JP2004342540A

JP2004342540A - 電磁誘導による流体加熱装置

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Publication number: JP2004342540A
Application number: JP2003140008A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Kokubo; 毅之小久保
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2004-12-02

Abstract

【課題】流体の流れ方向と垂直な断面における流体の温度分布を容易に均一化することなどが可能で安価な電磁誘導による流体加熱装置を提供する。
【解決手段】発熱体３３の構成材料として磁性体の感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅを用い、この感温材料のキュリー温度を、電磁誘導加熱時の制御温度に設定する。この場合、例えば感温材料は、セルケース３２の幅方向に波打つように形成した波形板とし、発熱体は、これらの感温材料を非磁性体のセパレータ板３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄを介して５枚積層することにより、感温材料とセパレータ板との間に流体の流路３７を形成してなる５段の積層体構造とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電磁誘導による流体加熱装置に関し、具体的には電磁誘導により、発熱体に発生した渦電流で発熱体が発熱し、この発熱体に接触する気体や液体などの流体を直接加熱する電磁誘導加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、気体や液体を加熱する方法には、ボイラーなどのように石油やガスの燃焼エネルギーを熱源にする方法、太陽光などのように自然エネルギーを熱源にする方法、そして電気エネルギーを熱源にする方法がある。
【０００３】
燃焼エネルギーを熱源にする方法は、燃料の供給システムなどの補機にコストを費やす必要があり、また、燃焼に対する安全確保や燃焼で生じる排気ガスの適正処理にも余分のコストがかかってしまう。更に、燃焼エネルギーを熱源にする方法は、温度コントロールの応答性が非常に悪い。自然エネルギーを熱源にする方法は、コストが高いばかりでなく、自然条件の影響を直に受けるため、安定した加熱が得られにくい。
【０００４】
電気エネルギーを熱源にする方法には抵抗加熱や赤外線加熱などが工業用に使用されているが、抵抗加熱や赤外線加熱は、気体や液体を加熱する熱交換器がヒータからの熱伝導により加熱される間接加熱式であり、加熱効率や温度コントロールの応答性が悪い。
【０００５】
これに対して、電気エネルギーを熱源にする方法の一つに、熱交換器自体が発熱体となる直接加熱式の電磁誘導加熱方式がある。図５は電磁誘導加熱方式の原理図である。同図に示すように、発熱体１の外周に巻回された誘導コイル２に高周波電流Ｉを流すと交番磁束Φが発生し、この交番磁束Φによって発熱体１に渦電流が流れ、この渦電流によって発熱体１が発熱する。その結果、発熱体１に接する気体や液体などの流体が、発熱体１によって直接加熱される。この電磁誘導加熱方式は、温度コントロールの応答性がよく、熱効率も非常に優れていることで知られている。これまで、電磁誘導加熱方式による流体の加熱に関係する技術提案としては、以下のようなものがある。
【０００６】
例えば、流体管路内に粒状、線・棒状の小片を多数充填し、前記流体管路の外周の加熱コイルに電流を流すと、前記小片が電磁誘導により発熱し、この小片によって流体が加熱されるという方法がある（特許文献１）。また、波板を積層することで全体として多数の筒を形成して伝熱面積を大きくすることにより、熱効率を改良するという方法もある（特許文献２）。使用周波数帯や伝熱面積に関する具体的な目安を示した電磁誘導加熱装置もある（特許文献３）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−２６００４２号公報
【特許文献２】
特開平９−１６７６７９号公報
【特許文献３】
特開平８−２６４２７２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図６は電磁誘導による流体加熱装置となる一般的な電磁誘導加熱セルの構造図であり、図６（ａ）には円筒状の電磁誘導加熱セルの横断面図を示し、図６（ｂ）には直方体状の電磁誘導加熱セルの横断面図を示している。図６に示す電磁誘導加熱セル３，４は、円筒状又は直方体状のセルケース６内に球や棒、或いはパイプなどからなる発熱体５が収容され、セルケース６の外周に誘導コイル７が巻回された構造となっている。セルケース６の材質としては、セルケース６自体が電磁誘導加熱されてセルケース６の外部へ放熱されることによりセルケース６内を流れる流体の加熱効率を下げてしまうことがないようにするため、電磁誘導によって渦電流が流れない非導電体（絶縁体）を用いる場合が多い。更に、耐熱性や断熱性も考慮すると、セルケース６としてはセラミックス製のものが有効である。
【０００９】
また、発熱体の固定方法としては図７に示すような方法がある。図７は発熱体の固定構造を示す透視図である。図７（ａ）の電磁誘導加熱セル８では、流路管（セルケース）１０内に収容された多数の球状の発熱体１１を、流路穴の開いた仕切板１３で挟んだ構造となっており、図７（ｂ）の電磁誘導加熱セル９では、ろう付けなどの溶接によって構成された集合体構造の発熱体１１を、流路管（セルケース）１０内に収容した構造となっている。
【００１０】
セルケース内を通過した流体は、流体の流れ方向と垂直な断面方向にできるだけ均一に加熱されて、同断面における温度分布ができるだけ均一になっていることが望まれる。しかし、現実には外部への放熱の影響で最外周付近の流体の温度が低くなったり、或いは、高周波に特有な表皮効果により中央部の流体の温度が低くなってしまうことがある。特に、セルケースの横断面（流体の流れ方向と垂直な断面）の形状が長方形や楕円形といった縦横比が１より大である電磁誘導加熱セルの場合には、図７に例示すようにセルケースの横断面の長手方向の温度分布の不均一さが顕著に現れてしまう（端部効果）。なお、図７の上の図は色分けによって温度分布を表現したものであり、温度の高い順にピンク、赤、オレンジ、黄、緑、青、紺となっている。
【００１１】
そこで、この問題を解決するため、本願発明者は特願２００１−３４７２０２号において、非磁性体に磁性体を挿入した構造の発熱体を用いることを提案している。この場合、磁性体は非磁性体に比べて、電磁誘導より急速に加熱され、発熱量が大きいため、非磁性体も電磁誘導で発熱はするものの、磁性体のほうが主な加熱源となり、非磁性体は磁性体からの伝熱で加熱される。
【００１２】
この実施例としては、図９に示すような構成の電磁誘導による流体加熱装置（電磁誘導加熱セル）を提案している。図９において左図は電磁誘導加熱セルの横断面図、右図は左図のＡ−Ａ線矢視の縦断面図である。同図に示す電磁誘導加熱セル２１は直方体状のセルケース２３を有し、セルケース２３内には、非磁性体によって形成された微細パイプである非磁性パイプ２２を複数本並列に配設して集合させることにより集合パイプ２６が構成され、セルケース２３の外周には、断熱材２４を介して誘導コイル３０が巻回されている。
【００１３】
そして、磁性体によって形成された微細パイプである磁性パイプ２５を、集合体パイプ２６を構成する非磁性パイプ２２のうち、適宜の位置の非磁性パイプ２２に挿入することにより、集合パイプ２６の横断面（流体の流れ方向と垂直な断面）において、集合パイプ２６の温度分布を均一とし、この集合パイプ２６によって加熱される流体の温度分布が均一になるようにコントロールしている。なお、非磁性パイプ２２としては、例えば外径がφ１．１２ｍｍ、肉厚が０．０５ｍｍの微細パイプを用い、磁性パイプ２５としては、例えば外径がφ１．０ｍｍ、肉厚が０・１ｍｍの微細パイプを用いる。
【００１４】
しかし、このような構成の電磁誘導加熱セル２１では、セルケース２３内の温度の制御性には優れているものの、セルケース２３内で、ベースとなる非磁性パイプ２２が秩序よく整列している必要があり、特に非磁性パイプ２２を均等に締め付けて非磁性パイプ２２同士を確実に密着させるために集合パイプ２６の横断面形状を図１０に示すような六角形状とする場合には、集合パイプ２６の製作に非常に手間がかかっていた。なお、図１０において、Ｄは非磁性パイプ２２を接合する耐熱接着剤２８によって生じたデッドスペース、２７はセルケース２３の内面と集合パイプ２６との間の隙間である。また、使用時にも、温度分布を調節する場合には、微細な磁性パイプ２５の本数や位置を変更する必要があり、非常に手間がかかっていた。
【００１５】
従って、本発明は上記の事情に鑑み、流体の流れ方向と垂直な断面における流体の温度分布を容易に均一化することなどが可能で安価な電磁誘導による流体加熱装置を提供することを課題とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する第１発明の電磁誘導による流体加熱装置は、セルケースと、前記セルケース内に収容された発熱体と、前記セルケースの外側に設けられた誘導コイルとを備え、前記誘導コイルに交流電流を流して電磁誘導により前記発熱体を発熱させ、この発熱体によって前記セルケース内を流れる流体を加熱する流体加熱装置において、前記発熱体の構成材料として磁性体の感温材料を用い、この感温材料のキュリー温度を、電磁誘導加熱時の制御温度に設定したことを特徴とする。
【００１７】
また、第２発明の電磁誘導による流体加熱装置は、第１発明の電磁誘導による流体加熱装置において、前記セルケースは、前記流体の流れ方向と垂直な断面が矩形状であり、前記感温材料は、前記セルケースの幅方向に波打つように形成した波形板であり、前記発熱体は、前記感温材料を非磁性体のセパレータ板を介して複数枚積層することにより、前記感温材料と前記セパレータ板との間に前記流体の流路を形成してなる複数段の積層体構造であることを特徴とする。
【００１８】
また、第３発明の電磁誘導による流体加熱装置は、第２発明の電磁誘導による流体加熱装置において、前記セパレータ板は、基材の表面にろう材が積層されたクラッド構造の板であることを特徴する。
【００１９】
また、第４発明の電磁誘導による流体加熱装置は、第２又は第３発明の電磁誘導による流体加熱装置において、前記発熱体を前記セルケースの幅方向において少なくとも３分割し、各分割部の感温材料のキュリー温度を、前記幅方向において外側に位置する感温材料のほうが内側に位置する感温材料よりも高く設定したことを特徴とする。
【００２０】
また、第５発明の電磁誘導による流体加熱装置は、第２〜第４発明の何れかの電磁誘導による流体加熱装置において、前記発熱体を前記セルケースの幅方向において少なくとも３分割し、各分割部の感温材料の波形のピッチを、前記幅方向において外側に位置する感温材料のほうが内側に位置する感温材料よりも小さく設定したことを特徴とする。
【００２１】
また、第６発明の電磁誘導による流体加熱装置は、第２〜第５発明の何れかの電磁誘導による流体加熱装置において、前記発熱体を前記セルケースの幅方向において少なくとも３分割し、各分割部の感温材料の波形の高さを、前記幅方向において外側に位置する感温材料のほうが内側に位置する感温材料よりも小さく設定して、各分割部の感温材料の積層数を、前記幅方向において外側に位置する分割部のほうが内側に位置する分割部よりも多くしたことを特徴とする。
【００２２】
また、第７発明の電磁誘導による流体加熱装置は、第２〜第６発明の何れかの電磁誘導による流体加熱装置において、前記感温材料のキュリー温度を、前記セルケースの高さ方向において外側に位置する感温材料のほうが内側に位置する感温材料よりも高く設定したことを特徴とする。
【００２３】
また、第８発明の電磁誘導による流体加熱装置は、第２〜第７発明の何れかの電磁誘導による流体加熱装置において、前記感温材料の波形のピッチを、前記セルケースの高さ方向において外側に位置する感温材料のほうが内側に位置する感温材料よりも小さく設定したことを特徴とする。
【００２４】
また、第９発明の電磁誘導による流体加熱装置は、第３〜第９発明の何れかの電磁誘導による流体加熱装置において、前記ろう材はＮｉ合金であることを特徴とする。
【００２５】
また、第１０発明の電磁誘導による流体加熱装置は、第３〜第９発明の何れかの電磁誘導による流体加熱装置において、前記ろう材はＮｉ合金系のＮｉアモルファスであることを特徴とする。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき詳細に説明する。
【００２７】
＜実施の形態１＞
図１（ａ）は本発明の実施の形態１に係る電磁誘導による流体加熱装置（電磁誘導加熱セル）の構成を示す斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＢ部を拡大して示す図である。
【００２８】
図１（ａ）に示すように、電磁誘導加熱セル３１は、セルケース３２と、セルケース３２内に収容された発熱体３３と、セルケース３１の外側に設けられた誘導コイル３４とを備えた構成となっている。誘導コイル３４はセルケース３２の外周に巻回されており、図示しない誘導加熱用の高周波電源に接続されている。従って、高周波電源から誘導コイル３４に高周波電流が流されると、流体の流れ方向（矢印Ｃ参照）に交番磁束が発生し、この交番磁束によって発熱体３３に渦電流が生じ、この渦電流によって発熱体３３が発熱する。その結果、セルケース３２内を流れる気体や液体などの流体が、発熱体３３によって直接加熱される。
【００２９】
本実施の形態１では、前記高周波電源として周波数５０ｋＨｚ、最大出力６００Ｗのものを用い、誘導コイル３４として２ｍｍ^２の耐熱ＩＶ線を２並列×９ターン巻いた。セルケース３２はセラミックスなどの絶縁体からなる直方体状のものであり、横断面、即ち流体の流れ方向と垂直な断面が矩形状（図示例では長方形状）となっている。本実施の形態１では、セルケース３２の材質に鳴海製陶製ネオセラム（３ｍｍ^ｔ）を用い、セルケース３２の寸法は高さ（図中上下方向）を１１．６ｍｍ、幅（図中左右方向）を２５４ｍｍ、長さ（流体の流れ方向）を７０ｍｍとした。
【００３０】
そして、発熱体３３には、セルケース３２の横断面における流体の温度分布を均一にするため、磁性体の感温材料３５が用いられている。
【００３１】
磁性体には、元々、温度上昇による消磁という現象があるため、ある特定の温度で自己温度制御機能を持っている。即ち、磁性体の温度が、ある温度（キュリー温度Ｔｃ）を超えると、磁性体は磁性を失う（消磁）。このため、磁性体は、電磁誘導により発熱させたとき、キュリー温度までは温度上昇するが、キュリー温度以上では極端に発熱効率が悪くなり、温度が上がらなくなる。
【００３２】
従って、高周波電源側で供給電力を制御することなく、磁性体はキュリー温度近傍で一定温度を維持するようになる。しかも、磁性体として感温材料を用いれば、任意の温度に維持することができることになる。そこで、本発明では発熱体に感温材料を用いることとした。感温材料とは、他の磁性体と異なり、磁性体の組成を調節することによって任意のキュリー温度を得た磁性体材料を称している。
【００３３】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、本実施の形態１では発熱体３３の構成材料として５枚の感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅを用いており、これらの感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅは、何れもセルケース３２の幅方向に波打つように形成された波形板（フィン）となっている。このような波形板の感温材料は、例えば型を用いて容易に製作することができる。本実施の形態１では、波形板の感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅの寸法を、幅（セルケース３２の幅方向）が２４４ｍｍ、ピッチ（波形の谷と谷（山と山）の間隔）が２ｍｍ、高さが１ｍｍ／１枚とした。
【００３４】
また、本実施の形態１で使用した感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅは、住友特殊金属（株）製であり、Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｒの配合を調整することによりキュリー温度を３００℃に設定した。この３００℃のキュリー温度は、電磁誘導加熱セル３１による電磁誘導加熱時の制御温度、即ち、感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅの制御温度である。
【００３５】
そして、発熱体３３は、この５枚の感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅと、４枚の非磁性体のセパレータ板３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄとを用い、感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅをセパレータ板３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄを介して積層すること、即ち、感温材料３５Ａ−セパレータ板３６Ａ−感温材料３５Ｂ−セパレータ板３６Ｂ・・・と交互に積層することにより、５段の積層体構造に構成されている。
【００３６】
セパレータ板３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄとしては、非磁性体金属の基材として非磁性体のＳＵＳ３１６Ｌを用い、この基材の表面に非磁性体金属のろう材として汎用的な銅系合金のろう材を積層してなるクラッド構造の板を用いている。セパレータ板３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄの厚さは０．１ｍｍ／１枚である。
【００３７】
発熱体３３の作製手順としては、まず、感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅとセパレータ板３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄと順次積層して、感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅとセパレータ板３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄとからなるブロックを形成する。次に、このブロックを高温高圧下で板拡散接合（拡散溶接）することにより、セパレータ板３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄと、感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅとを拡散接合する。かくして、発熱体３３が作製され、接合後の発熱体３３の高さは図１に示すように５．５ｍｍであり、発熱体３３の幅は２４４ｍｍである。
【００３８】
そして、発熱体３３では感温材料３５とセパレータ板３６との間に流体の流路３７が形成され、また、発熱体３３をセルケース３２内に収容したとき、セルケース３２と感温材料３５との間にも流体の流路３７が形成される。
【００３９】
なお、拡散接合とは、周知のように、相互に接触させた金属の母材に対して加圧手段及び加熱手段により高温高圧を加えることにより、相互に接触している前記母材同士の表面間に分子レベルの拡散を起こさせて前記母材同士を接合するという方法である。
【００４０】
以上のように、本実施の形態１によれば、発熱体３３の構成材料として磁性体の感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅを用い、この感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅのキュリー温度を、電磁誘導加熱時の制御温度に設定したことにより、高周波電源側で出力調整をすることなく、感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅ自体で制御温度（キュリー温度）を維持する。
【００４１】
このため、高周波電源の制御プログラムを簡素化することができ、制御プログラムの製作工程が短縮される。また、従来はセルケース端部に端部効果に伴う温度の不均一さが見られたが、感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅを用いたことにより、定常時にはこれも解消することができる。つまり、感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅは、高周波電源から誘導コイル３４への通電を開始したとき、過渡時にはセルケース３２の横断面（流体の流れ方向と垂直な断面）において外側に位置する部分の温度が先に上昇するものの、３００℃（キュリー温度）に到達する時間は高周波電源出力が６００Ｗの場合で３０秒程度であるため、１分以内には前記断面における温度分布が均一になる。従って、このときにセルケース３２内に流される流体は、感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅにより均一に加熱されて前記断面における温度分布が均一となる。そして、このように端部効果に伴う温度の不均一が解消されることにより、従来の発熱体では手間がかかっていた磁性体の並べ替え作業などが不要となる。
【００４２】
また、本実施の形態１によれば、発熱体３３は、波形板の感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅをセパレータ板３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄを介して積層することにより、感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅとセパレータ板３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄとの間に流体の流路３７を形成してなる６段の積層体構造としたため、従来のように微細な非磁性パイプを整列させたり、微細な磁性パイプを非磁性パイプに挿入したりする場合に比べて製作が容易である。発熱体３３の製作コストに関しては、感温材料を波形板とするために初期のみ型代が必要になるが、発熱体を製作するたびに微細管を引き抜き加工により製作して、これらを溶着時に整列させなければならない従来の方法に比べ、製作数が増えるほど低コストで製作することができるようになる。
【００４３】
また、本実施の形態１では、セパレータ板３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄとして、基材の表面にろう材が積層されたクラッド構造の板を用いているため、感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅとセパレータ板３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄとを接合する際、ろう材を塗布する手間が不要である。なお、ろう材を用いた場合、ろう材の成分により、ろう材部分が誘導加熱される可能性があるが、本実施の形態で使用したろう材は、厚さが０．０１ｍｍｔと、感温材料に対して非常に薄いため、誘導加熱の発熱効率が非常に低くなっており、温度分布を乱すほど加熱されることはない。
【００４４】
ところで、例えば電磁誘導加熱セルで加熱した気体等の流体を、電磁誘導加熱セルの後段（下流）に配置された熱処理装置で用いる場合、前記流体の流れ方向と垂直な断面の温度分布が、電磁誘導加熱セル内では均一であっても、電磁誘導加熱セルから出て後段の熱処理装置へと流れていくにしたがい、放熱により外周側の温度が低下して熱処理装置の入口では不均一になってしまうことがある。
【００４５】
このような問題点に対処するためには、発熱体の前記断面における外周側の温度を内側の温度よりも高くすることにより、電磁誘導加熱セルから出た流体の温度が、前記断面において外周側のほうが内側よりも高くなるようにすればよい。そこで、以下の実施の形態２〜５では、前記断面における外周側の発熱体温度を内側の発熱体温度よりも高くする場合について説明する。
【００４６】
＜実施の形態２＞
図２は本発明の実施の形態２に係る電磁誘導による流体加熱装置（電磁誘導加熱セル）の構成図である。
【００４７】
図２に示すように、本実施の形態２の電磁誘導加熱セル３１では、積層体構造の発熱体３３が、セルケース３２の幅方向において３分割されている（分割部３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ）。左右両側の分割部３４Ａ，３４Ｂはそれぞれ横幅が２２ｍｍであり、中央の分割部３４Ｃは横幅が２００ｍｍである。
【００４８】
そして、中央の分割部３４Ｃの感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅは、キュリー温度が、制御温度として上記実施の形態１と同様に３００℃に設定されている（以下、この分割部を標準温度型発熱体とも称する）が、左右両側の分割部３５Ａ，３５Ｂの感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅは、キュリー温度が、制御温度として３３０℃に設定されている（以下、この分割部を高温型発熱体とも称する）。
【００４９】
その他の構成については、上記実施の形態１の電磁誘導加熱セルと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００５０】
以上のように、本実施の形態２の電磁誘導加熱セル３１よれば、発熱体３３をセルケース３２の幅方向において３分割し、中央の分割部３３Ｃは感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅのキュリー温度を３００℃に設定した標準温度型発熱体とする一方、左右両側の分割部３３Ａ，３３Ｂは感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅのキュリー温度を３３０℃に設定した高温型発熱体とすることにより、流体の流れ方向と垂直な断面において、感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅの温度分布が、前記幅方向の中央部よりも左右両端部のほうが高くなるため、これらの感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅによって加熱される流体の温度分布も、前記幅方向の中央部よりも左右両端部のほうが高くなる。
【００５１】
このため、例えば電磁誘導加熱セル３１の後段（下流）に配置された熱処理装置において前記流体を利用する場合、前記流体は、電磁誘導加熱セル３１を出てから熱処理装置に達するまでの放熱によって温度が低下しても、この温度低下を考慮して予め電磁誘導加熱セル３１の高温型発熱体３３Ａ，３３Ｂと標準温度型発熱体３３Ｃとにより、外側の温度のほうが内側の温度よりも高くなるように加熱されるため、熱処理装置の入口では前記断面における温度分布がより均一になる。
【００５２】
なお、上記では発熱体３３を３分割しているが、必ずしもこれに限定するものではなく、３分割以上であってもよい。即ち、発熱体３３をセルケース３２の幅方向において少なくとも３分割し、各分割部の感温材料のキュリー温度を、前記幅方向において外側に位置する感温材料のほうが内側に位置する感温材料よりも高く設定すればよい。
【００５３】
＜実施の形態３＞
図３は本発明の実施の形態３に係る電磁誘導による流体加熱装置（電磁誘導加熱セル）の構成図である。
【００５４】
図３に示すように、本実施の形態３の電磁誘導加熱セル３２では、積層体構造の発熱体３３が、セルケース３２の幅方向において３分割されている（分割部３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ）。左右両側の分割部３４Ａ，３４Ｂはそれぞれ横幅が２２ｍｍであり、中央の分割部３４Ｃは横幅が２００ｍｍである。
【００５５】
中央の分割部３４Ｃは、上記実施の形態１と同様に波形のピッチが２ｍｍ、高さが１ｍｍ／１枚である５枚の感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅを用いて５段の積層体構造に構成されている（以下、これを標準フィン型発熱体とも称する）。この標準フィン型発熱体３４Ｃの高さは５．５ｍｍである。
【００５６】
これに対し、左右両側の分割部３５Ａ，３５Ｂは、何れも波形のピッチを１．２ｍｍ、高さを０．８ｍｍ／１枚とした６枚の波形状板の感温材料３５Ｆ，３５Ｇ，３５Ｈ，３５Ｉ，３５Ｊ，３５Ｋと、５枚のセパレータ板３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇ，３６Ｈ，３６Ｉとを用い、感温材料３５Ｆ，３５Ｇ，３５Ｈ，３５Ｉ，３５Ｊ，３５Ｋをセパレータ板３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇ，３６Ｈ，３６Ｉを介して積層する（感温材料３５Ｆ−セパレータ板３６Ｅ−感温材料３５Ｇ−セパレータ板３６Ｆ・・・と交互に積層する）ことにより、６段の積層体構造に構成されている（以下、これを小フィン型発熱体とも称する）。この小フィン型発熱体３５Ａ，３５Ｂの高さも、標準フィン型発熱体３６Ｃと同じ５．５ｍｍである。
【００５７】
なお、感温材料３５Ｆ，３５Ｇ，３５Ｈ，３５Ｉ，３５Ｊ，３５Ｋのキュリー温度は感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅと同じ３００℃である。また、セパレータ板３６Ｅ，３６Ｆ，３６Ｇ，３６Ｈ，３６Ｉは、セパレータ板３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅと同じクラッド構造のものである。
【００５８】
その他の構成については、上記実施の形態１の電磁誘導加熱セルと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００５９】
以上のように、本実施の形態３によれば、発熱体３３をセルケース３２の幅方向において３分割し、中央の分割部３３Ｃは感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅの波形のピッチを２ｍｍ、高さを１ｍｍ／１枚に設定して標準フィン型発熱体とする一方、左右両側の分割部３３Ａ，３３Ｂは感温材料３５Ｆ，３５Ｇ，３５Ｈ，３５Ｉ，３５Ｊ，３５Ｋの波形のピッチを１．２ｍｍ、高さを０．８ｍｍ／１枚に設定して小フィン型発熱体としたことにより、小フィン型発熱体３３Ａ，３３Ｂのほうが標準フィン型発熱体３３Ｃよりも流体と熱交換する熱交換面積が増え、また、流体の流れ方向と垂直な断面において、発熱体（感温材料）の温度分布が、前記幅方向の中央部よりも左右両端部のほうが高くなるため、これらの感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅ、３５Ｆ，３５Ｇ，３５Ｈ，３５Ｉ，３５Ｊ，３５Ｋによって加熱される流体の温度分布も、前記幅方向の中央部よりも左右両端部のほうが高くなる。
【００６０】
このため、上記実施の形態２の場合と同様に、例えば電磁誘導加熱セル３１の後段（下流）に配置された熱処理装置において前記流体を利用する場合、前記流体は、電磁誘導加熱セル３１を出てから熱処理装置に達するまでの放熱によって温度が低下しても、この温度低下を考慮して予め電磁誘導加熱セル３１の小フィン型発熱体３３Ａ，３３Ｂと標準フィン型発熱体３３Ｃとで外側の温度のほうが内側の温度よりも高くなるように加熱されるため、熱処理装置の入口では前記断面における温度分布がより均一になる。
【００６１】
なお、上記では発熱体３３を３分割しているが、必ずしもこれに限定するものではなく、３分割以上であってもよい。また、上記では熱交換面積を増やすために波形のピッチと高さを小さくしているが、必ずしもこれに限定するものではなく、ピッチと高さの何れか一方のみを小さくしてもよい。即ち、発熱体３３をセルケース３２の幅方向において少なくとも３分割し、各分割部の感温材料の波形のピッチを、前記幅方向において外側に位置する感温材料のほうが内側に位置する感温材料よりも小さく設定すればよい。或いは、発熱体３３をセルケース３２の幅方向において少なくとも３分割し、各分割部の感温材料の波形の高さを、前記幅方向において外側に位置する感温材料のほうが内側に位置する感温材料よりも小さく設定して、各分割部の感温材料の積層数を、前記幅方向において外側に位置する分割部のほうが内側に位置する分割部よりも多くすればよい。
【００６２】
ところで、上記実施の形態２，３では流体の流れ方向と垂直な断面において、セルケースの幅方向の両側の流体温度を中央部の流体温度よりも高くする場合の構成について説明しているが、放熱による流体温度の不均一は、セルケースの幅方向だけでなく、高さ方向にも生じる。そこで、以下の実施の形態４，５では、前記断面において、特にセルケースの高さ方向の外側の発熱体温度を内側の発熱体温度よりも高くする場合について説明する。
【００６３】
＜実施の形態４＞
図２を参照して説明すると、本実施の形態４の電磁誘導による流体加熱装置（電磁誘導加熱セル）では、セルケース３２の高さ方向において最も外側に位置する（最下段及び最上段の）感温材料３５Ａ，３５Ｅのキュリー温度を、制御温度として３３０℃に設定することにより、内側（２段目、３段目、４段目）の感温材料３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄの制御温度（キュリー温度：３００℃）よりも高くしている。
【００６４】
その他の構成については、上記実施の形態１の電磁誘導加熱セルと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００６５】
以上のように、本実施の形態４によれば、感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅのキュリー温度を、セルケース３２の高さ向において外側に位置する感温材料３５Ａ，３５Ｅのほうが内側に位置する感温材料３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄよりも高く設定したことにより、流体の流れ方向と垂直な断面において、前記高さ方向の外側の感温材料３５Ａ，３５Ｅの温度のほうが内側の感温材料３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄの温度よりも高くなるため、これらの感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅによって加熱される流体の温度分布も、前記高さ方向において外側の温度のほうが内側の温度よりも高くなる。
【００６６】
従って、例えば電磁誘導加熱セル３１の後段（下流）に配置された熱処理装置において前記流体を利用する場合、前記流体は、電磁誘導加熱セル３１を出てから熱処理装置に達するまでの放熱によって温度が低下しても、この温度低下を考慮して予め電磁誘導加熱セル３１の感温材料３３Ａ，３３Ｅと感温材料３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄとで外側の温度のほうが内側の温度よりも高くなるように加熱されるため、熱処理装置の入口では前記断面における温度分布がより均一になる。
【００６７】
なお、上記では上下両端の感温材料のキュリー温度のみを大きくしているが、必ずしもこれに限定するものではない。即ち、積層した複数枚の感温材料のキュリー温度を、セルケースの高さ方向において外側に位置する感温材料のほうが内側に位置する感温材料よりも高く設定すればよい。
【００６８】
＜実施の形態５＞
図４は本発明の実施の形態５に係る電磁誘導による流体加熱装置（電磁誘導加熱セル）の構成図である。
【００６９】
図４に示すように、本実施の形態５の電磁誘導加熱セル３１では、５段の積層体構造の発熱体３３を構成する感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅのうち、セルケース３２の高さ方向において最も外側に位置する（最下段及び最上段の）感温材料３５Ａ，３５Ｅの波形のピッチを１．２ｍｍとすることにより、内側（２段目、３段目、４段目）に位置する感温材料３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄのピッチ（２ｍｍ）よりも小さくしている。
【００７０】
その他の構成については、上記実施の形態１の電磁誘導加熱セルと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００７１】
以上のように、本実施の形態５によれば、感温材料の波形のピッチを、セルケースの高さ方向において外側に位置する感温材料３３Ａ，３３Ｅのほうが内側に位置する感温材料３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄよりも小さく設定したことにより、外側の感温材料３３Ａ，３３Ｅのほうが内側の感温材料３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄよりも流体との熱交換面積が増えるため、流体の流れ方向と垂直な断面において、外側の感温材料３５Ａ，３５Ｅの温度のほうが内側の感温材料３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄの温度よりも高くなるため、これらの感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅによって加熱される流体の温度分布も、前記高さ方向において外側の温度のほうが内側の温度よりも高くなる。
【００７２】
従って、上記実施の形態４の場合と同様に、例えば電磁誘導加熱セル３１の後段（下流）に配置された熱処理装置において前記流体を利用する場合、前記流体は、電磁誘導加熱セル３１を出てから熱処理装置に達するまでの放熱によって温度が低下しても、この温度低下を考慮して予め電磁誘導加熱セル３１の感温材料３３Ａ，３３Ｅと感温材料３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄとで外側の温度のほうが内側の温度よりも高くなるように加熱されるため、熱処理装置の入口では前記断面における温度分布がより均一になる。
【００７３】
なお、上記では上下両端の感温材料の波形のピッチのみを小さくしているが、必ずしもこれに限定するものではない。即ち、積層した複数枚の感温材料の波形のピッチを、セルケースの高さ方向において外側に位置する感温材料のほうが内側に位置する感温材料よりも小さく設定すればよい。
【００７４】
＜実施の形態６＞
上記実施の形態１〜５では感温材料（フィン）とセパレータ板とを接合するためのろう材として一般的な銅系合金を用いている。しかし、微細な電子回路を製造する半導体製造装置の分野では、特に導電性の高い銅材料からの微量なアウトガスを嫌うため、銅系合金のろう材を用いることはできない。
【００７５】
つまり、感温材料とセパレータ板とを接合するためにろう材を用いた場合、温度や経時によるろう材の劣化で、ろう材から微量のアウトガスを生じるおそれがある。そして、このとき、ろう材が銅系合金である場合には、ろう材から銅原子が流出して後段のウエハに乗ってしまうおそれがあり、万が一、ウエハに銅原子が乗ってしまうと、ウエハの電子回路の短絡による不良や、レジストのマスキング不良などが生じてしまう。ろう材には、Ｃｕろう、Ａｇろう、Ｎｉろうなどがあるが、Ｎｉろう以外は何れも多少の銅を含んでいる。
【００７６】
そこで、本実施の形態６の電磁誘導による流体加熱装置（電磁誘導加熱セル）では、ろう材に銅を全く含まないＮｉ合金系のＮｉアモルファスを用いた。図２を参照して説明すると、本実施の形態では、セパレータ板３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄを、非磁性体のＳＵＳ３１６Ｌなどの基材の表面にろう材としてＮｉアモルファスを設けた構造とし、このセパレータ板３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄと、感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅとを高温高圧下で拡散接合した。
【００７７】
Ｎｉアモルファスは、通常の結晶性のろう材と異なり、非常に薄い箔にできるため、電磁誘導加熱の自己温度調節機能に関与しないろう材部分の厚さを薄くすることができる。従って、Ｎｉアモルファスを用いれば、ろう材部分の厚さを薄くすることができるため、セパレータ板３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄの厚さが、銅ろうを用いた上記実施の形態１のでは０．１ｍｍであったのに対し、本実施の形態６ではその半分の０．０５ｍｍとなる。また、Ｎｉアモルファスは薄い箔とすることができるため、溶融に要する熱量が少なくて済む。
【００７８】
なお、Ｎｉアモルファスは銅系合金に比べて２桁高コストであるため、本実施の形態６では、セパレータ板３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄをクラッド構造とはせず、感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅとの溶接部にのみＮｉアモルファスを設けた構造とすることにより、ろう材の使用量を減らしている。
【００７９】
また、このＮｉアモルファスを用いたセパレータ板３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄと、感温材料３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ，３５Ｄ，３５Ｅとを接合してなる発熱体３３は、セパレータ板３６Ａ，３６Ｂ，３６Ｃ，３６Ｄが薄くなったことにより、高さが上記実施の形態１の発熱体３３の高さ（５．５ｍｍ）に比べて０．３ｍｍ小さくなった。このため、発熱体３３とセルケース３２との間には隙間が生じたが、この隙間には断熱性のスペーサを設けた。
【００８０】
その他の構成については、上記実施の形態１の電磁誘導加熱セルと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００８１】
以上のように、本実施の形態６の電磁誘導加熱セル３１よれば、ろう材としてＮｉ合金系のＮｉアモルファスを用いたことにより、ろう材に銅を含んでおらず、銅原子がウエハに乗って短絡などの不良を招くおそれがないため、半導体製造装置にも適用することができる。しかも、Ｎｉアモルファスは非常に薄い箔とすることができるため、電磁誘導加熱の自己温度調節機能に関与しないろう材部分の厚さを薄くすることができ、且つ、ろう材の溶融に要する熱量を低減することもできる。
【００８２】
なお、上記実施の形態１〜６の構成は、必要に応じて適宜組み合わせてもよい。例えば実施の形態２，３の組み合わせ、実施の形態４，５の組み合わせ、実施の形態２〜６の組み合わせなど、全ての組み合わせが可能である。
【００８３】
【発明の効果】
以上、発明の実施の形態とともに具体的に説明したように、第１発明の電磁誘導による流体加熱装置によれば、セルケースと、前記セルケース内に収容された発熱体と、前記セルケースの外側に設けられた誘導コイルとを備え、前記誘導コイルに交流電流を流して電磁誘導により前記発熱体を発熱させ、この発熱体によって前記セルケース内を流れる流体を加熱する流体加熱装置において、前記発熱体の構成材料として磁性体の感温材料を用い、この感温材料のキュリー温度を、電磁誘導加熱時の制御温度に設定したことを特徴とするため、交流電源側で出力調整をすることなく、感温材料自体で制御温度（キュリー温度）を維持する。このため、交流電源の制御プログラムを簡素化することができ、制御プログラムの製作工程が短縮される。また、従来はセルケース端部に端部効果に伴う温度の不均一さが見られたが、感温材料を用いたことにより、定常時にはこれも解消することができる。従って、このときにセルケース内に流される流体は、感温材料により均一に加熱されて流体の流れ方向と垂直な断面における温度分布が均一となる。そして、このように端部効果に伴う温度の不均一が解消されることにより、従来の発熱体では手間がかかっていた磁性体の並べ替え作業などが不要となる。
【００８４】
また、第２発明の電磁誘導による流体加熱装置によれば、第１発明の電磁誘導による流体加熱装置において、前記セルケースは、前記流体の流れ方向と垂直な断面が矩形状であり、前記感温材料は、前記セルケースの幅方向に波打つように形成した波形板であり、前記発熱体は、前記感温材料を非磁性体のセパレータ板を介して複数枚積層することにより、前記感温材料と前記セパレータ板との間に前記流体の流路を形成してなる複数段の積層体構造であることを特徴とするため、従来のように微細な非磁性パイプを整列させたり、微細な磁性パイプを非磁性パイプに挿入したりする場合に比べて製作が容易であり、コストの低減も図ることができる。
【００８５】
また、第３発明の電磁誘導による流体加熱装置によれば、第２発明の電磁誘導による流体加熱装置において、前記セパレータ板は、基材の表面にろう材が積層されたクラッド構造の板であることを特徴するため、感温材料とセパレータ板とを接合する際、ろう材を塗布する手間が不要である。
【００８６】
また、第４発明の電磁誘導による流体加熱装置によれば、第２又は第３発明の電磁誘導による流体加熱装置において、前記発熱体を前記セルケースの幅方向において少なくとも３分割し、各分割部の感温材料のキュリー温度を、前記幅方向において外側に位置する感温材料のほうが内側に位置する感温材料よりも高く設定したことを特徴とするため、流体の流れ方向と垂直な断面において、感温材料の温度分布が、前記幅方向の内側よりも外側のほうが高くなるため、これらの感温材料によって加熱される流体の温度分布も、前記幅方向の内側よりも外側のほうが高くなる。このため、例えば流体加熱装置の後段（下流）に配置された熱処理装置において前記流体を利用する場合、前記流体は、流体加熱装置を出てから熱処理装置に達するまでの放熱によって温度が低下しても、この温度低下を考慮して予め流体加熱装置により、外側の温度のほうが内側の温度よりも高くなるように加熱されるため、熱処理装置の入口では前記断面における温度分布がより均一になる。
【００８７】
また、第５発明の電磁誘導による流体加熱装置によれば、第２〜第４発明の何れかの電磁誘導による流体加熱装置において、前記発熱体を前記セルケースの幅方向において少なくとも３分割し、各分割部の感温材料の波形のピッチを、前記幅方向において外側に位置する感温材料のほうが内側に位置する感温材料よりも小さく設定したことを特徴とするため、前記幅方向の外側の感温材料のほうが内側の感温材料よりも流体との熱交換面積が増え、流体の流れ方向と垂直な断面において、発熱体（感温材料）の温度分布が、前記幅方向の内側よりも外側のほうが高くなるため、これらの感温材料によって加熱される流体の温度分布も、前記幅方向の内側よりも外側のほうが高くなる。このため、例えば流体加熱装置の後段（下流）に配置された熱処理装置において前記流体を利用する場合、前記流体は、流体加熱装置を出てから熱処理装置に達するまでの放熱によって温度が低下しても、この温度低下を考慮して予め流体加熱装置で外側の温度のほうが内側の温度よりも高くなるように加熱されるため、熱処理装置の入口では前記断面における温度分布がより均一になる。
【００８８】
また、第６発明の電磁誘導による流体加熱装置によれば、第２〜第５発明の何れかの電磁誘導による流体加熱装置において、前記発熱体を前記セルケースの幅方向において少なくとも３分割し、各分割部の感温材料の波形の高さを、前記幅方向において外側に位置する感温材料のほうが内側に位置する感温材料よりも小さく設定して、各分割部の感温材料の積層数を、前記幅方向において外側に位置する分割部のほうが内側に位置する分割部よりも多くしたことを特徴とするため、前記幅方向の外側の感温材料のほうが内側の感温材料よりも流体との熱交換面積が増え、流体の流れ方向と垂直な断面において、発熱体（感温材料）の温度分布が、前記幅方向の内側よりも外側のほうが高くなるため、これらの感温材料よって加熱される流体の温度分布も、前記幅方向の内側よりも外側のほうが高くなる。このため、例えば流体加熱装置の後段（下流）に配置された熱処理装置において前記流体を利用する場合、前記流体は、流体加熱装置を出てから熱処理装置に達するまでの放熱によって温度が低下しても、この温度低下を考慮して予め流体加熱装置で外側の温度のほうが内側の温度よりも高くなるように加熱されるため、熱処理装置の入口では前記断面における温度分布がより均一になる。
【００８９】
また、第７発明の電磁誘導による流体加熱装置によれば、第２〜第６発明の何れかの電磁誘導による流体加熱装置において、前記感温材料のキュリー温度を、前記セルケースの高さ方向において外側に位置する感温材料のほうが内側に位置する感温材料よりも高く設定したことを特徴とするため、流体の流れ方向と垂直な断面において、前記高さ方向の外側の感温材料の温度のほうが内側の感温材料の温度よりも高くなるため、これらの感温材料によって加熱される流体の温度分布も、前記高さ方向において外側の温度のほうが内側の温度よりも高くなる。従って、例えば流体加熱装置の後段（下流）に配置された熱処理装置において前記流体を利用する場合、前記流体は、流体加熱装置を出てから熱処理装置に達するまでの放熱によって温度が低下しても、この温度低下を考慮して予め流体加熱装置で外側の温度のほうが内側の温度よりも高くなるように加熱されるため、熱処理装置の入口では前記断面における温度分布がより均一になる。
【００９０】
また、第８発明の電磁誘導による流体加熱装置によれば、第２〜第７発明の何れかの電磁誘導による流体加熱装置において、前記感温材料の波形のピッチを、前記セルケースの高さ方向において外側に位置する感温材料のほうが内側に位置する感温材料よりも小さく設定したことを特徴とするため、前記高さ方向において外側の感温材料のほうが内側の感温材料よりも流体との熱交換面積が増えるため、流体の流れ方向と垂直な断面において、前記高さ方向の外側の感温材料の温度のほうが内側の感温材料の温度よりも高くなるため、これらの感温材料によって加熱される流体の温度分布も、前記高さ方向において外側の温度のほうが内側の温度よりも高くなる。例えば流体加熱装置の後段（下流）に配置された熱処理装置において前記流体を利用する場合、前記流体は、流体加熱装置を出てから熱処理装置に達するまでの放熱によって温度が低下しても、この温度低下を考慮して予め流体加熱装置で外側の温度のほうが内側の温度よりも高くなるように加熱されるため、熱処理装置の入口では前記断面における温度分布がより均一になる。
【００９１】
また、第９発明の電磁誘導による流体加熱装置によれば、第３〜第９発明の何れかの電磁誘導による流体加熱装置において、前記ろう材はＮｉ合金であることを特徴とするため、ろう材に銅を含んでおらず、銅原子がウエハに乗って短絡などの不良を招くおそれがないため、半導体製造装置にも適用することができる。
【００９２】
また、第１０発明の電磁誘導による流体加熱装置によれば、第３〜第９発明の何れかの電磁誘導による流体加熱装置において、前記ろう材はＮｉ合金系のＮｉアモルファスであることを特徴とするため、Ｎｉアモルファスは非常に薄い箔とすることができることから、電磁誘導加熱の自己温度調節機能に関与しないろう材部分の厚さを薄くすることができ、且つ、ろう材の溶融に要する熱量を低減することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１に係る電磁誘導による流体加熱装置（電磁誘導加熱セル）の構成を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ部を拡大して示す図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る電磁誘導による流体加熱装置（電磁誘導加熱セル）の構成図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る電磁誘導による流体加熱装置（電磁誘導加熱セル）の構成図である。
【図４】本発明の実施の形態５に係る電磁誘導による流体加熱装置（電磁誘導加熱セル）の構成図である。
【図５】電磁誘導加熱方式の原理図である。
【図６】電磁誘導による流体加熱装置となる一般的な電磁誘導加熱セルの構造図である。
【図７】発熱体の固定構造を示す透視図である。
【図８】加熱セルケースの横断面の長手方向の温度分布を示す図である。
【図９】先に提案した電磁誘導による流体加熱装置（電磁誘導加熱セル）の構成図である。
【図１０】横断面が六角形状の集合パイプの例を示す図である。
【符号の説明】
３１電磁誘導による流体加熱装置（電磁誘導加熱セル）
３２セルケース
３３発熱体
３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ分割部
３４誘導コイル
３５Ａ〜３５Ｋ感温材料
３６Ａ〜３６Ｉセパレータ板
３７流路

Claims

セルケースと、前記セルケース内に収容された発熱体と、前記セルケースの外側に設けられた誘導コイルとを備え、前記誘導コイルに交流電流を流して電磁誘導により前記発熱体を発熱させ、この発熱体によって前記セルケース内を流れる流体を加熱する流体加熱装置において、
前記発熱体の構成材料として磁性体の感温材料を用い、この感温材料のキュリー温度を、電磁誘導加熱時の制御温度に設定したことを特徴とする電磁誘導による流体加熱装置。
請求項１に記載の電磁誘導による流体加熱装置において、
前記セルケースは、前記流体の流れ方向と垂直な断面が矩形状であり、
前記感温材料は、前記セルケースの幅方向に波打つように形成した波形板であり、
前記発熱体は、前記感温材料を非磁性体のセパレータ板を介して複数枚積層することにより、前記感温材料と前記セパレータ板との間に前記流体の流路を形成してなる複数段の積層体構造であることを特徴とする電磁誘導による流体加熱装置。
請求項２に記載の電磁誘導による流体加熱装置において、
前記セパレータ板は、基材の表面にろう材が積層されたクラッド構造の板であることを特徴する電磁誘導による流体加熱装置。
請求項２又は３に記載の電磁誘導による流体加熱装置において、
前記発熱体を前記セルケースの幅方向において少なくとも３分割し、各分割部の感温材料のキュリー温度を、前記幅方向において外側に位置する感温材料のほうが内側に位置する感温材料よりも高く設定したことを特徴とする電磁誘導による流体加熱装置。
請求項２〜４の何れか１項に記載の電磁誘導による流体加熱装置において、
前記発熱体を前記セルケースの幅方向において少なくとも３分割し、各分割部の感温材料の波形のピッチを、前記幅方向において外側に位置する感温材料のほうが内側に位置する感温材料よりも小さく設定したことを特徴とする電磁誘導による流体加熱装置。
請求項２〜５の何れか１項に記載の電磁誘導による流体加熱装置において、
前記発熱体を前記セルケースの幅方向において少なくとも３分割し、各分割部の感温材料の波形の高さを、前記幅方向において外側に位置する感温材料のほうが内側に位置する感温材料よりも小さく設定して、各分割部の感温材料の積層数を、前記幅方向において外側に位置する分割部のほうが内側に位置する分割部よりも多くしたことを特徴とする電磁誘導による流体加熱装置。
請求項２〜６の何れか１項に記載の電磁誘導による流体加熱装置において、
前記感温材料のキュリー温度を、前記セルケースの高さ方向において外側に位置する感温材料のほうが内側に位置する感温材料よりも高く設定したことを特徴とする電磁誘導による流体加熱装置。
請求項２〜７の何れか１項に記載の電磁誘導による流体加熱装置において、
前記感温材料の波形のピッチを、前記セルケースの高さ方向において外側に位置する感温材料のほうが内側に位置する感温材料よりも小さく設定したことを特徴とする電磁誘導による流体加熱装置。
請求項３〜９の何れか１項に記載の電磁誘導による流体加熱装置において、
前記ろう材はＮｉ合金であることを特徴とする電磁誘導による流体加熱装置。
請求項３〜９の何れか１項に記載の電磁誘導による流体加熱装置において、
前記ろう材はＮｉ合金系のＮｉアモルファスであることを特徴とする電磁誘導による流体加熱装置。