新訂版 エレクトロヒートハンドブック

本書は2011年に発行した『エレクトロヒートハンドブック』について一部の誤記や表現を修正し、電子書籍版として発行するものです。

ヒートポンプや熱回収、省エネ・環境問題など、エレクトロヒートシステムの技術は発展の一途をたどっています。本書は、電気によるさまざまな加熱について、その原理から設備計画・保守まで設計・設備技術者に役立つデータを豊富に掲載しています。さらに現代的なテーマを充実することにより、技術者・学生をはじめとする幅広い分野の読者に対し、エレクトロヒートシステムに関する基本的事項の理解促進と最新情報の提供を行おうとするものです。

1章 加熱とエレクトロヒートの発展
　1.1 加熱の歴史
　　1.1.1 火の発見
　　1.1.2 熱の論争
　　1.1.3 加熱用の熱源
　　1.1.4 エネルギーの変換
　　参考文献
　1.2 エレクトロヒートの発展
　　1.2.1 電気の歴史
　　1.2.2 電気の特性
　　1.2.3 低炭素社会と電力化
　　1.2.4 社会のエレクトロヒート需要

2章 エレクトロヒートの特徴と用途
　2.1 エレクトロヒートの定義と歴史
　　2.1.1 エレクトロヒートの定義
　　2.1.2 エレクトロヒートの歴史
　　参考文献
　2.2 エレクトロヒートの特徴
　　参考文献
　2.3 エレクトロヒートの原理の概要
　　参考文献
　2.4 エレクトロヒートの用途と発展性
　　2.4.1 ヒートポンプの用途と発展性
　　2.4.2 電気加熱（狭義）の用途と発展性
　　参考文献
　2.5 エレクトロヒートの主な適用分野と事例
　　2.5.1 空調加熱・加湿システム
　　2.5.2 食品加工プロセス
　　2.5.3 農業電化システム
　　2.5.4 業務用電化厨房
　　参考文献

3章 ヒートポンプ
　3.1 ヒートポンプ発展の歴史
　3.2 ヒートポンプの特徴と用途
　　3.2.1 ヒートポンプとは
　　3.2.2 ヒートポンプの種類
　　3.2.3 ヒートポンプの特徴
　　3.2.4 ヒートポンプの用途
　3.3 原理と基本構成
　　3.3.1 ヒートポンプサイクル
　　3.3.2 冷媒の種類と特徴
　　3.3.3 圧縮機
　　3.3.4 熱交換器
　　3.3.5 さまざまなヒートポンプサイクル
　　3.3.6 蓄熱システム
　　参考文献
　3.4 ヒートポンプ導入手順
　　3.4.1 ヒートポンプ式外調機
　　3.4.2 恒温恒湿空調装置
　　3.4.3 プロセス冷却
　　3.4.4 温水洗浄への適用
　　参考文献
　3.5 ヒートポンプの応用事例
　　3.5.1 産業用ヒートポンプの利用実態
　　3.5.2 産業用ヒートポンプの応用事例
　　参考文献
　3.6 将来展望
　　3.6.1 高効率化
　　3.6.2 高温ヒートポンプ
　　3.6.3 排熱・未利用エネルギーの活用
　　3.6.4 寒冷地
　　3.6.5 ヒーティングタワーシステム
　　参考文献

4章 抵抗加熱
　4.1 特徴と用途
　　4.1.1 特徴
　　4.1.2 加熱方式
　　4.1.3 用途
　4.2 原理と加熱方式
　　4.2.1 原理
　　4.2.2 装置の方式
　　4.2.3 加熱装置の構成およびその材料
　4.3 間接抵抗加熱装置
　　4.3.1 仕様
　　4.3.2 設計手順
　　4.3.3 設計例
　　4.3.4 その他の応用例
　　4.3.5 運転と保守
　4.4 直接抵抗加熱装置
　　4.4.1 直接抵抗加熱装置の構成
　　4.4.2 特徴
　　4.4.3 応用
　　4.4.4 電源装置
　　参考文献
　4.5 応用装置
　　4.5.1 電気ボイラ
　　4.5.2 直接通電式アルミ溶湯保持炉
　　4.5.3 電気式アルミ溶解保持炉
　　4.5.4 半導体・液晶基板・太陽電池セル向けプレート形ヒータ
　　4.5.5 ガラス製造における抵抗加熱電源
　　4.5.6 固体電解質形センサ（エレメント部の加熱用ヒータ回路）
　　4.5.7 食品業界における直接抵抗加熱
　　4.5.8 半導体加工用ラッピングキャリヤ向けプレステンパ炉
　　4.5.9 金型・精密部分の保護雰囲気中での抵抗加熱（焼入れ）
　　4.5.10 業務用厨房機器への応用
　4.6 将来展望

5章 アーク・プラズマ加熱
　5.1 特徴と用途
　　5.1.1 特徴
　　5.1.2 アーク・プラズマ加熱の用途
　5.2 原理
　　5.2.1 プラズマ
　　5.2.2 アーク放電
　5.3 交流アーク炉
　　5.3.1 概要
　　5.3.2 炉体各部構造
　　5.3.3 電極
　　5.3.4 電気設備
　　5.3.5 付帯設備
　　5.3.6 自動化・省力化
　　5.3.7 操業技術
　　5.3.8 アーク炉熱精算
　　5.3.9 システム計画手順
　　5.3.10 レイアウト
　　5.3.11 運転と保守
　5.4 直流アーク炉
　　5.4.1 装置と原理
　　5.4.2 設備構成
　　5.4.3 適用効果
　　5.4.4 容量の選定
　　5.4.5 レイアウト
　　5.4.6 運転と保守
　5.5 レードルファーネス
　　5.5.1 装置と原理
　　5.5.2 システム計画手順
　　5.5.3 レードルファーネスの方式とレイアウト
　　5.5.4 操業と保守
　　5.5.5 実施例
　5.6 プラズマ加熱装置
　　参考文献
　5.7 電源品質対策
　　参考文献
　5.8 応用事例
　　5.8.1 アーク炉各種予熱方式
　　5.8.2 アーク式灰溶融システム
　　5.8.3 タンディッシュ加熱
　　5.8.4 放射性廃棄物の減容処理
　　参考文献
　5.9 将来展望

6章 誘導加熱
　6.1 誘導加熱の特徴と用途
　　6.1.1 誘導加熱の特徴
　　6.1.2 誘導加熱の用途
　　6.1.3 誘導加熱を支える基礎技術
　6.2 原理
　　6.2.1 誘導加熱方式
　　6.2.2 電流の浸透深さ
　　6.2.3 吸収電力
　　6.2.4 適正周波数（均一加熱）
　　6.2.5 高周波加熱における内部熱伝導
　6.3 溶解
　　6.3.1 概要
　　6.3.2 システム計画
　　6.3.3 運転と保守
　　6.3.4 応用事例
　6.4 熱加工
　　6.4.1 概要
　　6.4.2 システム計画手順
　　6.4.3 運転と保守
　　6.4.4 応用事例
　　6.4.5 むだ焼き材の問題
　6.5 熱処理
　　6.5.1 高周波焼入れの概要
　　6.5.2 システム計画
　　6.5.3 運転と保守
　　6.5.4 応用事例
　　参考文献
　6.6 応用事例
　　6.6.1 厚板加熱装置
　　6.6.2 薄板加熱・箔加熱装置
　　6.6.3 高周波溶接装置
　　6.6.4 ゾーンコントロール誘導加熱装置
　　6.6.5 誘導発熱式ジャケット付きロール
　　6.6.6 高周波ボルトヒータ
　　6.6.7 磁性微粒子を用いたハイパーサーミア
　　6.6.8 塗装乾燥
　　6.6.9 過熱水蒸気発生装置と事例
　　6.6.10 IH式アルミ溶湯保持炉
　　6.6.11 防爆形誘導加熱式反応釜
　　6.6.12 業務用厨房機器への応用
　　参考文献
　6.7 電源装置
　　6.7.1 電源の種類
　　6.7.2 電源の特徴
　　6.7.3 高周波インバータと整合回路
　　参考文献
　6.8 将来展望

7章 誘電加熱（高周波誘電・マイクロ波加熱）
　7.1 原理と特徴
　　7.1.1 誘電加熱とは
　　7.1.2 誘電加熱の原理
　　7.1.3 電磁波と化学反応への展望
　　7.1.4 誘電加熱の特徴
　　7.1.5 誘電加熱の種類
　　7.1.6 誘電加熱の計算法
　　参考文献
　7.2 高周波誘電加熱
　　7.2.1 装置構成
　　7.2.2 応用分野とシステム設計
　　7.2.3 実用上の注意事項
　　7.2.4 応用事例
　7.3 マイクロ波加熱
　　7.3.1 マイクロ波加熱装置
　　7.3.2 マイクロ波化学反応装置
　　7.3.3 応用分野とシステム設計
　　7.3.4 実用上の注意事項
　　7.3.5 応用事例
　　参考文献
　　参考資料
　7.4 将来展望
　　参考文献

8章 赤外・遠赤外加熱
　8.1 特徴と用途
　　8.1.1 特徴
　　8.1.2 用途
　8.2 原理
　　8.2.1 電磁波の概念
　　8.2.2 赤外・遠赤外加熱に関わる基本法則
　　8.2.3 赤外加熱のメカニズム
　8.3 放射体
　　8.3.1 赤外・遠赤外放射材料および反射材料
　　8.3.2 赤外・遠赤外放射源の種類と特性
　　8.3.3 分光放射率および放射パワーの測定法
　8.4 加 熱装置
　　8.4.1 加熱装置の形状による分類
　　8.4.2 赤外加熱装置の温度測定と温度制御
　8.5 赤外加熱に関する数値解析
　　8.5.1 放射伝熱解析の概要
　　8.5.2 無限面モデル事例
　　8.5.3 閉空間放射伝熱解析の基本事項
　　8.5.4 炉内シート温度の解析事例
　　参考文献
　8.6 赤外・遠赤外加熱の応用事例
　　8.6.1 リチウムイオン電池分野への応用
　　8.6.2 太陽電池分野への応用
　　8.6.3 FCCL向けロールツーロール式遠赤外加熱装置
　　8.6.4 LCD用ガラス基板加熱装置
　　8.6.5 樹脂成形品遠赤外アニール炉
　　8.6.6 塗装・印刷の乾燥への応用
　　8.6.7 はんだリフロー炉
　　8.6.8 遠赤外かつお節焼軟機
　　8.6.9 遠赤外ホタテ貝柱乾燥機
　　8.6.10 あんぽ柿の乾燥
　　8.6.11 魚介類の遠赤外乾燥機
　　8.6.12 暖房
　　8.6.13 業務用厨房機器への応用
　8.7 将来展望
　　8.7.1 赤外・遠赤外加熱の強み
　　8.7.2 従来の利用分野
　　8.7.3 従来分野のさらなる展開
　　8.7.4 最近の遠赤外加熱利用の傾向
　　8.7.5 将来への期待

9章 関連技術
　9.1 加工技術
　　9.1.1 電子ビーム
　　9.1.2 レーザ加工
　　9.1.3 イオンビーム
　　9.1.4 低温プラズマ応用技術
　　参考文献
　9.2 紫外線応用，熱電変換
　　9.2.1 紫外線応用
　　9.2.2 熱電変換
　　参考文献

10章 エレクトロヒートの基礎理論
　10.1 加熱エネルギーとしての電力
　　10.1.1 電力会社が供給する電力
　　10.1.2 負荷（電気機器）の特性
　　10.1.3 電源と負荷の整合
　　10.1.4 電源と負荷の不整合
　　10.1.5 電源および負荷の品質
　　参考文献
　10.2 エレクトロヒートの基礎計算
　　10.2.1 電気加熱の等価回路と特性
　　10.2.2 三相の電気回路
　　10.2.3 主要電気品
　　10.2.4 単相への給電方式
　　10.2.5 解析手法
　　参考文献
　10.3 エレクトロヒートの熱精算
　　10.3.1 損失分布図
　　10.3.2 損失要素
　10.4 電気配線
　　10.4.1 母線の実効抵抗
　　10.4.2 母線のインダクタンス
　　10.4.3 母線の電流容量
　　10.4.4 誘導加熱用高周波母線の例
　　10.4.5 母線の接続抵抗
　　10.4.6 近接鉄材の温度上昇
　　参考文献
　10.5 伝熱の基礎計算
　　10.5.1 熱伝導
　　10.5.2 熱放射
　　10.5.3 熱伝達
　　10.5.4 熱通過
　　10.5.5 熱伝達率の計算
　　10.5.6 伝熱量の計算例
　　参考文献

11章 測定と制御
　11.1 エネルギー管理と測定
　　11.1.1 エネルギー測定および管理
　　11.1.2 設備の測定・管理指標
　　11.1.3 エネルギー消費原単位
　　11.1.4 エネルギー管理システム
　　参考文献
　11.2 センサと測定法
　11.3 温度と温度目盛
　　11.3.1 熱力学温度と温度目盛
　　11.3.2 国際温度目盛
　　11.3.3 トレーサビリティ
　11.4 温度計と温度測定
　　11.4.1 温度測定の基本
　　11.4.2 熱電温度計
　　11.4.3 抵抗温度計
　　11.4.4 放射温度計
　　参考文献
　11.5 圧力計と圧力測定
　　11.5.1 圧力計
　　11.5.2 真空計
　11.6 流量計と流量測定
　11.7 自動制御の概要
　　11.7.1 プロセス制御の基礎
　　11.7.2 制御動作
　　11.7.3 最適調整とセルフチューニング
　　11.7.4 各種の制御手法
　　11.7.5 調節計の種類
　　11.7.6 調節計の機能
　　11.7.7 プログラム調節計および設定器
　　11.7.8 自動制御関連機器
　　11.7.9 シーケンス制御
　　11.7.10 分散形制御システム
　　参考文献

12章 安全・環境対策と法令・規格
　12.1 法令
　　12.1.1 法令関係の用語について
　　12.1.2 概説
　　12.1.3 主な法令とその目的
　　参考文献
　12.2 安全対策
　　12.2.1 電気取扱いに関する保安対策
　　12.2.2 高温取扱いに関する安全対策
　　12.2.3 放射体取扱いに関する安全対策
　　参考文献
　12.3 環境影響対策
　　12.3.1 電磁環境と電磁両立性
　　12.3.2 電力系統への影響と対策
　　12.3.3 電力系統以外の機器への影響と対策
　　12.3.4 作業環境への影響
　　12.3.5 自然，生態系への影響と対策
　　参考文献
　12.4 規格
　　12.4.1 国際規格
　　12.4.2 国家規格
　　12.4.3 団体規格
　　参考文献

付録
　1．国際単位系（SI）及び記号（JIS Z 8202-2000による）
　2．単位の換算
　3．耐熱材料・熱絶縁物の熱伝導率
　4．耐火材の特性
　5．レトルト炉およびマッフル炉に対する耐熱鋼の寿命
　6．耐熱用の鋼および合金の使用温度と許容応力
　7．炉の付属品に推奨できる耐熱鋼
　8．耐熱鋼鋳鋼品の用途例（JIS G 5122-1987解説）
　9．化学プロセス機器における高温腐食
　10．JIS耐熱鋼の主要用途一覧（JIS G 4312-1991 解説）
　11．ステンレス鋼鋳鋼品の用途例（JIS G 5121-1987解説）
　12．JIS熱電対の規準熱起電力
　13．JIS以外の熱電対の熱起電力
　14．白金測温抵抗体の規準抵抗値
　15．金属の物理的性質
　16．鉄鋼の物理的性質（含：超合金・サーメット・超硬合金など）