反応装置
【課題】消費電力が小さく、かつ小型の反応装置を提供すること。
【解決手段】供給された流体に対し内部で所定の反応を施す反応部３と、反応部３を収容する空洞を有するとともに、内面と外面との間に流路を有する収容部２と、流路５と反応部３の内部とを接続する接続部４とを備え、平面視したときに、流路５の少なくとも一部と反応部３とが重なり、その重なる部分における収容部２の内面が、反応部３からの輻射熱を吸収する輻射熱吸収面６である。
【解決手段】供給された流体に対し内部で所定の反応を施す反応部３と、反応部３を収容する空洞を有するとともに、内面と外面との間に流路を有する収容部２と、流路５と反応部３の内部とを接続する接続部４とを備え、平面視したときに、流路５の少なくとも一部と反応部３とが重なり、その重なる部分における収容部２の内面が、反応部３からの輻射熱を吸収する輻射熱吸収面６である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給された物質を別の物質に変換し出力する機能を有する反応装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、精密加工技術の進歩発展により、マイクロテクノロジーとよばれる新しい概念が登場してきた。すなわち、マイクロな微小空間を活用して、液体や気体を高速、高精度で制御し反応させるマイクロ化学システムは、反応・分析の効率化・高速化のための革新的な技術としてだけでなく、新反応系の場としても注目を集めている。特に、マイクロ化学プラントは従来の工業的物質生産の方式を変革するものとして、化学産業だけでなく関連する医療、製薬、バイオ関連、食品産業などからも大きな期待が寄せられている。
【０００３】
マイクロ化学システムにおいては、最適な温度環境下にて化学反応が生じる反応部から反応部を収納する収容部への放熱を低減し、システムの小型化と熱効率を向上させた反応装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この反応装置では、収容部の外壁を２重構造にして真空容器を構成する、あるいは２重構造にした内外壁間に断熱材を充填することにより、反応部の熱が外部へ伝導して反応部の温度が低下するのを防止している。
【特許文献１】特開２００３−２６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、携帯機器などの電子機器内に反応装置を収納するためには、更に小型化、低背化することが求められる。従来のように収容部の外壁を２重構造にすることは、反応装置全体が複雑化して大型化するため、携帯機器内に収納するのが困難であるという問題点を有していた。
【０００５】
また、反応部において化学反応を施す流体に対して、あらかじめ気化等の反応を施す場合、そのような反応を施すための熱を別途供給する必要があり、反応装置自体の消費電力が大きくなるという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は上記従来の技術における問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、消費電力が小さく、かつ小型の反応装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の反応装置は、供給された流体に対し内部で所定の反応を施す反応部と、該反応部を収容する空洞を有するとともに、内面と外面との間に流路を有する収容部と、前記流路と前記反応部の内部とを接続する接続部とを備え、平面視したときに、前記流路の少なくとも一部と前記反応部とが重なり、その重なる部分における前記収容部の内面が、前記反応部からの輻射熱を吸収する輻射熱吸収面であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の反応装置は好ましくは、前記輻射熱吸収面は、黒色であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の反応装置は好ましくは、前記輻射熱吸収面は、前記収容部の内面における他の部位よりも表面が粗いことを特徴とする。
【００１０】
本発明の反応装置は好ましくは、前記流路は、平面視したときに前記反応部と重なる部分において、前記反応部の表面と平行に位置される部位を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の反応装置は好ましくは、前記流路は、前記反応部の表面に平行な面内で折れ曲がる少なくとも１つの屈曲部を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の反応装置は好ましくは、前記流路は、外部から供給された流体が収容部の低温部から高温部に向かって流れるように形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の反応装置は好ましくは、前記流路は、平面視したときに前記反応部と重なる部分において、前記収容部の温度に応じて、流路幅および深さの少なくとも一方に傾斜を設けていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の反応装置は好ましくは、前記流路は、平面視したときに前記反応部と重なる部分において、複数に分岐若しくは合流されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の反応装置は好ましくは、前記流路は、平面視したときに前記反応部と重なる部分において、内部にフィンを設けていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の反応装置は好ましくは、前記流路の内壁面は、平面視したときに前記反応部と重なる部分が、他の部分よりも粗いことを特徴とする。
【００１７】
本発明の反応装置は好ましくは、前記流路の内壁面は、平面視したときに前記反応部と重なる部分において、多孔質体からなることを特徴とする。
【００１８】
本発明の反応装置は好ましくは、供給された流体に対して内部で所定の反応を施す反応部と、前記反応部を収容する空洞を有するとともに、内面と外面との間に流路を有する収容部と、前記流路と前記反応部の内部とを接続する接続部とを備え、平面視したときに、前記流路の少なくとも一部と前記反応部とが重なり、その重なる部分における前記収容部の内面が、熱を透過する熱透過面であり、前記流路の内壁面における前記熱透過面に対向する面が輻射熱吸収面であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の反応装置は好ましくは、前記流路は、前記収容部の外部から前記反応部に流体を供給する供給流路の一部であることを特徴とする。
【００２０】
本発明の反応装置は好ましくは、前記収容部は、内面と外面との間に前記反応部から前記収容部の外部に流体を排出する排出流路を備え、前記排出流路と前記供給流路は、近接して配置されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明の反応装置は好ましくは、前記流路は外部から供給された流体を気化する気化部であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の反応装置は、反応部で放出される熱を収容部で効率良く回収し、そして流体の反応に有効使用することができる。これにより、反応部を加温するための電力を低減でき、反応装置の消費電力化が可能となる。また、反応部の熱を外部へ伝導するのを有効に防止することができ、従来のように収容部を２重構造にする必要がなく、反応装置の小型化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態について以下に詳細に説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による反応装置の構成例を示す断面図である。１は反応装置、２は収容部、３は反応部、４は接続部、５は流路、６は輻射熱吸収面である。図１に示されるように、本実施の形態１による反応装置１は、反応部３、反応部３を収容する収容部２、収納部内の流路５、及び輻射熱吸収面６を備える。
【００２５】
反応部３には、反応前の流体を供給する接続管４ａと反応後の流体を排出する接続管４ｂがそれぞれ取り付けられている。収容部２は、ベース板２ａと凹形状の蓋体２ｂとから成り、反応部３下面と収容部２のベース板２ａ上面とを接続管４ａ及び接続管４ｂを介して接続し、さらに凹形状の蓋体２ｂを用いて反応部３を封止することによって、反応部３を収容部２内に気密に封止した反応装置１が形成される。
【００２６】
収容部２内の断熱性を高めるためには、収容部２内を真空にすることが好ましく、反応部３を封止する際、真空炉でのロウ材による封止や真空チャンバー内でのシームウェルド法などで行うと良い。
【００２７】
収容部２は、反応部３を収納する容器としての役割を有する。それらは、例えば、ＳＵＳ，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金等のＦｅ系合金や、無酸素銅、アルミニウム等の金属材料、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）質焼結体，ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）質焼結体，炭化珪素（ＳｉＣ）質焼結体，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体，窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）質焼結体，ガラスセラミックス等のセラミック材料、石英等のガラス材料、ポリイミド等の高耐熱の樹脂材料等で形成されている。
【００２８】
なお、収容部２に適用可能なガラスセラミックスは、ガラス成分とフィラー成分とから成る。そのガラス成分としては、例えばＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は同一または異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は前記と同じである），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３はＬｉ，ＮａまたはＫを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３は前記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等が挙げられる。
【００２９】
また、フィラー成分としては、例えばＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＺｒＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、ＴｉＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等が挙げられる。
【００３０】
一方、収容部２が、例えば相対密度が９５％以上の緻密質の酸化アルミニウム質焼結体で形成されている場合は、例えば、まず酸化アルミニウム粉末に希土類酸化物粉末や酸化アルミニウム粉末等の焼結助剤を添加，混合して、酸化アルミニウム質焼結体の原料粉末を調製する。次いで、この原料粉末に有機バインダおよび分散媒を添加，混合してペースト化し、このペーストをドクターブレード法によって、あるいは原料粉末に有機バインダを加え、プレス成形，圧延成形等によって、所定の厚みのグリーンシートを作製する。その後、所定枚数のシート状成形体を位置合わせして積層圧着した後、この積層体を、例えば非酸化性雰囲気中、焼成最高温度が１２００〜１５００℃の温度で焼成して、目的とするセラミック製の収容部２を得る。なお、収容部２の成形は粉末成形プレス法であっても良い。
【００３１】
他方、収容部２が金属材料から成る場合は、切削法，プレス法，ＭＩＭ（Metal Injection Mold）法等により所定の形状に形成される。
【００３２】
また、収容部２が金属材料から成る場合には、腐食を防止するためにその表面は、例えばＡｕ，Ｎｉのめっき処理や、ポリイミド等の樹脂コーティング等の被覆コーティング処理が行なわれることが望ましい。例えばＡｕめっき処理の場合であれば、その厚さは０．１〜５μｍ程度であることが望ましい。
【００３３】
また、収容部２の少なくとも内側表面をＡｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ等のめっき処理膜等で覆うことにより、収容された反応部３で発生する輻射熱が収容部２に吸収されるのを効率良く防ぐことができ、反応装置１の昇温を抑制することが可能となる。
【００３４】
以上のような収容部２は、反応装置１の小型化，低背化を可能とするためには厚さを薄くすべきであるが、機械的強度である曲げ強度は２００ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００３５】
さらには、収容部２は、上記に述べた異種の材料の組合せでもよく、部分的に異なる材料を組合せて用いてもよい。
【００３６】
収容部２を例えばベース板２ａと凹形状の蓋体２ｂとした場合、反応部３下面と収容部２のベース板２ａ上面を接続管４ａおよび接続管４ｂを介して接続し、さらに凹形状の蓋体２ｂを用いて反応部３を封止することによって、反応部３を収容部２内に気密に封止した反応装置１が形成される。封止方法としては、ベース板に、Ａｕ合金，Ａｇ合金，Ａｌ合金等の金属ロウ材やガラス材による接合やシームウェルド法等、または抵抗溶接、レーザー溶接、電子ビーム溶接等により蓋体を取着する方法が考えられる。
【００３７】
収容部２に収納される反応部３は、触媒等が担持された微細流路あるいは空隙を有しており、触媒等を用いて燃料を変性、転化、分解、混合し、別の物質に変換するための化学反応部として作用する。
【００３８】
反応部３の形状は様々であり、例えば微小ケミカルデバイスとして、半導体製造技術等を適用して、例えば、シリコン等の半導体，石英，ガラス，金属、セラミックス等の無機材料の基材に、切削法，エッチング法，ブラスト法等により細い溝を形成することによって液体流路が作製され、操作中の液体の蒸発防止等を目的として、ガラス板、金属等のカバーを陽極接合、ロウ付け、溶接等により表面に密着させて使用される、例えば略四角形状のものが挙げられる。また、石英，ガラス，金属、セラミックス等の無機材料から成る管状であり、その内面に触媒が担持されているものでもよい。反応部３内には、温度調節機構、例えば、抵抗層等から成る薄膜ヒータ（不図示）や厚膜ヒータ（不図示）を形成し、表面にはこのヒータへ電力を供給する電極端子（不図示）が形成される。この温度調節機構により、各用途の反応に最適な１００〜８００℃程度の温度条件に調整することで、接続管４ａが接続された燃料供給口から供給される燃料とその他反応に必要な燃料とを触媒等を介して反応させる。そして、反応後の流体は燃料排出口に接続された接続管４ｂから排出される。
【００３９】
このようなヒータは、反応部３における触媒が担持された流路内や空隙内、あるいはその近傍に配置される。これにより、ヒータから発生する熱を効率的に各種化学反応に用いることができる。
【００４０】
また、反応部３は、反応部３上の電極端子がボンディングワイヤやリード端子（不図示）を介して収容部２に電気的に接続される。これにより、電極端子を通じて反応部３の表面や内部に形成されたヒータを加熱することができる。その結果、反応部３において反応温度の維持が可能となり燃料の化学反応を安定させることができる。
【００４１】
接続管４ａ、ｂは、収容部２と反応部３の間に位置する。接続管４ａ、ｂの材料としては、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，ＳＵＳ等の金属材料、Ａｌ２Ｏ３質焼結体，３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２質焼結体，ＳｉＣ質焼結体，ＡｌＮ質焼結体，Ｓｉ３Ｎ４質焼結体，ガラスセラミック焼結体等のセラミック材料、ポリイミド等の高耐熱の樹脂材料、または、ガラスが挙げられる。好ましくは、輻射熱を吸収し、この熱を第一反応が生じる流路５内へ効率よく伝達するという観点からは、金属から成るのがよい。また、収容部２および反応部３の熱膨張係数と同一または近似した金属が用いられるのがよく、例えば、収容部２でセラミック材料を用いている箇所に接続する場合、Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金よりなるものが、実用時の温度変化に対して熱歪の発生を防止できるので好ましい。その場合、接続管４と収容部２および反応部３をＡｕ−Ｓｎ合金，Ａｕ−Ｓｉ合金，Ａｕ−Ｇｅ合金，Ａｇ−Ｃｕ合金等の各種ロウ材で接合すると、良好な封着性が得られるとともに、良好な接続強度が得られる。
【００４２】
次に、流路５は、例えば、反応部３での第二の反応を行なう前に施すべき第一の反応を行なうためのものである。第一の反応としては、例えば、反応部３へ供給する流体を気化するような反応が挙げられ、その場合、流路５は気化部５として機能する。
【００４３】
本実施の形態１においては、以下、流路５が気化部である例について説明する。
【００４４】
流路５は、収納部の内面と外面との間に位置し、接続管４ａ、４ｂに接続される。流路５は、収納部内で自由に形成されるが、本実施の形態１による反応装置１によれば、平面視したときに、流路５の少なくとも一部と反応部３とが重なることで、反応部３で発生した熱が輻射熱として収容部２の内面、更には流路５の表面に伝播し、反応部３と対向する表面には輻射熱吸収面６が配置されているため、輻射熱を効率よく吸収して第一の反応に用いることが出来る。そのため、外部から流体の気化に必要なエネルギーを少量だけ供給すればよいか、あるいは供給する必要がない。収容部２の内部に流路５を形成し、単純な構成で流体の気化に必要な熱を効率よく吸収することが可能であるため、小型の反応装置を実現することができる。なお、好ましくは反応部３からの輻射熱を有効に第一の反応に用いるという観点からは、反応部３と収納部２との距離が０．１ｍｍ〜５ｍｍであるのがよい。
【００４５】
また、本実施の形態１による反応装置１において、輻射熱吸収面６は黒色であるのがよい。これにより、輻射熱を更に効率よく吸収することが出来る。このような黒色の材料としては、輻射熱吸収面６を構成する材料として黒色の顔料等を混ぜることにより構成できる。
【００４６】
また、収容部２の内面における輻射熱吸収面６の表面は他の部位の表面よりも表面が粗く形成されているのがよい。これにより、輻射熱が反射されにくくなり、輻射熱を更に吸収しやすくすることができる。このような輻射熱吸収面６の表面の表面粗さ（Ｒｚ）は、他の表面の表面粗さの３倍〜１０倍であるのがよい。この構成により、輻射熱吸収面６の表面の粗面で輻射熱を効率よく吸収するとともに、輻射熱吸収面６以外の面では表面積を小さくして熱が放射されるのを有効に抑制し、収容部２に熱が伝達するのを有効に抑制できる。このような粗面は例えば、エッチングやブラスト処理、研磨処理により構成できる。
【００４７】
また、流路５は、軸方向に反応部３の表面と平行に位置される表面を備えているのがよい。このような構成とすれば、高温の反応部３と流路５とを近接させることができ、外部への熱損失を低減し、気化に必要な熱を効率よく得る事が出来る。
【００４８】
また、流路５は、反応部３の表面に沿って延在し、反応部３の表面に平行な面内で折れ曲がる少なくとも１つの屈曲部を有するのがよい。このような構成により、流体の量が多い場合も、流体の気化に必要な熱を効率よく吸収する事が出来る。つまり、反応部３に平行な面において、例えば、流路５をジグザグに折れ曲がるように構成すると、反応部３との対向面積が増加し、吸熱効率が向上する。
【００４９】
また、流路５は、外部から供給された流体が収容部２の低温部から高温部に向かって流れているのがよい。このような構成により、気化された流体が途中で凝集される事を抑制する事が出来る。つまり、流路途中で凝集すると、液化した流体を気化するのが困難になる。
【００５０】
また、流路５は、平面視したときに反応部３と重なる部分において、収容部２の温度に応じて、流路幅および深さの少なくとも一方に傾斜を設けるのがよい。このような構成により、流体の速度を制御する事が出来る。つまり、流路の入口側においては、流体の幅を広くし、または深さを深くする事で、流体の速度が遅くなるため、熱交換を十分に行う事が可能となり、流体の凝集も抑制される。
【００５１】
また、流路５は、平面視したときに反応部３と重なる部分において、複数に分岐若しくは合流されるのがよい。このような構成にすることで、流体の流れが速い場合においても、流体の速度を遅く制御する事が出来、また熱交換に必要な流体の表面積を広くする事が出来る。
【００５２】
また、流路５は、流路内部にフィンを設けているのがよい。このような構成にする事で、熱交換に必要な流体の表面積を広くする事が出来る。
【００５３】
また、流路５の内壁面は、平面視したときに反応部３と重なる部分が、他の部分よりも粗いのがよい。このような構成にする事で、熱交換に必要な流体の表面積を広くする事が出来る。
【００５４】
また、流路５の内壁面は、平面視したときに反応部３と重なる部分において、多孔質体であるのがよい。このような構成にする事で、熱交換に必要な流体の表面積を広くし、流体の凝集を抑制する事が出来る。
【００５５】
また、流路５は、少なくとも反応部３に対向する部位が熱伝導性の高い材料からなり、この熱伝導性の高い材料からなる部位は、輻射熱吸収膜によって覆われているのがよい。このような構成により、輻射熱吸収膜で吸収した熱は熱伝導性の高い材料により均等に気化反応部に伝導されるため、流体の気化においてバラツキが生じにくく、安定して反応部３に気化された流体を供給することが可能である。このような熱伝導性の高い材料としては、銅やアルミニウムなどの金属が挙げられる。また輻射熱吸収膜の材料としては、黒色の顔料等が挙げられる。
【００５６】
以上から、流体の流路３を収容部２内に配置しても、小型で低消費電力の反応装置１を提供することができる。
【００５７】
なお、本実施の形態１による反応装置１では、流路５は、収容部２の内部において、接続管４が接続された部位と同一側に配置され、平面視して、接続管４を収容部２の端部に配置したが、流路５が反応部３からの熱を吸収できる位置にあれば、接続管４、及び流路５の配置は任意であってよい。
【００５８】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図２は、本発明の実施の形態２による反応装置の構成例を示す断面図である。なお、図２において図１と同一の構成には同じ符号を付し、説明を省略する。図２に示された反応装置１１が図１に示された反応装置１と異なる点は、外部から供給された流体を内部で気化（第一の反応）する流路５（流路）と、流路５から供給された流体に所定の第二の反応を施す反応部３と、流路５及び反応部３を収容する収容部２とを備え、流路５は、少なくとも反応部３に対向する表面が熱を透過する熱透過面７であり、流路５の内面における熱透過面７に対向する面が輻射熱吸収面６である点である。
【００５９】
これにより、熱透過面７を通じて熱が透過し、流体に直接供給されるため、反応部３と対向する流路５表面での熱損失が抑制され、効率的に熱が供給されるため、気化のバラツキが有効に防止できる。
【００６０】
なお本発明の実施の形態１においても実施の形態２においても、流路５を、収容部２の外部から反応部３に流体を供給する供給管の一部として構成してもよい。このように供給管の一部を流路５として構成すると、製造工程が簡略化できる。
【００６１】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。図３は、本発明の実施の形態３による反応装置の構成例を示す断面図である。なお、図３において図１と同一の構成には同じ符号を付し、説明を省略する。図３に示された反応装置２１が図１に示された反応装置１と異なる点は、収容部２は、内面と外面との間に反応部３から収容部２の外部に流体を排出する排出流路８を備えており、排出流路８と供給流路５は、近接して配置されている。このような構成にする事で、反応部３に供給される低温の流体と反応部３から排出された高温の流体との熱交換を行うことが可能なため、更に熱交換を効率的に行う事が可能になる。
【００６２】
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態１による反応装置の構成例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２による反応装置の構成例を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２による反応装置の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１：反応装置
２：収容部
３：反応部
４ａ、ｂ：接続部
５：流路（気化部）
６：輻射熱吸収面
７：熱透過面
８：排出流路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、供給された物質を別の物質に変換し出力する機能を有する反応装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、精密加工技術の進歩発展により、マイクロテクノロジーとよばれる新しい概念が登場してきた。すなわち、マイクロな微小空間を活用して、液体や気体を高速、高精度で制御し反応させるマイクロ化学システムは、反応・分析の効率化・高速化のための革新的な技術としてだけでなく、新反応系の場としても注目を集めている。特に、マイクロ化学プラントは従来の工業的物質生産の方式を変革するものとして、化学産業だけでなく関連する医療、製薬、バイオ関連、食品産業などからも大きな期待が寄せられている。
【０００３】
マイクロ化学システムにおいては、最適な温度環境下にて化学反応が生じる反応部から反応部を収納する収容部への放熱を低減し、システムの小型化と熱効率を向上させた反応装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この反応装置では、収容部の外壁を２重構造にして真空容器を構成する、あるいは２重構造にした内外壁間に断熱材を充填することにより、反応部の熱が外部へ伝導して反応部の温度が低下するのを防止している。
【特許文献１】特開２００３−２６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、携帯機器などの電子機器内に反応装置を収納するためには、更に小型化、低背化することが求められる。従来のように収容部の外壁を２重構造にすることは、反応装置全体が複雑化して大型化するため、携帯機器内に収納するのが困難であるという問題点を有していた。
【０００５】
また、反応部において化学反応を施す流体に対して、あらかじめ気化等の反応を施す場合、そのような反応を施すための熱を別途供給する必要があり、反応装置自体の消費電力が大きくなるという問題点を有していた。
【０００６】
本発明は上記従来の技術における問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、消費電力が小さく、かつ小型の反応装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の反応装置は、供給された流体に対し内部で所定の反応を施す反応部と、該反応部を収容する空洞を有するとともに、内面と外面との間に流路を有する収容部と、前記流路と前記反応部の内部とを接続する接続部とを備え、平面視したときに、前記流路の少なくとも一部と前記反応部とが重なり、その重なる部分における前記収容部の内面が、前記反応部からの輻射熱を吸収する輻射熱吸収面であることを特徴とする。
【０００８】
本発明の反応装置は好ましくは、前記輻射熱吸収面は、黒色であることを特徴とする。
【０００９】
本発明の反応装置は好ましくは、前記輻射熱吸収面は、前記収容部の内面における他の部位よりも表面が粗いことを特徴とする。
【００１０】
本発明の反応装置は好ましくは、前記流路は、平面視したときに前記反応部と重なる部分において、前記反応部の表面と平行に位置される部位を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の反応装置は好ましくは、前記流路は、前記反応部の表面に平行な面内で折れ曲がる少なくとも１つの屈曲部を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の反応装置は好ましくは、前記流路は、外部から供給された流体が収容部の低温部から高温部に向かって流れるように形成されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の反応装置は好ましくは、前記流路は、平面視したときに前記反応部と重なる部分において、前記収容部の温度に応じて、流路幅および深さの少なくとも一方に傾斜を設けていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の反応装置は好ましくは、前記流路は、平面視したときに前記反応部と重なる部分において、複数に分岐若しくは合流されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の反応装置は好ましくは、前記流路は、平面視したときに前記反応部と重なる部分において、内部にフィンを設けていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の反応装置は好ましくは、前記流路の内壁面は、平面視したときに前記反応部と重なる部分が、他の部分よりも粗いことを特徴とする。
【００１７】
本発明の反応装置は好ましくは、前記流路の内壁面は、平面視したときに前記反応部と重なる部分において、多孔質体からなることを特徴とする。
【００１８】
本発明の反応装置は好ましくは、供給された流体に対して内部で所定の反応を施す反応部と、前記反応部を収容する空洞を有するとともに、内面と外面との間に流路を有する収容部と、前記流路と前記反応部の内部とを接続する接続部とを備え、平面視したときに、前記流路の少なくとも一部と前記反応部とが重なり、その重なる部分における前記収容部の内面が、熱を透過する熱透過面であり、前記流路の内壁面における前記熱透過面に対向する面が輻射熱吸収面であることを特徴とする。
【００１９】
本発明の反応装置は好ましくは、前記流路は、前記収容部の外部から前記反応部に流体を供給する供給流路の一部であることを特徴とする。
【００２０】
本発明の反応装置は好ましくは、前記収容部は、内面と外面との間に前記反応部から前記収容部の外部に流体を排出する排出流路を備え、前記排出流路と前記供給流路は、近接して配置されていることを特徴とする。
【００２１】
本発明の反応装置は好ましくは、前記流路は外部から供給された流体を気化する気化部であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の反応装置は、反応部で放出される熱を収容部で効率良く回収し、そして流体の反応に有効使用することができる。これにより、反応部を加温するための電力を低減でき、反応装置の消費電力化が可能となる。また、反応部の熱を外部へ伝導するのを有効に防止することができ、従来のように収容部を２重構造にする必要がなく、反応装置の小型化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態について以下に詳細に説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１による反応装置の構成例を示す断面図である。１は反応装置、２は収容部、３は反応部、４は接続部、５は流路、６は輻射熱吸収面である。図１に示されるように、本実施の形態１による反応装置１は、反応部３、反応部３を収容する収容部２、収納部内の流路５、及び輻射熱吸収面６を備える。
【００２５】
反応部３には、反応前の流体を供給する接続管４ａと反応後の流体を排出する接続管４ｂがそれぞれ取り付けられている。収容部２は、ベース板２ａと凹形状の蓋体２ｂとから成り、反応部３下面と収容部２のベース板２ａ上面とを接続管４ａ及び接続管４ｂを介して接続し、さらに凹形状の蓋体２ｂを用いて反応部３を封止することによって、反応部３を収容部２内に気密に封止した反応装置１が形成される。
【００２６】
収容部２内の断熱性を高めるためには、収容部２内を真空にすることが好ましく、反応部３を封止する際、真空炉でのロウ材による封止や真空チャンバー内でのシームウェルド法などで行うと良い。
【００２７】
収容部２は、反応部３を収納する容器としての役割を有する。それらは、例えば、ＳＵＳ，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，Ｆｅ−Ｎｉ合金等のＦｅ系合金や、無酸素銅、アルミニウム等の金属材料、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）質焼結体，ムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）質焼結体，炭化珪素（ＳｉＣ）質焼結体，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体，窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）質焼結体，ガラスセラミックス等のセラミック材料、石英等のガラス材料、ポリイミド等の高耐熱の樹脂材料等で形成されている。
【００２８】
なお、収容部２に適用可能なガラスセラミックスは、ガラス成分とフィラー成分とから成る。そのガラス成分としては、例えばＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３系，ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−ＭＯ系（但し、ＭはＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は同一または異なってＣａ，Ｓｒ，Ｍｇ，ＢａまたはＺｎを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ１Ｏ−Ｍ２Ｏ系（但し、Ｍ１およびＭ２は前記と同じである），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３はＬｉ，ＮａまたはＫを示す），ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ａｌ２Ｏ３−Ｍ３２Ｏ系（但し、Ｍ３は前記と同じである），Ｐｂ系ガラス，Ｂｉ系ガラス等が挙げられる。
【００２９】
また、フィラー成分としては、例えばＡｌ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＺｒＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、ＴｉＯ２とアルカリ土類金属酸化物との複合酸化物、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２から選ばれる少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばスピネル，ムライト，コージェライト）等が挙げられる。
【００３０】
一方、収容部２が、例えば相対密度が９５％以上の緻密質の酸化アルミニウム質焼結体で形成されている場合は、例えば、まず酸化アルミニウム粉末に希土類酸化物粉末や酸化アルミニウム粉末等の焼結助剤を添加，混合して、酸化アルミニウム質焼結体の原料粉末を調製する。次いで、この原料粉末に有機バインダおよび分散媒を添加，混合してペースト化し、このペーストをドクターブレード法によって、あるいは原料粉末に有機バインダを加え、プレス成形，圧延成形等によって、所定の厚みのグリーンシートを作製する。その後、所定枚数のシート状成形体を位置合わせして積層圧着した後、この積層体を、例えば非酸化性雰囲気中、焼成最高温度が１２００〜１５００℃の温度で焼成して、目的とするセラミック製の収容部２を得る。なお、収容部２の成形は粉末成形プレス法であっても良い。
【００３１】
他方、収容部２が金属材料から成る場合は、切削法，プレス法，ＭＩＭ（Metal Injection Mold）法等により所定の形状に形成される。
【００３２】
また、収容部２が金属材料から成る場合には、腐食を防止するためにその表面は、例えばＡｕ，Ｎｉのめっき処理や、ポリイミド等の樹脂コーティング等の被覆コーティング処理が行なわれることが望ましい。例えばＡｕめっき処理の場合であれば、その厚さは０．１〜５μｍ程度であることが望ましい。
【００３３】
また、収容部２の少なくとも内側表面をＡｕ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ等のめっき処理膜等で覆うことにより、収容された反応部３で発生する輻射熱が収容部２に吸収されるのを効率良く防ぐことができ、反応装置１の昇温を抑制することが可能となる。
【００３４】
以上のような収容部２は、反応装置１の小型化，低背化を可能とするためには厚さを薄くすべきであるが、機械的強度である曲げ強度は２００ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００３５】
さらには、収容部２は、上記に述べた異種の材料の組合せでもよく、部分的に異なる材料を組合せて用いてもよい。
【００３６】
収容部２を例えばベース板２ａと凹形状の蓋体２ｂとした場合、反応部３下面と収容部２のベース板２ａ上面を接続管４ａおよび接続管４ｂを介して接続し、さらに凹形状の蓋体２ｂを用いて反応部３を封止することによって、反応部３を収容部２内に気密に封止した反応装置１が形成される。封止方法としては、ベース板に、Ａｕ合金，Ａｇ合金，Ａｌ合金等の金属ロウ材やガラス材による接合やシームウェルド法等、または抵抗溶接、レーザー溶接、電子ビーム溶接等により蓋体を取着する方法が考えられる。
【００３７】
収容部２に収納される反応部３は、触媒等が担持された微細流路あるいは空隙を有しており、触媒等を用いて燃料を変性、転化、分解、混合し、別の物質に変換するための化学反応部として作用する。
【００３８】
反応部３の形状は様々であり、例えば微小ケミカルデバイスとして、半導体製造技術等を適用して、例えば、シリコン等の半導体，石英，ガラス，金属、セラミックス等の無機材料の基材に、切削法，エッチング法，ブラスト法等により細い溝を形成することによって液体流路が作製され、操作中の液体の蒸発防止等を目的として、ガラス板、金属等のカバーを陽極接合、ロウ付け、溶接等により表面に密着させて使用される、例えば略四角形状のものが挙げられる。また、石英，ガラス，金属、セラミックス等の無機材料から成る管状であり、その内面に触媒が担持されているものでもよい。反応部３内には、温度調節機構、例えば、抵抗層等から成る薄膜ヒータ（不図示）や厚膜ヒータ（不図示）を形成し、表面にはこのヒータへ電力を供給する電極端子（不図示）が形成される。この温度調節機構により、各用途の反応に最適な１００〜８００℃程度の温度条件に調整することで、接続管４ａが接続された燃料供給口から供給される燃料とその他反応に必要な燃料とを触媒等を介して反応させる。そして、反応後の流体は燃料排出口に接続された接続管４ｂから排出される。
【００３９】
このようなヒータは、反応部３における触媒が担持された流路内や空隙内、あるいはその近傍に配置される。これにより、ヒータから発生する熱を効率的に各種化学反応に用いることができる。
【００４０】
また、反応部３は、反応部３上の電極端子がボンディングワイヤやリード端子（不図示）を介して収容部２に電気的に接続される。これにより、電極端子を通じて反応部３の表面や内部に形成されたヒータを加熱することができる。その結果、反応部３において反応温度の維持が可能となり燃料の化学反応を安定させることができる。
【００４１】
接続管４ａ、ｂは、収容部２と反応部３の間に位置する。接続管４ａ、ｂの材料としては、例えば、Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金，ＳＵＳ等の金属材料、Ａｌ２Ｏ３質焼結体，３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２質焼結体，ＳｉＣ質焼結体，ＡｌＮ質焼結体，Ｓｉ３Ｎ４質焼結体，ガラスセラミック焼結体等のセラミック材料、ポリイミド等の高耐熱の樹脂材料、または、ガラスが挙げられる。好ましくは、輻射熱を吸収し、この熱を第一反応が生じる流路５内へ効率よく伝達するという観点からは、金属から成るのがよい。また、収容部２および反応部３の熱膨張係数と同一または近似した金属が用いられるのがよく、例えば、収容部２でセラミック材料を用いている箇所に接続する場合、Ｆｅ−Ｎｉ合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ合金よりなるものが、実用時の温度変化に対して熱歪の発生を防止できるので好ましい。その場合、接続管４と収容部２および反応部３をＡｕ−Ｓｎ合金，Ａｕ−Ｓｉ合金，Ａｕ−Ｇｅ合金，Ａｇ−Ｃｕ合金等の各種ロウ材で接合すると、良好な封着性が得られるとともに、良好な接続強度が得られる。
【００４２】
次に、流路５は、例えば、反応部３での第二の反応を行なう前に施すべき第一の反応を行なうためのものである。第一の反応としては、例えば、反応部３へ供給する流体を気化するような反応が挙げられ、その場合、流路５は気化部５として機能する。
【００４３】
本実施の形態１においては、以下、流路５が気化部である例について説明する。
【００４４】
流路５は、収納部の内面と外面との間に位置し、接続管４ａ、４ｂに接続される。流路５は、収納部内で自由に形成されるが、本実施の形態１による反応装置１によれば、平面視したときに、流路５の少なくとも一部と反応部３とが重なることで、反応部３で発生した熱が輻射熱として収容部２の内面、更には流路５の表面に伝播し、反応部３と対向する表面には輻射熱吸収面６が配置されているため、輻射熱を効率よく吸収して第一の反応に用いることが出来る。そのため、外部から流体の気化に必要なエネルギーを少量だけ供給すればよいか、あるいは供給する必要がない。収容部２の内部に流路５を形成し、単純な構成で流体の気化に必要な熱を効率よく吸収することが可能であるため、小型の反応装置を実現することができる。なお、好ましくは反応部３からの輻射熱を有効に第一の反応に用いるという観点からは、反応部３と収納部２との距離が０．１ｍｍ〜５ｍｍであるのがよい。
【００４５】
また、本実施の形態１による反応装置１において、輻射熱吸収面６は黒色であるのがよい。これにより、輻射熱を更に効率よく吸収することが出来る。このような黒色の材料としては、輻射熱吸収面６を構成する材料として黒色の顔料等を混ぜることにより構成できる。
【００４６】
また、収容部２の内面における輻射熱吸収面６の表面は他の部位の表面よりも表面が粗く形成されているのがよい。これにより、輻射熱が反射されにくくなり、輻射熱を更に吸収しやすくすることができる。このような輻射熱吸収面６の表面の表面粗さ（Ｒｚ）は、他の表面の表面粗さの３倍〜１０倍であるのがよい。この構成により、輻射熱吸収面６の表面の粗面で輻射熱を効率よく吸収するとともに、輻射熱吸収面６以外の面では表面積を小さくして熱が放射されるのを有効に抑制し、収容部２に熱が伝達するのを有効に抑制できる。このような粗面は例えば、エッチングやブラスト処理、研磨処理により構成できる。
【００４７】
また、流路５は、軸方向に反応部３の表面と平行に位置される表面を備えているのがよい。このような構成とすれば、高温の反応部３と流路５とを近接させることができ、外部への熱損失を低減し、気化に必要な熱を効率よく得る事が出来る。
【００４８】
また、流路５は、反応部３の表面に沿って延在し、反応部３の表面に平行な面内で折れ曲がる少なくとも１つの屈曲部を有するのがよい。このような構成により、流体の量が多い場合も、流体の気化に必要な熱を効率よく吸収する事が出来る。つまり、反応部３に平行な面において、例えば、流路５をジグザグに折れ曲がるように構成すると、反応部３との対向面積が増加し、吸熱効率が向上する。
【００４９】
また、流路５は、外部から供給された流体が収容部２の低温部から高温部に向かって流れているのがよい。このような構成により、気化された流体が途中で凝集される事を抑制する事が出来る。つまり、流路途中で凝集すると、液化した流体を気化するのが困難になる。
【００５０】
また、流路５は、平面視したときに反応部３と重なる部分において、収容部２の温度に応じて、流路幅および深さの少なくとも一方に傾斜を設けるのがよい。このような構成により、流体の速度を制御する事が出来る。つまり、流路の入口側においては、流体の幅を広くし、または深さを深くする事で、流体の速度が遅くなるため、熱交換を十分に行う事が可能となり、流体の凝集も抑制される。
【００５１】
また、流路５は、平面視したときに反応部３と重なる部分において、複数に分岐若しくは合流されるのがよい。このような構成にすることで、流体の流れが速い場合においても、流体の速度を遅く制御する事が出来、また熱交換に必要な流体の表面積を広くする事が出来る。
【００５２】
また、流路５は、流路内部にフィンを設けているのがよい。このような構成にする事で、熱交換に必要な流体の表面積を広くする事が出来る。
【００５３】
また、流路５の内壁面は、平面視したときに反応部３と重なる部分が、他の部分よりも粗いのがよい。このような構成にする事で、熱交換に必要な流体の表面積を広くする事が出来る。
【００５４】
また、流路５の内壁面は、平面視したときに反応部３と重なる部分において、多孔質体であるのがよい。このような構成にする事で、熱交換に必要な流体の表面積を広くし、流体の凝集を抑制する事が出来る。
【００５５】
また、流路５は、少なくとも反応部３に対向する部位が熱伝導性の高い材料からなり、この熱伝導性の高い材料からなる部位は、輻射熱吸収膜によって覆われているのがよい。このような構成により、輻射熱吸収膜で吸収した熱は熱伝導性の高い材料により均等に気化反応部に伝導されるため、流体の気化においてバラツキが生じにくく、安定して反応部３に気化された流体を供給することが可能である。このような熱伝導性の高い材料としては、銅やアルミニウムなどの金属が挙げられる。また輻射熱吸収膜の材料としては、黒色の顔料等が挙げられる。
【００５６】
以上から、流体の流路３を収容部２内に配置しても、小型で低消費電力の反応装置１を提供することができる。
【００５７】
なお、本実施の形態１による反応装置１では、流路５は、収容部２の内部において、接続管４が接続された部位と同一側に配置され、平面視して、接続管４を収容部２の端部に配置したが、流路５が反応部３からの熱を吸収できる位置にあれば、接続管４、及び流路５の配置は任意であってよい。
【００５８】
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図２は、本発明の実施の形態２による反応装置の構成例を示す断面図である。なお、図２において図１と同一の構成には同じ符号を付し、説明を省略する。図２に示された反応装置１１が図１に示された反応装置１と異なる点は、外部から供給された流体を内部で気化（第一の反応）する流路５（流路）と、流路５から供給された流体に所定の第二の反応を施す反応部３と、流路５及び反応部３を収容する収容部２とを備え、流路５は、少なくとも反応部３に対向する表面が熱を透過する熱透過面７であり、流路５の内面における熱透過面７に対向する面が輻射熱吸収面６である点である。
【００５９】
これにより、熱透過面７を通じて熱が透過し、流体に直接供給されるため、反応部３と対向する流路５表面での熱損失が抑制され、効率的に熱が供給されるため、気化のバラツキが有効に防止できる。
【００６０】
なお本発明の実施の形態１においても実施の形態２においても、流路５を、収容部２の外部から反応部３に流体を供給する供給管の一部として構成してもよい。このように供給管の一部を流路５として構成すると、製造工程が簡略化できる。
【００６１】
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３について説明する。図３は、本発明の実施の形態３による反応装置の構成例を示す断面図である。なお、図３において図１と同一の構成には同じ符号を付し、説明を省略する。図３に示された反応装置２１が図１に示された反応装置１と異なる点は、収容部２は、内面と外面との間に反応部３から収容部２の外部に流体を排出する排出流路８を備えており、排出流路８と供給流路５は、近接して配置されている。このような構成にする事で、反応部３に供給される低温の流体と反応部３から排出された高温の流体との熱交換を行うことが可能なため、更に熱交換を効率的に行う事が可能になる。
【００６２】
なお、本発明は以上の実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることは何ら差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態１による反応装置の構成例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２による反応装置の構成例を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２による反応装置の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１：反応装置
２：収容部
３：反応部
４ａ、ｂ：接続部
５：流路（気化部）
６：輻射熱吸収面
７：熱透過面
８：排出流路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された流体に対し内部で所定の反応を施す反応部と、該反応部を収容する空洞を有するとともに、内面と外面との間に流路を有する収容部と、前記流路と前記反応部の内部とを接続する接続部とを備え、
平面視したときに、前記流路の少なくとも一部と前記反応部とが重なり、その重なる部分における前記収容部の内面が、前記反応部からの輻射熱を吸収する輻射熱吸収面であることを特徴とする反応装置。
【請求項２】
前記輻射熱吸収面は、黒色であることを特徴とする請求項１に記載の反応装置。
【請求項３】
前記輻射熱吸収面は、前記収容部の内面における他の部位よりも表面が粗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】
前記流路は、平面視したときに前記反応部と重なる部分において、前記反応部の表面と平行に位置される部位を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の反応装置。
【請求項５】
前記流路は、前記反応部の表面に平行な面内で折れ曲がる少なくとも１つの屈曲部を有することを特徴とする請求項４に記載の反応装置。
【請求項６】
前記流路は、外部から供給された流体が収容部の低温部から高温部に向かって流れるように形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の反応装置。
【請求項７】
前記流路は、平面視したときに前記反応部と重なる部分において、前記収容部の温度に応じて、流路幅および深さの少なくとも一方に傾斜を設けていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の反応装置。
【請求項８】
前記流路は、平面視したときに前記反応部と重なる部分において、複数に分岐若しくは合流されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の反応装置。
【請求項９】
前記流路は、平面視したときに前記反応部と重なる部分において、内部にフィンを設けていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の反応装置。
【請求項１０】
前記流路の内壁面は、平面視したときに前記反応部と重なる部分が、他の部分よりも粗いことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の反応装置。
【請求項１１】
前記流路の内壁面は、平面視したときに前記反応部と重なる部分において、多孔質体からなることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の反応装置。
【請求項１２】
供給された流体に対して内部で所定の反応を施す反応部と、前記反応部を収容する空洞を有するとともに、内面と外面との間に流路を有する収容部と、前記流路と前記反応部の内部とを接続する接続部とを備え、
平面視したときに、前記流路の少なくとも一部と前記反応部とが重なり、その重なる部分における前記収容部の内面が、熱を透過する熱透過面であり、前記流路の内壁面における前記熱透過面に対向する面が輻射熱吸収面であることを特徴とする反応装置。
【請求項１３】
前記流路は、前記収容部の外部から前記反応部に流体を供給する供給流路の一部であることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の反応装置。
【請求項１４】
前記収容部は、内面と外面との間に前記反応部から前記収容部の外部に流体を排出する排出流路を備え、前記排出流路と前記供給流路は、近接して配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の反応装置。
【請求項１５】
前記流路は外部から供給された流体を気化する気化部であることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の反応装置。
【請求項１】
供給された流体に対し内部で所定の反応を施す反応部と、該反応部を収容する空洞を有するとともに、内面と外面との間に流路を有する収容部と、前記流路と前記反応部の内部とを接続する接続部とを備え、
平面視したときに、前記流路の少なくとも一部と前記反応部とが重なり、その重なる部分における前記収容部の内面が、前記反応部からの輻射熱を吸収する輻射熱吸収面であることを特徴とする反応装置。
【請求項２】
前記輻射熱吸収面は、黒色であることを特徴とする請求項１に記載の反応装置。
【請求項３】
前記輻射熱吸収面は、前記収容部の内面における他の部位よりも表面が粗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】
前記流路は、平面視したときに前記反応部と重なる部分において、前記反応部の表面と平行に位置される部位を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の反応装置。
【請求項５】
前記流路は、前記反応部の表面に平行な面内で折れ曲がる少なくとも１つの屈曲部を有することを特徴とする請求項４に記載の反応装置。
【請求項６】
前記流路は、外部から供給された流体が収容部の低温部から高温部に向かって流れるように形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の反応装置。
【請求項７】
前記流路は、平面視したときに前記反応部と重なる部分において、前記収容部の温度に応じて、流路幅および深さの少なくとも一方に傾斜を設けていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の反応装置。
【請求項８】
前記流路は、平面視したときに前記反応部と重なる部分において、複数に分岐若しくは合流されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の反応装置。
【請求項９】
前記流路は、平面視したときに前記反応部と重なる部分において、内部にフィンを設けていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の反応装置。
【請求項１０】
前記流路の内壁面は、平面視したときに前記反応部と重なる部分が、他の部分よりも粗いことを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の反応装置。
【請求項１１】
前記流路の内壁面は、平面視したときに前記反応部と重なる部分において、多孔質体からなることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の反応装置。
【請求項１２】
供給された流体に対して内部で所定の反応を施す反応部と、前記反応部を収容する空洞を有するとともに、内面と外面との間に流路を有する収容部と、前記流路と前記反応部の内部とを接続する接続部とを備え、
平面視したときに、前記流路の少なくとも一部と前記反応部とが重なり、その重なる部分における前記収容部の内面が、熱を透過する熱透過面であり、前記流路の内壁面における前記熱透過面に対向する面が輻射熱吸収面であることを特徴とする反応装置。
【請求項１３】
前記流路は、前記収容部の外部から前記反応部に流体を供給する供給流路の一部であることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の反応装置。
【請求項１４】
前記収容部は、内面と外面との間に前記反応部から前記収容部の外部に流体を排出する排出流路を備え、前記排出流路と前記供給流路は、近接して配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の反応装置。
【請求項１５】
前記流路は外部から供給された流体を気化する気化部であることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載の反応装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−８２８１７（Ｐ２００９−８２８１７Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５５３４２（Ｐ２００７−２５５３４２）
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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