(57)【要約】【課題】微細パイプ同士を集合パイプ内部まで確実に結合することができ、しかも、デッドスペースがなく、横断面が矩形状の加熱セルケース内に収容しても隙間が生じない発熱体（集合パイプ）を備えた電磁誘導による流体加熱装置と、パイププレス治具及びパイプ整列治具とを提供する。【解決手段】集合パイプ３３を構成する非磁性パイプ３６同士を拡散溶接し、集合パイプ３３の横断面を矩形状とする。或いは、非磁性パイプと磁性パイプを組み合わせとし、横断面を正三角形状とし、外周部の頂点又は辺に磁性パイプを配置した構成の集合パイプとする。この場合、集合パイプは非磁性パイプと磁性パイプを組み合わせた集合パイプと非磁性パイプのみの集合パイプの２種類、或いは非磁性パイプと磁性パイプを組み合わせた集合パイプの１種類とする。また、集合パイプの製作する際にはパイプ整列治具及びパイププレス治具を用いる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱セルケースと、前記加熱セルケース内に収容された発熱体と、前記加熱セルケースの外側に設けた誘導コイルと備え、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加熱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、前記発熱体は、前記流体を流し且つ加熱するための微細パイプを複数本並列に配設し、且つ、隣接する前記微細パイプ同士を拡散溶接してなる集合パイプ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】
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、前記集合パイプを構成する微細パイプは非磁性パイプとし、これらの非磁性パイプの一部に磁性パイプを挿入するように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】
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、前記集合パイプを構成する微細パイプは非磁性パイプと磁性パイプの組み合わせと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４】
請求項１，２又は３に記載の電磁誘導による流体加熱装置において、前記集合パイプは前記流体の流れ方向と垂直な断面を矩形状とし、この集合パイプを１本又は複数本、前記流体の流れ方向と垂直な断面が矩形状である前記加熱セルケース内に収容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５】
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、前記集合パイプは、前記集合パイプを構成する微細パイプを非磁性パイプと磁性パイプの組み合わせとした集合パイプと、前記集合パイプを構成する微細パイプを非磁性パイプのみとした集合パイプの２種類とし、これらの集合パイプの前記流体の流れ方向と垂直な断面を正三角形状とし、且つ、非磁性パイプと磁性パイプの組み合わせとした集合パイプでは磁性パイプを前記正三角形の外周部の頂点又は辺に配設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６】
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、前記集合パイプは、前記集合パイプを構成する微細パイプを非磁性パイプと磁性パイプの組み合わせとした集合パイプの１種類とし、前記流体の流れ方向と垂直な断面を正三角形状とし、且つ、磁性パイプを前記正三角形の外周部の頂点又は辺に配設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７】
請求項４に記載の前記集合パイプを製作する際、前記微細パイプ同士を拡散溶接するために前記集合パイプに高圧を加えるためのパイププレス治具であって、矩形状をなす前記集合パイプの断面の隣り合う２辺を支持する支持板と、矩形状をなす前記集合パイプの断面の他の隣り合う２辺を押圧する押圧板とを有してなることを特徴とするパイププレス治具。
【請求項８】
請求項５又は６に記載の前記集合パイプを製作する際、前記微細パイプ同士を拡散溶接するために前記集合パイプに高圧を加えるためのパイププレス治具であって、正三角形状をなす前記集合パイプの断面の隣り合う２辺を支持する支持板と、正三角形状をなす前記集合パイプの断面の他の１辺を押圧する押圧板とを有してなることを特徴とするパイププレス治具。
【請求項９】
請求項４，５又は６に記載の前記集合パイプを製作する際、前記微細パイプを整列するためのパイプ整列治具であって、矩形状又は正三角形状をなす前記集合パイプの断面形状に対応して複数本の位置決め棒が板に突設され、これらの位置決め棒に前記微細パイプをそれぞれ挿通させることにより前記微細パイプを前記矩形状又は前記正三角形状に整列する治具本体と、前記集合パイプの断面形状に対応して複数個の穴が形成され、これらの穴に前記位置決め棒の先端部をそれぞれ挿入することにより前記微細パイプを押さえる押さえ板とを有してなることを特徴とするパイプ整列治具。
【請求項１０】
請求項９に記載のパイプ整列治具において、前記治具本体及び前記押さえ板は前記集合パイプの各段ごとに分割したことを特徴とするパイプ整列治具。
【発明の詳細な説明】
【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、集合パイプの製作に用いるパイププレス治具及びパイプ整列治具に関し、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、この発熱体に接触した気体や液体などの流体を加熱する電磁誘導加熱装置と、前記発熱体（集合パイプ）の製作に用いるパイププレス治具及びパイプ整列治具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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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８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により発熱体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により直接加熱される。
【０００７】
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、この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。
【０００８】
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）。
【０００９】
【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
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図９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を示しており、図９（ａ）には円筒状の電磁誘導加熱セルの横断面図を示し、図９（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。同図に示すように、電磁誘導加熱セル３，４は、円筒状又は直方体状の加熱セルケース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、加熱セルケース６の外周には誘導コイル７が巻回された構造となっている。加熱セルケース６の材質としては、加熱セルケース６自体が電磁誘導加熱されて加熱セルケース６の外部へ放熱されることにより加熱セルケース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、加熱セルケース６としてはセラミックス製のものが有効である。
【００１１】
また、発熱体の固定方法としては図１０に示すような方法がある。図１０は発熱体の固定構造を示す透視図である。図１０（ａ）の電磁誘導加熱セル８では、流路管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１０（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１０内に収容した構造となっている。
【００１２】
加熱セルケース内を通過した流体は、加熱セルケースの横断面（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いることが望まれる。しかし、現実には加熱セルケース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、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。更に、加熱セルケースの横断面の形状が長方形や楕円といった縦横比が１より大である電磁誘導加熱セルの場合には、図１１に示すように加熱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。図１１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。
【００１３】
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。
【００１４】
この実施例としては、図１２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１２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は直方体状の加熱セルケース２３を有し、加熱セルケース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、加熱セルケース２３の外周には、断熱材２４を介して誘導コイル２５を巻回されている。
【００１５】
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。
【００１６】
しかし、このような方法を用いるためには各非磁性パイプ２２が移動しないように集合させる必要があるが、金属を固定する一般的な方法である、ろう付けやスポット溶接では、非磁性パイプ２２が変形してしまい、磁性パイプ２５を非磁性パイプ２２に挿入できなくなってしまう。そこで、従来は、熱収縮チューブや耐熱接着剤などを用いて非磁性パイプ２２を集合させていた。
【００１７】
ところが、熱収縮チューブは耐熱温度が２００℃程度であり、それ以上の高温域で使用することができない。また、耐熱接着剤では、その材質がセラミックスであるため、耐熱温度は１０００℃と非常に高いものの、非磁性パイプ２２の外周に耐熱接着剤による接着層の厚さのデッドスペースができることや、接着層にクラックが入りやすいため、取り扱いに注意が必要であるという問題があった。更に、熱収縮チューブや耐熱接着剤は、それ自体の体積があるため、集合パイプ２６の体積増加（熱容量の増加）を招いて、集合パイプ２６の加熱・冷却の応答性を、非磁性パイプ２２単体の応答性よりも悪くしてしまうという問題があった。
【００１８】
また、集合パイプ２６の伝熱面積を少なくしないようにするため、従来は、集合パイプ２６の外周にのみ耐熱接着剤を塗布していた。従って、接着剤で固定されていない集合パイプ内部の非磁性パイプ２２同士を確実に密着させるため、集合パイプ２６を外周から締め付けておく必要があった。このため、集合パイプ２６の横断面形状は、図１２（ａ）のような矩形状とすることが難しく、集合パイプ内部の非磁性パイプ２２をより均等に締め付けることができるように図１３に示すような六角形状に限定されていた。
【００１９】
しかし、図１３に示すように横断面が矩形状の加熱セルケース２３内に横断面が六角形状の集合パイプ２６を複数本設置する際には、集合パイプ２６と加熱セルケース２３の内面との間に例えば６．４ｍｍ２  の隙間２７が生じてしまうため、集パイプ２６と流体との熱交換にとって無駄を生じてしまうという問題があった。また、先にも述べたように耐熱接着剤を用いる場合、隣接する集合パイプ２６の間では、集合パイプ２６の外周に塗布された耐熱接着剤２８により、例えば０．４ｍｍ厚（片側）のデッドスペースＤが生じ、熱抵抗も大きくなってしまう。
【００２０】
従って、本発明は上記の事情に鑑み、隣接する微細パイプ同士を集合パイプ内部まで確実に結合することができ、しかも、デッドスペースがなくて加熱・冷却の応答性がよく、横断面が矩形状の加熱セルケース内に収容しても隙間が生じない構造の発熱体（集合パイプ）を備えた電磁誘導による流体加熱装置と、前記集合パイプの製作に用いるパイププレス治具及びパイプ整列治具とを提供することを課題とする。
【００２１】
【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、加熱セルケースと、前記加熱セルケース内に収容された発熱体と、前記加熱セルケースの外側に設けた誘導コイルと備え、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加熱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、前記発熱体は、前記流体を流し且つ加熱するための微細パイプを複数本並列に配設し、且つ、隣接する前記微細パイプ同士を拡散溶接してなる集合パイプであることを特徴とする。
【００２２】
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、前記集合パイプを構成する微細パイプは非磁性パイプとし、これらの非磁性パイプの一部に磁性パイプを挿入するようにしたことを特徴とする。
【００２３】
また、第３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、前記集合パイプを構成する微細パイプは非磁性パイプと磁性パイプの組み合わせとしたことを特徴とする。
【００２４】
また、第４発明の電磁誘導による流体加熱装置は、第１，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、前記集合パイプは前記流体の流れ方向と垂直な断面を矩形状とし、この集合パイプを１本又は複数本、前記流体の流れ方向と垂直な断面が矩形状である前記加熱セルケース内に収容したことを特徴とする。
【００２５】
また、第５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、前記集合パイプは、前記集合パイプを構成する微細パイプを非磁性パイプと磁性パイプの組み合わせとした集合パイプと、前記集合パイプを構成する微細パイプを非磁性パイプのみとした集合パイプの２種類とし、これらの集合パイプの前記流体の流れ方向と垂直な断面を正三角形状とし、且つ、非磁性パイプと磁性パイプの組み合わせとした集合パイプでは磁性パイプを前記正三角形の外周部の頂点又は辺に配設したことを特徴とする。
【００２６】
また、第６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、前記集合パイプは、前記集合パイプを構成する微細パイプを非磁性パイプと磁性パイプの組み合わせとした集合パイプの１種類とし、前記流体の流れ方向と垂直な断面を正三角形状とし、且つ、磁性パイプを前記正三角形の外周部の頂点又は辺に配設したことを特徴とする。
【００２７】
また、第７発明のパイププレス治具は、第４発明における前記集合パイプを製作する際、前記微細パイプ同士を拡散溶接するために前記集合パイプに高圧を加えるためのパイププレス治具であって、矩形状をなす前記集合パイプの断面の隣り合う２辺を支持する支持板と、矩形状をなす前記集合パイプの断面の他の隣り合う２辺を押圧する押圧板とを有してなることを特徴とする。
【００２８】
また、第８発明のパイププレス治具は、第５又は第６発明における前記集合パイプを製作する際、前記微細パイプ同士を拡散溶接するために前記集合パイプに高圧を加えるためのパイププレス治具であって、正三角形状をなす前記集合パイプの断面の隣り合う２辺を支持する支持板と、正三角形状をなす前記集合パイプの断面の他の１辺を押圧する押圧板とを有してなることを特徴とする。
【００２９】
また、第９発明のパイプ整列治具は、第４，第５又は第６発明における前記集合パイプを製作する際、前記微細パイプを整列するためのパイプ整列治具であって、矩形状又は正三角形状をなす前記集合パイプの断面形状に対応して複数本の位置決め棒が板に突設され、これらの位置決め棒に前記微細パイプをそれぞれ挿通させることにより前記微細パイプを前記矩形状又は前記正三角形状に整列する治具本体と、前記集合パイプの断面形状に対応して複数個の穴が形成され、これらの穴に前記位置決め棒の先端部をそれぞれ挿入することにより前記微細パイプを押さえる押さえ板とを有してなることを特徴とする。
【００３０】
また、第１０発明のパイプ整列治具は、第９発明のパイプ整列治具において、前記治具本体及び前記押さえ板は前記集合パイプの各段ごとに分割したことを特徴とする。
【００３１】
【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。
【００３２】
＜実施の形態１＞
図１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の構成を示す横断面図、図２（ａ）及び図２（ｂ）は前記流体加熱装置の発熱体（集合パイプ）の製作に用いるパイププレス治具の構成及び前記発熱体（集合パイプ）の構成を示す斜視図、図３は前記発熱体（集合パイプ）の製作に用いるパイプ整列治具の構成を示す斜視図である。
【００３３】
図１に示すように、本実施の形態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）３１は、加熱セルケース３２と、発熱体３３と、誘導コイル３４と、断熱材３５とを備えている。
【００３４】
加熱セルケース３２はセラミックスなどの電気的な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（図１の紙面と直交する方向）に対して垂直な断面が、矩形状（図示例では長方形状）のものである。本実施の形態では加熱セルケース３２の寸法を、幅（図１中左右方向）２５４ｍｍ×高さ（図１中上下方向）１１．６ｍｍ×長さ（図１の紙面と直交する方向）７０ｍｍとした。
【００３５】
加熱セルケース３２内には、複数本（本実施の形態では４８本）の発熱体３３が、加熱セルケース３２の幅方向に沿って並列に設けられた状態で収容されている。なお、各発熱体３３の区分を分かり易くするため、図１には加熱セルケース３２内に収容する前の各発熱体３３の状態も図示しており、それぞれが矢印で示す加熱セルケース３２内の各位置に収容されている。発熱体３３は、複数本（本実施の形態では２７本）の非磁性パイプ３６の集合体（集合パイプ）であり、横断面（流体の流れ方向と垂直な断面）が矩形状に形成されている。
【００３６】
非磁性パイプ３６は、気体や液体などの流体を流し且つ加熱するための微細パイプ（発熱体）であり、ＳＵＳ３１６Ｌなどの非磁性体材料によって横断面が微小な円形状の微細パイプに形成されたものである。本実施の形態１では非磁性パイプ３６の寸法を、外径φ１・０ｍｍ×内径φ０．９ｍｍ×長さ７０ｍｍとした。そして、発熱体（集合パイプ）３３におけて隣接する非磁性パイプ３６同士は、拡散溶接（接合）方法により、接合されている（詳細後述）。
【００３７】
また、集合パイプ３３を構成する非磁性パイプ３６の一部（図示例では１本又は２本）に磁性パイプ３７が挿入されており、この磁性パイプ３７が主な加熱源となっている。このとき、磁性パイプ３７の分布を図示のように設定することにより、加熱セルケース３２の横断面、即ち、複数本の発熱体３３からなる発熱体全体の横断面における温度分布が均一になるように調整されている。磁性パイプ３７は、気体や液体などの流体を流し且つ加熱するための微細パイプ（発熱体）であり、ＳＵＳ４３０などの磁性体材料によって横断面が微小な円形状の微細パイプに形成されたものである。本実施の形態１では磁性パイプ３７の寸法を、外径φ０．８ｍｍ×内径φ０．６ｍｍ×長さ７０ｍｍとした。
【００３８】
図示例の場合、加熱セルケース３２は縦横比が１より大きい横長のものであり、加熱セルケース３２内の幅方向の両端部の温度が大きく低下するため、この両端部に位置する集合パイプ３３では磁性パイプ３７が２本、即ち２本の非磁性パイプ３６に２本の磁性パイプ３７がそれぞれ挿入されている（磁性パイプ本数：非磁性パイプ本数＝２：２７）。その他の集合パイプ３３では磁性パイプ３７が１本、即ち１本の非磁性パイプ３６に１本の磁性パイプ３７が挿入されている（磁性パイプ本数：非磁性パイプ本数＝１：２７）。なお、集合パイプ３３の製作方法については後述する。
【００３９】
一方、加熱セルケース３２の外側には、断熱材３５を介して誘導コイル３４が設けられている。誘導コイル３４は加熱セルケース３２の外周に巻回するようにして設けられており、図示しない誘導加熱用の高周波電源に接続されている。本実施の形態では、この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２ｍｍ２  の耐熱ＩＶ線を２並列×９ターン巻いた。
【００４０】
この電磁誘導加熱セル３１では、前記高周波電源によって誘導コイル３４に高周波電流を流すと、図１の紙面と直交する方向の交番磁束が発生し、この交番磁束により、集合パイプ３３を構成する非磁性パイプ３６及び磁性パイプ３７に渦電流が発生し、この渦電流によって非磁性パイプ３６及び磁性パイプ３７が発熱体として発熱する。その結果、加熱セルケース３２内（非磁性パイプ３６内及び磁性パイプ３７内）を流れる流体が、非磁性パイプ３６及び磁性パイプ３７によって直接加熱される。
【００４１】
ここで図２及び図３に基づいて、発熱体（集合パイプ）３３の製作方法について説明する。
【００４２】
本実施の形態１では、集合パイプ３３内部に位置する非磁性パイプ３６も確実に固定する方法として拡散溶接方法を適用した。拡散溶接方法とは、相互に接触させた金属の母材（接合対象物）に対して高温高圧を加えることにより、相互に接触している母材（金属）同士の表面間に分子レベルの拡散を起こして、母材同士を、ろう材などを使用せずに確実に接合（密着）させることができるという方法である。また、拡散溶接方法では、加える圧力を適宜調整して最適化することにより、圧力によって母材が変形するのを防ぐこともできる。
【００４３】
本実施に形態１では、このような拡散溶接を行うために、まず、人の手により、又は、図３に示すパイプ整列治具５１を用いることにより（詳細後述）、図２（ａ）に示すように複数本（２７本）の非磁性パイプ３６を、その集合体（集合パイプ）全体の横断面（流体の流れ方向と垂直な断面）が矩形状となるように並列に配設して、パイププレス治具４１にセットする。このとき、非磁性パイプ３６は複数段（図示例では６段）に積み重ね、且つ、隣接する段の非磁性パイプ３６同士を非磁性パイプ３６の半径分だけずらした状態で整列させている。
【００４４】
パイププレス治具４１はカーボン強化材によって形成されたものであり、矩形状をなす集合パイプ３３の断面の隣り合う２辺３３ａ，３３ｂを支持する支持板４１ａ，４１ｂと、矩形状をなす集合パイプ３３の断面の他の隣り合う２辺３３ｃ，３３ｄを押圧する押圧板４１ｃ，４１ｄとを有してなるものである。
【００４５】
このパイププレス治具４１を用いて集合パイプ３３に高圧を加える場合、支持板４１ａ，４１ｂは図示しない加圧装置に固定し、前記加圧装置に備えたシリンダなどの加圧手段で押圧板４１ｃ，４１ｄに圧力を加える。その結果、図２（ａ）中に矢印Ｆで示すように、押圧板４１ｃ，４１ｄにより、集合パイプ３３の隣り合う２辺３３ｃ，３３ｄが押圧され、相互に接触している各非磁性パイプ３６間に均等に高圧が加えられる。
【００４６】
更に、このように高圧が加えられた状態の集合パイプ３３（非磁性パイプ３６）を、図示しない熱処理用の炉などの加熱手段により、例えば１０００℃の高温雰囲気中で加熱する。その結果、隣接する（相互に接触している）非磁性パイプ３６同士の表面間で分子レベルの拡散が起こり（パイプ接触面において金属原子が相互に拡散し）、隣接する非磁性パイプ３６同士が拡散溶接される。その後、この拡散溶接した集合パイプ３３に対し、図２（ｂ）に示すようにその一部（図示例では１本又は２本）の非磁性パイプ３６に磁性パイプ３７を挿入する。そして、この集合パイプ３３を複数本、加熱セルケース３２内に設ける。
【００４７】
ところで、拡散溶接の際には、非磁性パイプ３６をランダムに集合させて圧力をかけると、拡散溶接の強度にばらつきが生じてしまうため、非磁性パイプ３６を規則的に整列させる必要がある。また、電磁誘導加熱セル３１の温度分布を任意にコントロールするためにも、集合パイプ３３においてベースとなる非磁性パイプ３６が規則的に整列されている必要がある。
【００４８】
しかし、人の手によって非磁性パイプ３６を整列させたときには、この整列時やプレス時に非磁性パイプ３６がずれてしまい、誘導加熱時に隣り合う非磁性パイプ３６同士が効率よく伝熱しなくなるという問題があった。また、人の手によって、ずれがないように微細な非磁性パイプ３３を整列させるには多大な手間を要した。
【００４９】
そこで、図３に示すようなパイプ整列治具５１を用いてパイププレス治具４１に非磁性パイプ３６をセットした。図３に示すようにパイプ整列治具５１は、治具本体５１ｃと、押さえ板５１ｅとを有してなるものである。
【００５０】
治具本体５１ｃは、矩形状をなす集合パイプ３３の横断面形状に対応して複数本（図示例では各段ごとに５本又は４本、全体で２７本）の位置決め棒５１ａが板５１ｂに突設された構成であり、これらの位置決め棒５１ａに非磁性パイプ３６をそれぞれ挿通させる（即ち非磁性パイプ３６の穴に位置決め棒５１ａを挿通する）ことにより、非磁性パイプ３６を前記矩形状に整列させるものである。なお、位置決め棒５１ａの太さは、非磁性パイプ３６の内径に応じて適宜設定すればよく、本実施の形態ではφ０．８ｍｍとした。
【００５１】
押さえ板５１ｅは、前記集合パイプ３３の横断面形状に対応して複数個（図示例では各段ごとに５個又は４本、全体で２７個）の穴５１ｄが形成された構成であり、これらの穴５１ｄに位置決め棒５１ａの先端部をそれぞれ挿入することにより、非磁性パイプ３６が位置決め棒５１ａから外れないように非磁性パイプ３６を押さえるものである。
【００５２】
また、治具本体５１ｃは集合パイプ３３の各段ごとに分割され、それぞれの治具本体５１ｃは位置決め棒５１ａが櫛歯状に突設された櫛形のものとなっている。押さえ板５１ｅも、集合パイプ３３の各段ごとに分割されている。即ち、図示例では集合パイプ３３が６段の構成であるため、治具本体５１ｃ及び押さえ板５１ｅは６分割されている。なお、必ずしもこれに限定するものではなく、治具本体５１ｃは各段ごとに分割せずに一体構造のものであってもよく、押さえ板５１ｅも各段ごとに分割せずに一体構造のものであってもよい。
【００５３】
以上のように本実施の形態１では、集合パイプ３３を構成する非磁性パイプ３６同士を拡散溶接したため、ろう材などを一切使用しなくても、集合パイプ外部の非磁性パイプ３６は勿論のこと、集合パイプ内部の非磁性パイプ３６も確実に固定することができた。このため、接着剤使用時には頻繁に発生した破損（接着層の割れ）や集合パイプ内部の微細パイプの抜けがなくなり、作業性が大きく改善された。また、拡散溶接では高圧を加えることが必要であるが、非磁性パイプ３６が変形しない程度の高圧に調整することにより、磁性パイプ３７の挿入は全ての非磁性パイプ３６に対して可能であった。
【００５４】
また、非磁性パイプ３６同士を拡散溶接したことにより、耐熱接着剤を用いる必要がないため、図１３に示すような耐熱接着剤２８によるデッドスペースが、図１に示すように全く生じない。しかも、横断面が矩形状の集合パイプ３３を用いることができるため、横断面が矩形状の加熱セルケース３２に対し、図１３に示すような六角形状に起因する隙間２７が、図１に示すように全くなくなった。このため、集合パイプ３３と流体との熱交換効率が向上した。更に、集合パイプ３３には従来のような接着剤分の体積増加もなくなったため、集合パイプ３３の加熱・冷却の応答性は、非磁性パイプ単体の応答性と同等にまで改善された。
【００５５】
また、本実施の形態１では、拡散溶接の際、集合パイプ３３に高圧を加えるためにパイププレス治具４１を用いため、容易に集合パイプ３３の各非磁性パイプ３６間に高圧を均等に加えることができた。
【００５６】
また、本実施の形態１では、拡散溶接の際、非磁性パイプ３６を整列させるためにパイプ整列治具５１を用いるため、整列作業が容易になり、パイププレス治具４１へのセット時間を数分から数十秒に短縮することができた。しかも、整列時やプレス時の非磁性パイプ３６の位置ずれがなくなったため、拡散溶接時の歩留まりが１００％まで改善され、且つ、何れの非磁性パイプ３６も十分に密着しているため、伝熱の均一性が改善された。
【００５７】
また、パイプ整列治具５１の治具本体５１ｃ及び押さえ板５１ｅを各段ごとに分割したため、治具本体５１ｃ及び押さえ板５１ｅを一体構造にした場合に比べて、位置決め棒５１ａに対する非磁性パイプ３６の挿通や、穴５１ｄに対する位置決め棒５１ａの挿入が容易である。一方、治具本体５１ｃ及び押さえ板５１ｅを一体構造にした場合には、各段の治具本体５１ｃ及び押さえ板５１ｅを積み重ねる手間を要しない。
【００５８】
なお、上記では電磁誘導加熱セルの設置環境や、電磁誘導加熱セルの後段（下流）での熱処理内容などに応じて電磁誘導加熱セル（加熱セルケース）内の温度分布を変更することができる集合パイプ構造とすることを前提としているため、集合パイプ３３は非磁性パイプ３６に磁性パイプ３７を挿入する構成としている。しかし、必ずしもこれに限定するものではなく、もし、前記の前提がなければ、後から磁性パイプを非磁性パイプ３６に挿入するのではなく、磁性パイプ３７を一部の非磁性パイプ３６に代えて予めセットしておいてもよい。即ち、集合パイプ３３を、非磁性パイプ３６と磁性パイプ３７の組み合わせとしてもよい。
【００５９】
この場合には磁性パイプ３７を非磁性パイプ３６に挿入する作業が不要になるため、作業性が向上する。また、非磁性パイプ３６に磁性パイプ３７を挿入するときには発熱部が二重パイプ構造になるため、この部分の熱容量（≒体積）が大きくなってしまうのに対し、この場合には全てのパイプ（非磁性パイプ３６及び磁性パイプ３７）が単層（一重）となるため、熱容量が低減されて、加熱・冷却の応答性が向上する。
【００６０】
＜実施の形態２＞
上記実施の形態１では温度分布の調整例として、加熱セルケース３２の横断面における長手方向（幅方向）の端部とそれ以外の部分とで各集合パイプ３３の非磁性パイプ３６に挿入する磁性パイプ３７の本数を変えることにより、電磁誘導加熱セル（加熱セルケース）内の温度分布の均一化を図っている。しかし、電磁誘導加熱セルの設置環境や電磁誘導加熱セルの後段（下流）での熱処理内容に応じた流体の温度分布を得るためには、その都度、例えば１００本の磁性パイプを非磁性パイプに挿入し、或いは磁性パイプの挿入位置を変更することが必要な場合があり、この挿入作業には多大な時間を要する。
【００６１】
これに対して、もし、予め磁性パイプも集合パイプにセットした状態で拡散溶接をし、温度分布を変更する際には集合パイプごと交換するという方法を採ることができれば、微細で煩雑な磁性パイプの挿入作業から開放されることになる。しかし、前述のように電磁誘導加熱セルの設置環境や電磁誘導加熱セルの後段（下流）での熱処理内容などに応じて電磁誘導加熱セル（加熱セルケース）内の温度分布を変更することができる集合パイプ構造とすることが前提の場合には、実施の形態１のような横断面が矩形状の集合パイプ３３において磁性パイプ３７を予めセットしても、磁性パイプ３７の位置が加熱セルケース３２内の内側或いは外側に固定されてしまうため、この方法は採用できない。そこで、本実施の形態２では、予め磁性パイプをセットし、且つ、集合パイプごとの交換によって温度分布（磁性体分布）の変更が可能となるように集合パイプの構造に工夫を施している。
【００６２】
図４（ａ）及び図４（ｂ）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の構成を示す横断面図、図５は前記流体加熱装置の発熱体（集合パイプ）の製作に用いるパイプ整列治具の構成図、図６（ａ）及び図６（ｂ）は前記発熱体（集合パイプ）の製作に用いるパイププレス治具の構成及び前記発熱体（集合パイプ）の構成を示す斜視図である。また、図７（ａ）及び図７（ｂ）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の他の構成を示す横断面図である。なお、これらの図中、上記実施の形態１と同様の部分については同一の符号を付し、ここでの詳細な説明は省略する。
【００６３】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す本実施の形態２の電磁誘導による流体加熱装置（電磁誘導加熱セル）６１Ａ，６１Ｂでは、加熱セルケース３２内に複数本の発熱体６２Ａ，６２Ｂが、加熱セルケース３２の幅方向に沿って並列に設けられた状態で収容されている。なお、各発熱体６２Ａ，６２Ｂの区分を分かり易くするため、図４（ａ）及び図４（ｂ）には加熱セルケース３２内に収容する前の各発熱体６２Ａ，６２Ｂの状態も図示しており、それぞれが矢印で示す加熱セルケース３２内の各位置に収容されている。
【００６４】
発熱体６２Ａは、複数本（図示例では５本）の非磁性パイプ３６と１本の磁性パイプ３７とを組み合わせた集合体（集合パイプ）であり、発熱体６２Ｂは、複数本（図示例では６本）の非磁性パイプ３６のみの集合体（集合パイプ）である。そして、何れの発熱体（集合パイプ）６２Ａ，６２Ｂも、横断面（図４の紙面と直交する流体の流れ方向に対して垂直な断面）が正三角形状に形成されている。しかも、非磁性パイプ３６と磁性パイプ３７とを組み合わせた集合パイプ６２Ａでは、磁性パイプ３７を前記正三角形の外周部の頂点に配設している。
【００６５】
集合パイプ６２Ａ，６２Ｂは横断面が正三角形状であるため、これらを複数本、横断面が矩形状の加熱セルケース３２内に収容した場合、集合パイプ全体としての横断面を略矩形状とすることができ、非磁性パイプ３６や磁性パイプ３７が加熱セルケース３２の内面に沿って配列されるため、同内面との間に隙間は生じない。また、集合パイプ６２Ａでは、隣接する非磁性パイプ３６同士及び隣接する非磁性パイプ３６と磁性パイプ３７が、拡散溶接によって接合（密着）され、集合パイプ６２Ｂでも、隣接する非磁性パイプ３６同士が、拡散溶接によって接合（密着）されている。
【００６６】
なお、本実施の形態２では、集合パイプ６２Ａ，６２Ｂを加熱セルケース３２内に全体で２４０本収容し、集合パイプ６２Ａと集合パイプ６２Ｂの本数の比率を１：３（磁性パイプ３７と非磁性パイプ３６の本数比に換算して１：２３）とした。但し、加熱セルケース３２の幅方向の端部では、集合パイプ６２Ａと集合パイプ６２Ｂの本数の比率が１：１になるようにした。
【００６７】
そして、図４（ａ）では、磁性パイプ３７が加熱セルケース３２内において内側に位置するように集合パイプ６２Ａを配設している。図４（ｂ）では、図４（ａ）に示す状態から、集合パイプ６２Ａを同じ位置で時計回りに１２０°回転させ、他の集合パイプ６２Ａを別の位置に配置して時計回りに６０°回転させることにより、磁性パイプ３７が加熱セルケース３２内において外側（加熱セルケース３２の内面に沿う位置）に位置するように集合パイプ６２Ａを配設している。つまり、磁性パイプ３７を有する集合パイプ６２Ａの向きや配置を変えることよって、加熱セルケース３２内（集合パイプ全体）の横断面における磁性パイプ３７の位置を変えることにより、前記横断面における温度分布を変えている。
【００６８】
また、集合パイプ６２Ａ，６２Ｂを製作する際には、実施の形態１と同様、図５に示す三角形型集合パイプ用のパイプ整列治具６４と、図６（ａ）に示す三角型集合パイプ用のパイププレス治具６５とを用いる。手順は上記実施の形態１と同様である。
【００６９】
即ち、拡散溶接を行うために、まず、図５に示すようにパイプ整列治具６４を用いることにより、複数本（図示例では５本）の非磁性パイプ３６と１本の磁性パイプ３７を、その集合体全体（集合パイプ６２Ａ）の横断面（流体の流れ方向と垂直な断面）が正三角形状となるように並列に配設して、図６（ａ）に示すようにパイプ整列治具６５にセットする。非磁性パイプ３６のみの集合パイプ６２Ｂを製作する場合にも同様であり、パイプ整列治具６４を用いて複数本（図示例では６本）の非磁性パイプ３６の集合体全体（集合パイプ６２Ａ）の横断面（流体の流れ方向と垂直な断面）が正三角形状となるように並列に配設し、パイプ整列治具６５にセットする。
【００７０】
このとき、集合パイプ６２Ａでは、非磁性パイプ３６と磁性パイプ３７を、複数段（図示例では３段）に積み重ね、且つ、隣接する段の非磁性パイプ３６同士及び非磁性パイプ３６と磁性パイプ３７を、非磁性パイプ３６及び磁性パイプ３７の半径分だけずらした状態で整列させている。集合パイプ６２Ｂでは、非磁性パイプ３６を、複数段（図示例では３段）に積み重ね、且つ、隣接する段の非磁性パイプ３６同士を、非磁性パイプ３６の半径分だけずらした状態で整列させている。
【００７１】
図５に示すようにパイプ整列治具６４は、治具本体６４ｃと押さえ板６４ｅとを有してなるものである。治具本体６４ｃは、正三角形状をなす集合パイプ６２Ａ，６２Ｂの横断面形状に対応して複数本（図示例では各段ごとに３本、２本、１本、全体で６本）の位置決め棒６４ａが突設された構成であり、これらの位置決め棒６４ａに非磁性パイプ３６と磁性パイプ３７或いは非磁性パイプ３６のみをそれぞれ挿通させる（即ち非磁性パイプ３６や磁性パイプ３７の穴に位置決め棒６４ａが挿通される）ことにより、非磁性パイプ３６と磁性パイプ３７或いは非磁性パイプ３６のみを前記正三角形状に整列させるものである。なお、位置決め棒６４ａの太さは非磁性パイプ３６及び磁性パイプ３７の内径に応じて適宜設定する。
【００７２】
押さえ板６４ｅは、前記集合パイプ６２Ａ，６２Ｂの横断面形状に対応して複数個（図示例では各段ごとに３個、２個、１個、全体で６個）の穴６４ｄが形成された構成であり、これらの穴６４ｄに前記位置決め棒６４ａの先端部をそれぞれ挿入することにより、非磁性パイプ３６や磁性パイプ３７が位置決め棒６４ａから外れないように非磁性パイプ３６と磁性パイプ３７或いは非磁性パイプ３６のみを押さえるものである。
【００７３】
また、治具本体６４ｃは各段ごとに分割され、押さえ板６４ｅも各段ごとに分割されている。即ち、図示例では集合パイプ６２Ａ，６２Ｂが３段の構成であるため、治具本体６４ｃ及び押さえ板６４ｅは３分割されている。なお、必ずしもこれに限定するものではなく、治具本体６４ｃは各段ごとに分割せずに一体のものであってもよく、押さえ板６４ｅも各段ごとに分割せずに一体のものであってもよい。
【００７４】
図６に示すようにパイププレス治具６５はカーボン強化材によって形成されたものであり、正三角形状をなす集合パイプ６２Ａ又は６２Ｂの断面の隣り合う２辺６２ａ，６２ｂを支持する支持板６５ａ，６５ｂと、正三角形状をなす集合パイプ６２Ａ又は６２Ｂの断面の他の１辺６２ｃを押圧する押圧板６５ｃとを有してなるものである。このパイププレス治具６５を用いて集合パイプ６２Ａ又は６２Ｂに高圧を加える場合、支持板６５ａ，６５ｂは図示しない加圧装置に固定し、前記加圧装置に備えたシリンダなどの加圧手段で押圧板６５ｃに圧力を加える。その結果、図６（ａ）中に矢印Ｆで示すように、押圧板６５ｃにより、集合パイプ６２Ａ又は６２Ｂの１辺６２ｃが押圧され、相互に接触している各非磁性パイプ３６間や非磁性パイプ３６と磁性パイプ３７の間に均等に高圧が加えられる。
【００７５】
更に、このように高圧が加えられた状態の集合パイプ６２Ａ，６２Ｂ（非磁性パイプ３６、磁性パイプ３７）を、図示しない熱処理用の炉などの加熱手段により、例えば１０００℃の高温雰囲気中で加熱する。その結果、集合パイプ６２Ａ又は集合パイプ６２Ｂにおいて相互に接触している非磁性パイプ３６同士や非磁性パイプ３６と磁性パイプ３７の表面間で分子レベルの拡散が起こり（パイプ接触面において金属原子が相互に拡散し）、前記非磁性パイプ３６同士や前記非磁性パイプ３６と前記磁性パイプ３７が拡散溶接される。そして、この集合パイプ６２Ａ，６２Ｂを複数本、加熱セルケース３２内に設ける。
【００７６】
なお、上記実施の形態１では非磁性パイプ３６に磁性パイプ３７を挿入するため、磁性パイプ３７の外径は非磁性パイプ３６の内径よりも小さくしているが、本実施の形態２では、非磁性パイプ３６に磁性パイプ３７を挿入するのではなく、非磁性パイプ３６と磁性パイプ３７を組み合わせて集合パイプを構成するため、磁性パイプ３７の外径を非磁性パイプ３６の外径と同じにしている。
【００７７】
以上のように本実施の形態２では、集合パイプを、非磁性パイプ３６と磁性パイプ３７の組み合わせとした集合パイプ６２Ａと、非磁性パイプ３６のみとした集合パイプ６２Ｂの２種類とし、これらの集合パイプ６２Ａ，６２Ｂの流体の流れ方向と垂直な断面を正三角形状とし、且つ、非磁性パイプ３６と磁性パイプ３７の組み合わせとした集合パイプ６２Ａでは磁性パイプ３７を前記正三角形の外周部の頂点に配設した。また、非磁性パイプ３６同士や非磁性パイプ３６と磁性パイプ３７を拡散溶接し、且つ、この拡散溶接行程ではパイプ整列治具６４とパイププレス治具６５を用いた。
【００７８】
このため、上記実施の形態１と同様の効果が得られ、しかも、温度分布を変更するために磁性パイプ３７の分布を変更する際、上記実施の形態１のように非磁性パイプ３６に磁性パイプ３７を挿入する場合には微細な磁性パイプ３７を非磁性パイプ３６に挿入したり、逆に非磁性パイプ３６から取り出したりする必要があるため、非常に手間がかかるのに対して、本実施の形態２では、磁性パイプ３７と非磁性パイプ３６を組み合わせた集合パイプ６２Ａを、この集合パイプ６２Ａごと、その向きや配置を変えたり、非磁性パイプ３６のみの集合パイプ６２Ｂと交換したりするだけでよいため、微細パイプ単体に比べて大きな集合パイプ単位での作業となることから、磁性体分布変更の作業性が大幅に向上した。
【００７９】
また、非磁性パイプ３６に磁性パイプ３７を挿入する場合には発熱部が二重パイプ構造となるため、この部分の熱容量（≒体積）が大きくなってしまうのに対し、本実施の形態２では全てのパイプ（非磁性パイプ３６及び磁性パイプ３７）が単層（一重）となるため、熱容量が数％低減されて、加熱・冷却の応答性が向上した。
【００８０】
ところで、上記では磁性パイプ３７の位置を変えて温度分布を調整することができるようにするため、磁性パイプ３７を有する集合パイプ６２Ａと、磁性パイプ３７を有しない集合パイプ６２Ｂの２種類の集合パイプを製作する必要がある。上記では加熱セルケース３２内には２４０本の集合パイプ６２Ａ，６２Ｂを設置しているが、加熱セルケース３２内における非磁性パイプ３７の密度を調整できるようにするためには、例えば温度分布調整用の集合パイプ６２Ａを含めて３００本以上の集合パイプ（磁性パイプを有しない集合パイプ２４０本、磁性パイプを有する集合パイプ６０本程度）が必要となる。この場合、最低限必要な本数（２４０本）以外の集合パイプ（温度分布調整用の集合パイプ６０本）が全本数の２５％程度を占めるため、材料費や加工費がかかってコスト高となる。
【００８１】
そして、拡散溶接行程では、高温高圧に耐えられる高価なカーボン強化材製のパイプ整列治具５１が必要になるため、コストダウンを図ることが望まれる。しかし、１回に熱処理（拡散溶接処理）する集合パイプの本数を少なくしてパイプ整列治具５１の必要個数を少数に抑えるには熱処理の回数を増やす必要があり、プレス治具コストと熱処理コストとがトレードオフの関係にある。従って、コストダウンを図るには、１つの加熱セルケースあたりに必要な集合パイプの製作本数自体を大きく減らすことが最も効果的である。
【００８２】
そこで、図７では集合パイプ１本のサイズを大きくし、１種類の集合パイプとして、集合パイプの製作本数自体を大きく減らしている。
【００８３】
詳述すると、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す電磁誘導による流体加熱装置（電磁誘導加熱セル）７１Ａ，７１Ｂでは、加熱セルケース３２内に複数本の発熱体７２が、加熱セルケース３２の幅方向に沿って並列に設けられた状態で収容されている。なお、各発熱体７２の区別を分かりやすくするため、図７（ａ）及び図７（ｂ）には加熱セルケース３２内に収容する前の状態の各発熱体７２も図示しており、それぞれが矢印で示す加熱セルケース３２内の各位置に収容されている。本実施の形態２では、９５本の集合パイプ７２（非磁性パイプ３６及び磁性パイプ３７の本数で１４２５本）を加熱セルケース３２内に収容した。
【００８４】
発熱体７２は、複数本（図示例では１４本）の非磁性パイプ３６と１本の磁性パイプ３７とを組み合わせた集合体（集合パイプ）であり、横断面（図７の紙面と直交する方向である流体の流れ方向に対して垂直な断面）が正三角形状に形成されている。しかも、各発熱体（集合パイプ）７２において、磁性パイプ３７は前記正三角形の外周部の頂点に配設されている。この集合パイプ７２は上記の集合パイプ６２Ａ，６２Ｂに比べて集合するパイプ本数が多くて大きい。
【００８５】
集合パイプ７２は横断面が正三角形状であるため、これを複数本、横断面が矩形状の加熱セルケース３２内に収容した場合、集合パイプ全体としての横断面を略矩形状とすることができ、非磁性パイプ３６や磁性パイプ３７が加熱セルケース３２の内面に沿って配列されるため、同内面との間に隙間は生じない。また、隣接する非磁性パイプ３６同士及び隣接する非磁性パイプ３６と磁性パイプ３７は、拡散溶接によって接合（密着）されている。
【００８６】
そして、図７（ａ）では、磁性パイプ３７が加熱セルケース３２内において内側に位置するように集合パイプ７２を配設している。図７（ｂ）では、図７（ａ）に示す状態から、集合パイプ７２を同じ位置で時計回りに１２０°回転させ、他の集合パイプ７２を同じ位置で反時計回りに１８０°回転させることにより、磁性パイプ３７が加熱セルケース３２内において外側（加熱セルケース３２の内面に沿う位置）に位置するように集合パイプ７２を配設している。つまり、磁性パイプ３７を有する集合パイプ７２の向きを変えることよって、加熱セルケース３２内（集合パイプ全体）の横断面における磁性パイプ３７の位置を変えることにより、前記横断面における温度分布を変えている。即ち、温度分布を変えるために磁性パイプ３７の分布を変える場合には、集合パイプ７２の向きを変えるだけでよい。
【００８７】
なお、図示及び説明は省略するが、集合パイプ７２の製作方法は集合パイプ６２Ａ，６２Ｂの場合と同様であり、三角形型集合パイプ用のパイプ整列治具と、三角型集合パイプ用のパイププレス治具とを用いる。
【００８８】
このように集合パイプを、非磁性パイプ３６と磁性パイプ３７の組み合わせとした集合パイプ７２の１種類とし、且つ、流体の流れ方向と垂直な断面を正三角形状とし、磁性パイプ３７を前記正三角形の外周部の頂点に配設した場合には、上記のように２種類の集合パイプ６２Ａ，６２Ｂとした場合に比べて、集合パイプの製作本数を大きく低減することができるため、コストダウンを図ることができた。また、１種類の集合パイプ７２とした場合には２種類の集合パイプ６２Ａ，６２Ｂに比べてサイズが大きいため、作業性も更に向上した。
【００８９】
なお、上記集合パイプ６２Ａ、７２では正三角形の外周部の頂点に磁性パイプ３７を配置しているが、これに限定するものではなく、前記正三角形の外周部の辺に磁性パイプ３７を配置してもよい。
【００９０】
また、加熱セルケース、非磁性パイプ、磁性パイプなどの寸法は上記の寸法に限定するものではなく、加熱する流体の種類や流量などに応じて、適宜変更可能である。
【００９１】
【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、加熱セルケースと、前記加熱セルケース内に収容された発熱体と、前記加熱セルケースの外側に設けた誘導コイルと備え、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加熱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、前記発熱体は、前記流体を流し且つ加熱するための微細パイプを複数本並列に配設し、且つ、隣接する前記微細パイプ同士を拡散溶接してなる集合パイプであることを特徴とするため、ろう材などを一切使用しなくても、集合パイプ外部の微細パイプは勿論のこと、集合パイプ内部の微細パイプ確実に固定することができる。このため、接着剤使用時には頻繁に発生した破損（接着層の割れ）や集合パイプ内部の微細パイプの抜けがなくなり、作業性が大きく改善される。また、微細パイプ同士を拡散溶接したことにより、耐熱接着剤を用いる必要がないため、耐熱接着剤によるデッドスペースが生ぜず、且つ、接着剤分の体積増加もなくなるため、集合パイプの加熱・冷却の応答性が改善される。
【００９２】
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、前記集合パイプを構成する微細パイプは非磁性パイプとし、これらの非磁性パイプの一部に磁性パイプを挿入するようにしたことを特徴とするため、第１発明と同様の効果が得られ、また、磁性パイプの挿入位置を変えて任意に磁性体分布（温度分布）を変えることができる。また、拡散溶接では高圧を加えることが必要であるが、非磁性パイプが変形しない程度の高圧に調整することにより、磁性パイプの挿入は全ての非磁性パイプに対して可能となる。
【００９３】
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１発明の電磁誘導による流体加熱装置において、前記集合パイプを構成する微細パイプは非磁性パイプと磁性パイプの組み合わせとしたことを特徴とするため、磁性パイプを非磁性パイプに挿入する作業が不要になるため、作業性が向上する。また、全てのパイプ（非磁性パイプ及び磁性パイプ）が単層（一重）となるため、熱容量が低減されて、加熱・冷却の応答性が向上する。
【００９４】
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１，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、前記集合パイプは前記流体の流れ方向と垂直な断面を矩形状とし、この集合パイプを１本又は複数本、前記流体の流れ方向と垂直な断面が矩形状である前記加熱セルケース内に収容したことを特徴とするため、集合パイプを横断面が矩形状の加熱セルケースに収容しても、加熱セルケース内面との間に従来のような六角形状に起因する隙間が生じない。このため、集合パイプと流体との熱交換効率が向上する。
【００９５】
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１発明の電磁誘導による流体加熱装置において、前記集合パイプは、前記集合パイプを構成する微細パイプを非磁性パイプと磁性パイプの組み合わせとした集合パイプと、前記集合パイプを構成する微細パイプを非磁性パイプのみとした集合パイプの２種類とし、これらの集合パイプの前記流体の流れ方向と垂直な断面を正三角形状とし、且つ、非磁性パイプと磁性パイプの組み合わせとした集合パイプでは磁性パイプを前記正三角形の外周部の頂点又は辺に配設したことを特徴とするため、第１発明などと同様の効果が得られ、しかも、温度分布を変更するために磁性パイプの分布を変更する際、磁性パイプと非磁性パイプを組み合わせた集合パイプを、この集合パイプごと、その向きや配置を変えたり、非磁性パイプのみの集合パイプと交換したりするだけでよいため、微細パイプ単体に比べて大きな集合パイプ単位での作業となることから、磁性体分布変更の作業性が大幅に向上する。また、全てのパイプ（非磁性パイプ及び磁性パイプ）が単層（一重）となるため、熱容量が低減されて、加熱・冷却の応答性が向上する。
【００９６】
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１発明の電磁誘導による流体加熱装置において、前記集合パイプは、前記集合パイプを構成する微細パイプを非磁性パイプと磁性パイプの組み合わせとした集合パイプの１種類とし、前記流体の流れ方向と垂直な断面を正三角形状とし、且つ、磁性パイプを前記正三角形の外周部の頂点又は辺に配設したことを特徴とするため、第５発明のように２種類の集合パイプとした場合に比べて、集合パイプの製作本数を大きく低減することができるため、コストダウンを図ることができる。また、１種類の集合パイプとした場合には２種類の集合パイプに比べてサイズが大きいため、作業性も更に向上する。
【００９７】
また、第７発明のパイププレス治具によれば、第４発明における前記集合パイプを製作する際、前記微細パイプ同士を拡散溶接するために前記集合パイプに高圧を加えるためのパイププレス治具であって、矩形状をなす前記集合パイプの断面の隣り合う２辺を支持する支持板と、矩形状をなす前記集合パイプの断面の他の隣り合う２辺を押圧する押圧板とを有してなることを特徴とするため、拡散溶接の際、容易に集合パイプの各パイプ間に高圧を均等に加えることができる。
【００９８】
また、第８発明のパイププレス治具によれば、第５又は第６発明における前記集合パイプを製作する際、前記微細パイプ同士を拡散溶接するために前記集合パイプに高圧を加えるためのパイププレス治具であって、正三角形状をなす前記集合パイプの断面の隣り合う２辺を支持する支持板と、正三角形状をなす前記集合パイプの断面の他の１辺を押圧する押圧板とを有してなることを特徴とするため、拡散溶接の際、容易に集合パイプの各パイプ間に高圧を均等に加えることができる。
【００９９】
また、第９発明のパイプ整列治具によれば、第４，第５又は第６発明における前記集合パイプを製作する際、前記微細パイプを整列するためのパイプ整列治具であって、矩形状又は正三角形状をなす前記集合パイプの断面形状に対応して複数本の位置決め棒が板に突設され、これらの位置決め棒に前記微細パイプをそれぞれ挿通させることにより前記微細パイプを前記矩形状又は前記正三角形状に整列する治具本体と、前記集合パイプの断面形状に対応して複数個の穴が形成され、これらの穴に前記位置決め棒の先端部をそれぞれ挿入することにより前記微細パイプを押さえる押さえ板とを有してなることを特徴とするため、拡散溶接の際、微細パイプの整列作業が容易になり、パイププレス治具へ集合パイプをセットする場合にも、そのセット時間を短縮することができる。しかも、整列時やプレス時の微細パイプの位置ずれがなくなったため、拡散溶接時の歩留まりが改善され、且つ、何れの微細パイプも十分に密着しているため、伝熱の均一性が改善される。
【０１００】
また、第１０発明のパイプ整列治具によれば、第９発明のパイプ整列治具において、前記治具本体及び前記押さえ板は前記集合パイプの各段ごとに分割したことを特徴とするため、治具本体及び押さえ板を一体構造にした場合に比べて、位置決め棒に対する微細パイプの挿通や、穴に対する位置決め棒の挿入が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】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の構成を示す横断面図である。
【図２】前記流体加熱装置の発熱体（集合パイプ）の製作に用いるパイププレス治具の構成及び前記発熱体（集合パイプ）の構成を示す斜視図である。
【図３】前記発熱体（集合パイプ）の製作に用いるパイプ整列治具の構成を示す斜視図である。
【図４】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の構成を示す横断面図である。
【図５】前記流体加熱装置の発熱体（集合パイプ）の製作に用いるパイプ整列治具の構成図である。
【図６】前記発熱体（集合パイプ）の製作に用いるパイププレス治具の構成及び前記発熱体（集合パイプ）の構成を示す斜視図である。
【図７】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の他の構成を示す横断面図である。
【図８】電磁誘導加熱方式の原理図である。
【図９】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１０】発熱体の固定構造を示す透視図である。
【図１１】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１２】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１３】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  加熱セルケース
３３  集合パイプ
３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ  辺
３４  誘導コイル
３５  断熱材
３６  非磁性パイプ（微細パイプ）
３７  磁性パイプ（微細パイプ）
４１  パイププレス治具
４１ａ，４１ｂ  支持板
４１ｃ，４１ｄ  押圧板
５１  パイプ整列治具
５１ａ  位置決め棒
５１ｂ  板
５１ｃ  治具本体
５１ｄ  穴
５１ｅ  押さえ板
６１Ａ，６１Ｂ  電磁誘導による流体加熱装置（電磁誘導加熱セル）
６２Ａ，６２Ｂ  集合パイプ
６２ａ，６２ｂ，６２ｃ，６２ｄ  辺
６４  パイプ整列治具
６４ａ  位置決め棒
６４ｂ  板
６４ｃ  治具本体
６４ｄ  穴
６４ｅ  押さえ板
６５  パイププレス治具
６５ａ，６５ｂ  支持板
６５ｃ  押圧板
７１Ａ，７１Ｂ  電磁誘導による流体加熱装置
７２  集合パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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