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LABORATORY熱の実験室

熱の実験室－新館
第20回　熱風で五右衛門風呂を沸かそう
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： 2011年4月～5月、　実験担当： 第1ブロック

　1.はじめに

　安土桃山時代、石川五右衛門という泥棒を罰するために釜茹での刑に処したとの説があり、それにより釜を下から直火で沸かす風呂を五右衛門風呂といいます。
　今回の実験では、水を温める熱源に火ではなく、熱風を用いてお湯が沸くかということを確認します。
　また、五右衛門風呂は下(底面)からの加熱を指しますが、側面および水中に直接ヒーターを入れた場合についても実験を行い、加熱方法の違いによる特徴を確認します。

　2. 実験手順

　風呂釜として、200L用ドラム缶を使用。熱源には八光規格品の熱風発生機、ドラム缶用シリコンラバーヒーター、水用投げ込みヒーターを使用します。
　ドラム缶内に150Lの水を貯水し、水中に熱電対を配置します。ドラム缶の加熱を行い、熱電対全ての温度が45℃以上に上がるかどうかを確認します。また、各熱源の消費電力が違うことから消費電力量、加熱効率および水温の均一性について比較を行います。
　試験用熱源として、下記のものを使用します。
表１．熱源用機器
名称 熱風発生機 ドラム缶用
シリコンラバーヒーター		 水用
投げ込みヒーター
 
型番 HAP2076F SBH0620 SWB1115
電源電圧 三相200V 単相200V 100V
容量 7.7kW 2.0kW 1.5kW
備考 ヒーター容量:7.5kW
送風機容量:0.2kW
インバーターにより送風機周波数変更可		    
 
各熱源の通電方法として、
熱風発生機 ： 熱風温度を調整(調整箇所はドラム缶底面に配置の専用ユニット吹出し部とします)
ドラム缶用ラバーヒーター ： 連続通電。
水用投げ込みヒーター ： 連続通電。

図１．測定位置
 
表２．測定位置
No. 測定対象 測定位置
X軸方向 Y軸方向
1 ドラム缶水温 ドラム缶中心(内壁から285mm) 液面から20mm
2 ドラム缶水温 ドラム缶中心(内壁から285mm) 液面から295mm
3 ドラム缶水温 ドラム缶中心(内壁から285mm) 液面から570mm
4 ドラム缶水温 ドラム缶内壁から145mm 液面から20mm
5 ドラム缶水温 ドラム缶内壁から145mm 液面から295mm
6 ドラム缶水温 ドラム缶内壁から145mm 液面から570mm
7 ドラム缶水温 ドラム缶内壁から20mm 液面から20mm
8 ドラム缶水温 ドラム缶内壁から20mm 液面から295mm
9 ドラム缶水温 ドラム缶内壁から20mm 液面から570mm
10 外壁側面 ドラム缶外壁側面密着 底面から180mm
11 ドラム缶底面またはユニット吹出し部 ドラム缶中心(内壁から285mm) 底面外壁貼付またはユニット吹出し部固定
12 雰囲気温度 任意

図２．試験状態(熱風発生機)

図３．試験状態(ドラム缶用シリコンラバーヒーター)
図４．試験状態(水用投げ込みヒーター)