JP2002031423A - 熱音響エンジン - Google Patents
熱音響エンジンInfo
- Publication number
- JP2002031423A JP2002031423A JP2000215714A JP2000215714A JP2002031423A JP 2002031423 A JP2002031423 A JP 2002031423A JP 2000215714 A JP2000215714 A JP 2000215714A JP 2000215714 A JP2000215714 A JP 2000215714A JP 2002031423 A JP2002031423 A JP 2002031423A
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- JP
- Japan
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- temperature side
- side heat
- pipe
- radiator
- thermal
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小さな温度勾配で安定した熱音響自励振動を
発生されることのできる熱音響エンジンを提供する。 【解決手段】 作業用ガスを封入してなるループ管路
(４)に進行波を生じさせるようにした熱音響エンジンに
おいて、ループ管路(４)を少なくとも一部に立上がり管
(１)を有する状態に形成する。ループ管路(４)の立上が
り管(１)部分に高温側吸熱器(８)、蓄熱器(７)、低温側
放熱器(６)を上から順に配置する。高温側吸熱器(８)の
上側部分に第二の放熱器(９)を配置する。
発生されることのできる熱音響エンジンを提供する。 【解決手段】 作業用ガスを封入してなるループ管路
(４)に進行波を生じさせるようにした熱音響エンジンに
おいて、ループ管路(４)を少なくとも一部に立上がり管
(１)を有する状態に形成する。ループ管路(４)の立上が
り管(１)部分に高温側吸熱器(８)、蓄熱器(７)、低温側
放熱器(６)を上から順に配置する。高温側吸熱器(８)の
上側部分に第二の放熱器(９)を配置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、作業用ガスを封入
した配管路をループ状に形成し、このループ管路内で熱
音響効果により、管路内に圧力振動をもたらして進行波
を発生させるための熱音響エンジンに関する。
した配管路をループ状に形成し、このループ管路内で熱
音響効果により、管路内に圧力振動をもたらして進行波
を発生させるための熱音響エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】蓄熱器の両側に温度差を生じさせること
により、一定周波数の圧力振動を生じさせる熱音響発振
器の原理は古くから知られているが、エネルギーとして
の取出し技術が確立しておらず、実用化にいたっていな
かった。近年、この熱音響発振機で発生させたエネルギ
ーをとりだす熱音響エンジンとして、特許第３０１５７
８６号公報に示された技術が提案されている。これは、
ループ状に形成した管路の直管部分に放熱器(低温側熱
源)−蓄熱器(スタック)−電気加熱吸熱器(高温側熱源)
を設けた構成になっている。
により、一定周波数の圧力振動を生じさせる熱音響発振
器の原理は古くから知られているが、エネルギーとして
の取出し技術が確立しておらず、実用化にいたっていな
かった。近年、この熱音響発振機で発生させたエネルギ
ーをとりだす熱音響エンジンとして、特許第３０１５７
８６号公報に示された技術が提案されている。これは、
ループ状に形成した管路の直管部分に放熱器(低温側熱
源)−蓄熱器(スタック)−電気加熱吸熱器(高温側熱源)
を設けた構成になっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】、ループ状に形成した
管路での直管部分に、放熱器(低温側熱源)−蓄熱器(ス
タック)−電気加熱吸熱器(高温側熱源)の順に配置した
熱音響エンジンでは、スタックに形成された温度勾配が
ある値よりも大きくなると、スタック内を伝わる熱流の
一部が仕事に変換され、熱音響自励振動を発生するが、
前記従来の熱音響エンジンでは、大きな温度勾配(７〜
２０Ｋ/mm)を付けなければならなかった。また、発生し
た熱音響自励振動が安定せず、振動の大きさが変動した
り、消滅したりすることがあった。
管路での直管部分に、放熱器(低温側熱源)−蓄熱器(ス
タック)−電気加熱吸熱器(高温側熱源)の順に配置した
熱音響エンジンでは、スタックに形成された温度勾配が
ある値よりも大きくなると、スタック内を伝わる熱流の
一部が仕事に変換され、熱音響自励振動を発生するが、
前記従来の熱音響エンジンでは、大きな温度勾配(７〜
２０Ｋ/mm)を付けなければならなかった。また、発生し
た熱音響自励振動が安定せず、振動の大きさが変動した
り、消滅したりすることがあった。
【０００４】本発明はこのような点に着目してなされた
もので、小さな温度勾配で安定した熱音響自励振動を発
生されることのできる熱音響エンジンを提供することを
目的とする。
もので、小さな温度勾配で安定した熱音響自励振動を発
生されることのできる熱音響エンジンを提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明は、ループ管路を少なくとも一部に立上がり
管を有する状態に形成し、その立上がり管部分に高温側
吸熱器、蓄熱器、低温側放熱器を上から順に配置し、高
温側吸熱器の上側に第二の放熱器を配置したことを特徴
としている
めに本発明は、ループ管路を少なくとも一部に立上がり
管を有する状態に形成し、その立上がり管部分に高温側
吸熱器、蓄熱器、低温側放熱器を上から順に配置し、高
温側吸熱器の上側に第二の放熱器を配置したことを特徴
としている
【０００６】
【発明の作用】本発明では、上下方向に配置した立上が
り管部分に高温側吸熱器、蓄熱器、低温側放熱器を上か
ら順に配置していることから、高温側吸熱器で加熱され
た作業用ガスは対流上昇することになるから、蓄熱器
(スタック)内での熱音響自励振動が起こりやすくなる。
これにより、小さな温度勾配でも熱音響自励振動が発生
する。
り管部分に高温側吸熱器、蓄熱器、低温側放熱器を上か
ら順に配置していることから、高温側吸熱器で加熱され
た作業用ガスは対流上昇することになるから、蓄熱器
(スタック)内での熱音響自励振動が起こりやすくなる。
これにより、小さな温度勾配でも熱音響自励振動が発生
する。
【０００７】また、高温側吸熱器の上方に第二の放熱器
を設けることによって、対流を起こしやすい温度分布が
保持され、対流が維持される。この結果、発生した熱音
響自励振動は安定して継続することになる。
を設けることによって、対流を起こしやすい温度分布が
保持され、対流が維持される。この結果、発生した熱音
響自励振動は安定して継続することになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】図は本発明に係る熱音響エンジン
の概略構成図を示す。この熱音響エンジンは、１対のス
テンレス鋼製立上がり管(１)と１対のステンレス鋼製連
結管(２)と、この立上がり管(１)の端部と連結管(２)の
端部とを接続するベンド管(３)とで垂直面内に形成した
ループ管路(４)と、このループ管路(４)内に装着した進
行波発生手段(５)とで構成してある。なお、図では、省
略したが、このループ管路(４)内あるいはループ管路
(４)から分岐した分岐路にパルス管冷凍機等の冷凍手段
が配置してある。
の概略構成図を示す。この熱音響エンジンは、１対のス
テンレス鋼製立上がり管(１)と１対のステンレス鋼製連
結管(２)と、この立上がり管(１)の端部と連結管(２)の
端部とを接続するベンド管(３)とで垂直面内に形成した
ループ管路(４)と、このループ管路(４)内に装着した進
行波発生手段(５)とで構成してある。なお、図では、省
略したが、このループ管路(４)内あるいはループ管路
(４)から分岐した分岐路にパルス管冷凍機等の冷凍手段
が配置してある。
【０００９】進行波発生手段(５)は、内部に銅メッシュ
を多数積層し、外部に冷却水コイルを巻回してなる低温
側放熱器(６)と、配管の軸方向に空間が貫通する状態に
ハニカムを配置してなる蓄熱器(７)と、内部に銅メッシ
ュを多数積層し、外部に電気ヒータを配置した高温側吸
熱器(８)とを近接させて組み付けることにより構成して
あり、ループ管路(４)における立上がり管(１)の下寄り
部分に高温側吸熱器(８)が上側に位置する状態で配置し
てある。
を多数積層し、外部に冷却水コイルを巻回してなる低温
側放熱器(６)と、配管の軸方向に空間が貫通する状態に
ハニカムを配置してなる蓄熱器(７)と、内部に銅メッシ
ュを多数積層し、外部に電気ヒータを配置した高温側吸
熱器(８)とを近接させて組み付けることにより構成して
あり、ループ管路(４)における立上がり管(１)の下寄り
部分に高温側吸熱器(８)が上側に位置する状態で配置し
てある。
【００１０】また、進行波発生手段(５)を装着している
立上がり管(１)での高温側吸熱器(８)の上方に所定の間
隔を隔てて第二の放熱器(９)が配置してある。この第二
の放熱器(９)も、内部に銅メッシュを積層し、外部に冷
却水を作用させた構成にしてある。
立上がり管(１)での高温側吸熱器(８)の上方に所定の間
隔を隔てて第二の放熱器(９)が配置してある。この第二
の放熱器(９)も、内部に銅メッシュを積層し、外部に冷
却水を作用させた構成にしてある。
【００１１】また、ループ管路(４)内には、作業用ガス
が０.1〜３ＭPa程度の圧力で充填してある。この充填す
る作業用ガスとしては、ヘリウム、窒素、空気、水素、
その他の混合ガスを使用することができる。
が０.1〜３ＭPa程度の圧力で充填してある。この充填す
る作業用ガスとしては、ヘリウム、窒素、空気、水素、
その他の混合ガスを使用することができる。
【００１２】上記の実施形態では、高温側吸熱器(８)の
熱源として電気ヒータを使用したがこの熱源としては、
バーナーや廃熱を利用するようにしてもよい。さらに、
低温側放熱器(６)及び第二の放熱器(９)を空冷にしても
よい。上記の実施形態では、低温側放熱器(６)と高温側
吸熱器(８)は内部に銅メッシュを多数積層して形成した
が、銅ブロックに多数の穴またはスリットを空けて形成
しても良い。さらに、蓄熱器(７)はステンレスメッシュ
を積層して形成し、またはステンレス板を隙間を空けて
管路方向に積層して形成してもよい。
熱源として電気ヒータを使用したがこの熱源としては、
バーナーや廃熱を利用するようにしてもよい。さらに、
低温側放熱器(６)及び第二の放熱器(９)を空冷にしても
よい。上記の実施形態では、低温側放熱器(６)と高温側
吸熱器(８)は内部に銅メッシュを多数積層して形成した
が、銅ブロックに多数の穴またはスリットを空けて形成
しても良い。さらに、蓄熱器(７)はステンレスメッシュ
を積層して形成し、またはステンレス板を隙間を空けて
管路方向に積層して形成してもよい。
【００１３】このように進行波発生手段(５)を高温側吸
熱器(８)が上側となる状態に配置し、高温側吸熱器(８)
の上方に第二の放熱器(９)を配置した場合には、蓄熱器
(７)での温度勾配が５Ｋ/mmの小さなものであっても、
自励振動を発生させることができる。
熱器(８)が上側となる状態に配置し、高温側吸熱器(８)
の上方に第二の放熱器(９)を配置した場合には、蓄熱器
(７)での温度勾配が５Ｋ/mmの小さなものであっても、
自励振動を発生させることができる。
【００１４】
【発明の効果】本発明では、上下方向に配置した立上が
り管部分に高温側吸熱器、蓄熱器、低温側放熱器を上か
ら順に配置していることから、高温側吸熱器で加熱され
た作業用ガスは対流上昇することになるから、蓄熱器
(スタック)内での熱音響自励振動が起こりやすくなる。
これにより、小さな温度勾配でも熱音響自励振動を発生
させることができる。
り管部分に高温側吸熱器、蓄熱器、低温側放熱器を上か
ら順に配置していることから、高温側吸熱器で加熱され
た作業用ガスは対流上昇することになるから、蓄熱器
(スタック)内での熱音響自励振動が起こりやすくなる。
これにより、小さな温度勾配でも熱音響自励振動を発生
させることができる。
【００１５】また、高温側吸熱器の上方に第二の放熱器
を設けることによって、対流を起こしやすい温度分布が
保持され、対流が維持される。この結果、発生した熱音
響自励振動を安定して継続させることができる。
を設けることによって、対流を起こしやすい温度分布が
保持され、対流が維持される。この結果、発生した熱音
響自励振動を安定して継続させることができる。
【図１】本発明に係る熱音響エンジンの概略構成図であ
る。
る。
１…立上がり管、４…ループ管路、６…低温側放熱器、
７…蓄熱器、８…高温側吸熱器、９…第二の放熱器。
７…蓄熱器、８…高温側吸熱器、９…第二の放熱器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中本 聡美 奈良県大和郡山市下三橋町338番地の17 (72)発明者 西谷 富雄 滋賀県守山市勝部４丁目５番１号 岩谷産 業株式会社滋賀技術センター内 (72)発明者 川口 悦治 滋賀県守山市勝部４丁目５番１号 岩谷瓦 斯株式会社滋賀工場内 (72)発明者 研谷 昌一郎 滋賀県守山市勝部４丁目５番１号 岩谷瓦 斯株式会社滋賀工場内
Claims (1)
- 【請求項１】 作業用ガスを封入してなるループ管路に
進行波を生じさせるようにした熱音響エンジンにおい
て、 ループ管路(４)を少なくとも一部に立上がり管(１)を有
する状態に形成し、その立上がり管(１)部分に高温側吸
熱器(８)、蓄熱器(７)、低温側放熱器(６)を上から順に
配置し、高温側吸熱器(８)の上側部分に第二の放熱器
(９)を配置してなる熱音響エンジン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000215714A JP2002031423A (ja) | 2000-07-17 | 2000-07-17 | 熱音響エンジン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000215714A JP2002031423A (ja) | 2000-07-17 | 2000-07-17 | 熱音響エンジン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002031423A true JP2002031423A (ja) | 2002-01-31 |
Family
ID=18711090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000215714A Pending JP2002031423A (ja) | 2000-07-17 | 2000-07-17 | 熱音響エンジン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002031423A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005093339A1 (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | The Doshisha | 音響暖房装置、及び、音響暖房システム |
| WO2005093341A1 (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | The Doshisha | 熱音響装置 |
| WO2005093340A1 (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | The Doshisha | 熱音響装置及び熱音響システム |
| WO2006073005A1 (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-13 | The Doshisha | 熱交換器、及び、その熱交換器を用いた熱音響装置 |
| WO2006073007A1 (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-13 | The Doshisha | 熱音響装置 |
| JP2013117323A (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-13 | Isuzu Motors Ltd | 熱音響冷凍装置 |
| CN104079142A (zh) * | 2014-05-26 | 2014-10-01 | 浙江大学 | 一种双温位热源驱动的热声三相交流发电系统 |
-
2000
- 2000-07-17 JP JP2000215714A patent/JP2002031423A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005093339A1 (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | The Doshisha | 音響暖房装置、及び、音響暖房システム |
| WO2005093341A1 (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | The Doshisha | 熱音響装置 |
| WO2005093340A1 (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-06 | The Doshisha | 熱音響装置及び熱音響システム |
| US7603866B2 (en) | 2004-03-26 | 2009-10-20 | The Doshisha | Thermoacoustic apparatus |
| US7804046B2 (en) | 2004-03-26 | 2010-09-28 | The Doshisha | Acoustic heater and acoustic heating system |
| WO2006073005A1 (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-13 | The Doshisha | 熱交換器、及び、その熱交換器を用いた熱音響装置 |
| WO2006073007A1 (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-13 | The Doshisha | 熱音響装置 |
| US8806875B2 (en) | 2005-01-07 | 2014-08-19 | The Doshisha | Thermoacoustic device with suppressor |
| US8931286B2 (en) | 2005-01-07 | 2015-01-13 | The Doshisha | Heat exchanger and thermoacoustic device using the same |
| JP2013117323A (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-13 | Isuzu Motors Ltd | 熱音響冷凍装置 |
| CN104079142A (zh) * | 2014-05-26 | 2014-10-01 | 浙江大学 | 一种双温位热源驱动的热声三相交流发电系统 |
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