や低温反応部２１３における反応物や生成物の流路となる配管からなる。第１連結部２１２は一端で低温反応部２１３に接続され、断熱容器２２０を貫通し、他端で送液ポンプ２０３、図示しないエアポンプ等に接続される。
第２連結部２１４は中温反応部２１５における反応物や生成物の流路となる配管からなる。第２連結部２１４は、中温反応部２１５と低温反応部２１３との間を接続する。
第３連結部２１６は高温反応部２１７における反応物や生成物の流路となる配管からなる。第３連結部２１６は、高温反応部２１７と中温反応部２１５との間を接続する。
【０１１２】
本実施形態においては、図２５に示すように、高温反応部２１７に輻射放熱膜２１７ａが設けられており、断熱容器２２０の輻射放熱膜２１７ａと対向する部分に輻射透過窓２２７が設けられている。輻射放熱膜２１７ａからの輻射は輻射透過窓２２７を透過するため、高温反応部２１７の熱量が輻射により断熱容器２２０の外部へ放出される。したがって、高温反応部２１７から第３連結部２１６を経て中温反応部２１５へ伝導する熱量を抑えながら、高温反応部２１７で生じる熱量により高温反応部２１７の温度が必要以上に上昇することを防ぐことができる。
【０１１３】
本実施形態の構造について、低温反応部２１３の温度を１５０℃、中温反応部２１５の温度を４００℃、高温反応部２１７の温度を６５０℃、燃料電池セルスタック２４０の効率を５０％とし、発電量を２０Wとした場合の効果を算出する。
第３連結部２１６、第２連結部２１４及び第１連結部２１２による熱伝導を除く高温反応部２１７、中温反応部２１５、低温反応部２１３の熱収支（各化学反応の反応熱、反応ガスの熱交換の合計）は、それぞれ＋２１Ｗ、＋０．５Ｗ、−２．５Ｗになる。輻射放熱膜２１７ａを設けない場合には、この合計１９Ｗの熱量が断熱容器２２０へと伝導してしまう。たとえば、１７．５Ｗを輻射放熱膜２１７ａにより放射することで、第１連結部２１２より伝導する熱量を２Ｗに抑制することができる。誘電体多層膜を形成した輻射透過窓として、例えば実施例１のものを用いる場合、６５０℃の輻射放熱膜から放出される輻射のうち約５２％を透過させ、放熱することができる。したがって、この１７．５Ｗの放熱は、輻射放熱膜２１７ａの輻射率を１とすると、輻射放熱膜２１７ａの表面積を約８．２ｃｍ２とることで可能である。
【０１１４】
〔第４実施形態〕
次に、本発明の第４実施形態について説明する。図２６は本発明の第４実施形態に係る電子機器３００を示すブロック図である。以下、本実施形態の第３実施形態と異なる点について説明し、第３実施形態と同様の構成については、下２桁に同符号を付して説明を割愛する。
【０１１５】
燃料電池セルスタック３４０は固体酸化物型であり、複数の燃料電池セル３４０Ａ，３４０Ｂ，３４０Ｃ，３４０Ｄを積層してなる。第３実施形態と同様に、反応装置３１０Ａには一酸化炭素除去器は用いられない。なお、図２６では単一の燃料電池セル３４０Ａのみを示す。
【０１１６】
以下、単一の燃料電池セル３４０Ａ及び触媒燃焼器３０９で生じる反応について説明する。
燃料電池セル３４０Ａは、電解質３４１と、電解質３４１の両面に形成された燃料極３４２（アノード）及び酸素極３４３（カソード）と、燃料極３４２に改質ガスを供給する燃料供給流路３４４ａが設けられた燃料極セパレータ３４４と、酸素極３４３に酸素を供給する酸素供給流路３４５ａが設けられた酸素極セパレータ３４５と、が積層されている。
【０１１７】
電解質３４１は酸素イオンを透過するが、酸素分子、水素分子、一酸化炭素、二酸化炭素、電子を通さない性質を有する。
燃料極３４２には燃料供給流路３４４ａを介して改質ガスが送られる。燃料極３４２では改質ガス中の水素、一酸化炭素及び電解質３４１を通過した酸素イオンによる次の電気化学反応式（１４）、（１５）に示す反応が起こる。
Ｈ2＋Ｏ2-→Ｈ2Ｏ＋２ｅ- …（１４）
ＣＯ＋Ｏ2-→ＣＯ2＋２ｅ- …（１５）
生成した電子はアノード出力電極３４６に供給される。未反応の改質ガス（オフガス）は触媒燃焼器３０９に供給される。
【０１１８】
酸素極３４３には酸素供給流路３４５ａを介して、第１の熱交換器３０７及び第２の熱交換器３０８により加熱された酸素（空気）が供給される。酸素極３４３では、酸素と、カソード出力電極３４７より供給される電子とにより、次の電気化学反応式（１６）に示す反応が起こる。
１／２Ｏ2＋２ｅ-→Ｏ2- …（１６）
生成した酸素イオンは電解質３４１を通過して燃料極３４２に供給される。未反応の酸素（空気）は触媒燃焼器３０９に供給される。
【０１１９】
触媒燃焼器３０９では、燃料供給流路３４４ａを通過したオフガスと、酸素供給流路３４５ａを通過した酸素（空気）とが混合され、オフガス中の水素及び一酸化炭素が燃焼される。燃焼熱は燃料電池セルスタック３４０を加熱するのに用いられる。
触媒燃焼器３０９の排ガス（水、酸素及び二酸化炭素の混合気体）は第２の熱交換器３０８及び第１の熱交換器３０７において熱を放出した後に、排出される。
【０１２０】
本実施形態においては、燃料電池セルスタック３４０及び触媒燃焼器３０９が一体化された高温反応部３１７は、電気ヒータ兼温度センサ３５７により約８００〜１０００℃に保たれる。
【０１２１】
図２７は反応装置３１０Ａの内部構造を示す模式図である。図２７に示すように、反応装置３１０Ａには、高温反応部３１７に輻射放熱膜３１７ａが設けられており、断熱容器３２０の輻射放熱膜３１７ａと対向する部分に輻射透過窓３２７が設けられている。輻射放熱膜３１７ａからの輻射は輻射透過窓３２７を透過するため、高温反応部３１７の熱量が輻射により断熱容器３２０の外部へ放出される。したがって、高温反応部３１７から第３連結部３１６を経て中温反応部３１５へ伝導する熱量を抑えながら、高温反応部３１７で生じる熱量により高温反応部２１７の温度が必要以上に上昇することを防ぐことができる。
【０１２２】
また、本実施形態においては、図２７に示すように、中温反応部３１５に輻射放熱膜３１５ａが設けられており、断熱容器３２０の輻射放熱膜３１５ａと対向する部分に輻射透過窓３２５が設けられている。輻射放熱膜３１５ａからの輻射は輻射透過窓３２５を透過するため、中温反応部３１５の熱量が輻射により断熱容器３２０の外部へ放出される。したがって、中温反応部３１５から第２連結部３１４を経て低温反応部３１３へ伝導する熱量を抑えながら、第３連結部３１６から伝導する熱量により中温反応部３１５の温度が必要以上に上昇することを防ぐことができる。
【０１２３】
本実施形態の構造について、低温反応部３１３の温度を１５０℃、中温反応部３１５の温度を４００℃、高温反応部３１７の温度を８００℃、燃料電池セルスタック３４０の効率を６０％とし、発電量を２０Wとした場合の効果を算出する。
第３連結部３１６、第２連結部３１４及び第１連結部３１２による熱伝導を除く高温反応部３１７、中温反応部３１５、低温反応部３１３の熱収支（各化学反応の反応熱、反応ガスの熱交換の合計）は、それぞれ＋１０Ｗ、＋３Ｗ、＋０Ｗになる。輻射放熱膜３１２ａ，３１６ａを設けない場合には、この合計１３Ｗの熱量が断熱容器３２０へと伝導してしまう。たとえば、８Ｗ，３Ｗを輻射放熱膜３１５ａ，３１７ａにより放射することで、第１連結部３１２より伝導する熱量を２Ｗに抑制することができる。誘電体多層膜を形成した輻射透過窓として、例えば実施例１のものを用いる場合、８００℃の輻射放熱膜から放出される輻射のうち約５３％を、４００℃の輻射放熱膜から放出される輻射のうち約５３％をそれぞれ透過させ、放熱することができる。したがって、この８Ｗ，３Ｗの放熱は、輻射放熱膜３１５ａ，３１７ａの輻射率を１とすると、輻射放熱膜３１５ａ，３１７ａの表面積をそれぞれ約２．５ｃｍ２、４．９ｃｍ２とることで可能である。
【０１２４】
なお、上記実施形態においては、中温反応部３１５及び高温反応部３１７の両方に輻射放熱膜３１５ａ，３１７ａを設けたが、いずれか一方のみでもよい。それに合わせて、対向する輻射透過窓３２５，３２７についても、いずれか一方のみでもよい。
【０１２５】
図２８は本実施形態に係る電子機器３００の形態例を示す斜視図である。なお、図２８に示す電子機器３００はノート型パーソナルコンピュータである。図２８に示すように、反応装置３１０Ａは電子機器３００の背面側に取り付けられており、輻射透過窓３２５，３２７は後方向きに設けられている。このため、輻射放熱膜３１５ａ，３１５ａより放射された赤外線は輻射透過窓３２５，３２７を透過して外部に放出され、電子機器本体３０１の温度を上昇させることがない。
【０１２６】
＜変形例４＞
なお、図２９、図３０に示すように、第３連結部３１６に輻射放熱膜３１６ａを設け、断熱容器３２０の輻射放熱膜３１６ａと対向する部分に輻射透過窓３２６を設けてもよい。高温反応部３１７から第３連結部３１６へ伝導する熱量の一部が輻射放熱膜３１６ａから輻射され、輻射透過窓３２６より断熱容器３２０の外部へ放出されるため、中温反応部３１５の温度が第３連結部３１６から伝導する熱量により必要以上に上昇することを防ぐことができる。
【０１２７】
＜変形例５＞
あるいは、図３１に示すように、第２連結部３１４に輻射放熱膜３１４ａを設け、断熱容器３２０の輻射放熱膜３１４ａと対向する部分に輻射透過窓３２４を設けてもよい。中温反応部３１５から第２連結部３１４へ伝導する熱量の一部が輻射放熱膜３１４ａから輻射され、輻射透過窓３２４より断熱容器３２０の外部へ放出されるため、低温反応部３１３の温度が第２連結部３１４から伝導する熱量により必要以上に上昇することを防ぐことができる。
【０１２８】
＜変形例６＞
あるいは、図３２に示すように、第１連結部３１２に輻射放熱膜３１２ａを設け、断熱容器３２０の輻射放熱膜３１２ａと対向する部分に輻射透過窓３２２を設けてもよい。低温反応部３１３から第１連結部３１２へ伝導する熱量の一部が輻射放熱膜３１２ａから輻射され、輻射透過窓３２２より断熱容器３２０の外部へ放出されるため、断熱容器３２０の温度が第１連結部３１２から伝導する熱量により許容範囲を超えて上昇することを防ぐことができる。
【０１２９】
＜変形例７＞
あるいは、図３３、図３４に示すように、アノード出力電極３４６及びカソード出力電極３４７に輻射放熱膜３４６ａ，３４７ａを設け、断熱容器３２０の輻射放熱膜３４６ａ，３４７ａと対向する部分に輻射透過窓３６６，３６７を設けてもよい。高温反応部３１７からアノード出力電極３４６及びカソード出力電極３４７へ伝導する熱量の一部が輻射放熱膜３４６ａ，３４７ａから輻射され、輻射透過窓３６６，３６７より断熱容器３２０の外部へ放出されるため、断熱容器３２０の温度がアノード出力電極３４６及びカソード出力電極３４７から伝導する熱量により許容範囲を超えて上昇することを防ぐことができる。
また、輻射放熱膜３４６ａ，３４７ａのいずれか１つのみを設け、対向するいずれか１つの輻射透過窓３６６，３６７のみを設けてもよい。
【０１３０】
なお、輻射放熱膜３１２ａ，３１３ａ，３１４ａ，３１５ａ，３１６ａ，３１７ａ，３４６ａ，３４７ａのいずれか２つ以上を設けてもよい。その場合には、対向する輻射透過窓３２２，３２３，３２４，３２５，３２６，３２７，３６６，３６７を設ける必要がある。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る反応装置１０Ａの構成を示す模式図である。
【図２】１００℃〜１０００℃における輻射強度と波長との関係を示す図である。
【図３】Ａｕ，Ａｌ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｒｈの反射率の波長依存性を示すグラフである。
【図４】輻射透過窓２３，２５の材料の候補となる物質の透過率と光の波長との関係を示すグラフである。
【図５】輻射透過窓２３，２５の材料の候補となる物質の透過率と光の波長との関係を示すグラフである。
【図６】輻射透過窓２３，２５の構造を示す模式図である。
【図７】ヒトの皮膚の赤外透過性と波長との関係を示すグラフである。
【図８】７００℃、８００℃及び１０００℃における輻射強度と波長との関係を示す図である。
【図９】図８の可視光領域（４００ｎｍ〜８００ｎｍ）を示す拡大図である。
【図１０】実施例１の輻射透過窓の反射率を示すグラフである。
【図１１】実施例１の輻射透過窓を通じて外部に放出される輻射のスペクトルを示すグラフである。
【図１２】実施例２の輻射透過窓の反射率を示すグラフである。
【図１３】実施例２の輻射透過窓を通じて外部に放出される輻射のスペクトルを示すグラフである。
【図１４】実施例３の輻射透過窓の反射率を示すグラフである。
【図１５】図１４の４００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長領域の拡大図である。
【図１６】実施例４の輻射透過窓の反射率を示すグラフである。
【図１７】図１６の３００ｎｍ〜１１００ｎｍの波長領域の拡大図である。
【図１８】本発明の第１変形例に係る反応装置１０Ｂの構成を示す模式図である。
【図１９】図１８のXIX矢視図である。
【図２０】本発明の第２変形例に係る反応装置１０Ｃの構成を示す模式図である。
【図２１】本発明の第３変形例に係る反応装置１０Ｄの構成を示す模式図である。
【図２２】本発明の第２実施形態に係る電子機器１００を示すブロック図である。
【図２３】反応装置１１０の内部構造を示す模式図である。
【図２４】本発明の第３実施形態に係る電子機器２００を示すブロック図である。
【図２５】反応装置２１０の内部構造を示す模式図である。
【図２６】本発明の第４実施形態に係る電子機器３００を示すブロック図である。
【図２７】反応装置３１０Ａの内部構造を示す模式図である。
【図２８】本発明の第４実施形態に係る電子機器３００の形態例を示す斜視図である。
【図２９】本発明の第４変形例に係る反応装置３１０Ｂの構成を示す模式図である。
【図３０】図２９のXXX矢視図である。
【図３１】本発明の第５変形例に係る反応装置３１０Ｃの構成を示す模式図である。
【図３２】本発明の第６変形例に係る反応装置３１０Ｄの構成を示す模式図である。
【図３３】本発明の第７変形例に係る反応装置３１０Ｅの構成を示す模式図である。
【図３４】図３３のXXXIV矢視図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１０Ａ〜１０Ｄ，１１０，２１０，３１０Ａ〜３１０Ｅ 反応装置
１１，１１１，２１１，３１１ 反応装置本体
１１ａ，１１１ａ，２１１ａ，３１１ａ 輻射防止膜
１２ａ〜１５ａ，１１３ａ，２１７ａ，３１２ａ〜３１７ａ，３４６ａ，３４７ａ 輻射放熱膜
１２，１１２，２１２，３１２ 第１連結部
１３，１１３，２１３，３１３ 低温反応部
１４，１１４，２１４，３１４ 第２連結部
１５，１１５，２１７，３１７ 高温反応部
２０，１２０，２２０，３２０ 断熱容器
２１ａ，１２１ａ，２２１ａ，３２１ａ 反射膜
２２，２３，２４，２５，１２３，２２６，２２７，３２２〜３２７，３６６，３６７ 輻射透過窓
１００，２００，３００ 電子機器
１３０，２３０，３３０ 燃料電池装置
１４０，２４０，３４０ 燃料電池セル
１４６，２４６，３４６ アノード出力電極
１４７，２４７，３４７ カソード出力電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
反応物が反応する反応部を有する反応装置本体と、
前記反応装置本体を収容するとともに、前記反応装置本体からの輻射を透過する輻射透過領域を有する第１の容器とを備え、
前記輻射透過領域には、ＡｌＦ3、ＢａＦ2、ＣａＦ2、ＣｅＦ3、ＣｅＯ2、ＣｓＩ、ＤｙＦ2、ＤＬＣ、Ｇｄ2Ｏ3、ＬａＦ3、Ｌａ2Ｏ3、ＬｉＦ、ＭｇＦ2、ＰｂＦ2、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｒＦ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＹＦ3、Ｙ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＺｎＳ、Ａｌ2Ｏ3、、Ｂｉ2Ｏ3、ＢｉＦ3、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、Ｃｒ2Ｏ3、ＧａＡｓ、Ｇｅ、ＨｆＯ2、ＭｇＯ、ＮａＦ、Ｎａ3ＡｌＦ6、Ｎａ5Ａｌ3Ｆ14、Ｎｂ2Ｏ5、ＮｄＦ3、Ｎｄ2Ｏ3、ＰｂＣｌ2、ＰｂＴｅ、ＰｂＳ、Ｓｂ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｓ3、Ｓｉ、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＯ2、Ｔｅ、ＴｌＣｌ、ＹｂＦ3、Ｙｂ2Ｏ3、ＺｎＳｅ、ＺｒＯ2の少なくとも２つの材料が用いられている誘電体多層膜が設けられていることを特徴とする反応装置。
【請求項２】
反応物が反応する反応部を有する反応装置本体と、
前記反応装置本体を収容するとともに、前記反応装置本体からの輻射を透過する輻射透過領域を有する第１の容器とを備え、
前記輻射透過領域には可視光の波長領域の輻射の少なくとも一部を反射する誘電体多層膜が設けられていることを特徴とする反応装置。
【請求項３】
前記誘電体多層膜は６１０〜８００ｎｍの波長領域の輻射の少なくとも一部を反射することを特徴とする請求項２に記載の反応装置。
【請求項４】
前記誘電体多層膜は４００〜８００ｎｍの波長領域の輻射の少なくとも一部を反射することを特徴とする請求項２に記載の反応装置。
【請求項５】
反応物が反応する反応部を有する反応装置本体と、
前記反応装置本体を収容するとともに、前記反応装置本体からの輻射を透過する輻射透過領域を有する第１の容器とを備え、
前記輻射透過領域にはヒトの皮膚に対する浸透深度が５０μｍ以下となる波長領域の輻射の少なくとも一部を反射する誘電体多層膜が設けられていることを特徴とする反応装置。
【請求項６】
前記誘電体多層膜は２．７〜３．１μｍ及び５．９〜６．５μｍの波長領域の輻射の少なくとも一部を反射す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】
前記誘電体多層膜には、ＡｌＦ3、ＢａＦ2、ＣａＦ2、ＣｅＦ3、ＣｅＯ2、ＣｓＩ、ＤｙＦ2、ＤＬＣ、Ｇｄ2Ｏ3、ＬａＦ3、Ｌａ2Ｏ3、ＬｉＦ、ＭｇＦ2、ＰｂＦ2、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｒＦ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＹＦ3、Ｙ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＺｎＳ、Ａｌ2Ｏ3、、Ｂｉ2Ｏ3、ＢｉＦ3、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、Ｃｒ2Ｏ3、ＧａＡｓ、Ｇｅ、ＨｆＯ2、ＭｇＯ、ＮａＦ、Ｎａ3ＡｌＦ6、Ｎａ5Ａｌ3Ｆ14、Ｎｂ2Ｏ5、ＮｄＦ3、Ｎｄ2Ｏ3、ＰｂＣｌ2、ＰｂＴｅ、ＰｂＳ、Ｓｂ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｓ3、Ｓｉ、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＯ2、Ｔｅ、ＴｌＣｌ、ＹｂＦ3、Ｙｂ2Ｏ3、ＺｎＳｅ、ＺｒＯ2の少なくとも２つの材料が用いられていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の反応装置。
【請求項８】
前記誘電体多層膜は、前記少なくとも２つの材料のうち第１の材料により形成された第１の層に、前記第１の材料と異なる第２の材料により形成された第２の層が積層されていることを特徴とする請求項１又は７に記載の反応装置。
【請求項９】
前記誘電体多層膜は、前記少なくとも２つの材料のうち第１の材料により形成された第１の層と、前記第１の材料と異なる第２の材料により形成された第２の層とが交互に複数回積層されていることを特徴とする請求項１又は７に記載の反応装置。
【請求項１０】
前記第１の材料の屈折率をｎH、前記第１の層の膜厚をｄHとし、前記第２の材料の屈折率をｎL、前記第２の層の膜厚をｄL（ただし、ｎH＞ｎL）とするとき、
前記誘電体多層膜は２（ｎHｄH＋ｎLｄL）の波長の輻射の少なくとも一部を反射することを特徴とする請求項８又は９に記載の反応装置。
【請求項１１】
前記第１の材料はＣａＦ2であり、前記第２の材料はＺｎＳであることを特徴とする請求項１、７〜１０のいずれか一項に記載の反応装置。
【請求項１２】
前記反応部は、反応物の反応により電力を生成する燃料電池セルを含む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】
前記燃料電池セルは固体酸化物型であ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】
請求項１２又は１３に記載の反応装置と、前記燃料電池セルの電力により動作する電子機器本体とを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
反応物が反応する反応部を有する反応装置本体と、
前記反応装置本体を収容するとともに、前記反応装置本体からの輻射を透過する輻射透過領域を有する第１の容器とを備え、
前記輻射透過領域には、ＡｌＦ3、ＢａＦ2、ＣａＦ2、ＣｅＦ3、ＣｅＯ2、ＣｓＩ、ＤｙＦ2、ＤＬＣ、Ｇｄ2Ｏ3、ＬａＦ3、Ｌａ2Ｏ3、ＬｉＦ、ＭｇＦ2、ＰｂＦ2、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｒＦ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＹＦ3、Ｙ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＺｎＳ、Ａｌ2Ｏ3、、Ｂｉ2Ｏ3、ＢｉＦ3、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、Ｃｒ2Ｏ3、ＧａＡｓ、Ｇｅ、ＨｆＯ2、ＭｇＯ、ＮａＦ、Ｎａ3ＡｌＦ6、Ｎａ5Ａｌ3Ｆ14、Ｎｂ2Ｏ5、ＮｄＦ3、Ｎｄ2Ｏ3、ＰｂＣｌ2、ＰｂＴｅ、ＰｂＳ、Ｓｂ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｓ3、Ｓｉ、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＯ2、Ｔｅ、ＴｌＣｌ、ＹｂＦ3、Ｙｂ2Ｏ3、ＺｎＳｅ、ＺｒＯ2の少なくとも２つの材料が用いられている誘電体多層膜が設けられていることを特徴とする反応装置。
【請求項２】
反応物が反応する反応部を有する反応装置本体と、
前記反応装置本体を収容するとともに、前記反応装置本体からの輻射を透過する輻射透過領域を有する第１の容器とを備え、
前記輻射透過領域には可視光の波長領域の輻射の少なくとも一部を反射する誘電体多層膜が設けられていることを特徴とする反応装置。
【請求項３】
前記誘電体多層膜は６１０〜８００ｎｍの波長領域の輻射の少なくとも一部を反射することを特徴とする請求項２に記載の反応装置。
【請求項４】
前記誘電体多層膜は４００〜８００ｎｍの波長領域の輻射の少なくとも一部を反射することを特徴とする請求項２に記載の反応装置。
【請求項５】
反応物が反応する反応部を有する反応装置本体と、
前記反応装置本体を収容するとともに、前記反応装置本体からの輻射を透過する輻射透過領域を有する第１の容器とを備え、
前記輻射透過領域にはヒトの皮膚に対する浸透深度が５０μｍ以下となる波長領域の輻射の少なくとも一部を反射する誘電体多層膜が設けられていることを特徴とする反応装置。
【請求項６】
前記誘電体多層膜は２．７〜３．１μｍ及び５．９〜６．５μｍの波長領域の輻射の少なくとも一部を反射す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】
前記誘電体多層膜には、ＡｌＦ3、ＢａＦ2、ＣａＦ2、ＣｅＦ3、ＣｅＯ2、ＣｓＩ、ＤｙＦ2、ＤＬＣ、Ｇｄ2Ｏ3、ＬａＦ3、Ｌａ2Ｏ3、ＬｉＦ、ＭｇＦ2、ＰｂＦ2、Ｓｃ2Ｏ3、ＳｒＦ2、Ｔａ2Ｏ5、ＴｉＯ2、ＹＦ3、Ｙ2Ｏ3、ＺｎＯ、ＺｎＳ、Ａｌ2Ｏ3、、Ｂｉ2Ｏ3、ＢｉＦ3、ＣｄＳｅ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、Ｃｒ2Ｏ3、ＧａＡｓ、Ｇｅ、ＨｆＯ2、ＭｇＯ、ＮａＦ、Ｎａ3ＡｌＦ6、Ｎａ5Ａｌ3Ｆ14、Ｎｂ2Ｏ5、ＮｄＦ3、Ｎｄ2Ｏ3、ＰｂＣｌ2、ＰｂＴｅ、ＰｂＳ、Ｓｂ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｓ3、Ｓｉ、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＯ2、Ｔｅ、ＴｌＣｌ、ＹｂＦ3、Ｙｂ2Ｏ3、ＺｎＳｅ、ＺｒＯ2の少なくとも２つの材料が用いられていることを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の反応装置。
【請求項８】
前記誘電体多層膜は、前記少なくとも２つの材料のうち第１の材料により形成された第１の層に、前記第１の材料と異なる第２の材料により形成された第２の層が積層されていることを特徴とする請求項１又は７に記載の反応装置。
【請求項９】
前記誘電体多層膜は、前記少なくとも２つの材料のうち第１の材料により形成された第１の層と、前記第１の材料と異なる第２の材料により形成された第２の層とが交互に複数回積層されていることを特徴とする請求項１又は７に記載の反応装置。
【請求項１０】
前記第１の材料の屈折率をｎH、前記第１の層の膜厚をｄHとし、前記第２の材料の屈折率をｎL、前記第２の層の膜厚をｄL（ただし、ｎH＞ｎL）とするとき、
前記誘電体多層膜は２（ｎHｄH＋ｎLｄL）の波長の輻射の少なくとも一部を反射することを特徴とする請求項８又は９に記載の反応装置。
【請求項１１】
前記第１の材料はＣａＦ2であり、前記第２の材料はＺｎＳであることを特徴とする請求項１、７〜１０のいずれか一項に記載の反応装置。
【請求項１２】
前記反応部は、反応物の反応により電力を生成する燃料電池セルを含む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】
前記燃料電池セルは固体酸化物型であ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】
請求項１２又は１３に記載の反応装置と、前記燃料電池セルの電力により動作する電子機器本体とを備えることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【公開番号】特開２００９−２７４０５１（Ｐ２００９−２７４０５１Ａ）
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３０５０１（Ｐ２００８−１３０５０１）
【出願日】平成２０年５月１９日（２００８．５．１９）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月２６日（２００９．１１．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月１９日（２００８．５．１９）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
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