10
5
ユ
全直列
qEト2直2並列
哩』一全並列
く＞単体平均
一
0
10 15
20
周波数ro lkHzl
25 30
図7．45 電気的接続変化時の負荷抵抗の周波数特性
これらに対し2直2並列結線は50［cm］四方の単体ワーキングコイルとほぼ同様の負荷インダクタン ス，負荷抵抗値が得られた．これは図746に示すように50［cml四方ワーキングコイルを2直2並列結線 で一辺の長さを2倍に拡大しても，さらには4倍に拡大しても，負荷等価回路定数値がほぼ同一になる ことを示しており，加熱面積の自由度が広がる利点を持っている．ただし，ワーキングコイル1枚あた
（a）上から見た状態（シーリング実験）
図7．47 シーリングボックス本体
顧国臨賢．巴 ．鯛聖轄瓢．鯛隙・．，傍．諏
（b）裏返した状態（マット被覆実験）
図7．48に示すのはシーリングボックス本体の寸法である．材質は普通鋼のSS41である．
加熱面になる底板は12［mml厚で，700【mml四方の大きさを有している．それ以外の面や蓋を固定する ための耳などは市販の構造用鋼板の最低厚さである3．2［㎜1厚の板から構成されている．ボックスの容 積はおおよそ600［mml×㎝【㎜】×150［㎜】である．温度計測用の熱電対とワーキングコイノレの導線を引 出すための穴は取手の付いた面にそれぞれ直径751㎜】，35【mm】の半円穴を開けてそこを通すようにし
ている．
なお，図7．49に示すように，シーリングボックス内側に設置される熱電対は直径751mmlの半円穴か ら36本通している．
また，逆サイドの直径35［㎜1半円穴からは，ワーキングコイノレの導線を引出している，
図7．50は温度計測点を示している．温度計測用の熱電対は底板の両面に100【mml問隔，一辺に6本づ つ合計36ch，両面では72ch貼り付けて温度を計測している．使用した熱電対はK型非接地熱電対であ
る．
40 150
悼〇
一の
〇
一ざ
〇
一
〇
一
〇
一
〇
一の
o
悼
o
M8
図7．48シーリングボックス本体の寸法
図7．49熱電対貼付状態 図7．50 温度計測位置と熱電対番号
7ふ2シーリングボックスを用いた実験
ここでは，シーリングボックスによってワーキングコイルを完全に覆って加熱する場合の実験につい
て述べる．
実験は，入力電力9［kW】（実験室のブレーカの容量の関係上最高で10pくVA］までなので，力率分の余 裕を見て）投入した．実験時間は2時間である．
使用したワーキングコイルは図7．49に示すように，次章の大型タンク加熱実験において使用した 50［cm］四方のワーキングコイル1枚使用した．
図7・51にシーリングボックスを用いた場合の組立図を示す．
加熱を開始すると内部の水は加熱されて一部は気化し、膨張して内部の圧力が増加する。その対策の ため、蓋には周囲の海水と防水覆内部の圧力差を調整する均圧弁を設けてワーキングコイノレや防水覆自 身の破壊を防ぐ。均圧弁は一般的なスイングバルブと極弱いばねの付いたスプリングバルブを使用した．
また，均圧弁の裏側は，水を排除しやすいようにワーキングコイルに支障しない程度に管を伸ばしてい
る．
実験終了時は加熱されていた内部の蒸気は冷却されて水に戻り，容積が急減して内部が真空状態にな ってしまうので，実験終了時にはボールバルブを開放してシーリングボックス内に周囲の水を誘導して 水圧による破壊を防ぐ．ワーキングコイルや熱電対の取り出しの穴や底板とシーリングボックスの側面
との隙間はケミカルセメントで埋めている．
スイング
バルブー＿
ボールバルブ図7．51シーリングボックス組立
実験結果その1（断熱材を用いない場合）
図7．52〜図7．58に断熱材を用いない場合の加熱面温度分布を示す．図7．52は実験開始時，図7．53は 加熱1分後，図7。54は加熱10分後，図7．55は加熱30分後，図7．56は1時間後，図7．57は2時問後，
加熱終了時の温度分布である．
27
図7．52 実験開始時
142 27
図7．53加熱1分後
142
27
図7．54加熱10分後
142 27
図755加熱30分後
142
27 142
図7．56加熱1時間後
27
図7．57加熱2時間後 142
この実験においては，シーリングボックスを断熱していないので，側面や天蓋など鋼板厚さの薄し位 置から熱が外部の水に供給され，加熱面温度が期待したほど上昇しなかった．特に，シーリングボック ス側面からの放熱が大きく，ここでの熱損失が大きくなったため，期待した温度上昇が得られなかった ものと考えられる，さらに効果の上がる方法を考え，シーリングボックス内部の水を抜いて空気を満た した場合と，断熱を強化した場合に，どのような特性が得られるかを検証した実験を行った。
実験結果その2（シーリングボックス内の水を抜いた場合）
続いて，水より比熱が小さく，断熱性が良い空気をシーリングボックス内に満たしたときの実験につ いて述べる．シーリングボックス内部を空気で満たすと，水より熱容量が小さいので，より少ない電力 量で鋼板表面の温度を上げることができると考えられる．
図758〜図7．63にシーリングボックス内部の水を抜いた場合の加熱面温度分布を示す．図7．58は実験 開始時，図7．59は加熱1分後，図7．60は加熱10分後，図7．61は加熱30分後，図7．62は1時間後，図 7．63は2時間後，加熱終了時の温度分布である．
23
図7．58 実験開始時
142 23
図7．59加熱1分後
142
23
図7．60加熱10分後
142 23
図7．61加熱30分後
142
23
図7．62 加熱1時間後
142 23
図7．63加熱2時間後
楓2
以上の結果から，シーリングボックス内部の空気を抜いた場合も，水で満たした場合と最終的な結果 は変わらない．それを図7．64に示す．
図7．64は実験時に最高温度を記録した28番の熱電対（位置は図7．50 温度計測位置と熱電対番号参 照）の温度上昇特性である．
110 100
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