Journal of the Heat Transfer Society of Japan
Vol. 61, No. 255
2022. 4

Thermal Science and Engineering
Vol. 30, No. 2
2022. 4

◆特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開https://www.htsj.or.jp/journals/2121.html
10mm

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金属板の表面形状を変化させ，強制対流場での熱交換特性を調べた際の測定例．PIV と LIF の同時計測には従来 2 台のカメラが必要であったが，この方法であれば 1 台のカメラ，共通の画像から温度と速度を算出できる．
（特集記事「蛍光・燐光による熱流動の定量可視化計測（染矢聡）」より）【左図】産総研の保護熱板法による熱流センサの校正装置．設定した熱流密度の熱流が通過する状態で熱流センサの出力電圧を測定し，その測定結果と不確かさを記した校正証明書を発行する．
【右図】熱流センサを壁面等へ貼り付けて使用する状況を模擬した評価装置を作製し，雰囲気やセンサの表面の条件を変えたときの熱流センサの応答を調べるなどの取り組みを行っている．
（特集記事「熱流センサと熱流センサを用いた熱流計測の現状と課題（阿子島めぐみ）」より）【左図】様々なカイラリティの単層 CNT が含まれる一般的な試料は，波長が異なる励起子吸収が重なりあった結果，黒色を呈する．単一カイラリティの単層 CNT からできた薄膜はカイラリティ毎に多彩な色を示す．
【右図】（10, 3）単層 CNT 薄膜の複素屈折率スペクトル．反射，透過スペクトルを，ローレ
ンツモデルやドルーデモデルなど KK 関係を満たす模型を組み合わせて再現することで複素屈折率スペクトルを決定した．
（特集記事「カーボンナノチューブ薄膜の複素屈折率測定〜波長選択放射•吸収膜応用に向けて〜（西原大志，宮内雄平）」より）伝熱

2022 年 4 月

J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

Vol. 612022

No. 255

April

伝
目

熱
次

〈巻頭グラビア〉
染矢聡（産業技術総合研究所），阿子島
西原

めぐみ（産業技術総合研究所），
雄平（京都大学） ··········· 表紙裏

大志，宮内

〈追悼〉
柘植綾夫元学長を偲んで················································ 山田

純（芝浦工業大学） ···········

1

柘植綾夫さんを偲んで··················································· 上野隆司（三菱重工業） ···········

4

達也（日立製作所） ···········

7

聡（産業技術総合研究所） ···········

8〈特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開〉
特集「温度・熱流・物性の測定手法の新展開」にあたって··············································································· 小針
蛍光・燐光による熱流動の定量可視化計測 ·············· 染矢

X 線サーモグラフィーの原理と応用 ································· 米山

明男（日立製作所） ··········· 16熱流センサと熱流センサを用いた熱流計測の現状と課題····························································· 阿子島めぐみ（産業技術総合研究所） ··········· 23

MEMS を用いた伝熱計測 ················································· 中別府

修（明治大学） ··········· 29

カーボンナノチューブ薄膜の複素屈折率測定 ～波長選択放射•吸収膜応用に向けて～································································ 西原大志，宮内雄平（京都大学） ··········· 34

靖一朗，粟野孝昭（ベテル） ··········· 40

多機能熱伝導率測定装置の開発·············································· 羽鳥仁人，山藤〈ヒストリーＱ〉
人と熱との関わりの足跡（その 9）－東北大学片平地区における極低温の研究－····················································································· 野島勉（東北大学） ··········· 46〈行事カレンダー〉 ········································································································· 59〈お知らせ〉
第 59 回日本伝熱シンポジウムのご案内 ·············································································· 60
第 59 回日本伝熱シンポジウム

タイムテーブル（仮）························································· 63

第 59 回日本伝熱シンポジウム

プログラム（暫定版）························································· 65

・事務局からの連絡····································································································· 82〈編集出版部会ノート〉 ·································································································· 85

Vol.61，No.255，April 2022
CONTENTS＜Opening-page Gravure: heat-page＞
Satoshi SOMEYA (AIST), Megumi AKOSHIMA (AIST),
Taishi NISHIHARA, Yuhei MIYAUCHI (Kyoto University) ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ Opening Page

＜Eulogy＞
In Memory of Former President Ayao TSUGE
Jun YAMADA (Shibaura Institute of Technology) ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 1
To the Memory of Dr. Ayao TSUGE
Takashi UENO (Mitsubishi Heavy Industries. Ltd.) ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 4＜Special Issue: Recent Topics of Measurement Methods for Temperature, Heat Flow,and Physical Properties＞
Preface to “Recent Topics of Measurement Methods for Temperature, Heat Flow, and Physical Properties”
Tatsuya KOBARI (Hitachi, Ltd.) ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 7
Quantitative Visualization of a Heat and Fluid Flow Using a Fluorescence/Phosphorescence
Satoshi SOMEYA (AIST) ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 8
X-ray Thermography and Its Applications
Akio YONEYAMA (Hitachi, Ltd.) ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 16
Current Status and Issues of Heat Flux Sensors and Heat Flow Measurements Using Those Sensors
Megumi AKOSHIMA (AIST) ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 23
Measurement in Heat and Mass Transfer with MEMS
Osamu NAKABEPPU (Meiji University) ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 29
Complex Refractive Index Measurement of Carbon Nanotube Membranes- Toward Wavelength-Selective Radiation and Absorption Membrane Applications
Taishi NISHIHARA, Yuhei MIYAUCHI (Kyoto University) ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 34
Development of Multifunctional Thermal Conductivity Measurement Equipment
Kimihito HATORI, Seiichiro SANDOH, Takaaki AWANO (BETHEL Co., Ltd.) ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 40＜History Q＞
Footprints of the Relationship between Humans and Heat (Part 9)- Research of Low Temperature Science in the Katahira Campus of Tohoku University Tsutomu NOJIMA (Tohoku University) ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 46＜Calendar＞ ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 59＜Announcements＞ ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 60＜Note from the JHTSJ Editorial Board＞ ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 85

追悼柘植綾夫元学長を偲んでIn Memory of Former President Ayao TSUGE

山田 純（芝浦工業大学）
Jun YAMADA (Shibaura Institute of Technology)
e-mail: jyamada@sic.shibaura-it.ac.jp
第 46 期会長を務められた柘植綾夫先生におかれましては，2021 年 4 月 8 日に脳リンパ腫のためご逝去されました．享年 77 歳であられました．
ご葬儀は，近親者のみで執り行われました．柘植綾
夫先生に薫陶を賜った一人として，ここにご冥福をお祈り申し上げます．
柘植先生を初めて知ったのは，1999 年サンディエゴで開催された日米熱工学会議です．三菱重工の偉い方がエネルギー問題について，格調高いスタイ
ルで基調講演をされていた記憶があります．それ以
来ご一緒する機会はなかったので，柘植先生のこと
も講演のこともすっかり忘れていました．2007 年度だったでしょうか，私が日本伝熱学会の理事（関東支部，総務部会長）を務めていたときに，伝熱学会の会長に就任されました．その時は，「今年は民間企業の方が会長なんだ」くらいの認識でした．会
長になられてからは，強いリーダーシップを発揮し，非常に精力的に組織改革に取り組まれていたのが印象に残っています．伝熱学会が公益社団法人となったきっかけは，柘植先生の強い思いからでした．
このころはまだ，柘植先生とお話をすることはあっても，少し遠い存在でした．ただ，柘植先生が会長を務められていたその年，私の大学（芝浦工業大学）で一大事があって，柘植先生と深く関わることになります．当時学長を務めていた平田賢先生が体調を崩されて，学長を辞任されることになったので
す．私は入職 3 年目だったので，「次は，どなたが学長を務められるのかな」くらいにしか捉えていませんでした．情報通の先生から，「山田先生，元三菱重工の偉い方が次の学長候補らしいよ．エネルギ
ー関係の方なので知らない？」と耳打ちされました．
「えっ，それって伝熱学会の柘植会長？！」と驚いたのを覚えています．その時はまだ，柘植先生のキャリアに関してほとんど知識がなく，後に，東京大学では平田先生の研究室であったことをご本人か伝熱2022 年 4 月-1-

ら伺い，納得しました．当時は，ただ，元気な方（精力的に改革を進める方）が来られるんだ〜程度の認識で，学会でご一緒させて頂いているとはいえ，他人事にように感じていました．
柘植先生が，2007 年 12 月に着任されて，特に変わったこともなく年は明けたのですが，新年度も近い 3 月，平田賢先生の元で学長補佐を務められていた先生に呼び出されて，「一緒に，学長補佐をしてくれませんか」という依頼がきました．学会で少しご一緒させていただいただけなのに，「何故，私に」と思ったのですが，実は柘植先生が直接私を指名したわけではなく，学長室のメンバーを固める中で，先の先生が私を推薦したことがきっかけで，お声がけいただいたようです．お断りするわけにも行かず，「あっ，あ，
・・・，分かりました」とお返事させていただきました．それから柘植先生の大学運営を間近で見る機会を得ることになります．
当時の私はというと，芝浦工業大学に教授として着任して間もなかったこともあって，当たり前ですが，私立大学運営なんて何をするのか全く分かりません．学長室の末席で，柘植先生が何をするのか静かに観察していました．記憶があいまいですが，柘
植先生が最初にされたのは，各学部学科を回ってのJ. HTSJ, Vol. 61, No. 255

追悼ヒアリングです．大学内の各部局の状況を知ることと，その部局が抱える課題を直接知りたかったのではないかと思います．ヒアリングの感想として，「〇〇について面白い取り組みをされている先生がいますね」や「大学って，本当にいろいろとすることがあるんですね」などとおっしゃっていました．しばらくして，芭蕉の句「よく見ればナズナ（ぺんぺん草）花咲く垣根かな」をよく引き合いにだされて，「いいものがたくさんあるのに，それをみなさんが知らないんですね」と．今にして思えば，先生個人の努力でいろいろな工夫をされているけれど，それが組織として展開されていないことを気にされていたのでしょう．大学として良い取組みあれば組織として展開する，組織としてバックアップしないといけない，ということを伝えたかったのだと思います．
大学の状況を一通り把握したあと行動にでられます．大学として目指すべき目標を定め，具体的な取組みに落とし込んだ上で，2 人の副学長と 7 名の学長補佐が分担し，職員と協働して実施，推進するというものです．年度初めに行動計画をたてて進捗管理をしたり，年度終わりにその成果をチェックして次年度の目標に盛り込んだりと，当時，大学としては珍しい PDCA を回すというマネージメント手法が導入されました．
この PDCA を回すにあたり，「常に進化する組織文化の醸成が大事だ」とよく話されていました．手前味噌ですが，本学は教育改革に積極的に取り組む大学として評価されています．
これは，このころ，柘植学長が目指した組織文化が引き継がれた結果だと思っています．

柘植先生の大好きなインド（タービン工場の竣工式）

伝熱2022 年 4 月-2-インド出張，右から芝崎氏（三菱重工），本学イン
ターンシップ中の学生，柘植先生，本学学生，丁氏（本学国際部職員）
柘植先生の人材育成に関する思いについて触れておきたいと思います．少し古い話になりますが，
科学技術基本法が制定され，第 1 期基本計画（1996～2000 年度）の中で，「ポストドクターなど 1 万人計画」という政策があったのを覚えておられる方も多いのではないでしょうか．ポスドクの数を 1 万人に増やそうとした政策ですが，柘植先生は，これをすごく憂いておられました．この政策は，バブル崩
壊後の不況下で，低下する企業の研究開発力や産業の国際競争力に歯止めをかけるために，研究者を増やすことを目的とし，大学や研究機関の正規職（常勤，任期なし）に就くまで不安定な環境を支援するものでした．一見素晴らしい政策に見えますが，その結果，ポスドクは増えたものの正規職のポストが増えることは無かったせいで，多くの非正規の研究者を増やすことになってしまいました．柘植先生は，博士号まで取得した優秀な人材が，不安定な待遇で力を発揮できていない状況が我慢ならなかったのでしょう．博士課程には，アカデミアだけではなく企業の研究者として働くことも視野に入れて進学して欲しいと．また，博士学生が企業から求められるようにと，「シグマ型統合能力人材」と自ら定義した人材の育成に力をいれていました．
柘植先生の言うシグマ型統合能力人材とは，自分の専門に留まらず，幅広い工学知識を有し，それをJ. HTSJ, Vol. 61, No. 255

追悼

操作する能力（複眼的工学能力），知識資源を核としてビジネスをデザインし，マネジメントする能力（技術経営能力），そして，国民意識を基盤とし，グ
ローバルな視点で発想し，行動できる能力（メタナ
ショナル能力）を兼ね備えた人を言います [1]．柘
植先生の思い描く博士人材は，この三つに集約されていますが，これらとは違った言い方で「博士人材とは，真っ白なキャンバスに絵が描ける人」とも，よくおっしゃっていました．私はこの言葉が好きで，今もそういう学生を育てたいと思っています．また，そのような博士人材が企業で活躍することを願っています．

伝熱 2022 年 4 月-3-

少し長くなってしまったので，ここでお話しするのは控えますが，私個人としては，柘植先生からい
ただいたもう一つの教えをきちんと実行しようと心に決めています．昨年の春，学務が落ち着いたら，ご挨拶に伺おうと思っていた矢先でした．本当に残念です．
柘植先生，本当にありがとうございました．どうぞ，安らかにお眠り下さい．
参考文献[1] 村上雅人ほか，シグマ型統合能力人材育成プロ
グラム，工学教育，59-5 (2011) 97

J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

追悼柘植綾夫さんを偲んで
To the Memory of Dr. Ayao TSUGE

上野 隆司（三菱重工業（株））
Takashi UENO(Mitsubishi Heavy Industries.Ltd.)e-mail: takashi.ueno.45@mhi.com
第 46 期会長の柘植綾夫さんが，2021 年 4 月 8日に脳リンパ腫のため 77 歳で永眠されました．近親の方だけでご葬儀が行われたとのことです．柘
植さんにお世話になった一人として，柘植さんのご冥福を心よりお祈り申し上げます．
柘植さんは約 10 年前に東大病院に入院されておられましたが，治療の甲斐があってすっかり回
復され，柘植さんがお好きなゴルフもご一緒しておりました．3 年ぐらい前には，柘植さんの御子息が経営されている神戸三宮のイタリアレストラ
ンで，ワインを楽しんだことがあり，それまでと変わらずお元気でお過ごしと思っておりました．
コロナ禍の暗闇の中で木漏れ日が差し込み出した昨年 3 月のある日のこと，一通のメールによって再び暗闇へと引きずり込まれたのを鮮明に覚えています．柘植さんが東大病院に再入院されたとの知らせが届いたのでした．コロナ禍の中，病院へはお見舞いに行けず，ただ今お会いしなければと悶々とする中，訃報が届いたのでした．
コロナは多くの人たちの最後の別れの場を奪いました．未だに，私は御仏前で手を合わせることすらできていません．最後のお別れを言えなかった多くの人たちと共に，遠く離れたところから柘
植さんを偲んでおります．
柘植さんは産学官を生き抜いた人でした．企業
人である限り，産に力点があるものの，官と学にも積極的な姿勢を常に保ち，産学官のバランスを保つことに努力され，産学官連携に貢献したお方だったと考えます．

秀でた方であったと感じます．
柘植さんは，企業の研究者であると同時に，学会活動にも積極的に参画されました．
次頁の写真は第 1 回二相流のダイナミクスに関する日米セミナーの記念写真で，柘植さんが左端に写っています．1979 年の写真で，柘植さんはまだ社員のころだと思いますが，日米の著名な先生方がおられ，この頃から学会著名人との関係が構築されていったのだと思います．
２．官の時代(2005 年～2007 年)；総合科学技術会議の常勤議員
2005 年 1 月 6 日，総合科学技術会議・議員に，当時の総理大臣・小泉首相から任命されました．
就任当時，日本機械学会副会長として，JSME 談
話室「き・か・い」に「企業文化と国の行政文化との共通性と相違性に，戸惑いと新鮮な驚きを感じつつ，絶えず知的な刺激を楽しんでいます．
」と感想を述べられています．
その後，議員当時に出版された「イノベーター
日本」では，イノベーション創造能力強化の要は，知の創造と社会・経済価値創造をシームレスに結びつける機動的な研究資金投資の質と量の両面からの一層の充実だと主張されています．

１．産の時代(1969 年～2005 年)；三菱重工時代
柘植さんは，三菱重工時代には主に原子力プラントの熱流動の研究をされていました．原子力研究推進室長，高砂研究所・所長，技術本部長・常務取締役を歴任されました．企業人としては，熱い思いを伝え，人を動かすマネージメント能力に伝熱 2022 年 4 月-4-J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

追悼ノ

第 1 回二相流のダイナミクスに関する日米セミナー（1979 年関西地区大学セミナーハウス） 一番左端に柘植さん

難しい表現をされていますが，私なりに解釈させていただくと，「時間をかけてとことん突き詰め
る基礎研究」と「待ったなしで成果が求められる
実プラント安全運転の為の研究」への投資をバラ
ンス良くすることが重要だと言われているような気がします．
３．学の時代(2007 年～2008 年)；本伝熱学会会長の時代
柘植さんは 2007 年に本伝熱学会の会長に就任されました．「学会の社会的使命と体制の検討委
員会」を立ち会上げられ，議論を重ねて主たる検討課題を俯瞰して，伝熱学会会員の皆様に考えていただきたい要点を纏められています．その要点の一つに今後の改革の柱について検討されており，
伝熱学会の社会的価値の強化に向けた柱は，①イ

伝熱 2022 年 4 月

ベーションに資する活動，②社会及び子供たちへの技術的貢献による人材育成，③国際化，特にアジアでのリーダシップの確立といった 3 点を挙げ

-5-

J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

追悼られています．
また 2007 年，芝浦工業大学の学長に就任されました．産業界出身の学長ということもあり，2009
年 2 月 23 日の朝日新聞に“産業人，組織に「喝」”という見出しで就任のメッセージが掲載されています．
“企業でものづくりに携わったり，政府の総合科学技術会議で科学技術行政に関わったりするうち，日本の工学教育の現状に危機感を感じるようになった．産業構造がキャッチアップ型からフロントランナー型に変わり，産業界が白紙に絵を描けるような人材を求めているのに，大学の方はそれに対応できていない．
（中略）企業では個人プレーと組織プレーがうまく組み合わさって組織力を発揮しているが，大学では個人プレーが多い．学術面ではそれでいいが，運営や経営，教育ではもっと組織プレーを活用すべきだ．”
このメッセージは，柘植さんの産学官の豊富な経験を通して得られた集大成のお言葉ではなかったかと考えます．研究開発の原点は，大学での教育にある．学生が研究の楽しさ，苦しさを如何にうまく経験するか，学会の大切さを如何に良く認識するかは，大学での教育が重要であり，その若い頃の経験や認識が後の研究開発に重要な役割を

伝熱 2022 年 4 月

果たすのではないかと言われたかったのではある
まいか，と考えます．
以上，三つの時代を生き抜いてこられた柘植さんを総括するのはおこがましい限りではありますが，柘植さんは隙間無く，常に張り詰めた人生を全うされたのではないか．もう少し遊びのある，
もう少し無駄のある時間も必要ではなかったかと考える次第です．私は，何度か海外出張をご一緒したことがあります．海外での会議が終了し，ディナーも終わり，やっとホテルにたどり着いた時，
しかも夜遅く，決まって言われるのは，「私の部屋
で反省会をやろう」．夜遅くまで反省会，そして明日の計画を熱心に語られる柘植さんには，「そろそ
ろ休みませんか？」と言いたい気分でした．
今だから言えます．
「柘植さん，もうゆっくりお
休みください！」きっと天国で，上野君はそう言いたかったのだなあと考えて下さい．
改めて，柘植さんの長年のご指導に対し深く感謝申し上げますと共に，心からご冥福をお祈りい
たします．

-6-

J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開

特集「温度・熱流・物性の測定手法の新展開」にあたって
Preface to “Recent Topics of Measurement Methods for Temperature, Heat Flow, and Physical Properties”

小針 達也（日立製作所）
Tatsuya KOBARI (Hitachi, Ltd.)e-mail: tatsuya.kobari.wr@hitachi.com
近年，データサイエンス，インフォマティクス，
機械学習，量子コンピュータ等の技術が急速に注目を集め，シミュレーションや最適化，データ同化，
ROM（Reduced Order Model），MBD（Model Based
Design），HPC（High Performance Computing）等々が学術だけでなく，産業に利用される状況が加速しています．アナログな実現象をデジタルデータとして計算して扱うこれらの手法が急速な発展を見せる
中，実際に「使えるか」を判断するには，実現象をどれだけ再現できているかを評価する必要があります．
今日，測定技術は実現象をアナログ/デジタル変換する役割を担っています．デジタルデータの計算手法の利活用範囲が拡大する現在の潮流は，測定技術の高度化の要求を従来より一層強固にしています．これまで対象とできなかった複雑現象の測定や，測定精度の向上，さらに，容易性や信頼性の伴った測定手法の開発，普及もより重要視されることが予想されます．そこで本号では，温度，熱流，そして物性の測定手法に焦点を当て，それぞれ 2 件ずつ寄稿を募り，特集を組ませていただきました．
温度の測定
産総研・染矢聡氏には，蛍光・燐光による熱流動
可視化について寄稿いただきました．私はこれまで，
蛍光・燐光による可視化手法は，温度に対する感度，
蛍光分子や測定系のセッティング，解析ソフトウェ
アの面でハードルが高いイメージを持っておりました．本稿ではそれらの観点を踏まえながら複数の手法について具体的に解説いただいており，抱いていたイメージは払拭されました．特に，広い範囲の温度測定，PIV との同時計測，非定常可視化に対して強力な手法であることを知りました．
日立製作所・米山明男氏には，高い透過能を有す
る X 線によるサーモグラフィについて寄稿いただ
きました．測定原理や，測定装置と測定分解能における工夫について解説いただき，世界初の水の熱流動場における三次元温度分布の測定事例を紹介い伝熱2022 年 4 月-7-

ただきました．更に，バイオメディカルやパワーデバイスの分野への展望もお示しいただきました．
熱流の測定
産総研・阿子島めぐみ氏には，熱流センサの評価
や最近の動向について寄稿いただきました．熱流センサの校正装置とその不確かさ評価については，日本の標準化を手動する産総研ならではの内容と思いながら読ませていただきました．また，実は定量化が難しい熱流センサの使用条件における挙動評
価例もお示しいただきました．
明治大学・中別府修氏には，MEMS 技術により作られた微小な熱流束センサによる熱流測定について寄稿いただきました．本稿では，エンジンピスト
ン頂面における高速現象の観察に MEMS 薄膜センサを用いた事例を紹介いただきました．また，酵母菌の代謝による微小な熱量を検出するバイオカロ
リメトリや，メタン燃焼のクエンチにおける壁面熱流束測定への応用事例を紹介いただきました．
物性の測定
京都大学・西原大志氏，宮内雄平氏には，熱光起電力発電における波長選択エミッタとして有力な
CNT 薄膜を対象とした複素屈折率の測定手法について寄稿いただきました．前回の伝熱シンポのふく射のセッションにて「エリプソメータに依らない複素屈折率評価」として反響が大きかったのを覚えています．本稿では，他の物質系への適用可能性についてもコメントしていただいております．
ベテル・羽鳥仁人氏，山藤靖一朗氏，粟野孝昭氏には，定常法による熱伝導率測定と，周期加熱放射測温法による熱拡散測定について寄稿いただきました．実測データを交え，測定結果からの接触熱抵
抗の切り分けや，異方性のある素材の熱拡散率の測定事例について紹介いただきました．
最後になりますが，各稿の著者の皆様にはご多忙中にも関わらず玉稿賜りましたことを，この場をお借りして改めて心より感謝申し上げます．

J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

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Satoshi SOMEYA (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology)
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J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

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High-speed
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Capsule shell

Ultrasonichomogenizer

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J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

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- 13 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

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- 14 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

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2021.9.21-23, ࢜ࣥࣛ࢖ࣥ.

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特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開

Ｘ線サーモグラフィーの原理と応用
X-ray Thermography and Its Applications
米山

明男（（株）日立製作所研究開発グループ
九州シンクロトロン光研究センター）
Akio YONEYAMA (Hitachi Ltd., SAGA Light Source)
e-mail: yoneyama@saga-ls.jp

１．はじめにサーマルマネージメント（熱の制御）は，省エネ
ルギーや廃熱利用などによる持続可能な社会の実
現に必要不可欠なキー技術である．最適な制御には材料やデバイス内部の熱（温度）の可視化が有効であるが，現在広く普及しているサーモグラフィーや
熱ルミネッセンス線量計は赤外光や可視光をプローブ光としているために物体表面の温度しか観察することができない．このため，物体内部の温度や熱の流れを非破壊で直接的に観察する方法はなく，発熱対策が不可欠な高機能の半導体デバイスや電池でも，有限要素法等を用いたシミュレーションによる数値解析で主に熱対策設計が行われており，最適化されているとは言い難い状況にある．
実測に基づいて各種の熱電材料や電子デバイス
を構造レベルから最適化設計することが可能にな
れば，高機能化だけでなく消費電力の低減も可能になり，省エネルギー化に大きく貢献できると期待される．そこで，我々はＸ線の高い透過能を利用してＸ線 CT のように物体内部の温度を非破壊で三次元的に計測できる「Ｘ線サーモグラフィー」の開発を進めている．本稿では本Ｘ線サーモグラフィーの原理，放射光を用いた原理実験[1]，及びバイオメディ
カルへの応用例について紹介する．
２．Ｘ線サーモグラフィーの原理
2.1 検出原理
室温域における固体及び液体の体積膨張率は非常に小さく，温度によらす一定と見なすことができる．基準体積を Vo，体積膨張係数をとしたとき，温度が dT [K]だけ変化としたときの体積 V は
𝑉

𝑉 1

𝛼𝑑𝑇

(1)

となる．したがって，が既知であれば体積の変化，すなわち密度の変化から温度の変化を検出することができる．以上がＸ線サーモグラフィーの原理で伝熱

2022 年 4 月- 16 -ある．
液体（水），金属（アルミニウム）及び半導体（シリコン）を対象として，温度変化に伴う密度の変化を計算した結果を図 1 に示す．この結果から，熱膨張係数が最も大きな水でも，10 K の温度変化に伴う密度変化は僅か 3 mg/cm3 であることがわかる．
このため，10 K 以下の温度分解能を得るためには，
従来のＸ線 CT では密度分解能が大幅に不足しており，より高い密度分解能を有した計測法が不可欠となる．そこで，本研究では近年着目されているＸ線の位相情報を利用した高感度な「Ｘ線位相イメージング法」を採用した．

図 1 水，アルミニウム，及びシリコンの温度変化に伴う密度変化．数 K の温度変化を検出するためには，密度変化の大きい水でも 1 mg/cm3 の密度分解能が必要になる．
2.2 位相イメージング法
Ｘ線は波長の短い電磁波であり，可視光と同様に物体を透過した際に吸収による強度の減少と，位相の変化（位相シフト）が同時に生じる（図 2）．従来のレントゲンやＸ線 CT（吸収イメージング）は，強度の減少を画像のコントラストとして利用しているのに対して，位相イメージングでは位相シフト
を画像のコントラストとして利用している．
Ｘ線領域でも物質（被写体）とＸ線の相互作用は

J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開

図 2 サンプルを透過した際，吸収による強度の変化と位相シフトが生じる．
複素屈折率
𝑛

1

δ

iβ

(2)

で表すことができ，吸収イメージングは虚部を，
位相イメージングは実部を検出していることにな
る．Ｘ線の波長をλ，古典電子半径を re，単位体積中に含まれる j 種原子番号を Z，その数を mj，原子散乱因子の異常分散項（実部と虚部）を f’と f”とす
ると，
δ

∑ 𝑚 𝑍

β

∑ 𝑚

𝑓

(3)

𝑓

となるので，吸収と位相イメージングの感度比 r は(4)𝑟
𝑍 𝑓 /𝑓となる．
図 3 に各Ｘ線エネルギー（15, 35, 50 keV）における元素番号に対する r を計算した結果を示す．原子番号が 10 以下の軽元素に対して r は 3 桁以上大きいことがわかる．すなわち，位相イメージングでは吸収イメージングに比べて 1,000 倍以上高い感度（高密度分解能）で密度差を検出可能なことが判る．

図 3 各元素に対する感度比 r の計算結果．位相イメージングは軽元素に対して感度 1,000 倍．

伝熱2022 年 4 月

３．Ｘ線サーモグラフィーの装置
3.1 位相検出法
Ｘ線の位相シフトは現在の技術では直接的に検出できないため，検出可能な強度に変換して検出する必要がある．現在，位相シフトの変換・検出方法
として，
1. 単結晶のＸ線干渉計を用いて波の重ね合わせ
により検出するＸ線干渉法[2]2. サンプルによるＸ線の屈折角から検出する屈折コントラスト法[3]3. フレネル干渉縞から検出する伝搬法[4]4. Ｘ線回折格子によるタルボ効果を利用するタルボ干渉法[5]が実現されている．上記各法のうち，Ｘ線干渉法は位相シフトを直接強度に変換して検出しているために，位相の空間微分量を検出している 2.～4.の他法に比べて 1 桁以上感度が高く，放射光を用いた計
測ではサブ mg/cm3 以下の密度分解能を実現できている[6]．そこで，本研究ではＸ線干渉法を採用した
位相イメージングシステムを基盤装置として利用
した．
3.2 Ｘ線干渉計
Ｘ線干渉計の模式図を図 4 に示す．本干渉計は 2枚の薄い歯を搭載した 2 個の結晶ブロックで構成されており，光学的な構成は可視光におけるマッハ・ツェンダー型と同一である[7]．すなわち，本干渉計に入射したＸ線は結晶ブロック 1 の 1 枚目の歯（スプリッター，S）においてラウエケースのＸ
線回折によって 2 本の干渉ビームに分割され，結晶ブロック 1 の 2 枚目の歯（ミラー1，M1）及び結晶ブロック 2 の 1 枚目の歯（ミラー2，M2）で各々回折され，結晶ブロック 2 の 2 枚目の歯（アナライザー，A）で結合されて干渉ビーム 1 及び 2 を形成す
る．干渉計内のビームパス（物体波）にサンプルを設置すると，サンプルによって生じた位相シフトが波の重ね合わせにより，干渉ビームの強度変化とな

図4- 17 -

Ｘ線干渉計の模式図．

J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開

図 5 Ｘ線干渉計を採用した位相イメージングシステム．高エネルギー加速器研究機構
放射光施設 BL14C に常設されバイオメディカルや産業利用などで活躍中．
って現れる．したがって，強度変動から位相シフトを逆に定量的に検出することができる．
本干渉計を採用したイメージングシステムの概要を図 5 に示す[8]．本システムはＸ線干渉計とその位置決めステージ群，サンプルの位置決めを行う
試料ステージ群，参照波の位相を制御する位相シフ
タとその位置決めステージ群，検出及び制御系から主に構成される．入射Ｘ線（放射光）は干渉計の上流に設置した非対称結晶により横方向に拡大された後，干渉計に入射する．干渉計により形成された2 本の干渉ビームのうち，像鮮明度（Visibility）が良いビーム（O 波）を測定用のＸ線カメラ 1 で，他方のビーム（H 波）をフィードバック用のＸ線カメラ 2 で検出している．
Visibility の良い干渉像を形成するためには，Ｘ線干渉計を構成する各結晶ブロック間の相対的な回転を prad（10-12 rad）以下の精度で安定化する必要がある．このため，本システムでは干渉計用の位
置決めステージに剛性の高い固体滑り機構を使用
し，床からの振動を低減するためにアクティブ除振機構を採用し，さらに 2 重のフードにより防音することで数 Hz 以上の機械的な振動を抑制している．また，数 Hz 以下の振動（ドリフト）は，Ｘ線
カメラ 2 で取得したＸ線干渉像に現れている干渉縞が動かないように干渉計ステージの回転を制御する補償機構（フィードバック機構）により抑制し
ている．

伝熱

2022 年 4 月

現在，本システムは高エネルギー加速器研究機構
放射光施設（KEK PF）のビームライン（BL-14C）
にて稼働中である．最大の観察視野は 60×30 mm2，
CT における密度分解能は 0.3 mg/cm3（世界最高）に達しており[9]，がんの無造影可視化と正常組織との識別，アルツハイマー病βアミロイドの 3 次元
観察[10]，薬剤投与における表在がんの in vivo 経時
観察[11]などバイオメディカルへの適用をはじめ，
南極古氷中に含まれるエア・ハイドレートの観察[12]，リチウムイオンバッテリー電解液のオペラン
ド観察[13]などの地球環境や産業利用などにも幅広く活用されている．
3.3 サンプル加熱セル
液体等の経時的な 2 次元観察には図 6 に示した
液体用セルとヒーターを用いた．セルの大きさは幅30 mm，高さ 45 mm，厚さ 10 mm（何れも内寸）で，Ｘ線の吸収を抑えるために厚さ 1 mm のアクリル板

図6- 18 -

2 次元経時観察用のセル

J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開で構成している．本セルをイメージングシステムの
試料位置決め用 X－Z ステージに取り付け，リモー
トでＸ線干渉計の物体波への挿入及び待避を行った．セラミックヒーター（サイズ 5×5×1 mm，容量 15 W）はセルの底面に貼り付けることで，単純な熱伝播だけでなく，比熱の異なる物体（アクリルや油など）が混在した系や，水の対流を制限した系など様々な条件における伝播の観察も行えるようにした．
3 次元観察には，図 7 に示した加熱サンプル系を使用した．本系は金属製の液体セルとヒートシンク，
ヒーターを内蔵し水を封入したポリエチレン製チューブ，及びチューブ回転機構から主に構成している．ヒーターのコードはチューブの回転を妨げることがないように回転機構のベースに直接取り付ける構造にしており，CT の計測中でもヒーターによりチューブ内の水を定常的に加熱・保温することができる．チューブから金属セル内に伝播した熱は，同セル下部の金属製ヒートシンクから逃がす構造となっており，加熱開始後 10 分程度で温度平衡状態になる．なお，ヒーターには上記 2 次元観察用と同じセラミックヒーターを使用した．金属セル内部の液体は密度差によって生じる位相差を避けるためにチューブ内と同じ水にした．

可視光用冷却 CCD カメラ（水冷）に伝送し検出している．ファイバーのテーパー比は 1.4:1（入射した像を 0.7 倍に縮小），CCD カメラの画素数は 4008
×2560，画素サイズは 9m（実効的なサイズは12.5m），像の転送速度はフルフレーム時に 1.6 フ
レーム/秒である．2 次元測定では転送速度を向上するために Binning 4×4（4×4 画素を 1 画素として取り扱い高速読出しするモード）を利用し，露光時間
を 200 ms とした．また，定量的な位相シフト検出のために走査数 3 の縞走査法を用いた[14]．このため，1 枚の位相マップ（位相の空間分布像）の検出に要する時間は約 1.3 秒である．なお，三次元計測
では密度及び空間分解能を優先して，Binning 2×2，
露光時間 1 秒とした（トータルの計測時間は 1 時間
15 分）．
４．原理検証及び生体への適用例
4.1 2 次元時分割計測の結果
図 6 のセル内を水で満たし，ヒーター加熱に伴う水の温度変化を経時的に観察した結果と，同条件を用いて有限要素法によって算出した各像を図 8 に示す[1]．像のサイズは横 21 mm，縦 24 mm,時間分
解能（像の計測間隔）は 1.3 秒である．この結果か
ら，加熱に伴いヒーター周辺の温度が徐々に上昇し，次第に高温の領域が上部に帯（加熱帯）となって伝わっていくことがわかる．また，5 枚目（6.5 秒）以降の画像では，上面に到達した高温の帯が横方向に広がっていることもわかる．計算画像と比較すると，両者の熱の空間分布や熱の伝搬速度はよく一致しており，本サーモグラフィーで正確に水の温度を検出できていることが判る．

図 7 3 次元観察用の加熱サンプル系．温度を一定に保つために，ヒーターをチューブ内部に設
置．
3.4 計測条件
本計測におけるＸ線（放射光）のエネルギーは17.8 keV に設定した．Ｘ線干渉像の検出（Ｘ線カメ
ラ 1）には，高速かつ高感度のファイバーカップリ
ング型 CCD カメラを用いた．本検出器では，入射Ｘ線を蛍光体（Gd2O2S:Tb（通称 GOS）
，厚さ 30 m）
により可視光に変換し，オプティカルファイバーで伝熱

2022 年 4 月

図 8 ヒーター加熱による水の温度変化の経時的な観察結果．計算とよく一致している．

- 19 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開
図 8 と同様の方法により，水と油の 2 層混合液体における熱の伝搬（温度変化）を計測した結果を図 9 に示す．下部が水で上部が一般的な工業用機械油である．なお，境界にはアクリルプレートなどは一切設置せず，表面張力だけで両者が分離されている．この結果から，はじめに水のヒータ
ー近傍領域が図 8 と同様に加熱された後，加熱帯が上部の境界まで上昇し，油との境界に達すると横方向に分かれて広がること，加熱帯が衝突した領域を起点として油が 2 次的に加熱されることなどがわかる．さらに，油でも加熱された領域が加熱帯となって上部に伝わり，上端で横方向に広がることなどもわかる．なお，水と油の境界で一部の領域が不鮮明になっているのは，密度差が大きく正常に位相のアンラップを行えなかったことが原因と考えられる．また，ヒーター下部ではアクリルまで加熱されていることがわかる．

す[1]．チューブの直径は 8 mm，高さ 15 mm である．また，内部を表示するために手前側半分をデジタル的にカット（透過化）してある．黄色がより温度の高い領域を，赤色が温度の低い領域を示しており，位相差は 9 rad で温度に換算した場合 40 K である．この結果から，ヒーターに近い上部領域がより高温になっており，ヒーターから離れるに従って温度が次第に低下していることがわかる．なお，チューブが白色（高温）に表示されているが，温度が高いのではなく元々の密度が水に比べて低いためである．

図 10 セルに封入された水の三次元温度分布像．
図 11 には図 10 の三次元像を二次元に展開した像を示す．この結果から高さ方向（Z 方向）には大
きな温度分布があるが（右図），動径方向（円筒の半径方向）の分布は差が小さく，温度がほぼ均一になっていることがわかる（左図）．なお，左図断面像について，温度変化の小さい領域における位相シ
フト量のゆらぎ（標準偏差）を評価した結果 0.5 radであった．本測定条件を用いて温度に換算すると2.3 K になる．したがって，本測定における温度分
解能は約 2 K と考えられる．

図 9 水（下部）と油（上部）の 2 相液体のヒー
ター加熱による温度変化．
4.2 3 次元非破壊計測の結果
図 7 のチューブ内のヒーターで常時加熱して熱平衡を保った状態で，チューブに封入した水の温度分布を位相 CT により非破壊で観察した．CT の投影数（プロジェクション数）は 500（360 度，0.72 度
ステップ）で，トータルの測定時間は 1 時間 15 分
である．断面像の再構成計算には一般的な Sheep &Logan フィルターを採用したフィルタードバック
プロジェクション法(FBP 法)を用いた．
図 10 にチューブと内部に封入された水の三次元
温度分布像（温度ボリュームレンダリング像）を示

伝熱

2022 年 4 月

図 11- 20 -

図 10 の各断面方向の温度分布像

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特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開

4.3 生体サンプルへの適用結果
バイオメディカルへの応用として 4.1 と同様の方法で，市販されている豚肉の切片をセル内に設置し，ヒーターで加熱した際の熱伝搬を経時的に観察した結果を図 12 に示す[15]．画像のサイズは横 12 mm，
縦 9 mm で画像の間隔は 17 秒である（計測は 1.3 秒で実施したが，熱の伝搬が遅いため間引いて表示）．
この結果から，ヒーター（画像外の下部に設置）の加熱により，切片が徐々に加熱されて高音部が上部に広がっていることが判る．なお，縦方向の黒い縞（高温の縞）は脂肪（脂身）の領域であり，脂肪の方が熱伝導率が高く，熱が良く伝わることが判る．

図 12 ヒーター加熱による豚肉切片の経時的な温度変化．脂肪（黒い縦筋）から熱が伝わっていることが判る．
５．まとめ
物体内部の温度を非破壊で三次元的に観察することを目的として，高感度なＸ線位相イメージング法を用いたＸ線サーモグラフィーを開発し，放射光を用いた同システムにより原理的な検証実験を行った．この結果，
 ヒーター加熱に伴う水の温度変化（空間分布）を
1.3 秒の時間分解能で可視化することに成功した．
 チューブ内に封入しヒーターで加熱した水の温度分布を非破壊で三次元的に可視化することに世界で初めて成功した．
 3 次元計測における温度分解能は 2 K であった．
 バイオメディカルへの応用として，豚肉切片をヒーターで加熱し，熱の伝搬を経時的に観察することができた．
今後は，SiC パワーデバイスや電池などを対象として，動作時の温度分布計測への適用を進めていく
予定である．また，パルスレーザーによる加熱と，放射光や自由電子レーザーのパルス放射光を組み合わせたポンプ&プローブ（P&P 法）法を現在開発

伝熱2022 年 4 月- 21 -

中で[16]，ns 以下の時間分解能で加熱に伴う物質中の熱伝搬の可視化を目指している．更に,熱散漫散乱（Thermal diffuse scattering）の強度から結晶性物
体の温度変化や分布を計測する手法の検討も進めている[17]．
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J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開
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伝熱2022 年 4 月

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the hard-X-ray free-electron laser of the SPring-8
Angstrom Compact Free-Electron Laser, J. Sync.
Rad. 1358-1361 (2020) 27.
[17] 米 山 明 男 , 他 , 熱 散 漫 散 乱 （ Thermal diffuse
scattering）を用いた各種結晶性材料評価の検討,
サンビーム年報・成果集, 71-74 (2020) 10.

- 22 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開

熱流センサと熱流センサを用いた熱流計測の現状と課題
Current Status and Issues of Heat Flux Sensors and Heat Flow Measurements
Using Those Sensors

阿子島 めぐみ（産業技術総合研究所）
Megumi AKOSHIMA (AIST)
e-mail: m-akoshima@aist.go.jp
１．はじめに
熱移動や熱拡散現象を精確に捉えることは，熱物性値計測において常に課題であり，精密化に向けては不可欠である．また，各種機器や建造物の省エネルギー化や熱設計においても，熱移動を把握することは，近年特に重要性が増している．
一般に，熱の流れは，多数の温度計を用いて複数個所の温度を測定して温度分布を知ることで推測することが多い．温度計は入手が容易かつ比較的安価で広く普及しているセンサであることから実用的であるが，温度分布と温度計測点間にある物体の熱伝導率等の物性値・特性値等から熱移動を推測する間接的な評価方法と言える．直接的な熱の流れの測定には，熱流センサが利用される場
合もある．熱流センサは，熱流の向きと大きさを計測することができるセンサであり，熱移動を捉える際の有効なツールである[1-5]．
本特集記事では，熱流センサおよび熱流センサ
を用いた熱流計測の現状と課題について述べる．

種類の材料の接合した熱電対を複数接続したサーモパイルがあり， Δ T を検出することで熱流密度を得ることができる．2 種類の材料を接合した熱電対として，K 型や T 型などの所謂熱電対が用いられる場合に加えて，近年では Bi2Te3 のような熱電材料が用いられる場合[10]もある．僅かな温度差に対する 1 対の熱電対の熱起電力は小さいが，サーモパイルで総熱起電力を出力することによって感度の向上が図られている．1 枚のセンサ内に多数の熱電対を配するため，内部の構造は繊細である．わずかな熱流に対して表裏面間に大きな温度差が生じる方が有利であることから，熱伝導率が比較的低く，熱電対と導通しない絶縁性のある材料が用いられることが多い．また，熱流センサ
は物体に貼り付けて使用し，使用後は物体から剥がすことが想定されるため，その作業に耐え得る強度も必要である．これらを考慮して材料や内部構造を工夫した様々な機種が販売されている．しかし，高感度性，耐熱性，フレキシブル性，耐圧性などを全て備えることは難しい現状がある．

２．熱流センサの概要
現在市販されている熱流センサは，平板型でその平板をその表から裏へ通過する熱流を計測することができるものが大部分である[6-8]．これらは，
1920 年代に Schmidt によって開発された熱流計測
デバイス[9]と同一の原理に基づくものであり，ゼーベック効果を利用したものである．さまざまな
大きさや材質のものが市販されている．
熱流がセンサを貫通するとセンサ平板の表面・裏面の間に僅かな温度差ΔT が生じる（図 1）．
Δ𝑇

平板型熱流センサおよび定常法の原理(1)

ここで，q は単位面積あたりを通過する熱流, すな
わち熱流密度であり，d は平板型センサの厚さ, 
は平板型センサの熱伝導率である．式(1)はフーリ
エの法則から得られる．熱流センサの内部には 2

伝熱 2022 年 4 月

図1

図 2 熱流センサの使い方(a)埋設式，(b)表面貼付式- 23 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開

熱流センサで熱流を計測するためには，使用前に熱流と出力電圧を関係づける感度係数が決定している必要がある．熱電対の熱起電力は完全には温度に対して線形ではない．また，センサ平板は複合材であるため式(1)の  は見かけ熱伝導率であり，用いられている素材の熱伝導率も温度に依存するため，センサ平板の熱抵抗 d/には機種依存や個体差，温度依存性がある．これらの理由から，
センサ個体毎に感度係数の値付けが行われている．
さらに，使用温度が変化する場合には，温度変化の影響の補正も必要になることがある．
３．熱流センサの校正方法
熱流センサには，2 つの物体の間に挟んで物体間の熱移動を測定する使い方と，物体（壁面等）に貼り付けて片面は空気中に暴露された状態で物体への熱の出入りを測定する使い方がある（図2）．物体間に挟んで使用する場合は，センサと物体との熱接触が良好である必要はあるが，固体伝導による熱移動を捉えており，センサと物体との熱接触が良好であれば再現性良く熱流の計測ができる．片面を物体に貼付して使用する場合には，
固体伝導・対流伝熱・ふく射伝熱の総和が計測される．実用的にはその使用方法が多く用いられるが，3 成分の熱移動を捉えることから周囲環境の影響を受けやすく，センサを貼付することで熱流を計測する場の熱的条件を変化させてしまう可能性もあり，計測される熱流が 3 成分の総和で区別は困難であること等から熱流の計測結果の信頼性に課題もある．
熱流センサの感度係数の決定（校正）には，熱流センサを熱浴と冷浴で挟み込む定常法（図 1）で測定した結果から感度係数を決定する方法と，使用される熱的条件を模した放熱面に貼り付けて感度係数を決定する方法がある[1]．前者は，所定の熱流密度の熱流が熱流センサを通過する固体伝導による熱移動の条件での校正であり再現性が良
く，値付けされる感度は固有感度とも呼ばれる．
後者は固体伝導に加えて対流やふく射も含めた熱的条件での校正であり，値付けされる感度は実用
感度や見かけ感度とも呼ばれる．市販の熱流セン
サの多くは，固有感度が値付けられている．

伝熱 2022 年 4 月

図3

保護熱板法 (a)2枚法，(b)1枚法

3.1 保護熱板法
定常法は，測定対象（試験体）に一定強度の熱エネルギーを継続的に与えながら充分時間が経過して試験体温度の時間変化がなくなった定常的な状態を観測することで熱伝導率を得る方法であるが，具体例の一つが保護熱板法（Guarded Hot Plate
method, GHP 法）[11, 12]である．
定常状態を観測するため，実際の測定では，熱浴には通電式のヒータを組み込んだ熱板，冷浴には水冷ヒートシンク，熱電対や白金抵抗体などの接触式温度計が用いられる．試験体の厚さdや温度差ΔTの値が大きい方がそれぞれを精密に測定して信頼性の高い結果を得ることができるため，温度勾配が付きやすい低熱伝導材料の大型試験体の熱伝導率測定に適している．
理想的な断熱真空下では試験体には厚さ方向にのみ1次元的な温度勾配が生じるが，現実的には側面からの熱損失で試験体の芯部と側面部では温度勾配が異なる状態となり，図1に示す理想状態の実現は難しい．そこで，側面からの熱損失を補償することで試験体の芯部を理想状態に近づけて信頼性の高い測定を実現した方法がGHP法である．
GHP法では熱板を中心の主熱板とその周囲の保護
熱板で構成し，保護熱板により側面部の熱損失を補償することで，主熱板から冷却板へ極めて安定
かつ1次元に熱が拡散する状況を実現することができる．装置建てとしては，主熱板および保護熱板- 24 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開からなる熱板から熱が両面へ拡散することを利用した熱板に対して対称な構造の2枚法と，片側を保温することで熱を選択的に片面へ拡散させる1枚法がある（図3）．GHP法は熱伝導率の絶対測定法であり，各国標準研究所でも断熱材の熱伝導率測定
技術として採用されて国際比較[13, 14]も実施されている他，国内では建材試験センターによる断熱材の熱伝導率測定 [15]にも用いられている．
3.2 保護熱板法による熱流センサの校正装置
図4および図5に，産業技術総合研究所（以下，
産総研）のGHP法を用いた熱流センサの校正を行う熱流密度校正装置[16]のブロック図と外観写真を示す．熱板から上下対称な2枚法の構造であるが，校正対象物は1個であるので図4の熱板の上側を被測定試験体スペースとする1枚法として使用している．図4の熱板の下側の試験体設置スペースには熱伝導率が既知の断熱材（NIST SRM 1450d）を設置
し，保温板を熱板と同じ温度に保温することで熱板からの熱流が被測定試験体側へのみ選択的に流れる状態を実現している．保温側の断熱材をNIST
SRMとした理由は，保温側へ一部の熱流が流れてしまう場合にもこの断熱材の熱伝導率と温度差か
らその熱流の評価を可能にするためである．熱板から保温側への熱流の有無をより簡易に検知するため，熱板の主熱板直下の断熱材との接触面に小型の熱流センサを設置し，その出力が0になるよう
熱板，保温板，冷却板の制御を行っている．
熱板はアルミニウム合金製で，100 mm × 100
mm の主熱板と外形200 mm × 200 mmで中央に102mm × 102 mmの角穴が開いた保護熱板で構成され，主熱板と保護熱板の間のギャップは約1 mm幅である．主熱板と保護熱板は，それぞれ組み込んだ抵
抗ヒータを用いて独立に温度制御を可能とした．
冷却板や熱板の各所に熱電対を配置し，合計24カ
所の温度をモニタすることで，熱板の温度分布や温度変化を評価し，主熱板領域において冷却板へほぼ理想的な1次元定常熱伝導が実現されていることを確認することができる．室温付近の温度条件
で熱流密度が0 W/m2を超えて100 W/m2以下の範囲
では，典型的な温度分布は，熱板内は標準偏差で0.2 K以下，主熱板内は0.1 K未満であり，10分間あたりの温度ドリフトは0.2 K以下に制御が可能である．100 W/m2を超えて熱流密度が大きくなるにつ

伝熱 2022 年 4 月- 25 -

れて熱板内の温度分布が有意となり不確かさは増加するが，180 W/m2まで校正が可能である．
校正対象物の熱流センサは，熱流検知部の一辺が9 mm以上50 mm以下と主熱板よりも小さく，それを断熱材で覆って被測定試験体スペースの中心に設置する．このとき，熱流センサが断熱材の中にあることで1次元定常熱流が乱れることがないよ
うに断熱材を十分厚くすることに加え，特にセンサの熱抵抗が周囲の断熱材に比べて顕著に小さい
場合には，センサの周辺にセンサと熱抵抗および厚さが近い材料を設置して主熱板サイズの範囲では熱抵抗の分布が無視できる状態を作る．

図4

産総研のGHP装置のブロック図

図5

産総研のGHP装置の外観

3.3 熱流センサの校正の実際
産総研では，3.2の装置を用いて熱流センサの依頼試験等を実施している．依頼試験では，熱流密度が0 W/m2を超えて100 W/m2以下の範囲の2点以上について，設定した熱流密度の熱流が通過する状
態で熱流センサの出力電圧を測定し，その測定結果と不確かさを記した校正証明書を発行する．拡J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開
張不確かさは2 %（包含係数k=2）以上である．依
頼者は，その2点以上の校正結果を用い，熱流密度を横軸に，出力電圧を縦軸にプロットした直線回
帰の傾きとして感度係数を得ることができる．
例として，熱流検知部が10 mm×9.1 mmの熱流センサについて0 W/m2を超えて100 W/m2以下の範囲で4点測定した例を図6に示す．冷却板の温度を約23 ℃に保持しながら主熱板の発生熱流を設定値に設定し，熱板内の温度分布が0.2 K以下になるよう保護熱板のヒータ出力を調整し，定常状態（熱板および冷却板の温度の時間変化が10分間あたり
0.2 K以下とした）と判断した時間領域での計測値を，図6の時間アドレス250付近，550付近，800付
近，1000付近で60分間以上平均して得た結果のプ
ロットの直線回帰の傾きとして感度係数が得られる（図7）．

図6

熱流センサ校正のトレーサビリティと不確かさ評価
産総研の熱流密度評価装置において，熱流は通電ヒータ（電流Iと電圧Vを印加）によるジュール
熱QJ である．測定中の熱損失Qloss を考慮すると，
主熱板領域（面積A）における熱流密度qは，
𝑞 𝑄 ⁄𝐴𝑄J 𝑄loss ⁄𝐴
𝐼𝑉 𝑄loss ⁄𝐴 (2)熱流センサ校正時の測定データ例

3.4

図7

であるから，仕事量（長さ・質量・時間の組立量）と面積（長さ）の組立量である．Japan Calibration
Service System認定事業者で校正したノギスとデジ
タルマルチメータ（DMM）を用いて主熱板の寸法とヒータに負荷する電流・電圧および校正対象の熱流センサの出力電圧を計測することで，国際単位系にトレーサブルな絶対測定を実現している．
熱流センサの校正では，測定された熱流密度qおよび熱流センサ出力電圧Voutは，それぞれに不確かさu(q), u(Vout)を有する．簡潔にするため，これらを合成してVout成分の拡張不確かさにまとめて表現する．具体的には，2点以上の測定値への直線回帰
𝑉 𝑞
(3)
𝐶⋅𝑞 𝑉
を求め，その感度係数Cを利用して拡張不確かさUを次式で得る．
𝑈𝑘 ⋅ 𝑢′ 𝑉out

𝑘⋅

𝐶⋅𝑢 𝑞

𝑢 𝑉out(4)kは包含係数である．図6の測定はqおよびVoutの有効自由度が十分大きいことからk=2とする．校正対象物である熱流センサは熱流が与えられていない

伝熱 2022 年 4 月

状況ではセンサ表裏に温度差は無く出力電圧はゼロ（Vbase＝0）であると考えられるが，現実にはセンサ内部の配線や端子の接触抵抗の影響などで有限になる場合があるため，式(3)はVbase≠0としてＣを求めることとしている．
u(q)は，式(2)においてQloss≒0を仮定して，
𝑢 𝑞𝜕𝑞 ⁄𝜕𝑄 𝑢 𝑄𝜕𝑞 ⁄𝜕𝐴 𝑢 𝐴
1⁄𝐴 𝑢 𝑄𝑄⁄𝐴 𝑢 𝐴(5)
式(5)のQおよびAの不確かさは以下である．ただし，
QlossはQの不確かさ要素の一つとして扱う．
𝑢 𝑄
𝜕𝑄⁄𝜕𝐼 𝑢 𝐼
𝜕𝑄⁄𝜕𝑉 𝑢 𝑉
𝑢 𝑄loss
𝑉 ⋅𝑢 𝐼𝐼 ⋅𝑢 𝑉𝑢 𝑄loss (6)𝑢 𝐴
𝜕𝐴⁄𝜕𝐿 𝑢 𝐿
𝜕𝐴⁄𝜕𝐿 𝑢 𝐿
𝐿 𝑢 𝐿
(7)
𝐿 𝑢 𝐿
ここでL1およびL2は主熱板の1辺の長さである．
熱流センサの出力電圧の不確かさu(Vout)は，
𝑢 𝑉out𝑢 𝑉DMM𝛿 𝑉out𝑉out- 26 -

測定値のプロット例

0.00004

0.1

0.00004 ⁄√3(8)

J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開

δ(Vout)は定常状態での測定値（平均値）の標準偏差，u(VDMM)はDMMの校正証明書記載の不確かさである．図7の各点の不確かさをこの方法で評価す
ると，いずれも2 %となった．
４．熱流センサによる熱流計測の課題
3. において，熱流センサの使用方法が二通りあり，特に実用的な表面貼付式での使用は課題が多いことを述べた．熱流センサをより便利に計測の信頼性も確保して使用するためには，表面貼付式
による使用時に周囲環境に応じて熱流センサの出力がどのように変化するかの熱流センサの挙動に関する情報が必要である．表面貼付式の使用時の課題について記述された文献[1, 2]もあるが，系統的に調査して積み上げられたデータは整備されていない．そこで筆者は，そのようなデータを蓄積して実用感度の議論をすることや熱流センサの理想的な使用条件（取り付け方，感度係数の扱い方）
を得ることを目標に，熱流センサを壁面等へ貼り付けて使用する状況を模擬した評価装置を作製し，雰囲気やセンサの表面の条件を変えたときの熱流センサの応答を調べるなどの取り組みを行っている[18]．図 8 は開発中の評価装置のブロック図である．容器内に熱流センサを貼付する模擬壁面（熱板）があり，雰囲気（空気中，真空中など）や貼付方法・密着性（グリース，接着テープなど），放射率（センサの素材・表面状態，金属テープ被覆，
黒体スプレー塗布など），センササイズ（センサの面積や厚さに対する熱的条件の変化など）を変化させることができる．図 9 に一例を示す．閉じた容器内で熱板ヒータに 1.98 W を印加しながら真空
中から空気中へと雰囲気を変え，その後容器の扉を開けて室内の空気循環程度の気流を取り込み，再度容器を閉じて熱板温度が真空中と同じになる
よう熱板ヒータの出力を調整した時の実測データである．真空中では主にふく射伝熱，空気中ではふく射伝熱に加えて熱板から空気への固体伝導による熱移動がある状況が推定されるので，真空中と空気中の熱板温度とヒータ出力の比較から，ふく射伝熱と空気への固体伝導の熱流を区別して推測できる．また，容器の開閉の比較により，気流による信号の不安定さや対流伝熱の寄与も推定できる．

伝熱 2022 年 4 月- 27 -

図8

表面貼付式で使用する際の挙動評価用装置のブロック図

図9

表面貼付式で使用した時の評価例

５．熱流センサに関連する最近の動向
古くから使われているゼーベック効果を利用した平板型熱流センサについて述べてきたが，近年
は以前よりも広く普及してきており，更には新しいセンサの開発も行われている．例えば，カーボ
ンナノチューブを用いた熱電変換材料インクと印刷技術で作成されたフレキシブルなセンサ[19]が実験室レベルでは開発されており，より薄くフレ
キシブルなセンサの出現が待たれる．
更に，ゼーベック効果以外の原理，具体的には
異常ネルンスト効果で温度差を検知可能であるとの報告があり，ワイル磁性体[20-22]を用いた新しい熱流センサ[23, 24]も期待されている．磁性体を用いたセンサは，薄膜プロセスで基板上に製膜さJ. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開[8] 江藤電気㈱, 熱流センサー技術資料,
http://www.etodenki.co.jp/ht_flux/index.htm[9] Schmidt, E, Patent US1528383A (1925).
[10]Yazaki, Y., Matsui, H., Proc. 38th Jpn. Symp.
Thermophys. Prop., Tsukuba (2017), D133.
[11]ISO 8302:1991 Thermal insulation -- Determinationof steady-state thermal resistance and related
properties -- Guarded hot plate apparatus

れたものが試作されている．熱流と出力される熱起電力は，ゼーベック効果では方向が同じである
が，異常ネルンスト効果では直行するので，新しい構造のセンサの出現も期待される．
６．まとめ省エネルギーを背景に，熱エネルギーの流れを直接計測できる熱流センサが改めて注目されている．このセンサには，事前にその出力電圧とセン
サを通過する熱流密度の関係付けが必要であり，埋設式と表面貼付式の二通りの使用方法がある．
埋設式では再現良く固有感度を決定すること可能であり，国内では産総研が校正装置を開発してSI
トレーサブルな校正サービスを行っている．表面
貼付式では固体伝導，対流伝熱，ふく射伝熱の総和を検出し周囲環境の影響を受けるため課題が多い．表面貼付式での熱流センサの挙動データを蓄積して実用感度の議論をすることや熱流センサの理想的な使用方法や解釈の検討が待たれている．
従来の平板型熱流センサに加えて，最近では新しいセンサも開発・試作されている．熱流センサがより普及して便利に活用され，信頼性高く熱流を計測することが実現し，エネルギー問題の解決に役立つことを期待している．

[12]JIS A 1412-1:2016 熱絶縁材の熱抵抗及び熱伝導率の測定方法−第 1 部：保護熱板法（GHP）(2016).
[13]Zarr, R., Filliben, J. J., International Comparison ofGuarded Hot Plate Apparatus Using National andRegional Reference Materials, NIST TN 1444,(2002).
[14]Hay, B., Cortes, L., Doucey, B., Filts, J-Remy,
Sokolov, N., Stacey, C., Zarr, R., Zhang, J., Thermal
Conductivity 30/Thermal Expansion 18 (2009) 7.
[15]藤本哲夫，建材試験情報 6 月号 p.12 (2008).
[16]Akoshima, M., Yamada, N., Proc. 37th Jpn. Symp.
Thermophys. Prop., Tsukuba (2015), D133.
[17]Akoshima, M., Yamada, N., Proc. 38th Jpn. Symp.
Therrmophys. Prop., Tsukuba (2016), B321.
[18]Akoshima, M., Proc. 42nd Jpn. Symp. Therrmophys.
Prop., Tsukuba (2021), C323.
[19]https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2019/p
r20190129_2/pr20190129_2.html[20]Ikhlas, M., Tomita, T., Koretsune, T., Suzuki, M.,
Nishio-Hamane, D., Arita, R., Otani, Y., Nakatsuji,

参考文献[1] 炭竃貞夫, 熱センサ入門―原理・構造と使い方,
啓学出版 (1984).
[2] ㈳日本機械学会, 計測法シリーズ 8 熱計測技術,
朝倉書店 (1986).
[3] Bales, E., Bomberg, M., Courville, G., STP885
Building Applications of Heat Flux Transducers,
ASTM: Philadelphia (1985).
[4] SN. Flanders edt., proceedings of a workshop on Insitu Heat Flux Measurements in Buildings
Applications and Interpretation of Results, CRREL:
Hanover, (1991).

S., Nat. Phys. 13 (2017) 1085-1090.
[21]Sakai, A., Mizuta, Y. P., Nugroho, A. A., Sihombing,R., Koretsune, T., Suzuki, M., Takemori, N., Ishii,R., Nishio-Hamane, D., Arita, R., Goswami, P.,
Nakatsuji, S., Nat. Phys. 14 (2018) 1119-1124.
[22]Sakai, A., Minami, S., Koretsune, T., Chen, T., Higo,
T., Wang, Y., Nomoto, T., Hirayama, M., Miwa, S.,
Nishio-Hamane, D., Ishii, F., Arita, R., Nakatsuji, S.,[5] Baba, T., Ono, A., Hattori, S., Rev. Sci. Instrum. 56(1985) 1399.

Nature 581 (2020) 53-57.
[23]Zhou, W., Sakuraba, Y., Appl. Phys. Express 13(2020) 043001.
[24]Mizuguchi, M., Nakatsuji, S., Sci. Technol. Adv.

[6] 京都電子工業㈱ 熱流センサカタログ (2004).
[7] 英弘精機㈱ 熱流計シリーズ取扱説明書 Ver.7,
https://eko.co.jp/wp/wp-content/uploads/2019/03/

Mat. 20 (2019) 262-275.

熱流計シリーズ取説 20180522_V7.pdf (2018).

伝熱 2022 年 4 月- 28 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開

MEMS を用いた伝熱計測
Measurement in Heat and Mass Transfer with MEMS

中別府 修（明治大学）
Osamu NAKABEPPU (Meiji University)e-mail: onakabep@meiji.ac.jp
１．はじめにMEMS 技術で製作されるセンサ・デバイスは微小，薄膜，集積が可能で，熱電対，測温抵抗体，サーミスタなど従来の温度・熱センサよりも，高速，
局所，多機能な応用が可能である．筆者は，MEMS
技術で伝熱研究の領域拡大を目指し，いくつかの試みを行ってきた[1-4]．ここでは，近年実施してきた
3 つのトピックを紹介する．
筆者が使用する MEMS 技術とは，PC 上でのパターン設計，レジストのスピンコート，マスクレス装
置による露光，湿式の化学的な現像，スパッタ装置
による薄膜蒸着，リフトオフ法による不要薄膜の除去など，基本的なプロセスを組み合わせたもので難易度は低いが，利用価値は格段に高いと感じている．
興味を持たれた読者には，ぜひ，近くのクリーンルームを利用し MEMS を導入されることを勧める．
２．エンジン用熱流束センサ
エンジンの熱効率向上を目指したプロジェクト研究内で，薄膜 RTD（Resistance temperature device,
測温抵抗体）を用いたエンジン内壁面の熱伝達機構の研究を実施してきた[5-6]．図 1 に，可視化エンジ
ンのピストン頂面に設置した MEMS 熱流束センサを示す．直径 10 mm のアルミ合金基板に左から S1，
S2，S3，S4 と呼ぶ白金薄膜製の RTD を 4 点形成したもので，各 RTD は直径 570 µm，中心点間隔が
S1S2:1 mm，S2S3:0.6 mm，S3S4:1.4 mm となっている．
これらの RTD によりエンジン運転時の表面温度を 120 kHz（回転数 2000 RPM 条件下でクランク角
0.1°刻み）のサンプリング周波数で記録し，センサ内の非定常熱伝導解析で熱流束を算出する．薄膜構
造部には想定できない熱抵抗が存在するため，自己発熱校正によって得られた熱抵抗値を解析モデルに反映させ，解析の定量性を担保している．
図 2 には回転数 2000 RPM，圧縮比 13.0，IMEP

伝熱2022 年 4 月- 29 -

400 kPa で得られた代表的な局所熱流束の瞬時値と筒内圧力を示している．当量比 0.7 の希薄条件のため，圧力にもサイクル変動が見られているが，熱流束センサで計測した局所の瞬時値は，黒線で示すアンサンブル平均に対して 3 倍以上のピーク高さを持ち，激しく変動していることが分かる．エンジンの熱効率向上には，冷却損失と呼ばれる既燃ガスからエンジン内壁面への熱伝達を低減することが重要であり，熱伝達の実像として，このように激しく変動する熱流束の瞬時値の重ね合わせとしてアン
サンブル値ができていることを理解しておく必要がある．

図 1 ピストン頂面に設置した MEMS 熱流束セン
サ

図 2 450 サイクルの瞬時熱流束の確率分布と 50
サイクル分の筒内圧変化

J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開
直列 4 点熱流束センサは，エンジン内の流れの状
態や乱れのスケールを調べる目的で開発した[7]．
この計測では，センサは，S1 から S4 を通る軸がタンブル流に対して 168°傾いて設置され，また，ファイアリング試験では，S2 にノイズが多く入り，解析の幅は狭まってしまった．それでも，S1，S3，
S4 の熱流束信号から，センサ列に沿う近傍移流速度の推定と熱流束の FFT 解析を組合せることで熱流束の変動要因のスケールの情報を抽出できた．
図 3 は，
サイクル毎に上死点近傍 CA−10°～50°の範囲で 3 点の熱流束変動の相互相関解析から遅れ時間を出し，熱流束変動要因が移流する速度を求
め，S1S3 抽出速度と S3S4 抽出速度が平均値の 25%以内の差で一致するものを選び，集計したヒストグ
ラムである．速度 0 近辺は推定手法上検出されない
ため欠けている．有効データ率は 56/450 と高くな
いが，タンブル流れを示す負の速度にピークを持ち，エンジン内で確率的に発生する逆向きの流れも検出している分布を得ている．平均タンブル流速が10 m/s レベルの条件下で絶対速度の平均値は 8.5
m/s と得られており，推定速度としては悪くないものと評価できる．
測定された熱流束は図 4 に示すスペクトルを持ち，400 Hz 程度にピークを持ち，1 kW/m2 レベルを超えている 20 kHz 程度までの範囲が信号としての意味を持っている．相関解析で移流速度が得られたサイクルで，熱流束スペクトルを計算し，移流速度と組合せ，熱流束変動要因のスケールを導出し，積算したものを図 5 に示す．●がデータであり，ガウス分布型のフィッティング関数 2 つで分布を良く再現できることを示している．この例では，1.4 mmにピークを持つ小スケールの変動要因と 9 mm にピークを持つ大スケールの変動要因がタンブル流れに乗ってセンサ上を流れることで，図 4 のスペクト
ルになると説明される．小スケールの要因は流れに含まれる乱れ・渦に対応し，大スケールの要因は温度斑・燃焼斑に対応するものと考えている．
隣接多点式の MEMS センサで壁面熱流束を高速に計測し，近傍の移流速度や変動要因の情報が再構成できることは，エンジン筒内など密閉容器内の伝熱を検討するうえで MEMS センサが重要なツールであることを示している．

伝熱2022 年 4 月- 30 -

図 3 隣接 3 点の熱流束相関解析から推定したタン
ブル流速

図4

熱流束スペクトルのアンサンブル平均

図 5 タンブル流速と熱流束スペクトルから求めた熱流束変動要因のスケール
３．MEMS を用いたバイオカロリメトリ
細胞 1 個は 1~10 pW レベルの発熱を示す．生体試料を対象とした市販のカロリメータでは 100 nW
レベルが計測限界である．MEMS 技術で熱量計測
感度を極限まで高め，細胞レベルの代謝熱を捉える
ことは，極限的なチャレンジの一つである．著者ら

J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開
はペルチェ素子を用いた PI 制御により定温制御を実施している．センサブロックの温度が 10 mK 以内に整定するには約 30 分を要し，サーモパイル出
力の 20 分平均が 100 nW 以下に達するには約 1 時
間の整定時間がかかる．さらに 10 nW レベルの整定には 10 時間レベルの時間が必要である．
2 つの計測例を示す．図 7 は酵母菌の増殖過程のサーモグラムである．ガラスセル内に微量の酵母菌と培養液 10 µℓ を入れ，密封し，26.8 ℃の環境で約4 日間計測した．計測開始後 12 時間程度で，赤線の発熱は最低レベル 10 nW となり，その後 24 時間
程度まで一定の傾きで増殖し，その後，増殖スピー
ドは鈍り，30 時間で約 10 µW のピークを示し，発熱は減衰していく．減衰過程でも，32 時間程度以降は減衰が緩やかとなり，酵母菌が飢餓状態で代謝モードを変えていることがうかがえる．

は，薄膜熱電対を多数集積した MEMS サーモパイ
ルセンサを用い，試料セル内の細胞や微生物の発熱を高感度で測るバイオカロリメトリの開発を通して，熱量計測限界の拡張を試みてきた[8]．この研究では，センサの熱量感度の向上，外来熱ノイズの低減，増幅・記録系の内部ノイズの低減の３つが重要な要因となる．
現在開発中のカロリメータでは，サーモパイルセ
ンサを試料の上下に配置し，試料セルの発熱を上部センサと下部センサで捉える構造（図 6 左）にしている．これは，試料セルと下部センサの接触コンダ
クタンスが変化し，発熱量を正しく測れなくなる難点を緩和するものであり，上部センサでは約 10%の熱量が検出されている．MEMS サーモパイルセン
サ（図 6 右下）は 22 mm 角の硼珪酸ガラス板に 248
個の TC を直列接続して配置してあり，試料がのる
中央線に較正用の抵抗ヒータを備えている．単体で2.1~2.3 V/W の熱量感度を持っている．サーモパイ
ルは試料用，参照用の 2 枚を 1 つの銅板ホルダーに接着（図 6 右上）し，このセンサーホルダを上下に
2 つ，スペーサを介して配置し，センサブロックを構成している．
サーモパイル信号の増幅には 1 個のサーモパイ
ルに対してプリアンプ 4 個を並列し，内部ノイズを低減した増幅回路を使用している．
外部からの熱ノイズを低減し，安定な温度環境を提供する恒温槽は，内側より，最内層のセンサブロ
ック，第 2 層の密閉容器，第 3 層のアルミ容器，第4 層のインキュベータで構成し，第 3 層以内の各層

図7

図 6 上下 2 層サーモパイル方式の模式図（左），MEMS サーモパイルセンサ（右上），銅板ホルダー
に設置した差動サーモパイルセンサ（右下）

伝熱

2022 年 4 月

図8- 31 -

酵母菌の増殖曲線

単一ブラインシュリンプ卵の孵化

J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開
12 時間~24 時間のトレンドを計測開始時刻まで
外挿すると約 60 pW となり，約 3 個の酵母菌から世代時間約 72 分の増殖を繰り返し，24 時間で 100万倍に増えた状態が計測されたことになる．
図 8 は，単一のブラインシュリンプ乾燥卵が試料セル内で孵化する過程を測ったものである．赤線の熱量は計測開始時の乱れが 10 時間で約 50 nW まで低下し，その後，増加を示し，約 30 時間で 150 nWの発熱ピークをとり，緩やかに発熱が減少していく．
78 時間，117 時間，145 時間の変動は大きなノイズ
で，代謝信号の変動ではないと考えている．ブライ
ンシュリンプの乾燥卵は人工海水に入れると約 24時間で孵化することが知られており，この例では，
約 30 時間で孵化を起こしたものと考えている．
試作したバイオカロリメータでは，10 nW レベルの安定な熱量計測はまだ難しい状況にある．市販装
置の性能は超えているが，例えば単一酵母菌が成長し分裂する過程を調べるには，さらに 1000 倍の感度が欲しくなる．飛躍的な改善方法は見えていないが，研究開発の継続が重要と感じている．
４．櫛歯電極センサによるクエンチの観察
燃焼伝熱では，火炎が低温の壁面に近づき伝熱量が増えると燃焼反応が継続できず，消炎する現象（クエンチ）[9]は興味深い．これを捉えるには側方から画像計測により反応帯の接近を観察したり，レーザー光の吸収で壁面近傍の化学種濃度を調べるなど光学的なアプローチが主である．エンジン内など光学的手法が難しい燃焼容器内のクエンチ現象を調べるため，薄膜熱流束センサと櫛歯電極センサ
によるイオン電流計測を試みた[10]．
図 9 はシリコン基板上に製作した直径 280 µm のRTD 式熱流束センサと同極電極のピッチが 200 µmの櫛歯型イオン電流センサである．櫛歯電極では，
図 10 のように，正負の電圧を印加し，遠方からはゼロ電位に見え，近づくと電界が交互に並んでいる
双極性電界を形成し，壁面に近づいてきた反応帯で生成されるイオンをある距離から検出することが期待される．検出距離は電極ピッチで変わるため，
熱流束センサの周囲に，ピッチが大きい順に L（ピッチ 400 µm），M（同 200 µm），S（同 80 µm）の三種類の櫛歯電極センサを配置した．印加電圧±9 Vの条件では，検出距離は L:500 µm，M：270 µm，S：120 µm 程度である．容量 510 mℓ の開放型燃焼容器

伝熱2022 年 4 月- 32 -

図 9 熱流束計測用 RTD（Φ280 µm）とイオン電流計測用の櫛歯電極（ピッチ 200 µm，サイズ 1.1 mm
×1.1 mm）

図 10 双極性電界とイオン電流計測回路

図 11 メタン層流予混合火炎のクエンチにおける壁面熱流束と 3 櫛歯センサによるイオン電流強度の底部にセンサを設置し，メタンの層流燃焼火炎のクエンチで応答を調べた．
図 11 は当量比 1.0 のメタン・空気予混合気の層
流燃焼火炎がセンサに接近し，クエンチを生じた場
合の熱流束，イオン電流強度のグラフである．イオ
ン電流は，センサ面積，電界強度で変わるため，計測されたイオン電流をセンサ面積と見かけの電界強度（印加電圧／半ピッチ）で除した電流強度で示している．結果は，熱流束の立上りに合わせて，まずピッチ 400 µm のセンサ L でイオン電流が検出されている．センサ M，S には L と同じタイミングで立ち上がる低いピークも見られるが，遅れてセンサ

J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開
M で主ピークが検出され，センサ S では電流は僅かでさらに遅れたピークを取る結果が得られた．
この結果は，壁面近傍の約 500 µm 以内の領域で壁面に近づいてくる反応帯の位置をイオン電流によって検知可能なことを示している．壁面センサにより近傍距離の情報を遠隔的に得られることは特筆すべきことであり，今後，イオン電流による反応帯の距離や動きを捉える手法の開発に期待したい．

参考文献[1] 中別府，磨田，日本機械学会論文集Ｂ編，72-722(2006) pp.2524-253[2] 中別府，坂寄，Thermal Science & Engineering, 144 (2006) pp.115-120[3] J. Ishii & O. Nakabeppu, Netsu Sokutei W39, (2012)
pp.14-19[4] T. Yabuki & O. Nakabeppu, Int. J. Heat and Mass
Transfer, 76 (2014) pp. 286-297[5] 出島，他，日本機械学会論文集，84-867 (2018)p.15[6] K. Dejima, O. Nakabeppu, Applied Thermal

５．おわりにMEMS センサを使った伝熱研究に関して，著者
らの最近のトピック 3 つを紹介した．MEMS の導入は，時間・空間分解能を上げ，集積による多機能化や温度・熱的な手法に電磁気的な手法を組合せる
ことも可能である．複雑な伝熱流動場を捉える壁面センサとしての重要性や従来手法を超える計測機
器の可能性などを読者に感じていただけたら幸いである．

Engineering, 201 Part A (2022) 117747[7] 中別府，他，第 58 回日本伝熱シンポジウム講演
論文集，F121 (2021)[8] 中別府，他，日本機械学会熱工学コンファレン
ス 2018 講演論文集，(2018)[9] B. Boust, et.al., Combustion and Flame 149, (2007)
pp.286-294[10]中別府，他，第 59 回日本伝熱シンポジウム講演
論文集，(2022)

伝熱

2022 年 4 月- 33 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開

カーボンナノチューブ薄膜の複素屈折率測定 〜波長選択放射•吸収膜応用に向けて〜
Complex Refractive Index Measurement of Carbon Nanotube Membranes- Toward Wavelength-Selective Radiation and Absorption Membrane Applications
西原 大志, 宮内 雄平（京都大学エネルギー理工学研究所）
Taishi NISHIHARA, Yuhei MIYAUCHI (Institute of Advanced Energy, Kyoto University)e-mail: nishihara.taishi.8x@kyoto-u.ac.jp
１．はじめに
熱ふく射の先進的応用技術の一つとして, 熱光
起電力発電技術の開発が進められている[1–9]. この発電方法では, 高温の物体から発生した熱ふく
射を, 光起電力セルに入射して発電を行う（図 1a）.
原理上, ふく射エネルギーが光起電力セルのバンドギャップ近傍の近赤外波長域に集中するほどエ
ネルギー変換効率が高くなることから, 放射率が近赤外域だけ高く, かつ耐熱性も高い物質が, 波長選択エミッターと呼ばれる熱ふく射発生素子の材料として適している.

最近, 我々のグループは, 単層カーボンナノチューブ（CNT）が, その様な特徴を持つ物質であることを報告している（図 1b）[10]. 単層 CNT とは, 一層のグラフェンシートを直径１から数ナノメート
ル程度の円筒状に巻いた形状を持つナノスケール
物質（ナノ物質）である[11]. これまでに, 1000 K を超える高温に加熱した 1 本の単層 CNT の暗視野顕微観察により, 単層 CNT から, 狭帯域の近赤外熱
ふく射が放出される様子が観測されている（図 1b）.
この狭帯域性は, 極めて細い物質である単層 CNT
内では一般的な物質と異なり, 光や熱のエネルギーによって電子（負電荷）と正孔（正電荷）が対生成された場合に, それらの粒子間に働くクーロン
引力が非常に大きいため, 電子と正孔が互いに束縛しあい相関を持って運動する「励起子」と呼ばれる水素原子様の量子状態が形成されることに由来する[12]. 励起子は, 水素原子に似た離散的なエネ
ルギー準位構造を持つため, よく定まったエネル
ギーを持ち, 励起子の消滅に伴い, 励起子のエネル
ギーを反映した狭帯域の熱ふく射が発生する[10,13]. 単層 CNT の格子構造自体も, 炭素の強固な sp2共有結合により, 真空中であれば 1000~1800℃以上でも融解することなく安定であることから, 単層
CNT は近赤外波長選択エミッター材料として有力な物質であると考えられる[14, 15].
波長選択エミッターの様な, 分光放射率の精密な制御が求められる熱光学デバイスを設計するためには, 材料のマクロな光学特性を規定する複素屈折率スペクトルの情報が必要となる. 特に, 単層
CNT には, 「カイラリティ」と呼ばれるグラフェンの巻き方の自由度を反映して, 構造が異なる種が無数に存在し, 励起子のエネルギーが構造によって決まるため, 構造が揃った単層 CNT の複素屈折率スペクトルが必要である. しかし, そのような,単層 CNT の構造ごとの広帯域複素屈折率スペクト

図 1 (a) 熱光起電力発電の概念図. (b) 単一の単層
CNT の熱ふく射スペクトル. 写真は CNT の熱ふく射の様子. 文献[10]から一部引用.

伝熱2022 年 4 月- 34 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開

ルはこれまで報告されておらず, それが波長選択
エミッターを含む, CNT 光学デバイスの開発の妨げとなっていた. 本稿では, 単層 CNT の基本的な特徴を解説した後, 我々が最近報告した単層 CNT 薄膜の複素屈折率スペクトル[16]に関して, その測定法, 解析法に焦点を当てつつ紹介する.

膜は, 波長が揃った励起子吸収を反映して, カイラ
リティ毎に多彩な色を示す（図 2b）. 励起子効果は半導体型で顕著であることから[12], 波長選択エミッターの材料としては, 単一カイラリティの半導体型 CNT の薄膜が最適である（分離法と薄膜作製法の詳細は参考文献[16]を参照）.

２．単一カイラリティ CNT 薄膜
単層 CNT には, 直径や炭素結合の向きといった構造が異なる種（カイラリティ）が無数に存在する.
各カイラリティの単層 CNT の構造は, グラフェン
シートの巻き方を表す「カイラル指数」と呼ばれる
２つの整数の組（n, m）を用いて表すことができる（図 2a）. カイラル指数は単層 CNT の物性を左右する最重要パラメーターであり, 例えば, その少しの違いで, 単層 CNT は半導体にも金属になる[17].

３．複素屈折率スペクトルの測定手法
物質の光に対する応答を表す光学感受率の様な応答関数は, 一般に複素数で記述される. したがって, 感受率から求められる屈折率などの物性値もまた, 一般に周波数に依存する複素数で表される.
その実部と虚部は, 外場応答に関する因果律の要請から, Kramers–Kronig（KK）変換による相互変換が可能である[20]. 透過がない物質の場合, 反射ス
ペクトルを測定し, その KK 変換から複素反射率の位相（δ）を求め, 反射率と位相から複素屈折率スペ
クトルの実部 n と虚部 κ を決めることができる（図3a）. この方法は, 測定が反射だけで済むという利点があるが, 厳密に KK 変換を行うには周波数 0 から無限大までの反射率スペクトルが必要となるため[20], 原則, 可視域だけの複素屈折率が必要な場
合も, 赤外から紫外までの広帯域で反射スペクト
ルを測定しなければならない（測定が難しい赤外,
紫外領域では何らかの模型による外挿値を使う場
合もある）.

図 2 (a) カイラリティの表記法. カイラルベクトル
Ch（赤矢印）で結ばれた 2 つの炭素原子が重なるよ
うにグラフェンシートを巻くと, (n, m) CNT となる.
(b) 単一カイラリティ CNT 薄膜と混合カイラリテ
ィ CNT 薄膜.
励起子の共鳴波長もカイラル指数によって異なり, 様々なカイラリティの単層 CNT が含まれる一般的な試料は, 波長が異なる励起子吸収が重なりあった結果, 黒色を呈する（市販されている CNT の黒色はこれが理由）. 単一カイラリティの単層 CNT
のみを大量合成する技術は未だ開発されていない
が, 混合物試料から特定カイラリティを分離する技術は発達してきている[18, 19]. 混合試料とは異なり, 単一カイラリティの単層 CNT からできた薄伝熱2022 年 4 月

図 3 複素屈折率測定の代表的な手法(a, b)と, 本研
究で採用した手法(c).
また, 薄膜試料に関しては, 反射または透過係数の偏光依存性を利用した分光エリプソメトリーが- 35 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開
ーク構造を有している（図 4b-d）. ピークシフトや線幅の広がりが生じているが, 薄膜中でも, 分散液
試料中の CNT が有する基本的な光学特性が保たれていることを示している. 基板上膜では, サファイ
ア側からよりも（図 4d）, CNT 薄膜側から測定光を入射した時の方（図 4c）が, 励起子による反射が強く起こっている. この結果は, サファイアと CNT
薄膜界面よりも, 空気と CNT 薄膜界面の方が大きな屈折率差を生じていることを示唆している. 吸収特性を主に反映する透過スペクトルでは, S11 励
起子よりも高エネルギーでは, 広いエネルギー域に渡る一定のオフセット（ベースライン）的な吸収が観測され, また, 自立膜では, 低エネルギー側に向かって透過率が減少する様子を観測した（図 4b;
基板上膜では基板の吸収により, この波長域は測定できない）.

よく用いられる（図 3b）[21]. 偏光が 45º 傾いた直線偏光の光を, 入射角 θ を変えながら照射し, 反射（または透過）P 偏光と S 偏光の振幅比 Ψ と位相差
Δ の三組の物理量から n と κ, さらに薄厚 d を求めることができる. 単純な構造の薄膜の場合には, (Ψ,Δ, θ)からフレネルの公式等を用いて(n, κ, d)が求まるが, それ以外の場合は, KK 関係を満たす n と κ の模型を考え, 実験結果を再現するようにパラメータを決める. 分光エリプソメトリー技術は強力だが, 測定システムが比較的高価であることが初期
導入のネックとなっている.
本研究では, CNT 薄膜に関して, 膜厚を触針式段差計で直接測定し, 反射, 透過スペクトル測定から,(n, κ)を決める手法を用いた（図 3c）. 膜厚が既知となることで, 参照光の入射角を変える必要はなく,
透過率は垂直入射, 反射率は入射角 10º で測定を行った. フレネルの公式から入射角 10º の P 偏光と S
偏光の反射率の平均値は, 垂直入射の場合とほぼ同じとなるため, 測定では無偏光の光を入射光として用い, 得られた反射率を垂直入射の場合の反射率として近似した. 光学スペクトルは, 遠赤外から近赤外領域までは一般的なフーリエ変換赤外分
光光度計（FTIR）で測定し, 近赤外から可視まではハロゲンランプ, 分光器, CCD を組み合わせた自作
光学系で測定した. 得られた反射, 透過スペクトルを, ローレンツモデルやドルーデモデルなど KK 関係を満たす模型（後述）を組み合わせて再現することで, 最終的に CNT 薄膜の複素屈折率スペクトルを決定した.
４．CNT 薄膜の光学スペクトル
試料として, サファイア基板に転写した薄膜（以下, 基板上膜）と金属ワッシャーを支持体として膜中央部を自立させた薄膜（以下, 自立膜）を用意した. 図 4 に原料 CNT 分散液の吸収スペクトルと, 薄膜試料の反射, 透過スペクトルを示す. 測定に用いた CNT は(10,3)種で, 厚さが約 37 nm, かさ密度が約 1 g cm-3 の薄膜試料である. 膜内では, CNT の配向は揃っておらず, 面内ランダム配向となっている. まず, 薄膜の原料となる CNT 分散液試料に関して, Sii で示した i 番目のサブバンドの励起子共鳴による強い吸収に加え, フォノンサイドバンド吸収（図 4a 中の矢印）など, 複数のピーク構造を観測した. 一方, 薄膜に関しても, 分散液試料と似たピ

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図 4 (10,3)CNT 溶液の吸収スペクトル（a）と自立膜（b）, 基板上膜（c, d）の透過率（T）, 反射率（R）
スペクトル. c,d はそれぞれ CNT 側, 基板側から測定光を入射させている. 下軸は光子エネルギー（E）,
上軸は波長（λ）を表している（E [eV] = hc/λ = 1240
[eV nm] / λ [nm], h はプランク定数, c は真空中の光速）.
５．複素屈折率スペクトルの導出測定した全ての反射, 透過スペクトルを再現す
る複素屈折率スペクトルを, 微視的な複素光学感
受率の模型から導出する（図 5; 式の詳細は[16]を参照）. 複素光学感受率とは, 物質中の双極子の電- 36 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開場に対する線形応答を表す関数で, それと印加電場の総和の平方根が, 物質全体の複素屈折率となる（図 5a）.

クトルを再現することができる. 本研究では, 界面や媒質中の電磁波の伝搬を計算する光学伝搬行列法[22]を用いてスペクトルを計算しているが, 薄膜内における電磁波の多重反射を考慮した一般的な模型[21]でも同じ結果が得られる. 図 4b–d の点線は計算結果を示している. 図 4b–d に示すように,全ての光学スペクトルを上手く再現する模型のパラメータをフィッティングにより見つけることで,辻褄のあう複素屈折率スペクトルを決定することができた.
最終的に得られた複素屈折率を図 6 に示す. 重要な特徴として, 0.2 eV 以上の光子エネルギーでは,実部, 虚部ともに S11 励起子共鳴付近で非常に大きな値となっていることが挙げられる. ハンドブッ
クなどに記載されている CNT の屈折率は約 1.5 程
度であるが, S11 励起子共鳴より高エネルギー側の平均屈折率はそれと同程度であるのに対し, S11 励
起子共鳴での屈折率はその約 2 倍以上に達しているなど, 励起子共鳴近傍で劇的に屈折率が変化す
ることがわかる.

図 5 (a) 複素屈折率と複素光学感受率. (b) 微視的な複素光学感受率を表す模型. 点線と実線はそれぞれ実部, 虚部を表す.
まず, 励起子やフォノンサイドバンド等の共鳴型の応答は, ローレンツモデルで表す. ローレンツ
モデルは代表的な複素光学感受率模型の一つで,共鳴周波数付近で実部が微分波形, 虚部がピーク構造を示す. 次に, 低エネルギー側の透過率の減少
はドルーデモデルで表す. ドルーデモデルは自由
キャリアの応答を記述する際に用いられ, ローレ
ンツモデルの共鳴周波数がゼロの場合に対応する.
さらに, S11 励起子よりも高エネルギー側のオフセ
ット的な吸収に関しては, 虚部が階段型の関数になる様な複素感受率を導入する. その様な複素光学感受率の一般的な模型はないので, ここでは, 位
相を 90°ずらした複素ローレンツ関数からなる級数として導入した（詳細は参考文献[16]の補足資料を参照）. 結果として, 用いた全ての複素感受率がローレンツモデルをベースにしており, ローレン
ツモデルは因果律の要請を満たすことから, その線形和で表される薄膜全体の単位密度あたり複素光学感受率,
𝜒 ω

𝜒 ω

𝜒 ω

𝜒

図 6 (10,3)単層 CNT 薄膜の複素屈折率スペクトル.
本研究では, 同様な手順で 5 種類のカイラリティの単層 CNT 薄膜の複素屈折率スペクトルを決定した. 図 7 にその結果をまとめるが, カイラリティに敏感な励起子ピークの共鳴エネルギーの違い以外
は, 類似のスペクトル形状を示している. この類似性から, 我々は 5 種類の単層 CNT 薄膜から得られたパラメーターの平均値だけを使って, 簡易的に
複素屈折率スペクトルを再現できるかを検討した.
図 7 の灰色で示した領域がその計算値を示しているが, 誤差±20%を考慮することで, ほとんどの実
験データがカバーできることがわかった. この結∑ 𝜒 ω ,

並びに, 複素屈折率 𝑛
1 𝜒 も KK 関係を満たす. ここで, 𝜒 , 𝜒 , 𝜒 , 𝜒 はそれぞれローレンツモ
デル, ドルーデモデル, 階段型の関数, 背景光学感受率である. 構築した複素感受率模型を用いて, サ
ファイア基板上薄膜と自立薄膜の反射, 透過スペ

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特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開
果は, この 5 種類のカイラリティ以外の単層 CNT
薄膜の複素屈折率も, 外挿によりある程度予測できることを期待させる. この複素屈折率スペクト
ルの経験式を用いれば, 光起電力セルのバンドギ
ャップに合わせた波長選択エミッターや, 波長選
択吸収膜, さらに CNT と他の材料を組み合わせた
誘電体多層膜など, 様々な光学および熱光学素子の設計が可能となることから, データを広く公開し誰でも利用できるようにすることが重要と考え,
現在, 研究室のホームページ[23]にて, この経験式から予測される単一カイラリティ CNT 薄膜の複素屈折率スペクトルのデータを公開している. CNT 薄膜を利用した光学素子等の開発に役立てていただ
ければ幸いである.

また, 本稿では, CNT の光学スペクトルの大きな特徴である励起子共鳴近傍の複素感受率の模型としてローレンツモデルを用いたが, それが適用できない場合も多いと考えられる. そのような場合に頼りになるのが, ヒルベルト変換が多用されている信号処理分野の文献である（KK 変換における周波数応答の実部と虚部を結びつけている変換は,数学的にはヒルベルト変換と呼ばれるものである）.
例えば, 今回, 階段型関数を導入するために, どのように KK 変換を満たす関数として表現すれば良いかを検討した際には, 信号処理分野の文献を調べる中で, 階段型の形状を持つハイパボリックタ
ンジェント（tanh）関数が, 複素ローレンツ関数の特殊な級数の虚部として表現できることに気づき,それを用いている.
KK 変換自体も, 周波数ゼロから無限大の範囲の主値積分で表されるので, 取っ付きにくいと感じている光学分野外の研究者も少なくないと思われるが, 実は Igor Pro や Origin, MATLAB など, 一般的に利用されている解析アプリケーションの多くには, ヒルベルト変換があらかじめ実装されている. 従って, 研究者自身はプログラムを自作する必要はなく（赤外や紫外の外挿は必要）, 一種類のス
ペクトルを準備すれば, そのヒルベルト変換から複素屈折率を計算することが可能である. こうい
った知識を上手く組み合わせて用いれば, 単純な光学測定からでも, 複素屈折率スペクトルを決めることができる場合も多いのではないだろうか.
もし, これらの知見が, 今後の読者の研究の何らかのヒントになれば幸いである.

図 7 5 種類の単層 CNT 薄膜の複素屈折率スペク
トルの実部（a）と虚部（b）.
６．おわりに本稿では, 波長選択エミッターの開発に向けた,
単層 CNT 薄膜の複素屈折率スペクトル測定を紹介した. 最後に, この手法の他の物質系への適用可能性ついて手短にコメントしたい. まず, ある程度光を透過する基板上の薄膜であれば, 原理上, この手法は適用できる. 今回, 膜厚は段差計で測定しているが, 参照光を薄膜側, 基板側から入射した場合の反射率（図 4c, d）と, 透過率（これはどちら側から参照光を入れても等しい）の 3 つのスペクトルを同時に再現すれば, 複素屈折率だけでなく, 膜厚もある程度決めることができる（ただし, 吸収を決める
複素屈折率の虚部がゼロでないことが必要）.

伝熱2022 年 4 月

謝辞
本 稿 で 紹 介 し た 研 究 成 果 は , JST CREST
JPMJCR18I, KAKENHI JP19K15384, JP21K14486 の支援を受け, 片浦弘道 特命上席研究員, 田中丈士
研究グループ長（以上, 産業技術総合研究所）, 松
田一成 教授, 高倉章 特定研究員, 島崎雅史 大学
院生（以上, 京都大学エネルギー理工学研究所）との共同研究のもとで得られたものである. また, 本研究の一部（膜厚測定）は, 文部科学省ナノテクノ
ロジープラットフォーム事業（京都大学微細加工プ
ラットフォーム）の支援を受けて実施されたものである.

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特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開[12] Ando, T., J. Phys. Soc. Jpn., 66 (1997) 1066.
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J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

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多機能熱伝導率測定装置の開発
Development of Multifunctional Thermal Conductivity Measurement Equipment

羽鳥 仁人, 山藤 靖一朗, 粟野 孝昭（株式会社ベテル）
Kimihito HATORI, Seiichiro SANDOH, Takaaki AWANO (BETHEL Co., Ltd.)e-mail: k-hatori@btl-hrd.jp
１．はじめに近年，地球温暖化により，カーボンニュートラル
達成年度が目標として決定されるなどして，新たなグリーンエネルギーの開発がクローズアップされている．一方で，それらのエネルギーは供給量やコストの限界があるため，今まで以上のエネルギーを消費しては本末転倒である．伝熱工学を活用し熱を有効活用し，省エネルギーを実現することがますま
す重要となってくる．
我々も，熱伝導率の計測技術を通してエネルギーの有効活用への貢献をめざしている．特に近年では電気製品の集積度が高まり，固体の熱伝導を活用して熱マネジメントを行う必要性が高まっている．例
えば最近のスマートフォンやタブレット PC では，従来型の PC のようにクーリングファンによる熱対流による空冷が容易ではなく，同時に電子部品の集積度が高まりプリント基板の温度が上昇しやすくなっている．
これら電子機器の熱マネジメントに用いられる熱伝導材料は試料の大きさや熱伝導率の範囲がさ
まざまであるため，単一の測定手法では対応は困難
である．このような状況を鑑みて，我々は異なる試料サイズや熱伝導率に対応した測定装置を 3 種類，
サーマルインターフェースマテリアル等に適した定常法，グラファイトシートなどの異方性材料に適したスポット周期加熱放射測温法，薄膜微小領域に適した周期加熱サーモリフレクタンス法の開発・製造・販売をしている．
本稿では，定常法とスポット周期加熱放射測温法について紹介する．

の温度応答の時間変化を計測するため熱拡散率が直接求められるが本稿では非定常法も広義の熱伝導率測定法とする．）
定常法は直接熱伝導率が求められる反面，温度差の絶対値を正確に測定しなければならないため試料サイズを十分に大きくとる必要がある．非定常法
は，試料の温度応答の時間変化を計測するため，直接得られるのは熱拡散率であるが，小さな試料の測定が可能である．
2.2 接触式と非接触式試料の加熱と温度検出が接触式か非接触式であるかも重要である．定常法は一般に接触式となる．
接触式の場合，接触熱抵抗の評価が必要となるが，対象物に接触させて圧力を加えて表面或いは材料全体が変形した状態で使用される材料は，接触式で試料への圧力或いは厚みを制御した測定を行わなければ実使用時の性能評価とならない．非接触式の測定では，接触熱抵抗の考慮が不要である．一方で，
光加熱方式でなおかつ放射温度計等赤外線放射を用いて温度変化を検出する場合は試料の表面処理（カーボンスプレー等による黒化処理）が必要である．
我々が提供する 2 製品，定常法は接触式で試料への圧力と試料の厚みを制御した測定が可能であり，スポット周期加熱放射測温法は非接触で測定が可能で，多様なニーズへの対応が可能である．

２．各種の熱伝導率測定装置
2.1 定常法と非定常法
熱伝導率測定法は試料に定常的な温度勾配を与えて測定する定常法と，過渡的な温度勾配を与えて測定する非定常法に大別される．（非定常法は試料

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３．定常法熱伝導率測定装置
3.1 概要本装置は，平板状材料の熱伝導率を測定する定常法熱伝導率測定装置で，熱流センサを用いた比較法[1,2,3,4]の一種である（株式会社ベテル製，SS-H40）．
試料をセットすると，加熱ヒーターとチラーによって，自動的に温度勾配のついた定常状態を作り出す．
熱伝導率以外にも，熱抵抗，温度，熱流量，試料厚J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

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さ，荷重などの情報が同時に得られる．特に，試料厚さと荷重は自動的に任意の値に設定可能である．
定常法による測定方法には，いくつか種類がある．
定常法の中で絶対法と分類される方法として，保護熱板法があり，断熱材の測定などに用いられることが多い．この方法は，加熱板の発熱量をそのまま試料に与える熱流量とする．絶対法として重要である
が，加熱板の熱リークが測定結果に影響を与えやす
いなど取り扱いに注意を要することが多い．
これに対して，熱流センサを用いて熱流量を求める熱流計法というものがあり，比較法に分類される．
熱流センサの校正が必要ではあるが，絶対法にくらべ，装置構成が簡易で扱いが簡単であるため，実用測定法として迅速性や簡便性が要求される場合に適している．
一方で熱流計法においても，測定精度が熱流センサの精度に依存したり，測定部からの熱損失により熱流量に誤差が生じたり，あるいは試料の界面の接触熱抵抗の評価が必要である等，正確な熱伝導率の算出を行うためにはいくつかの注意が必要である．
本稿では，我々が提供する定常法の測定原理を紹介すると共に，ジルコニアの測定結果から，測定試
料自体の正確な熱抵抗，熱伝導率の算出を行った事
例を示す．
3.2 測定原理
本装置の構成を図 1 に示す．図 1 に示した記号の意味を表 1a に，添え字の意味を表 1b に示す．本装
置は，ヒーターによる加熱部とチラーによる冷却部，
2 つの熱流センサ，測定試料を固定する 2 つの銅製カートリッジから成る．熱流量は，加熱部，冷却部とカートリッジとで挟まれた二つの熱流センサによって測定される．温度勾配は，二つのカートリッジ部の熱電対の測定値から算出される[4]．
次に熱伝導率の算出過程を示す．加熱側と冷却側のそれぞれの熱流センサで測定される電圧値 E₁，
E₂，および熱流の経路面積 A とすると，算出される
熱量 Q₁と Q₂は，

𝑄

∙

𝑖

1,2

2022 年 4 月

図1

定常法熱伝導率測定装置の構成図

表 1a 定常法熱伝導率測定装置の模式図の記号
記号意味λ
熱伝導率/Wm-1K-1d
距離または厚み/m
A
面積/m2
R
熱抵抗/KW-1
T
温度/K
Q
伝熱量/W
H
熱流センサの感度定数/VW-1m-2E熱流センサの測定値/V
表１b 定常法熱伝導率測定装置の模式図の添字
添字
意味
S
試料
m
測定領域
C
カートリッジF
カートリッジと試料の界面
1
高温側
2
低温側

𝑄

(1)

理論上，加熱ヒーター部からの熱流量と，二つの熱流センサで計測される熱流量は等しいが，実際にはカートリッジや試料側面からの熱伝達などにより，熱流の一部は損失する．したがって，二つの熱流セ

伝熱ンサの計測値の平均値を熱流量 Qｍとすると，- 41 -(2)

加熱側，冷却側それぞれに取り付けられた熱電対によって計測された温度を T₁，T₂とすると，両熱電対に挟まれた区間の熱抵抗 Rm は，
𝑇
𝑇
3
𝑅
𝑄

J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開
熱抵抗 Rm には，両熱電対に挟まれた区間のカート
リッジの熱抵抗 R’c₁，R’c₂と試料両面の接触熱抵抗
RF1，RF2 が含まれているので，試料の熱抵抗 Rs は，
𝑅

𝑅′

𝑅

𝑅

𝑅′

𝑅

4

表2

ここで，温度測定部から，カートリッジと試料の接触面までの距離 d’c，カートリッジ厚さ dc を用いる
𝑅′

と，𝑅′

𝑅

∙

(6)

𝝀𝒄 ∙𝑨𝒄

両面の接触熱抵抗の和 RF は，

𝑅

𝑅

𝑅

(7)

よって，
𝑅

𝑅

2𝑅

𝑅

熱伝導
グリス

(8)

測定試料の熱伝導率λs は，測定試料厚さ ds，接触
面積 As として，
𝜆

塗布無し

𝑅

𝑅

𝑅

𝑅

𝑑
2𝑅
𝑑

10

また，実際の測定結果λs+F は，

𝜆

∙

(11)

以上のように，定常法で直接計測される熱伝導率
は，接触熱抵抗の影響を含んでいる．次項では，厚みの異なる複数のジルコニアの測定結果から，接触熱抵抗を始めとする測定試料以外の熱抵抗を差し
引き熱伝導率を求める．
3.3 測定条件及び測定結果
測定試料は，外形 40mm 角，厚さ 1，2，3mm の三種類の ZrO₂（株式会社ニッカトー製，ジルコニア
セラミックス（YTZ））である．試料と銅製カート
リッジの接触面に熱伝導グリスを塗布する場合としない場合の 2 つの測定条件下で測定を行った．表2 に測定条件を示す．表 3 に測定結果を示す．試料の熱伝導率は厚みが薄くなるにしたがって低下する．また，熱伝導グリスを塗布した場合のほうが，伝熱

2022 年 4 月

2.01
1.01
3.03
2.03
1.04

塗布有り

実際の測定では，式(7)での接触熱抵抗分 RF を差し引かないで，熱伝導率を計算している．したがって，実際の測定で算出される熱抵抗 Rs+F は，- 42 -

条件
40mm×40mm
1mm, 2mm, 3mm (3 種)
60℃
23℃
500N
塗布無し，塗布有り

表 3 熱伝導率測定結果
厚さ
熱伝導率
（測定値）
[Wm-1K-1]
[mm]
3.00
2.79

(9)

∙

測定条件

項目
外形
厚さ（呼び値）
ヒーター温度（高温側）
チラー温度（低温側）
荷重
熱伝導グリス

(5)

𝒅𝒄

𝑹𝒄

熱伝導率の低下の度合いは緩和される．試料は熱的にほぼ均一で厚みが異なっても同等の熱伝導率と考えられるため，試料以外の熱抵抗が影響していると予想される．

2.52
2.00
3.37
3.24
3.11

熱抵抗
[KW-1]
0.672
0.498
0.315
0.563
0.391
0.209

3.4 接触熱抵抗の評価
前述したように，本測定方法は接触式であるため，試料と銅製カートリッジの間には接触熱抵抗が存在する．接触熱抵抗の評価の為に，縦軸を熱抵抗値，横軸を試料厚さとしたグラフを示す．熱伝導グリスを塗布した場合が図 2，塗布しない場合が結果の図3 である．
それぞれのグラフには，各測定点を線形近似した式を示した．厚みがゼロのとき，試料の熱抵抗のみが計測されていれば熱抵抗もゼロとなるはずであるが，切片が存在する．試料自体の熱抵抗以外の熱抵抗が含まれている．従って，測定結果から切片の熱抵抗値を差し引いたものが，試料のみの熱抵抗と考えられる．また，グラフの傾き A は試料厚さ 1mあたりの熱抵抗を示すので，A [KW-1m-1]となる．し
たがってこの場合の，試料の接触面積 s=0.0016[m2]であるから，熱伝導率λは，
𝜆

∙

.

(12)

となる．
図 2 及び図 3 における，グラフの切片の値，グラ

J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開

フの切片の値を考慮して算出した熱伝導率，グラフの傾きから算出した熱伝導率をそれぞれ表 4 に示
す．
熱伝導グリスを塗布した場合の熱抵抗（グラフの切片の値）は，塗布しない場合に比べて，5 分の1 程度となり，熱伝導グリスによる接触熱抵抗の低減効果が確認できる．

かして，製品としての信頼性やユーザビリティを向上させている．また，厚み及び圧力を自動で制御する機能も搭載し，各種の材料を効率的に評価できる．
本手法は接触熱抵抗の影響を含む計測法ではあるが，本稿で示したように効果的な補正方法も確立している．今後は，測定の不確かさ評価などを進めてさらなる測定精度の向上を進めていく予定である．
表4

図2

図3

熱伝導率
熱抵抗
厚さ
[Wm-1K-1]
熱伝導（測定値） (切片)グリス[mm]
[KW-1] 切片から 傾きから
計算
計算
3.00
3.50
0.136
3.49
2.01
3.47
塗布無し
1.01
3.52
3.03
3.53
0.026
3.53
2.03
3.48
塗布有り
1.04
3.55

熱伝導グリスを用いない場合の熱抵抗と試料厚さの関係熱伝導グリスを用いた場合の熱抵抗と試料厚さの関係

それぞれの厚みの試料について測定された熱抵抗から，切片の熱抵抗を用いて補正を行うことで，厚みによらずほぼ一定の熱伝導率が得られ，傾きから熱抵抗を計算した場合の値とも相対誤差 1.5%以内で一致している．また，熱伝導グリスの塗布の有無にかかわらず熱伝導率は 1%程度で一致している．
以上のことから，接触熱抵抗の影響が効果的に除去されていることが分かる．
3.5 定常法熱伝導率測定装置のまとめ
本装置は熱流計法の利点である簡易な構造を生伝熱2022 年 4 月

接触熱抵抗を考慮した熱伝導率測定結果- 43 -

４．スポット周期加熱放射測温法熱拡散率測定装置
4.1 概要本装置は，シート状及び薄板上の熱拡散率を測定
する熱拡散率測定装置で，比熱容量及び密度から熱伝導率への換算も可能である（株式会社ベテル製，
サーモウェーブアナライザ TA33/35）．試料の厚み
方向と面内方向の測定が可能で，例えばグラファイ
トシートのように厚み方向と面方向で熱拡散率の大きく異なる試料の測定に最適である[5,6]．また，試料をスポット的に加熱することから，測定時の空間分解能が高く，試料の場所ごとの熱拡散率を測定するマッピング測定も可能である．本稿では，測定原理の概要を解説した後，樹脂と金属を積層した材
料の厚み方向と面内方向の熱拡散率の異方性を評価した結果を紹介する．
4.2 測定原理
試料を周期的に加熱し，その温度応答を計測する
熱物性値測定法を周期加熱法と呼ぶ．また，物質中を伝搬する温度変化のことを温度波と呼ぶ．温度波
は物質中を伝搬しながら急速に減衰し，ほぼ一周期で減衰する．
周期加熱源 P0eit によって熱拡散率 の試料表面をスポット加熱すると，加熱点における温度の交流
成分は Tac=T0eit と表される．周期加熱源 P0eit が周辺に誘起する温度伝播は次式で表せる．

J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開

𝑇ac

⋅𝑒

な変換で，数学的には等方的な場合とまったく同じ取り扱いが可能になる[5]．

(13)c は単位体積あたりの比熱容量，r は点熱源からの距離，k は次式で表される温度波の波数である．
𝑘𝑑

ここでは熱拡散率， は熱拡散長である．
(13)式における温度波の位相は，
⋅𝑟

∙𝑑

(18)

d' は試験片の熱的厚みで，d は試験片の幾何学的

(14)

𝜃

∥

(15)

で与えられる．
図 4 にスポット周期加熱放射測温法の模式図を示す．試料は表面から周期変調されたレーザー光により周期加熱される．裏面から放射温度計により，レーザー光による温度応答が検出される．温度応答の検出位置は，レーザー光の照射方向に直行した方向にメカニカルステージで移動できる．
面内方向の熱拡散率を測定する際は，(15)式の r
を加熱点からの距離 l とし，横軸に距離 l，縦軸に
位相  をプロットする．得られたグラフの傾きは
a=-(f/)0.5 となるので，熱拡散率は，
𝜅 𝜋𝑓/𝑎(16)となる．
加熱変調周波数を固定し位相の距離依存性を計測し，距離に対する位相の傾き a を導出し，これを上式(16)に代入して熱拡散率 を求める．加熱点と検出点の距離を変化させながら計測することから
距離変化法と呼ばれる．
厚み方向の熱拡散率を測定する際は(15)式のrを厚みである．𝜅∥ は面内方向の熱拡散率で，𝜅 は厚み
方向の熱拡散率である．𝜅∥ 及び𝜅 をフィッティング
パラメータとみなし前記した距離変化法で得られた測定値をカーブフィッティングする．
測定結果の検証の為，認証値または，校正値を持
つ試料を測定した．産業技術総合研究所より頒布されたアルミナチタンカーバイド（Al2O3-TiC）認証標
準物質NMIJ CRM5807-aで，300Kにおける熱拡散率の認証値が9.51x10-6m2s-1である（相対拡張不確か
さ6.1%,包含係数k 2） 7 ．産業技術総合研究所により値付けされた熱拡散率校正証明書付き等方性
黒鉛で，298Kにおける熱拡散率が92.5x10-6m2s-1である（相対拡張不確かさ4.6%,包含係数k 2） 8 ．
アルミナチタンカーバイド及び等方性黒鉛を測定した結果は，表５の通り認証値又は校正値と比較して±5%以内で一致した．

試料の厚さdとし，横軸に周波数の平方根 𝑓，縦軸に位相 をプロットする．得られたグラフの傾き
は b = - (/)0.5d となるので熱拡散率 は，

= d 2/b 2

図4

(17)
となる．
加熱点と検出点を同軸にして，周波数に対する位相の変化を計測し，得られた周波数と位相の関係から傾き b を導出し，これを上式(17)に代入して熱拡散率 を求める．周波数を変化させながら測定することから周波数変化法と呼ばれる．
今回の測定対象試料は等方的な構造ではなく熱拡散率の異方性があると考えられるため，正しく熱拡散率を求めるためには試料の厚みと熱拡散率の異方性を考慮した解析モデルが必要となるが，(18)式で定義する熱的厚みを導入することでごく簡単

伝熱2022 年 4 月

スポット周期加熱放射測温法の測定模式図
表5

試料名
Al2O3-TiC
等方性黒鉛

検証用標準試料の測定結果
熱拡散率 /x10-6m2s-1
測定方向
認証値
測定値
又は校正値
9.79
厚さ方向
9.51
9.04
面内方向
91.8
厚さ方向
92.5
92.5
面内方向

4.3 測定条件及び測定結果
測定試料は，コンデンサ用材料（ルビコン株式会- 44 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

特集：温度・熱流・物性の測定手法の新展開社製）で外形 20mm 角，厚さ 0.64mm である．蒸着
アルミニウムとアクリル系樹脂を 2395 層積層したものである．試料の模式図を図 5 に示す．
スポット周期加熱放射測温法により面内方向に直行した 2 方向及び厚み方向の熱拡散率を測定した．表 6 に測定結果を示す．面内方向は厚み方向に比べて熱拡散率が高い．これは，熱拡散率の高い蒸着アルミニウム層が試料の面内方向に成膜されているため，この方向に熱が拡散しやすくなっているためである．また，厚み方向はアクリル系樹脂及び蒸着アルミニウムを積層した界面と直交しており，熱が拡散する際に多数の界面を通過することで熱拡散率が低くなっている．

５．まとめ
本稿では，定常法熱伝導率測定装置及びスポット
周期加熱放射測温法の原理と測定事例を紹介した．
比較的大きな試料を圧力や厚みを制御しながら測定可能な定常法と，薄いシート状や板状の試料の熱拡散率の異方性を非接触で測定可能な非定常法を適材適所で活用することで，様々な材料の詳細な熱伝導特性が評価できる．当社では今後も高機能な熱伝導率測定装置を開発製造販売していく予定である．
定常法熱伝導率測定装置の開発に際しては，名古屋市工業研究所様及び富士高分子工業株式会社様のご協力を頂きました．深く御礼申し上げます．
ルビコン株式会社向山様には，スポット周期加熱
放射測温法用試料をご提供頂きました．深く御礼申し上げます．
参考文献[1] ASTM D5470-17, ASTM International.
[2] ASTM C518-17, ASTM International.
[3] 大串哲郎，杉浦聡，渡邉聡，平田拓哉，熱物性，
28 (2014) 22-28.

図5[4] 梶田欣，服部真和，立松昌，松原和音，第 55 回
日本伝熱シンポジウム講演論文集 (2019) E124.
[5] Kato, H., Baba, T., Okaji, M., “Anisotropic thermaldiffusivity measurements by a new laser-spotheating technique”, Meas. Sci. Technol., 12 (2001)
2074-2080.

測定試料の模式図

表 6 コンデンサ用材料の測定結果
測定方向
熱拡散率 /x10-6m2s-1
0.11
厚み方向
1.83
面内方向１
1.83
面内方向２

[6] 羽鳥仁人，粟野孝昭，小林千賀子，林健，堀江航太，西剛史，太田弘道，第 39 回日本熱物性シン
ポジウム講演論文集 (2018) E112.
[7] 熱拡散率認証物質 (NMIJ CRM5807-a) データ
シート，産業技術総合研究所 (2016).
[8] 羽鳥仁人，大槻哲也，久保田隆彦，関根誠，八木貴志，阿子島めぐみ，第 37 回日本熱物性シンポ
ジウム講演論文集 (2016) C311.

4.4 スポット周期加熱放射測温法熱拡散率測定装置のまとめ
本装置は，シート状及び薄板状の熱拡散率を測定
する熱拡散率測定装置であるが，蒸着アルミニウム
及びアクリル系樹脂を積層した試料を測定することで，試料の構造を反映した熱拡散率の異方性が計測できることを示し，このような材料の測定に有効であることが確認できた．

伝熱2022 年 4 月- 45 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

ヒストリーＱ

人と熱との関わりの足跡（その９）－東北大学片平地区における極低温の研究－
Footprints of the Relationship between Humans and Heat (Part 9)-Research of Low Temperature Science in the Katahira Campus of Tohoku University野島 勉（東北大学）
Tsutomu NOJIMA (Tohoku University)e-mail: t.nojima@tohoku.ac.jp
１．はじめに1952 年，東北大学片平地区の金属材料研究所（金研）にヘリウム液化機が日本で初めて導入され，国内での絶対 0 度に迫る本格的な極低温研究が始まった．金研の低温施設には当時全国から多くの研究者が集まり，昼夜を問わず盛んに実験研究がなされるとともに，ここで培われた低温科学の知識が国内の研究機関に普及した．これらの歴史より，東北大学金研は「日本の低温科学発祥の地」と呼ばれる．
しかし，実はそれ以前からのヘリウム液化に向けた努力と奮闘があった．
学内においてもヘリウム液化機導入後，低温科学
研究は片平地区を中心として広範囲な分野へと波及し，液体ヘリウムの需要が急増することとなった．
これに応えるため，1971 年に全学共同利用施設となる「低温センター」が設立され，その後，現在の「極低温科学センター」へと発展を遂げている．最
近では，東北大学全体での液体ヘリウムの使用量は
年間 25 万リットルにも達するようになった．これは全国的に見ても屈指の値である．この発展は，ヘ

図 1 当時の金属材料研究所低温研究棟（齋藤報恩会より極低温科学センター低温科学部へ寄贈された写真）

伝熱2022 年 4 月

リウム液化機の能力向上だけでなく，ヘリウム供
給・回収体制のソフト・ハード両面での進化に支えられたものであるが，同時にこれを可能にした歴代の低温関係の研究者，および技術職員の献身的な努力も見逃せない．
本稿では，過去の記録や筆者が見聞きした情報・体験を基に東北大学片平地区における極低温の研究に係る歩みについて紹介する．2021 年に東北大学極低温科学センターは設立 50 周年を迎えた．偶然ではあるが，同年に本稿のきっかけとなった日本
伝熱学会創立 60 周年記念でのシンポジウム講演の機会を与えられたことに，何かの縁を感じている次第である．
２．東北大学における液体ヘリウム供給体制の歩み
2.1 ヘリウム液化時代以前の奮闘（1929-1952）
東北大学での低温研究の歴史は，冒頭で述べた1952 年より 20 年以上前の金研低温研究室建設までさかのぼることができる[1-4]．大正の末期（1925 年頃），極低温における金属研究の重要性を認識した
金研初代所長の本多光太郎先生は，日本における低温科学研究の開拓の必要性を感じ，低温研究室の建設を立案した．当時欧州留学中であった青山新一先生（当時理学部化学教室助教授，後に金研教授）を担当者に指名し，命を受けた青山先生は，液体ヘリ
ウム発祥の地である，オランダライデン大学
Kamerlingh Onnes 研究所滞在を経て日本に帰国した．その後，1929-1930 年にかけて，財団法人斎藤報恩会（仙台）から主な援助を受け，空気液化機および水素液化機を含む，低温研究棟が建設された（図 1）．特に水素液化機は翌 1931 年に入所した神田英蔵先生（後に金研教授および低温センター初代
センター長）により整備・運転され，液体窒素温度（77 K）よりはるか低温の液体水素温度（20 K）までの研究が可能となった．ここに日本の低温科学研
究の礎が築かれたわけである．

- 46 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

ヒストリーＱ

当時の世界的な情勢を見ると，1908 年にオラン
ダライデン大学の Kamerlingh Onnes が大気圧での沸点 4.2 K のヘリウムの液化に成功し，1911 年にこれを用いた水銀の超伝導を発見していた．1926 年には断熱消磁による 1 K 以下の極低温到達への可能性も提案され，1933 年にバークレイの Giauque が0.25 K に達していた．一見，日本の低温研究はかな
り後発であったように思えるが，1930 年当時，液体ヘリウムが使える研究施設は世界中でも，ライデン
大 学 の 他 ， ド イ ツ の Physikalisch- Technische
Reichsanstalt（PTR），ロシアのモスクワ大学，カナダのトロント大学等と数える程しかなかった[1, 3]．
当時の液化方式は Onnes 型と呼ばれるカスケード
方式（液体窒素および液体水素で冷却したヘリウム
ガスを Joule-Thomson 膨張で液化させる方式）を基にしたものであり，液体水素を必須としていた．加
えてさらにこの方式では大量の液化が難しかった
ことが広く普及しなかった要因と思われる．よって国内初のヘリウム液化を目指して，すでに製品化の段階にあった水素液化機（最初の水素液化は 1892
年 Dewar による）を導入したのは，賢明な判断であったと思われる．
とはいえ液体水素温度の研究でも当時としては日本で初めてのこともあり，デュワー（魔法瓶）用のガラス材料の選別から始まって諸所の低温技術に関する苦労があったようである[1, 5, 6]．1934 年に英国ケンブリッジ大の Kapitza が，液体水素を使わず，断熱膨張と Joule-Thomson 膨張のみで大量のヘリウム液化が可能となる手法を開発して以降，青山先生らは，この方式でのヘリウム液化機実現へ向け新たな舵を切った[7, 8]．しかし Kapitza 型は材料
および加工の両面において精度の要求が厳しかった．その上，第二次世界戦中における資材面，工作面での難や国内の基礎研究への厳しい風当たり等，様々な不運が重なり，試作のヘリウム液化機は未完
成のまま終わった．当時の時代背景や諸事情については文献[2, 3-4, 6]を参照されたい．これとは別に神田先生は 1938 年に脱着法という手法を用いて 6 Kというところまで迫っていたことも記しておきたい[3, 4]．ヘリウム液化を目指してあらゆる方向か
らたゆまぬ努力が続いていた．

日本全体における研究復興への気運が高まるとともに，金研でも袋井忠夫先生や神田先生の研究室でヘリウム液化に向けて研究が再開していた．1950
年頃，袋井先生が Jounal of Applied Physics の広告で，ヘリウム液化機が市販されていることを見つけ，同研究室の渋谷喜夫先生らに相談された．彼らは，「すでにヘリウム液化を誇る時代から，液体ヘリウ
ムを利用して極低温物性を研究する時代になったという」観点からこれを購入すべく，政府（当時文部省）への予算要求に奔走された．これが A. D.
Little 社製の Collins 式液化機である（図 2）．その後
様々な国内関係各所の先生方の尽力もあって要求が認められ，1952 年に日本初となるヘリウム液化として金研に導入された．
Collins 式液化機液化機は図 3 にその概要を示す
よう，2 機の断熱膨張エンジンを有し，これによりヘリウムを約 10 K まで冷却後，Joule-Thomson 膨張
により 4 K までさらに冷却して液化するというKapitza 型の延長にあるものであった．膨張エンジンがレシプロからタービンに変わった現在のヘリウム液化機においても，その基本的な設計観念は受け継がれている．
この液化機は当時としても大変高価であり，戦後の復興途上にある国内情勢および国際情勢（当時，
朝鮮戦争も勃発し GHQ の支配下にあった）より，
2 代目は当分買えないと考えられた．そこで予算交渉時の文部省の意向もあり，国内の物性研究者に共同利用されることとなった．いわば現在の全国共同利用施設の走りとなったわけである．導入までの苦労は袋井先生や渋谷先生の記録[2,9]に残っている．
導入直後，金研内でのヘリウム回収・精製設備も2.2 ヘリウム液化機の導入と発展（1952-1971)
第二次世界大戦敗戦後の混乱からしばらくして，

伝熱

2022 年 4 月- 47 -

図 2 日本初の Collins 式ヘリウム液化機
左：設置当時の写真（東北大学資料館写真デー
タベースより），右：現在金属材料研究所展示

J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

ヒストリーＱ

図3

Collins 式ヘリウム液化機の概念図整備されるとともに，国内の大学，研究機関から，長い人は半年，短い人でも数週間滞在して，盛んな
低温研究がなされた．こうやって東北大金研で培われた極低温研究の手法や設備設計，低温技術のノウ
ハウは全国に普及することとなった．この間，ヘリウム液化能力も 4 L/h から圧縮機を増強することによって 8 L/h に上昇され，実験に使用された液体ヘ
リウム量は，年間 600 - 800 L に達した．当時の実験装置の容量が 3 - 5 L 程度とすると，一年中休み
なく実験が行われていたことが伺える．
金研でのヘリウム液化機導入が成功を収めた背景に，液体水素時代に培われた研究者および技術職員（当時技官）の高い技術力と情熱があったことは特筆すべきである．製品化されてまだ間もないこともあり，この頃の液化機および圧縮機等の周辺機器
は，日常的に故障が発生していたらしい．特に技術職員の方々は液化機および周辺機器の分解修理を含むメンテナンスを自力で実行されていた．これは低温（熱力学）・真空・高圧・機械・電気にわたる
幅広い知識と経験を持ち合わせないと不可能なことである．故障があった際には，日曜，祝日でも研究最優先とばかり献身的に対応されたという話である[10]．また，この時代の液化に使われた圧縮機
は騒音が大きく，多くの技術職員は耳を悪くしたという話も聞く．現在とは比べ物にならない劣悪な環境の中，頑張ってこられたことが想像される．
金研でのヘリウム液化機導入が成功裏に進むにつれ，Collins 式液化機は 1958 年の電気試験所（現NIMS）を皮切りに，東京大物性研，大阪大等々と様々な大学，研究機関に導入されることとなった．

伝熱2022 年 4 月- 48 -

これにより全国共同利用施設として金研ヘリウム
液化機の使命は徐々に役目を終えることとなる．
2.3 東北大学低温センター発足（1971-1996）
金研低温施設のヘリウム液化機は，全国的な共同利用研究のみならず，東北大学内の低温科学研究も著しく発展させた．当初から液体ヘリウムの利用範
囲は，金研から片平地区にあった理学部，工学部，
電気通信研究所（通研）へと広がっていたが，他の部局からも利用の要望も増え，8 L/h の Collins 型液化機では学内需要に応えられない状況になってきた．実際，供給量は 1970 年には年間 4,000 L に迫る勢いであった．そこで初代センター長となる神田先生をはじめとする金研の関係者，片平地区低温研究関係者らの尽力により，1971 年に全学共同利用施
設となる低温センターが金研の構内に新しい建屋とともに設立された（図 4）．
低温センターは，液体ヘリウムを供給と低温実験
機器開発という 2 本柱の使命をもって組織構成された．単なる液体ヘリウムの供給のみならず，低温
物性物理学，低温工学の先導的発展を図った訳である．供給関係では，国産第 1 号機となる日本酸素社
製 60 L 大型ヘリウム液化機（図 5），同社製ヘリウ
ム回収・精製圧縮機，総量 1,260 m3 の回収ガスボン
ベカ―ドル，フィリップス社製水素液化機等の設備が主力機器として新たに導入された．60 L/h というヘリウム液化能力は当時としては飛びぬけて大きなものであるが，これをさらに国産製としたことは，
ヘリウム液化機開発に挑んできた神田先生の強い思いによるものと聞く．神田先生は青山先生ととも

J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

ヒストリーＱ

図 4 1973 年当時の低温センター建屋（東北大学低温センター1973 年広報誌より）

図 5 日本酸素社製 60L ヘリウム液化機（写真：東北大学極低温科学センター蔵）に前述の Collins 型液化機導入以前から，日本酸素と共同してヘリウム液化機の試作を行っていた．ヘ
リウム液化機の完全国産化は関係者の悲願でもあったように推測される．
機器開発関係では，共同利用実験室を設け，そこに当時としては最高スペックとなる 10 T の磁場を発生する NbTi 超伝導マグネットとクライオスタット，NMR 用 6 T 高均一超伝導マグネット，リーク
ディテクター等の実験機器が整備された．10 T 超伝導マグネットは当初予定されたスペックの磁場が出せず，当時機器開発の担当をされていた金研の能登宏七先生や坂爪新一先生は苦労されたようである．線材の見直しをして，まき直しを行うことにより予定の性能を引き出すことに成功した．その後，
1978 年に 8 mK までの極低温，9 T までの強磁場で実験が行える 3He-4He 希釈冷凍機（米国 SHE 社製）も整備された．希釈冷凍機の納入にまつわる詳細は
金研の小林典男先生の記事が極低温科学センター
だよりに掲載されている[11]．これら共同利用機器に関して，一日で消費される液体ヘリウム量が 10
T マグネットで 15 L，希釈冷凍機で 20 L と，当時としてはかなり大きかったことも目を引く．つまり通常の研究室では簡単に維持できない装置を用いた実験が，低温センターの豊富な液体ヘリウム供給に支えられて可能となった訳である．実際，これらの装置は学内のみならず学外からの研究者にも頻繁に利用され，利用日数は 10 T マグネットで年間300 日，希釈冷凍機で 150 日に達した．
液体ヘリウム供給関係に話を戻すと，低温センタ
ーの目新しい機能として，各部局に設置されたサブ
センターの存在が挙げられる．供給回収フロー図（図 6）に示すよう，低温センターより遠く離れた部局の研究者は，サブセンターにトラック運搬された 100 L や 50 L の中型容器から，実験装置や小分け容器へ液体ヘリウムの汲み込みができ，サブセン
ター内で使用後のガスヘリウム回収もできるようになった．低温センターへ直接出向かなくてもサテ
ライトとして機能するサブセンターで主な用事が済む仕組みである．これにより，研究者にとって液体ヘリウムの利便性はかなり良くなり，液体ヘリウ
ムの需要やそれを利用する研究分野は年々と増加していった．サブセンターは 1971 年に金研と工学部（青葉山地区），1972 年に通研（片平地区），1976
年に理学部（青葉山地区），1981 年に科学計測研究
所（科研，片平地区）へと順次設置されていった．
但し人員の追加は厳しく，どこのサブセンターも各部局所属の技術職員によって運営されていた．低温センターとサブセンター間の情報交換や技術交流
は自然となされ，各部局の技術職員は「低温」というワードで連携されていた（低温関連の技術職員による忘年会や旅行といった交流も頻繁に行われていたらしい）．
一方，低温センターではサブセンターで充填された回収ガスボンベを替わりの空ボンベに交換し，低温センターへトラックで運搬するという日々の業
務が発生することとなる．一回の運搬で可能な量は
3
5 本組ボンベカ―ドル 35 m（液体に換算して50 L）である．これは年間 10,000 L 供給した場合の一日の使用量に相当する．これに加え，前述の液体へリ
ウム中型容器の供給・回収のための運搬も加わることになる．ヘリウムの蒸発は待ってくれないため，
どんな悪天候の中でも必要となれば，低温センター

伝熱2022 年 4 月- 49 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

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図6

低温センターとサブセンターのヘリウム供給・回収フロー図の技術職員はサブセンターにトラックで出向いた．
低温センターに昔から在籍していた技術職員との世間話では，運搬にまつわる思い出話が今でもよく出てくる．
さて順調に動き始めたように見えた低温センタ
ーの 60 L 液化機および周辺機器は，設置から 5 年を待たず膨張エンジントラブルや圧縮機ピストン
破損等といった問題を起こすようになった[12]．それでも Collins 型液化機の時代から培われた技術力により，長期の中断なく安定供給がなされていたようである．10 年後の 1981 年には液体ヘリウム使用
量は 20,000 L に達し，15 年後の 1986 年までに 4 年計画の液化機の大規模改修を行いながらも年間使
用量が 40,000 L に達している．20 年後の 1991 年では，60,000 L とさらに増加を続け，故障続きの液化機は満身創痍となりながらもフル稼働といってよ
い状況となった（ヘリウムの汲み込みロス等を考慮に入れると，使用量の倍以上の液体ヘリウムを製作していた）．そこでより高い液化能力を持つヘリウ
ム液化機への更新が学内からも強く要望されるようになった．
学内の低温センター関係者の多大な尽力により，液化機更新の予算要求が認められ，1993 年にそれまでの 2.5 倍となる 150 L/h の能力を持つヘリウム
液化機（スイス・リンデ社製 TCF50 型）を含むヘリウム液化システムが導入されることとなった（図7）．この能力上昇は膨張エンジンがレシプロ式からタービン式になったこと，当時職人芸であった JT
弁をはじめするバルブ調整が自動化されたことに

伝熱2022 年 4 月- 50 -

よる．
液化能力の上昇に加え，この 3 代目の液化機の新たな特徴は，液化機本体がヘリウムガスの精製機能を内部に持つことであった．ユーザーより回収されてきたヘリウムガス中には，空気をはじめ多くの不純物が含まれており，これらが低温で固化すると液化機の膨張エンジンに大きなダメージを与える．よって，2 代目の液化機までは，図 6 に示すよう，ヘリウムを液化する前段階として，液体窒素による精製処理を行わなければならなかった．内部精製装置の追加により，この作業の必要性がなくなり，高い液化能力も相まって技術職員の労働環境は大幅に改善されたと言える．この結果，1996 年には 70,000
L まで増加した液体ヘリウムの需要へも十分対応

図 7 リンデ社製 150L ヘリウム液化機（写真：東北大学極低温科学センター蔵）

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できるようになった．

設置された回収ガス圧縮機と高圧ガスボンベは廃止され，ガスボンベのトラックによる運搬業務もなくなった．センターの業務負担が低減すると同時に研究者の液体ヘリウムの利便性はさらに大きくなり，結果として液体ヘリウムの需要はさらに増加することとなった．極低温科学部による青葉山地区への液体ヘリウムでの供給体制が整う 2000 年までには，年間使用量が 120,000 L までに達した．
それまで調子よく働いていた 3 代目ヘリウム液化機も 2006 年頃から，電子部品やバルブ類の故障が頻繁に起こるようになり，同年液化用圧縮機も大きな故障に見舞われたった．通常，液化機およびその周辺機器の寿命は，概ね 10 年と言われており，
この不具合は設置から 13 年間のフル稼働状態に近い酷使によるものと考えらえた．そこで更なる液化能力と効率向上および省電力化を狙った，液化シス
テムの更新の計画を立てることとなった．
大学内でのマスタープランへの組み入れ，さらに文科省への予算要求を含め，様々の関係者の協力を得て，2009 年度に 200 L/h の能力をもつ液化機（リンデ社製 L280 型）を含む，4 代目のヘリウム液化システムへの更新が実現した（図 9）．このシステ
ムではこれまで以上の高効率化（液体ヘリウム 1 L
当たりの電力量と液体窒素量の低減）も図られたが，2.4 極低温科学センターへの発展（1996-現在）
東北大学における極低温科学研究の新たな飛躍を期して，1996 年に「低温センター」は理学部物理学科で独自に運営されていた「理学部附属極微少エ
ネルギー物理学実験施設」と統合し，「極低温科学センター」として新たに発足することになった．これまでの低温センターは極低温科学センター低温
科学部として，片平地区の金研，通研，科研，流体研，反応研等の研究所群への低温研究支援を，極微少エネルギー物理学実験施設は極低温科学センタ
ー極低温物理学物部として，青葉山地区の理学，薬学，工学研究科の支援を行うよう分業体制が敷かれた．これにより片平地区の低温科学部では，それまで行っていた青葉山地区への液体ヘリウム配達やガスボンベ回収業務がなくなった．
この改組と同時に，片平地区では，関連部局からの予算協力を得て，地下の共同溝を通して液体ヘリ
ウムを使用する建物をつなぐヘリウムガス回収網が建設された（図 8）．この結果，建物毎に回収配管とガスバッグ，回収ガスを圧送するための小型のベビコンを設置すれば，どこでも液体ヘリウムを用いた実験が可能となった．これに伴いサブセンターに図8

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東北片平キャンパスヘリウムガス回収網（赤線）と共同溝内の配管の写真（左上）2022 年 4 月- 51 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

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貯槽

液化機本体

120L 容器

250L 容器図 9 リンデ社製 200L へリウム液化機（写真：東北大学極低温科学センター蔵）

図 10 東北大学における液体ヘリウム使用量の推移（1971 年から現在）

特筆すべき新規性は，小分け容器に組み込むための，液体ヘリウムポンプが導入されていることである．
これにより，これまで 30 分程度かかっていた 100
L 小分け容器への汲み出しが，5 分程度で済むようになった．この効果もあって 2018 年にまでには，年間使用量が 160,000 L を超えるまでに至った．供
給先も，従来からあった金研，多元物質科学研究所（多元研，旧科研・反応研・素材研が統合）に加え，2009 年に原子分子材料科学高等研究機構，2014 年
より星陵地区の東北メディカルメガバンクが新たに加わった．
図 10 に 1971 年の低温センター設立から現在に至るまでの東北大学全体の液体ヘリウム使用量の推移を示す．2000 年以降は，極低温物理学部による青葉山地区への供給の合算となっているが，概ね2/3 が低温科学部（片平地区）分である．これまで述べて来たように，東北大学での液体ヘリウムの使用量は年々増加の一途をたどってきた．2009 年から 2012 年は，液化システム更新と東日本大震災の影響，2020 年以降は新型コロナ感染症の流行が原因で，実験数が減り使用量が落ち込むものの，それらを除くと年間 250,000 L（片平地区で 160,000 L）という全国でも屈指の使用量を記録している．今後も急増こそはないにしても，減少することはないという見込みである．
あらためて振り返って見ると，液体ヘリウム供給の上昇は，その時々でのネックとなっていた問題（液化能力，内部精製機作業，回収ガス運搬作業，
ヘリウム汲み出し時間）を順次改善したことによると気づく．もちろん，これらがうまく機能したのは，ハード面での変化に対し，現場の職員が新たな機能への理解，それに伴うルール作りとシステム構築，ユーザーへの情報発信や個別指導等々とソフト面でも柔軟に対応できたからである．ヘリウムの注文を一つとっても，現在ではかつての電話・ファック
スから Web サイトからの注文へと変わり，リアル
タイムでの回収率や使用料金がわかるようなシス
テムへと進化させたことが，ユーザーの利便性につながっている．また近年の高効率な液化システムの内部は複雑であり，ブラックボックス化しているた
め，故障の際は，分解修理という職人技だけでは太刀打ちできず，コンピュータ制御や通信部をいかに理解・利用して早期に原因を特定するかにもかかっている．これからも変貌する業務内容に，「低温」という専門性を失うことなくいかに対応できるかが，今後の更なる発展のカギとなるであろう．

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３．東北大学の極低温の研究の歴史
これまで，液体ヘリウム供給の歩みについて述べてきたが，極低温の研究の歴史について以下簡単に述べる．1952 年以前の液体水素を用いた低温研究
では，水素液化機を整備した神田先生の研究室の成果が主となる．
神田先生らは来たるべく液体ヘリウム時代の準備期間として，また日本で液体水素温度（20 K）を手にした数少ない（多分当時は唯一の）研究室として，様々なテーマに取り組んでいた．例として，(1)
凝縮気体の物性（フッ素液体と固体），(2)液体水素
温度までの相転移の研究（酸素の 3 重点以下の相転移曲線），(3)低温でのカロメトリー（アルコールのJ. HTSJ, Vol. 61, No. 255

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液体・固体比熱，熱緩和，ガラスを含む結晶成長過程），(4)低温での光の分光（ベンゼンやトルエンの吸収スペクトル），(5)低温 X 線カメラ，等がある[1]．
室温や窒素温度でやってきた物性実験を，水素温度でも同じようにできるようにするという方向性があったように伺える．とにかく当時は何をしても相当開拓的であったということであるし，ここで培った低温実験技術は後の液体ヘリウム時代においても大いに役立った．
さらに低温の数少ない研究者として，物性物理学以外の問題も持ち込まれ，液化ガス製造の諸問題（空気液化プラントでの爆発問題や重水素の製造）にも取り組んだ．当時の苦労や研究の詳細は文献[1]を参照されたい．
最初のヘリウム液化機が導入された 1952 年から
は，研究の方向やスピードが一変したようである．
というのも Collins 式液化機の普及もあって，世界的にも低温物理学が定着しつつあり，競争の時代にあったためである．前述したように，液体ヘリウムを利用した低温実験は全国共同利用の研究だけでなく，学内でも通研，理学部，工学部での研究に使われていた．勉強不足なこともあり，筆者は全部の研究を把握しきれていない．ここでは筆者の所属する金研でのテーマの一部を抜粋する．
当時の世界的な流れとして，低温での磁気共鳴（NMR や ESR）と超伝導を含む金属の基礎物性があった．金研の神田先生の研究室では，古くから金研での磁性研究の学風もあったことから，固体水素の NMR や固体酸素の帯磁率，Fe 塩（Fe(NH4)2(SO4)26H2O 等）や Co 塩（CoCl2-2H2O 等）の ESR や常磁性緩和の研究が行われた[1]．特に Fe 塩や Co 塩の研究は，日本のお家芸となる「低次元磁性」の走りとなった．これらの研究のため，断熱消磁法を用いて 0.03 K の極低温にも達していた（断熱消磁に用いた大型水冷マグネットやガラスのクライオスタ
ットは，斎藤報恩会の博物館に展示されていたが，閉館とともにそのレプリカが極低温センター低温
科学部に移されている）．
金研の袋井先生・武藤芳雄先生の研究室では，超伝導，ドハースファンアルフェン効果，合金の輸送特性，半導体の電流磁場効果，化合物半導体の光・超音波物性，高い臨界温度の超伝導化合物，といった低温での金属物性を開拓した[13]．特に超伝導の研究は，後に金研に設置された強磁場超伝導材料研

伝熱2022 年 4 月

究センター（当時超伝導材料開発施設）での強磁場マグネット開発にもつながる（金研で低温と強磁場は深いつながりをもって発展してきた歴史もある）．
この他，通研では超伝導エレクトロニクス等，理学部では超伝導体，磁性体の極低温における基礎物
性等，工学部では超伝導マグネット応用等において様々な研究が展開されるようになった．
1971 年に低温センターが設立されから，その利便性向上もあって，低温科学研究の分野はより学内の広い範囲へと広がっていった．開設以前の金研，通研，理学部，工学部に，教養部，科研，非水溶液化学研究所（非水研）が加わり，それぞれ核断熱消磁・光物性，微粒子磁性・重い電子系，分子物質の光物性等が研究されるようになった．その後 1980年代に入ると，歯学部（1980 年），医学部，抗酸菌病研究所（1983 年），薬学部（1986 年）いった部局
も液体ヘリウムを利用するようになった．そこでは
液体ヘリウムは極低温の基礎研究ではなく，SQUID（超伝導量子干渉計）といった超伝導デバイスや，
MRI（NMR-CT）や NMR（分子構造解析用）装置内の超伝導マグネットを冷却する手段として使われるようになった．
低温センター20 周年記念誌（1991 年）に金研の増本健先生（第 7 代低温センター長）が「液体ヘリ
ウムは，かつては低温科学研究に携わる人達だけの秘境の霊泉でしたが，液体ヘリウムの利用は今では広く一般の科学研究における必須の実験手段になって来ているのではないでしょうか」と述べられている[14]．つまり低温センター開設 20 年後には，当初基礎研究の一部でしかなかった低温科学の分野
が，低温の素子やマグネットといった機器開発へ使われ，やがてはそれらを組み入れた低温機器利用を含む分野まで広がったことになる．
1996 年に極低温科学センターに改組されてからも，上記の分野広がりは維持されつつ，液体ヘリウ
ムを使った実験数は増加した．図 11 に 2020 年の東北大学における研究テーマの分布を示す．物性基礎が全体の約 50％，物性応用と材料研究が合わせて
約 25％を占めている．化学・生物・薬学・農学研究が 15％と比較的大きな割合となるが，このほとん
どが NMR に利用されている．数は少ないが，医学・医療関係（1%）や素粒子・原子核・放射光（0.5%）にも，守備範囲は広がっている．
共同利用機器を用いた低温実験環境の提供は，極- 53 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

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図 11

液体ヘリウムを利用した研究テーマ分布

低温科学センター改組後もセンターの液体ヘリウ
ム供給と並ぶもう一つの柱となる業務であった（2006 年の法人化後，共同利用の部分は解除されたが，ユーザーの強い要望もあり現在でも実質的には継続されている）．上述の通り，低温センターの時
代では 10 T の超伝導マグネットや希釈冷凍機はその主力機器であったが，低温実験装置の普及やヘリウム供給能力の大幅な向上とともに，10 T 以上の磁場を発生する装置は一般の研究室レベルでも所有可能となり，1 K 以下の極低温に到達可能な研究室も珍しく無くなってきた，それととともに，センターの共同利用頻度は減少してきた．2000 年くらいから，共同利用実験室の方針を「一般の研究室では長期維持管理が難しい装置を集中管理して使いやすくする」，つまり低温を必ずしも専門としない研究室へターゲットを変更し，実験室の再整備を進めてきた．現在では，共同利用設備として，SQUID
磁化測定装置（MPMS）2 台，SQUID 顕微鏡システ
ム，リークディテクター2 台，9/11T 超伝導マグネ
ット，トップローディング式 3He 冷凍機，ファラデー型マグネット付 3He 冷凍機，ベクトル超伝導マグ
ネットシステム，小型希釈冷凍機が整備されている．
特に SQUID 磁化測定装置，各種超伝導マグネット，
希釈冷凍機の利用頻度は高く，夏期と冬期の休業期間を除いて，常に実験室で誰かが実験している状況に戻ってきている．この状況は今後の新既学内低温研究者開拓へのきっかけとなるかもしれない．
４．ヘリウムを取り巻く環境の変化「ヘリウムの一滴は血の一滴」とは，1952 年当初

伝熱2022 年 4 月

から低温センター設立後もしばらくの間，研究者の間で使われてきた教訓である．これは当時ヘリウムガスの入手が難しく[3]，その貴重なヘリウムを苦労して液化していたわけであるから，頷けることである．当時の先生方の話を聞くと，液体ヘリウムの供給は，朝から 15 分刻みのスケジュールで行われ，
15 分経ってもヘリウムが装置に溜まらない時は，予冷不足・技術不足として中断されるという厳しいものだったらしい[15]．いわば供給者主導でヘリウム実験が行われたと言ってよいであろう．筆者が低温の研究を始めた 1980 代後半には，研究室の先生
から昔話として聞いてはいたが，すでに「血の一滴」という意識は薄れていたように思う．
一方，現在の状況を見るとヘリウムの注文は極低
温科学センターのホームページ上でいつでもでき，
100 L 単位で供給日や時間も指定して入手できる．
センターの技術職員が，利用者の要望に応えて準備する，利用者主導の体制となり，液体ヘリウムを使った極低温実験はかなり身近になったと感じる．特に物性科学研究では，液体ヘリウムは研究に必要なインフラの一つと言われるまでになっている．
ところが，近年「ヘリウム危機」と呼ばれるヘリ
ウムの入手困難な状況が幾度となく生じるようになってきた．現在世界中で出回っているヘリウムは天然ガスの副産物として産出され，0.3  1％のヘリ
ウム濃度の天然ガスを低温分離精製することによって得られるものである（昔はモナズ石中にあるヘリウムを高温で熱することにより抽出して得ていたらしい）．しかしヘリウムを含む天然ガス田は世界中でも米国（57%），カタール（28%），アルジェ
リア（9%），オーストラリア（3%），ロシア（2%），ポーランド（1%）といった限られた場所にしかなく（括弧内の数字は 2018 年の（株）ガスレビューの発
表 に よ る 産 出 割 合 ）， 日 本 は ヘ リ ウ ム の 調 達 を100％輸入に頼っている．天然ガス田があればそこに必ずヘリウムが存在するのではなく，分子が小さく軽いため透過しやすいヘリウムを溜め込むための，特殊な岩盤構造を持ったガス田にしかヘリウムがないのが実情である．日本は過去には米国から95％を輸入していたが，2018 年に予定された米国
土地管理局（BLM）での備蓄ヘリウム輸出終了を見越して，カタールにその軸足を移しつつある．2021
年の財務省統計によると米国から 54%，
カタールから 44%の輸入へと変化している．いずれにせよ日本- 54 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

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におけるヘリウムの入手は国際情勢に左右される
不安定な要素を常に抱えていることになる．
記憶に新しいのは，2002 年の米国湾岸スト，2007
年の米国でのヘリウムプラントの不具合，2012 年の米国での複数のヘリウムプラントの不具合と定期メンテナンス重複，2017 年のカタール断交，2019
年以降の需要と供給のアンバランスによるタイト
化，による国内ヘリウム不足である．特に 2019 年
以降のタイト化は，米国のシェールガス（ヘリウムを含まない天然ガス）による置き換えや BLM の民間払い出し，中国・韓国等アジア圏でのヘリウム需
要国の新興等，の複合要因によるものである．この原稿を書いている 2021-2022 年では，これに新型コ
ロナ感染症の影響による米国コンテナ船積荷の遅延問題も重なり，学術研究用のヘリウムが国内でほとんど入手できない状況になっている．
日本におけるヘリウムの用途は，本稿の主題である低温（冷却）だけでなく，多岐にわたっている．
図 12 に 2021 年の国内ヘリウム販売実績の内訳を示す（日本産業・医療ガス協会の発表による）．液体としての利用は医療分野における磁気共鳴画像
イメージング（MRI，16%）であり，液体ヘリウムが磁気共鳴現象に不可欠な強磁場を発生させる超伝導マグネットの冷却に使用される．一方，ヘリウ
ムはガスとしても半導体（17%）や光ファイバー（9%）の製造プロセスに欠かせないものとなっている．これはヘリウムガスの持つ高い熱伝導性や化学的安定性（反応がないこと）による．この他，ヘリウムの原子サイズが小さい（小さな穴でも透過する）
ことや天然の空気にほとんど含まれない（質量分析しやすい）ことを利用して，リークテスト（13%）にも広く使われている．溶接や分析，バルーン・飛行船，その他も含めると，ガスとしてのヘリウム用
途が 75％以上を占めることになる．
液体ヘリウムの学術研究利用に戻ると，その国内販売量は全体の 5％程度にしかならない（図 12 中の低温工学がこれに相当）．研究機関にはヘリウム
液化システムが設備されている所も多く，蒸発したガスを回収して再液化していることから，実際の使用量として比較したら，その割合は 30  40%程度まで増えると予測されている．とはいえ「ヘリウム危機」と言える現状において，医療と産業（経済）を優先させれば，もともと商業的需要の小さい学術
研究にヘリウムが回ってこないことは致し方ない

伝熱2022 年 4 月

図 12 2021 年国内ヘリウム販売量の内訳（日本
産業・医療ガス協会の報告データを集計）ことなのかもしれない．低温科学研究が過去だけでなく未来においても産業に多大な影響をもたらすこと（例えば，MRI，量子コンピュータ，リニア新幹線，核融合炉等々）を考えると，この危機の中でもなんとか低温科学の火が絶えないようにさせた
いものである．様々の方面から支援・協力を低温関係者の一人として切に願っている（2019 年 12 月に「ヘリウム危機」に臨んでの緊急声明が，日本の 6
学会，2 協議会，40 研究機関の共同で発表されている[16]）．
一方で石油と同様にヘリウムも掘り続けると近い将来（30 年～40 年後）枯渇してしまう，というより根本的な危機も囁かれて久しい．この場合，(i)新たなヘリウム生産技術，もしくは(ii)ヘリウムの代替えとなる原子・分子を使った技術，の開拓が必要であろう．(i)に関しては，例えば大気中に含まれる微量（500 ppm 程度）のヘリウムを採取する方法
や将来的には核融合の副生成物として発生するヘリウムを採取する方法等が可能性としてはある．しかしこれらは大量生産には向かず，かつコストのかかる方法であることから有望とは言えないかもしれない．新たな技術の出現に期待している．
(ii)に関して言えば，絶対 0 度付近の極低温環境を得るための寒剤としてのヘリウムの代替えはな
い．現在使われている主な寒剤は，液体酸素（大気圧での沸点 90 K），液体窒素（77 K）液体水素（20K）があるが，これを減圧して（蒸気圧を下げて）さらに冷却しようとしても，3 重点（酸素で 54 K，
窒素で 63 K，水素で 14 K）で固化してしまうため，
それより低温に達することが難しい．ヘリウムには- 55 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

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量子効果の影響で，この 3 重点がないことが鍵となっている（ただし，液体水素は 20 K 以上の環境で十分な場合（例えば高温超伝導体をつかった応用等
で），冷却に使用した後，蒸発ガスを発電や燃料電池等のクリーンエネルギーに変換できるため，低温とエネルギー輸送を組み合わせた応用に発展できそうである）．一方，半導体や光ファイバー作製プ
ロセスに不可欠なガスとしてのヘリウムの代替え技術も，模索されてはいるが見つかっていない．上述のようにヘリウムガスの高い熱伝導性と化学的不活性さといった特徴が必要なわけだが，両方を同時に満たす代替え元素はないというのが現状であろう．
以上のようにヘリウムは低温科学研究だけでなく様々な用途（特に産業面）で利用されているが，それを取り巻く入手環境は，これからも安泰とはいえない．筆者が関係する低温科学研究といった比較的小さな利用規模で考えると，上述のような国際情
勢や資源問題に左右されないためには，研究機関において 100%に近いヘリウムリサイクル率を実現することが理想であろう（現状，東北大学では 91%で上げ止まりとなっている）．貯蔵能力も含めたヘリ
ウム液化システムが輸入量変動に対するバッファとなることも期待できる．そうなると今以上の利用者への啓蒙と回収設備の徹底的な管理が求められ，「ヘリウムの一滴は血の一滴」に近い教訓が戻る時
代が再び来るのかもしれない．
５．おわりに東北大学片平地区を中心とした，日本の低温科学発祥の地としての，液体ヘリウム供給体制の歩みと研究の歴史と現状を振り返ってきた．筆者が東北大学で職を得たのは，1999 年であり，それ以前から今日に渡る 90 年以上の歴史は，過去の文献や先輩諸氏から伝え聞いた事象を中心にして文章にした．十分注意して，調べたつもりではあるが，正確な史実を反映していない箇所も残っているかもしれない．
特に初代，2 代目のヘリウム液化機を導入するまでの経緯は，本稿に登場する先生方だけでなく様々な方の関与があり，よりドラマチックな展開があったと聞く（本稿ではそこまで踏み込めなかった）．補
足や修正部があればご指摘いただけば幸いである．
近年，GM 冷凍機やパルス管冷凍機といった冷凍機の進歩と普及により，液体ヘリウムを消費しなく伝熱

2022 年 4 月ても，電気さえあれば 4 K 以下の極低温環境が得られるようになった．これらの冷凍機では動作流体としてヘリウムが使われるが，閉じたガス回路内で使われるため実質的なヘリウム消費にはつながらない．医療現場では MRI 装置に対して冷凍機を接続して，蒸発したヘリウムガスを液体に再凝縮させるシステムが普及しつつある．実際，図 12 における
MRI の割合は 2018 年度では 19%であり減少傾向にある．一方，東北大学の現状を見ると，冷凍機を導入する研究室の数は増え，液体ヘリウムの需要は減少するものと予測されたが，依然としてその兆しは見えない．冷凍機そのものが高価なこともあるが，装置の維持に必要な電気料金やメンテナンスにかかる費用がネックになっているようだ．ヘリウム液化機で大量生産することによるコストダウンや，それぞれの実験方法の利点と欠点（例えば，冷凍機では液体ヘリウムが不要であるが，冷えるのに時間がかり，装置の構造も制限される）を勘案すると，今
後液体へリウムと冷凍機をつかった実験装置の比率はある値でバランスするのではないかと予測している．
幸いなことに，東北大学極低温科学センター（片平地区）では，2022 年 3 月に 5 代目となる液化シ
ステム（230 L/h）が導入される．青葉山地区では，
2023 年度の稼働を目指して次世代放射光施設の建設が進められており，ここでの液体へリム供給も極
低温科学センター（青葉山地区）がサポートすることになっている．これに伴って，学外へのヘリウム液化サービスに向けた体制を整えつつある．ヘリウ
ム不足の続く昨今において，東北大学のヘリウム供
給・回収システムの機能が大学内だけでなく，学外（特に東北地方の地域産業）にも有効活用される時代がくることを期待している．

- 56 -

謝辞
本原稿の作成にあたって，佐々木孝彦先生（金研教授，極低温科学センター長）から様々な資料の提供をいただいた．これらの資料には，以前に退職された武藤芳雄先生と小林典男先生（いづれも金研教
授）が研究室に残されたものも多く含まれる．ここに感謝します．
[本稿について] 本稿は，2021 年に郡山で開催された日本伝熱シンポジウムのオーガナイズドセッ
ション「人と熱との関わりの足跡」におけるご講演

J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

ヒストリーＱに修正・加筆して頂いたものである．ご講演と本稿のご執筆に心から感謝したい．（熱の科学技術史研究会）
参考文献[1] 神田英蔵，低温 40 年の回顧と反省，物性 1972
年 1 月号，(1972）1-1.
[2] 袋井忠夫，わが国における低温物理研究の起源，
低温工学，3-5 (1968) 240.
[3] 武藤芳雄，低温研究発祥の地・仙台，低温工学，
33-6 (1998) 354.
[4] 小林典男，金属材料研究所における低温研究の歩み，金属材料研究所創立百周年記念誌，(2017)201.
[5] 神田英蔵，軌道にのった極低温の実験研究，科学，25-2 (1955) 59.
[6] 長崎誠三，ヘリウムはなぜ液化できなかったか？，固体物理，13-10 (1978) 614.
[7] 青山新一，講義 XI，金属の研究，12 (1935) 282.
[8] 青山新一，液体ヘリウム温度による低温の研究，

伝熱2022 年 4 月- 57 -

科学，9-12 (1939) 445.
[9] 渋谷喜夫，思い出と所感，低温工学，10-1 (1975)23.
[10]丹野武，河野三尾留，熱き心をもって，東北大学低温センター15 周年記念誌，(1986) 9.
[11]小林典男，低温センターが生まれた頃，東北大学極低温科学センターだより，12 (2021) 12.
[12]佐藤常夫，液体ヘリウムの供給状況，東北大学
低温センター5 周年記念誌，(1976) 3.
[13]研究部門・研究施設の歴史，金属材料研究所創立百周年記念誌，(2017) 69.
[14]増本健，東北大学低温センター20 周年にあたって，
東北大学低温センター20 周年記念誌，(1991)
1.
[15]深瀬哲郎，液体ヘリウム事情今昔，東北大学極
低温センターだより，2 (2001) 1.
[16]例えば，日本物理学会ホームページでの声明，
https://www.jps.or.jp/information/2019/12/helium.p
hp

J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

行事カレンダー
本会主催行事開催日
2022 年
5月
18(水)
〜
20(金)

行事名
第 59 回 日本伝熱シンポジウム

本会共催，協賛，後援行事
開催日
行事名
2022 年5月
12(木)「新燃料の最新技術と課題」講習会
〜
13(金)
24(火)
日本機械学会関西支部第 379 回講習会〜
「破壊力学の基礎と最新応用」
25(水)
6月
1(水)
第 27 回計算工学講演会
〜
3(金)
7月
13(水)
第 26 回動力・エネルギー技術シンポ
〜
ジウム
14(木)
The 13th Pacific Symposium on Flow
8月
7(日)
Visualization and Image Processing〜(PSFVIP13)
10(水)

9月

申込締切

原稿締切

1 月 14 日
(金)

申込締切

問合先
実行委員会事務局
東海国立大学機構 岐阜大学／国立大学法人
名古屋工業大学 内
Email：symp2022 (at) htsj-conf.org

原稿締切

問合先

掲載号

（一社）日本機械学会総合企画 G
森本あかね morimoto@jsme.or.jp
日本機械学会関西支部
Tel:06-6443-2073
E-mail: info@kansai.jsme.or.jp（一社）日本計算工学会
office@jsces.org（一社）日本機械学会総合企画 G
森本あかね morimoto@jsme.or.jp
PSFVIP13 実行委員長 横野 泰之
TEL: 03-5841-0616
E-mail: yokono@mech.t.u-tokyo.ac.jp

19(金)
〜
21(日)
24(水)
〜
26(金)

日本混相流学会混相流シンポジウム
2022

日本混相流学会
office@jsmf.gr.jp

日本実験力学会 2022 年度年次講演会

27(火)
〜
29(木)

日本流体力学会 年会 2022

新潟大学医学部保健学科内 日本実験力学会事務局 担当：高木由紀子／Tel: 025-368-9310／
Fax: 025-368-9309／
E-mail: office-jsem@clg.niigata-u.ac.jp（一社）流体力学会事務局
Tel:03-3714-0427
E-mail: jsfm@fr7.so-net.ne.jp

伝熱 2022 年 4 月

掲載号- 59 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

お知らせ

第 59 回日本伝熱シンポジウムのご案内

第 59 回日本伝熱シンポジウム実行委員会
委員長 板 谷 義 紀
幹 事 服 部 博 文
開催日：令和 4 年 5 月 18 日（水）～ 5 月 20 日（金）会 場：長良川国際会議場（https://www.g-ncc.jp）※状況によってはオンラインとのハイブリッド，もしくはオンラインのみの開催となる可能性があります（最新情報はウェブサイトを御覧ください）．
所在地 〒502-0817 岐阜県岐阜市長良福光 2695-2 電話番号 058-296-1200
アクセス 自動車：名神高速岐阜羽島 IC から岐阜環状線経由で約 40 分
東海北陸自動車道岐阜各務原 IC から国道 21 号，岐阜市街経由で約 40 分
（駐車場は有料です）
バス：岐阜駅バスターミナルより約 20 分＋徒歩 約 2 分
岐阜バス「市内ループ線」で長良川国際会議場北口下車「三田洞線 K50・K55」で長良川国際会議場前下車
飛行機：中部国際空港（セントレア）から名鉄岐阜駅（特急 66 分）＋上記バスと徒歩で約 22 分
特別講演：5 月 19 日（木）（詳細はシンポジウムウェブサイトに掲載します）
ぎふ綜合健診センター・所長・理事
岐阜大学名誉教授・同医学部附属地域医療医学センター特任教授 村上 啓雄 氏
「COVID-19：2 年余りの経験と，今後の課題」
総会：5 月 19 日（木）（詳細はシンポジウムウェブサイトに掲載します）

ウェブサイト：https://htsj-conf.org/symp2022/【シンポジウムの形式】

講演発表形式として
a) 通常の一般セッション（口頭発表）b) オーガナイズドセッション（口頭発表）c) 学生および若手研究者を対象とする優秀プレゼンテーション賞セッションを実施します．

基調講演以外の，1 講演あたりの割当時間は 15 分（発表 10 分，個別討論 5 分）で，各セッションの最後に総合討論の時間（5 分×セッション内の講演件数）を設けます．

優秀プレゼンテーション賞セッションについては，前号（2022 年 1 月号）本号掲載のお知らせ「優秀プレゼンテーション賞（第 59 回日本伝熱シンポジウム）について」をご参照下さい．なお，ポスター形式の詳細等は，ウェブサイトに掲載します．

オンサイト（登壇者と座長はオンサイトでの参加をお願いします．聴講者は任意とします），オン
ラインのハイブリッド方式で開催します（ただし，蔓延防止措置等で会場が使用できない場合にはオンライン開催に変更します）．オンラインでの参加方法は，参加登録者宛にメールで連絡い
たします．

伝熱

2022 年 4 月- 60 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

お知らせ【参加費等】

シンポジウム参加費
会員一般（早期申込：12,000 円，通常申込：15,000 円，非課税）
非会員一般（早期申込：15,000 円，通常申込：18,000 円，税込み）
会員学生（早期申込：6,000 円，通常申込：7,000 円，非課税）
非会員学生（早期申込：7,000 円，通常申込：8,000 円，税込み）※特別賛助会員は 1 口につき 3 名，賛助会員は 1 口につき 1 名，参加費が無料になります．
※会員とは，日本伝熱学会会員のほか，共催・協賛学協会の会員を含みます（ただし，税込みとなります．共催・協賛学協会についてはウェブサイトを御覧ください）．
※講演論文集は電子版として参加者にウェブサイトからのダウンロードを通じて配布します．
※早期申込は 4 月 1 日までです（申し訳ございませんが，終了しています）．

講演論文集 CD-ROM 版：講演論文集の販売は，CD-ROM 版のみです
講演論文集 CD-ROM 版：5,000 円（シンポジウム後の販売になります．
）【意見交換会】

開催日：令和 4 年 5 月 19 日（木）
会 場：都ホテル岐阜長良川（〒502-0817 岐阜県岐阜市長良福光 2695-2）

参加費：一般（早期申込：10,000 円，通常申込：13,000 円，税込み）
学生（早期申込：5,000 円，通常申込：7,000 円，税込み）※早期申込は 4 月 1 日までです（申し訳ございませんが，終了しています）．
【参加登録と参加費等の支払い方法】

参加登録は本シンポジウムのウェブサイトの参加登録ページから行ってください．

支払い方法は，クレジットカードもしくは銀行振込みとなります．参加費等の支払いをもって「参加登録の完了」としますので，銀行振込みをご選択された方はお気を付けください．

4 月下旬までに参加登録を完了された方には事前に参加者キット（講演プログラム，参加票など）をお送りする予定です．

オンライン開催となった場合には，参加登録および参加費等の支払方法および期限を設定します（詳細はシンポジウムウェブサイトに掲載します）．
【講演論文集電子版】

講演論文集は電子版として参加者にウェブサイトからのダウンロードを通じて配布します．

講演論文集（電子版）は，日本伝熱学会会員（2022 年度会員）の皆様に対し，シンポジウムウェ
ブサイトにリンクされたページで公開します．

電子版のダウンロードは，以下の閲覧 ID とパスワードを用いてログイン後，閲覧・ダウンロー
ドすることができます．
講演論文集電子版閲覧 ID：


伝熱パスワード：

シンポジウムで座長をご担当される方は，この電子版を当日のセッションの参考資料としてください．

2022 年 4 月- 61 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

お知らせ【講演論文の公開日】

講演論文集（電子版）の公開日は，2022 年 5 月 11 日（水）を予定しています．この日が特許に係る公知日となります．シンポジウム開催日よりも早くなりますのでご注意ください．
【ご注意】
参加費等は参加取消しの場合でも返金いたしません．
本シンポジウムに関する最新情報については，随時更新するウェブサイトでご確認ください．
【お問い合わせ先】
第 59 回 日本伝熱シンポジウム実行委員会事務局
東海国立大学機構 岐阜大学 工学部 機械工学科 内／国立大学法人 名古屋工業大学 内E-mail：symp2022@htsj-conf.org, Fax：058-293-2532 or 2491

伝熱2022 年 4 月- 62 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

お知らせ

第 59 回日本伝熱シンポジウム

タイムテーブル（暫定版）

このタイムテーブルは，3 月 24 日現在の暫定版です．
2022/05/18 （第１⽇⽬） 受付開始︓8:30〜
A室

B室

C室

D室

E室

F室

G室

H室

A11 OS

B11 GS

C11 OS

D11 GS

E11 OS

F11 OS

G11 GS

H11 GS

9:00〜10:30

9:00〜10:40

10:00〜10:40

9:00〜10:40

9:00〜10:40

10:00〜10:40

9:00〜10:40

9:00〜10:40

バイオ伝熱分⼦動⼒学１

熱エネルギー材
⽔素・燃料電池・⼆次電池１・

液滴・濡れ現象
沸騰・凝縮１

基調講演 1-2の制御と理解１・基調講演

ナノ・マイクロ伝熱
１料・システムのため乱流を伴う伝熱の熱・物質輸送研究の進展１・

促進１・

基調講演

趣旨説明
A12 OS

B12 GS

C12 OS

D12 GS

E12 OS

F12 OS

G12 GS

H12 GS

10:55〜12:35

10:55〜12:35

10:55〜12:25

10:55〜12:35

10:55〜12:35

10:55〜12:35

10:55〜11:55

10:55〜12:15

ナノ・マイクロ伝熱料・システムのため乱流を伴う伝熱

２の熱・物質輸送研究の進展２

熱物性１

分⼦動⼒学２

⽔素・燃料電池・
⼆次電池２

液滴・濡れ現象
沸騰・凝縮２の制御と理解２・
招待講演 1-2

熱エネルギー材

促進２

A13 OS

B13 GS

C13 OS

D13 GS

E13 OS

F13 OS

G13 GS

H13 GS

14:00〜15:40

14:00〜15:40

14:00〜15:40

14:00〜15:20

14:00〜15:40

14:00〜15:40

14:00〜15:00

14:00〜15:20

液滴・濡れ現象

ナノ・マイクロ伝熱料・システムのため乱流を伴う伝熱の制御と理解 ３３の熱・物質輸送研究の進展３

熱物性２

分⼦動⼒学３熱エネルギー材
⽔素・燃料電池・
⼆次電池３

沸騰・凝縮３促進３
16:00〜18:00 優秀プレゼンテーション賞セッション（市⺠ギャラリー）16:00〜18:00 ⽇本伝熱学会特定推進研究特別ワークショップ（B 室）

2022/05/19 （第 2 ⽇⽬）受付開始︓8:30〜
A室

B室

C室

D室

E室

F室

G室

H室

A21 OS

B21 GS

C21 OS

D21 GS

E21 SS

F21 GS

G21 OS

H21 OS

9:00〜10:40

9:20〜10:40

9:00〜10:40

9:20〜10:40

9:20〜10:40

9:20〜10:40

9:20〜10:40

⽔素・燃料電池・
⼆次電池４

沸騰・凝縮４

液滴・濡れ現象

ナノ・マイクロ伝熱の制御と理解 ４４

東海地区企業による部品開発・技

⾃然対流１

術開発の紹介１ふく射輸送とふく
射性質１

9:20〜10:40
宇宙機の熱制御
１・
基調講演 1-2

A22 OS

B22 GS

C22 OS

D22 GS

E22 SS

F22 GS

G22 OS

H22 OS

10:55〜12:35

10:55〜12:15

10:55〜12:35

10:55〜11:55

10:55〜12:15

10:55〜11:55

10:55〜12:15

10:55〜12:15

液滴・濡れ現象

ナノ・マイクロ伝熱

ふく射輸送とふく

宇宙機の熱制御の制御と理解 ５

５

射性質２

２

⽔素・燃料電池・
⼆次電池５

沸騰・凝縮５

東海地区企業による部品開発・技

⾃然対流２術開発の紹介２

A23 OS

B23 GS

C23 OS

D23 GS

E23 OS

F23 GS

G23 GS

H23 OS

14:00〜15:40

14:00〜15:20

14:00〜15:20

14:00〜15:40

14:00〜15:00

14:00〜15:20

14:00〜15:20

14:00〜15:20

⾃然エネルギー

混相流

⽔素・燃料電池・
⼆次電池６

沸騰・凝縮６

液滴・濡れ現象の制御と理解 ６

多孔体内の伝熱

⼈と熱との関わりの⾜跡（その５）

宇宙機の熱制御３

15:50〜16:35 特別講演（A 室）
16:40〜17:40 総会（A 室）
18:00〜20:00 意⾒交換会（都ホテル岐⾩⻑良川）

伝熱

2022 年 4 月- 63 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

お知らせ2022/05/20 （第 3 ⽇⽬）受付開始︓8:30〜
A室

B室

C室

D室

E室

F室

A31 OS

B31 GS

C31 GS

D31 OS

E31 OS

F31 GS

H31 GS

9:00〜10:40

9:20〜10:40

9:20〜10:40

10:00〜10:40

9:20〜10:40

9:20〜10:40

9:20〜10:40

燃焼伝熱研究の最前線１

化学プロセスにお計測技術１

融解・凝固１

ける熱⼯学１・
基調講演

伝熱研究へのMEMS の利⽤１

強制対流１

G室

H室

ヒートパイプ１/
熱⾳響

A32 OS

B32 GS

C32 GS

D32 OS

E32 OSF32 GS

H32 GS

10:55〜12:35

10:55〜12:35

10:55〜12:35

10:55〜12:35

10:55〜12:15

10:55〜12:15

10:55〜12:15

計測技術２

融解・凝固２

強制対流２

ヒートパイプ２

燃焼伝熱研究の最前線２

化学プロセスにお伝熱研究へのける熱⼯学２MEMS の利⽤２

A33 OS

B33 GS

C33 GS

D33 OS

E33 GS

H33 GS

14:00〜15:20

14:00〜15:00

14:00〜15:00

14:00〜15:20

14:00〜15:20

14:00〜15:20

燃焼伝熱研究の電⼦機器の冷却

最前線３

１

物質移動１

ヒートパイプ３

空調・熱機器１

化学プロセスにおける熱⼯学３

A34 OS

B34 GS

C34 GS

E34 GS

H34 GS

15:35〜16:55

15:35〜16:35

15:35〜16:35

15:35〜16:35

15:35〜16:55

燃焼伝熱研究の電⼦機器の冷却最前線４

２

空調・熱機器２

物質移動２ヒートパイプ４

伝熱2022 年 4 月- 64 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

お知らせ

第 59 回日本伝熱シンポジウムプログラム（暫定版）
このプログラムは，3 月 24 日現在の暫定版です．前頁のタイムテーブルとともに，修正・変更する場合があります．必ず，最新版を本シンポジウムウェブサイトでご確認ください．なお，登壇者以外の共著者の方が同一時間帯のセッションで重複している場合がありますが，ご容赦ください．また，個別のご要望には応じかねますので，ご了承ください．
A13

第 1 ⽇ 5 ⽉ 18 ⽇（⽔）
＜A 室＞
A11

14:00-15:40 ⽔素・燃料電池・⼆次電池３座⻑︓⽥部 豊（北海道⼤）A131

9:00-10:30 ⽔素・燃料電池・⼆次電池１

セパレーター厚みが⾼温運転 PEFC 単セル内熱・物質移動現象に及ぼす影響

オーガナイザー︓⻄⽥ 耕介（京都⼯繊⼤），伊藤 衡平（九州⼤），◯ ⻄村 顕, ⼩島 勇哉, 伊藤 将吾, 廣⽥ 真史 (三重⼤岩井 裕（京都⼤），⽥部 豊（北海道⼤），院)

津島 将司（⼤阪⼤），徳増 崇（東北⼤）A132

⾼温運転 PEFC 単セル内連成現象に及ぼす部材厚みと MPL座⻑︓⻄⽥ 耕介（京都⼯繊⼤），徳増 崇（東北⼤）有無の影響の数値解析評価

A111

季 (三重⼤), 廣⽥ 真史 (三重⼤院)◯ 豊⽥ 恭平, ⻄村 顕, 河野 望 (三重⼤院), 三島 ⼤
基調講演 1︓⽔素製造⽤⽔電解での貴⾦属利⽤と⽥中貴⾦
属⼯業での取り組み

A133◯ 藤⽥ 光晴 (⽥中貴⾦属⼯業)
A112

固体⾼分⼦形燃料電池内膜厚⽅向温度分布とセル内⽔蒸気輸送の相互作⽤

基調講演 2︓HDV 向け PEFC ⽤電解質膜の耐久性⽬標・加◯ 重政 海都, 鈴⽊ ⼤智, 朝岡 洸太, 荒⽊ 拓⼈ (横国速耐久法と課題

⼤)◯ ⾦坂 浩⾏ (技研組合 FC-Cubic)

A134

PEFC 正味⽔分移動に対するアノード⽔素供給条件の影響評
価

A12

10:55-12:35 ⽔素・燃料電池・⼆次電池２◯ 伊藤 博 (産総研), 王 仁傑, ⽯⽥ 政義 (筑波⼤),座⻑︓荒⽊ 拓⼈（横浜国⼤）

染⽮ 聡, 宗像 鉄雄 (産総研)
A135

A121

アイオノマーが PEFC 触媒インクの分散構造に及ぼす影響◯ 笹部 崇 (東⼯⼤), ⼩椋 俊彦 (産総研), 岡⽥ 康樹,◯ ⻄⽥ 耕介, ⼭⾕ 直輝, 尹 瀚⽂ (京⼯繊⼤), 梅川

酒井 勝則, 平井 秀⼀郎 (東⼯⼤)
A122

レーザ分光による低加湿・負荷変動運転 PEFC の⽔分濃度と電圧変動の相関性評価
豊⽂ ((株)プラムテック), 川崎 昌博 (地球研)

Numerical modeling and simulation of polymer
electrolyte fuel cells with different ionomer to carbon＜B 室＞

ratios in catalyst layers

B11◯ ALIZADEH Mehrzad, 鈴⽊ 崇弘, 津島 将司 (⼤阪座⻑︓永井 ⼆郎（福井⼤）9:00-10:40 沸騰・凝縮１

⼤)
A123

触媒層における Pt / C 表⾯がアイオノマーの吸着と形態変化に

B111

及ぼす影響に関する分⼦論的解析◯ 郭 ⽟婷, ⾺渕 拓哉, 李 ⾼阳, 徳増 崇 (東北⼤)◯ ⽮吹 智英, ⽮島 翔太, 井⽣ 奈那⼦, ⽥村 亮太, 宮A124 酸素分⼦のアイオノマー表⾯散乱が燃料電池触媒層の酸素輸
送抵抗に与える影響に関する分⼦論的解析

崎 康次 (九州⼯⼤院)
B112◯ 堀 智紀, ⾺渕 拓哉 (東北⼤), 杵淵 郁也 (東京⼤),

機械学習によるプール沸騰の気泡形成挙動の解析◯ 塚原 健, シェン ビャオ, ⾦⼦ 暁⼦ (筑波⼤), ⽮吹 智

徳増 崇 (東北⼤)A125

⼈⼯発泡点付き伝熱⾯上の⽔の飽和プール沸騰における熱伝達機構

英 (九⼯⼤)エレクトロスプレー法による PEFC 低⽩⾦グラフェン触媒層の作製

B113と電池⾼出⼒化

⼀様⾦属多孔質体の内部構造制御による飽和プール沸騰限界熱流束の向上◯ 岡野 将也, 中野 湧介, 植村 豪, ⽥部 豊 (北海道
⼤)◯ 関⼝ 正, 林⽥ 侑也, 森 昌司 (九州⼤)B114

底⾯および内部加熱粒⼦層のプール沸騰限界熱流束B115

発泡⾦属を⽤いた拡張流路でプール沸騰強化に関する研究◯ 坂下 弘⼈ (北海道⼤)◯ 楊 少博 (東京⼤), 洪 思慧 (中⼭⼤), 党 超鋲 (福井⼤), 陳 昱 (東京⼤)伝熱2022 年 4 月- 65 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

お知らせ
B12

10:55-12:35 沸騰・凝縮２

B142

細胞内における熱・物理的環境

B143

太陽光エネルギー利⽤における伝熱⼯学の新展開

B144

未来型エネルギーシステムのための乱流伝熱/燃焼研究の新展

座⻑︓森 昌司（九州⼤）B121◯ ⽩樫 了 (東京⼤)

⾼速度⾚外線カメラを⽤いた界⾯活性剤添加による沸騰熱伝達促進機構の観察

B122

B123

B124

◯ 宮崎 康次 (九州⼯⼤)◯ 井⽣ 奈那⼦, ⽮島 翔太 (九⼯⼤), ⽥中 孝典, 柴⽥開とさきがけ複雑流動

修平 (富⼠電機), 宮崎 康次, ⽮吹 智英 (九⼯⼤)◯ 店橋 護 (東京⼯⼤), 後藤 晋 (⼤阪⼤)マイクロチャネル内沸騰伝熱現象における流路間相互作⽤の評
価

＜C 室＞

村上 和哉, 神⽥ 雄貴, ◯ ⼩宮 敦樹 (東北⼤)C11

TSP による沸騰伝熱⾯温度分布の⾼時空間分解能計測

オーガナイザー︓塩⾒ 淳⼀郎（東京⼤），10:00-10:40 液滴・濡れ現象の制御と理解１◯ ⾺場 宗明, 齋藤 慎平, 染⽮ 聡, ⾼⽥ 尚樹 (産総⽥川 義之（東京農⼯⼤），研)

ムテルドゥ ティモテ（東京⼤），イ エリム（東京⼤），

蒸気と窒素ガス供給中における密閉容器内壁の局所熱伝達率の測定

シェン ビャオ（筑波⼤），喜多 由拓（九州⼤）座⻑︓塩⾒ 淳⼀郎（東京⼤）◯ ⽥中 誠⼀ (明⽯⾼専)
B125

深層学習と⾳響計測を組み合わせた沸騰の発⽣検知

C111◯ 植⽊ 祥⾼, 橋本 俊作, 芝原 正彦 (⼤阪⼤), 荒 邦

基調講演︓固液界⾯の顕微観察の現状と課題◯ ⾼橋 厚史 (九州⼤学)

章 (原⼦⼒機構)
C12
B13

14:00-15:40 沸騰・凝縮３

10:55-12:25 液滴・濡れ現象の制御と理解２座⻑︓塩⾒ 淳⼀郎（東京⼤）座⻑︓⽮吹 智英（九州⼯⼤）
C121
B131
B132

招待講演１︓⾼速マイクロ液滴の⾶散現象に関する研究

ミクロ液膜形成を考慮した核沸騰熱伝達の数値シミュレーション◯ ⽥川 義之, 鵜澤 雅, 藤⽥ 裕太 (東京農⼯⼤学),◯ ⼤⽥ 光希, 岡島 淳之介 (東北⼤)Riboux Guillaume, Gordillo Jose Manuel (University

格⼦ボルツマン法による相変化をともなう混相流解析

of Sevilla)

⼩島 岬, ◯ ⽥川 俊夫 (都⽴⼤)C122

招待講演２︓⾼温⽔の撥⽔性における微細構造スケールの影

B133

含⽔多孔質板の接触による⾼熱流束の除去
⾼野 智也 (横国⼤・院学), ◯ 奥⼭ 邦⼈ (横国⼤)◯ ムテルドゥ ティモテ (東京⼤), Lecointre Pierre (PSL

B134

核沸騰熱伝達データベース構築と予測⼿法の改良

Research University, Ecole polytechnique), Lehoucq

秋⼭ 直輝, ◯ 永井 ⼆郎 (福井⼤)Gaëlle (Thales Research and Technology), Checco

B135

DNB 熱流束を予測する新しい機構モデル

Antonio (Stony Brook), Clanet Christophe, Quere◯ グエン タイン ビン, ⼤川 富雄 (電気通信⼤学)

David

響

(PSL

Research

University,

Ecole

polytechnique)B14

16:00-18:00 ⽇本伝熱学会特定推進研究特別ワークショップ

C13

特定推進企画委員会︓⿅園 直毅（東京⼤，委員⻑），

14:00-15:40 液滴・濡れ現象の制御と理解３座⻑︓⽥川 義之（東京農⼯⼤）

⼩宮 敦樹（東北⼤，幹事），
飯⼭ 明裕（⼭梨⼤，委員），

C131

ライデンフロスト液滴の相互作⽤の実験的研究

C132

減圧環境下で⾼温壁⾯に衝突する液滴の Vapor rebound塩⾒ 淳⼀郎（東京⼤，委員），◯ イ グンハク, ムテルドゥ ティモテ (東京⼤学)

⾼松 洋（九州⼤，委員），
中別府 修（明治⼤，委員），

現象加藤 之貴（東京⼯⼤，委員），◯ 畠中 ⿓太 (JAXA), Breitenbach Jan, Roisman Ilia

上堀 徹（AGC，委員），

V., Tropea Cameron (TU-Darmstadt), ⽥川 義之 (農近藤 義広（⽇⽴アカデミー，委員），

⼯⼤)

芹澤 良洋（⽇本製鉄，委員），

C133

津島 将司（⼤阪⼤，委員），

温度履歴による濡れ性変化が及ぼす液滴衝突挙動およびクエンチ点への影響

⽩樫 了（東京⼤，委員），◯ 喜多 由拓 (九州⼤), ⽊⽥ 健介 (九⼤院), ⾼⼭ 翔,

森 昌司（九州⼤，委員），

⽇⾼ 澄具, 河野 正道, ⾼⽥ 保之 (九州⼤)宮崎 康次（九州⼯⼤，委員）

C134

座⻑︓⼩宮 敦樹（東北⼤）撥⽔キャビティー伝熱表⾯上の減圧沸騰◯ シェン ビャオ (筑波⼤), 岩⽥ 直樹, ⽇⾼ 澄具, 髙橋厚史, ⾼⽥ 保之 (九州⼤)B141

マイクロセンサー・デバイスを援⽤した次世代伝熱研究◯ 中別府 修 (明治⼤)伝熱2022 年 4 月- 66 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

お知らせ
C135

超疎⽔性階層構造を利⽤した 24 時間放射冷却型の凝縮デD13 14:00-15:20 ナノ・マイクロ伝熱３

バイス座⻑︓児⽟ ⾼志（東京⼤）◯ 程 治中, 李 禮林 (東京⼤), Gunay Ahmet Alperen(中東⼯科⼤学), 郭 江, Sivasankaran Harish, 塩⾒ 淳

D131 ナノ多結晶におけるフォノンの平均⾃由⾏程の理論的予測

⼀郎 (東京⼤)◯ 堀 琢磨 (農⼯⼤), Dames Chris (UC Berkeley)
D132 ⾮化学量論組成の酸化ニッケル薄膜の作製及び正孔輸送層と＜D 室＞しての特性評価

D11 9:00-10:40 ナノ・マイクロ伝熱１◯ 松尾 ⼀平, 上垣内 雅⽃, 井上 修平, 松村 幸彦 (広座⻑︓⽔⼝ 将輝（名古屋⼤）島⼤)D133 連続励起された⽔の分⼦内振動から分⼦間振動への緩和

D111 官能基修飾した三脚型トリプチセン SAM を⽤いた⾦/⽔界⾯熱◯ 棚⽥ 慶崇, ⼾⾕ 剛, ⼩林 ⼀道 (北海道⼤), 近藤

抵抗の評価

良夫 (⽇本ガイシ株式会社)◯ 今泉 孝規, ⽵原 陵介 (東⼯⼤), ⼭下 雄⼀郎, ⼋⽊

D134 CO2 による⽔平配向 CNT アレイの成⻑速度，寿命，成⻑開

貴志 (産総研), 庄⼦ 良晃, 福島 孝典 (東⼯⼤)始制御

D112 SiC-Si 接合界⾯の熱コンダクタンスのマッピング測定

⽯丸 亮哉, ◯ ⼤塚 慶吾 (東京⼤), 井ノ上 泰輝 (⼤阪◯ Guo Rulei (The University of Tokyo), Mu FengWen⼤), 千⾜ 昇平, 丸⼭ 茂夫 (東京⼤)(Chinese Academy of Sciences), Xu Bin, 塩⾒ 淳⼀郎(The University of Tokyo)＜E 室＞

D113 Drastic thermal conductance reduction of single-

E11

walled carbon nanotube after self-bundling

9:00-10:40 熱エネルギー材料・システムのための熱・物質輸
送促進１◯ FENG Ya (東京⼤), 佐藤 雄太 (産総研), 井ノ上 泰

オーガナイザー︓加藤 之貴（東京⼯業⼤），⿅園 直毅（東京⼤），輝 (⼤阪⼤), XIANG Rong (東京⼤), 末永 和知 (⼤阪⼤), 丸⼭ 茂夫 (東京⼤)中曽 浩⼀（岡⼭⼤）座⻑︓能村 貴宏（北海道⼤）D114 グラファイトを⽤いた３次元的な熱流制御による ⾼性能ヒートス
プレッダの実現E110◯ 許 斌, Liao Yuxuan, ⽅ 正隆, ⻑藤 圭介, 児⽟ ⾼
志 (東京⼤), ⻄川 泰司 ((株)カネカ), 塩⾒ 淳⼀郎 (東趣旨説明◯ 加藤 之貴E111

京⼤)(東京⼯⼤)

銅・マンガン複合酸化物から成る酸化還元型化学蓄熱材料の開発

D115 細孔アレイ膜からの蒸発熱流束のモデリング◯ 窪⽥ 光宏, 陳 曉宇, ⼩林 敬幸, ⼭下 誠司, 北 英◯ 今井 宏樹, 吉本 勇太, ⾼⽊ 周, 杵淵 郁也 (東京⼤)紀 (名古屋⼤)E112

酸化コバルトの酸化還元反応を⽤いる⼩型⾼温蓄熱装置の放熱挙動

D12 10:55-12:35 ナノ・マイクロ伝熱２◯ ⼩林 敬幸, 窪⽥ 光宏, 相場 康広 (名⼤)座⻑︓堀 琢磨（東京農⼯⼤）

E113

熱化学エネルギー貯蔵に向けた塩化マグネシウム/アンモニア系
化学蓄熱材料の反応性向上

D121 カーボンナノチューブを電極に⽤いた⾼効率プラズマクラスターの⽣◯ 絵野沢 哲太, 吉⽥ 咲紀, 髙須 ⼤輝, 加藤 之貴 (東成⼯⼤)◯ 鈴⽊ 巧, 井上 修平, 難波 愼⼀, 尾形 陽⼀, 松村

E114

幸彦 (広島⼤)熱化学エネルギー貯蔵のための⽔酸化カルシウムを⽤いた⾼熱伝導率複合材料の開発

D122 カーボンナノチューブに閉じ込められた⽔の相変化の直接観察◯ 望⽉ 恭輔, 舩⼭ 成彦, ⽟野 聡⼀朗, 加藤 敬,◯ ⾦ 哲宇, 李 秦宜, LI Dawei, 廣川 颯汰, ⽣⽥ ⻯也,

Zamengo Massimiliano, 髙須 ⼤輝, 加藤 之貴 (東⼯⾼橋 厚史 (九州⼤)⼤)D123 単層カーボンナノチューブにおける⽔吸着のレイリー散乱分光分
析E12◯ ⾦⽥ 遼太郎, 神前 航輝, 佐藤 周, 丸⼭ 茂夫, 千⾜
昇平 (東京⼤)10:55-12:35 熱エネルギー材料・システムのための熱・物質
輸送促進２

座⻑︓中曽 浩⼀（岡⼭⼤）D124 単層カーボンナノチューブ凝集体の電気伝導率とバンドル効果◯ 嶋⽥ 優作, 寺内 ⼀記, 伊達 寛紀, 藤井 武則 (東京E121⼤), 井ノ上 泰輝 (⼤阪⼤), 丸⼭ 茂夫, 千⾜ 昇平 (東共有結合性有機⾻格（COF）を吸着媒体とした⽔蒸気吸着
蓄熱の探究

京⼤)

◯ 王 暁晗, 後藤 駿⽃, 村上 陽⼀ (東⼯⼤)D125 階層的熱伝導評価によるカーボンナノチューブ線材の熱輸送機
構の解明

E122

充填層における Ca(OH)2 脱⽔反応のエクセルギー効率の数値解析佐藤 彰⽃, ⾜⽴ 建⼈, ◯ 児⽟ ⾼志 (東京⼤)◯ ザメンゴ マッシミリアーノ, 船⼭ 成彦, ⾼須 ⼤輝, 加藤
敬, 加藤 之貴, 森川 淳⼦ (東⼯⼤)

伝熱2022 年 4 月- 67 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

お知らせ
E123

ゼオライトの劣化による蓄熱輸送システムへの影響の定量的評

F123

価

E124

現象に関する研究◯ 齋藤 壮呉, 宮川 ⼤河 (早稲⽥⼤), 藤井 祥万 (東京◯ 服部 博⽂ (名⼯⼤), ⾺場 裕暉, ⽔上 泰良 (名⼯⼤⼤), 中垣 隆雄 (早稲⽥⼤)院), 保浦 知也, ⽥川 正⼈ (名⼯⼤)Zeolite/Al composites using a host matrix with spike

F124

surface for adsorption cooling

E125

DNS と LES による円形衝突噴流の衝突壁⾯近傍乱流熱伝達

粗さの幾何的特徴を変化させた粗⾯の壁⾯乱流摩擦抵抗に関する実験的研究◯ チュムナンワット スパナット, 岡⽥ 裕貴, ⼤⽥ 真司, 児⽟◯ ⼭本 佳輝, ⽥端 信哉, 桑⽥ 祐丞, 須賀 ⼀彦 (阪府昭雄, 滝⼝ 昇, 汲⽥ 幹夫 (⾦沢⼤)⼤)湿り空気を⽤いた直接熱交換式ヒートポンプのポテンシャル

F125

Application of RANS/LES hybrid approach to shape◯ 弘中 秀⾄, ⼤賀 誠志, 花⽊ 基史, 深井 潤 (九州optimization of turbulent heat exchanger with

⼤)modified surface geometry◯ ⾦ 書群, 森本 賢⼀ (東京⼤)E1314:00-15:40 熱エネルギー材料・システムのための熱・物質
輸送促進３

F13 14:00-15:40 乱流を伴う伝熱研究の進展３

座⻑︓村上 陽⼀（東京⼯⼤）座⻑︓中村 元（防衛⼤）

E131

F131

⾦属潜熱蓄熱槽の蓄熱・放熱挙動予測
⻄村 勝彦, ◯ ⼩松 洋介, ⿅園 直毅 (東⼤)E132

500°C 級三元系合⾦相変化マイクロカプセルの開発◯ 保浦 知也, 稲穂 達也, 服部 博⽂, ⽥川 正⼈ (名⼯◯ 清⽔ 友⽃, 川⼝ 貴⼤, KURNIAWAN Ade, 能村 貴

⼤)宏 (北海道⼤)F132

E133 ハルバッハ配列磁場による常磁性流体の対流誘起
E134

ガソリンエンジン壁⾯熱流束に対するピストントップ近傍の流動の影響◯ 吉村 駿哉, ⾦⽥ 昌之, 須賀 ⼀彦 (⼤阪府⽴⼤)◯ 志村 祐康 (東⼯⼤), 鎌⽥ 慎 (明治⼤), 横⼭ 瑛⼠,

建築物の損傷評価のためのフレキシブル熱電デバイスの熱的接⻩ 進, ⼩須⽥ 裕樹, ⾬宮 壮⼀ (東⼯⼤), 中別府 修

触(明治⼤), 店橋 護 (東⼯⼤)◯ 神成 勇希, 市川 賀康, 橋⽖ 洋⼀郎, 森 健⼠郎, 伊F133

藤 裕久, 中嶋 宇史 (東京理科⼤学), 内⽥ 秀樹 (⽇本
E135

平⾏⼆線式熱線流速計によるせん断乱流における２⽅向速度
変動計測

感温塗料による乱流熱伝達場の画像計測における機械学習を⽤いたノイズ低減ゼオン), ⼭本 貴博, 元祐 昌廣 (東京理科⼤学)◯ ⼩⽥ 豊, 下⽥ 将治, 笠原 友宙, ⼭崎 ⿓朗, 松本

ケミカル冷熱⽣成による排熱利⽤型オンデマンド空調の基礎検

亮介 (関⻄⼤)討F134◯ 梶本 こはる, 中曽 浩⼀, 三野 泰志, 後藤 邦彰 (岡主流乱れを伴う境界層遷移の壁⾯温度ストリークに関する実験的研究

⼭⼤), 丸岡 伸洋, 埜上 洋 (東北⼤)◯ 原 峻平 (同志社⼤), 加藤 豪 (同志社⼤院), 稲岡
恭司 (同志社⼤)

＜F 室＞

F135

F11 10︓00-10︓40 乱流を伴う伝熱研究の進展１

波⻑の異なる三次元正弦波粗⾯の乱流熱伝達スケーリングに関する直接数値解析

オーガナイザー︓須賀 ⼀彦（⼤阪府⼤），中村 元（防衛⼤），◯ ⽮ヶ崎 航, 名倉 梨花, 桑⽥ 祐丞, 須賀 ⼀彦 (阪府店橋 護（東京⼯⼤），岩本 薫（東京農⼯⼤），⼤)服部 康男（電⼒中央研），⼩⽥ 豊（関⻄⼤），
塚原 隆裕（東京理科⼤），服部 博⽂（名⼯⼤）＜G 室＞

座⻑︓服部博⽂（名古屋⼯⼤）

G11

9:00-10:40 バイオ伝熱座⻑︓佐野 吉彦（静岡⼤）F111

基調講演︓気象と乱流伝熱◯ 服部 康男, 須藤 仁, 中尾 圭佑 (電中研)

G111 磁性ナノ粒⼦を⽤いた癌の温熱療法の局所加温に関する検討◯ 久保⽥ ⻯平, ⽯井 慶⼦, 麓 耕⼆ (⻘⼭学院⼤)F12 10:55-12:35 乱流を伴う伝熱研究の進展２

G112 近⾚外線レーザーおよび⾦ナノロッドと⽪膚表⾯冷却を⽤いたが座⻑︓⼩⽥ 豊（関⻄⼤）ん治療法の伝熱特性評価

F121

⽥ 雄貴, ⼩宮 敦樹 (東北⼤学)◯ ⼩保内 秋芳 (東北⼤学), 古川 琢磨 (⼋⼾⾼専), 神
遷移域における管内旋回流の伝熱促進菅原 義徳, 船⾒ 祐揮, ⼭⽥ 俊輔, ◯ 中村 元 (防衛F122

G113 フィット性の異なる⾐服着⽤時の⼈体熱放散

⼤)◯ 島崎 康弘, 安藤 ⻯之介, 児⽟ 壮, 袁 継輝 (豊橋技

ケルビンヘルムホルツ不安定波による運動量・熱輸送の⾮相似

科⼤)

制御

G114 Rotational relaxation time of water: an IR approach◯ 桑⽥ 祐丞 (阪府⼤)◯ Zhang Junkai, 松浦 弘明, ⽩樫 了 (東京⼤)G115 誘電分光による細胞内⽔分⼦ダイナミクスの測定に関する研究◯ 松浦 弘明, ⾼野 清, ⽩樫 了 (東京⼤)伝熱2022 年 4 月- 68 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

お知らせ
G12 10:55-11:55 熱物性１

H12

座⻑︓迫⽥ 直也（九州⼤）座⻑︓⼭⼝ 康隆（⼤阪⼤）G121 定常加熱サーモリフレクタンス法を⽤いた共有結合性有機⾻格

H121 気泡核のサイズ分布の時間発展則に及ぼす初期サイズ分布の10:55-12:15 分⼦動⼒学２の熱伝導率計測

影響の分⼦動⼒学解析

◯ 後藤 駿⽃, 坂⼝ 智也, 村上 陽⼀ (東⼯⼤)

佐多 勇亮 (九州⼤院), ◯ 津⽥ 伸⼀, 渡邉 聡 (九州G122 ロックインサーモグラフィ式周期加熱法による⾼熱伝導複合材の⾼解像度熱拡散率マッピング

⼤)H122 固液界⾯における核⽣成時の⾼時空間分解した物理量の描◯ 濱⽥ 真旗, 藤⽥ 涼平, 上野 藍, ⻑野 ⽅星 (名古屋像に関する分⼦動⼒学的研究

⼤)◯ 芝原 正彦, ⻄岡 拓⽔, 柏⽊ 良太 (⼤阪⼤)G123 π-スタックカラムナー集合体の精密な熱輸送特性評価

H123 界⾯付着触媒ナノ粒⼦近傍の反応過程におけるエネルギー分◯ ⽵原 陵介 (東⼯⼤), 劉 芽久哉 (産総研), 気⾕ 卓,

配に関する分⼦シミュレーション

庄⼦ 良晃, 森川 淳⼦, 川路 均, 福島 孝典 (東⼯⼤)◯ 藤井 祐作, 藤原 邦夫, 津島 将司, 芝原 正彦 (⼤阪⼤)G13 14:00-15:00 熱物性２

H124 シリカ構造物近傍における⽔の凝固状態に関する分⼦動⼒学

座⻑︓⻑野 ⽅星（名古屋⼤）的研究

G131 ⾮凝縮性気体を含む 2 成分系混合流体の PVTx 性質および邦夫, 芝原 正彦 (⼤阪⼤)◯ 内⽥ 翔太 (⼤阪⼤/SCREEN ホールディングス), 藤原
粘性係数測定◯ 迫⽥ 直也, 緑川 優太郎, 岡本 剛明, 河野 正道 (九

H13

州⼤)

座⻑︓⼩原 拓（東北⼤）14:00-15:20 分⼦動⼒学３

G132 真空断熱材内部の微量ガスが断熱性能に及ぼす影響の評価◯ 鈴⽊ 俊圭 (三菱電機株式会社)

H131 Thermal resistance of solid-liquid interface: A

G133 ネルンスト素⼦における熱電変換現象の実証

comparison◯ ⾼橋 侑暉, 宮町 俊⽣, ⽔⼝ 将輝 (名古屋⼤)

of

EMD

simulation

withdifferent

conditions◯ 張 興宇, 藤原 邦夫, 芝原 正彦 (⼤阪⼤)

＜H 室＞
H11

H132 グリーン久保公⽅程式の近似で定義された，⾮平衡発達中の9:00-10:40 分⼦動⼒学１

Ar 流における熱伝達，粘度，および摩擦の間の関係

座⻑︓芝原 正彦（⼤阪⼤）◯ ゾロツキヒナ タチアナ, 宮本 昌輝 (富⼭⼤学)
H133 固体⾯上における凖⼆次元液滴の濡れ広がりに関する⾮定常

H111 界⾯ナノバブルの界⾯張⼒の定量化︓ヤングの式はどこまで説

⾮平衡分⼦動⼒学解析

明できるか︖◯ 宮本 ⼤悟, ⼤賀 春輝, 楠⼾ 宏城, ⼭⼝ 康隆 (⼤阪◯ ⼿嶋 秀彰 (九州⼤), 楠⼾ 宏城, Bistafa Carlos, ⼭⼤)⼝ 康隆 (⼤阪⼤)H134 平衡分⼦動⼒学系を⽤いた 壁⾯すべりを有する Poiseuille 流

H112 液体アンモニア及びその界⾯のための反応性/⾮反応性分⼦モ

れの流量抽出⽅法の提案

デルの検討◯ ⼤賀 春輝, 千崎 亮平 (⼤阪⼤), ⼤森 健史 (⼤阪市

◯ 仲村 友甫, DONATAS Surblys, 松原 裕樹, ⼩原 拓⼤), ⼭⼝ 康隆 (⼤阪⼤)(東北⼤)H113 界⾯活性剤による固液界⾯熱抵抗低減と振動モードマッチング＜市⺠ギャラリー＞の関係︓1 次元振動⼦モデルによる解析

BPA14◯ 松原 裕樹, Surblys Donatas, ⼩原 拓 (東北⼤)学⽣会委員会︓⼩宮 敦樹（東北⼤，委員⻑），

16:00-18:00 優秀プレゼンテーション賞セッション

H114 Relationship between the internal electric field and⻄⼭ 貴史（福岡⼤，幹事），

the water rotational relaxation time in lysozyme

能村 貴宏（北海道⼤），⽥中 三郎（⽇本⼤），

solution

上野 ⼀郎（東京理科⼤），◯ 胡 康, ⽩樫 了 (東京⼤)上野 藍（名古屋⼤），福江 ⾼志（⾦沢⼯⼤），

H115 ポリビニルアミン/ポリビニルアルコール複合膜内の気体の溶解拡⻄⽥ 耕介（京都⼯繊⼤），向笠 忍（愛媛⼤）

散過程の分⼦論的解析◯ 佐藤 康平, 吉本 勇太, ⾼⽊ 周, 杵淵 郁也 (東京⼤)BPA1401 ⾃由界⾯に発⽣する密度差対流の乱流現象の⾚外線計
測とスペクトル解析◯ 岡⽥ 直樹, 李 艶栄, 稲垣 照美 (茨城⼤)BPA1402 着⾐模擬⼈体による⽔平⾐服内気候の⾃然対流と熱移動特性◯ 三宅 哲也 (岡⼭県⽴⼤院), 春⽊ 直⼈ (岡⼭県⽴⼤)伝熱2022 年 4 月- 69 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

お知らせ
BPA1403 The

estimation

of

heat

loss

and

energyconsumption required of strawberry cultivation in

⾯模様

greenhouse◯ ⼤川 拓⺒, 中川 裕亮, 前⽥ ⼀明, 岡部 孝裕,◯ Khammayom Napassawan, 丸⼭ 直樹 , 廣⽥

城⽥ 農 (弘前⼤)

真史 (三重⼤), Chaichana Chatchawan (チェンマイ
⼤)BPA1418 光⾳響法を⽤いた温度依存性を持つ液体の熱物性の計測
技術の検討

BPA1404 フィン型熱電デバイスの性能評価◯ ⿃居 正太郎, ⽊下 進⼀, 吉⽥ 篤正 (⼤府⼤),◯ 阿部 遥⽃, 新井 隆也, 宮岡 ⼤, 佐々⽊ 直栄,
⽥中 三郎 (⽇本⼤)加賀⽥ 翔 (⼤⼯⼤)
BPA1419 局所加熱により⽣成されるマイクロバブル周り流れ場の熱流

BPA1405 地下⽔を⽤いた農業⽤空調システムの性能向上に関する研

体解析

究◯ ⼭⽥ 透, 坂⽥ 雄基, 篠﨑 健, 岩本 直樹, ⽯川◯ ⼤島 拓 (⼭梨⼤院), ⿃⼭ 孝司 (⼭梨⼤)

博章 (三菱電機), 名村 今⽇⼦, 鈴⽊ 基史 (京都⼤)BPA1406 三次元伝熱解析と⽣体温熱プログラムを⽤いたサウナ⼊浴時における⼈体深部温度変化の予測

BPA1420 格⼦動⼒学法を⽤いた極⼩ 2 次元フォノニック結晶の熱伝導抑制メカニズムの調査◯ ⽯橋 輝, ⻄舘 来夢, ⼤坂 奈菜穂 (⼋⼾⾼専),苫⽶地 陸 (東京農⼯⼤), 古川 琢磨 (⼋⼾⾼専)◯ 森⽥ 路真, 志賀 拓麿, 塩⾒ 淳⼀郎 (東京⼤)BPA1421 誘電分光による⿂卵内⽔分⼦の回転緩和時間の測定

BPA1407 薄膜型熱電素⼦の性能評価◯ 川合 晃⽣, ⽩樫 了 (東京⼤)◯ 新井 隆也, 阿部 遥⽃ (⽇本⼤), ⼩⻑⾕ 遼太,
⾼尻 雅之 (東海⼤), 宮岡 ⼤, 佐々⽊ 直栄, ⽥中
三郎 (⽇本⼤)BPA1422 架橋⾼分⼦材料の反応 DPD シミュレーションにおける相互
作⽤パラメータのボトムアップ探索◯ 李 楷⽂ (東北⼤院), 菊川 豪太 (東北⼤), 川越

BPA1408 移動界⾯を有する⾃然対流現象の熱と流れの同時可視化
計測

吉晃, Zhao Yinbo, 岡部 朋永 (東北⼤院)
BPA1423 ⾎液熱交換⽤カテーテル形状に関する検討◯ ⻄⼭ 幸輝, 宮川 泰明, 城⽥ 農, 岡部 孝裕 (弘前⼤)◯ 上野 藍⾹, ⽯井 慶⼦, 麓 耕⼆ (⻘⼭学院⼤)BPA1424 ⾃⽴マイクロチャネル型バイオカロリメータを⽤いた単⼀細胞

BPA1409 過飽和状態下でのミスト発⽣における⽩⾊ LED 光の透過

熱分析の研究率変化特性◯ 梅野 錬, 焦 ⼀航, 福⽥ 海⽃, 宮崎 康次, ⽮吹◯ 渡邊 樹, 安原 薫 (⼭形⼤)

智英 (九州⼯業⼤学)

BPA1410 相変化蓄熱材 PCM の凝固・融解特性の可視化

BPA1425 透過型電⼦顕微鏡を⽤いたナノスケール空間内の気泡の研◯ 後藤 開, 李 艶栄, 稲垣 照美 (茨城⼤)究BPA1411 表⾯修飾無機固体／ポリマー界⾯における分⼦構造と親和性の評価◯ 廣川 颯汰, ⼿嶋 秀彰, FERNÁNDEZ Pablo, 吾郷
浩樹, 塘 陽⼦, 李 秦宜, ⾼橋 厚史 (九州⼤)◯ 斎藤 ⾼雅, 久保 正樹, 塚⽥ 隆夫, 庄司 衛太(東北⼤院⼯), 菊川 豪太, SURBLYS Donatas (東北⼤流体研)

BPA1426 熱⼒学安定・⾼効率・超低閾値なフォトン・アップコンバージョ
ン固溶体結晶の創出と特性解明◯ 榎本 陸, 星 めぐみ, ⼤⼭ 滉永 (東⼯⼤), 縣 秀樹

BPA1412 ダスト付着による宇宙機のラジエータ表⾯のふく射物性の変化(⽇産⾃動⾞(株)), ⿊川 真⼀, 熊 均 (出光興産(株)),植草 秀裕, 村上 陽⼀ (東⼯⼤)◯ 海野 嵩史 (⼭形⼤), 太⼑川 純孝 (宇宙研), 江
⽬ 宏樹 (⼭形⼤)BPA1427 SOD ゼオライトを⽤いたリチウムイオン⼆次電池⽤正極材料の合成

BPA1413 沸騰気泡共振器における振動板の⾼速度撮影と沸騰⾳の計測◯ 森 優太, 野村 信福, 師⽔ 僚太, 中島 純⼀ (愛媛⼤)◯ ⼩野 淳⼀郎 (東京理科⼤), 海野 徳幸, 結城 和

BPA1428 近⾚外イメージングのための吸収スペクトル標準化と回帰モデ

久 (⼭⼝東京理科⼤), ⾕⼝ 淳, 佐⽵ 信⼀ (東京理

ル構築

科⼤)

◯ 坂下 拓海, 中⻄ 諒, Carandang Gia Ginelle, ⾓BPA1414 ⾼温⽤潜熱蓄熱ペレットの基礎伝熱特性調査

⽥ 直⼈ (都⽴⼤)◯ ⽉⾜ 嶺, Ade Kurniawan, 佐藤 祐輔, 能村 貴宏(北海道⼤)

BPA1429 壁⾯温度変動から推定される移流速度の物理的意味の検証

BPA1415 気泡微細化沸騰促進のための表⾯コーティング技術◯ 勝間 航平, 出島 ⼀仁 (滋賀県⼤), 梅⽥ ⼤輝◯ 野間 遼太郎 (⼭理⼤院), 海野 德幸, 結城 和久(⼭理⼤), 佐⽵ 信⼀ (東京理⼤), 鈴⽊ 康⼀ (⼭理⼤)(元・滋賀県⼤), 河崎 澄, ⼭根 浩⼆ (滋賀県⼤)BPA1430 弾性熱量効果を⽤いた冷却装置開発における作動流体の伝熱性能評価BPA1416 ⽔溶液系相変化物質の凝固時に発⽣する膨張圧に関する

伝熱

BPA1417 溶融⾦属液滴の衝突過程における凝固と流動がもたらす界◯ WAY Sze Xuen ( 東 北 ⼤ 学 院 ⼯ 学 研 究 科 ),検討

SEBALD Gael, LOMBARDI Giulia (INSA Lyon -◯ 中村 太⼀, 川南 剛 (明治⼤), 市場 元康, 堀井

CNRS - Tohoku Univ.), ⼩宮 敦樹 (東北⼤学流体科

克則 (パナソニック)学研究所)

2022 年 4 月- 70 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

お知らせ
BPA1431 衝突噴流を⽤いた⾃然対流伝熱促進に向けた局所混合流

BPA1445 有機溶媒の蒸気に誘起される超撥⽔⾯上⽔液滴の挙動

体現象評価◯ ⽔⼾ ⼤夢, ⼭⽥ 寛, 磯部 和真, 堀部 明彦 (岡◯ ⼩泉 匠摩 (東北⼤), TORRES Juan (ANU), 神⽥

⼭⼤)雄貴, ⼩宮 敦樹 (東北⼤)BPA1446 複雑ネットワークと機械学習を組み合わせたコミュニティ解析

BPA1432 ⽔平圧⼒勾配を付加した鉛直平⾏平板間共存対流の亜による噴霧燃焼振動の駆動領域の推定

臨界遷移パターン◯ 榛葉 広之, 中村 洸介, 後藤⽥ 浩 (東理⼤), ⻑◯ 松川 裕樹 (東理⼤院), ⼩野寺 駿, 塚原 隆裕

尾 順, ⿊瀬 良⼀ (京⼤)(東理⼤)BPA1433 発汗量評価のための熱膜式ウェアラブル MEMS センサの開発◯ 森下 裕樹 (東理⼤院), 市川 賀康, 向本 敬洋,
柳⽥ 信也, 鈴⽊ ⽴紀, 四反⽥ 功, 元祐 昌廣 (東理⼤)BPA1434 感温液晶の利⽤によるロックインサーモリフレクタンスの⾼感度化◯ 髙萩 敦 (名⼤), 井⼝ 亮 (物材機構), ⻑野 ⽅星(名⼤), 内⽥ 健⼀ (物材機構)
BPA1435 High-resolution thermal conductivity mapping forone-dimensional

materials

withconcurrent

internal structure observation◯ LI Dawei, 李 秦宜, ⽣⽥ ⻯也, ⾼橋 厚史 (九州⼤)BPA1436 固体ナノ細孔内部における単⼀均⼀ナノバブルの⾳響計測◯ PAUL Soumyadeep, ITO Yusuke, HSU Wei-Lun,
DAIGUJI Hirofumi (Univ. Tokyo)
BPA1437 炭素循環製鉄⽤ハニカム形 CO2 吸収材の形状設計◯ ⽥中 宏治, 中垣 隆雄 (早稲⽥⼤)BPA1438 粒⼦数削減法を⽤いた多原⼦分⼦希薄気体流れの分散低減型モンテカルロ解析◯ ⽩⽯ 剛⼤, 今井 宏樹, 吉本 勇太, ⾼⽊ 周, 杵淵 郁也 (東京⼤)BPA1439 中性⼦ラジオグラフィによる流れの可視化に基づく⾃励振動ヒートパイプの熱輸送特性評価◯ ⾕⼝ 智哉, 杉本 勝美, 村川 英樹, 浅野 等 (神⼾⼤院), 飯倉 寛, 栗⽥ 圭輔 (原研)
BPA1440 ⾼速気泡流に対する気泡内部温度を記述可能な 3 圧⼒ 2流体モデル⽅程式の開発と数学的適切性の検証◯ 鮎⾙ 崇広 (筑波⼤院), ⾦川 哲也 (筑波⼤)BPA1441 ⽔平円管内における⽔－油プラグ流の流動および伝熱特性◯ 藤⽥ 優, 渡邊 千博 (⻘学⼤院), 藤原 明⾹, 森
本 崇志, 熊野 寛之 (⻘学⼤)BPA1442 Measurement and modulation of the liquid slip
length in graphene nanochannels◯ Chen Kuan-Ting, Li Qin-Yi (九州⼤), ⼤森 健史(⼤阪市⽴⼤), ⼭⼝ 康隆 (⼤阪⼤), ⽣⽥ ⻯也, ⾼橋
厚史 (九州⼤)BPA1443 ⾃励振動ヒートパイプで⽣じる振動流と脈動循環流の遷移境界に関するシミュレーション◯ ⼤内 翔太, ⿊瀬 築 (東京理科⼤学), 宮⽥ ⼀司(福岡⼤学)
BPA1444 粒⼦充てん層の乾燥過程における空隙率，液飽和度および圧⼒損失の測定と予測◯ 溝渕 智也, 濱本 芳徳 (九州⼤)伝熱2022 年 4 月- 71 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

お知らせ
第２⽇ 5 ⽉ 1９⽇（⽊）

A23

14:00-15:40 ⽔素・燃料電池・⼆次電池６

座⻑︓津島 将司（⼤阪⼤）
＜A 室＞
A21

9:00-10:40 ⽔素・燃料電池・⼆次電池４

A231

座⻑︓徳増 崇（東北⼤）SOFC 燃料極における異なる分⼦量を持つ気体の対向輸送に対する全圧差の影響◯ 岸本 将史, 仙⽯ 建⽃, 岩井 裕 (京都⼤)A211

マイクロデバイスとオペランド⾚外観察による PEFC 触媒層の液A232

⽔挙動と性能の解析

A212

⼀原理計算

◯ 鈴⽊ 崇弘, ⼩林 亮太 (⼤阪⼤院), 柿沼 克良, 内⽥◯ 渡部 弘達, 茂⽊ 翔太 (⽴命館⼤), ⼩倉 鉄平 (関⻄誠, 飯⼭ 明裕 (⼭梨⼤), 津島 将司 (⼤阪⼤院)

学院⼤)基材レス薄型 MPL による燃料電池内液⽔滞留抑制

A233◯ 相原 陸央, ⽯川 湧⼤, 内藤 弘⼠, 酒井 勝則, 笹部◯ 兒⽟ 学, 周 南昕, 平井 秀⼀郎 (東⼯⼤)PEFC における MPL 細孔径分布が凝縮⽔排出と酸素輸送抵

A234

抗要素に及ぼす影響

A214

X 線 CT を⽤いた全固体電池電気化学シミュレーション⼿法の検討◯ 藤井 克裕, 飯塚 友俊, 植村 豪, ⽥部 豊 (北海道◯ 岩本 頌平, 兒⽟ 学 (東京⼯業⼤学), 柳 和明, ⽻⼆⼤)⽣ ⼤和, 藤井 雄太, 増⽥ 直也, 樋⼝ 弘幸, 末次 義幸

改良型電極流路構造を有する PEFC の⾯圧が液⽔排出と発電性能に及ぼす影響

A215

スズ負極全固体リチウムイオン電池の電極構造が電池性能に及ぼす影響崇, ⾕岡 明彦, 平井 秀⼀郎 (東⼯⼤)A213

SOEC の CO2 電気分解におけるカソード酸化挙動の観察と第(出光興産株式会社), 平井 秀⼀郎 (東京⼯業⼤学)
A235

砥粒の⾼速吹き付けによる全固体リチウム⾦属負極電池の性◯ ⾦⼦ 礼弥, 古川 達希, ⻄⽥ 耕介 (京⼯繊⼤)

能向上

瞬間凍結を⽤いた X 線 CT による燃料電池内液⽔分布の 3 次◯ 髙嶋 快, 兒⽟ 学, 平井 秀⼀郎 (東京⼯業⼤学)

元計測◯ 藤川 健吾, 内藤 弘⼠, 笹部 崇, 河村 雄⾏, 平井＜B 室＞

秀⼀郎 (東⼯⼤)

B21

9:20-10:40 沸騰・凝縮４

座⻑︓河野 正道（九州⼤）A22

10:55-12:35 ⽔素・燃料電池・⼆次電池５

座⻑︓岩井 裕（京都⼤）B211

⾼速流動場中のサブクール沸騰の⾮定常挙動とその伝熱特性

A221

B212

⾼温⾼圧下の発熱管群における強制対流サブクール沸騰の正◯ 岡島 淳之介, 新井 駿作 (東北⼤)GDL 内液⽔凝縮の３次元⾮定常数値シミュレーション◯ 内藤 弘⼠, 平井 秀⼀郎 (東⼯⼤)
A222

味蒸気発⽣開始点

リチウム空気電池の酸素輸送を向上させる電極構造と電解液◯ 新井 崇洋, 宇井 淳, 古⾕ 正裕, ⼤川 理⼀郎 (電中形成研)◯ 植村 豪, 宮前 涼介, 塚本 将弘, ⽥部 豊 (北海道⼤

B213

学⼤学院)
A223

トルエン直接電解⽔素化プロセスにおける多孔質内物質輸送に◯ 植⽥ 翔多, 新井 崇洋, 宇井 淳, 古⾕ 正裕, ⼤川

関する可視化調査

理⼀郎, ⽩川 健悦 (電中研)◯ 張 淳弼, 重政 海都, 井上 海星, レイナ ファティマ, 荒
A224

B214

冷媒に HFE-7000 を⽤いた場合のマイクロスリットチャネル内サ

⽊ 拓⼈, 寺尾 卓真, ⻑澤 兼作, 光島 重徳 (横国⼤)

ブクール流動沸騰熱伝達モデルの構築

回転円柱場を⽤いた⽩⾦電極の電気化学反応輸送特性解析◯ ⽇⽐野 廉, 中島 泰洋, ⿅野 ⼀郎 (⼭形⼤)

⼤森

A225

熱出⼒振動下における発熱管群ボイルオフ時の有効冷却⽔位と沸騰⼆相流将秀( ⼤ 阪 ⼤ ), CHAROEN-AMORNKITTPatcharawat (King Mongkut's Univ. Tech. Thonburi),

B22

鈴⽊ 崇弘, ◯ 津島 将司 (⼤阪⼤)座⻑︓岡島 淳之介（東北⼤）10:55-12:15 沸騰・凝縮５

Numerical analysis on optimization of porosity
distribution in a reaction-diffusion system using an

B221

静⽌流における油焼⼊れの沸騰熱伝達特性

B222

移動⾼温⾯のラミナー噴流直下の⾮定常沸騰遷移現象の可adjoint method◯

CHAROEN-AMORNKITT◯ 賀数 広海, 藤⼭ 周秀 (光洋サーモシステム株式会社)
Patcharawat(King

Mongkut's Univ. Tech. Thonburi), LONG Mengly

視化と伝熱特性評価(Suranaree Univ. Tech), ALIZADEH Mehrzad, 鈴⽊◯ 光武 雄⼀, 渡辺 貴裕, ⾼塚 ⼤地, ⾨出 政則 (佐賀崇弘, 津島 将司 (⼤阪⼤)

⼤)
B223

伝熱⾯上に形成された銅ナノ粒⼦層の構造制御による沸騰熱伝達性能の変化松本 康佑, 川⼝ 達也, ◯ ⿑藤 卓志 (東⼯⼤)

伝熱2022 年 4 月- 72 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

お知らせ
B224

周期的な微細表⾯構造がスプレー冷却の急冷開始点に与える

C223

影響

テクスチャ構造をもつダイアモンドライクカーボン基板上における蒸発液滴の圧⼒駆動ぬれ転移◯ 河野 正道, 堀 智朗, 松清 泰平, 喜多 由拓, ⽇⾼◯

澄具, ⾼⽥ 保之 (九州⼤), 福⽥ 啓之 (JFE スチール)

MOUTERDE Timothée, HSU Wei-Lun, CHOI Junho,

SHAMIM

Jubair,

TAKAHASHI

Yukinari,

DAIGUJI Hirofumi (Univ. Tokyo)
B23

14:00-15:20 沸騰・凝縮６

C224

ナノスケール粗さを有する疎⽔性基板上に発⽣する trapped座⻑︓光武 雄⼀（佐賀⼤）bubble の評価

B231

⼤学)

◯ 網 圭⼦, 向 優作, 市川 賀康, 元祐 昌廣 (東京理科
伝熱⾯の熱物性値が沸騰熱伝達計測に及ぼす影響◯ 吉⽥ 雅輝, ⼭⽥ 俊輔, 船⾒ 祐揮, 中村 元 (防衛
B232
B233

B234

C225

接触線摩擦による液滴の動的挙動の理解と制御

⼤)◯ 塩⾒ 淳⼀郎, 李 禮林, ⼆⽥ 智史, WANG Jiayu (東着泡加熱細線による NOVEC7100 の沸騰開始過熱度の低減京⼤), DO-QUANG Minh, AMBERG Gustav (王⽴⼯科◯ 久野 努, 森 昌司, ⾼⽥ 保之 (九州⼤)⼤)底⾯が共通で半径⽅向に狭い隙間を持つ銅伝熱⾯上での沸騰伝熱と⾯上の液体挙動

C23◯ 原村 嘉彦, 諸隈 崇幸 (神奈川⼤)座⻑︓イ エリム（東京⼤）14:00-15:20 液滴・濡れ現象の制御と理解６

気泡合体時における純⽔温度と気泡間液膜の破断に関する研究C231

凝縮膜を有する基板上のアルカン液滴の先⾏薄膜の形状測定◯ 諸隈 崇幸, 井上 拓海, 鈴⽊ 竣介, 原村 嘉彦 (神奈◯ 庄司 衛太, 星野 瑛, 齋藤 ⼤河, 琵琶 哲志 (東北

川⼤)

⼤)
C232

油⾯上に滴下した⼆成分液滴の濡れ広がりと⾃発的微粒化＜C 室＞◯ ⻑⾕川 浩司, 岸本 裕⽮ (⼯学院⼤), 萬崎 勇貴 (⼯

C21

学院⼤院)

9:00-10:40 液滴・濡れ現象の制御と理解４座⻑︓喜多 由拓（九州⼤）C233

防曇表⾯における弾性⽑管現象の影響◯ ⾕内⽥ ⼤貴 (東京⼤), Laney Sophia, Michalska

C211

固体表⾯における液滴のスプラッシュに関する数値解析

Martyna, Papakonstantinou Ioannis (UCL), ムテルドゥ◯ 魏 天⼀ (京都⼤), Yuan Zhicheng (東京⼤), Pillai
Abhishek, ⿊瀬 良⼀ (京都⼤)C212

ティモテ (東京⼤)C234

動的濡れの⾮平衡分⼦動⼒学解析

⾎液の液滴衝突現象の実験的解明◯ 横⼭ 裕杜, ⽥中 あかね, ⽥川 義之 (東京農⼯⼤)◯ 楠⼾ 宏城 (⼤阪⼤), ⼤森 健史 (⼤阪市⼤), ⼭⼝
C213

康隆 (⼤阪⼤)＜D 室＞

バイフィリック表⾯における移動接触線の数値解析

D21 9:20-10:40 ナノ・マイクロ伝熱４

袁 志成, ◯ 沈 佳杏, 李 禮林, 松崎 ⽞伸, ⾼⽊ 周,

座⻑︓千⾜ 昇平（東京⼤）塩⾒ 淳⼀郎 (東京⼤)
C214

C215

Drop impact on solid surface from the perspectives

D211 インクジェットプリントにおける微細構造浸透の X 線 CT 計測

of artificial neural networks◯ 森﨑 広⼤, 兒⽟ 学 (東⼯⼤), 倉本 信⼀, 加藤 弘

◯ イー ジンズ, ⼭中 晃徳, ⽥川 義之 (農⼯⼤)⼀, ⾨永 雅史 (リコー/東⼯⼤), 伏信 ⼀慶, 平井 秀⼀郎

MD による固体と流体の界⾯張⼒の様々な算出法(東⼯⼤)

新宅 実慶, 藤野 ⼤成, 楠⼾ 宏城, ビスタファ カルロス (⼤D212 熱電気化学発電における導電度およびゼーベック係数の⽀配メ阪⼤), ⼤森 健史 (⼤阪市⼤), ◯ ⼭⼝ 康隆 (⼤阪⼤)

カニズムの究明

10:55-12:35 液滴・濡れ現象の制御と理解５

村上 陽⼀ (東⼯⼤)◯ ⻑ 勇毅, 池⽥ 寛 (東⼯⼤), 永塚 真也 (⽇本化薬),
C22

座⻑︓シェン ビャオ（筑波⼤）D213 常温型 Si 熱電デバイスに向けた低熱伝導率 Si バルク熱電材
料の作製

C221

Wettability and pinning of graphene layers with◯ 永廣 怜平, 許 斌, ⼤⻄ 正⼈ (東京⼤), 寺嶋 真伍,

hydrophilic and hydrophobic defects

岩瀬 英治 (早⼤), 塩⾒ 淳⼀郎 (東京⼤)◯ ビスタファ カルロス, 松本 悠希, 楠⼾ 宏城, ⼭⼝ 康隆
C222

D214 ナノ細孔を有する⼆次元材料を⽤いた熱流体発電素⼦中のイ(⼤阪⼤)オン輸送現象の研究

濡れ性複合樹脂薄膜表⾯における⽔滴の濡れダイナミクス◯ 徐 騫, ⼤宮司 啓⽂, 徐 偉倫 (東京⼤)◯ イ エリム (東京⼤), 松崎 正幹, 松井 徳純 (⽇本ペイント), 塩⾒ 淳⼀郎 (東京⼤)伝熱2022 年 4 月- 73 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

お知らせ
D22 10:55-11:55 ナノ・マイクロ伝熱５

E23 14:00-15:00 ⼈と熱との関わりの⾜跡（その５）座⻑︓村上 陽⼀（東京⼯⼤）

オーガナイザー︓河村 洋（東京理科⼤），

D221 T 型ラマン分光法を⽤いた⼀次元ナノ材料の熱伝導マッピング座⻑︓永井 ⼆郎（福井⼤）⼤久保 英敏（早稲⽥⼤），星 朗（東北学院⼤）◯ 加藤 聡⾺, 李 秦宜, LI Dawei, ⽣⽥ ⻯也, ⾼橋 厚
史 (九州⼤)E231

韮⼭反射炉における熱と温度に関わる１０のミステリー

E232

⾷品流通における“⼈と熱との関わり”

E233

熱処理における“熱科学・熱技術”

D222 スピン波伝搬による熱輸送現象の観測◯ 菅野 利猛 (⽊村鋳造所)◯ 池⽥ 優, 宮町 俊⽣, ⽔⼝ 将輝 (名古屋⼤学)
D223 シリコン基クラスレート化合物の熱電解析と性能向上◯ 浅⽥ 規, ⼟屋 敏章 (富⼠電機)◯ ⼤⻄ 正⼈ (東京⼤), ⼭本 貴博, 藤村 幸司, 清⽔裕, ⼭本 潔 (古河電⼯), 塩⾒ 淳⼀郎 (東京⼤)◯ 河野 正道 (九州⼤)D23 14:00-15:40 多孔体内の伝熱＜F 室＞座⻑︓須賀 ⼀彦（⼤阪公⼤）F21 9:20-10:40 ⾃然対流１
座⻑︓⽊村 ⽂義（兵庫県⼤）D231 ⾼ビオ数多孔質体に適⽤可能な⾮定常総括熱伝達率の提案◯ 野村 和⽣, 佐野 吉彦, 桑原 不⼆朗 (静岡⼤)F211

D232 伝熱促進を⽬的とした規則配列多孔質体の形状改善問題

回転円筒容器の側⾯の加熱冷却に伴う熱対流
下浦 康平, ◯ 庵原 ⻯典, 野⼝ 尚史, 平⽥ 勝哉 (同志◯ 森本 涼太, 佐野 吉彦, 桑原 不⼆朗 (静岡⼤)社⼤)D233 ⾼空隙率多孔体によるソーラーレシーバのふく射・対流・熱伝導

F212

連成解析

⾃由界⾯に発⽣する密度差・表⾯張⼒差対流の⾚外線計測とスペクトル解析◯ 丸⼭ 耀, 中倉 満帆, セルバン ベラン, 松原 幸治 (新潟⼤)◯ 内⼭ 旬, 李 艶栄, 稲垣 照美 (茨城⼤)F213

D234 銀ナノ粒⼦担持⾯における炭素堆積層の触媒酸化反応挙動

強制振動下における Hele-Shaw cell 内の伝播⽕炎の⾮線形ダイナミクス◯ 桐ケ⾕ 遼, 鈴⽊ 崇弘, 津島 将司 (⼤阪⼤)◯ 飯塚 滉介, 福⽥ 真悟, 後藤⽥ 浩 (東理⼤)D235 爆発圧着ポーラス銅管を⽤いた核融合炉ダイバータのヘリウム冷

F214

⾮定常薄液内温度差マランゴニ対流の局所加熱に対する応答

却技術

について

◯ 久保⽥ 凌平, 結城 和久, 海野 徳幸 (⼭⼝東理⼤)◯ ⼯藤 正樹 (産技⾼専)＜E 室＞

F22 10:55-11:55 ⾃然対流２

E21

座⻑︓稲垣 照美（茨城⼤）9:20-10:40 東海地区企業による部品開発・技術開発の紹介１

産学交流委員会︓近藤 義広（⽇⽴アカデミー，委員⻑）F221

⻄ 剛伺（⾜利⼤，委員）

固体熱伝導を加味した三次元モデル内でのふく射・対流連成解
析と光⼲渉計による⾃然対流境界層の妥当性評価

座⻑︓近藤 義広（⽇⽴アカデミー）◯ 髙⽊ 松誠 (⼋⼾⾼専), ⼩泉 匠摩 (東北⼤), 古川琢磨 (⼋⼾⾼専), ⼩宮 敦樹 (東北⼤)E211

六⽅晶窒化ホウ素を⽤いたシリコーン系低⽐重 TIM の開発

F222◯ ⽚⽯ 拓海 (富⼠⾼分⼦⼯業)
E212

プリンティング製品と電⼦部品の熱設計技術◯ ⽊村 ⽂義, ⽊村 優希 (兵庫県⽴⼤), 北村 健三 (豊◯ 畑 陽介 (ブラザー⼯業)

橋技科⼤)
F223

E22

同⼀垂直⾯上に設置された垂直加熱平板列まわりの⾃然対流の流動と伝熱環状容器内における低プラントル数流体の⾃然対流の遷移機

10:55-12:15 東海地区企業による部品開発・技術開発の構

紹介２◯ 益⽥ 卓哉, ⽥川 俊夫 (都⽴⼤)座⻑︓近藤 義広（⽇⽴アカデミー）
F23
E221

⾞⽤熱交換器の⼩型軽量化の取組みと省動⼒ニーズへ対応す

14:00-15:20 ⾃然エネルギー座⻑︓丸⼭ 直樹（三重⼤）る製品紹介◯ 佐藤 英明 (デンソー)
E222

F231

地中熱熱源計画に際した負荷変動の影響

1DCAE を活⽤した熱設計◯ ⼭⼝ 正敏, 堀野 義⼈, 鈴⽊ 和則 (⽇本地下⽔開発◯ 安井 良 (河合電器製作所)

株式会社)
F232

地熱発電⽤直触式復⽔器向け規則充填層の凝縮性能予測◯ ⽇髙 貴弘, 福⽥ 憲弘, ⾹⽉ 紀⼈, 永原 駿⼀, ⾼上
泰彦 (三菱重⼯), ⽥之⼝ 利恭 (三菱重⼯パワーインダスト
リー)伝熱2022 年 4 月- 74 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

お知らせ
F233

⼩型回分式超臨界⽔ガス化装置の昇温特性

G232 Effect of three-phase boundary line pinning on the◯ 井関 友洋, 井上 修平 (広島⼤), 井上 陽仁 (復建調F234interaction between interface nanobubbles査設計), 野⼝ 琢史 (東洋⾼圧), 松村 幸彦 (広島⼤)◯ ナグ サルタック, 塘 陽⼦, ⼿嶋 秀彰, ⾼橋 厚史, 河野

マイクロ波・超⾳波を⽤いる BDF の合成と応⽤

正道 (九州⼤)◯ 朱 寧, 久⽶⼭ 光希 (静岡理⼯科⼤), 蒋 勇 (中国科G233 磁性粒⼦含有マイクロカプセルの強制流動場におけるクラスター

技⼤)形成様相の解明◯ ⽯井 慶⼦, ⼩倉 ⼀起, 麓 耕⼆ (⻘学⼤)

＜G 室＞
G21

G234 カリウム触媒の増強による流動層式 PM 除去装置の連続再⽣

9:20-10:40 ふく射輸送とふく射性質１

温度のさらなる低減

オーガナイザー︓宮崎 康次 （九州⼯⼤），櫻井 篤（新潟⼤），◯ ⼭本 剛, 横尾 健⼈, 脇坂 明伸, ⼤島 ⼀真, 岸⽥

江⽬ 宏樹（⼭形⼤），花村 克悟（東京⼯⼤）

昌浩 (九州⼤学)

座⻑︓櫻井 篤（新潟⼤）＜H 室＞
G211 ふく射影響下⾃然対流境界層の線形安定性解析

H21◯ 古川 琢磨 (⼋⼾⾼専), 吉川 穣 (宮城県産業技術総9:20-10:40 宇宙機の熱制御１

オーガナイザー︓⻑野 ⽅星（名古屋⼤），⼾⾕ 剛（北海道⼤学），合センター), 和⽥ 和幸 (⼋⼾⾼専)

⼩⽥切 公秀（宇宙航空研究開発機構）

G212 コロイド粒⼦の粘着性が及ぼす近⾚外光散乱特性への影響に座⻑︓⻑野 ⽅星（名古屋⼤）

関する数値解析◯ 藤井 宏之, 羅 炫禹, ⻘⽊ 俊晃, 井上 優輝, 寺林

H211 基調講演１︓⽕星ローバー「Mars 2020 Perseverance

伊織, ⼩林 ⼀道, 渡部 正夫 (北⼤)Rover」の熱設計と初期運⽤〜⽕星サンプルリターンに向けて〜◯ ⼤丸 拓郎 (Jet Propulsion Laboratory/NASA)

G213 第⼀原理計算を⽤いた TiCN 系化合物の波⻑選択的ふく射特

H212 基調講演２︓JAXA 研究開発部⾨における熱制御技術研究

性の予測の現状と今後の展望◯ ⻑野 利春, 早川 翔⼤, 三浦 ⾶⿃, 渡邉 厚介, ⽮吹◯ 岡本 篤 (宇宙航空研究開発機構)

智英, 河野 翔也, 中村 和磨, 宮崎 康次 (九州⼯⼤)
G214 透明導電酸化物を⽤いた太陽光選択吸収材料の作動環境下における性能評価

H22

10:55-12:15 宇宙機の熱制御２座⻑︓⼩⽥切 公秀（JAXA）◯ 清⽔ 信, 阿部 俊郎, 湯上 浩雄 (東北⼤)H221 宇宙機熱制御への適⽤を⽬指した逆⽌弁付き⾃励振動型ヒーG22 10:55-12:15 ふく射輸送とふく射性質２

トパイプの循環流化に関する⼀考察座⻑︓ 花村 克悟（東京⼯⼤）◯ 安藤 ⿇紀⼦ (宇宙航空研究開発機構), 曽根 航平,
永井 ⼤樹 (東北⼤)G221 揺動電磁気学を⽤いた量⼦物質の⾮平衡発光シミュレーション

H222 宇宙機のラジエータパネルへの適⽤を⽬指した CFRP 埋込⾃励

◯ ⼭賀 ⼀輝, 南雲 延洋, 杉本 涼, 松野 優樹, 櫻井

振動ヒートパイプに関する研究

篤 (新潟⼤)◯ 松原 幸世, 曽根 航平, 永井 ⼤樹 (東北⼤)G222 表⾯フォノンポラリトンの導波モードによる⿊体輻射限界を超えた

H223 ⾦属 3D 積層造形ラティス構造の伝熱特性に関する研究

輻射熱輸送◯ 梅本 涼, 上野 藍, ⻑野 ⽅星 (名古屋⼤)◯ ⽴川 冴⼦ (東京⼤), オルドネス-ミランダ ホセ, ジャラベー

H224 Al-Cu-Al クラッド材の超⼩型衛星に及ぼす熱的効果

ル ロラン (LIMMS), ウー ユンフイ, グオ ヤンユー, アヌフリエフ

吉井 慧, ◯ ⼾⾕ 剛 (北海道⼤)ロ マ ン , 藤 ⽥ 博 之 ( 東 京 ⼤ ), ヴ ォ ル ツ セ バ ス チ ャ ン(LIMMS), 野村 政宏 (東京⼤)H23

G223 周期的⾦ナノスリットのふく射透過率スペクトル14:00-15:20 宇宙機の熱制御３座⻑︓⼾⾕ 剛（北海道⼤）◯ 磯部 和真, ⼭⽥ 寛, 堀部 明彦 (岡⼭⼤)G224 ⾼効率⾚外線エミッターへの応⽤に向けたグラフェン FET の発光測定実験

H231 将来の宇宙望遠鏡ミッションに向けた放射冷却 V-groove 構造の特性評価◯ 味崎 航也, 松本 ⼀輝, 櫻井 篤 (新潟⼤)◯ ⻄城 ⼤, ⼩⽥切 公秀, 安藤 ⿇紀⼦, 鈴⽊ 仁研, 篠
崎 慶亮, ⼩栗 秀悟, 松⽥ フレドリック, 関本 裕太郎, 堂

G23 14:00-15:20 混相流

⾕ 忠靖, ⼩川 博之 (JAXA)座⻑︓廣⽥ 真史（三重⼤）H232 宇宙⽤観測機器の冷却を⽬指した極低温ループヒートパイプに関する研究

G231 細線間液滴輸送を利⽤した霧からの⽔回収への霧流速の影響◯ 横内 岳史, 常 新⾬ (東北⼤), ⼩⽥切 公秀 (宇宙航◯ 岡 隼⽮, ⼭⽥ 寛, 磯部 和真, 堀部 明彦 (岡⼭⼤)空研究機構), ⻑野 ⽅星 (名古屋⼤), ⼩川 博之 (宇宙航空研究機構), 永井 ⼤樹 (東北⼤)伝熱2022 年 4 月- 75 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

お知らせH233 宇宙機の⾼精度温度制御に向けたループヒートパイプの蒸発器
コアにおける沸騰の影響に関する数値解析◯ 安達 拓⽮, 常 新⾬, 永井 ⼤樹 (東北⼤学)
H234 マルチエバポレータ型極低温ループヒートパイプの熱輸送モデル構
築と特性評価◯ ⼩⽥切 公秀 (宇宙航空研究開発機構), 常 新⾬, 永
井 ⼤樹 (東北⼤), ⼩川 博之 (宇宙航空研究開発機構)

伝熱2022 年 4 月- 76 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

お知らせ
第３⽇ 5 ⽉２０⽇（⾦）

A332

⾼温壁前⽅よどみ流⽕炎を⽤いた最⼩着⽕エネルギー遷移条
件の数値的特定＜A 室＞◯ 中尾 太樹, 平野 芳樹, ⼿塚 卓也, 森井 雄⾶, 中村

A31

寿, 丸⽥ 薫 (流体研)

9:00-10:40 燃焼伝熱研究の最前線１

オーガナイザー︓勝⾝ 俊之（⻑岡技科⼤），A333

佐藤 ⼤輔（⻑岡技科⼤），アンモニア⽕炎による⾦属壁⾯の窒化に関する研究◯ 王 道遠, 李 敏赫, 鈴⽊ 雄⼆ (東京⼤)⾨脇 敏（⻑岡技科⼤），⾼橋 周平（岐⾩⼤），A334

店橋 護 （東京⼯⼤）

狭い空間内の燃え拡がりと流れ場に関する検討◯ ⼤徳 忠史, 鶴⽥ 俊 (秋⽥県⽴⼤学)

座⻑︓中村 寿（東北⼤）
A34
A311

平⾯バーナー上に形成されるバイオガス-空気予混合⽕炎の不15:35-16:55 燃焼伝熱研究の最前線

座⻑︓齋⽊ 悠（名古屋⼯⼤）

安定性に与える酸素富化の影響◯ ⾚川 唯, 野⽊ 遼亮, 佐藤 ⼤輔, 勝⾝ 俊之, ⾨脇
A312◯ ⽥島 伸悟, 五⼗嵐 健太郎, 勝⾝ 俊之, ⾨脇 敏 (⻑岡技術科学⼤学)
A342◯ 佐藤 ⼤輔 (⻑岡技科⼤), 仲地 秀太, 本⽥ 海都 (⻑予混合冷炎の着⽕特性解明のための HCHO 濃度とガス温度

岡技科⼤院), 勝⾝ 俊之, ⾨脇 敏 (⻑岡技科⼤)A343◯ 李 耕宇, 李 敏赫, 鈴⽊ 雄⼆ (東京⼤)

触媒燃焼で直接加熱される⾦属ベースマイクロ熱電発電モジュールの開発

難燃性バイオシンガスの⾼負荷燃焼◯ 柳 炅勳, 李 敏赫, 鈴⽊ 雄⼆ (東京⼤)⽵原 裕貴, 楠 直也, ◯ 奥村 幸彦 (⾹川⼤)A315

対向流拡散燃焼に基づく⼩型燃焼発電システムの開発◯ 北⽥ 絢也, 温 健, ⿊瀬 良⼀ (京都⼤)
の同時計測
A314

CH4-N2O 混合気の触媒燃焼特性とその応⽤

クロスフロー型液体アンモニア噴流の微粒化・蒸発に関する数値
解析

A313

A341

敏 (⻑岡技科⼤)A344

気体燃料を利⽤した⼆流体ノズルからの⽔噴霧を伴う⽔素燃

温度分布制御型マイクロフローリアクタを⽤いた N2O 熱分解に
関する研究

焼

◯ 原⽥ 拓実, 村上 雄紀, ⾦⼭ 佳督, ⽟置 健太, 中村◯ 荒井 晃貴, ⾦岡 拓摩, ⼩林 ⼤輔, 松本 亮介, ⼩⽥寿 (東北⼤)豊 (関⻄⼤), ⾹⽉ 正司 (阪⼤名誉)
＜B 室＞
A32

10:55-12:35 燃焼伝熱研究の最前線２

B31

9:20-10:40 計測技術１

座⻑︓⾨脇 敏（⻑岡技科⼤）座⻑︓森本 賢⼀（東京⼤）

A321

B311

表⾯反応によるラジカル消失がアンモニア・空気予混合⽕炎に及ぼす影響

多焦点式複眼レンズによるジェル型温度センサーの測定可能距
離の拡張◯ 宮川 絢⿇, 丹⽻ 紘章, 齋⽊ 悠 (名古屋⼯⼤)

桑島 良統, ◯ 巽 和也, ブカン アントニー, 栗⼭ 怜⼦, 中

A322

乱流燃焼研究における教師なし機械学習結果の特性

部 主敬 (京⼤)A323

機械学習による⽕炎壁⾯⼲渉における壁⾯熱損失の予測モデ◯ ⼩林 詢⼤, 源 勇気, 店橋 護 (東⼯⼤)

B312

体内の温度計測法に関する研究

ル構築◯ ⿃⼭ 孝司 (⼭梨⼤), ⽊内 優作 (⼭梨⼤院)◯ 神永 拓輝, 源 勇気, 志村 祐康, 店橋 護 (東⼯⼤)
A324

B313

流体界⾯の⼀般化数理モデルによる⽕炎近似について◯ 張 孟莉, 井上 修平, 松村 幸彦 (広島⼤)遺伝的アルゴリズムを⽤いたメタン／⽔素混焼⽤簡易反応モデ

B314

ルの構築

A33

極性の有無による有機溶剤へのカーボンナノチューブガスセンサーの応答様相の違い◯ ⼤島 伸⾏ (北⼤)A325

⻘⾊ LED 光源下での感温液晶粒⼦からの散乱光を⽤いた液周期加熱に対する無機・有機感温塗料の応答時間遅れの評
価◯ 廣瀬 海⾳, 中村 寿, 村上 雄紀, 下⼭ 幸治 (東北◯ 齋藤 慎平 (産総研), 渡辺 紘⼤, 安澤 聡, 李 艶栄

⼤)(茨城⼤), ⾺場 宗明, ⾼⽥ 尚樹, 染⽮ 聡 (産総研)

14:00-15:20 燃焼伝熱研究の最前線３

B32

10:55-12:35 計測技術２

座⻑︓勝⾝ 俊之（⻑岡技科⼤）座⻑︓⽥川 正⼈（名古屋⼯⼤）

A331

B321

可視化エンジンにおける LIF 画像と壁⾯熱流束の関係◯ 鎌⽥ 慎 (明治⼤), ⼭⼝ 泰尚 (明治⼤院), ⻩ 進,

伝熱光⼲渉計を⽤いた超臨界⼆酸化炭素中の⾮定常熱輸送現象の可視化と熱拡散率の評価

⾬宮 壮⼀, 志村 祐康 (東⼯⼤), 中別府 修 (明治⼤),◯ 神⽥ 雄貴, 伊藤 春輝 (東北⼤), 陳 林 (中国科学店橋 護 (東⼯⼤)院), ⼩宮 敦樹 (東北⼤)2022 年 4 月- 77 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

お知らせ
B322

近⾚外分光イメージングに基づく化学反応時の拡散係数分布

C314

の推定

B323

応⼒テンソルの不連続に基づく埋め込み境界－格⼦ボルツマン法の融解・凝固問題への適⽤◯ 中⻄ 諒, 坂下 拓海, カランダン ジアジネル, ⾓⽥ 直⼈◯ 遠藤 円 (信州⼤院), 鈴⽊ 康祐, 吉野 正⼈ (信州⼤

(都⽴⼤)

⼯)

射出成形における溶融樹脂-⾦型界⾯の熱抵抗評価◯ 栗⽥ 章史, 吉村 洋平, 鈴⽊ 信 (デンソー㈱), 横井

C32 10:55-12:35 融解・凝固２

秀俊 (YOKOI Labo), 梶原 優介 (東京⼤)座⻑︓浅岡 ⿓徳（信州⼤）B324

近⾚外光を⽤いた⽔蒸気分布の可視化

B325

光学式粘性センサによる涙液粘性率 in-situ 測定⼿法の開発◯ 三上 修, 丸⼭ 真実 (⻘学⼤院), ⽯井 寛崇, 井上◯ ⼤⻄ 健⽃, ⼄間 和俊, ⽥⼝ 良広 (慶應義塾⼤)

敏⽂ (ニチレイ), 熊野 寛之, 森本 崇志 (⻘学⼤)◯ ⼩澤 晋太朗, 飯塚 海⽃, ⾓⽥ 直⼈ (都⽴⼤)

C321

C322
B33

14:00-15:00 電⼦機器の冷却１

不凍タンパク質を添加したアイススラリーの基礎特性

等電点領域での両性界⾯活性剤添加が過冷度に及ぼす影響の検討

座⻑︓⻄ 剛伺（⾜利⼤）◯ 森塚 健⽃, 丸⼦ 勇武, 難波 ⻯三郎 (中⼤院), 松本
浩⼆ (中⼤理⼯)

B331

B332

微溶性ナノ流体によるリキッドチャンバーの伝熱促進技術

C323◯ 安藤 賢太, 深澤 健太, 秋⼭ 裕汰 (中央院), 松本

⼦ (富⼭県⼤), ⻑岡 ⼤夢, 三⾕ 敦志 (宇部マテリアルズ)

浩⼆ (中央理⼯)

⾮共溶性混合媒体によるプール沸騰の限界熱流束C324◯ 河南 治, 河原 悠⼀郎, 本⽥ 逸郎, ⾼垣 直尚 (兵庫⾦属箔ベルトを⽤いた TBAB ⽔和物の連続⽣成時における結晶構造の選択制御

県⼤)B333

カチオン性界⾯活性剤と印加電圧がせん断応⼒に及ぼす影響◯ 海野 德幸, 結城 和久 (⼭⼝東京理科⼤), ⽊伏 理紗◯ 中瀬 雅寅, 上坂 朋史, 寺岡 喜和 (⾦沢⼤)⽑管⼒が作⽤する表⾯微細構造を有するアルミ製沸騰⾯の沸

C325

騰伝熱促進

カーボンナノチューブ分散潜熱蓄熱材の矩形蓄熱槽内⾃然対
流融解◯ 橋本 佳樹, 濵﨑 翔太, 平原 宥伸, 近藤 智恵⼦, 本◯ ⽟⽥ 凌也, 森⽥ 慎⼀, ⽻⼆⽣ 稔⼤, ⾼井 和紀 (北村 ⽂孝, 劉 宇⾶ (⻑崎⼤)⾒⼯⼤), 早⽔ 庸隆, 権⽥ 岳 (⽶⼦⾼専), 春⽊ 直⼈(岡⼭県⼤), 加藤 ⼤介 (ボッシュ)

B34

15:35-16:35 電⼦機器の冷却２

座⻑︓河南 治（兵庫県⼤）C33 14:00-15:00 空調・熱機器１
座⻑︓⼤⻄ 元（⾦沢⼤）B341

うねりやひずみを伴う⾦属固体間の接触熱抵抗の予測⽅法の
提案

C331

◯ 中溝 裕⼰, WOO Wonsub, 安井 ⿓太 (東⼯⼤), 篠

おける温度特性評価

⽥ 卓也 (デンソー), 伏信 ⼀慶 (東⼯⼤), 富村 寿夫 (熊
本⼤)
B342

B343

◯ 平野 繁樹 (近畿⼤), 須⼭ 寛 (熊本⼤)C332

プリント基板上の銅パッドによる表⾯実装型パワー半導体パッケ
ージの伝熱経路の熱インピーダンスへの影響

U 字型 AMR 材料充填層を有する磁⽯回転型磁気冷凍機にプロトタイプシステムによる磁気ヒートポンプの運転性能評価◯ 鈴⽊ 遼太郎, 川南 剛 (明治⼤)C333

海洋深層⽔冷熱利⽤冷房システム⽤熱交換器の伝熱性能評◯ ⻄ 剛伺 (⾜利⼤)価ブリージング現象を⽤いた低沸点冷媒による浸漬冷却◯ 有⾺ 博史, ⻄⼝ 正尚, 秋庭 澪 (佐賀⼤)◯ ⽥中 ⼤貴, 結城 和久, 海野 徳幸, 寺⽥ 光希 (⼭⼝東理⼤), 井出 拓哉, ⼤串 哲朗, 村上 政明 (ロータス)

C34 15:35-16:35 空調・熱機器２
座⻑︓川南 剛（明治⼤）

＜C 室＞
C31

9:20-10:40 融解・凝固１

C341

座⻑︓寺岡 喜和（⾦沢⼤）多分岐構造をもつ熱交換器内の気液⼆相分配に関する研究◯ ⼤野 純⼀, 佐藤 淳也, 廣⽥ 真史, 丸⼭ 直樹, ⻄村顕 (三重⼤)C311

均質および不均質流れを伴うスラリーの流動モデル

C342◯ ⼩熊 寿弥, 阿部 駿佑, 浅岡 ⿓徳 (信州⼤)C312

能矩形狭窄部を含む⼆次元流路内における氷スラリー流の熱流
動解析

C313

渦発⽣体を付設したフィンレス翼型チューブ熱交換器の伝熱性◯ ⼤⻄ 元 (⾦沢⼤), ⾓橋 宏⼀朗 (⾦沢⼤院)

C343

レプリカ法による霜の三次元構造再構築◯ 塩⾒ 凌⼤ (信州⼤院), 吉野 正⼈, 鈴⽊ 康祐 (信州◯ ⾼屋敷 昌弘 (東京⼤学(今年度)，三菱重⼯サーマルシ

⼤⼯)

ステムズ（来年度）), ⻄村 勝彦, Sciazko Anna, ⼤⻄

矩形狭窄部を含む三次元ダクト内における氷スラリー流の熱流

順也 (東京⼤学), 岡部 貴雄, ⾕⼝ 淳 (東京理科⼤学),

動解析

⿅園 直毅 (東京⼤学)◯ 川上 嵩仁 (信州⼤院), 吉野 正⼈, 鈴⽊ 康祐 (信州⼤⼯)伝熱

2022 年 4 月- 78 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

お知らせ
＜D 室＞

＜E 室＞

D31

E31

10:00-10:40 化学プロセスにおける熱⼯学１

オーガナイザー︓⽥之上 健⼀郎（⼭⼝⼤），

9:20-10:40 伝熱研究への MEMS の利⽤１

オーガナイザー︓中別府 修（明治⼤），⽮吹 智英（九州⼯⼤）

⽇出間 るり（神⼾⼤），弘中 秀⾄（九州⼤），座⻑︓鈴⽊ 雄⼆（東京⼤）⼩林 信介（岐⾩⼤）座⻑︓⼩林 信介（岐⾩⼤）E311

MEMS センサによる層流予混合⽕炎の壁⾯クエンチ過程の観察

D311 基調講演︓吸着冷凍プロセスにおける材料開発への化学⼯学
的アプローチ◯ 中別府 修, 鎌⽥ 慎 (明治⼤)E312◯ 汲⽥ 幹夫 (⾦沢⼤)How to measure the thermal contact resistance atthe nanoscale◯ 李 秦宜, ⾼橋 厚史 (九州⼤)D32

10:55-12:35 化学プロセスにおける熱⼯学２

E313

MEMS 熱流束センサを⽤いた三相界線近傍の蒸発熱輸送計

座⻑︓弘中 秀⾄（九州⼤）測D321 貧溶媒を⽤いたアンモニウムミョウバンスラリーの伝熱特性

Sato Yohei (ポールシェラー研究所), 宮崎 康次, ⽮吹 智

◯ 畑中 健太, 丸⼭ 孝⼆ (九州⼯⼤), Bureš Lubomir,◯ 宮⽥ 直希, ⼤坪 拓夢, ⽇出間 るり, 鈴⽊ 洋 (神⼾⼤)英 (九州⼯⼤)E314

D322 粘弾性流体が掃引するキャビティ内における流動・伝熱特性

４D プリンティングを利⽤した熱駆動マイクロアクチュエータの研究◯ 橋本 将明 (名古屋⼤), 佐藤 鳳也, ⽥⼝ 良広 (慶應◯ ⽵岡 璃功, 佐藤 秀紀, ⽇出間 るり, 鈴⽊ 洋 (神⼾⼤)⼤学)
D323 LiBr 吸収液を⽤いたサーマルトランジスタ装置の性能評価

E32 10:55-12:15 伝熱研究への MEMS の利⽤２

◯ 須網 暁, ⼩林 信介, 板⾕ 義紀 (岐⾩⼤), 鈴⽊ 洋,

座⻑︓⽮吹 智之（九州⼯⼤）

⽇出間 るり (神⼾⼤), 中曽 浩⼀ (岡⼭⼤), 川村 公⼈(アサヒクオリティーアンドイノベーションズ)

E321

D324 臭化リチウム吸収液を⽤いたサーマルトランジスタのシステム解析

Bi2Te3-CsSnI3 の界⾯熱抵抗測定◯ 宮崎 康次, 松本 稜⼰, 宮本 翔太郎, ⽮吹 智英, 三◯ 鈴⽊ 洋, ⽇出間 るり (神⼾⼤), 板⾕ 義紀 (岐⾩⼤),
中曽 浩⼀ (岡⼭⼤), 川村 公⼈ (アサヒクオリティーアンドイノ

浦 ⾶⿃, 渡邊 厚介 (九州⼯⼤)
E322

ベーションズ)

エンジン内壁⾯における⾮導電性燃料液膜検出のためのMEMS 静電容量センサの研究

D325 サーマルトランジスタを⽤いたビール⼯場排熱再利⽤計画◯ 平岡 郁恵, 中別府 修, 鎌⽥ 慎 (明治⼤), 窪⼭ 達

◯ 川村 公⼈ (アサヒクオリティーアンドイノベーションズ（株）),
鈴⽊ 洋, ⽇出間 るり (神⼾⼤), 中曽 浩⼀ (岡⼭⼤), 板也 (千葉⼤), 髙⼭ 敏 (スズキ（株）)
E323

MEMS 微細加⼯を利⽤したフレキシブルループヒートパイプの研⾕ 義紀 (岐⾩⼤)究

14:00-15:20 化学プロセスにおける熱⼯学３

ALASLI, ⻑野 ⽅星 (名古屋⼤学)◯ 上 野 藍 , 川 上 ⼤ 河 , 橋 本 将 明 , Abdulkareem
D33

座⻑︓⽇出間 るり（神⼾⼤）E324

サブミクロンスケールパリレン流路構造を⽤いた低消費電⼒マイク
ロ Knudsen ポンプの開発

D331 ⾼分⼦を含むライデンフロスト液滴における⾼分⼦添加量の影◯ 陳 浩, 鈴⽊ 雄⼆, 森本 賢⼀ (東京⼤)響◯ 増⽥ 勇⼈, 和⽥ 光⽣, 奥村 慎⼀郎, 伊與⽥ 浩志

E33 14:00-15:20 物質移動１(⼤阪市⽴⼤)座⻑︓⿅野 ⼀郎（⼭形⼤）D332 ⽕炎式噴霧熱分解による⽩⾦/セリアナノ粒⼦の合成と構造評
価E331◯ ⻑澤 剛, 峯岸 直也, ⼩酒 英範 (東⼯⼤)

⾼分⼦収着剤を⽤いた密閉型⽔蒸気収着蓄熱ユニットの放熱・蓄熱挙動D333 バイオマストレファクションによる⾼カロリー燃料⽣成および特性評◯ 中野 宏紀, 堀部 明彦, ⼭⽥ 寛, 磯部 和真 (岡⼭価⼤)松浦 ⼤晟, 佐々⽊ 祐太, ◯ ⽥之上 健⼀郎 (⼭⼝⼤)

E332

D334 堆肥化熱の有効利⽤

メソポーラス⾦属有機構造体 MIL-101(Cr)における⽔の吸着と脱着に対する温度の影響◯ 渡部 吉規 (愛知⼯科⼤), ⼩林 信介, 板⾕ 義紀 (岐◯ 費 舒波, ⾼ 嬌 (東京⼤), 松⽥ 亮太郎 (名⼤), 遠⾩⼤)藤 明 (産総研), Delaunay Jacques, 徐 偉倫, ⼤宮司
啓⽂ (東京⼤)
E333

数値解析を⽤いた霜結晶の⽣成抑制効果に及ぼす微細加⼯
⾯形状の影響に関する研究◯ ⽥岸 未来⼦, 中村 新吾 (富⼠電機), 安喰 春華, ⼤
久保 英敏 (早稲⽥⼤)伝熱2022 年 4 月- 79 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

お知らせ
E334

サブ 10nm 細孔を有する単層⼆硫化モリブデンの表⾯帯電特

＜Ｈ室＞

性評価

H31

⾼元 昭秀, 王 志軒, ⼤宮司 啓⽂, ◯ 徐 偉倫 (東京座⻑︓上野 藍（名古屋⼤）9:20-10:40 ヒートパイプ１/熱⾳響

⼤)
H311 熱⾳響原動機の共鳴管内における定在波の速度分布計測
E34 15:35-16:35 物質移動２◯ 平⽥ 樹⽣, 岡 孝昭 (明⼤院), ⼩林 健⼀ (明⼤)座⻑︓磯部 和真（岡⼭⼤）H312 記号リカレンス解析と機械学習を⽤いた航空機エンジン⽤シング
E341

E342

チャネル内粒⼦乱流分散に寄与する流体流れの粒⼦慣性によ

ルセクタ⼆段ステージ燃焼器で発⽣する燃焼振動の事前検知

る変化◯ ⾺場 健⼈, 岸⾕ 宣成, 後藤⽥ 浩 (東理⼤), 庄司◯ 三⼾ 陽⼀ (北⾒⼯⼤)烈, 吉⽥ 征⼆ (宇宙航空研究開発機構)

シイタケ菌⽷が⽣育した原⽊の吸⽔過程での軸⽅向の⽔の浸H313 太陽熱利⽤に向けた⼤きな吸熱⾯積を有するループヒートパイ

透現象
E343

プの開発

◯ ⼩川 邦康 (慶應⼤), ⼋島 武志 (⽯川農林総研)◯ ⻄川原 理仁, ⽯⽥ 直輝, 横⼭ 博史, 柳⽥ 秀記 (豊凍結真空，低温，⾼温乾燥した枝⾖のメイラード反応

橋技科⼤)◯ ⼭本 隼⼤, ⿅野 ⼀郎 (⼭形⼤), 及川 彰 (京都⼤)H314 ⾃⼰再⽣ブリッジ振動型ヒートパイプに関する研究◯ 麓 耕⼆, ⽯井 慶⼦ (⻘学⼤), 宮川 滉平 (⻘学⼤

＜F 室＞

院)

F31 9:20-10:40 強制対流１
座⻑︓保浦 知也（名古屋⼯⼤）

H32

10:55-12:15 ヒートパイプ２

座⻑︓福島 啓悟（福井⼤）F311

成層流体中を⼀定加速度で下降する球まわりの流れの⽔槽実験H321 ⾦属焼結多孔質流路壁を有する⾃励振動ヒートパイプの熱輸◯ ⽥崎 陽天, 植⽥ 晃平, 沖野 真也, 花崎 秀史 (京
F312

送特性

⼤)

◯ ⼀ノ瀬 樹, 伊勢 拓哉, ⿊瀬 築 (東京理科⼤), 宮⽥

成層流体中を降下する球まわりの流れの数値計算

⼀司 (福岡⼤)◯ 越⾺ 遼, 太⽥ ⼀成, 久保⽥ 純⽮, 沖野 真也, 花崎

H322 ⾃励振動型ヒートパイプの流動を模擬した単流路の内部流動お秀史 (京⼤)F313

よび 2 次元温度分布の同時計測

マイクロ・サブミリチャンネル冷却デバイスの熱伝達特性評価◯ 下⽥ 陸⽃, 麓 耕⼆, ⽯井 慶⼦ (⻘⼭学院⼤)◯ 松⽥ 浩輝, 永原 駿⼀, 桐⽊平 勝仁, 川⽔ 努 (三菱H323 動的液膜モデルを付加した⾃励振動ヒートパイプの数値解析

重⼯)
F314

曽根 航平, 松原 幸世, ◯ 永井 ⼤樹 (東北⼤)多孔質ソーラーレシーバ/リアクタの⾮定常伝熱特性評価

H324 扁平管往復曲げ構造⾃励振動ヒートパイプの設計パラメータ検◯ 中倉 満帆, ⼩島 帆嵩, ⾼橋 亮太, 松原 幸治 (新潟証⼤)◯ 鍋島 史花, 安⽥ 陽介 (⽇⽴製作所)

F32 10:55-12:15 強制対流２

H33

座⻑︓松原 幸治（新潟⼤）座⻑︓望⽉ 正孝（ザヒートパイプス）

F321

H331 数値計算を⽤いた BACH の熱輸送特性向上指針の提案

管内振動流場に設置したリブがストークス層に及ぼす影響◯ 淺野 ⼤樹 (明⼤院), ⼩林 健⼀, 佐々⽊ 悠, 吉野
壮⼈ (明⼤)F322

脈動流によるはく離領域の伝熱促進に関する Reynolds 数と脈性◯ 北村 智也, 須知 成光 (秋県⼤)◯ ⻑島 歩夢, 福江 ⾼志 (⾦沢⼯⼤)

H333 液柱往復振動に伴い⽣じる液膜の厚さに及ぼす液柱加減速の重畳波形をもつ脈動流がティアドロップディンプル⾯の伝熱総合影響性能に与える影響の LES 解析◯ 三浦 正義 (千葉⼯⼤), 趙 懿斌, 齋藤 勇紀, 佃 篤,

◯ 猪熊 建登, 村⽥ 章, ⽮和⽥ 祐⼰, 岩本 薫 (東京農伊東 弘⾏ (神奈川⼤)

⼯⼤)
F324

◯ 福島 啓悟, 鈴⽊ 彰⼈, 永井 ⼆郎 (福井⼤)H332 内部に空気が混在する密閉型⽔⼆相熱サイフォンの熱輸送特

動周波数の影響
F323

14:00-15:20 ヒートパイプ３

H334 可変コンダクタンスヒートパイプによる熱電素⼦の温度制御

矩形管路に実装した円柱まわりの沸騰伝熱促進に対する脈動◯ ⼤串 哲朗 (アドバンスドナレッジ研究所), ⼭蔭 久明 (⼭流の有効性蔭技術⼠事務所), ⽵市 剛志 (中部抵抗器), 飯⽥ 努

◯ 福江 ⾼志, 浜⾕ 慧⼀, 松浦 克樹 (⾦沢⼯⼤), ⽩川(東京理科⼤)英観 (富⼭⾼専), ⼩⽷ 康志 (熊本⼤)伝熱2022 年 4 月- 80 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

お知らせ
H34

15:35-16:55 ヒートパイプ４座⻑︓⻄川原 理仁（豊橋技科⼤）H341 ナノカーボン材のウィック応⽤に向けた実験的研究◯ 森下 和彦, 尾崎 雅治, 李 秦宜, ⾼橋 厚史 (九州⼤)H342 ウィック形状変更による⾼性能ヒートパイプの開発◯ 上久保 将⼤ (古河電気⼯業)
H343 インホイールモータ⽤ IGBT の沸騰冷却システムの開発◯ 望⽉ 正孝 (ザヒートパイプス), 清⽔ 浩, 加藤 有紀⼦,
河村 廣道, 川⼝ 正樹, 新井 英雄, ⽥本 貞治, ⽯川 徹(㈱ e-Gle), 熊⾕ 直武 (慶応⼤), 宇⾼ 義郎, 陳 志豪
(天津⼤)H344 ナノ流体によるナノ粒⼦層をウィックとするヒートパイプの伝熱性能の改善◯ 王 萌蕾 (電通⼤)，⼤川 富雄

伝熱2022 年 4 月- 81 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

事務局からの連絡

編集出版部会からのお知らせ

一各種行事・広告などの掲載についてー
インターネットの普及により情報発信・交換能力の比類ない進展がもたらされました．一方，ハードコピーとしての学会誌には，アーカイブ的な価値のある内容を手にとって熟読できる点や，一連のページを眺めて全貌が容易に理解できる点など，いくら電子媒体が発達してもかなわない長所があるのではないかと思います．ただし，学会誌の印刷・発送には多額の経費も伴いますので，当部会ではこのほど，密度のより高い誌面，すなわちハードコピーとしてぜひとも残すべき内容を厳選し，イン
ターネット（HP：ホームページ，ML：メーリングリスト）で扱う情報との棲み分けをした編集方針を検討いたしました．
この結果，これまで会告ページで取り扱ってきた各種行事・広告などの掲載につき，以下のような方針で対応させていただきたく，ご理解とご協力をお願いする次第です．
対 象

対 応

本会（支部）主 無 条 件 で 詳 細 を ， 会 誌 と催による行事
HP に掲載，ML でも配信
関係学会や本会 条件付き掲載
会員が関係する 会誌：1 件当たり 4 分の l ページ程度で掲載（無料）組織による国内外の会議・ HP：行事カレンダーに掲載
シンポジウム・しリンク形成（無料）セミナー
ML：条件付き配信（無料）
大学や公的研究機関の人事
会誌：掲載せず
公募（伝熱にHP：条件付き掲載 （無料）
関係のある分
ML：条件付き配信（無料）
野に限る）

一般広告
求人広告

具体的な手続き（電子メールでの連絡を前提としています）
申込者は，記事を総務担当副会長補佐協議員（ML 担当），広報委員会委員長（HP 担当）あるいは編集出版部会長（会誌担当）へ送信してください．
申込者は，まず内容を説明する資料を総務担当副会長補佐
協議員に送信してください．審議の結果，掲載可となった
場合には総務担当副会長補佐協議員より申込者にその旨通知しますので，申込者は記事を編集出版部会長（会誌担当）と広報委員会委員長（HP 担当）に送信してください．
申込者は，公募内容を説明する資料を総務担当副会長補佐
協議員に送信してください．審議の結果，掲載可となった
場合には総務担当副会長補佐協議員より申込者にその旨通知しますので，申込者は記事を広報委員会委員長（HP 担当）に送信してください．

申込者は，編集出版部会長（会誌担当）または広報委員会
委員長（HP バナー広告担当）に広告内容を送信してください．掲載可となった場合には編集出版部会長または広報委
会誌：条件付き掲載（有料）員会委員長より申込者にその旨通知しますので，申込者はHP：条件付き掲載
原稿を編集出版部会長または広報委員会委員長に送信して（バナー広告のみ，有料）ください．掲載料支払い手続きについては事務局からご連
絡いたします．バナー広告の取り扱いについては
http://www.htsj.or.jp/wp/media/36banner.pdf をご参照下さい．

【連絡先】
・総務部会長：稲田孝明（東京電機大学）：t-inada@mail.dendai.ac.jp
・編集出版部会長：永井二郎（福井大学）：nagai@u-fukui.ac.jp
・広報委員会委員長：一柳満久（上智大学）：ichiyanagi@sophia.ac.jp
・総務担当副会長補佐協議員：長谷川洋介（東京大学）：ysk@iis.u-tokyo.ac.jp
・事務局：大澤毅士・村松佳子・山田麻子：office@htsj.or.jp【注意】・原稿は Word ファイルまたは Text ファイルでお願いします．
・HP はメンテナンスの都合上，掲載は申込月の翌月，また削除も希望掲載期限の翌月程度の時間遅れがあることをご了承願います．
・ML では，原則としてテキスト文の送信となります．pdf 等の添付ファイルで送信を希望される場合
はご相談ください．
伝熱2022 年 4 月- 82 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255

編集出版部会ノート
Note from the JHTSJ Editorial Board
前号の編集出版部会ノートに「コロナ禍の状況は，・・・2021 年 12 月中旬時点において国内では沈静化された状況が続いて・・・」と記しましたが，その後オミクロン株による第 6 波が拡がり，2022 年 3 月現在では収束といえる状況にありません．そのコロナ禍に加えて，ロシアによるウクライナ侵攻が 2 月下旬に始まり，ウクライナの人達が最も甚大な被害・影響を受けているのはもちろんのこと，全世界のあらゆる人・あらゆる業界が中長期的に揺り動かされるのではないかと危惧されます．社会の平和と心身の健康は，全ての人が願うことですが，それらは不断の努力により得られるものだということを思い知らされました．
さて，本号では「温度・熱流・物性の測定手法の新展開」の特集を小針達也様（日立製作所）に組んでいただきました．伝熱の研究をする全ての人にとって，温度・熱流・物性の測定手法の理解と改良は必要不可
欠です．私も研究を行うにあたって，これら測定の精度向上や，測定が困難な物性の評価について悩まされることも多いです．これらの測定手法技術の代表的な研究者の皆様から 6 件のご寄稿をいただきました．ご多用にも関わらずご寄稿くださった皆様に，この場をお借りして厚くお礼申し上げます．

永井 二郎（福井大学）
Niro NAGAI (University of Fukui)e-mail: nagai@u-fukui.ac.jp

企画・編集出版担当副会長

高松 洋（九州大学）

編集出版部会長

永井 二郎（福井大学）

委員
（理事）

中原 真也（愛媛大学），丸山 直樹（三重大学），坂村 芳孝（富山県立大学）（協議員） 浅岡 龍徳（信州大学），小田 豊（関西大学），小針 達也（日立製作所），小宮 敦樹（東北大学）
武田 哲明（山梨大学），塚原 隆裕（東京理科大学），中川 慎二（富山県立大学）
矢吹 智英（九州工業大学）

TSE チーフエディター

鈴木 雄二（東京大学）

TSE 編集幹事

李編集出版部会 連絡先：

〒910-8507 福井市文京 3-9-1

敏赫（東京大学）

福井大学 学術研究院工学系部門
永井 二郎
Phone: 0776-27-8537
E-mail: nagai@u-fukui.ac.jp

伝熱2022 年 4 月- 85 -J. HTSJ, Vol. 61, No. 255