熱の実験室-新館
第34回 横置き熱板と縦置き熱板の消費電力の違い
5ブロックの実験メンバーが交代で担当します
実験実施: 2015年1月、 実験担当: 第2ブロック

 1. はじめに

 放熱器を例にとると、平置きよりも縦置きが推奨されている。縦置きの方が平置きと比較して放熱量が大きいことが理由となっている。
 実際にホットプレートを用い、設置状況を水平と垂直とした場合の放熱量を比較することで、その違いを検証する。

 2. 実験方法

 図1に実験に用いた熱板を示す。熱板の仕様は下記である。
  • 熱板材質:アルミ(引抜材)
  • 寸法:300 mm × 300 mm × 15 mm
  • カートリッジヒーター1本の消費電力:550 W
  • カートリッジヒーターの本数:4 本
 図2に実験風景を示す。図2(a)は地面に対して熱板を水平に設置した写真、図2(b)は地面に対して熱板を垂直に設置した写真である。エアコンの風などの外乱の影響を無くすために、板金で覆われた容器(チャンバー)内に熱板を設置した。実験は熱がこもらないように一面を解放した状態で行った。
 以上の実験環境にて平置き熱板と縦置き熱板を一定温度で温度制御をしている際のカートリッジヒーター(以後、ヒーター)4本の合計の消費電力量について測定を行った。温度制御はヒーターそれぞれに対し、ヒーターの傍に設置した熱電対を用いて個別に行い、制御温度は50℃、100 ℃、150℃、200 ℃、250℃、300 ℃、350℃の7点とした。

図1 実験に用いた熱板。
 

図2 実験風景。地面に対して熱板を水平に設置(a)。地面に対して垂直に設置(b)。