問題13 電気加熱－選択問題

間接抵抗加熱

• 特徴：被加熱材の材質，形状を問わず，高温に加熱が可能で，雰囲気の調整が容易
• 省エネルギー対策：抵抗値の高い発熱体の採用
• 応用例：陶磁器の焼成

直接抵抗加熱

• 特徴：導電体を内部から急速加熱が可能で，電流は交流，直流のいずれも使用が可能
• 省エネルギー対策：配線損失の低減
• 応用例：スポット溶接

誘導加熱

• 特徴：導電体を非接触で，内部から急速加熱が可能
• 省エネルギー対策：被加熱材に応じた適切な周波数，加熱コイル形状の採用
• 応用例：電磁調理器

マイクロ波加熱

• 特徴：誘電体の形状を問わず，内部から急速加熱が可能
• 省エネルギー対策：被加熱材に応じた適切な周波数，加熱コイル形状の採用
• 応用例：電子レンジ

質量10kgの鉄を，10分間で20°Cから500°Cに温度上昇させるために必要な加熱炉の入力は3.9[kW]である。ただし，鉄の比熱は435J/(kg·K)で熱損失は無視できるものとし，加熱炉は熱的定常状態であって，そのときの炉の電気効率は90%とする。

入力100kWの抵抗炉で，100kgの被加熱材が30分間で熱処理されている。この熱処理の入力端における電力原単位は0.5[kW·h/kg]である。また，抵抗炉が熱的定常状態にあり，炉の電気効率が90%，熱損失が50kWである場合，この熱処理に必要な正味熱量（電力量）は20[kW·h]となる。

入力電圧が三相400V，発熱量が5kW，力率が80%の抵抗炉がある。この装置の回路リアクタンスは変えずに力率を90%とするためには，発熱体の抵抗値を元の値の155[%]に変更する必要がある。この発熱体の変更により，同一の被加熱材を加熱する場合，抵抗値変更後の加熱時間は，変更前の加熱時間の122[%]となる。ただし，抵抗炉の電気効率及び熱効率は，抵抗値の変更前後で変わらないものとする。