JP2001141319A - 音響冷凍機 - Google Patents
音響冷凍機Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/14—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle
- F25B9/145—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the cycle used, e.g. Stirling cycle pulse-tube cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/14—Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used
- F25B2309/1403—Pulse-tube cycles with heat input into acoustic driver
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/14—Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used
- F25B2309/1405—Pulse-tube cycles with travelling waves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
定位置に設けているとともに、このガス循環路2の所定
位置に対して接続管路3を介して共振器4を接続してな
り、ガス循環路2、接続管路3、および共振器4に、ガ
スに代えてガスよりも質量が大きく、かつプラントル数
が小さい液体を充填している。
Description
る冷凍機(音響冷凍機)に関する。
信頼性が高いなどの利点に着目して、ヘルムホルツ冷凍
機などに代表される音響冷凍機が提案されている。
図である。
熱交換器、再生器、高温熱交換器をガス循環路の所定位
置に設けているとともに、このガス循環路の所定位置に
対して共振器を接続してなるものである。
循環路の所定位置に設けたジェットポンプ、低温熱交換
器、再生器、高温熱交換器によって共振周波数を発生さ
せ、共振器において定在波を発生させるとともに、共振
器とガス循環路との間の管路内に存在するガスの慣性を
利用して適当な位相制御を行うことにより、低温熱交換
器において寒冷を発生させることができる。
成の音響冷凍機においては、ガスの慣性を利用する関係
上、適度なガスの質量が必要になるのであるから、上記
の共振器を大きくしなければならず、音響冷凍機が全体
として大型化してしまうという不都合がある。
たものであり、全体として小型化することができる音響
冷凍機を提供することを目的としている。
は、位相制御を行わせるための流体として、ガスよりも
質量が大きく、かつプラントル数が小さい流体を採用す
るものである。
部を第1の所定位置に設けてなる流体循環路の第2の所
定位置に対して接続管路を介して共振器を接続し、流体
循環路、接続管路および共振器に、ガスよりも質量が大
きく、かつプラントル数が小さい流体を充填しているも
のである。
部を第1の所定位置に設けてなる流体循環路の第2の所
定位置に対してタンクおよびU字状の管路を介して共振
器を接続し、流体循環路、タンク、U字状の管路および
共振器に、ガスよりも質量が大きく、かつプラントル数
が小さい流体を充填しているものである。
ブラインを採用するものである。
わせるための流体として、ガスよりも質量が大きく、か
つプラントル数が小さい流体を採用するのであるから、
流体の粘性が低いとともに、熱の伝わりが良好であるこ
とに起因して、流路抵抗を小さくすることができるとと
もに、流体クーラーの伝熱面積を小さくすることがで
き、しかも、ガスを採用した場合と同一の慣性を得るた
めに必要な容積を小さくすることができ、ひいては音響
冷凍機を全体として小型化することができる。
数発生部を第1の所定位置に設けてなる流体循環路の第
2の所定位置に対して接続管路を介して共振器を接続
し、流体循環路、接続管路および共振器に、ガスよりも
質量が大きく、かつプラントル数が小さい流体を充填し
ているのであるから、流体の粘性が低いとともに、熱の
伝わりが良好であることに起因して、流路抵抗を小さく
することができるとともに、流体クーラーの伝熱面積を
小さくすることができ、しかも、ガスを採用した場合と
同一の慣性を得るために必要な容積を小さくすることが
でき、ひいては音響冷凍機を全体として小型化すること
ができる。
数発生部を第1の所定位置に設けてなる流体循環路の第
2の所定位置に対してタンクおよびU字状の管路を介し
て共振器を接続し、流体循環路、タンク、U字状の管路
および共振器に、ガスよりも質量が大きく、かつプラン
トル数が小さい流体を充填しているのであるから、流体
の粘性が低いとともに、熱の伝わりが良好であることに
起因して、流路抵抗を小さくすることができるととも
に、流体クーラーの伝熱面積を小さくすることができ、
しかも、ガスを採用した場合と同一の慣性を得るために
必要な容積を小さくすることができ、ひいては音響冷凍
機を全体として小型化することができる。
としてブラインを採用するのであるから、状態変化を伴
うことなく冷却熱媒体として機能することができるほ
か、請求項1から請求項3の何れかと同様の作用を達成
することができる。
発明の音響冷凍機の一実施態様を詳細に説明する。
を示す概略図である。
熱交換器、再生器、高温熱交換器からなる共振周波数発
生部1を流体循環路2の所定位置に設けているととも
に、この流体循環路2の所定位置に対して接続管路3を
介して共振器4を接続してなる。そして、流体循環路
2、接続管路3、および共振器4に、ガスに代えてガス
よりも質量が大きく、かつプラントル数(熱拡散率に対
する動粘度の比を示す値)が小さい流体(例えば、ブラ
インなど)を充填している。
は、従来の音響冷凍機と同様に動作して低温熱交換器に
おいて低温を発生することができる。そして、ガスを採
用した場合と同一の慣性を得るために必要な容積(接続
管路3の容積)を小さくすることができ、ひいては、音
響冷凍機全体としての小型化を実現することができる。
また、共振器4の容積も小さくすることができので、音
響冷凍機を一層小型化することができる。さらに、プラ
ントル数が小さい流体を採用しているので、流体の粘性
を低くすることができるとともに、熱の伝わりを良好に
することができ、ひいては、流路抵抗を小さくすること
ができるとともに、流体クーラーの伝熱面積を小さくす
ることができる。
対の共振器6、7を接続し、これらの内部に流体を充填
した状態における共振振動数ωは、 ω2=(g/l)+(A2/MKs){(1/V1)+
(1/V2)} で与えられる。
の断面積、lは接続管路5の長さ、Ksは断熱圧縮率、
V1、V2はそれぞれ共振器6、7の容積である。ま
た、流体の質量Mは、 M=AlρM であたえられる。ただし、ρMは流体の密度である。
位量である。
ωは、 ω2=(A2/MKs){(1/V1)+(1/V2)} となる。
共振周波数ωを得ようとすれば、共振器6の容積および
/または共振器7の容積を小さくすることができる。
様を示す概略図である。
熱交換器、再生器、高温熱交換器を含む周波数発生部1
1を流体循環路12の所定位置に設けているとともに、
この流体循環路12の所定位置に対してタンク13を介
してU字状の管路14を接続してなるものである。な
お、この管路14の他方の端部に、図示しない共振器を
接続している。そして、流体循環路12、タンク13、
管路14および共振器の内部に、ガスに代えてガスより
も質量が大きく、かつプラントル数(熱拡散率に対する
動粘度の比を示す値)が小さい流体(例えば、ブライン
など)を収容している。なお、図3においてハッチング
を施した部分における液体が位相制御を行う。
2がインダクタンスとして機能し、タンク13がキャパ
シタンスとして機能するので、この両者に基づいて共振
周波数が定まる。そして、ハッチングを施した部分にお
ける流体が位相制御を行うので、周波数発生部11の低
温熱交換器において低温を発生することができる。もち
ろん、ガスを採用した場合と同一の慣性を得るために必
要な容積(管路14の容積)を小さくすることができる
とともに、共振器の容積を小さくすることができ、ひい
ては、音響冷凍機全体としての小型化を実現することが
できる。
定されるものではなく、従来公知の他の構成の音響冷凍
機に適用することが可能である。
ともに、熱の伝わりが良好であることに起因して、流路
抵抗を小さくすることができるとともに、流体クーラー
の伝熱面積を小さくすることができ、しかも、ガスを採
用した場合と同一の慣性を得るために必要な容積を小さ
くすることができ、ひいては音響冷凍機を全体として小
型化することができるという特有の効果を奏する。
もに、熱の伝わりが良好であることに起因して、流路抵
抗を小さくすることができるとともに、流体クーラーの
伝熱面積を小さくすることができ、しかも、ガスを採用
した場合と同一の慣性を得るために必要な容積を小さく
することができ、ひいては音響冷凍機を全体として小型
化することができるという特有の効果を奏する。
もに、熱の伝わりが良好であることに起因して、流路抵
抗を小さくすることができるとともに、流体クーラーの
伝熱面積を小さくすることができ、しかも、ガスを採用
した場合と同一の慣性を得るために必要な容積を小さく
することができ、ひいては音響冷凍機を全体として小型
化することができるという特有の効果を奏する。
く冷却熱媒体として機能することができるほか、請求項
1から請求項3の何れかと同様の効果を奏する
図である。
略図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 位相制御を行わせるための流体として、
ガスよりも質量が大きく、かつプラントル数が小さい流
体を採用することを特徴とする音響冷凍機。 - 【請求項2】 共振周波数発生部を第1の所定位置に設
けてなる流体循環路の第2の所定位置に対して接続管路
を介して共振器を接続し、流体循環路、接続管路および
共振器に、ガスよりも質量が大きく、かつプラントル数
が小さい流体を充填していることを特徴とする音響冷凍
機。 - 【請求項3】 共振周波数発生部を第1の所定位置に設
けてなる流体循環路の第2の所定位置に対してタンクお
よびU字状の管路を介して共振器を接続し、流体循環
路、タンク、U字状の管路および共振器に、ガスよりも
質量が大きく、かつプラントル数が小さい流体を充填し
ていることを特徴とする音響冷凍機。 - 【請求項4】 前記流体はブラインである請求項1から
請求項3の何れかに記載の音響冷凍機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32447199A JP2001141319A (ja) | 1999-11-15 | 1999-11-15 | 音響冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32447199A JP2001141319A (ja) | 1999-11-15 | 1999-11-15 | 音響冷凍機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001141319A true JP2001141319A (ja) | 2001-05-25 |
Family
ID=18166185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32447199A Pending JP2001141319A (ja) | 1999-11-15 | 1999-11-15 | 音響冷凍機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001141319A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004001303A1 (ja) * | 2002-06-19 | 2003-12-31 | Japan Aerospace Exploration Agency | 圧力振動発生装置 |
JP2011127870A (ja) * | 2009-12-21 | 2011-06-30 | Isuzu Motors Ltd | 熱音響機関 |
JP2011144983A (ja) * | 2010-01-13 | 2011-07-28 | Isuzu Motors Ltd | 熱音響機関 |
JP2017194224A (ja) * | 2016-04-20 | 2017-10-26 | 学校法人東海大学 | 熱音響機関及びその駆動方法 |
CN109140813A (zh) * | 2016-11-16 | 2019-01-04 | 浙江大学 | 压缩机与制冷机冷头耦合用l型声学匹配组件及制冷机 |
-
1999
- 1999-11-15 JP JP32447199A patent/JP2001141319A/ja active Pending
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CN109140813A (zh) * | 2016-11-16 | 2019-01-04 | 浙江大学 | 压缩机与制冷机冷头耦合用l型声学匹配组件及制冷机 |
CN109140813B (zh) * | 2016-11-16 | 2019-10-25 | 浙江大学 | 压缩机与制冷机冷头耦合用l型声学匹配组件及制冷机 |
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Legal Events
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