６月１日（水）11 時 30 分〜
セミナールーム A にて講演

サーモテック2022 出展寄稿

ブース番号：1-D026

熱音響現象を用いた廃熱回生へのみちしるべ

小 山亮*

個人の意識も地球環境へと向けられるような時代
１．概要
熱音響現象は，廃熱回生技術のひとつとして注 となった。
今や日常生活を豊かにするために工業炉は欠目されており，近年，大学や企業でも研究開発が行われているが，2022 年現在，十分に知名度が高 かせないが，炉から排出される CO2 量が少ないといとは言えない。熱音響現象では熱と仕事のエネ は言えない 3）。そこで我々は廃熱回生技術のひと
ルギー変換を行う部位に，本質的に機械部品を必 つとして，熱音響現象に着目した。熱音響現象は要としない。また熱流体振動を扱うために，その 廃熱を利用可能な仕事に変換することが出来るた
学問領域は熱力学，流体力学，音響学を含む多岐 め，国内外の大学のみならず企業でも研究が進めに亘る。
られている。
本解説では，最初に熱音響現象の原理を簡単に紹介し，物理学の観点ではなく，廃熱を利用する ３．熱音響デバイスについてという観点から熱音響現象の扱い方や装置実例を
熱音響現象は「音波」という流体振動を介して，紹介する。次に，熱音響現象を取り込んだ工業炉 「熱」と「仕事」の相互変換が行われる現象であり，としての廃熱回生システムを提案し，最後に今後 この現象を用いて大きく 3 つに分類することがでの課題についても述べる。
きる。第一に，熱入力で仕事（音響パワー）の生成，増幅を行う「熱音響機関」である。第二に，２．はじめに音響パワー入力により熱を低温部から高温部に組2015 年に「国連気候変動枠組条約締約国会議」 み上げる「熱音響ヒートポンプ」がある。第三に，にて合意されたパリ協定 1）に続き，2020 年 10 月 流体振動によって高温部から低温部への熱輸送がには日本政府より「2050 年カーボンニュートラル 行われる「ドリームパイプ」である。これら 3 つはいずれも熱と音波が密接に関わっている。本稿
宣言」が発出された 2）。
地球温暖化を筆頭とした環境問題は日本だけで ではこれらの熱音響現象の中で，廃熱回生装置となくグローバルなテーマとなっている。カーボン して積極的な研究が行われている，「熱音響機関」
ニュートラル宣言を皮切りに，企業だけでなく， と「熱音響ヒートポンプ」について解説する。
* 関東冶金工業株式会社

Vol. 59, No. 3

技術開発室

R.Koyama

連絡先 E-Mail：ryo.koyama @ k-y-k.co.jp

3サーモテック2022 出展寄稿

ブース番号：2-J016

周期加熱法による断熱材の熱拡散率測定
における試験片サイズおよび周期の影響
阿 部 直 毅*藤 本 哲 夫 **萩 原 伸 治 ***阿 子 島 め ぐ み ****

和 田 迫 三 志 *****
安 藤 大 介 ******
三 木 達 郎 *******
小 野 寺 正 剛 ********

はじめに
2021 年 2 月に，Thermal insulation — Test method for thermal diffusivity — Periodic heat method が，国際規格（ISO 21901：2021）として発行された．
そこで本稿では，まず【解説】として，国際標準化の背景や経緯，測定原理，国際標準化による効果について，ニチアスの阿部による説明を記す。次に，【本文】として，国際標準化に取り組んだ際に，国内外で行われた技術的な検証事項の一部を記す。具体的には，試験片サイズおよび加熱周期の熱拡散率測定値に対する影響を確認し，適切な測定条件を検証した。
なお【解説】はニチアス技術時報（2022 年 1 号）からの転載であり，【本文】は共著で発表した第42 回日本熱物性シンポジウム（2021 年 10 月）からの転載である。

Ⅰ．解説
１．背景
断熱材の最も重要な特性として熱伝導率があり，その代表的な測定方法として「JIS A 1412-1
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 法）」がある。しかしながら，市販の GHP 法装置の多くは測定温度範囲が常用 600 ℃ までとなっている。高温域で用いられる測定方法としては「JIS R 2251-1 耐火物の熱伝導率の試験方法－第 1 部：熱線法（直行法）」があるが，熱線法は熱的に等方性で熱伝導率が高い材料の測定に適している。つまり，熱線法は繊維質断熱材など異方性の高い断熱材の評価には不向きである。
そこでニチアスは，金属の熱拡散率測定に古くから用いられてきた周期加熱法の原理を応用して，断熱材を測定できる装置を独自開発することにより，1990 年代から高温域における断熱性能を評価してきた。

*

ニチアス株式会社

**
***
****

一般財団法人 日本建材・住宅設備産業協会 T.Fujimoto
一般財団法人 建材試験センター S.Hagihara
国立研究開発法人 産業技術総合研究所 M.AkoshimaVol. 59, No. 3N.Abe*****
元ニチアス株式会社 M.Wadasako******
ニチアス株式会社 D.Ando*******
同T.Miki********
同M.Onodera

9サーモテック2022 出展寄稿

ブース番号：1- C009

無酸化液中溶解保持炉
YUKAI - 湯解 - の 紹 介
横 山

１．はじめに弊社の主力製品は，アルミニウム（以下アルミと示す）の製造に用いられる工業炉（主に溶湯保持炉）である。軽く加工し易いアルミは様々な製品に使用されている。これらの部品を製造する際に用いられる方法の一つに「鋳造」があり，この炉はアルミの溶解・配湯・保持など様々な場面で用いられている。中でも，多くの部品が鋳造によってアルミ合金から製造されている自動車産業は特に関わりが深い。
そ の 自 動 車 産 業 だ が， 近 年，「100 年 に 1 度 」と言われる大変革期を迎えている。新興国の経済発展と相まって拡大する旺盛な自動車需要と世界的な環境規制の高まりは，自動車の電動化時代到来に拍車をかけ，各国の自動車会社の戦略において EV（電気自動車）の量産化に向け舵を切ることを余儀なくさせている。既に EV 化の潮流が急激に押し寄せていることは疑いようもない現実である。
このような状況の下，世界中の自動車会社間では EV の開発競争が過熱することとなり，これまで自動車の製造工程において不可欠とされてきた* 株式会社トウネツ

Vol. 59, No. 3

東海事業所 特装・開発部

譲 治*

構成部品が大きく変化することとなっている。とりわけ，主要な動力源における変化は大きく，もはや内燃機関であるエンジンやトランスミッションは不要とされる傾向にあるが，代わりに EV 仕様化の必須条件として，車体を含めた大型部品の軽量化を実現することが自動車メーカー各社にとって避けられなくなってきている（図 1）。

J.Yokoyama

時代はエンジンからEVへ
部品も厚肉から薄肉・大型へシリンダーブロック

モーターハウジング

ミッションケースインバーターケース

図 1 EV 化による自動車構成部品の変化
連絡先 E-Mail：jyouji_yokoyama@tounetsu.co.jp

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サーモテック2022 出展寄稿

ブース番号：2 - I 008

最 大 2450 ℃ ま で 測 定 可 能 なOptris 社 赤外線サーモグラフィカメラ
南

１．はじめに赤外線サーモグラフィカメラは，被写体から放射された赤外線エネルギーを捉え，そのエネルギーから温度換算を行い，温度画像として表示している。霧や煙幕，暗闇の中で視認が難しい対象も，温度を捉えて可視化できることから，元々は軍事目的に使われてきた技術である。昨今では，赤外線エネルギーを捉えるセンサーの量産により価格が下がり，民生用にも広く普及している。非接触・非破壊で温度計測が行えるため，測定対象へ影響を与えることがない。また，温度画像として連続的に取得できるので，動体の撮影も行うことができる。このような特徴から，品質管理や温度監視，研究開発など幅広い用途で活用されている。
当社（株）アルゴで取り扱っているドイツ Optris
社のサーモグラフィカメラは，ピクセル単位の温度情報をリアルタイムに取得することができ，詳細な温度解析が可能である。多機能なソフトウェ
アが付属しており，一般的な使い方であればアプリケーションを開発することなく利用開始でき* 株式会社アルゴ

Vol. 59, No. 3

営業技術

A.Minami

淳

史*る。また，測定環境に対応した豊富なオプションが用意されており，産業用として多数の利用実績がある。本稿では，動作原理から製品ラインナッ
プ，豊富なソフトウェア機能について紹介する。
２．サーモグラフィカメラの原理
絶対零度（-273.15 ℃ = 0 Ｋ）以上の温度を持つ
物体は，その表面から温度に応じた電磁波を放射している。電磁波の一部に赤外線が含まれており，この赤外線を利用して温度の測定が行える。赤外線は，可視光に近い 0.78 nm あたりから始まり約1000μm の波長域に至るが，一般的な赤外線サーモグラフィカメラの温度測定で重要になるのは0.7 ～ 14μm の波長帯である。赤外線はレンズを用いて検出素子に集束することができ，放射量に比例した電気信号として捉えられる。この信号は増幅後に，物体の温度に変換する処理を行う。
温度への変換はプランクの放射則がベースとなっている。プランクの放射則は，黒体からの放射エネルギー量は温度と波長に依存していることを示しており，非接触で温度を測定するための基連絡先 E-Mail アドレス：argo @ argocorp.com

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