專利名稱:反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及被供給反應(yīng)物并發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)裝置。
背景技術(shù):
近年來(lái),燃料電池作為能量轉(zhuǎn)換效率高的清潔型電源已備受注 目,其在燃料電池汽車和電氣化住宅等方面已被廣泛地實(shí)際應(yīng)用。并 且,在迅速展開的小型化的研究、開發(fā)的移動(dòng)電話和筆記本型個(gè)人電 腦等便攜式電子設(shè)備方面,也正在研究對(duì)利用燃料電池作為電源的進(jìn) 行實(shí)際應(yīng)用。
燃料電池在結(jié)構(gòu)上具有利用氫的電化學(xué)反應(yīng)來(lái)生成電能的發(fā)電 電池。在對(duì)燃料進(jìn)行改質(zhì)而生成氫的改質(zhì)型燃料電池情況下,除燃料 電池外,也還必須具備具有改質(zhì)器等以用于從燃料生成氫。在改質(zhì)器 中,為了生成氫而需要熱能,必須設(shè)定到規(guī)定的反應(yīng)溫度。因此,有
時(shí)具有下述結(jié)構(gòu)在改質(zhì)器內(nèi)設(shè)置加熱器,在燃料改質(zhì)器的表面上形
成加熱器的電極,例如利用引線接合法來(lái)把引線連接在該電極上,通 過(guò)引線來(lái)對(duì)加熱器進(jìn)行加熱,以便將改質(zhì)器設(shè)定到規(guī)定的反應(yīng)溫度。
在此情況下,因?yàn)榘鸭訜崞髟O(shè)置在燃料改質(zhì)器內(nèi),所以必須對(duì)從 該加熱器到燃料改質(zhì)器的表面電極鋪設(shè)某些布線。但是,這種布線的 接合若不充分,則通過(guò)間隙而可能產(chǎn)生燃料等泄漏。
并且,如上所述,由于改質(zhì)器被加熱以設(shè)定為規(guī)定的溫度,所以 在與加熱器的電極相連接的引線受到熱膨脹而產(chǎn)生的應(yīng)力,有時(shí)造成 引線斷線。另一方面,為了提高燃料電池中的發(fā)電效率,正在開展對(duì)為了高 溫動(dòng)作而能夠提高發(fā)電效率的固體氧化物型燃料電池(以下簡(jiǎn)稱為
SOFC)的研究。該SOFC中采用下述的發(fā)電電池(cdl,也稱為單元), 即在固體氧化物型電解質(zhì)的一個(gè)面上形成有燃料極,在另一個(gè)面上形 成有氧電極。
在該SOFC中,由于在較高溫度(約500 100(TC)下進(jìn)行反應(yīng), 所以發(fā)電電池收容于隔熱容器內(nèi),成為燃料氣體或氧的供給流道、排 氣的排出流道的配管、或者陽(yáng)極輸出電極和陰極輸出電極貫通隔熱容 器而與發(fā)電電池相連接。這里,對(duì)于SOFC,由于發(fā)電電池的工作溫 度為高溫,所以露出到外部的配管、陽(yáng)極輸出電極和陰極輸出電極與 發(fā)電電池的溫度差變大,因此,發(fā)電電池的熱通過(guò)這些部件向外部泄 漏所造成的熱損失容易變大。
并且,例如起動(dòng)時(shí)隨著發(fā)電電池的升溫,配管或輸出電極產(chǎn)生熱 膨脹,所以受到熱應(yīng)力,因而可能損壞反應(yīng)裝置。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的被供給反應(yīng)物并發(fā)生反應(yīng)的反應(yīng)裝置具有下述優(yōu)點(diǎn),即 能夠防止反應(yīng)物的泄漏,同時(shí)防止熱應(yīng)力造成的斷線或裝置的破損, 減小熱損耗。
為了獲得上述優(yōu)點(diǎn),本發(fā)明的第l反應(yīng)裝置,其具備-反應(yīng)器,其內(nèi)含被供給反應(yīng)物并發(fā)生反應(yīng)的至少一個(gè)反應(yīng)部;
端子部,其設(shè)置在上述反應(yīng)部上;以及 導(dǎo)通構(gòu)件,與上述端子部相連接,并含有導(dǎo)電材料; 上述導(dǎo)通構(gòu)件從上述反應(yīng)器的端面向外部引出,被固定在向外部 引出的部位上,
在上述端子部和上述反應(yīng)器的端面之間的上述導(dǎo)通構(gòu)件的周圍 設(shè)置有空間。
為了得到上述優(yōu)點(diǎn),本發(fā)明的第2反應(yīng)裝置,其具備
反應(yīng)器,其具有被供給反應(yīng)物并發(fā)生反應(yīng)的且所設(shè)定的溫度不同的多個(gè)反應(yīng)部、以及通過(guò)隔熱用空間而將該多個(gè)反應(yīng)部收容于內(nèi)部 的隔熱容器;
端子部,其被設(shè)置在上述多個(gè)反應(yīng)部中的設(shè)定溫度最高的反應(yīng)部
內(nèi);以及
導(dǎo)通構(gòu)件,其與上述端子部相連接,且含有導(dǎo)電材料, 上述導(dǎo)通構(gòu)件從上述隔熱容器的壁面向外部引出,并被固定在貫
穿上述壁面的部位上,
從上述隔熱容器的上述輸出電極被引出的上述壁面到設(shè)置了上
述端子部的反應(yīng)部的距離比從上述壁面到前述反應(yīng)部以外的反應(yīng)部
的距離更長(zhǎng)。
為了取得上述優(yōu)點(diǎn),本發(fā)明的第1電子設(shè)備,其具備反應(yīng)裝置以
及負(fù)荷,其中所述反應(yīng)裝置具備
反應(yīng)器,其具有具有設(shè)定為規(guī)定的溫度、被供給發(fā)電用燃料、
且通過(guò)該發(fā)電用燃料的電化學(xué)反應(yīng)來(lái)獲取電力的發(fā)電電池的反應(yīng)部, 以及通過(guò)隔熱用空間而將上述反應(yīng)部收容在內(nèi)部的隔熱容器;
連接端子,其由設(shè)置在上述發(fā)電電池內(nèi)的用于輸出上述電力的輸
出端子構(gòu)成;以及
輸出電極,其連接在上述輸出端子上,貫穿上述隔熱容器的壁面 而向外部引出,并被固定在貫穿上述壁面的部位上,且含有導(dǎo)通構(gòu)件,
上述負(fù)荷其根據(jù)從上述反應(yīng)裝置的上述發(fā)電電池中獲取的上述 電力來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的負(fù)荷。
為了取得上述優(yōu)點(diǎn),本發(fā)明的第2電子設(shè)備,其具備反應(yīng)裝置和 負(fù)荷,其中所述反應(yīng)裝置具有
反應(yīng)器,其具有反應(yīng)部以及通過(guò)隔熱用空間而將上述反應(yīng)部收 容在內(nèi)部的隔熱容器,該反應(yīng)部具有被供給源燃料(source fiid)以 生成發(fā)電用燃料的改質(zhì)器、和設(shè)定為比上述改質(zhì)器的溫度更高的溫 度、供給上述發(fā)電用燃料、且通過(guò)該發(fā)電用燃料的電化學(xué)反應(yīng)來(lái)獲取 電力的發(fā)電電池;連接端子,其由設(shè)置在上述發(fā)電電池上的、用于輸出上述電力的 輸出端子構(gòu)成;以及
輸出電極,其連接在上述輸出端子上,貫穿上述隔熱容器的壁面 而向外部引出,并被固定在貫穿上述壁面的部位上,
在該反應(yīng)裝置內(nèi),從上述隔熱容器的上述輸出電極被引出的上述 壁面到上述發(fā)電電池的距離比從該壁面到上述改質(zhì)器的距離更長(zhǎng),。
上述負(fù)荷其連接在上述燃料電池裝置的上述輸出電極的另一端 上、并根據(jù)從上述發(fā)電電池中獲取的上述電力來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
圖1是作為涉及本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第1實(shí)施方式的復(fù)合型微反 應(yīng)裝置的反應(yīng)器的立體圖。
.圖2是從上側(cè)表示第1實(shí)施方式中的反應(yīng)器和加熱器密封基板的 立體圖。
圖3是從下側(cè)表示第1實(shí)施方式中的反應(yīng)器和加熱器密封基板的 立體圖。
圖4是表示第1實(shí)施方式中的反應(yīng)器的接合面的平面圖。 圖5是作為涉及本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第2實(shí)施方式的復(fù)合型微反 應(yīng)裝置的外觀立體圖。
圖6是第2實(shí)施方式中的復(fù)合型微反應(yīng)裝置的截面圖。
圖7是沿圖6的斷開線VH—Vn的面的上基板102的向視截面圖。
圖8是沿圖6的斷開線VDI—VDI的面的下基板103的向視投影截面圖。
圖9是沿圖6的斷開線K—IX的面的向視圖。
圖10是沿圖6的斷開線X—X的面的向視截面圖。
圖11是圖10的截面圖中的連接端子部108周邊的放大圖。
圖12、圖13是圖11所示的連接端子部108周邊的變形圖。圖14是表示使用了本發(fā)明的復(fù)合型微反應(yīng)裝置的發(fā)電裝置的構(gòu) 成的方框圖。
圖15是表示使用了涉及本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第3實(shí)施方式的電 子設(shè)備的構(gòu)成的方框圖。
圖16是第3實(shí)施方式的反應(yīng)裝置中的發(fā)電電池的模式圖。
圖17是第3實(shí)施方式的反應(yīng)裝置中的發(fā)電電池中的發(fā)電電池堆
的一例的模式圖。
圖JS是第3實(shí)施方式的反應(yīng)裝置中的隔熱容器的立體圖。
圖19是表示第3實(shí)施方式的反應(yīng)裝置中的隔熱容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
的透視圖。
圖20是從下側(cè)觀看圖19的隔熱容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的立體圖。 圖21是圖18的W—VE向視截面圖。
圖22是第3實(shí)施方式的反應(yīng)裝置中的連結(jié)部、改質(zhì)器、燃料電 池部的下面圖。
圖23是圖22的IX—IX向視截面圖。 圖24是圖22的X —X向視截面圖。 圖25是圖24的XI—XI向視截面圖。
圖26是表示第3實(shí)施方式的反應(yīng)裝置中的隔熱容器內(nèi)的穩(wěn)定運(yùn) 轉(zhuǎn)時(shí)的溫度分布的模式圖。
圖27是表示第3實(shí)施方式的反應(yīng)裝置中的陽(yáng)極輸出電極和陰極 輸出電極的溫度上升造成的變形的模擬圖。
圖28、圖29、圖30、圖31是表示第3實(shí)施方式的反應(yīng)裝置中 的隔熱容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變形例的立體圖。
具體實(shí)施例方式
以下,根據(jù)附圖所示的實(shí)施方式對(duì)涉及本發(fā)明的反應(yīng)裝置的詳細(xì) 內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明。但在下述的實(shí)施方式中,盡管為了實(shí)施本發(fā)明而附加了技術(shù)方面的優(yōu)選的各種限定,但發(fā)明的范圍并不受以下的實(shí)施方式 和圖示例的限制。
首先,對(duì)作為涉及本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第1實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。 圖1是作為涉及本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第1實(shí)施方式的復(fù)合型微反
應(yīng)裝置的反應(yīng)器的立體圖。
圖2是從上側(cè)表示第1實(shí)施方式中的反應(yīng)器和加熱器封裝基板的
立體圖。
圖3是從下側(cè)表示第1實(shí)施方式中的反應(yīng)器和加熱器封裝基板的 立體圖。
圖4是表示第1實(shí)施方式中的反應(yīng)器的接合面的平面圖。 本實(shí)施方式中的反應(yīng)裝置是由圖i 圖4所示的復(fù)合型微反應(yīng)裝 置構(gòu)成。
首先,對(duì)本實(shí)施方式中的復(fù)合型微反應(yīng)裝置的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
如圖1所示,把作為發(fā)熱電阻體的電熱圖形(electric heat pattern) 6形成到反應(yīng)器1的表面上。具體來(lái)說(shuō),在反應(yīng)器l的多個(gè)面中的一 個(gè)平整的面ia上形成電熱膜,利用光刻法、蝕刻法來(lái)對(duì)這些電熱膜 進(jìn)行形狀加工。由此形成電熱圖形6。當(dāng)施加規(guī)定的電壓時(shí),電熱圖 形6具有發(fā)熱的特性,并具有其電阻隨電熱圖形6本身的溫度而變化 的特性。因此,電熱圖形6也具有從電阻值的變化讀取溫度的變化的 溫度傳感器的功能。電熱圖形6具備例如具有電阻的重復(fù)性良好的 金(Au)的發(fā)熱層、與發(fā)熱層相連接而且使發(fā)熱層不易擴(kuò)散的、含 有鎢等高熔點(diǎn)金屬的擴(kuò)散抑制層、以及為了提高擴(kuò)散抑制層和反應(yīng)器 1之間的密著性而插入的、包含鉭、鉬、鈦、鉻等金屬的密著層。而 且,電熱圖形6被配置成與應(yīng)加熱到到規(guī)定溫度的部位相重疊。
并且,在反應(yīng)器l是導(dǎo)電性構(gòu)件的情況下,為了使電熱圖形6與反應(yīng)器1電絕緣,可以在反應(yīng)器1的面la上形成絕緣膜。在反應(yīng)器 1是絕緣構(gòu)件的情況下,在面la的表面上不需要進(jìn)一步插入絕緣膜。
在形成電熱圖形6時(shí),使電熱圖形6的兩端部比其他部分寬,將 電熱圖形6的兩端部作為連接端子部7、 8。連接端子部7、 8大致上 是長(zhǎng)方形,且被設(shè)置在形成了電熱圖形6的面Ia的邊緣附近。
反應(yīng)器1是把形成了溝槽或凹部的多個(gè)基板重疊接合在一起,將 溝槽或凹部用基板進(jìn)行覆蓋。由于溝槽或凹部被基板覆蓋,所以,例 如該溝槽在基板之間的接合部中成為反應(yīng)道,該反應(yīng)道是構(gòu)成使反應(yīng) 物流通的通道,凹部在基板之間的接合部中成為使反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)反 應(yīng)部的內(nèi)部空間。
反應(yīng)器I的主要材料可以從玻璃、陶瓷、金屬等中適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行選擇。
在反應(yīng)器1的溝槽或凹部的壁面上,也可以根據(jù)反應(yīng)器的用途而 保持催化劑。
例如,在將反應(yīng)器1用作將向燃料電池供給的氫進(jìn)行改質(zhì)的情況 下,在規(guī)定流道、規(guī)定內(nèi)部空間的溝槽或凹部的壁面上保持改質(zhì)催化 劑(例如Cu/ZnO系催化劑)。
在把反應(yīng)器1作為一氧化碳消除器使用的情況下,在溝槽或凹部 的壁面上保持一氧化碳選擇氧化催化劑(例如白金、釘、鈀、銠)。
在把反應(yīng)器1作為氣化器使用的情況下,不保持催化劑。
這些催化劑既可以直接固定在反應(yīng)器1內(nèi),或者也可以由反應(yīng)器 1的溝槽或凹部所覆膜的氧化鋁等載體來(lái)保持。
并且,也可以使下述的反應(yīng)器的復(fù)合體,即,在反應(yīng)器l的溝槽 或凹部上保持多種催化劑以使反應(yīng)器1弓l起與催化劑的種類相對(duì)應(yīng) 的多種反應(yīng)。
例如,反應(yīng)器1也可以是成為下述的一氧化碳除去器的反應(yīng)爐這 樣的復(fù)合而成的復(fù)合體,即,某一流道成為從燃料和水生成氫的改質(zhì)器的反應(yīng)爐,由后續(xù)的流道來(lái)氧化在改質(zhì)器中生成的生成物中的一氧 化碳,由此去除一氧化碳。
而且,在圖i中反應(yīng)器1是將2塊基板2、 3接合而成的,在反 應(yīng)器1的側(cè)面上形成了與內(nèi)部的流道、內(nèi)部空間相通的導(dǎo)入口 4和排 出口5。在此情況下,基板3對(duì)應(yīng)于第1基板,后述的加熱器封裝基 板20對(duì)應(yīng)于第2基板。
形成電熱圖形6的工序可以在裝配反應(yīng)器1之前進(jìn)行,也可以在 裝配反應(yīng)器1之后進(jìn)行。
艮口,可以在最上部或最下部的基板上形成了電熱圖形6之后,對(duì) 最下部或最上部的基板進(jìn)行接合,也可以在對(duì)最下部或最上部的基板 進(jìn)行了接合之后,在該基板的與接合面相對(duì)的面上形成電熱圖形6。
在形成了電熱圖形6之后,在去除了連接端子部7、 8的部分的 電熱圖形6上被覆保護(hù)絕緣膜(例如氮化硅、氧化硅)。然后在連接 端子部7上接合引線9,在連接端子部8上接合引線10。
作為接合方法,例如在端子部7上配置引線9的端部,由從其上 面夾持了絕緣材料的電極來(lái)進(jìn)行加壓,利用對(duì)其通電所產(chǎn)生的電阻發(fā) 熱來(lái)進(jìn)行電阻焊接。并且,在端子部8上配置引線10的端部,由從 其上面夾持了絕緣材料的電極來(lái)進(jìn)行加壓,利用對(duì)其通電所產(chǎn)生的電 阻發(fā)熱來(lái)進(jìn)行電阻焊接。引線9、 IO可以采用鈷線、鐵鎳合金線、鍍 銅鐵鎳合金線(將鐵鎳合金的芯材用銅被覆而成的線)等。而且對(duì)引 線9、 IO進(jìn)行接合的工序可以在將絕緣膜形成圖形之前進(jìn)行,也可以 在之后進(jìn)行。
另一方面,準(zhǔn)備圖2、圖3所示的加熱器封裝基板20。 在該加熱器封裝基板20的一個(gè)面20a上,利用噴砂法或光刻/蝕
刻法凹進(jìn)設(shè)置作為電熱圖形收納室的鋸齒狀溝槽21。
在凹進(jìn)設(shè)置溝槽21時(shí),使溝槽21的一個(gè)端部連接到加熱器封裝
基板20的邊緣上,在加熱器封裝基板20的一個(gè)側(cè)端面20b上使溝槽21的一個(gè)端部21a開口;把溝槽21的另一端部連接到加熱器封裝基 板20的邊緣上,在加熱器封裝基板20的側(cè)端面20b上使溝槽21的 另一端部21b形成開口。
并且,在該下面20a的邊緣部近旁,與溝槽21相獨(dú)立地凹進(jìn)設(shè) 置2個(gè)大致為長(zhǎng)方形狀的端子部收納室23、 24、并凹進(jìn)設(shè)置使端子 部收納室23、 24和溝槽21之間連通的連通溝槽25、 26。
凹進(jìn)設(shè)置使端子部收納室23、 24和加熱器封裝基板20的邊緣面 之間連通的通路溝槽27、 28,使通路溝槽27、 28的端部在加熱器封 裝基板20的與側(cè)端面20b相對(duì)的側(cè)端面20c上開口 。
對(duì)于連通溝槽25、 26的寬度,均稍大于電熱圖形6的布線的寬 度,分別遠(yuǎn)小于端子部收納室23、 24的寬度,且分別遠(yuǎn)小于連接端 子部7、 8的寬度。
對(duì)于通路溝槽27.、 2S的寬度,分別稍大于引線9和引線10的布 線的寬度,且分別遠(yuǎn)小于端子部收納室23、 24的寬度,并分別遠(yuǎn)小 于連接端子部7、 8的寬度。
對(duì)于端子部收納室23、 24的寬度,分別稍大于連接端子部7、 8 的寬度;對(duì)于端子部收納室23、 24的長(zhǎng)度,分別稍大于連接端子部 7、 8的長(zhǎng)度,這樣一來(lái),端子部收納室23、 24能夠把連接端子部7、 8收容在其內(nèi)部。
端子部7、 8例如可以形成矩形形狀,但并不僅限于此,也可以 是橢圓形狀那樣的矩形以外的形狀。只要端子部收納室23、 24的尺 寸比連接端子部7、 8大一圈以便能夠收容連接端子部7、 8,貝l謀形 狀不受限制。
通過(guò)這樣的溝槽21、端子部收納室23、 24、連通溝槽25、 26和 通路溝槽27、 28而形成為形成一個(gè)集中的凹部。
作為加熱器封裝基板20的主要材料,可以根據(jù)反應(yīng)器1而適當(dāng) 地從玻璃、陶瓷、金屬等中選擇。加熱器封裝基板20的形成了溝槽21的面20a是與形成了反應(yīng)器 i的電熱圖形6的面la相接合的面。
如圖4所示,確定電熱圖形6和溝槽2i、端子部收納室23、 24、 連通溝槽25、 26、通路溝槽27、 28的形狀,以使得在與加熱器封 裝基板20和反應(yīng)器1的接合面相垂直的方向上進(jìn)行投影觀看,端子 部7被配置在端子部收納室23的邊緣的內(nèi)煩ij,端子部8被配置在端 子部收納室24的邊緣的內(nèi)側(cè),電熱圖形6被配置在從溝槽21到連通 溝槽25、 26范圍的這些邊緣的內(nèi)側(cè)。而且,通路溝槽27、 28也可以 不是直線形狀,可以是彎曲形狀。
其次,在溝槽21的壁面上保持燃燒催化劑(例如白金、釕、鈀、 銠)。燃燒催化劑是通過(guò)將燃燒氣體(例如,氫氣、甲醇?xì)怏w、乙醇 氣體、二甲基醚氣體等)氧化而使燃料氣體進(jìn)行燃燒的催化劑。
其次,對(duì)反應(yīng)器I的面la和加熱器封裝基板20的面20a進(jìn)行貼 合。由此形成具備燃燒催化劑的燃燒器。
在反應(yīng)器1和加熱器封裝基板20的貼合中,把電熱圖形6收容 到溝槽2K連通溝槽25、 26內(nèi);把端子部7收容到端子部收納室23 內(nèi);把端子部8收容到端子部收納室24內(nèi),同時(shí)為了把引線9、 10 嵌入到通路溝槽27、 28內(nèi),對(duì)反應(yīng)器1和加熱器封裝基板20進(jìn)行位 置對(duì)準(zhǔn),用加熱器封裝基板20來(lái)覆蓋電熱圖形6。
并且,使反應(yīng)器1的面la與加熱器封裝基板20的面20a相接合。 接合可以根據(jù)反應(yīng)器1和加熱器封裝基板20的材料來(lái)適當(dāng)?shù)剡x擇陽(yáng) 極接合或釬焊等方法。通過(guò)使加熱器封裝基板20與反應(yīng)器1相接合, 溝槽21、端子部收納室23、 24、連通溝槽25、 26和通路溝槽27、 28被覆蓋。
在端子部收納室23、 24內(nèi),把引線9、 IO彎曲成弓狀,或者彎 曲成多個(gè)彎兒,或者彎曲成波浪形狀,由此可以將引線9、 IO在端子 部收納室23、 24內(nèi)形成彎曲。通過(guò)這樣對(duì)引線9、 IO進(jìn)行彎曲而將從連接端子部7、 8到面20a的左側(cè)邊緣的引線9、 10的長(zhǎng)度設(shè)定為 從連接端子部7、 8到面20a的直線距離的1.5倍以上。
再者,在被插入的引線9、0與連接端子部7、 8相接合的狀態(tài) 下,把封接劑40 (例如低熔點(diǎn)玻璃封接劑)注入到側(cè)端面20c的通 路溝槽27、 28的開口內(nèi),通過(guò)封接劑40將通路溝槽27、 28的開口 密封。在注入封接劑時(shí),通過(guò)封接劑把通路溝槽27、 28的開口完全 塞住以確保氣密性,同時(shí)為了保持空間以使引線9、 iO在受到應(yīng)力時(shí) 容易使引線9、 IO發(fā)生彎曲,為此端子部收納室23、 24被不完全地 填埋。優(yōu)選將熱膨脹系數(shù)與引線9、 IO大致相等的材料作為封接劑, 例如,在引線9、 IO為鈷線的情況下,優(yōu)選采用低熔點(diǎn)玻璃封接劑作 為。如果反應(yīng)器l是金屬,則優(yōu)選熱膨脹系數(shù)接近反應(yīng)器i、熔點(diǎn)比 反應(yīng)器1的金屬的熔點(diǎn)更低的材料。
其次,在導(dǎo)入口4、排出口 5分別嵌入由與玻璃、陶瓷、金屬等 的反應(yīng)器1相適應(yīng)的材料構(gòu)成的配管,在溝槽21的兩端部的開口中 也分別嵌入配管,使這些配管與反應(yīng)器1或加熱器封裝基板20相接 合。配管是用于在反應(yīng)裝置中導(dǎo)入可以反應(yīng)的反應(yīng)物的管子、以及用 于把由反應(yīng)生成的反應(yīng)生成物導(dǎo)出到反應(yīng)裝置外的管子。
然后,減壓到10Pa以下,優(yōu)選為1Pa以下的氛圍氣的制造裝置 爐內(nèi),將反應(yīng)器1、加熱器封裝基板20收容到與配管材料相適應(yīng)且 由玻璃、陶瓷、金屬等構(gòu)成的隔熱容器內(nèi),使嵌入到導(dǎo)入口4、排出 口 5、溝槽21的開口內(nèi)的配管貫通隔熱容器后,對(duì)配管貫通隔熱容 器的部位用封接劑進(jìn)行封接,再使引線9、 IO也貫通隔熱容器,對(duì)引 線9、 IO貫通隔熱容器的部位用封接劑進(jìn)行封接。為此,能夠使隔熱 容器內(nèi)的氣壓保持在10Pa以下,優(yōu)選是1Pa以下的減壓狀態(tài)。對(duì)于 這樣的減壓霧圍氣,其熱傳輸性低,且具有對(duì)反應(yīng)器1和加熱器封裝 基板20保溫的效果。
并且,如果在隔熱容器的內(nèi)面上預(yù)先形成所謂的Au、 Ag、 Al這樣的在紅外線區(qū)域內(nèi)反射率比隔熱容器更高的紅外線反射膜,則熱效 率良好。
在該復(fù)合型微反應(yīng)裝置中,通過(guò)在引線9、 IO之間加電壓,使電 熱圖形6發(fā)熱。這時(shí),使燃燒氣體和氧氣(空氣) 一起通過(guò)配管從一
個(gè)端部21a和另一端部21b的一方送入到溝槽21的流道內(nèi),由此利 用燃燒催化劑來(lái)使燃燒氣體燃燒,并產(chǎn)生燃燒熱。燃燒后的排氣從一 個(gè)端部21a和另一端部21b的另一方排出。通過(guò)配管而使反應(yīng)物送入 到導(dǎo)入口 4內(nèi),使反應(yīng)物在反應(yīng)器1內(nèi)的流道或內(nèi)部空間流動(dòng),反應(yīng) 物被引線9、 10的熱或溝槽21中的燃燒熱加熱而使反應(yīng)物產(chǎn)生反應(yīng)。
例如,反應(yīng)器l內(nèi)的催化劑是改質(zhì)催化劑,在供給了甲醇?xì)怏w和 水的混合氣作為反應(yīng)物的情況下,產(chǎn)生下式(1)、 (2)的化學(xué)反應(yīng)。
并且,反應(yīng)器1內(nèi)的催化劑是一氧化碳除去催化劑,在供給氫氣、 氧氣、 一氧化碳?xì)?利用下式(1)、 (2)的反應(yīng)所生成的氣體的一部 分)等作為反應(yīng)物的情況下,如下式(3)所示, 一氧化碳被選擇性 地氧化。
并且,反應(yīng)器l內(nèi)的反應(yīng)不僅是化學(xué)反應(yīng),也可以是伴隨狀態(tài)變 化的反應(yīng)。例如,在反應(yīng)器l內(nèi)不保持催化劑的情況下,在供給液體 (例如水和甲醇的混合液)作為反應(yīng)物的情況下,液體發(fā)生蒸發(fā)。
并且,如下式(4)那樣,將燃燒氣體和氧送入到利用在表面上 保持了燃燒催化劑的溝槽21而形成的流道內(nèi),由此使燃燒氣體通過(guò) 燃燒催化劑而燃燒,并產(chǎn)生燃燒熱。
CH3OH+H20—3H2+C02 (1)
2CH3OH+H20—5H2+CO+C02( 2)
2CO+02—2C02 (3)
2CH3OH+302—2C02+4H20 (4)
象這樣,根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式,在反應(yīng)器1的接合面la上形成 電熱圖形6,在該電熱圖形6被收容在加熱器封裝基板20的溝槽21內(nèi)的狀態(tài)下,加熱器封裝基板20與反應(yīng)器1相接合,所以以由與使 電熱圖形6或反應(yīng)器1相接合的方式設(shè)置的燃燒器所產(chǎn)生的熱輻射被 直接傳輸?shù)綔喜?1中,或者被設(shè)置在隔熱容器的內(nèi)面上的紅外線反
射膜反射而將熱輻射傳輸?shù)綔喜?1中。因此,熱被有效地用于反應(yīng) 器1內(nèi)的反應(yīng)物的反應(yīng)、或溝槽2內(nèi)的燃燒氣體的燃燒。
并且,形成在反應(yīng)器1的表面上的電熱圖形6被收容到加熱器封 裝基板20的溝槽21、連通溝槽25、 26等內(nèi),所以,加熱器封裝基 板20和反應(yīng)器1的密著度有所提高。并且,通路溝槽27、 28連接到 加熱器封裝基板20的邊緣,在該邊緣上開口,引線9、 IO穿過(guò)通路 溝槽27、 28,所以加熱器封裝基板20和反應(yīng)器1的密著度不會(huì)因引 線9、 W而降低。象這樣,由于能夠提高加熱器封裝基板20和反應(yīng) 器1的密著度,所以能夠使電熱圖形6的熱或溝槽21內(nèi)的燃料氣體 不發(fā)生泄漏。
并且,通路溝槽27、 28端的開口被封接劑密封,所以電熱圖形 6所產(chǎn)生的熱不會(huì)散失,該熱能夠有效地用于反應(yīng)器1內(nèi)的反應(yīng)物的 反應(yīng)。
并且,因?yàn)橄驕喜?1供給燃燒氣體,所以,電熱圖形6的熱也 能夠用于燃燒氣體的催化劑燃燒。特別是電熱圖形6露出在該溝槽 21內(nèi),所以電熱圖形6的發(fā)熱能夠有效地用于燃燒氣體的催化劑燃 燒。并且,因?yàn)橥窚喜?7、 28端的開口被封接劑密封,所以,能 夠使供給到溝槽21內(nèi)的燃燒氣體不會(huì)從該開口中泄漏。
以下,對(duì)涉及本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第2實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。 圖5是作為涉及本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第2實(shí)施方式的復(fù)合型微反 應(yīng)裝置的外觀立體圖。
圖6是本第2實(shí)施方式中的復(fù)合型微反應(yīng)裝置的截面圖。 本實(shí)施方式中的反應(yīng)裝置由圖5和圖6所示的復(fù)合型微反應(yīng)裝置100構(gòu)成,其具有玻璃制或金屬制的隔熱容器150。如圖5和圖6所 示,隔熱容器150是具有中空的六面體形狀的箱體,在隔熱容器150 的內(nèi)壁面上形成紅外線反射膜(例如Au、 Ag、 Al),該膜相對(duì)于成 為紅外線這樣的熱源的電磁波,具有比比隔熱容器150的反射性更大 的的反射性,熱容器150的中空的氣壓保持在10Pa以下,優(yōu)選是1Pa 以下的減壓狀態(tài)。
并且,利用和隔熱容器150相同的材料而形成的供給排出構(gòu)件 151貫通隔熱容器150。在該供給排出構(gòu)件151內(nèi)形成有改質(zhì)燃料 氣體供給用的燃料供給流道、空氣供給用的2個(gè)吸氣流道、燃燒氣體 供給用的燃燒氣體供給流道、生成氣體排出用的生成氣體排出流道、 以及燃燒排氣排出用的排氣排出流道。并且,引線109 112貫通隔熱 容器150。引線i09 112可以鈷線、鐵鎳合金線、或鍍銅鐵鎳合金線。 供給排出構(gòu)件151、引線i09 112貫通隔熱容器150的部位被封接劑 密封。
在隔熱容器150內(nèi)收容了將作為第1基板的下基板103和上基板 102接合而制成的反應(yīng)器101,進(jìn)而應(yīng)器101的下面,即下基板103 的下面所接合的作為第2基板的加熱器封裝基板120也被收容在隔熱 容器150內(nèi)。而且,反應(yīng)器101成為改質(zhì)器和一氧化碳除去器的復(fù)合 體,與下基板103相接合的狀態(tài)的加熱器封裝基板120成為燃燒器。
象這樣,在引線109~112中,配置在燃燒器內(nèi)的部分被燒器加熱, 而燃燒器外、特別是從隔熱容器150中露出到外部的部分的溫度低于 被燒器加熱的溫度,所以,燃燒器內(nèi)的熱容易通過(guò)引線109 112而泄 漏到燃燒器的外面。為此,從熱效率的觀點(diǎn)出發(fā),弓l線109-112的直 徑優(yōu)選為0.2mm以下以減小熱容量和截面積。
圖7是沿圖6的斷開線Vn—VD的面的上基板102的向視截面圖。
如圖7所示,在上基板102的兩個(gè)面中的與下基板103的接合面 上,全部凹進(jìn)設(shè)置由溝槽或凹部構(gòu)成的下述部件,即燃料供給流道部161、成為改質(zhì)反應(yīng)爐的改質(zhì)流道部162、連通溝槽163、空氣供 給流道部164、成為一氧化碳去除反應(yīng)爐的一氧化碳去除流道部165。 再者,在上基板102的中央部形成有在厚度方向上貫通的矩形狀 的貫通孔166。
在與配管相連結(jié)的上基板102上設(shè)置的溝槽等的多個(gè)端部?jī)H被 形成在上基板102的一方的102a上。燃料供給流道部161以沿著從 上基板102的邊緣102a向與邊緣102a 相鄰接的邊緣102b的延伸 的方式被形成,燃料供給流道部161的一個(gè)端部與基板102的邊緣 102a相連接,燃料供給流道部161的另一個(gè)端部與改質(zhì)流道部162 的一個(gè)端部相連接。
改質(zhì)流道部162在貫通孔166的左側(cè)形成鋸齒狀。
連通溝槽163在貫通孔166的后側(cè)沿著與上基板102的邊緣102b 相對(duì)的邊緣102c被形成,連通溝槽163的一個(gè)端部與改質(zhì)流道部162 的另一端部相連接,連通溝槽163的另一端部與空氣供給流道部164 和一氧化碳去除流道部165匯合。
空氣供給流道部164以沿著從上基板102的邊緣102a到邊緣 102c的方式被形成,空氣供給流道部164的一個(gè)端部與上基板102 的邊緣102a相連接,空氣供給流道部164的另一端部與連通溝槽163 和一氧化碳去除流道部165相連接。
一氧化碳去除流道部165在貫通孔166的右側(cè)形成鋸齒狀, 一氧 化碳去除流道部165的一個(gè)端部與上基板102的邊緣102a相連接, 一氧化碳去除流道部165的另一個(gè)端部與連通溝槽163和空氣供給流 道部164相連接。
而且,空氣供給流道部164的一個(gè)端部和一氧化碳去除流道部 165的一個(gè)端部, 一起與供給排出構(gòu)件151的一部分相嵌合,進(jìn)而, 上基板102的邊緣102a上凹進(jìn)設(shè)置與供給排出構(gòu)件151相嵌合的溝 槽201、 205、 206。圖8是沿圖6的斷開線Vil卜WI的面的下基板103的向視投影截面圖。
如圖8所示,在下基板103的兩個(gè)面中的上基板102的接合面上,
全部凹進(jìn)設(shè)置由溝槽或凹部構(gòu)成的下述部件,SP:燃料供給流道部
17〗、成為改質(zhì)反應(yīng)爐的改質(zhì)流道部172、連通溝槽173、空氣供給流 道部174、成為一氧化碳去除反應(yīng)爐的一氧化碳去除流道部175。 進(jìn)而,在下基板103的中央部形成有矩形的貫通孔176。 關(guān)于下基板103和上基板102的接合面,燃料供給流道部171和 燃料供給流道部161是互相面對(duì)稱,同樣,改質(zhì)流道部I72和改質(zhì)流 道部162是相面對(duì)稱;連通溝槽173和連通溝槽163是相面對(duì)稱;空 氣供給流道部174和空氣供給流道部164是相面對(duì)稱;貫通孔176和 貫通孔I66是相面對(duì)稱。
在下基板103上形成與上基板102的邊緣102a、邊緣102b、邊 緣102c、邊緣102d相對(duì)應(yīng)的邊緣103a、邊緣103b、邊緣103c、邊 緣103d。
一氧化碳去除流道部165的一個(gè)端部連接到上基板102的邊緣 102a上,相反,除了一氧化碳去除流道部175的一個(gè)端部未到達(dá)與 上基板102的邊緣102s相對(duì)應(yīng)的下基板103的邊緣103a之外, 一氧 化碳去除流道部175和一氧化碳去除流道部165是相面對(duì)稱。
并且,在下基板103的邊緣103a上凹進(jìn)設(shè)置與供給排出構(gòu)件151 相嵌合的缺口 211~216。
雖然燃料供給流道部171、空氣供給流道部174、 一氧化碳去除 流道部175未連接到下基板103的邊緣103a上,但燃料供給流道部 171的端部位于缺口 212的附近;空氣供給流道部174的端部位于切 口 214的附近; 一氧化碳去除流道部175位于缺口 213的附近。
在改質(zhì)流道部162、 172的壁面上以氧化鋁作為載體而保持改質(zhì) 催化劑(例如Cu/ZnO系催化劑),在一氧化碳去除流道部165、 175的壁面上,以氧化鋁作為載體而保持一氧化碳選擇氧化催化劑(例如 白金、釕、鈀、銠)。而且,這些催化劑,例如可以在涂敷了氧化鋁
溶膠之后,利用洗涂(wash coat)法形成。
上基板102與下基板103相接合,燃料供給流道部171和燃料供 給流道部161相重疊;同樣,改質(zhì)流道部172和改質(zhì)流道部162相重 疊;連通溝槽173和連通溝槽163相重疊;空氣供給流道部174和空 氣供給流道部164相重疊; 一氧化碳去除流道部175和一氧化碳去除 流道部165相重疊;貫通孔176和貫通孔166相重疊。
上基板102和下基板103例如由玻璃材料構(gòu)成,尤其是由熱膨脹 系數(shù)約為33XI0—VC、且含有成為擴(kuò)散離子的堿金屬(例如Na、 Li 等)的玻璃材料構(gòu)成。
并且,在上基板102和下基板103利用陰極接合法來(lái)進(jìn)行接合的 情況下,在上基板102和下基板103中的任意一方的接合面上,為了 進(jìn)行陽(yáng)極接合,利用氣相生長(zhǎng)法(例如濺射法、蒸鍍法)來(lái)形成陽(yáng)極 接合用膜,該陽(yáng)極接合用膜具有與另一方的璃中含有的氧原子相結(jié)合 的金屬膜或硅膜。
而且,上基板102和下基板103中的任意一方也可以由金屬或硅 構(gòu)成,以代替由玻璃材料構(gòu)成。
并且,在上基板102上,形成把與邊緣102a相對(duì)的邊緣102d和 邊緣102c之間的角部切掉之后得到的倒角邊緣102e,在下基板103 的接合面上形成了陽(yáng)極接合用膜的情況下,該陽(yáng)極接合用膜通過(guò)邊緣 102e而一部分露出,所以,在進(jìn)行陽(yáng)極接合時(shí),容易與施加的電極 端子相接。由此,上基板102和下基板103容易進(jìn)行陽(yáng)極接合。
在作為上基板102和下基板103的接合體的反應(yīng)器101中,與貫 通孔166、 176相比位于左側(cè)的改質(zhì)流道部162和改質(zhì)流道部172所 包圍的流道中的分成為進(jìn)行從燃料和水的混合氣生成氫的改質(zhì)反應(yīng) 的改質(zhì)器,與貫通孔166、 176相比位于右側(cè)的一氧化碳去除流道部165和一氧化碳去除流道部175所包圍的流道中部分,成為對(duì)該改質(zhì) 器中生成的生成物中所包含的一氧化碳優(yōu)先進(jìn)行氧化而將一氧化碳 去除的一氧化碳除去器。
具體來(lái)說(shuō),在改質(zhì)流道部162和改質(zhì)流道部172所包圍的流道中, 進(jìn)行從燃料和水的混合氣生成氫的改質(zhì)反應(yīng);在一氧化碳去除流道部 165和一氧化碳去除流道部175所包圍的流道中,對(duì)改質(zhì)反應(yīng)吋生成 的生成物中所包含的 一氧化碳進(jìn)行氧化。
圖9是表示在下基板103的兩面中的加熱器^t裝基板120的接合 面的圖,是沿圖6的斷開線IX—K的面的向視截面圖。
如圖9所示,在下基板103的兩面中的加熱器封裝基板120的接 合面上形成有電熱圖形106和電熱圖形136。
并且,在與電熱圖形106的形成面相垂直的方向上進(jìn)行投影觀 察,電熱圖形106與改質(zhì)流道部172相重疊;電熱圖形136與一氧化 碳去除流道部175相重疊。
電熱圖形106的兩端部的連接端子部107、 108的寬度比其他部 分更大,電熱圖形136的兩端部的連接端子部137、 138的寬度比其 他部分更大。
連接端子部107、 108位于與邊緣103a相對(duì)的邊緣103d的近旁, 連接端子部137、 138位于邊緣103a的近旁,從連接端子部107、 108 到邊緣103d的距離是2 4mm,從連接端子部137、 138到邊緣103a 的距離縮短為2 4mm,由此可以在下基板103的加熱器封裝基板120 的4妾合面上將電熱圖形106圍成更廣的范圍。
連接端子部107與引線109相接合;連接端子部108與引線110 相接合;連接端子部137與引線111相接合;連接端子部138與引線 112相接合。
作為方法,例如,把引線109、 IIO配置成與連接端子部107、 108相連接,然后,通過(guò)夾持了緣材料的電極來(lái)進(jìn)行加壓,利用對(duì)其進(jìn)行通電而產(chǎn)生的電阻發(fā)熱來(lái)進(jìn)行電阻焊接,從而使連接端子部107、
10S分別與引線i09、 IIO電連接。并且,把引線lll、 112分別配置 成與端子部137、 138相連接,然后,對(duì)引線111和引線112施加電 壓,通過(guò)使電熱圖形136和連接端子部137、 138通電而加熱的電阻 焊接來(lái)將連接端子部137、 138分別與引線111、 112電連接地進(jìn)行接 合
對(duì)于電熱圖形106、 136,除了連接端子部107、 108、 137、 13S 部分之外,其它部分被保護(hù)絕緣膜覆蓋。
而且,電熱圖形106和電熱圖形136在成膜時(shí)對(duì)下基板103施加 應(yīng)力,當(dāng)該應(yīng)力過(guò)大時(shí),下基板103變形而難以接合。因此,希望電 熱圖形106和電熱圖形136的厚度優(yōu)選形成為包括絕緣膜厚度在內(nèi)薄 至600nm以下,以抑制施加到下基板103的應(yīng)力。
并且,從易于接合考慮,連接端子部107、 108的尺寸優(yōu)選長(zhǎng)X 寬為1mmX3mm,連接端子部B7、 i38的尺寸優(yōu)選寬X長(zhǎng)為lmm X3mrru
而且,在下基板103如同金屬板等那樣具有導(dǎo)電性的情況下,在 電熱圖形106、 136的下層形成絕緣膜。該絕緣膜不是形成在下基板 103中的與加熱器封裝基板120的接合面上。下基板103中的設(shè)置了 改質(zhì)流道部172的部分的厚度設(shè)定約為0.2mm~0.3mm。 圖10是沿圖6的斷開線X—X的面的向視截面圖。 如圖IO所示,在加熱器封裝基板120的兩個(gè)面中的與下基板103 的接合面均由溝槽或凹部構(gòu)成,其是收納電熱圖形106的電熱圖形收 納室,且凹進(jìn)設(shè)置有作為燃燒反應(yīng)爐的燃燒流道部121、與燃燒流 道部121獨(dú)立的端子部收納室123、 124、使燃燒流道部121和端子 部收納室123、 124之間連通的連通溝槽125、 126,把引線引出到外 部的通路溝槽127、 128、用于收納電熱圖形136的作為電熱圖形收 納室的加熱器收容溝槽129、燃燒燃料供給流道部131、空氣供給流道部132、連通溝槽i33和排氣排出流道部134。
加熱器封裝基板120被形成有與下基板103的邊緣103a、邊 緣103b、邊緣103c、邊緣103d相對(duì)應(yīng)的邊緣120a、邊緣12。b、邊 纟彖120c、邊緣120d。
再者,在加熱器封裝基板120的中央部形成有長(zhǎng)方形的貫通孔
156。
并且,在加熱器封裝基板120的邊緣120a上凹進(jìn)設(shè)置有與供給 排出構(gòu)件151相嵌合的溝槽222、 223、 224。
在加熱器封裝基板120上設(shè)置有使從加熱器收容溝槽129的兩端 到加熱器封裝基板120的邊緣120a相連通的連通溝槽141、 142。
而且,燃燒流道部121、端子部收納室123、 124、連通溝槽125、 126、通路溝槽127、 128、加熱器收容溝槽129、燃燒燃料供給流道 部131、空氣供給流道部132、連通溝槽133、排氣排出流道部134 的深度優(yōu)選約為5um。
上基板102、下基板103和加熱器封裝基板120相互為相同形狀、 相同尺寸。上基板102的邊緣102a的位置與下基板103的邊緣103a 的位置、加熱器封裝基板120的邊緣120a的位置對(duì)準(zhǔn);上基板102 的邊緣102b的位置與下基板103的邊緣103b的位置和加熱器封裝基 板120的邊緣120b的位置對(duì)準(zhǔn);上基板102的邊緣102c的位置與下 基板103的邊緣103c的位置和加熱器封裝基板120的邊緣120c的位 置對(duì)準(zhǔn);上基板102的邊緣102d的位置與下基板103的邊緣103d的 位置、加熱器封裝基板120的邊緣120d的位置對(duì)準(zhǔn)。
以沿著從加熱器封裝基板120的邊緣120a到邊緣120b的方向形 成排氣排出流道部134,排氣排出流道部134的一個(gè)端部連接到加熱 器封裝基板120的邊緣120a,排氣排出流道部134的另一個(gè)端部連 4妾到燃燒流道部121的一個(gè)端上。燃燒流道部121在貫通孔156的左 側(cè)形成鋸齒狀。在貫通孔156的周緣的一邊側(cè)沿著從加熱器封裝基板120的邊緣
120c向邊緣120a的方向形成連通溝槽133,連通溝槽133的一個(gè)端 部連接到燃燒流道部121的另一個(gè)端部上,連通溝槽133的另一端部 與燃燒燃料供給流道部131和空氣供給流道部132匯合。
燃燒燃料供給流道部131的另一端部連接到加熱器封裝基板120 的邊緣120a上,空氣供給流道部132的另一端部連接到加熱器封裝 基板120的邊緣120a上。
端子部收納室123、 124被凹進(jìn)設(shè)置在加熱器封裝基板120的邊 緣120d的近旁,端子部收納室123、 124和燃燒流道部121通過(guò)連通 溝槽125、 126進(jìn)行連通,端子部收納室I23、 124和加熱器封裝基板 120的邊緣120d通過(guò)通路溝槽127、 128進(jìn)行連通,通路溝槽i27、 128的端部在加熱器封裝基板120的側(cè)端面上開口 。
象這樣,燃燒流道部12K端子部收納室123、 124、連通溝槽 125、 126、通路溝槽127、 128、燃燒燃料供給流道部131 、空氣供給 流道部132、連通溝槽133和排氣排出流道部134形成一個(gè)集中的凹 部。
溝槽206、缺口 216、燃燒燃料供給流道部131通過(guò)將上基板102、 下基板103和加熱器封裝基板120互相重合而成為燃燒燃料供給口; 溝槽205、缺口 215、空氣供給流道部132通過(guò)將上基板102、下基 板103和加熱器封裝基板120互相重合而形成燃燒器的空氣供給口; 空氣供給流道部164的一個(gè)端部、缺口 214、溝槽224通過(guò)將上基板 102、下基板103和加熱器封裝基板120互相重合而形成一氧化碳除 去器的空氣供給口; 一氧化碳去除流道部165的一個(gè)端部、缺口 213、 溝槽223通過(guò)將上基板102、下基板103和加熱器封裝基板120互相 重合而形成氫排出口;燃料供給流道部161的一個(gè)端部、缺口212、 溝槽222通過(guò)將上基板102、下基板103和加熱器封裝基板120互相 重合而形成燃料供給口;溝槽201、缺口 211、排氣排出流道部134的一個(gè)端部通過(guò)將上基板102、下基板103和加熱器封裝基板120互
相重合而形成燃燒器的排氣排出口 。
在供給排出構(gòu)件151中設(shè)置有在燃燒燃料供給口、燃燒器的空 氣供給口、 一氧化碳除去器的空氣供給口、氫氣排出口、燃燒器的排
氣排出口內(nèi)分別插入的配管部151a、 15ib、 151c、 i51d、 15le。
將配管部151a、 15〗b、 I51c、 I5Id、 151e的內(nèi)徑設(shè)定為 0,8nmi 1.2mm,將厚度方向的外徑設(shè)定為1.4mm 1.6mm。
加熱器收容溝槽129在貫通孔156的右側(cè)形成鋸齒狀,加熱器收 容溝槽129的一個(gè)端部被形成為相接的狀態(tài),加熱器收容溝槽129的 另一端部劃分成二股而連接到加熱器封裝基板120的邊緣120a上。
關(guān)于接合面,燃燒流道部121和改質(zhì)流道部172為互相大致面對(duì) 稱,加熱器收容溝槽129和一氧化碳去除流道部175為大致面對(duì)稱。
在燃燒流道部121的壁面上以氧化鋁作為載體而保持燃燒催化 劑(例如白金)。
加熱器封裝基板120也由特別含有成為擴(kuò)散離子的堿金屬(例如 Na、 Li等)的玻璃材料構(gòu)成。
并且,為了通過(guò)陽(yáng)極接合法將加熱器封裝基板120和下基板103 進(jìn)行接合,可以利用氣相生長(zhǎng)法(例如濺射法、蒸鍍法),在加熱器 封裝基板120和下基板103中的某一個(gè)接合面上形成金屬膜或硅膜。
此外,作為在加熱器封裝基板120、上基板102和下基板103的 材料,采用派拉克斯(pyrex,注冊(cè)商標(biāo))耐熱玻璃的情況下,熱膨 脹率為33X10力。C。在加熱器封裝基板120上形成有將與邊緣120a 相對(duì)的邊緣120d和邊緣120b之間的角部切掉之后得到的倒角邊緣 120e,在下基板103的接合面上形成陽(yáng)極接合用膜的情況下,該陽(yáng)極 接合用膜因倒角邊緣120e而使一部分露出來(lái),所以,在陽(yáng)極接合時(shí), 容易連接到施加電壓的電極端子上。
在下基板103和加熱器封裝基板120相接合的狀態(tài)下,電熱圖形106被收納在燃燒流道部121、連通溝槽125、 126內(nèi),連接端子部 107被收納在連接端子部123內(nèi),連接端子部108被收容在端子部收 納室124內(nèi),引線109、 110被嵌入到通路溝槽127、 128內(nèi)。
電熱圖形136被收容在加熱器收容溝槽129內(nèi),引線111、 112 通過(guò)通路溝槽142、 14i而被嵌入到加熱器收容溝槽129的端部?jī)?nèi)。 圖II是圖10的截面圖中的連接端子部108周邊的放大圖。 如圖II所示,引線110具有在端子部收納室124內(nèi)彎曲成弧狀 的彎曲部110a,引線109也同樣具有在端子部收納室123內(nèi)彎曲成弧 狀的彎曲部。象這樣,引線109、 U0在與引線109、 UO的長(zhǎng)度方向 不同的方向上柔軟地形成彎曲,所以從連接端子部107、 108到導(dǎo)出 引線109、 U0的邊緣I03d、 120d的引線109、 110的長(zhǎng)度是從連接 端子部i07、 108到邊緣i03d、 120d的距離的U倍 5.0倍,優(yōu)選是 1.5倍。
并且,如圖il所示,在通路溝槽128的開口中,在引線110的 周圍形成封接劑140,利用封接劑140來(lái)堵住通路溝槽128的開口, 引線IIO和通路溝槽128之間的間隙用封接劑140密封。
同樣,在通路溝槽127的開口中,在引線109的周圍形成封接劑, 利用封接劑來(lái)堵住通路溝槽127的開口,用封接劑來(lái)密封引線109和 通路溝槽127之間的間隙。因此,利用燃燒流道部121的流道從通路 溝槽127、 128起被堵塞,所以燃燒流道部121的流體不會(huì)從通路溝 槽127、 128處泄漏。作為封接劑,優(yōu)選具有與下基板103、加熱器 封裝基板120中的任一種材料的膨脹系數(shù)相近似的的膨脹系數(shù),如果 下基板103、加熱器封裝基板120均由玻璃材料形成,則可以采用低 熔點(diǎn)玻璃封接劑,如果由金屬形成,則焊材也可以是金屬。
而且,在引線lll、 112被連接到連接端子部137、 138上的狀態(tài) 下,在通路溝槽141、 142由封接劑進(jìn)行封接的情況下,同樣,優(yōu)選 的是,引線lll、 112也分別在加熱器收容溝槽129內(nèi)具有在與引線111、 112的長(zhǎng)度方向不同的方向上柔軟地形成彎曲的彎曲部。這時(shí),
從電熱圖形136的各個(gè)端部到導(dǎo)出引線111、 112的邊緣103a、 120a 的引線111、 112的長(zhǎng)度為從電熱圖形136的各個(gè)端部到邊緣103a、 120a的直線距離的U倍 5.0倍,優(yōu)選是1.5倍。彎曲部若位于封接 劑的封接部位上,則應(yīng)力難于分散,所以,優(yōu)選將彎曲部設(shè)置在封接 部位以外的位置。
圖12、圖13是圖II表示的連接端子部108周邊的變形圖。
如圖12或圖13所示,也可以對(duì)端子部收納室124、通路溝槽128、 連通溝槽126的形狀進(jìn)行變形。在圖12中,在端子部收納室124的 對(duì)頂角上連接有通路溝槽128和連通溝槽126。引線110具有兩處被 彎曲成U字狀的彎曲部110a。在圖13中,通路溝槽128呈L字狀, 引線IIO具有在通路溝槽128中被彎曲成L字狀的彎曲部110a。這 樣,通路溝槽128和連通溝槽126并非相互位于如圖11所示的同一 直線上。同樣,也可以使端子部收納室123、通路溝槽127、連通溝 槽125形成和圖12、 13的端子部收納室124、通路溝槽128、連通溝 槽126相同的形狀。
并且,既可以使引線lll、 112和圖i2所示的形狀一樣,形成具 有在兩處被折彎而彎曲成U字狀的彎曲部,也可以與圖13所示的形 狀一樣,具有下述的彎曲部,即,通路溝槽141、 142被折彎,且引 線111、 U2在通路溝槽142、 141內(nèi)被折彎以具有彎曲的彎曲部。
例如,把引線109、 110制成由熱膨脹系數(shù)約為50X10'V。C的鈷 線構(gòu)成的沒(méi)有彎曲部的直線形狀,將封接劑形成熱膨脹系數(shù)約為33 X 10力。C的低熔點(diǎn)玻璃封接劑時(shí),把復(fù)合型微反應(yīng)裝置100加熱到約 30(TC以進(jìn)行反應(yīng)時(shí),其結(jié)果是,引線109、 110的熱膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)
力比低熔點(diǎn)玻璃封接劑的熱膨脹所產(chǎn)生的應(yīng)力更大,所以,在引線 109、 110中用封接劑封接的部位應(yīng)力變形集中,引線109、 IIO會(huì)脫 開封接劑。與此相反,在采用圖11所示的結(jié)構(gòu)的情況下,因?yàn)橐€109、 U0具有彎曲部,所以,熱應(yīng)力被分散,即使加熱到350。C也不 會(huì)使引線109、 IIO脫開封接劑。在圖12和圖13所示的結(jié)構(gòu)中也獲 得了同樣的效果。
對(duì)于下基板103,在設(shè)置有改質(zhì)流道部172的部分厚度較薄,改 質(zhì)流道部172比一氧化碳去除流道部I75更大范圍的形成,所以,耐 受外部應(yīng)力的強(qiáng)度較弱,若把連接端子部107、 108配置在改質(zhì)流道 部I72的背面,則電阻焊接吋的壓力會(huì)造成破損或變形。因此,連接 端子部107、 108被配置在位于改質(zhì)流道部172之外的背面部分,具 體來(lái)說(shuō),被配置在下基板103中與背面相接合的加熱器封裝基板120 的端子部收納室123、 124所對(duì)應(yīng)的位置上。
端子部收納室123、 124所對(duì)應(yīng)的下基板103的部位充分變厚, 所以,能夠防止電阻焊接時(shí)的壓力造成基板103的破損或變形。
而且,若使端子部收納室123.、 124過(guò)大,則從改質(zhì)流道部172 到邊緣103d的距離增大,改質(zhì)流道部172的流道相對(duì)減小,若端子 部收納室123、 124過(guò)小,則連接端子部107、 108減小,難以焊接, 所以把端子部設(shè)定為lmmX3mm,把從改質(zhì)流道部172到邊緣103d 的距離設(shè)定為2mmX4mm。
并且,引線109、 liO也可以有多個(gè)彎曲部。
以下,對(duì)合型微反應(yīng)裝置100的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
首先,準(zhǔn)備上基板102、下基板103、加熱器封裝基板120,根 據(jù)這些接合面的需要,利用氣相生長(zhǎng)法來(lái)形成金屬膜或硅膜。
然后,在下基板103的下面形成電熱膜,禾擁光刻法/蝕刻法來(lái) 對(duì)該電熱膜進(jìn)行形狀加工,形成電熱圖形106、 136。并且,除連接 端子部107、 108、 137、 138之外,將電熱圖形106、 136用絕緣膜被 覆。
其次,在上基板102上形成均為溝槽或凹部的下述部件燃料供 給流道部161、改質(zhì)流道部162、連通溝槽163、空氣供給流道部164、一氧化碳去除流道部165,進(jìn)一步形成貫通孔!66和溝槽201、 205、 206。在下基板103上也形成均由溝槽或凹部構(gòu)成的、燃料供給流道 部171、改質(zhì)流道部172、連通溝槽173、空氣供給流道部174、 一氧 化碳去除流道部175,并進(jìn)一步形成貫通孔176、和缺口 211^216。
并且,在加熱器封裝基板120上形成下述部件燃燒流道部121、 端子部收納室123、 124、連通溝槽125、 126、通路溝槽127、 128、 加熱器收容溝槽129、燃燒燃料供給流道部i31、空氣供給流道部132、 連通溝糟133、排氣排出流道部134、通路溝槽141、 142和溝槽222、 223、 224,進(jìn)一步形成貫通孔156。
然后,在改質(zhì)流道部162和改質(zhì)流道部172上涂敷氧化鋁溶膠, 并進(jìn)一步用洗涂法來(lái)形成改質(zhì)催化劑。
并且,在一氧化碳去除流道部165和一氧化碳去除流道部175上 涂敷氧化鋁溶膠,進(jìn)一步用洗涂法來(lái)形成一氧化碳除去催化劑。并且, 在燃燒流道部1"上涂敷氧化鋁溶膠,再用洗涂法來(lái)形成燃燒催化 劑。 -
然后利用陽(yáng)極接合法來(lái)對(duì)上基板102和下基板103進(jìn)行接合。
再者,通過(guò)電阻焊接來(lái)把具有彎曲部的引線109接合到連接端子 部107上,通過(guò)電阻焊接來(lái)把具有彎曲部的引線110接合到連接端子 部108上,通過(guò)電阻焊接來(lái)把引線111接合到連接端子部137上,通 過(guò)電阻焊接來(lái)把引線112接合到連接端子部138上。
然后,把下基板103和加熱器封裝基板120貼合在一起,對(duì)下基 板103和加熱器封裝基板120進(jìn)行位置對(duì)準(zhǔn),利用加熱器封裝基板 120來(lái)覆蓋電熱圖形106、 136。也就是說(shuō),把電熱圖形106收容到燃 燒流道部121、連通溝槽125、 126內(nèi);把連接端子部107收容到端 子部收納室123內(nèi);把連接端子部108收容到端子部收納室124內(nèi), 把引線109、 IIO嵌入到通路溝槽127、 128內(nèi);把電熱圖形136收容 到加熱器收容溝槽129內(nèi);把引線lll、 112嵌入到與加熱器收容溝槽129相連通的通路溝槽142、 141內(nèi)。并且,利用陽(yáng)極接合法把加 熱器封裝基板120接合到下基板103上。
然后,通過(guò)把封接劑注入到通路溝槽i27、 128內(nèi),對(duì)通路溝槽 127、 128的開口進(jìn)行密封。在把封接劑注入到通路溝槽141、 142內(nèi) 的情況下,引線lll、 112具有彎曲部。
其次,在上基板102、下基板103、加熱器封裝基板120的接合 體的右端面的開口 (使溝槽201、缺口 211、排氣排出流道部134的 端部相重合的部分等)內(nèi),嵌入供給排出構(gòu)件I51;把改質(zhì)燃料氣體 用的燃料供給流道與燃料供給流道部161相連接,將一個(gè)空氣供給用 的吸氣流道與空氣供給流道部164相連接;將另一個(gè)空氣供給用的吸 氣流道連接到空氣供給流道132部?jī)?nèi);將燃燒氣體供給用的燃燒氣體
供給流道與燃燒燃料供給流道部131相連接;將生成氣體排出用的生 成氣體排出流道與一氧化碳去除流道部165相連接;將燃燒排氣排出
用的排氣排出流道部與排氣排出流道部134相連接。
然后,準(zhǔn)備隔熱容器150,在該隔熱容器150的內(nèi)面形成紅外線 反射膜。并且,在減壓到10Pa以下,優(yōu)選是1Pa以下的氛圍氣的制 造裝置爐內(nèi),把上基板102、下基板103、加熱器封裝基板120的接 合體收容到隔熱容器150內(nèi),使供給排出構(gòu)件151貫穿到隔熱容器 150,使引線109、 110、 111、 112貫穿隔熱容器150。并且,禾擁封 接劑來(lái)對(duì)供給排出構(gòu)件151、引線109、 110、 111、 112的貫穿部位進(jìn) 行密封,使隔熱容器150內(nèi)的氛圍氣減壓到10Pa以下,優(yōu)選是lPa 以下。
在本實(shí)施方式中的復(fù)合型微反應(yīng)裝置100中,若在引線109、 110 之間施加電壓,則電熱圖形106發(fā)熱;若在引線111、 112之間施加 電壓,貝IJ電熱圖形136發(fā)熱。這時(shí),把燃燒氣體(例如氫氣、甲醇?xì)狻?乙醇?xì)狻⒍谆褮?送入到燃燒燃料供給流道部131內(nèi),若把空氣 (氧)送入到空氣供給流道部132內(nèi),貝i燃燒氣體和空氣的混合氣在燃燒流道部121內(nèi)流動(dòng),燃燒氣體通過(guò)燃燒催化劑而進(jìn)行燃燒,并產(chǎn) 生燃燒熱。并且,若把燃料(例如甲醇、乙醇、二甲基醚)和水的混 合氣體供給到燃料供給流道部161內(nèi),則在混合氣體在改質(zhì)流道部 162內(nèi)流動(dòng)時(shí),通過(guò)改質(zhì)催化劑進(jìn)行反應(yīng)而生成氫氣,也產(chǎn)生少量的 一氧化碳?xì)怏w。(在燃料是甲醇的情況下,參見上述式(1)、 (2))。
若向空氣供給流道部164內(nèi)供給空氣,則一氧化碳?xì)怏w、空氣等在混 合狀態(tài)下流入一氧化碳去除流道部165。這時(shí), 一氧化碳?xì)怏w通過(guò)一 氧化碳除去催化劑而產(chǎn)生優(yōu)先氧化的選擇性氧化反應(yīng),從而去除一氧 化碳?xì)怏w。并且,包含氫氣等在內(nèi)的氣體從一氧化碳去除流道部165 中排出。
此外,也可以將燃料(例如甲醇、乙醇、二甲基醚)和空氣(氧) 的混合氣供給到燃料供給流道161內(nèi)。在此情況下,燃;料引起部分氧 化改質(zhì)反應(yīng)而生成氫氣,在此情況下,改質(zhì)流道部162、 172的壁面 上保持的催化劑成為部分氧化改質(zhì)催化劑。也可以把改質(zhì)流道部I62、 172所保持的催化劑分為2類,將部分氧化改質(zhì)反應(yīng)和水蒸氣改質(zhì)反 應(yīng)(上述式(l))進(jìn)行組合。
以下,對(duì)本發(fā)明的復(fù)合型微反應(yīng)裝置的用途的一例進(jìn)行說(shuō)明。 圖14是表示使用了本發(fā)明的復(fù)合型微反應(yīng)裝置的發(fā)電裝置的構(gòu) 成的方框圖。
本發(fā)明的復(fù)合型微反應(yīng)裝置100能夠用于圖14所示的發(fā)電裝置
300。 該發(fā)電裝置300具有以液體狀態(tài)存貯了燃料和水的燃料容器
301、 對(duì)使從燃料容器301供給的燃料和水氣化的氣化器302、復(fù)合 型微反應(yīng)裝置100、以及利用從復(fù)合型微反應(yīng)裝置100的反應(yīng)器101 供給的氫氣來(lái)生成電能的燃料電池303。由氣化器302進(jìn)行了氣化的 燃料和水流入到燃料供給流道161、 171內(nèi),從一氧化碳去除流道部 165.、 175中流出的氫氣等被供給到燃料電池303的燃料極,空氣被 供給到燃料電池303的氧極上,利用燃料電池303中的電化學(xué)反應(yīng)來(lái)生成電能。這里,供給到燃料電池303的燃料極上的氫氣也可以不全 部反應(yīng),在有殘留的氫氣的情況下,也可以把該氫氣供給到燃燒燃料
供給流道部131 (燃燒器145)內(nèi)。
在這樣的第2實(shí)施方式中,在下基板103的下面形成電熱圖形 106,該電熱圖形106被收容到加熱器封裝基板120的燃燒流道部121 內(nèi)的狀態(tài)下,加熱器封裝基板120與下基板103相接合,通路溝槽 127、 128被密封,所以,從電熱圖形106發(fā)出的熱被封閉在燃燒流 道部121內(nèi)。因此,由電熱圖形106產(chǎn)生的熱能夠有效地用于改質(zhì)流 道部162、 172內(nèi)的燃料改質(zhì)反應(yīng)、或者燃燒流道部121內(nèi)的燃燒氣 體的燃燒。
并且,電熱圖形106被收容在加熱器封裝基板120的燃燒流道部 i2K連通溝槽I25、 126等內(nèi),所以,加熱器封裝基板120和下基板 103的密著度提高。并且,通路溝槽127、 128連接到加熱器封裝基 板120的邊緣,在該邊緣上開口,引線109、 110穿過(guò)通路溝槽127、 128,所以,加熱器封裝基板120和下基板103的密著度不會(huì)因引線 109、 IIO而降低。同樣,引線lll、 112的一部分和電熱圖形136被 收容在加熱器收容溝槽129內(nèi),所以,下基板103和加熱器封裝基板 120的密著度提高。這樣,因?yàn)榧訜崞鞣庋b基板120和下基板103的 密著度較高,所以,電熱圖形106的熱和燃燒流道部121內(nèi)的燃燒氣 體不會(huì)泄漏。
并且,因?yàn)橥窚喜?27、 128端的開口被封接劑密封,所以由 電熱圖形106所產(chǎn)生的熱不會(huì)散逸,該熱能夠有效地用于改質(zhì)流道部 162、 172內(nèi)的燃料改質(zhì)反應(yīng)。并且,由于燃燒氣體供給到燃燒流道 部121內(nèi),所以,電熱圖形106的熱也被用于燃燒氣體的催化劑燃燒。 尤其是電熱圖形106露出在該燃燒流路部121內(nèi),所以,能夠把電熱 圖形106的電熱有效地用于燃燒氣體的催化劑燃燒。并且,由于通路 溝槽127、 128端的開口被封接劑密封,所以,能夠使供給到燃燒流道部121內(nèi)的燃燒氣體不會(huì)從該開口泄漏。
并且,在加熱器封裝基板120的邊緣中的加熱器Ll夂容溝槽129的 幵口未被封接劑堵塞的情況下,即使隨溫度的變化,加熱器收容溝槽
129內(nèi)的氣體進(jìn)行膨脹、收縮,也不會(huì)使加熱器收容溝槽129內(nèi)的氣 壓發(fā)生極端地變化。因此,能夠延長(zhǎng)加熱器封裝基板120、下基板103 的壽命。
而且,在上述實(shí)施方式中,上基板I02、下基板103均形成了改 質(zhì)流道部、 一氧化碳去除流道部,但并不僅限于此,也可以僅在上基 板102上形成改質(zhì)流道部、 一氧化碳去除流道部,或者僅在下基板 103上形成改質(zhì)流道部、 一氧化碳去除流道部。
并且,在上述實(shí)施方式中,利用加熱器封裝基板120把電熱圖形 106、 D6收納在改質(zhì)流道部172、 一氧化碳去除流道部175內(nèi),但并 不僅限于此,也可以把電熱圖形i06、 136中的至少一個(gè)設(shè)置在上基 板102、下基板103中的一個(gè)上。在此情況下,在上基板〗02、下基 板103中的一個(gè)或另一個(gè)上設(shè)置有與改質(zhì)流道部分開設(shè)置而且相當(dāng) 于端子部收納室123、 124的端子部收納室;相當(dāng)于連通溝槽125、 126、且將改質(zhì)流道部?jī)?nèi)的電熱圖形收納到端子部收納室內(nèi)的端子部 所圍成的連通溝槽、以及相當(dāng)于通路溝槽127、 128的通路溝槽。尤 其是在改質(zhì)流道部造成耐受外部應(yīng)力的強(qiáng)度顯著減弱的情況下,也可 以僅在上基板102、下基板103中的一個(gè)上形成改質(zhì)流道部,僅在另
一個(gè)上形成電熱圖形。 [第3實(shí)施方式]
以下,對(duì)涉及本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第3實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。 首先,對(duì)使用了第3實(shí)施方式的反應(yīng)裝置的電子設(shè)備進(jìn)行說(shuō)明。 圖15是表示采用了涉及本發(fā)明的反應(yīng)裝置的第3實(shí)施方式的電 子設(shè)備的構(gòu)成的方框圖。
該電子設(shè)備700例如是筆記本型個(gè)人電腦、PDA、電子筆記本、數(shù)碼相機(jī)、攜帶電話、手表、自動(dòng)收銀機(jī)和投影儀等便攜式電子設(shè)備。 該電子設(shè)備700具備具有本實(shí)施方式的反應(yīng)裝置500的發(fā)電裝
置400。發(fā)電裝置400除具有反應(yīng)裝置500夕卜,還具有燃料容器401、 泵402等。
發(fā)電裝置400的燃料容器401例如以可裝卸的方式設(shè)置在電子設(shè) 備700上,泵402、反應(yīng)裝置500例如安裝到電子設(shè)備700的主體的 內(nèi)部。
燃料容器401中貯存有液體的源燃料(例如甲醇、乙醇、二甲基 醚)和水的混合液。而且,也可以把液體的源燃料和水貯存在單獨(dú)的 容器內(nèi)。
泵402抽吸燃料容器401內(nèi)的混合液,并輸送到反應(yīng)裝置500內(nèi) 的氣化器502內(nèi)。
反應(yīng)裝置500具有箱狀的隔熱容器501,在隔熱容器501內(nèi)收容 了氣化器502、改質(zhì)器504、發(fā)電電池5(36、和催化劑燃燒器507。隔 熱容器501內(nèi)的氣壓保持在減壓到10Pa以下,優(yōu)選是1Pa以下的狀 態(tài)。
在氣化器502、改質(zhì)器504、催化劑燃燒器507內(nèi)分別設(shè)置了電 加熱器兼溫度傳感器502a、 504a、 507a。電加熱器兼溫度傳感器502a、 504a、507a的電阻值依賴于溫度,所以該電加熱器兼溫度傳感器502a、 504a、 507a也可以起到作為測(cè)定氣化器502、改質(zhì)器504、催化劑燃 燒器507的溫度的溫度傳感器功能。
從泵402輸送到氣化器502內(nèi)的混合液被電加熱器兼溫度傳感器 502a或催化劑燃燒器507的熱量加熱到約H0 16(TC,并蒸發(fā)。由氣 化器502氣化之后的混合氣被輸送到改質(zhì)器504內(nèi)。
在改質(zhì)器504的內(nèi)部形成流道,在該流道的壁面上保持催化劑。 從氣化器502輸送到改質(zhì)器504內(nèi)的混合氣在改質(zhì)器504的流道內(nèi)流 動(dòng),^^電加熱器兼溫度傳感器504a或催化劑燃燒器507的熱量加熱到約300 40(TC,利用催化劑使其發(fā)生反應(yīng)。禾擁源燃料和水的催化 劑反應(yīng),按照上述式(1)、 (2)的反應(yīng)生成作為燃料的氫、二氧化碳 和作為副生成物的微量的一氧化碳等混合氣體(改質(zhì)氣體)。所生成 的改質(zhì)氣體被輸送到發(fā)電電池506內(nèi)。
圖16是本實(shí)施方式的反應(yīng)裝置中的發(fā)電電池的模式圖。
圖17是本實(shí)施方式的反應(yīng)裝置的發(fā)電電池中的發(fā)電電池堆 (stack)的一例的模式圖。
如圖16所示,發(fā)電電池506具備固體氧化物電解質(zhì)581、形 成在固體氧化物電解質(zhì)581的兩面的燃料極582(陽(yáng)極)以及氧極5S3 (陰極)、與燃料極582相接合而在該接合面上形成了流道586的陽(yáng) 極集電極584、以及與氧極583相接合而在該接合面上形成了流道587 的陰極集電極585。并且,發(fā)電電池506被收容在框體590內(nèi)。
固體氧化物電解質(zhì)581可以采用氧化鋯類的(Zn—XYX) 02—x/2 (YSZ)、鎵酸鑭類的(La,-x.Si-x) (Ga,.y-zMgyCo2) 03等;燃料極5S2 采用具Lao.s4Si'(n6Mn03、 La(Ni、 Bi)03、 (La、 Sr)Mn03、 In203+Sn02、 LaCo03等;氧極583采用Ni、 Ni+YSZ等;陽(yáng)極集電極584和陰極 集電極585采用La0(Mg)03、 (La、 Sr) Cr03、 1^\1+八1203等。
發(fā)電電池506被電加熱器兼溫度傳感器507a或催化劑燃燒器507 的熱量加熱到約500~1000°C,從而產(chǎn)生后述的反應(yīng)。
通過(guò)陰極集電極585的流道587對(duì)氧極583輸送空氣。在氧極 583,利用氧和由陰極輸出電極521b供給的電子,按照如下式(5) 所示來(lái)生成氧離子。
02+4e——202— (5)
固體氧化物電解質(zhì)581具有氧離子的透過(guò)性,使由氧極583生成 的氧離子透過(guò),并到達(dá)燃料極582。
通過(guò)陽(yáng)極集電極584的流道586將從改質(zhì)器504排出的改質(zhì)氣體 輸送到燃料極582。在氧極583,透過(guò)了固體氧化物電解質(zhì)581的氧離子和改質(zhì)氣體如下式(6)、 (7)所示的反應(yīng)。燃料極582放出的電 子經(jīng)過(guò)陽(yáng)極輸出電極521a、 DC/DC轉(zhuǎn)換器602等外部電路,由陰極 輸出電極52ib供給到氧極583。
<formula>formula see original document page 37</formula>(7)
陽(yáng)極輸出電極52la、陰極輸出電極521b被連接到陽(yáng)極集電極584 和陰極集電極585上,并貫穿框體590而被引出。這里,如后所述, 框體5卯例如用Ni類合金來(lái)形成,陽(yáng)極輸出電極521a和陰極輸出電 極52Ib通過(guò)玻璃、陶瓷等絕緣材料來(lái)與框體590進(jìn)行絕緣并被引出。
如圖15所示,陽(yáng)極輸出電極521a和陰極輸出電極521b例如連 接到DC/DC轉(zhuǎn)換器602上。
而且,如圖17所示,也可以將由陽(yáng)極集電極584、燃料極582、 固體氧化物電解質(zhì)5S1、氧極583、陰極集電極585構(gòu)成的多個(gè)發(fā)電 電池506進(jìn)形成串聯(lián)連接的電池堆80。在此情況下,如圖17所示, 把串聯(lián)連接的一 方的端部的發(fā)電電池506的陽(yáng)極集電極584連接到陽(yáng) 極輸出電極521a上;把另一方的端部的發(fā)電電池506的陰極集電極 585連接到陰極輸出電極521b上。在此情況下,電池堆80被收容到 框4本5卯內(nèi)。
DC/DC轉(zhuǎn)換器702把由發(fā)電電池506生成的電能變換成適當(dāng)?shù)?電壓之后,供給到電子設(shè)備主體701。并且,DC/DC轉(zhuǎn)換器702把由 發(fā)電電池506生成的電能充電到二次電池703內(nèi),當(dāng)發(fā)電電池506不 工作時(shí),把二次電池603內(nèi)存貯的電能供給給電子設(shè)備主體701內(nèi)。
在通過(guò)了陽(yáng)極集電極584的流道的改質(zhì)氣體(排出氣體,offgas) 中還包含未反應(yīng)的氫。排氣被供給到催化劑燃燒器507內(nèi)。
通過(guò)了陰極集電極585的流道587的空氣和排出氣體一起被供給 到催化劑燃燒器507內(nèi)。在催化劑燃燒器507內(nèi)部形成流道,在該流 道的壁面上保持Pt類催化劑。在催化劑燃燒器507內(nèi)設(shè)置了由電熱材料構(gòu)成的電加熱器兼溫
度傳感器507a。電加熱器兼溫度傳感器507a的電阻值依賴于溫度, 所以該電加熱器兼溫度傳感器507a也可以起到作為測(cè)定催化劑燃燒 器507的溫度的溫度傳感器的作用。
排出氣體和空氣的混合氣體(燃燒氣體)在催化劑燃燒器507的 流道內(nèi)流動(dòng),該混合氣體被電加熱器兼溫度傳感器507a加熱。在催 化劑燃燒器507的流道中流動(dòng)的燃燒氣體中,氫被催化劑燃料,由此 產(chǎn)生燃燒熱。燃燒后的排氣從催化劑燃燒器507中釋放到隔熱容器 501的外部。
該催化劑燃燒器507中產(chǎn)生的燃燒熱用于將發(fā)電電池506的溫度 保持在高溫(約500~1000°C)下。并且,發(fā)電電池506的熱向改質(zhì) 器504、氣化器502傳導(dǎo),并用于氣化器502中的蒸發(fā)、和改質(zhì)器504 中的水蒸氣改質(zhì)反應(yīng)。
以下,對(duì)反應(yīng)裝置500的具體構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。 圖18是本實(shí)施方式的反應(yīng)裝置中的隔熱容器的立體圖。 圖19是表示本實(shí)施方式的反應(yīng)裝置中的隔熱容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的 透視圖。
圖20是從下側(cè)觀看圖19的隔熱容器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的立體圖。
圖21是圖i8的vn—vn向視截面圖。
如圖18所示,氣化器502的入口、連結(jié)部503、陽(yáng)極輸出電極 52la和陰極輸出電極521b從隔熱容器501的一個(gè)壁面上突出來(lái)。
如圖19~圖21所示,在隔熱容器501內(nèi)依次排列有氣化器502 和連結(jié)部503、改質(zhì)器504、連結(jié)部505、燃燒電池部520。而且,在 燃料電池520中,收容發(fā)電電池506的框體509和催化劑燃燒器507 形成一個(gè)整體,從發(fā)電電池506的燃料極582向催化劑燃燒器507內(nèi) 供給排出氣體。
氣化器502、連結(jié)部503、改質(zhì)器504、連接部505、燃料電池部520的收容發(fā)電電池506的框體590以及催化劑燃燒器507由具有高 溫耐久性和適當(dāng)熱傳導(dǎo)性的金屬構(gòu)成,例如,可以利用鎳鉻鐵耐熱耐 蝕合金783等Ni類合金來(lái)形成。
特別地,為了與燃料電池部520的陽(yáng)極集電極584和陰極集電極 585相連接,且防止如下所述產(chǎn)生的損壞,優(yōu)選將至少陽(yáng)極輸出電極 521a和陰極輸出電極521b及框體590用同一材料來(lái)形成。上述損壞 是指,從框體590引出的陽(yáng)極輸出電極521a和陰極輸出電極52ib隨 著發(fā)電電池506的溫度上升,受到因熱膨脹率不同而產(chǎn)生的應(yīng)力而發(fā) 生損壞。
再者,為了減小因溫度上升而在氣化器502、連結(jié)部503、改質(zhì) 器504、連結(jié)部505、燃料電池部520的框體590和催化劑燃燒器507 之間所產(chǎn)生的應(yīng)力,這些部件優(yōu)選均用同一材料來(lái)形成。
在隔熱容器501的內(nèi)壁面上形成有防輻射膜511;在氣化器502、 連結(jié)部503、改質(zhì)器504、連結(jié)部505、燃料電池部520的外壁面上 形成有防輻射膜512。防輻射膜511、 512可以防止輻射所產(chǎn)生的傳 熱,例如可以采用Au、 Ag等。優(yōu)選設(shè)置防輻射膜511、 512中的至 少一方,更優(yōu)選設(shè)置兩方。
氣化器502和連結(jié)部503 —起貫穿隔熱容器501 ,通過(guò)連結(jié)部503 來(lái)連接氣化器502和改質(zhì)器504。改質(zhì)器504和燃料電池部520通過(guò) 連結(jié)部505進(jìn)行連接。
如圖19、圖20所示,氣化器502、連結(jié)部503、改質(zhì)器504、連 結(jié)部505、燃料電池部520形成一個(gè)整體,且連結(jié)部503、改質(zhì)器504、 連結(jié)部505、燃料電池部520的下面被形成在一個(gè)面上。
圖22是本實(shí)施方式的反應(yīng)裝置中的連結(jié)部、改質(zhì)器、燃料電池 部的下面圖。
圖23是圖22的K一IX向視截面圖。
另外,在圖22、圖23中,省略了陽(yáng)極輸出電極521a和陰極輸出電極521b。
如圖22、圖23所示,在改質(zhì)器504、燃料電池部520的下側(cè)的 外緣部上形成有凹部561a、 561b、 522a、 522b以便配置陽(yáng)極輸出電 極521a、陰極輸出電極521b。
并且,改質(zhì)器504的與連結(jié)部505相連接的部位比和燃料電池部 520相對(duì)的面更靠后。因此,可以一邊使連結(jié)部505變長(zhǎng)以減少?gòu)娜?料電池部520向改質(zhì)器504的熱傳導(dǎo), 一邊縮短燃料電池部520和改 質(zhì)器504的距離,從而可以實(shí)現(xiàn)裝置的小型化。
如圖22所示,在連結(jié)部503、改質(zhì)器504、連結(jié)部505、燃料電 池部520的下面在用陶瓷等進(jìn)行了絕緣處理之后,形成布線圖形513。 布線圖形513在氣化器502的下部、改質(zhì)器504的下部、燃料電池部 520的下部形成鋸齒形狀,且它們分別成為電加熱器兼溫度傳感器 502a、 504a、 507a。電加熱器兼溫度傳感器502a、 504a、 507a的一端 連接到通用的端子5i3a上,另一端分別連接到獨(dú)立的三個(gè)端子513b、 513c、 5Bd上。這四個(gè)端子513a、 513b、 513c、 513d被形成在與連 結(jié)部503的隔熱容器501更靠近外側(cè)的端部上。
圖24是圖22的X —X向視截面圖。
圖25是圖24的XI—XI向視截面圖。
在連結(jié)部503、 7上設(shè)置向發(fā)電電池506的氧極583供給的空氣 的供給流道551、 571、從催化劑燃燒器507排出的排氣氣體的排出 流道552a、 552b、 572a、 572b。并且,在連結(jié)部503上設(shè)置從氣化器 502向改質(zhì)器504輸送的氣體燃料的供給流道53;在連結(jié)部505上設(shè) 置從改質(zhì)器504向發(fā)電電池506的燃料極582輸送的改質(zhì)氣體的供給 流道573。
而且,如圖23所示,在連結(jié)部505的內(nèi)部設(shè)置流道571、 572a、 572b、 573這4條流道。對(duì)于向催化劑燃燒器507供給的排氣和空氣, 為了充分增大從催化劑燃燒器507排出的排氣氣體的流道直徑,將其中的2條流道用作為來(lái)自于催化劑燃燒器507的排氣氣體的流道 572a、 572b,將其它的2條流道用作通向發(fā)電電池506的燃料極582 的改質(zhì)氣體的供給流道573、以及通向氧極583的空氣的供給流道 571。
陽(yáng)極輸出電極521a和陰極輸出電極52ib連接在相對(duì)于燃料電池 部520的連結(jié)部505與隔熱容器501的陽(yáng)極輸出電極521a和陰極輸 出電極52Ib所穿通的壁面之間的距離變長(zhǎng)的位置上,優(yōu)選連接在與 連結(jié)部505相反一側(cè)的端部上,并被引出。陽(yáng)極輸出電極52Ia從陽(yáng) 極集電極584引出;陰極輸出電極521b從發(fā)電電池506的陰極集電 極585引出。陽(yáng)極輸出電極521a和陰極輸出電極521b沿著燃料電池 部520和改質(zhì)器504的凹部561a、 56Ib、 522a、 522b配置,如圖19、 圖20所示,在隔熱容器501的內(nèi)壁面和改質(zhì)器504之間的空間內(nèi)進(jìn) 行3處的彎曲,從與氣化器502的入口、連結(jié)部503突出的隔熱容器 501的壁面為同一壁面向外部突出。
該彎曲部分523a、 523b起到緩和由于陽(yáng)極輸出電極521a、陰極 輸出電極521b變形而在燃料電池部520和隔熱容器501之間產(chǎn)生的 應(yīng)力的結(jié)構(gòu)的作用。
圖26是本實(shí)施方式的反應(yīng)裝置中的隔熱容器內(nèi)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的 溫度分布的模式圖。
如圖26所示,例如如果使燃料電池部520保持在約800°C,則 熱量從燃料電池部520通過(guò)連結(jié)部505而移動(dòng)到改質(zhì)器504中,熱量 從改質(zhì)器504通過(guò)連結(jié)部503而移動(dòng)到氣化器502和隔熱容器501的 外面。其結(jié)果,改質(zhì)器504保持在約380。C,氣化器502保持在約150 。C。
并且,燃料電池部502的熱也通過(guò)陽(yáng)極輸出電極521a和陰極輸 出電極521b向隔熱容器501的外部移動(dòng)。因此,在起動(dòng)燃料電池裝 置1之后,由于溫度上升而使輸出電極521a、 521b發(fā)生伸展。圖27是本實(shí)施方式的反應(yīng)裝置中的陽(yáng)輸出電極和陰極輸出電極 的溫度上升造成的變形的模擬圖。
陽(yáng)極輸出電極521a和陰極輸出電極521b因燃料電池部520的溫 度上升而產(chǎn)生膨脹,從圖27的雙點(diǎn)劃線所示的形狀而變化成實(shí)線所 示的形狀。
這時(shí),與陽(yáng)極輸出電極521a和陰極輸出電極52ib的彎曲部分 523a、 523b相比,燃料電池部520側(cè)的部分524a、 524b溫度更高, 所以,更大發(fā)生伸展。在此,對(duì)于結(jié)構(gòu),在陽(yáng)極輸出電極52Ia和陰 極輸出電極521b中, 一端連接在燃料電池部520的陽(yáng)極集電極584 和陰極集電極585上;另一端接合在隔熱容器501的氣化器502側(cè)的 壁面上,并向外部突出。所以陽(yáng)極輸出電極521a和陰極輸出電極521b 承受該伸展所產(chǎn)生的應(yīng)力。然而,陽(yáng)極輸出電極521a、和陰極輸出 電極521b具有彎曲部分523a、 523b,所以,利用該彎曲部分523a、 523b能夠吸收伸展所造成的變形,能夠基本上緩和在隔熱容器501 和燃料電池部520之間作用的應(yīng)力。
并且,通過(guò)設(shè)置彎曲部分523a、 523b,陽(yáng)極輸出電極521a和陰 極輸出電極521b的傳熱路徑變長(zhǎng),因而能夠減少經(jīng)過(guò)陽(yáng)極輸出電極 521a和陰極輸出電極521b而從燃料電池部520向隔熱容器501釋放 的熱損耗。
〈變形例〉
圖28、 29、 30、 31是表示本實(shí)施方式的反應(yīng)裝置中的隔熱容器 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變形例的立體圖。
在上述實(shí)施方式中,采用了截面四方形狀的陽(yáng)極輸出電極521a、 陰極輸出電極521b,但也可以采用例如圖28所示的截面三角形狀的 陽(yáng)極輸出電極525a和陰極輸出電極525b。
并且,也可以采用圖29所示的截面圓形狀的陽(yáng)極輸出電極526a 和陰極輸出電極526b。并且,在彎曲部分523a、 523b中,在上述實(shí)施方式中,如圖19、 圖20所示,使陽(yáng)極輸出電極521a和陰極輸出電極521b形成為在3 處彎曲成直角的形狀,但也可以如圖28、 29所示,使彎曲部分的彎 曲部位形成圓弧狀,且平滑地進(jìn)行彎曲。在此情況下,能夠抑制應(yīng)力 集中在彎曲部位上,并使應(yīng)力分散到整個(gè)彎曲部分上,從而能夠抑制 應(yīng)力造成的損壞。
或者,如圖30所示,也可以采用在隔熱容器501的內(nèi)壁面和改 質(zhì)器504之間的空間內(nèi)使應(yīng)力緩和結(jié)構(gòu)形成線圈狀而得到的陽(yáng)極輸 出電極527a和陰極輸出電極527b。在此情況下,可以更好地吸收彎 曲部分的應(yīng)力,可以很好地防止應(yīng)力造成的破損。
并且,為了使隔熱容器501形成薄型,在使用薄型化的氣化器 604、改質(zhì)器606、燃料電池部620的情況下、如圖31所示,也可以 采用形成了鋸齒形狀的彎曲部分529a、 529b的陽(yáng)極輸出電極528a、 和陰極輸出電極528b。
權(quán)利要求
1、一種反應(yīng)裝置,其具有反應(yīng)器,其內(nèi)含被供給反應(yīng)物并發(fā)生反應(yīng)的至少一個(gè)反應(yīng)部;端子部,其設(shè)置在所述反應(yīng)部上;以及導(dǎo)通構(gòu)件,其與所述端子部相連接,并含有導(dǎo)電材料;其中所述導(dǎo)通構(gòu)件從所述反應(yīng)器向外部引出,被固定在向外部引出的部位上,在所述端子部和所述反應(yīng)器之間的所述導(dǎo)通構(gòu)件的周圍設(shè)置有空間,所述反應(yīng)部具有被設(shè)定為規(guī)定的溫度、被供給發(fā)電用燃料、且通過(guò)該發(fā)電用燃料的電化學(xué)反應(yīng)來(lái)獲取電力的發(fā)電電池,所述端子部是從所述發(fā)電電池中輸出所述電力的輸出端子,所述導(dǎo)通構(gòu)件是與所述輸出端子相連接的輸出電極。
2、 如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置,其中,所述反應(yīng)器具有通過(guò) 隔熱用空間而將所述反應(yīng)部收容在內(nèi)部的隔熱容器,所述輸出電極貫穿所述隔熱容器的壁面而向外部引出,并被固定 在貫穿所述壁面的部位上。
3、 如權(quán)利要求2所述的反應(yīng)裝置,其中,所述反應(yīng)部進(jìn)一步具 有設(shè)定為比所述發(fā)電電池具有更低的溫度、且被供給源燃料以生成所 述發(fā)電用燃料的改質(zhì)器,從所述隔熱容器的所述輸出電極被引出的所述壁面到所述發(fā)電 電池的距離比從該壁面到所述改質(zhì)器的距離更長(zhǎng)。
4、 如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置,其中, 所述發(fā)電電池采用固體氧化物型電解質(zhì)。
5、 如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置,其中,所述輸出電極的截面形狀是四方形、三角形和圓形中的任一種。
6、 如權(quán)利要求1所述的反應(yīng)裝置,其中,所述反應(yīng)部具有收容所述發(fā)電電池、且使所述輸出電極貫穿的框 體,所述輸出電極和所述框體由同一材料構(gòu)成。
7、 如權(quán)利要求6所述的反應(yīng)裝置,其中,所述框體和所述輸出電極由Ni系合金構(gòu)成。
8、 如權(quán)利要求2所述的反應(yīng)裝置,其中,所述輸出電極在所述隔熱容器和所述發(fā)電電池之間具有具備了 多個(gè)彎曲部位的應(yīng)力緩和結(jié)構(gòu)。
9、 如權(quán)利要求8所述的反應(yīng)裝置,其中, 所述輸出電極在所述應(yīng)力緩和結(jié)構(gòu)中被彎曲成直角。
10、 如權(quán)利要求8所述的反應(yīng)裝置,其中, 所述輸出電極在所述應(yīng)力緩和結(jié)構(gòu)中被彎曲成圓弧狀。
11、 如權(quán)利要求8所述的反應(yīng)裝置,其中, 所述輸出電極在所述應(yīng)力緩和結(jié)構(gòu)中被彎曲成鋸齒形狀。
12、 一種反應(yīng)裝置,其具有反應(yīng)器,其具有被供給反應(yīng)物并發(fā)生反應(yīng)的且所設(shè)定的溫度不同的多個(gè)反應(yīng)部,以及通過(guò)隔熱用空間而將該多個(gè)反應(yīng)部收容于內(nèi)部的隔熱容器;端子部,其設(shè)置在所述多個(gè)反應(yīng)部中的設(shè)定溫度最高的反應(yīng)部 上;以及導(dǎo)通構(gòu)件,其與所述端子部相連接,且含有導(dǎo)電材料, 其中所述導(dǎo)通構(gòu)件從所述隔熱容器的壁面向外部引出,并被固定在貫穿所述壁面的部位上,從所述隔熱容器的所述導(dǎo)通構(gòu)件被引出的所述壁面到設(shè)置了所述端子部的反應(yīng)部的距離比從所述壁面到上述反應(yīng)部以外的反應(yīng)部的距離更長(zhǎng)。
13、 如權(quán)利要求12所述的反應(yīng)裝置,其中,所述反應(yīng)器具有作為所述反應(yīng)部的、被供給源燃料以生成發(fā)電用燃料的改質(zhì)器、以及設(shè)定為比所述改質(zhì)器具有更高的溫度、被供給所 述發(fā)電用燃料、且通過(guò)該發(fā)電用燃料的電化學(xué)反應(yīng)來(lái)獲取電力的發(fā)電 電池,所述端子部是從所述發(fā)電電池中輸出所述電力的輸出端子, 所述導(dǎo)通構(gòu)件是與所述輸出端子相連接的輸出電極。
14、 如權(quán)利要求13所述的反應(yīng)裝置,其中, 所述發(fā)電電池采用固體氧化物型電解質(zhì)。
15、 如權(quán)利要求12所述的反應(yīng)裝置,其中, 所述輸出電極的截面形狀是四方形、三角形和圓形中的任一種。
16、 如權(quán)利要求13所述的反應(yīng)裝置,其中, 所述反應(yīng)器還具有收容所述發(fā)電電池、并使所述輸出電極貫穿的框體,所述輸出電極和所述框體由同一材料構(gòu)成。
17、 如權(quán)利要求16所述的反應(yīng)裝置,其中, 所述框體和所述輸出電極由Ni系合金構(gòu)成。
18、 如權(quán)利要求12所述的反應(yīng)裝置,其中, 所述輸出電極在所述隔熱容器和所述發(fā)電電池之間具有具備了多個(gè)彎曲部位的應(yīng)力緩和結(jié)構(gòu)。
全文摘要
反應(yīng)裝置,其具備反應(yīng)器,其內(nèi)含被供給反應(yīng)物并發(fā)生反應(yīng)的至少一個(gè)反應(yīng)部;端子部,其設(shè)置在上述反應(yīng)部上;以及導(dǎo)通構(gòu)件,其與上述端子部相連接、且含有導(dǎo)電材料;上述導(dǎo)通構(gòu)件從上述反應(yīng)器的端面向外部引出,并被固定在向外部引出的部位上,在上述端子部和上述反應(yīng)器的端面之間的上述導(dǎo)通構(gòu)件的周圍設(shè)置有空間。
文檔編號(hào)H01M8/06GK101414687SQ200810173819
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2007年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月17日
發(fā)明者寺崎努, 山本忠夫 申請(qǐng)人:卡西歐計(jì)算機(jī)株式會(huì)社