断熱パッケージ及び反応装置並びにこれらの製造方法
【課題】断熱パッケージの内面に膜を直接成膜せずとも、その断熱パッケージの内側に膜を設けることができるようにする。
【解決手段】部材３１〜４３を積層することによって、枠体２４とその枠体２４に連なった反応装置本体部２５とを有する積層体２３を作成する。入子枠２４ｂの内側の面に輻射反射膜２４ｃを成膜し、入子枠２４ｂを枠体２４の内側に嵌め込み、入子枠２４ｂを枠体２４に接合する。上蓋材２１の内面に輻射反射膜２１ｃを成膜し、下蓋材２２の内面に輻射反射膜２２ｃを成膜する。入子枠２４ｂの上端を上蓋材２１に嵌め込み、入子枠２４ｂの下端を下蓋材２２に嵌め込み、入子枠２４ｂを上蓋材２１及び下蓋材２２に接合する。
【解決手段】部材３１〜４３を積層することによって、枠体２４とその枠体２４に連なった反応装置本体部２５とを有する積層体２３を作成する。入子枠２４ｂの内側の面に輻射反射膜２４ｃを成膜し、入子枠２４ｂを枠体２４の内側に嵌め込み、入子枠２４ｂを枠体２４に接合する。上蓋材２１の内面に輻射反射膜２１ｃを成膜し、下蓋材２２の内面に輻射反射膜２２ｃを成膜する。入子枠２４ｂの上端を上蓋材２１に嵌め込み、入子枠２４ｂの下端を下蓋材２２に嵌め込み、入子枠２４ｂを上蓋材２１及び下蓋材２２に接合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱パッケージ及び反応装置並びにこれらの製造方法に関する。
【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よく反応を行うので、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。
【特許文献１】特開２００２−３５６３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、断熱パッケージに機能性を付加するために、機能性のある膜を断熱パッケージの内面に成膜することがある。例えば、金属膜を断熱パッケージの内面に成膜し、断熱パッケージ内の電熱材や燃焼器で発した輻射線を反射させて、輻射線が外部に漏れるのを防止し、これにより断熱効果を高めることがある。
【０００５】
しかし、断熱パッケージの内側には改質器や一酸化炭素除去器を収容するため、改質器や一酸化炭素除去器が邪魔となって、断熱パッケージの内面に膜を成膜することが難しかった。特に、改質器や一酸化炭素除去器を断熱パッケージの内側で固定するため、断熱パッケージを作成する際には、断熱パッケージの構成部品に改質器や一酸化炭素除去器に支持した状態で、断熱パッケージの構成部品を組み立てることが行われるが、改質器や一酸化炭素除去器が支持された構成部品に膜を成膜することは難しかった。
そこで、本発明の課題は、断熱パッケージの内面に膜を直接成膜せずとも、その断熱パッケージの内側に膜を設けることができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、断熱パッケージの製造方法において、入子に成膜された膜を枠体の内側に向けるようその入子を枠体に嵌め込み、前記枠体の開口に蓋をしてその蓋で枠体を閉塞する、ことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の断熱パッケージの製造方法において、前記枠体と前記蓋を接合する、ことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の断熱パッケージの製造方法において、前記枠体に前記蓋をする前に、前記蓋の内側となる面に膜を成膜する、ことを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１から３の何れか一項に記載の断熱パッケージの製造方法において、前記蓋と前記入子が一体に設けられた状態で、前記枠体の開口に前記蓋をする際に前記入子を前記枠体に嵌め込む、ことを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１から４の何れか一項に記載の断熱パッケージの製造方法において、前記膜が輻射線を反射する膜である、ことを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項１から５の何れか一項に記載の断熱パッケージの製造方法において、前記膜が金属の膜である、ことを特徴とする。
【０００８】
請求項７に係る発明は、反応装置の製造方法において、化学反応を行う反応装置本体部が枠体の内側に配置されて前記枠体と前記反応装置本体部が連なった状態で、入子に成膜された膜を前記枠体の内側に向けるようその入子を枠体に嵌め込み、前記枠体の開口に蓋をしてその蓋で枠体を閉塞する、ことを特徴とする。
【０００９】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の反応装置の製造方法において、前記枠体と前記蓋を接合する、ことを特徴とする。
請求項９に係る発明は、請求項７又は８に記載の反応装置の製造方法において、前記枠体に前記蓋をする前に、前記蓋の内側となる面に膜を成膜する、ことを特徴とする。
請求項１０に係る発明は、請求項７から９の何れか一項に記載の反応装置の製造方法において、前記蓋と前記入子が一体に設けられた状態で、前記枠体の開口に前記蓋をする際に前記入子を前記枠体に嵌め込む、ことを特徴とする。
請求項１１に係る発明は、請求項７から１０の何れか一項に記載の反応装置の製造方法において、前記膜が輻射線を反射する膜である、ことを特徴とする。
請求項１２に係る発明は、請求項７から１１の何れか一項に記載の反応装置の製造方法において、前記膜が金属の膜である、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項１３に係る発明は、断熱パッケージにおいて、枠体と、前記枠体の内側に嵌め込まれた入子と、前記入子の内面に成膜された膜と、前記枠体の開口を閉塞した蓋と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項１４に係る発明は、請求項１３に記載の断熱パッケージにおいて、前記蓋が前記枠体に接合されていることを特徴とする。
請求項１５に係る発明は、請求項１３又は１４に記載の断熱パッケージにおいて、前記蓋の内側となる面に成膜された第二膜を更に備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項１６に係る発明は、反応装置において、枠体と、化学反応を行うと共に、前記枠体の内側に配置されて前記枠体に連なった反応装置本体部と、前記枠体の内側に嵌め込まれた入子と、前記入子の内面に成膜された膜と、前記枠体の開口を閉塞した蓋と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項１７に係る発明は、請求項１６に記載の反応装置において、前記蓋が前記枠体に接合されていることを特徴とする。
請求項１８に係る発明は、請求項１６又は１７に記載の反応装置において、前記蓋の内側となる面に成膜された第二膜を更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、入子に膜が成膜されており、その入子が枠体に嵌め込まれているので、枠体の内側に膜を直接成膜せずとも、枠体の内側に膜を設けることができ、断熱パッケージ、反応装置の製造を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明を実施するための好ましい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、本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。
【００１６】
反応装置の製造方法について説明するにあたって、まず反応装置の用途について説明する。図１は、反応装置２の概略的な構成を示すとともに、その反応装置２を用いた発電装置１の概略的な構成を示したブロック図である。この発電装置１は、例えば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るものであり、これらの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。
【００１７】
この発電装置１は、小型な反応装置２と、燃料カートリッジ３と、燃料電池型発電セル４と、を備える。燃料カートリッジ３には、燃料（例えば、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル、ブタン、ガソリン）と水が別々に又は混合した状態で貯留されている。図示しないマイクロポンプによって燃料と水が混合した状態で反応装置２に供給される。
【００１８】
反応装置２は、気化器５と、改質器６と、一酸化炭素除去器７と、改質用燃焼器８と、気化用燃焼器９と、熱交換器１０とを備える。
【００１９】
燃料カートリッジ３から反応装置２に供給された燃料と水は気化器５に送られる。燃料と水が気化器５において気化され、燃料と水の混合気が気化器５から改質器６に送られる。気化器５での燃料と水の気化は、気化用燃焼器９における燃焼熱等を吸熱して引き起こされる。
【００２０】
改質器６は、気化した水と燃料から水素ガス等を触媒反応により生成し、更に微量ながら一酸化炭素ガスを生成する。燃料がメタノールの場合には、次式（１）、（２）のような化学反応が改質器６で起こる。なお、水素が生成される反応は吸熱反応であって、改質用燃焼器８における燃焼熱等が用いられる。
【００２１】
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→３Ｈ2＋ＣＯ2 …（１）
Ｈ2＋ＣＯ2→Ｈ2Ｏ＋ＣＯ …（２）
【００２２】
改質器６で生成された水素ガス及び一酸化炭素ガス等を含む改質ガスは一酸化炭素除去器７に送られ、更に外部の空気が一酸化炭素除去器７に送られる。一酸化炭素除去器７は、副生された一酸化炭素を触媒により優先的に酸化させることで、一酸化炭素を選択的に除去する。このように一酸化炭素が酸化する反応は発熱反応であり、一酸化炭素除去器７と熱交換器１０との間で熱交換が行われることによって一酸化炭素除去器７が冷却される。
【００２３】
燃料電池型発電セル４は、燃料極４ａと、酸素極４ｂと、燃料極４ａと酸素極４ｂとの間に挟まされた電解質膜４ｃとを有する。一酸化炭素除去器７を経由した改質ガスは反応装置２から排出されて燃料電池型発電セル４の燃料極４ａに供給され、更に外部の空気が酸素極４ｂに送られる。そして、燃料極４ａに供給された改質ガス中の水素が、電解質膜４ｃを介して、酸素極４ｂに供給された空気中の酸素と電気化学反応することによって、燃料極４ａと酸素極４ｂとの間で電力が生じる。燃料極４ａと酸素極４ｂによって出力された電力は電子機器本体に供給される。
【００２４】
電解質膜４ｃが水素イオン透過性の電解質膜（例えば、固体高分子電解質膜）の場合には、燃料極４ａでは次式（３）のような反応が起き、燃料極４ａで生成された水素イオンが電解質膜４ｃを透過し、酸素極４ｂでは次式（４）のような反応が起こる。
Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ- …（３）
２Ｈ+＋１／２Ｏ2＋２ｅ-→Ｈ2Ｏ …（４）
【００２５】
一方、電解質膜４ｃが酸素イオン透過性の電解質膜（例えば、固体酸化物電解質膜）の場合には、酸素極４ｂでは次式（５）のような反応が起き、酸素極４ｂで生成された酸素イオンが電解質膜４ｃを透過し、燃料極４ａでは次式（６）のような反応が起こる。
１／２Ｏ２＋２ｅ−→２Ｏ２−・・・（５）
Ｈ２＋２Ｏ２−→Ｈ２Ｏ＋２ｅ−・・・（６）
【００２６】
燃料極４ａで電気化学反応せずに残った水素ガス等が空気と混合されて、水素ガスと空気等の混合気が改質用燃焼器８に供給されるとともに、気化用燃焼器９にも供給される。燃焼器８，９は、水素ガスを触媒反応により燃焼させる。これにより燃焼熱が発する。そして、排ガスが改質用燃焼器８及び気化用燃焼器９から外部に排出される。
【００２７】
熱交換器１０には水が送られ、一酸化炭素除去器７等によって加熱された水が熱交換器１０から排出される。熱交換器１０から排出された水が一旦冷却されて、再び熱交換器１０に送られることによって、水が循環するものでも良い。
【００２８】
続いて、反応装置２の製造方法について説明する。
図２及び図３に示すように、まず積層体２３を作成する。作成された積層体２３は、矩形枠状の枠体２４と、枠体２４の内側において枠体２４に連なった状態に設けられ、上又は下から見て中央部で括れた鼓状の反応装置本体部２５と、枠体２４に連なった状態に設けられ、枠体２４から外側に突出した導入排出部２６と、を有する。この反応装置本体部２５は、図１に示された気化器５、改質器６、一酸化炭素除去器７、改質用燃焼器８、気化用燃焼器９及び熱交換器１０を組み込む部分となる。
【００２９】
具体的には、図４に示すように、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌ）といった金属材料からなる部材３１〜４３を積層して拡散接合することによって、積層体２３を作成する。部材３１〜４３は、金属プレートを形状加工することによって図８に示すような形状を成している。部材３１〜４３の形状に応じて複数の孔・スリット・切欠き・隙間等が部材３１〜４３に形成されており、部材３１〜４３が積層されてこれらが接合され、室、セル、流路及び孔等の内部空間が積層体２３に形成される。積層体２３に形成された内部空間が、図１に示した反応装置２の経路となる。
【００３０】
部材３１〜４３のうち最も上層の部材３１は、矩形枠３１ａと、矩形枠３１ａの内側において矩形枠３１ａの右後部に連なった状態に設けられた矩形プレート３１ｂと、矩形プレート３１ｂの左側前後中央部に連なった状態に設けられた連結プレート３１ｅと、連結プレート３１ｅの左側に連なった状態に設けられた仕切フレーム３１ｃと、矩形枠３１ａの外側に配設され、矩形枠３１ａの右後部に連なった状態に設けられた延出部３１ｄと、を有する。
【００３１】
上から２層目の部材３２は、矩形枠３２ａと、矩形枠３２ａの内側において矩形枠３２ａの右後部に連なった状態に設けられた仕切フレーム３２ｂと、仕切フレーム３２ｂの左側に連なった状態に設けられた連結フレーム３２ｅと、連結フレーム３２ｅの左側に連なった状態に設けられた仕切フレーム３２ｃと、矩形枠３２ａの外側において矩形枠３２ａの右後部に連なった状態に設けられた延出部３２ｄと、を有する。
【００３２】
部材３２と部材３１については、矩形枠３２ａを矩形枠３１ａに、仕切フレーム３２ｂを矩形プレート３１ｂに、仕切フレーム３２ｃを仕切フレーム３１ｃに、連結フレーム３２ｅを連結プレート３１ｅに、延出部３２ｄを延出部３１ｄに重ねて接合する。
【００３３】
上から３層目の部材３３は、矩形枠３３ａと、矩形枠３３ａの内側において矩形枠３３ａの右後部に連なった状態に設けられた矩形プレート３３ｂと、矩形プレート３３ｂの左側前後中央部に連なった状態に設けられた連結プレート３３ｅと、連結プレート３３ｅの左側に連なった状態に設けられた矩形プレート３３ｃと、矩形枠３３ａの外側において矩形枠３３ａの右後部に連なった状態に設けられた延出部３３ｄと、を有する。
【００３４】
部材３３と部材３２については、矩形枠３３ａを矩形枠３２ａに、矩形プレート３３ｂを仕切フレーム３２ｂに、矩形プレート３３ｃを仕切フレーム３２ｃに、連結プレート３３ｅを連結フレーム３２ｅに、延出部３３ｄを延出部３２ｄに重ねて接合する。なお、矩形プレート３３ｂと矩形プレート３１ｂとの間に挟持された仕切フレーム３２ｂの内側に流路が形成され、その流路に水が流れることで、この部分が図１に示された熱交換器１０として機能する。
【００３５】
上から４層目の部材３４と３層目の部材３３については、矩形枠３４ａを矩形枠３３ａに、枠部３４ｂを矩形プレート３３ｂに、枠部３４ｃを矩形プレート３３ｃに、二股延出部３４ｄを延出部３３ｄに重ねて接合する。部材３４と部材３３の接合前では部材３４の枠部３４ｃが矩形枠３４ａに連結しており、接合後に枠部３４ｃと矩形枠３４ａを切り離す。
【００３６】
上から５層目の部材３５と４層目の部材３４については、矩形枠３５ａを矩形枠３４ａに、二股延出部３５ｄを二股延出部３４ｄに、多孔板３５ｂを枠部３４ｂに、多孔板３５ｃを枠部３４ｃに重ねて接合する。接合後に多孔板３５ｃを矩形枠３５ａから切り離す。
【００３７】
上から６層目の部材３６と５層目の部材３５については、矩形枠３６ａを矩形枠３５ａに、二股延出部３６ｄを二股延出部３５ｄに、枠部３６ｂを多孔板３５ｂに、枠部３６ｃを多孔板３５ｃに重ねて接合する。接合後に枠部３６ｃを矩形枠３６ａから切り離す。
【００３８】
上から７層目の部材３７と６層目の部材３６については、矩形枠３７ａを矩形枠３６ａに、二股延出部３７ｄを二股延出部３６ｄに、多孔板３７ｂを枠部３６ｂに、多孔板３７ｃを枠部３６ｃに重ねて接合する。接合後に多孔板３７ｃを矩形枠３７ａから切り離す。
【００３９】
上から８層目の部材３８と７層目の部材３７については、矩形枠３８ａを矩形枠３７ａに、二股延出部３８ｄを二股延出部３７ｄに、枠部３８ｂを多孔板３７ｂに、枠部３８ｃを多孔板３７ｃに重ねて接合する。接合後に枠部３８ｃを矩形枠３８ａから切り離す。
【００４０】
上から９層目の部材３９と８層目の部材３８については、矩形枠３９ａを矩形枠３８ａに、二股延出部３９ｄを二股延出部３８ｄに、多孔板３９ｂを枠部３８ｂに、多孔板３９ｃを枠部３８ｃに重ねて接合する。接合後に多孔板３９ｃを矩形枠３９ａから切り離す。
【００４１】
上から１０層目の部材４０と９層目の部材３９については、矩形枠４０ａを矩形枠３９ａに、二股延出部４０ｄを二股延出部３９ｄに、枠部４０ｂを多孔板３９ｂに、枠部４０ｃを多孔板３９ｃに重ねて接合する。接合後に枠部４０ｃを矩形枠４０ａから切り離す。
【００４２】
上から１１層目の部材４１と１０層目の部材４０については、矩形枠４１ａを矩形枠４０ａに、延出部４１ｄを二股延出部４０ｄに、多孔板４１ｂを枠部４０ｂに、多孔板４１ｃを枠部４０ｃに重ねて接合する。接合後に多孔板４１ｃを矩形枠４１ａから切り離す。
【００４３】
上から１２層目の部材４２と１１層目の部材４１については、矩形枠４２ａを矩形枠４１ａに、延出部４２ｄを延出部４１ｄに、枠部４２ｂを多孔板４１ｂに、枠部４２ｃを多孔板４１ｃに重ねて接合する。接合後に枠部４２ｃを矩形枠４２ａから切り離す。
【００４４】
上から１３層目の部材４３と１２層目の部材４２については、矩形枠４３ａを矩形枠４２ａに、延出部４３ｄを延出部４２ｄに、枠部４３ｂを枠部４２ｂに、枠部４３ｃを枠部４２ｃに重ねて接合する。接合後に枠部４３ｃを矩形枠４３ａから切り離す。
【００４５】
部材３１〜４３の積層体２３のうち、矩形枠３１ａ〜４３ａを積層した部分が図２〜図３に示された枠体２４となる。また、延出部３１ｄ〜３３ｄ、二股延出部３４ｄ〜４０ｄ及び延出部４１ｄ〜４３ｄを積層した部分が、図２〜図３に示された導入排出部２６となる。また、３１ｂ〜４３ｂを積層した部分、３１ｅ〜３３ｅを積層した部分及び３１ｃ〜４３ｃを積層した部分の組み合わせが、図２〜図３に示された反応装置本体部２５となる。
【００４６】
積層体２３を作成した後、積層体２３の上面の長孔３１ｎ、長孔３１ｐ及び矩形孔３１ｑに触媒分散液をそれぞれ注入するとともに、仕切フレーム３１ｃ，３２ｃの内側に触媒分散液を注入した。その後、注入した触媒分散液を流し出し、積層体２３の内部に残留した触媒分散液を乾燥させて、焼成させる。これにより、積層体２３の内部に触媒が担持される。長孔３１ｎに注入した触媒分散液によって改質用触媒（例えば、Ｃｕ／ＺｎＯ系触媒、Ｐｄ／ＺｎＯ系触媒）が担持され、これによって３４ｃ〜４３ｃの積層部分が図１に示された改質器６として機能する。仕切フレーム３１ｃ，３２ｃの内側に注入した触媒分散液によって燃焼用触媒（例えば、白金）が担持され、これによって仕切フレーム３１ｃ，３２ｃの積層部分が図１に示された改質用燃焼器８として機能する。長孔３１ｐに注入した触媒分散液によって選択酸化触媒（例えば、白金）が担持され、これによって３４ｂ〜４３ｂの積層部分が図１に示された一酸化炭素除去器７として機能する。矩形孔３１ｑに注入した触媒分散液によって燃焼用触媒（例えば、白金）が担持され、これによって３１ｃ〜４３ｃの積層部分の一部が図１に示された気化用燃焼器９として機能する。
【００４７】
次に、枠部４３ｃにキャップ４８を、枠部４３ｂにキャップ４９を、仕切フレーム３１ｃにキャップ４６を、長孔３１ｎキャップ４７を、長孔３１ｐにキャップ４４を、矩形孔３１ｑ及び矩形孔３１ｒにキャップ４５を被せ、これらキャップ４４〜４９を積層体２３に拡散接合する。キャップ４４〜４９は、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌ）といった金属材料からなる。なお、予め、電気抵抗が温度に依存する電熱材からなる電熱パターン６９がキャップ４９の表面に、電気抵抗が温度に依存する電熱材からなる電熱パターン６８がキャップ４９の表面にパターニングされている。
【００４８】
図５に示すように、次に、枠体２４に長孔２４ａを穿孔し、端子付のリード線６１〜６６を長孔２４ａに通し、ワイヤーボンディング法を用いてリード線６１〜６４と電熱パターン６８をボンディングワイヤ７１〜７４によって接続する。次に、枠体２４の内側において、ゲッター材７７をリード線６４，６５に接続する。次に、リード線６１〜６６を長孔２４ａに通した状態で、長孔２４ａを封止材６７で閉塞する。次に、導入排出部２６の開口５０に繊維材等の吸液材５１を挿入し、吸液材５１を棒体５３で圧縮して押し込み、棒体５３に設けられたキャップ５２を開口５０に嵌め込んで開口５０を閉塞する。この吸液材５１を組み込んだ部分が図１に示した気化器５として機能する。
【００４９】
次に、枠体２４の内側の面に輻射反射膜、具体的には金属（例えば、金）の膜を成膜したいが、枠体２４の内側には反応装置本体部２５が収まっているので、枠体２４の内側の面に輻射反射膜を直接成膜しづらい。そこで、以下の〔Ａ〕〜〔Ｆ〕の何れかの方法で枠体２４の内側に輻射反射膜を設ける。
【００５０】
〔Ａ〕予め輻射反射膜を成膜した入子を枠体の内側に設ける方法
図６及び図７を用いて説明する。図６は反応装置２を部分的に分解した状態で示した分解斜視図であり、図７は反応装置２の断熱パッケージの製造工程の概略図である。図７（ａ）、（ｂ）においては、反応装置２の断面が概略的に示されている。
【００５１】
まず、入子枠２４ｂを準備する。平面視した場合に入子枠２４ｂの外周が枠体２４の内周にほぼ一致し、側面視した場合に入子枠２４ｂの高さは枠体２４の高さよりも高い。この入子枠２４ｂは、テンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌ）といった金属材料からなる。
【００５２】
そして、入子枠２４ｂの内側の面に、輻射反射膜２４ｃをメッキ法により成膜する。なお、輻射反射膜２４ｃの成膜法はメッキ法でなくとも、気相成長法であっても良い。
【００５３】
次に、入子枠２４ｂを枠体２４の内側に嵌め込み、入子枠２４ｂの外面を枠体２４の内面に面接触させる。ここで、入子枠２４ｂの上部を枠体２４の上端から上に突出させ、入子枠２４ｂの下部を枠体２４の下端から下に突出させる。
【００５４】
次に、枠体２４を入子枠２４ｂに接合する。具体的には、枠体２４の上端（主に矩形枠３１ａ）を全周に亘って入子枠２４ｂに溶接し、枠体２４の下端（主に矩形枠４３ａ）を全周に亘って入子枠２４ｂに溶接する。又は、固定できる程度の部分溶接でも良い。これにより、枠体２４の内側において輻射反射膜２４ｃが露出する。なお、予め枠状に形成された入子枠２４ｂを枠体２４の内側に嵌め込むのではなく、輻射反射膜が成膜された平板状の複数のプレートを枠体２４の内側に差し込み、これらプレートを枠状に組むことによって、枠体２４の内側に入子枠２４ｂを組み付けても良い。
【００５５】
以上のように、枠体２４と反応装置本体部２５の隙間が狭くて、枠体２４の内側の面に輻射反射膜を直接成膜できなくても、枠体２４の内側に輻射反射膜２４ｃを設けて輻射反射膜２４ｃで反応装置本体部２５を囲繞することができる。また、反応装置本体部２５と枠体２４の間の隙間が狭くても済むので、枠体２４を小さくすることもできる。
【００５６】
次に、上蓋材２１と下蓋材２２を準備する。上蓋材２１は下側が凹んだ状態に設けられ、下蓋材２２は上側が凹んだ状態に設けられ、上蓋材２１及び下蓋材２２はステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌ）といった金属材料からなる。
【００５７】
次に、上蓋材２１の内側となる面、つまり、上蓋材２１の凹面に輻射反射膜２１ｃをメッキ法により成膜し、同様に、下蓋材２２の凹面に輻射反射膜２２ｃを成膜する。なお、輻射反射膜２１ｃ，２２ｃの成膜法はメッキ法でなくとも、気相成長法であっても良い。
【００５８】
次に、入子枠２４ｂの突出した上部を上蓋材２１に嵌め込んで、枠体２４の上端に上蓋材２１の縁を重ね、入子枠２４ｂの突出した下部を下蓋材２２に嵌め込んで、枠体２４の下端に下蓋材２２を重ねる。これにより、枠体２４の上側開口を上蓋材２１によって閉塞し、枠体２４の下側開口を下蓋材２２によって閉塞する。
【００５９】
次に、上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の内側から空気を真空引きし、又は、上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の内側にフッ素を含むメタン若しくはエタンの多ハロゲン化誘導体ガス（例えば、ジクロロジフルオロメタン、クロロジフルオロメタン）若しくは炭酸ガスを充填する。次に、枠体２４の全周に亘って上蓋材２１を枠体２４の上端に接合し、枠体２４の全周に亘って下蓋材２２を枠体２４の下端に接合する。このようにして上蓋材２１、枠体２４及び下蓋材２２の組み体が略直方体状の箱体を成し、上蓋材２１、枠体２４及び下蓋材２２によってその内側に密閉空間が形成される。接合法は、各種の溶接法であっても良いし、拡散接合法であっても良いし、他の接合法であっても良い。
【００６０】
以上のように上蓋材２１及び下蓋材２２を接合することによって、反応装置２が完成する。
【００６１】
〔Ｂ〕変形例
図８に示すように、この変形例においては、枠体２４の上端及び下端には、外側に突出するフランジ２４ｄ，２４ｅが設けられている。具体的には、最上層の矩形枠３１ａ及び最下層の矩形枠４３ａを他の矩形枠３２ａ〜４２ａよりも幅広にすることで、矩形枠３１ａ，４３ａがフランジ２４ｄ，２４ｅとなっている。また、上蓋材２１の縁には、外側に突出するフランジ２１ｄが設けられ、下蓋材２２の縁にも、外側に突出するフランジ２２ｅが設けられている。
【００６２】
入子枠２４ｂを用いたことは〔Ａ〕の場合と同様である。そして、入子枠２４ｂを枠体２４の内側に組み付けた後、枠体２４の上端に上蓋材２１の縁を重ねてフランジ２４ｄとフランジ２１ｄを重ね、更に、枠体２４の下端に下蓋材２２を重ねてフランジ２４ｅとフランジ２２ｅを重ねる。フランジ２４ｄとフランジ２１ｄを含めて、枠体２４の全周に亘って上蓋材２１を枠体２４の上端に接合し、フランジ２４ｅとフランジ２２ｅを含めて、枠体２４の全周に亘って下蓋材２２を枠体２４の下端に接合する。この変形例においても〔Ａ〕の場合と同様に、輻射反射膜２１ｃ，２２ｃ，２４ｃの成膜や、上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の内側の真空引き又はフッ素を含むメタン若しくはエタンの多ハロゲン化誘導体ガス若しくは炭酸ガスの充填を接合前に行う。
【００６３】
この変形例においては、枠体２４が薄く、更に、上蓋材２１の側面が薄い場合でも、フランジ２１ｄ，２４ｄを重ね合わせることで上蓋材２１と枠体２４の位置合わせが容易となり、接合も簡単に行うことができる。下蓋材２２と枠体２４についても同様である。勿論、入子枠２４ｂを用いることによって、枠体２４の内側に輻射反射膜２４ｃを設けて輻射反射膜２４ｃで反応装置本体部２５を囲繞することが容易に行える。
【００６４】
〔Ｃ〕変形例
図９に示すように、この変形例においては、枠体２４を入子状に上蓋材２１及び下蓋材２２に入れ込み、上蓋材２１と下蓋材２２を接合する。具体的には、上蓋材２１の下側開口の内側には段差２１ａが設けられ、下蓋材２２の上側開口の内側にも段差２２ａが設けられている。
【００６５】
そして、枠体２４を上蓋材２１の段差２１ａに嵌め込んで、更に入子枠２４ｂの突出した上部を上蓋材２１に嵌め込み、枠体２４の上側開口を上蓋材２１で閉塞する。また、枠体２４を下蓋材２２の段差２２ａに嵌め込んで、更に入子枠２４ｂの突出した下部を下蓋材２２に嵌め込む、枠体２４の下側開口を下蓋材２２で閉塞する。これにより、上蓋材２１の下端の縁と下蓋材２２の上端の縁が重なり、この重なった部分を接合する。接合法は、各種の溶接法であっても良いし、拡散接合法であっても良いし、他の接合法であっても良い。以上のことを除いて、この変形例においては〔Ａ〕の場合と同様の手順で行う。この変形例においても〔Ａ〕の場合と同様に、輻射反射膜２１ｃ，２２ｃ，２４ｃの成膜や、上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の内側の真空引き又はフッ素を含むメタン若しくはエタンの多ハロゲン化誘導体ガス若しくは炭酸ガスの充填を接合前に行う。
【００６６】
この変形例においては、段差２１ａが上蓋材２１に形成されているから、枠体２４と上蓋材２１の位置合わせを容易に行うことができる。下蓋材２２と枠体２４についても同様である。また、接合工程については、上蓋材２１と下蓋材２２の接合一回で済ませることができる。勿論、入子枠２４ｂを用いることによって、枠体２４の内側に輻射反射膜２４ｃを設けて輻射反射膜２４ｃで反応装置本体部２５を囲繞することが容易に行える。
【００６７】
なお、図１０に示すように、上蓋材２１の縁には、外側に突出するフランジ２１ｄが設けられ、下蓋材２２の縁にも、外側に突出するフランジ２２ｅが設けられても良い。この場合、フランジ２１ｄとフランジ２２ｅも接合する。これにより、接合を容易に行うことができる。
【００６８】
〔Ｄ〕変形例
図１１に示すように、この変形例においては、入子枠２４ｂを枠体２４の内側に嵌め込む前に、この入子枠２４ｂを下蓋材２２の内側に嵌め込む。入子枠２４ｂが下蓋材２２に嵌め込まれた状態では、入子枠２４ｂは下蓋材２２の上端よりも上に突出している。そして、下蓋材２２の上端の縁に沿って下蓋材２２を入子枠２４ｂに接合する。これにより、入子枠２４ｂと下蓋材２２が一体になる。なお、入子枠２４ｂを先に下蓋材２２に嵌め込むのではなく、先に上蓋材２１に嵌め込んでも良い。
【００６９】
次に、入子枠２４ｂを下蓋材２２に嵌め込んだ状態で下蓋材２２の内側の面に輻射反射膜２２ｃを成膜すると、入子枠２４ｂの内側の面にも輻射反射膜２２ｃが成膜される。
【００７０】
次に、入子枠２４ｂを枠体２４の下から枠体２４の内側に嵌め込み、入子枠２４ｂの上部を枠体２４の上端から上に突出させる。これにより、入子枠２４ｂの外面を枠体２４の内面に面接触させる。この時、枠体２４の下端が下蓋材２２の縁に重なって、枠体２４の下側開口を下蓋材２２で閉塞する。次に、輻射反射膜２１ｃが成膜された上蓋材２１に入子枠２４ｂの突出した上部を嵌め込んで、枠体２４の上端に上蓋材２１の縁を重ね、枠体２４の上側開口を上蓋材２１で閉塞する。
【００７１】
次に、上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の内側から空気を真空引きし、又は、上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の内側にフッ素を含むメタン若しくはエタンの多ハロゲン化誘導体ガス若しくは炭酸ガスを充填する。
次に、枠体２４の全周に亘って上蓋材２１を枠体２４の上端に接合し、枠体２４の全周に亘って下蓋材２２を枠体２４の下端に接合する。
【００７２】
この変形例においては、輻射反射膜の成膜工程を、上蓋材２１に対する成膜工程と、下蓋材２２及び入子枠２４ｂに対する成膜工程の２回で済ませることができる。勿論、入子枠２４ｂを用いることによって、枠体２４の内側に輻射反射膜２４ｃを設けて輻射反射膜２４ｃで反応装置本体部２５を囲繞することが容易に行える。
【００７３】
なお、図１２に示すように、〔Ｂ〕の変形例の場合と同様に、枠体２４の上端及び下端にフランジ２４ｄ，２４ｅが設けられ、上蓋材２１の縁にフランジ２１ｄが設けられ、下蓋材２２の縁にフランジ２２ｅが設けられても良い。上蓋材２１及び下蓋材２２を枠体２４に接合するにあたっては、フランジ２４ｄとフランジ２１ｄも接合するととともに、フランジ２４ｅとフランジ２２ｅも接合する。
【００７４】
〔Ａ〕〜〔Ｄ〕の場合では、入子が入子枠２４ｂとして上蓋材２１及び下蓋材２２と別部材であるが、以下の〔Ｅ〕〜〔Ｆ〕の変形例では、入子が上蓋材２１又は下蓋材２２と一体形成されている。
【００７５】
〔Ｅ〕変形例
図１３に示すように、この変形例においては、上蓋材２１の下側開口の外側には段差２１ｇが設けられ、これにより入子枠部２１ｆが上蓋材２１の下側開口に沿って形成され、入子枠部２１ｆが上蓋材２１と一体になっている。同様に、下蓋材２２の上側開口の外側には段差２２ｇが設けられ、これにより入子枠部２２ｆが下蓋材２２の下側開口に沿って形成され、入子枠部２２ｆが下蓋材２２と一体になっている。
【００７６】
そして、上蓋材２１の内側の面に輻射反射膜２１ｃを成膜すると、入子枠部２２ｆの内側の面にも輻射反射膜２１ｃが成膜される。また、下蓋材２２の内側の面に輻射反射膜２２ｃを成膜すると、入子枠２４ｂの内側の面にも輻射反射膜２２ｃが成膜される。
次に、入子枠部２１ｆを枠体２４の内側に嵌め込み、入子枠部２１ｆの外面を枠体２４の内面に面接触させ、入子枠部２２ｆを枠体２４の内側に嵌め込み、入子枠部２２ｆの外面を枠体２４の内面に面接触させる。枠体２４は段差２１ｇ〜２２ｇに収まり、入子枠部２１ｆの下端が入子枠部２２ｆの上端に接触する。これにより、枠体２４の上側開口を上蓋材２１で閉塞し、枠体２４の下側開口を下蓋材２２で閉塞する。
【００７７】
次に、上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の内側から空気を真空引きし、又は、上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の内側にフッ素を含むメタン若しくはエタンの多ハロゲン化誘導体ガス若しくは炭酸ガスを充填する。
次に、段差２１ｇの部分で枠体２４を上蓋材２１に全周に亘って接合し、段差２２ｇの部分で枠体２４を下蓋材２２に全周に亘って接合する。
【００７８】
この変形例においては、輻射反射膜の成膜工程を、上蓋材２１に対する成膜工程と、下蓋材２２に対する成膜工程の２回で済ませることができる。勿論、入子枠部２１ｆ，２２ｆを用いることによって、枠体２４の内側に輻射反射膜２１ｃ，２２ｃを設けて輻射反射膜２１ｃ，２２ｃで反応装置本体部２５を囲繞することが容易に行える。
【００７９】
なお、図１４に示すように、〔Ｂ〕の変形例の場合と同様に、枠体２４の上端及び下端にフランジ２４ｄ，２４ｅが設けられ、上蓋材２１の段差２１ｇの外側にフランジ２１ｄが設けられ、下蓋材２２の段差２２ｇの外側にフランジ２２ｅが設けられても良い。上蓋材２１及び下蓋材２２を枠体２４に接合するにあたっては、フランジ２４ｄとフランジ２１ｄも接合するととともに、フランジ２４ｅとフランジ２２ｅも接合する。
【００８０】
〔Ｆ〕変形例
図１５に示すように、この変形例においては、上蓋材２１の下側開口の外側には段差２１ｇが設けられ、これにより入子枠部２１ｆが上蓋材２１の下側開口に沿って形成され、入子枠部２１ｆが上蓋材２１と一体になっている。〔Ｆ〕の変形例における入子枠部２１ｆは〔Ｅ〕の変形例における入子枠部２１ｆよりも高い。一方、下蓋材２２の上側開口の内側には段差２２ａが設けられている。
【００８１】
そして、上蓋材２１の内側の面に輻射反射膜２１ｃを成膜すると、入子枠部２２ｆの内側の面にも輻射反射膜２１ｃが成膜される。また、下蓋材２２の内側の面については、段差２２ａよりも底側の部分に輻射反射膜２２ｃを成膜する。
次に、入子枠部２１ｆを枠体２４の内側に嵌め込み、入子枠部２１ｆの外面を枠体２４の内面に面接触させる。枠体２４を下蓋材２２の段差２２ａに嵌め込む。更に入子枠部２１ｆの下端部を下蓋材２２に嵌め込み、上蓋材２１の段差２１ｇより上側の部分を下蓋材２２に嵌め込み、下蓋材２２の上端が段差２１ｇ近傍において上蓋材２１に接する。以上により、枠体２４の上側開口を上蓋材２１で閉塞し、枠体２４の下側開口を下蓋材２２で閉塞する。
【００８２】
次に、上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の内側から空気を真空引きし、又は、上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の内側にフッ素を含むメタン若しくはエタンの多ハロゲン化誘導体ガス若しくは炭酸ガスを充填する。
次に、段差２１ｇの部分で下蓋材２２を上蓋材２１に全周に亘って接合する。
【００８３】
この変形例においては、輻射反射膜の成膜工程を、上蓋材２１に対する成膜工程と、下蓋材２２に対する成膜工程の２回で済ませることができる。また、接合工程は、上蓋材２１と下蓋材２２の接合一回で済ませることができる。また、枠体２４の内側と外側が上蓋材２１及び下蓋材２２によって補強される。勿論、入子枠部２１ｆを用いることによって、枠体２４の内側に輻射反射膜２１ｃを設けて輻射反射膜２１ｃで反応装置本体部２５を囲繞することが容易に行える。
【００８４】
なお、図１５に示すように、上蓋材２１の段差２１ｇの外側には、外側に突出するフランジ２１ｄが設けられ、下蓋材２２の縁にも、外側に突出するフランジ２２ｅが設けられても良い。この場合、フランジ２１ｄとフランジ２２ｅも接合する。
【００８５】
〔Ｇ〕上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４を組み立ててなる箱体の機能
上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４を組み立ててなる箱体は、断熱パッケージとして機能する。つまり、反応装置本体部２５には電熱パターン６８〜６９が設けられており、リード線６１〜６４を通じて電熱パターン６８〜６９に電力が供給されると、電熱パターン６８〜６９が発熱し、反応装置本体部２５が加熱される。また、反応装置本体部２５は一酸化炭素除去器７、改質用燃焼器８及び気化用燃焼器９を組み込んだものであり、一酸化炭素除去器７、改質用燃焼器８及び気化用燃焼器９における酸化反応は発熱反応である。このような反応装置本体部２５及び電熱パターン６８，６９が上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の箱体に収容されているので、これらから発した熱が上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の箱体内に籠もり、箱体の内側と外側の断熱が行われる。これにより、エネルギーの利用効率が高まる。なお、改質器６の改質反応は吸熱反応であり、気化器５における気化によって吸熱が起こる。
【００８６】
〔Ｈ〕輻射反射膜の機能
反応装置本体部２５や電熱パターン６８〜６９は室温よりも高温になり、特に反応装置本体部２５のうち３１ｃ〜４３ｃを積層した部分（主に、改質器６や改質用燃焼器８）は３６０〜３８０℃に加熱され、３１ｂ〜４３ｂを積層した部分（主に、一酸化炭素除去器７や熱交換器１０）は１３０〜１５０℃に加熱される。そのため、反応装置本体部２５から輻射線が発する。放射した輻射線が輻射反射膜２１ｃ，２２ｃ，２４ｃによって反射されるので、輻射線が上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の箱体の内側に閉じ込められる。そのため、エネルギーの利用効率が高まる。
【００８７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の設計変更を行ったものも本発明の範囲に含まれる。
例えば、上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の内側に設けられる膜は、輻射線を反射させるために金属からなる輻射反射膜２１ｃ，２２ｃ，２４ｃであったが、他の機能を持った膜であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施形態における反応装置を用いた発電装置が示されたブロック図である。
【図２】本発明の実施形態における反応装置の積層体からキャップを分解した状態で示した斜視図である。
【図３】上記積層体からキャップを分解した状態で示した分解斜視図である。
【図４】上記積層体の分解斜視図である。
【図５】上記積層体とその積層体に組み込む部品・部材とを示した分解斜視図である。
【図６】上記積層体とその積層体の枠体に接合する蓋材とを示した分解斜視図である。
【図７】断熱パッケージの組み立て工程を示した工程図である。
【図８】変形例における断熱パッケージの組み立て工程を示した工程図である。
【図９】変形例における断熱パッケージの組み立て工程を示した工程図である。
【図１０】変形例における断熱パッケージの組み立て工程を示した工程図である。
【図１１】変形例における断熱パッケージの組み立て工程を示した工程図である。
【図１２】変形例における断熱パッケージの組み立て工程を示した工程図である。
【図１３】変形例における断熱パッケージの組み立て工程を示した工程図である。
【図１４】変形例における断熱パッケージの組み立て工程を示した工程図である。
【図１５】変形例における断熱パッケージの組み立て工程を示した工程図である。
【図１６】変形例における断熱パッケージの組み立て工程を示した工程図である。
【符号の説明】
【００８９】
２ 反応装置
２１ 上蓋材
２１ｃ 輻射反射膜
２１ｆ 入子枠部
２２ 下蓋材
２２ｃ 輻射反射膜
２２ｆ 入子枠部
２４ 枠体
２４ｂ 入子枠
２４ｃ 輻射反射膜
２５ 反応装置本体部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱パッケージ及び反応装置並びにこれらの製造方法に関する。
【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よく反応を行うので、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。
【特許文献１】特開２００２−３５６３１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、断熱パッケージに機能性を付加するために、機能性のある膜を断熱パッケージの内面に成膜することがある。例えば、金属膜を断熱パッケージの内面に成膜し、断熱パッケージ内の電熱材や燃焼器で発した輻射線を反射させて、輻射線が外部に漏れるのを防止し、これにより断熱効果を高めることがある。
【０００５】
しかし、断熱パッケージの内側には改質器や一酸化炭素除去器を収容するため、改質器や一酸化炭素除去器が邪魔となって、断熱パッケージの内面に膜を成膜することが難しかった。特に、改質器や一酸化炭素除去器を断熱パッケージの内側で固定するため、断熱パッケージを作成する際には、断熱パッケージの構成部品に改質器や一酸化炭素除去器に支持した状態で、断熱パッケージの構成部品を組み立てることが行われるが、改質器や一酸化炭素除去器が支持された構成部品に膜を成膜することは難しかった。
そこで、本発明の課題は、断熱パッケージの内面に膜を直接成膜せずとも、その断熱パッケージの内側に膜を設けることができるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するため、請求項１に係る発明は、断熱パッケージの製造方法において、入子に成膜された膜を枠体の内側に向けるようその入子を枠体に嵌め込み、前記枠体の開口に蓋をしてその蓋で枠体を閉塞する、ことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の断熱パッケージの製造方法において、前記枠体と前記蓋を接合する、ことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の断熱パッケージの製造方法において、前記枠体に前記蓋をする前に、前記蓋の内側となる面に膜を成膜する、ことを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１から３の何れか一項に記載の断熱パッケージの製造方法において、前記蓋と前記入子が一体に設けられた状態で、前記枠体の開口に前記蓋をする際に前記入子を前記枠体に嵌め込む、ことを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１から４の何れか一項に記載の断熱パッケージの製造方法において、前記膜が輻射線を反射する膜である、ことを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項１から５の何れか一項に記載の断熱パッケージの製造方法において、前記膜が金属の膜である、ことを特徴とする。
【０００８】
請求項７に係る発明は、反応装置の製造方法において、化学反応を行う反応装置本体部が枠体の内側に配置されて前記枠体と前記反応装置本体部が連なった状態で、入子に成膜された膜を前記枠体の内側に向けるようその入子を枠体に嵌め込み、前記枠体の開口に蓋をしてその蓋で枠体を閉塞する、ことを特徴とする。
【０００９】
請求項８に係る発明は、請求項７に記載の反応装置の製造方法において、前記枠体と前記蓋を接合する、ことを特徴とする。
請求項９に係る発明は、請求項７又は８に記載の反応装置の製造方法において、前記枠体に前記蓋をする前に、前記蓋の内側となる面に膜を成膜する、ことを特徴とする。
請求項１０に係る発明は、請求項７から９の何れか一項に記載の反応装置の製造方法において、前記蓋と前記入子が一体に設けられた状態で、前記枠体の開口に前記蓋をする際に前記入子を前記枠体に嵌め込む、ことを特徴とする。
請求項１１に係る発明は、請求項７から１０の何れか一項に記載の反応装置の製造方法において、前記膜が輻射線を反射する膜である、ことを特徴とする。
請求項１２に係る発明は、請求項７から１１の何れか一項に記載の反応装置の製造方法において、前記膜が金属の膜である、ことを特徴とする。
【００１０】
請求項１３に係る発明は、断熱パッケージにおいて、枠体と、前記枠体の内側に嵌め込まれた入子と、前記入子の内面に成膜された膜と、前記枠体の開口を閉塞した蓋と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項１４に係る発明は、請求項１３に記載の断熱パッケージにおいて、前記蓋が前記枠体に接合されていることを特徴とする。
請求項１５に係る発明は、請求項１３又は１４に記載の断熱パッケージにおいて、前記蓋の内側となる面に成膜された第二膜を更に備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項１６に係る発明は、反応装置において、枠体と、化学反応を行うと共に、前記枠体の内側に配置されて前記枠体に連なった反応装置本体部と、前記枠体の内側に嵌め込まれた入子と、前記入子の内面に成膜された膜と、前記枠体の開口を閉塞した蓋と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
請求項１７に係る発明は、請求項１６に記載の反応装置において、前記蓋が前記枠体に接合されていることを特徴とする。
請求項１８に係る発明は、請求項１６又は１７に記載の反応装置において、前記蓋の内側となる面に成膜された第二膜を更に備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、入子に膜が成膜されており、その入子が枠体に嵌め込まれているので、枠体の内側に膜を直接成膜せずとも、枠体の内側に膜を設けることができ、断熱パッケージ、反応装置の製造を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明を実施するための好ましい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、本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。
【００１６】
反応装置の製造方法について説明するにあたって、まず反応装置の用途について説明する。図１は、反応装置２の概略的な構成を示すとともに、その反応装置２を用いた発電装置１の概略的な構成を示したブロック図である。この発電装置１は、例えば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るものであり、これらの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。
【００１７】
この発電装置１は、小型な反応装置２と、燃料カートリッジ３と、燃料電池型発電セル４と、を備える。燃料カートリッジ３には、燃料（例えば、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル、ブタン、ガソリン）と水が別々に又は混合した状態で貯留されている。図示しないマイクロポンプによって燃料と水が混合した状態で反応装置２に供給される。
【００１８】
反応装置２は、気化器５と、改質器６と、一酸化炭素除去器７と、改質用燃焼器８と、気化用燃焼器９と、熱交換器１０とを備える。
【００１９】
燃料カートリッジ３から反応装置２に供給された燃料と水は気化器５に送られる。燃料と水が気化器５において気化され、燃料と水の混合気が気化器５から改質器６に送られる。気化器５での燃料と水の気化は、気化用燃焼器９における燃焼熱等を吸熱して引き起こされる。
【００２０】
改質器６は、気化した水と燃料から水素ガス等を触媒反応により生成し、更に微量ながら一酸化炭素ガスを生成する。燃料がメタノールの場合には、次式（１）、（２）のような化学反応が改質器６で起こる。なお、水素が生成される反応は吸熱反応であって、改質用燃焼器８における燃焼熱等が用いられる。
【００２１】
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ→３Ｈ2＋ＣＯ2 …（１）
Ｈ2＋ＣＯ2→Ｈ2Ｏ＋ＣＯ …（２）
【００２２】
改質器６で生成された水素ガス及び一酸化炭素ガス等を含む改質ガスは一酸化炭素除去器７に送られ、更に外部の空気が一酸化炭素除去器７に送られる。一酸化炭素除去器７は、副生された一酸化炭素を触媒により優先的に酸化させることで、一酸化炭素を選択的に除去する。このように一酸化炭素が酸化する反応は発熱反応であり、一酸化炭素除去器７と熱交換器１０との間で熱交換が行われることによって一酸化炭素除去器７が冷却される。
【００２３】
燃料電池型発電セル４は、燃料極４ａと、酸素極４ｂと、燃料極４ａと酸素極４ｂとの間に挟まされた電解質膜４ｃとを有する。一酸化炭素除去器７を経由した改質ガスは反応装置２から排出されて燃料電池型発電セル４の燃料極４ａに供給され、更に外部の空気が酸素極４ｂに送られる。そして、燃料極４ａに供給された改質ガス中の水素が、電解質膜４ｃを介して、酸素極４ｂに供給された空気中の酸素と電気化学反応することによって、燃料極４ａと酸素極４ｂとの間で電力が生じる。燃料極４ａと酸素極４ｂによって出力された電力は電子機器本体に供給される。
【００２４】
電解質膜４ｃが水素イオン透過性の電解質膜（例えば、固体高分子電解質膜）の場合には、燃料極４ａでは次式（３）のような反応が起き、燃料極４ａで生成された水素イオンが電解質膜４ｃを透過し、酸素極４ｂでは次式（４）のような反応が起こる。
Ｈ2→２Ｈ+＋２ｅ- …（３）
２Ｈ+＋１／２Ｏ2＋２ｅ-→Ｈ2Ｏ …（４）
【００２５】
一方、電解質膜４ｃが酸素イオン透過性の電解質膜（例えば、固体酸化物電解質膜）の場合には、酸素極４ｂでは次式（５）のような反応が起き、酸素極４ｂで生成された酸素イオンが電解質膜４ｃを透過し、燃料極４ａでは次式（６）のような反応が起こる。
１／２Ｏ２＋２ｅ−→２Ｏ２−・・・（５）
Ｈ２＋２Ｏ２−→Ｈ２Ｏ＋２ｅ−・・・（６）
【００２６】
燃料極４ａで電気化学反応せずに残った水素ガス等が空気と混合されて、水素ガスと空気等の混合気が改質用燃焼器８に供給されるとともに、気化用燃焼器９にも供給される。燃焼器８，９は、水素ガスを触媒反応により燃焼させる。これにより燃焼熱が発する。そして、排ガスが改質用燃焼器８及び気化用燃焼器９から外部に排出される。
【００２７】
熱交換器１０には水が送られ、一酸化炭素除去器７等によって加熱された水が熱交換器１０から排出される。熱交換器１０から排出された水が一旦冷却されて、再び熱交換器１０に送られることによって、水が循環するものでも良い。
【００２８】
続いて、反応装置２の製造方法について説明する。
図２及び図３に示すように、まず積層体２３を作成する。作成された積層体２３は、矩形枠状の枠体２４と、枠体２４の内側において枠体２４に連なった状態に設けられ、上又は下から見て中央部で括れた鼓状の反応装置本体部２５と、枠体２４に連なった状態に設けられ、枠体２４から外側に突出した導入排出部２６と、を有する。この反応装置本体部２５は、図１に示された気化器５、改質器６、一酸化炭素除去器７、改質用燃焼器８、気化用燃焼器９及び熱交換器１０を組み込む部分となる。
【００２９】
具体的には、図４に示すように、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌ）といった金属材料からなる部材３１〜４３を積層して拡散接合することによって、積層体２３を作成する。部材３１〜４３は、金属プレートを形状加工することによって図８に示すような形状を成している。部材３１〜４３の形状に応じて複数の孔・スリット・切欠き・隙間等が部材３１〜４３に形成されており、部材３１〜４３が積層されてこれらが接合され、室、セル、流路及び孔等の内部空間が積層体２３に形成される。積層体２３に形成された内部空間が、図１に示した反応装置２の経路となる。
【００３０】
部材３１〜４３のうち最も上層の部材３１は、矩形枠３１ａと、矩形枠３１ａの内側において矩形枠３１ａの右後部に連なった状態に設けられた矩形プレート３１ｂと、矩形プレート３１ｂの左側前後中央部に連なった状態に設けられた連結プレート３１ｅと、連結プレート３１ｅの左側に連なった状態に設けられた仕切フレーム３１ｃと、矩形枠３１ａの外側に配設され、矩形枠３１ａの右後部に連なった状態に設けられた延出部３１ｄと、を有する。
【００３１】
上から２層目の部材３２は、矩形枠３２ａと、矩形枠３２ａの内側において矩形枠３２ａの右後部に連なった状態に設けられた仕切フレーム３２ｂと、仕切フレーム３２ｂの左側に連なった状態に設けられた連結フレーム３２ｅと、連結フレーム３２ｅの左側に連なった状態に設けられた仕切フレーム３２ｃと、矩形枠３２ａの外側において矩形枠３２ａの右後部に連なった状態に設けられた延出部３２ｄと、を有する。
【００３２】
部材３２と部材３１については、矩形枠３２ａを矩形枠３１ａに、仕切フレーム３２ｂを矩形プレート３１ｂに、仕切フレーム３２ｃを仕切フレーム３１ｃに、連結フレーム３２ｅを連結プレート３１ｅに、延出部３２ｄを延出部３１ｄに重ねて接合する。
【００３３】
上から３層目の部材３３は、矩形枠３３ａと、矩形枠３３ａの内側において矩形枠３３ａの右後部に連なった状態に設けられた矩形プレート３３ｂと、矩形プレート３３ｂの左側前後中央部に連なった状態に設けられた連結プレート３３ｅと、連結プレート３３ｅの左側に連なった状態に設けられた矩形プレート３３ｃと、矩形枠３３ａの外側において矩形枠３３ａの右後部に連なった状態に設けられた延出部３３ｄと、を有する。
【００３４】
部材３３と部材３２については、矩形枠３３ａを矩形枠３２ａに、矩形プレート３３ｂを仕切フレーム３２ｂに、矩形プレート３３ｃを仕切フレーム３２ｃに、連結プレート３３ｅを連結フレーム３２ｅに、延出部３３ｄを延出部３２ｄに重ねて接合する。なお、矩形プレート３３ｂと矩形プレート３１ｂとの間に挟持された仕切フレーム３２ｂの内側に流路が形成され、その流路に水が流れることで、この部分が図１に示された熱交換器１０として機能する。
【００３５】
上から４層目の部材３４と３層目の部材３３については、矩形枠３４ａを矩形枠３３ａに、枠部３４ｂを矩形プレート３３ｂに、枠部３４ｃを矩形プレート３３ｃに、二股延出部３４ｄを延出部３３ｄに重ねて接合する。部材３４と部材３３の接合前では部材３４の枠部３４ｃが矩形枠３４ａに連結しており、接合後に枠部３４ｃと矩形枠３４ａを切り離す。
【００３６】
上から５層目の部材３５と４層目の部材３４については、矩形枠３５ａを矩形枠３４ａに、二股延出部３５ｄを二股延出部３４ｄに、多孔板３５ｂを枠部３４ｂに、多孔板３５ｃを枠部３４ｃに重ねて接合する。接合後に多孔板３５ｃを矩形枠３５ａから切り離す。
【００３７】
上から６層目の部材３６と５層目の部材３５については、矩形枠３６ａを矩形枠３５ａに、二股延出部３６ｄを二股延出部３５ｄに、枠部３６ｂを多孔板３５ｂに、枠部３６ｃを多孔板３５ｃに重ねて接合する。接合後に枠部３６ｃを矩形枠３６ａから切り離す。
【００３８】
上から７層目の部材３７と６層目の部材３６については、矩形枠３７ａを矩形枠３６ａに、二股延出部３７ｄを二股延出部３６ｄに、多孔板３７ｂを枠部３６ｂに、多孔板３７ｃを枠部３６ｃに重ねて接合する。接合後に多孔板３７ｃを矩形枠３７ａから切り離す。
【００３９】
上から８層目の部材３８と７層目の部材３７については、矩形枠３８ａを矩形枠３７ａに、二股延出部３８ｄを二股延出部３７ｄに、枠部３８ｂを多孔板３７ｂに、枠部３８ｃを多孔板３７ｃに重ねて接合する。接合後に枠部３８ｃを矩形枠３８ａから切り離す。
【００４０】
上から９層目の部材３９と８層目の部材３８については、矩形枠３９ａを矩形枠３８ａに、二股延出部３９ｄを二股延出部３８ｄに、多孔板３９ｂを枠部３８ｂに、多孔板３９ｃを枠部３８ｃに重ねて接合する。接合後に多孔板３９ｃを矩形枠３９ａから切り離す。
【００４１】
上から１０層目の部材４０と９層目の部材３９については、矩形枠４０ａを矩形枠３９ａに、二股延出部４０ｄを二股延出部３９ｄに、枠部４０ｂを多孔板３９ｂに、枠部４０ｃを多孔板３９ｃに重ねて接合する。接合後に枠部４０ｃを矩形枠４０ａから切り離す。
【００４２】
上から１１層目の部材４１と１０層目の部材４０については、矩形枠４１ａを矩形枠４０ａに、延出部４１ｄを二股延出部４０ｄに、多孔板４１ｂを枠部４０ｂに、多孔板４１ｃを枠部４０ｃに重ねて接合する。接合後に多孔板４１ｃを矩形枠４１ａから切り離す。
【００４３】
上から１２層目の部材４２と１１層目の部材４１については、矩形枠４２ａを矩形枠４１ａに、延出部４２ｄを延出部４１ｄに、枠部４２ｂを多孔板４１ｂに、枠部４２ｃを多孔板４１ｃに重ねて接合する。接合後に枠部４２ｃを矩形枠４２ａから切り離す。
【００４４】
上から１３層目の部材４３と１２層目の部材４２については、矩形枠４３ａを矩形枠４２ａに、延出部４３ｄを延出部４２ｄに、枠部４３ｂを枠部４２ｂに、枠部４３ｃを枠部４２ｃに重ねて接合する。接合後に枠部４３ｃを矩形枠４３ａから切り離す。
【００４５】
部材３１〜４３の積層体２３のうち、矩形枠３１ａ〜４３ａを積層した部分が図２〜図３に示された枠体２４となる。また、延出部３１ｄ〜３３ｄ、二股延出部３４ｄ〜４０ｄ及び延出部４１ｄ〜４３ｄを積層した部分が、図２〜図３に示された導入排出部２６となる。また、３１ｂ〜４３ｂを積層した部分、３１ｅ〜３３ｅを積層した部分及び３１ｃ〜４３ｃを積層した部分の組み合わせが、図２〜図３に示された反応装置本体部２５となる。
【００４６】
積層体２３を作成した後、積層体２３の上面の長孔３１ｎ、長孔３１ｐ及び矩形孔３１ｑに触媒分散液をそれぞれ注入するとともに、仕切フレーム３１ｃ，３２ｃの内側に触媒分散液を注入した。その後、注入した触媒分散液を流し出し、積層体２３の内部に残留した触媒分散液を乾燥させて、焼成させる。これにより、積層体２３の内部に触媒が担持される。長孔３１ｎに注入した触媒分散液によって改質用触媒（例えば、Ｃｕ／ＺｎＯ系触媒、Ｐｄ／ＺｎＯ系触媒）が担持され、これによって３４ｃ〜４３ｃの積層部分が図１に示された改質器６として機能する。仕切フレーム３１ｃ，３２ｃの内側に注入した触媒分散液によって燃焼用触媒（例えば、白金）が担持され、これによって仕切フレーム３１ｃ，３２ｃの積層部分が図１に示された改質用燃焼器８として機能する。長孔３１ｐに注入した触媒分散液によって選択酸化触媒（例えば、白金）が担持され、これによって３４ｂ〜４３ｂの積層部分が図１に示された一酸化炭素除去器７として機能する。矩形孔３１ｑに注入した触媒分散液によって燃焼用触媒（例えば、白金）が担持され、これによって３１ｃ〜４３ｃの積層部分の一部が図１に示された気化用燃焼器９として機能する。
【００４７】
次に、枠部４３ｃにキャップ４８を、枠部４３ｂにキャップ４９を、仕切フレーム３１ｃにキャップ４６を、長孔３１ｎキャップ４７を、長孔３１ｐにキャップ４４を、矩形孔３１ｑ及び矩形孔３１ｒにキャップ４５を被せ、これらキャップ４４〜４９を積層体２３に拡散接合する。キャップ４４〜４９は、ステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌ）といった金属材料からなる。なお、予め、電気抵抗が温度に依存する電熱材からなる電熱パターン６９がキャップ４９の表面に、電気抵抗が温度に依存する電熱材からなる電熱パターン６８がキャップ４９の表面にパターニングされている。
【００４８】
図５に示すように、次に、枠体２４に長孔２４ａを穿孔し、端子付のリード線６１〜６６を長孔２４ａに通し、ワイヤーボンディング法を用いてリード線６１〜６４と電熱パターン６８をボンディングワイヤ７１〜７４によって接続する。次に、枠体２４の内側において、ゲッター材７７をリード線６４，６５に接続する。次に、リード線６１〜６６を長孔２４ａに通した状態で、長孔２４ａを封止材６７で閉塞する。次に、導入排出部２６の開口５０に繊維材等の吸液材５１を挿入し、吸液材５１を棒体５３で圧縮して押し込み、棒体５３に設けられたキャップ５２を開口５０に嵌め込んで開口５０を閉塞する。この吸液材５１を組み込んだ部分が図１に示した気化器５として機能する。
【００４９】
次に、枠体２４の内側の面に輻射反射膜、具体的には金属（例えば、金）の膜を成膜したいが、枠体２４の内側には反応装置本体部２５が収まっているので、枠体２４の内側の面に輻射反射膜を直接成膜しづらい。そこで、以下の〔Ａ〕〜〔Ｆ〕の何れかの方法で枠体２４の内側に輻射反射膜を設ける。
【００５０】
〔Ａ〕予め輻射反射膜を成膜した入子を枠体の内側に設ける方法
図６及び図７を用いて説明する。図６は反応装置２を部分的に分解した状態で示した分解斜視図であり、図７は反応装置２の断熱パッケージの製造工程の概略図である。図７（ａ）、（ｂ）においては、反応装置２の断面が概略的に示されている。
【００５１】
まず、入子枠２４ｂを準備する。平面視した場合に入子枠２４ｂの外周が枠体２４の内周にほぼ一致し、側面視した場合に入子枠２４ｂの高さは枠体２４の高さよりも高い。この入子枠２４ｂは、テンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌ）といった金属材料からなる。
【００５２】
そして、入子枠２４ｂの内側の面に、輻射反射膜２４ｃをメッキ法により成膜する。なお、輻射反射膜２４ｃの成膜法はメッキ法でなくとも、気相成長法であっても良い。
【００５３】
次に、入子枠２４ｂを枠体２４の内側に嵌め込み、入子枠２４ｂの外面を枠体２４の内面に面接触させる。ここで、入子枠２４ｂの上部を枠体２４の上端から上に突出させ、入子枠２４ｂの下部を枠体２４の下端から下に突出させる。
【００５４】
次に、枠体２４を入子枠２４ｂに接合する。具体的には、枠体２４の上端（主に矩形枠３１ａ）を全周に亘って入子枠２４ｂに溶接し、枠体２４の下端（主に矩形枠４３ａ）を全周に亘って入子枠２４ｂに溶接する。又は、固定できる程度の部分溶接でも良い。これにより、枠体２４の内側において輻射反射膜２４ｃが露出する。なお、予め枠状に形成された入子枠２４ｂを枠体２４の内側に嵌め込むのではなく、輻射反射膜が成膜された平板状の複数のプレートを枠体２４の内側に差し込み、これらプレートを枠状に組むことによって、枠体２４の内側に入子枠２４ｂを組み付けても良い。
【００５５】
以上のように、枠体２４と反応装置本体部２５の隙間が狭くて、枠体２４の内側の面に輻射反射膜を直接成膜できなくても、枠体２４の内側に輻射反射膜２４ｃを設けて輻射反射膜２４ｃで反応装置本体部２５を囲繞することができる。また、反応装置本体部２５と枠体２４の間の隙間が狭くても済むので、枠体２４を小さくすることもできる。
【００５６】
次に、上蓋材２１と下蓋材２２を準備する。上蓋材２１は下側が凹んだ状態に設けられ、下蓋材２２は上側が凹んだ状態に設けられ、上蓋材２１及び下蓋材２２はステンレス鋼（例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６Ｌ）といった金属材料からなる。
【００５７】
次に、上蓋材２１の内側となる面、つまり、上蓋材２１の凹面に輻射反射膜２１ｃをメッキ法により成膜し、同様に、下蓋材２２の凹面に輻射反射膜２２ｃを成膜する。なお、輻射反射膜２１ｃ，２２ｃの成膜法はメッキ法でなくとも、気相成長法であっても良い。
【００５８】
次に、入子枠２４ｂの突出した上部を上蓋材２１に嵌め込んで、枠体２４の上端に上蓋材２１の縁を重ね、入子枠２４ｂの突出した下部を下蓋材２２に嵌め込んで、枠体２４の下端に下蓋材２２を重ねる。これにより、枠体２４の上側開口を上蓋材２１によって閉塞し、枠体２４の下側開口を下蓋材２２によって閉塞する。
【００５９】
次に、上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の内側から空気を真空引きし、又は、上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の内側にフッ素を含むメタン若しくはエタンの多ハロゲン化誘導体ガス（例えば、ジクロロジフルオロメタン、クロロジフルオロメタン）若しくは炭酸ガスを充填する。次に、枠体２４の全周に亘って上蓋材２１を枠体２４の上端に接合し、枠体２４の全周に亘って下蓋材２２を枠体２４の下端に接合する。このようにして上蓋材２１、枠体２４及び下蓋材２２の組み体が略直方体状の箱体を成し、上蓋材２１、枠体２４及び下蓋材２２によってその内側に密閉空間が形成される。接合法は、各種の溶接法であっても良いし、拡散接合法であっても良いし、他の接合法であっても良い。
【００６０】
以上のように上蓋材２１及び下蓋材２２を接合することによって、反応装置２が完成する。
【００６１】
〔Ｂ〕変形例
図８に示すように、この変形例においては、枠体２４の上端及び下端には、外側に突出するフランジ２４ｄ，２４ｅが設けられている。具体的には、最上層の矩形枠３１ａ及び最下層の矩形枠４３ａを他の矩形枠３２ａ〜４２ａよりも幅広にすることで、矩形枠３１ａ，４３ａがフランジ２４ｄ，２４ｅとなっている。また、上蓋材２１の縁には、外側に突出するフランジ２１ｄが設けられ、下蓋材２２の縁にも、外側に突出するフランジ２２ｅが設けられている。
【００６２】
入子枠２４ｂを用いたことは〔Ａ〕の場合と同様である。そして、入子枠２４ｂを枠体２４の内側に組み付けた後、枠体２４の上端に上蓋材２１の縁を重ねてフランジ２４ｄとフランジ２１ｄを重ね、更に、枠体２４の下端に下蓋材２２を重ねてフランジ２４ｅとフランジ２２ｅを重ねる。フランジ２４ｄとフランジ２１ｄを含めて、枠体２４の全周に亘って上蓋材２１を枠体２４の上端に接合し、フランジ２４ｅとフランジ２２ｅを含めて、枠体２４の全周に亘って下蓋材２２を枠体２４の下端に接合する。この変形例においても〔Ａ〕の場合と同様に、輻射反射膜２１ｃ，２２ｃ，２４ｃの成膜や、上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の内側の真空引き又はフッ素を含むメタン若しくはエタンの多ハロゲン化誘導体ガス若しくは炭酸ガスの充填を接合前に行う。
【００６３】
この変形例においては、枠体２４が薄く、更に、上蓋材２１の側面が薄い場合でも、フランジ２１ｄ，２４ｄを重ね合わせることで上蓋材２１と枠体２４の位置合わせが容易となり、接合も簡単に行うことができる。下蓋材２２と枠体２４についても同様である。勿論、入子枠２４ｂを用いることによって、枠体２４の内側に輻射反射膜２４ｃを設けて輻射反射膜２４ｃで反応装置本体部２５を囲繞することが容易に行える。
【００６４】
〔Ｃ〕変形例
図９に示すように、この変形例においては、枠体２４を入子状に上蓋材２１及び下蓋材２２に入れ込み、上蓋材２１と下蓋材２２を接合する。具体的には、上蓋材２１の下側開口の内側には段差２１ａが設けられ、下蓋材２２の上側開口の内側にも段差２２ａが設けられている。
【００６５】
そして、枠体２４を上蓋材２１の段差２１ａに嵌め込んで、更に入子枠２４ｂの突出した上部を上蓋材２１に嵌め込み、枠体２４の上側開口を上蓋材２１で閉塞する。また、枠体２４を下蓋材２２の段差２２ａに嵌め込んで、更に入子枠２４ｂの突出した下部を下蓋材２２に嵌め込む、枠体２４の下側開口を下蓋材２２で閉塞する。これにより、上蓋材２１の下端の縁と下蓋材２２の上端の縁が重なり、この重なった部分を接合する。接合法は、各種の溶接法であっても良いし、拡散接合法であっても良いし、他の接合法であっても良い。以上のことを除いて、この変形例においては〔Ａ〕の場合と同様の手順で行う。この変形例においても〔Ａ〕の場合と同様に、輻射反射膜２１ｃ，２２ｃ，２４ｃの成膜や、上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の内側の真空引き又はフッ素を含むメタン若しくはエタンの多ハロゲン化誘導体ガス若しくは炭酸ガスの充填を接合前に行う。
【００６６】
この変形例においては、段差２１ａが上蓋材２１に形成されているから、枠体２４と上蓋材２１の位置合わせを容易に行うことができる。下蓋材２２と枠体２４についても同様である。また、接合工程については、上蓋材２１と下蓋材２２の接合一回で済ませることができる。勿論、入子枠２４ｂを用いることによって、枠体２４の内側に輻射反射膜２４ｃを設けて輻射反射膜２４ｃで反応装置本体部２５を囲繞することが容易に行える。
【００６７】
なお、図１０に示すように、上蓋材２１の縁には、外側に突出するフランジ２１ｄが設けられ、下蓋材２２の縁にも、外側に突出するフランジ２２ｅが設けられても良い。この場合、フランジ２１ｄとフランジ２２ｅも接合する。これにより、接合を容易に行うことができる。
【００６８】
〔Ｄ〕変形例
図１１に示すように、この変形例においては、入子枠２４ｂを枠体２４の内側に嵌め込む前に、この入子枠２４ｂを下蓋材２２の内側に嵌め込む。入子枠２４ｂが下蓋材２２に嵌め込まれた状態では、入子枠２４ｂは下蓋材２２の上端よりも上に突出している。そして、下蓋材２２の上端の縁に沿って下蓋材２２を入子枠２４ｂに接合する。これにより、入子枠２４ｂと下蓋材２２が一体になる。なお、入子枠２４ｂを先に下蓋材２２に嵌め込むのではなく、先に上蓋材２１に嵌め込んでも良い。
【００６９】
次に、入子枠２４ｂを下蓋材２２に嵌め込んだ状態で下蓋材２２の内側の面に輻射反射膜２２ｃを成膜すると、入子枠２４ｂの内側の面にも輻射反射膜２２ｃが成膜される。
【００７０】
次に、入子枠２４ｂを枠体２４の下から枠体２４の内側に嵌め込み、入子枠２４ｂの上部を枠体２４の上端から上に突出させる。これにより、入子枠２４ｂの外面を枠体２４の内面に面接触させる。この時、枠体２４の下端が下蓋材２２の縁に重なって、枠体２４の下側開口を下蓋材２２で閉塞する。次に、輻射反射膜２１ｃが成膜された上蓋材２１に入子枠２４ｂの突出した上部を嵌め込んで、枠体２４の上端に上蓋材２１の縁を重ね、枠体２４の上側開口を上蓋材２１で閉塞する。
【００７１】
次に、上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の内側から空気を真空引きし、又は、上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の内側にフッ素を含むメタン若しくはエタンの多ハロゲン化誘導体ガス若しくは炭酸ガスを充填する。
次に、枠体２４の全周に亘って上蓋材２１を枠体２４の上端に接合し、枠体２４の全周に亘って下蓋材２２を枠体２４の下端に接合する。
【００７２】
この変形例においては、輻射反射膜の成膜工程を、上蓋材２１に対する成膜工程と、下蓋材２２及び入子枠２４ｂに対する成膜工程の２回で済ませることができる。勿論、入子枠２４ｂを用いることによって、枠体２４の内側に輻射反射膜２４ｃを設けて輻射反射膜２４ｃで反応装置本体部２５を囲繞することが容易に行える。
【００７３】
なお、図１２に示すように、〔Ｂ〕の変形例の場合と同様に、枠体２４の上端及び下端にフランジ２４ｄ，２４ｅが設けられ、上蓋材２１の縁にフランジ２１ｄが設けられ、下蓋材２２の縁にフランジ２２ｅが設けられても良い。上蓋材２１及び下蓋材２２を枠体２４に接合するにあたっては、フランジ２４ｄとフランジ２１ｄも接合するととともに、フランジ２４ｅとフランジ２２ｅも接合する。
【００７４】
〔Ａ〕〜〔Ｄ〕の場合では、入子が入子枠２４ｂとして上蓋材２１及び下蓋材２２と別部材であるが、以下の〔Ｅ〕〜〔Ｆ〕の変形例では、入子が上蓋材２１又は下蓋材２２と一体形成されている。
【００７５】
〔Ｅ〕変形例
図１３に示すように、この変形例においては、上蓋材２１の下側開口の外側には段差２１ｇが設けられ、これにより入子枠部２１ｆが上蓋材２１の下側開口に沿って形成され、入子枠部２１ｆが上蓋材２１と一体になっている。同様に、下蓋材２２の上側開口の外側には段差２２ｇが設けられ、これにより入子枠部２２ｆが下蓋材２２の下側開口に沿って形成され、入子枠部２２ｆが下蓋材２２と一体になっている。
【００７６】
そして、上蓋材２１の内側の面に輻射反射膜２１ｃを成膜すると、入子枠部２２ｆの内側の面にも輻射反射膜２１ｃが成膜される。また、下蓋材２２の内側の面に輻射反射膜２２ｃを成膜すると、入子枠２４ｂの内側の面にも輻射反射膜２２ｃが成膜される。
次に、入子枠部２１ｆを枠体２４の内側に嵌め込み、入子枠部２１ｆの外面を枠体２４の内面に面接触させ、入子枠部２２ｆを枠体２４の内側に嵌め込み、入子枠部２２ｆの外面を枠体２４の内面に面接触させる。枠体２４は段差２１ｇ〜２２ｇに収まり、入子枠部２１ｆの下端が入子枠部２２ｆの上端に接触する。これにより、枠体２４の上側開口を上蓋材２１で閉塞し、枠体２４の下側開口を下蓋材２２で閉塞する。
【００７７】
次に、上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の内側から空気を真空引きし、又は、上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の内側にフッ素を含むメタン若しくはエタンの多ハロゲン化誘導体ガス若しくは炭酸ガスを充填する。
次に、段差２１ｇの部分で枠体２４を上蓋材２１に全周に亘って接合し、段差２２ｇの部分で枠体２４を下蓋材２２に全周に亘って接合する。
【００７８】
この変形例においては、輻射反射膜の成膜工程を、上蓋材２１に対する成膜工程と、下蓋材２２に対する成膜工程の２回で済ませることができる。勿論、入子枠部２１ｆ，２２ｆを用いることによって、枠体２４の内側に輻射反射膜２１ｃ，２２ｃを設けて輻射反射膜２１ｃ，２２ｃで反応装置本体部２５を囲繞することが容易に行える。
【００７９】
なお、図１４に示すように、〔Ｂ〕の変形例の場合と同様に、枠体２４の上端及び下端にフランジ２４ｄ，２４ｅが設けられ、上蓋材２１の段差２１ｇの外側にフランジ２１ｄが設けられ、下蓋材２２の段差２２ｇの外側にフランジ２２ｅが設けられても良い。上蓋材２１及び下蓋材２２を枠体２４に接合するにあたっては、フランジ２４ｄとフランジ２１ｄも接合するととともに、フランジ２４ｅとフランジ２２ｅも接合する。
【００８０】
〔Ｆ〕変形例
図１５に示すように、この変形例においては、上蓋材２１の下側開口の外側には段差２１ｇが設けられ、これにより入子枠部２１ｆが上蓋材２１の下側開口に沿って形成され、入子枠部２１ｆが上蓋材２１と一体になっている。〔Ｆ〕の変形例における入子枠部２１ｆは〔Ｅ〕の変形例における入子枠部２１ｆよりも高い。一方、下蓋材２２の上側開口の内側には段差２２ａが設けられている。
【００８１】
そして、上蓋材２１の内側の面に輻射反射膜２１ｃを成膜すると、入子枠部２２ｆの内側の面にも輻射反射膜２１ｃが成膜される。また、下蓋材２２の内側の面については、段差２２ａよりも底側の部分に輻射反射膜２２ｃを成膜する。
次に、入子枠部２１ｆを枠体２４の内側に嵌め込み、入子枠部２１ｆの外面を枠体２４の内面に面接触させる。枠体２４を下蓋材２２の段差２２ａに嵌め込む。更に入子枠部２１ｆの下端部を下蓋材２２に嵌め込み、上蓋材２１の段差２１ｇより上側の部分を下蓋材２２に嵌め込み、下蓋材２２の上端が段差２１ｇ近傍において上蓋材２１に接する。以上により、枠体２４の上側開口を上蓋材２１で閉塞し、枠体２４の下側開口を下蓋材２２で閉塞する。
【００８２】
次に、上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の内側から空気を真空引きし、又は、上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の内側にフッ素を含むメタン若しくはエタンの多ハロゲン化誘導体ガス若しくは炭酸ガスを充填する。
次に、段差２１ｇの部分で下蓋材２２を上蓋材２１に全周に亘って接合する。
【００８３】
この変形例においては、輻射反射膜の成膜工程を、上蓋材２１に対する成膜工程と、下蓋材２２に対する成膜工程の２回で済ませることができる。また、接合工程は、上蓋材２１と下蓋材２２の接合一回で済ませることができる。また、枠体２４の内側と外側が上蓋材２１及び下蓋材２２によって補強される。勿論、入子枠部２１ｆを用いることによって、枠体２４の内側に輻射反射膜２１ｃを設けて輻射反射膜２１ｃで反応装置本体部２５を囲繞することが容易に行える。
【００８４】
なお、図１５に示すように、上蓋材２１の段差２１ｇの外側には、外側に突出するフランジ２１ｄが設けられ、下蓋材２２の縁にも、外側に突出するフランジ２２ｅが設けられても良い。この場合、フランジ２１ｄとフランジ２２ｅも接合する。
【００８５】
〔Ｇ〕上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４を組み立ててなる箱体の機能
上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４を組み立ててなる箱体は、断熱パッケージとして機能する。つまり、反応装置本体部２５には電熱パターン６８〜６９が設けられており、リード線６１〜６４を通じて電熱パターン６８〜６９に電力が供給されると、電熱パターン６８〜６９が発熱し、反応装置本体部２５が加熱される。また、反応装置本体部２５は一酸化炭素除去器７、改質用燃焼器８及び気化用燃焼器９を組み込んだものであり、一酸化炭素除去器７、改質用燃焼器８及び気化用燃焼器９における酸化反応は発熱反応である。このような反応装置本体部２５及び電熱パターン６８，６９が上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の箱体に収容されているので、これらから発した熱が上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の箱体内に籠もり、箱体の内側と外側の断熱が行われる。これにより、エネルギーの利用効率が高まる。なお、改質器６の改質反応は吸熱反応であり、気化器５における気化によって吸熱が起こる。
【００８６】
〔Ｈ〕輻射反射膜の機能
反応装置本体部２５や電熱パターン６８〜６９は室温よりも高温になり、特に反応装置本体部２５のうち３１ｃ〜４３ｃを積層した部分（主に、改質器６や改質用燃焼器８）は３６０〜３８０℃に加熱され、３１ｂ〜４３ｂを積層した部分（主に、一酸化炭素除去器７や熱交換器１０）は１３０〜１５０℃に加熱される。そのため、反応装置本体部２５から輻射線が発する。放射した輻射線が輻射反射膜２１ｃ，２２ｃ，２４ｃによって反射されるので、輻射線が上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の箱体の内側に閉じ込められる。そのため、エネルギーの利用効率が高まる。
【００８７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の設計変更を行ったものも本発明の範囲に含まれる。
例えば、上蓋材２１、下蓋材２２及び枠体２４の内側に設けられる膜は、輻射線を反射させるために金属からなる輻射反射膜２１ｃ，２２ｃ，２４ｃであったが、他の機能を持った膜であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施形態における反応装置を用いた発電装置が示されたブロック図である。
【図２】本発明の実施形態における反応装置の積層体からキャップを分解した状態で示した斜視図である。
【図３】上記積層体からキャップを分解した状態で示した分解斜視図である。
【図４】上記積層体の分解斜視図である。
【図５】上記積層体とその積層体に組み込む部品・部材とを示した分解斜視図である。
【図６】上記積層体とその積層体の枠体に接合する蓋材とを示した分解斜視図である。
【図７】断熱パッケージの組み立て工程を示した工程図である。
【図８】変形例における断熱パッケージの組み立て工程を示した工程図である。
【図９】変形例における断熱パッケージの組み立て工程を示した工程図である。
【図１０】変形例における断熱パッケージの組み立て工程を示した工程図である。
【図１１】変形例における断熱パッケージの組み立て工程を示した工程図である。
【図１２】変形例における断熱パッケージの組み立て工程を示した工程図である。
【図１３】変形例における断熱パッケージの組み立て工程を示した工程図である。
【図１４】変形例における断熱パッケージの組み立て工程を示した工程図である。
【図１５】変形例における断熱パッケージの組み立て工程を示した工程図である。
【図１６】変形例における断熱パッケージの組み立て工程を示した工程図である。
【符号の説明】
【００８９】
２ 反応装置
２１ 上蓋材
２１ｃ 輻射反射膜
２１ｆ 入子枠部
２２ 下蓋材
２２ｃ 輻射反射膜
２２ｆ 入子枠部
２４ 枠体
２４ｂ 入子枠
２４ｃ 輻射反射膜
２５ 反応装置本体部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入子に成膜された膜を枠体の内側に向けるようその入子を枠体に嵌め込み、
前記枠体の開口に蓋をしてその蓋で枠体を閉塞する、ことを特徴とする断熱パッケージの製造方法。
【請求項２】
前記枠体と前記蓋を接合する、ことを特徴とする請求項１に記載の断熱パッケージの製造方法。
【請求項３】
前記枠体に前記蓋をする前に、前記蓋の内側となる面に膜を成膜する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の断熱パッケージの製造方法。
【請求項４】
前記蓋と前記入子が一体に設けられた状態で、前記枠体の開口に前記蓋をする際に前記入子を前記枠体に嵌め込む、ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の断熱パッケージの製造方法。
【請求項５】
前記膜が輻射線を反射する膜である、ことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の断熱パッケージの製造方法。
【請求項６】
前記膜が金属の膜である、ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の断熱パッケージの製造方法。
【請求項７】
化学反応を行う反応装置本体部が枠体の内側に配置されて前記枠体と前記反応装置本体部が連なった状態で、入子に成膜された膜を前記枠体の内側に向けるようその入子を枠体に嵌め込み、
前記枠体の開口に蓋をしてその蓋で枠体を閉塞する、ことを特徴とする反応装置の製造方法。
【請求項８】
前記枠体と前記蓋を接合する、ことを特徴とする請求項７に記載の反応装置の製造方法。
【請求項９】
前記枠体に前記蓋をする前に、前記蓋の内側となる面に膜を成膜する、ことを特徴とする請求項７又は８に記載の反応装置の製造方法。
【請求項１０】
前記蓋と前記入子が一体に設けられた状態で、前記枠体の開口に前記蓋をする際に前記入子を前記枠体に嵌め込む、ことを特徴とする請求項７から９の何れか一項に記載の反応装置の製造方法。
【請求項１１】
前記膜が輻射線を反射する膜である、ことを特徴とする請求項７から１０の何れか一項に記載の反応装置の製造方法。
【請求項１２】
前記膜が金属の膜である、ことを特徴とする請求項７から１１の何れか一項に記載の反応装置の製造方法。
【請求項１３】
枠体と、
前記枠体の内側に嵌め込まれた入子と、
前記入子の内面に成膜された膜と、
前記枠体の開口を閉塞した蓋と、を備えることを特徴とする断熱パッケージ。
【請求項１４】
前記蓋が前記枠体に接合されていることを特徴とする請求項１３に記載の断熱パッケージ。
【請求項１５】
前記蓋の内側となる面に成膜された第二膜を更に備えることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の断熱パッケージ。
【請求項１６】
枠体と、
化学反応を行うと共に、前記枠体の内側に配置されて前記枠体に連なった反応装置本体部と、
前記枠体の内側に嵌め込まれた入子と、
前記入子の内面に成膜された膜と、
前記枠体の開口を閉塞した蓋と、を備えることを特徴とする反応装置。
【請求項１７】
前記蓋が前記枠体に接合されていることを特徴とする請求項１６に記載の反応装置。
【請求項１８】
前記蓋の内側となる面に成膜された第二膜を更に備えることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の反応装置。
【請求項１】
入子に成膜された膜を枠体の内側に向けるようその入子を枠体に嵌め込み、
前記枠体の開口に蓋をしてその蓋で枠体を閉塞する、ことを特徴とする断熱パッケージの製造方法。
【請求項２】
前記枠体と前記蓋を接合する、ことを特徴とする請求項１に記載の断熱パッケージの製造方法。
【請求項３】
前記枠体に前記蓋をする前に、前記蓋の内側となる面に膜を成膜する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の断熱パッケージの製造方法。
【請求項４】
前記蓋と前記入子が一体に設けられた状態で、前記枠体の開口に前記蓋をする際に前記入子を前記枠体に嵌め込む、ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の断熱パッケージの製造方法。
【請求項５】
前記膜が輻射線を反射する膜である、ことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の断熱パッケージの製造方法。
【請求項６】
前記膜が金属の膜である、ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の断熱パッケージの製造方法。
【請求項７】
化学反応を行う反応装置本体部が枠体の内側に配置されて前記枠体と前記反応装置本体部が連なった状態で、入子に成膜された膜を前記枠体の内側に向けるようその入子を枠体に嵌め込み、
前記枠体の開口に蓋をしてその蓋で枠体を閉塞する、ことを特徴とする反応装置の製造方法。
【請求項８】
前記枠体と前記蓋を接合する、ことを特徴とする請求項７に記載の反応装置の製造方法。
【請求項９】
前記枠体に前記蓋をする前に、前記蓋の内側となる面に膜を成膜する、ことを特徴とする請求項７又は８に記載の反応装置の製造方法。
【請求項１０】
前記蓋と前記入子が一体に設けられた状態で、前記枠体の開口に前記蓋をする際に前記入子を前記枠体に嵌め込む、ことを特徴とする請求項７から９の何れか一項に記載の反応装置の製造方法。
【請求項１１】
前記膜が輻射線を反射する膜である、ことを特徴とする請求項７から１０の何れか一項に記載の反応装置の製造方法。
【請求項１２】
前記膜が金属の膜である、ことを特徴とする請求項７から１１の何れか一項に記載の反応装置の製造方法。
【請求項１３】
枠体と、
前記枠体の内側に嵌め込まれた入子と、
前記入子の内面に成膜された膜と、
前記枠体の開口を閉塞した蓋と、を備えることを特徴とする断熱パッケージ。
【請求項１４】
前記蓋が前記枠体に接合されていることを特徴とする請求項１３に記載の断熱パッケージ。
【請求項１５】
前記蓋の内側となる面に成膜された第二膜を更に備えることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の断熱パッケージ。
【請求項１６】
枠体と、
化学反応を行うと共に、前記枠体の内側に配置されて前記枠体に連なった反応装置本体部と、
前記枠体の内側に嵌め込まれた入子と、
前記入子の内面に成膜された膜と、
前記枠体の開口を閉塞した蓋と、を備えることを特徴とする反応装置。
【請求項１７】
前記蓋が前記枠体に接合されていることを特徴とする請求項１６に記載の反応装置。
【請求項１８】
前記蓋の内側となる面に成膜された第二膜を更に備えることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の反応装置。
【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】
【公開番号】特開２００８−２１３８８５（Ｐ２００８−２１３８８５Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５４０４２（Ｐ２００７−５４０４２）
【出願日】平成１９年３月５日（２００７．３．５）
【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２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月５日（２００７．３．５）
【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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