JP2007292326A - Stack and its manufacturing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a stack capable of improving energy converting efficiency between sound energy and heat energy and uniformly securing energy converting efficiency of every product. <P>SOLUTION: This stack 3 disposed in a loop pipe 2 and having pores for converting energy between sound energy and heat energy in the loop pipe 2, has plane sheets 31 including natural fiber and resin fiber, and wavy sheets 32 including natural fiber and resin fiber, and these plane sheets 31 and wavy sheets 32 are alternately disposed. The plural sheets of plane sheets 31 composed of natural fiber and resin fiber are adhered/stacked while alternately displacing their adhesion positions, and these sheets are separated from each other to form a conduction passage 30 at the last. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、熱音響装置などで利用されるスタック及び、その製造方法に関するものであり、より詳しくは、熱エネルギーと音エネルギーとの間でエネルギー変換を行う効率を向上させるようにしたスタック及びその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a stack used in a thermoacoustic device and the like, and a manufacturing method thereof, and more specifically, a stack that improves the efficiency of energy conversion between thermal energy and sound energy, and the stack It relates to a manufacturing method.

熱音響装置は、音エネルギーと熱エネルギーとの間でエネルギー変換を行うことによって、冷却対象物などを冷却させるようにしたものとして知られている。   Thermoacoustic devices are known as devices that cool an object to be cooled by converting energy between sound energy and heat energy.

例えば、下記の特許文献1には、工場の廃熱などを利用して冷却対象物を冷却できるようにした熱音響装置が開示されている。この熱音響装置は、図8に示すように、作動流体を封入したループ管20と、このループ管20の一方側に設けられ高温側熱交換器40及び低温側熱交換器50に挟まれた第一のスタック30aと、当該ループ管20の他方側に設けられる高温側熱交換器60及び低温側熱交換器70に挟まれた第二のスタック30bとを有するものである。   For example, Patent Literature 1 below discloses a thermoacoustic apparatus that can cool an object to be cooled using waste heat of a factory or the like. As shown in FIG. 8, the thermoacoustic apparatus is sandwiched between a loop pipe 20 enclosing a working fluid and a high temperature side heat exchanger 40 and a low temperature side heat exchanger 50 provided on one side of the loop pipe 20. The first stack 30 a and the second stack 30 b sandwiched between the high temperature side heat exchanger 60 and the low temperature side heat exchanger 70 provided on the other side of the loop pipe 20 are provided.

このような熱音響装置の原理の概要について説明すると、第一のスタック30a側の高温側熱交換器40を加熱し、低温側熱交換器50を冷却すると、その第一のスタック30a内から自励の音波が発生する。この自励の音波は、古くから吉備津神社の鳴釜の現象や、レイケ管における気柱共鳴の現象などとして知られている。このように自励の音波が発生すると、その音波は定在波及び進行波となってループ管内を伝搬し、ループ管20の反対側に設けられた第二のスタック30b内に音エネルギーとして移送される。そして、その音エネルギーが第二のスタック30b内に形成された多孔の導通路を通過し、その導通路内で作動流体を膨張・収縮させる。そして、その作動流体の膨張や収縮の動作の繰り返しによって作動流体は第二のスタック30bの壁面との間で熱交換を行い、熱エネルギーを音エネルギーの移送方向と逆方向に熱を移送させる。そして、その熱の移送によって低温側熱交換器70側の熱を奪い、その低温側熱交換器70を用いて外部の冷却対象物を冷却させるようにしたものである。なお、ここで「スタック」とは、内側に貫通する多孔を有する蓄熱着、蓄冷器、再生器、熱交換器などであって、多孔内の流体が壁面との間で熱交換を行いうる器具や装置をいう。   The outline of the principle of such a thermoacoustic apparatus will be described. When the high-temperature side heat exchanger 40 on the first stack 30a side is heated and the low-temperature side heat exchanger 50 is cooled, the thermoacoustic apparatus is automatically turned from the first stack 30a. A sound wave of excitation is generated. This self-excited sound wave has been known for a long time as the phenomenon of Naruto in Kibitsu Shrine and the phenomenon of air column resonance in the Reike tube. When the self-excited sound wave is generated in this way, the sound wave propagates in the loop tube as a standing wave and a traveling wave, and is transferred as sound energy into the second stack 30b provided on the opposite side of the loop tube 20. Is done. Then, the sound energy passes through the porous conduction path formed in the second stack 30b, and the working fluid is expanded and contracted in the conduction path. Then, the working fluid exchanges heat with the wall surface of the second stack 30b by repeating the expansion and contraction operations of the working fluid, and heat is transferred in the direction opposite to the transfer direction of the sound energy. And the heat | fever by the side of the low temperature side heat exchanger 70 is taken by the transfer of the heat, and the external cooling target object is cooled using the low temperature side heat exchanger 70. Here, “stack” refers to a heat accumulator, a regenerator, a regenerator, a heat exchanger, etc. having a porous hole penetrating inside, and a device in which the fluid in the porous can exchange heat with the wall surface. Or device.

ところで、このような熱音響装置で用いられるスタックとしては、次の文献に示されるようなものが知られている。   By the way, as a stack | stuck used with such a thermoacoustic apparatus, what is shown by the following literature is known.

例えば、下記の特許文献2には、アルミニウム若しくはアルミニウム合金、セラミクッス等の伝熱体によって複数のプレートを形成し、これを積層させたスタックが開示されている。   For example, Patent Document 2 below discloses a stack in which a plurality of plates are formed by a heat transfer body such as aluminum, an aluminum alloy, or ceramics, and these are stacked.

また、下記の非特許文献1には、ハニカム形状のセラミックやステンレス板を非常に狭い間隔で積層したスタックや、金網または研磨紙をロール状に巻いたスタック、ストローや陶製硝子管を束ねたスタックなどが開示されている。   Non-Patent Document 1 below describes a stack in which honeycomb-shaped ceramics and stainless steel plates are laminated at very narrow intervals, a stack in which a wire mesh or abrasive paper is wound in a roll shape, and a stack in which straws and ceramic glass tubes are bundled. Etc. are disclosed.

さらには、下記の特許文献1や特許文献3に、セラミクス、燒結金属、金網、金属製不織布などのように熱容量の大きい素材であって、ループ管の軸方向に貫通する多孔のスタックや、微小の球状セラミクスなどを敷き詰めて蛇行した導通路を形成するスタックなどが開示されている。   Furthermore, in Patent Document 1 and Patent Document 3 below, a material having a large heat capacity such as ceramics, sintered metal, wire mesh, metal nonwoven fabric, and the like, a porous stack penetrating in the axial direction of the loop tube, A stack that forms a meandering conduction path by spreading spherical ceramics or the like is disclosed.

しかしながら、これらのスタックのうち金属やセラミクスなどによって構成されたスタックは、一般に射出成形によって多孔が形成されるため、微小形を形成することが困難である。すなわち、孔径を小さくしようにすると、射出時において高温で押し出された素材が孔内で密着し、目詰まりを起こしてしまう可能性がある。しかも、射出成形によって形成された導通路の壁面は平滑な状態となっているため、作動流体との接触面積が小さくなり、エネルギー変換効率がよくない。   However, among these stacks, a stack made of metal, ceramics, or the like is generally formed by injection molding, so that it is difficult to form a micro shape. That is, when trying to reduce the hole diameter, there is a possibility that the material extruded at a high temperature at the time of injection closely adheres within the hole and clogs. And since the wall surface of the conduction path formed by injection molding is in a smooth state, the contact area with the working fluid is reduced, and the energy conversion efficiency is not good.

これに対して、下記の特許文献4には、脱脂綿などのランダム繊維材料を利用したスタックが提案されている。このスタックは、所望の厚さ(例えば、0.5cm)まで脱脂綿を圧縮させ、これによって蛇行した導通路を形成して熱交換率を向上させるようにしたものである。   On the other hand, the following patent document 4 proposes a stack using a random fiber material such as absorbent cotton. In this stack, the absorbent cotton is compressed to a desired thickness (for example, 0.5 cm), thereby forming a meandering conduction path to improve the heat exchange rate.

しかしながら、脱脂綿などのランダム繊維材料を圧縮してスタックを形成させた場合は、スタック毎に導通路の形成状態が変わってしまうため、製品毎に均一な熱交換率を保証することができない。また、圧縮率を一定にした場合であっても、運搬時や管内への取り付ける際、圧縮されて熱交換率が変わってしまう恐れがある。さらには、スタックの圧縮率を高くすると脱脂綿内の導通路が塞がれてしまう可能性があり、逆に音エネルギーの通過を遮断して熱交換率が悪くなる可能性もある。
特開2005−274100号公報 特開平08−014679号公報 特開2005−274099号公報 特表2004−534195号公報 No.95−1 日本機械学会第72期通常総会講演会資料集(V)のWS6−(5)「熱音響冷凍におけるスタックの影響」、WS6−(4)「熱音響冷凍の概要」
However, when a stack is formed by compressing a random fiber material such as absorbent cotton, the formation state of the conduction path is changed for each stack, so that a uniform heat exchange rate cannot be guaranteed for each product. Even if the compression rate is constant, the heat exchange rate may change due to compression when transporting or mounting in a pipe. Furthermore, when the compression ratio of the stack is increased, the conduction path in the absorbent cotton may be blocked, and conversely, the heat energy may be deteriorated by blocking the passage of sound energy.
JP-A-2005-274100 Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-014679 JP 2005-274099 A Special Table 2004-534195 No. 95-1 WS6- (5) “Effect of stack in thermoacoustic refrigeration”, WS6- (4) “Outline of thermoacoustic refrigeration”

そこで、本発明は上記課題に着目してなされたもので、音エネルギーと熱エネルギーとの間におけるエネルギー変換効率を向上させるとともに、製品毎のエネルギー変換効率を均一に保証することのできるスタックを提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention has been made paying attention to the above problems, and provides a stack capable of improving the energy conversion efficiency between sound energy and heat energy and uniformly ensuring the energy conversion efficiency for each product. The purpose is to do.

すなわち、本発明は上記課題を解決するために、管内に設けられ、当該管内において音エネルギーと熱エネルギーの間でエネルギー変換を行う多孔を有するスタックにおいて、繊維状物質によって形成された平面状シートと、繊維状物質によって形成された波面状シートとを有し、当該平面状シートと波面状シートとを交互に設けることによって多孔を形成するようにしたものである。   That is, in order to solve the above problems, the present invention provides a planar sheet formed of a fibrous material in a stack that is provided in a tube and has a porosity that converts energy between sound energy and heat energy in the tube. And a wavefront sheet formed of a fibrous substance, and the porous sheet is formed by alternately providing the planar sheet and the wavefront sheet.

このようにすれば、繊維状物質によって形成されたシートによって孔の内壁が形成されるため、射出成形によって多孔を形成する場合に比べて、孔内に目詰まりを起こす心配もなくなり、また、微小径を有する多孔を形成することができる。しかも、シートが繊維状物質によって形成されているため、表面が粗面状態となり、孔の内壁と作動流体との接触面積が大きくなってエネルギー変換効率も良くなる。さらには、製品毎におけるエネルギー変換効率を均一にすることもできる。   In this way, since the inner wall of the hole is formed by the sheet formed of the fibrous material, there is no risk of clogging in the hole as compared with the case where the hole is formed by injection molding. A pore having a small diameter can be formed. In addition, since the sheet is formed of a fibrous material, the surface becomes rough, the contact area between the inner wall of the hole and the working fluid increases, and the energy conversion efficiency is improved. Furthermore, the energy conversion efficiency for each product can be made uniform.

また、このような発明において、積層された一対の平面状シートと波面状シートを巻き取ることによって多孔を形成する。   Moreover, in such an invention, a porous is formed by winding up a pair of laminated planar sheets and wavefront sheets.

そして、一対の平面状シートと波面状シートを積層し、その積層されたシートを巻き取ることによってスタックを形成する。   And a stack is formed by laminating | stacking a pair of planar sheet | seat and a wave surface sheet | seat, and winding up the laminated | stacked sheet | seat.

このようにすれば、あらかじめ孔径の大きさを波面状シートの形状によって決定することができ、しかも、そのシートを平面状シートに積層するだけで複数の孔を形成することができるため、孔径の形成とその大きさの決定を容易に行うことができるようになる。   In this way, the size of the hole diameter can be determined in advance according to the shape of the wavefront sheet, and moreover, a plurality of holes can be formed simply by laminating the sheet on the planar sheet. Formation and size determination can be easily performed.

また、別の発明では、管内に設けられ、当該管内において音エネルギーと熱エネルギーの間でエネルギー変換を行う多孔を有するスタックにおいて、繊維状物質によって形成された複数枚の波面状シートによって多孔を形成する。   Further, in another invention, in a stack having a porosity provided in a tube and performing energy conversion between sound energy and thermal energy in the tube, a plurality of wavefront sheets formed of a fibrous material form the porosity. To do.

そして、このようなスタックを形成する場合、繊維状物質によって形成された平面状シートの上面に直線状かつ等間隔に接着剤を塗布する工程と、当該平面状シートの上面に他の平面状シートを積層して接着させる工程と、当該接着された平面シートの上面に、下層の接着部分との中間位置に直線状に接着剤を塗布する工程と、当該接着剤の上面に他の平面状シートを積層して接着させる工程と、前記各工程を繰り返して順次平面状シートを積層する工程とを備え、当該積層された複数枚のシートを法線方向に離間させることによって非接着部分に多孔を形成する。   And when forming such a stack, the process of apply | coating an adhesive to the upper surface of the planar sheet formed of the fibrous substance linearly and at equal intervals, and another planar sheet on the upper surface of the planar sheet A step of laminating and adhering, a step of applying an adhesive in a straight line to an upper surface of the bonded flat sheet at an intermediate position with a lower bonded portion, and another flat sheet on the upper surface of the adhesive And laminating a plurality of the laminated sheets in the normal direction by separating the plurality of laminated sheets in a normal direction. Form.

このような発明によれば、平面シートをそれぞれ接着させた後に法線方向に引っ張るだけで、均一の大きさの多孔を形成することができる。   According to such an invention, it is possible to form a uniform-sized pore only by pulling in the normal direction after bonding the flat sheets.

本発明では、管内に設けられ、当該管内において音エネルギーと熱エネルギーの間でエネルギー変換を行う多孔を有するスタックにおいて、繊維状物質によって形成された平面状シートを用いて多孔を形成するようにしたので、射出成形によって多孔を形成する場合に比べて、微小径の孔を多数形成することができる。しかも、繊維状物質を用いているため、孔の内壁と作動流体との接触面積を大きくすることができ、エネルギー変換効率を向上させることができるとともに、製品毎のエネルギー変換効率も均一化することができる。   In the present invention, in a stack having a porosity that is provided in a tube and converts energy between sound energy and thermal energy in the tube, the porosity is formed by using a planar sheet formed of a fibrous material. Therefore, it is possible to form a large number of pores having a small diameter as compared with the case where the pore is formed by injection molding. Moreover, since a fibrous substance is used, the contact area between the inner wall of the hole and the working fluid can be increased, energy conversion efficiency can be improved, and energy conversion efficiency for each product can be made uniform. Can do.

以下、本発明に係る熱音響装置1の実施の形態について図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of a thermoacoustic apparatus 1 according to the present invention will be described with reference to the drawings.

この実施の形態におけるスタック3(3a、3b)は、ループ管2内において音エネルギーと熱エネルギーとの間でエネルギー交換を行う熱音響装置1に使用されるものである。この熱音響装置1は、図1に示すように、全体として略長方形状に構成されたループ管2と、このループ管2の内部2カ所に設けられた第一の熱交換器300と第二の熱交換器310とを備えて構成される。この第一の熱交換器300は、上から順に、第一高温側熱交換器4、第一のスタック3a、第一低温側熱交換器5をそれぞれ密着させて構成し、また、第二の熱交換器310側も、第二高温側熱交換器6、第二のスタック3b、第二低温側熱交換器7をそれぞれ密着させて構成する。そして、第一の熱交換器300側における第一高温側熱交換器4を加熱するとともに第一低温側熱交換器7を冷却することによって第一の熱交換器300から自励による音波を発生させ、この音波の定在波及び進行波をループ管2に沿って第二の熱交換器310側へ移送させる。そして、第二の熱交換器310側で、その音エネルギーの移送方向と逆方向に熱エネルギーを移送させて、第二低温側熱交換器7を冷却させるようにしたものである。   The stack 3 (3a, 3b) in this embodiment is used in the thermoacoustic apparatus 1 that exchanges energy between sound energy and heat energy in the loop tube 2. As shown in FIG. 1, the thermoacoustic apparatus 1 includes a loop tube 2 configured in a substantially rectangular shape as a whole, a first heat exchanger 300 and a second heat exchanger 300 provided at two locations inside the loop tube 2. The heat exchanger 310 is configured. The first heat exchanger 300 is configured by adhering the first high temperature side heat exchanger 4, the first stack 3a, and the first low temperature side heat exchanger 5 in order from the top, The heat exchanger 310 side is also configured by bringing the second high temperature side heat exchanger 6, the second stack 3b, and the second low temperature side heat exchanger 7 into close contact with each other. Then, by heating the first high temperature side heat exchanger 4 on the first heat exchanger 300 side and cooling the first low temperature side heat exchanger 7, self-excited sound waves are generated from the first heat exchanger 300. Then, the standing wave and traveling wave of this sound wave are transferred along the loop tube 2 to the second heat exchanger 310 side. Then, on the second heat exchanger 310 side, the heat energy is transferred in the direction opposite to the sound energy transfer direction to cool the second low temperature side heat exchanger 7.

この熱音響装置1の構成について具体的に説明すると、熱音響装置1を構成するループ管2は、一対の直線管部2aと、これらの直線管部2aを連結する連結管部2bとを設けて構成される。これらの直線管部2aや連結管部2bは、金属製のパイプ、透明なガラス、若しくは、樹脂などによって構成される。このうち、透明なガラスや樹脂などを用いた場合は、第一のスタック3aや第二のスタック3bの位置や管内の状態を視認することができ、また、ガラスや樹脂などのように比較的熱伝導率の小さな素材で構成した場合は、第一の熱交換器300側で加熱した熱が第二の熱交換器310側へ伝導させることなく、冷却効率を高めることができる。   The configuration of the thermoacoustic device 1 will be specifically described. The loop tube 2 constituting the thermoacoustic device 1 includes a pair of straight tube portions 2a and a connecting tube portion 2b that connects these straight tube portions 2a. Configured. These straight tube portions 2a and connecting tube portions 2b are made of a metal pipe, transparent glass, resin, or the like. Of these, when transparent glass or resin is used, the position of the first stack 3a and the second stack 3b and the state in the tube can be visually confirmed, and the glass or resin is relatively In the case of a material having a low thermal conductivity, the cooling efficiency can be increased without conducting the heat heated on the first heat exchanger 300 side to the second heat exchanger 310 side.

そして、このループ管2の内部には、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスが封入され、内圧は0.01MPa〜5MPaなどの値に設定される。なお、これらの封入される作動流体は、窒素や空気などであっても良い。   The loop tube 2 is filled with an inert gas such as helium or argon, and the internal pressure is set to a value such as 0.01 MPa to 5 MPa. In addition, nitrogen, air, etc. may be sufficient as these working fluids enclosed.

このような作動流体を封入する場合は、プラントル数が小さく、また、比重の小さいヘリウムなどを使用する。このようにすれば、音波の発生までの時間を短縮することができる。しかし、このような作動流体を用いた場合は、音速が早くなってしまい、スタック内壁との間でうまく熱交換を行うことができない。また、逆に、プラントル数が大きく、また、比重も大きいアルゴンなどを使用すると、今度は粘性が高くなって音波を迅速に発生させることができなくなる。このため、好ましくは、ヘリウムとアルゴンの混合ガスを用いるようにする。このような混合ガスの封入は、次のように行う。   When enclosing such a working fluid, helium or the like having a small Prandtl number and a small specific gravity is used. In this way, the time until the generation of sound waves can be shortened. However, when such a working fluid is used, the speed of sound increases and heat exchange cannot be performed with the inner wall of the stack. On the other hand, if argon or the like having a large Prandtl number and a large specific gravity is used, this time, the viscosity becomes so high that sound waves cannot be generated quickly. For this reason, it is preferable to use a mixed gas of helium and argon. Such a mixed gas is sealed as follows.

まず、始めにプラントル数が小さく、また、比重の小さいヘリウムをループ管2内に封入しておき、迅速に音波を発生させる。そして、次に、発生した音波の音速を低下させるために、アルゴンなどのようなプラントル数が大きく、また、比重も大きいガスを注入する。このアルゴンの混入に際しては、図1に示すように、上側に設けられた連結管部2bの中央部分にヘリウム気体注入装置9aとアルゴン気体注入装置9bを設けておき、そこからアルゴンを注入する。すると、アルゴンは、左右の直線管部2aに均一に分離し、下方に向かって内部のヘリウムと混合する。これらの混合ガスの圧力は、0.01MPa〜5MPaに設定する。   First, helium having a small Prandtl number and a small specific gravity is sealed in the loop tube 2 to quickly generate sound waves. Then, in order to reduce the sound velocity of the generated sound wave, a gas having a large Prandtl number and a large specific gravity such as argon is injected. When mixing argon, as shown in FIG. 1, a helium gas injection device 9a and an argon gas injection device 9b are provided in the central portion of the connecting pipe portion 2b provided on the upper side, and argon is injected therefrom. Then, argon is uniformly separated into the left and right straight tube portions 2a and mixed with the internal helium downward. The pressure of these mixed gases is set to 0.01 MPa to 5 MPa.

次に、このループ管2の内部に設けられる第一の熱交換器300と第二の熱交換器310の構成について説明する。第一高温側熱交換器4や第一低温側熱交換器5および第二高温側熱交換器6や第二低温側熱交換器7は、共に熱容量の大きな金属などで構成される。そして、その内側にループ管2の軸方向に貫通した微小径の導通路30を設けて作動流体を通過させるようにする。これらの第一高温側熱交換器4及び第一低温側熱交換器5のうち、第一の熱交換器300側の第一高温側熱交換器4は、第一のスタック3aの上面と接するように取り付けられ、外部から供給される電力や工場の廃熱、自動車の廃熱などの未利用廃熱などを用いて、例えば、約250℃〜750℃などに加熱される。   Next, the configuration of the first heat exchanger 300 and the second heat exchanger 310 provided inside the loop pipe 2 will be described. The first high temperature side heat exchanger 4, the first low temperature side heat exchanger 5, the second high temperature side heat exchanger 6, and the second low temperature side heat exchanger 7 are all made of a metal having a large heat capacity. Then, a small-diameter conduction path 30 penetrating in the axial direction of the loop pipe 2 is provided inside thereof so as to allow the working fluid to pass therethrough. Of these first high temperature side heat exchanger 4 and first low temperature side heat exchanger 5, the first high temperature side heat exchanger 4 on the first heat exchanger 300 side is in contact with the upper surface of the first stack 3a. For example, it is heated to about 250 ° C. to 750 ° C., for example, using electric power supplied from the outside, waste heat from a factory, unused waste heat such as automobile waste heat, and the like.

一方、第一低温側熱交換器5は、第一のスタック3aの下面に接するように取り付けられ、その外周部分に冷却剤を循環させる冷却循環器8などが取り付けられる。そして、第一高温側熱交換器4よりも低温に設定され、例えば、15℃〜16℃などの常温に設定される。なお、第一高温側熱交換器4や第一低温側熱交換器5の温度は、このような温度に限定されるものでなく、ループ管2内の作動流体の種類や圧力、内径や長さなど他の要素の状態によって最適な値に設定される。   On the other hand, the first low temperature side heat exchanger 5 is attached so as to be in contact with the lower surface of the first stack 3a, and a cooling circulator 8 for circulating the coolant is attached to the outer peripheral portion thereof. And it sets to low temperature rather than the 1st high temperature side heat exchanger 4, for example, is set to normal temperature, such as 15 to 16 degreeC. The temperatures of the first high temperature side heat exchanger 4 and the first low temperature side heat exchanger 5 are not limited to such temperatures, but the type, pressure, inner diameter, and length of the working fluid in the loop pipe 2. It is set to an optimum value depending on the state of other elements such as the size.

次に、第二の熱交換器310側における第二高温側熱交換器6は、第二のスタックの上側に密着するように取り付けられ、後述する第二低温側熱交換器7よりも相対的に高温に設定される。この第二高温側熱交換器6の温度としては、例えば、15℃〜16℃などに設定される。この第二高温側熱交換器6の温度を設定する場合、第一低温側熱交換器5の周囲に取り付けられた冷却循環器8を用いて第一低温側熱交換器5とほぼ同じ温度に設定する。   Next, the 2nd high temperature side heat exchanger 6 in the 2nd heat exchanger 310 side is attached so that it may closely_contact | adhere to the upper side of a 2nd stack, and it is more relative than the 2nd low temperature side heat exchanger 7 mentioned later. Set to high temperature. The temperature of the second high temperature side heat exchanger 6 is set to 15 ° C. to 16 ° C., for example. When setting the temperature of the second high temperature side heat exchanger 6, the temperature is set substantially the same as that of the first low temperature side heat exchanger 5 using the cooling circulator 8 attached around the first low temperature side heat exchanger 5. Set.

また、この第二の熱交換器310側に設けられる第二低温側熱交換器7は、ループ管2内に発生した音エネルギーを熱エネルギーに変換し、その熱エネルギーの移送によって生じた冷熱を外部に出力する。そして、この出力によって外部の冷却対象物を冷却する。この冷却温度は、ループ管2内の作動流体の圧力や加熱状態などの状態によってマイナス30度程度まで冷却される。   The second low temperature side heat exchanger 7 provided on the second heat exchanger 310 side converts sound energy generated in the loop pipe 2 into heat energy, and cools the heat generated by the transfer of the heat energy. Output to the outside. Then, the external cooling object is cooled by this output. The cooling temperature is cooled to about minus 30 degrees depending on the pressure of the working fluid in the loop pipe 2 and the state of heating.

さらに、この実施の形態では、第一のスタック3aおよび第二のスタック3bとして、次に示すような構成を用いる。なお、この実施の形態では、第一のスタック3aと第二のスタック3bをまとめて「スタック3」として説明するが、それぞれ別の構成であってもよい。   Furthermore, in this embodiment, the following configuration is used as the first stack 3a and the second stack 3b. In this embodiment, the first stack 3a and the second stack 3b are collectively described as “stack 3”, but may have different configurations.

まず、これらのスタック3は、ループ管2に内接する円柱状に構成されるのもので、繊維状物質によって形成された多数枚のシートを用いて構成される。なお、ここで、シートとは、無機あるいは有機の繊維状物質の集合体、具体的には、シリカ、アルミナを主成分としたセラミック繊維、ガラス繊維、FeやCu、Al、Cr、Niなどの金属から製造された金属繊維、アクリル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリクラール、ナイロン、レーヨン、ビニロン、ビニリデン、ポリ塩化ビニル、アセテート、ポリエステルなどの化学繊維、また、セルロース、絹、木綿などの天然系繊維、また、炭素繊維や炭化ケイ素繊維などを使用してなるものであり、これらの繊維状物質をパルプや有機・無機バインダーとともに抄紙して得られる平面状もしくは波面状の部材である。このシートは、表面が粗面状となっており、例えば、表面上に液滴を垂らしたときに、液滴側における内角が30度〜80度をなすようになっている。なお、これらの素材の中で、100℃以上の熱が加わる部分では、耐熱性が要求されることから、材質として無機の繊維状物質のものが好ましく、なかでもセラミクス繊維を用いるのがよい。セラミクス繊維の直径は、通常1〜10μmの範囲であるものが使用される。また、各シートの厚みとしては0.04〜0.20mmが好ましく、より好適には0.05〜0.15mmの範囲のものを用いる。シートの厚みが0.04mm以下では、シートの強度が弱いため導通路を形成することが難しく、厚みが0.2mm以上である場合は、開口面積比が低下してシステム効率が悪化する恐れがある。   First, these stacks 3 are formed in a cylindrical shape inscribed in the loop tube 2, and are configured using a large number of sheets formed of a fibrous material. Here, the sheet is an aggregate of inorganic or organic fibrous substances, specifically, silica, alumina-based ceramic fibers, glass fibers, Fe, Cu, Al, Cr, Ni, etc. Metal fibers made from metal, chemical fibers such as acrylic, polyethylene, polypropylene, polyurethane, polyclar, nylon, rayon, vinylon, vinylidene, polyvinyl chloride, acetate, polyester, and natural fibers such as cellulose, silk, and cotton Further, it is made of carbon fiber, silicon carbide fiber or the like, and is a planar or wavefront member obtained by making paper with these fibrous materials together with pulp or organic / inorganic binder. This sheet has a rough surface. For example, when a droplet is dropped on the surface, the inner angle on the droplet side is 30 to 80 degrees. Of these materials, heat resistance is required at a portion where heat of 100 ° C. or higher is applied, and therefore, an inorganic fibrous material is preferable as the material, and ceramic fibers are particularly preferable. The diameter of the ceramic fiber is usually in the range of 1 to 10 μm. The thickness of each sheet is preferably 0.04 to 0.20 mm, and more preferably 0.05 to 0.15 mm. When the thickness of the sheet is 0.04 mm or less, it is difficult to form a conduction path because the strength of the sheet is weak, and when the thickness is 0.2 mm or more, the opening area ratio may be reduced and the system efficiency may be deteriorated. is there.

次に、このスタック3の第一の実施形態における構成について図4に説明する。   Next, the configuration of the stack 3 in the first embodiment will be described with reference to FIG.

まず、第一の形態におけるスタック3は、図4に示すように、平面状に構成された平面状シート31と、波面状に構成された波面状シート32とを交互に積層し、その後、これらの積層された複数のシート群31、32をループ管2の内径寸法に合わせて円柱状に切断し、周囲を平面状シート31で囲む。この波面状シート32は、正弦波状に波打ったシートや、もしくは、三角波形状のシートを用い、しかも、ピッチが0.5〜4.0mm、波の高さが1.0〜5.0mmであることが好ましく、より好ましくは、ピッチが0.5mm未満、波の高さが1.2〜4.0mmの範囲にあるものがよい。ピッチが0.5mm未満、波の高さが1mm未満である場合は、導通路の形成が困難であり、一方、ピッチが4mmを超えて、波の高さが5mmを超える場合は、熱や音波の接触効率が悪くなり結果としてシステム性能が悪化する。このセルの数としては、通常100〜2000セル/平方インチであり、好ましくは、300〜1500セル/平方インチ、より好ましくは400〜1000セル/平方インチとする。   First, as shown in FIG. 4, the stack 3 in the first embodiment is formed by alternately laminating a planar sheet 31 configured in a planar shape and a wavefront sheet 32 configured in a wavefront, and thereafter A plurality of stacked sheet groups 31 and 32 are cut into a cylindrical shape in accordance with the inner diameter dimension of the loop tube 2, and the periphery is surrounded by the planar sheet 31. The wavefront sheet 32 is a sine wave sheet or a triangular wave sheet, and the pitch is 0.5 to 4.0 mm and the wave height is 1.0 to 5.0 mm. It is preferable that the pitch is less than 0.5 mm, and the wave height is in the range of 1.2 to 4.0 mm. When the pitch is less than 0.5 mm and the wave height is less than 1 mm, it is difficult to form a conduction path. On the other hand, when the pitch exceeds 4 mm and the wave height exceeds 5 mm, heat or The contact efficiency of the sonic wave is deteriorated and as a result, the system performance is deteriorated. The number of cells is usually 100 to 2000 cells / in 2, preferably 300 to 1500 cells / in 2, more preferably 400 to 1000 cells / in 2.

これらのシートを交互に積層する場合、まず、波面状シート32における波面状の上端部分及び下端部分に接着剤を塗布した後、平面状シート31上に積層して接着する。そして、さらにその上面に平面状シート31を積層し、以下同様に波面状シート32と平面状シート31とを交互に積層していく。そして、最後に、ループ管2の内径に等しくなった状態でその形状に合わせて切断し、周囲を平面状シート31で囲む。   When laminating these sheets alternately, first, an adhesive is applied to the wavefront upper end portion and the lower end portion of the wavefront sheet 32, and then laminated on the planar sheet 31 to be bonded. Further, the planar sheet 31 is further laminated on the upper surface, and thereafter the wavefront sheet 32 and the planar sheet 31 are alternately laminated in the same manner. And finally, it cut | disconnects according to the shape in the state which became equal to the internal diameter of the loop pipe | tube 2, and the circumference | surroundings are enclosed by the planar sheet | seat 31. FIG.

次に、第二の実施の形態におけるスタック3について図5に説明する。   Next, the stack 3 in the second embodiment will be described with reference to FIG.

第二の形態におけるスタック3は、第一の形態におけるスタック3と同様の平面状シート31と波面状シート32とを交互に積層して構成される。ただし、この実施の形態では、一対の平面状シート31と波面状シート32を積層して接着し、その後、これら一対のシートを巻き上げていき、ループ管2の内径に等しい円柱状とする。このようなスタック3を用いた場合は、積層する工程が少なく、また、円筒状に切断する工程も不要となるため、簡単に円柱状のスタック3を構成することができる。   The stack 3 in the second form is configured by alternately laminating planar sheets 31 and wavefront sheets 32 similar to the stack 3 in the first form. However, in this embodiment, a pair of planar sheets 31 and a wavefront sheet 32 are laminated and bonded, and then the pair of sheets are rolled up to form a columnar shape equal to the inner diameter of the loop tube 2. When such a stack 3 is used, the number of steps for stacking is small, and the step of cutting into a cylindrical shape is not necessary, so that the columnar stack 3 can be easily configured.

次に、第三の実施の形態におけるスタック3について図6に説明する。   Next, the stack 3 in the third embodiment will be described with reference to FIG.

第三の実施の形態におけるスタック3は、第一の実施の形態で説明した平面状シート31の表面に直線状に平行な接着部分33を形成し、その上に他の平面状シート31を積層する。そして、この積層された平面状シート31の上面に、今度は、先ほどの接着部分33と接着部分33の中間位置に接着剤を塗布して、平行な直線状の接着部分33を形成し、その上に、他の平面状シート31を積層していく。以降、同様に接着部分33を交互にずらしながら平面状シート31を積層していき、最後に、上面側のシートと下面側のシートを離間させ、非接着部分に直線状の導通路30を形成する。この第三の実施の形態によれば、各シートを接着する際に、平面状シート31に接着剤を塗布するため、接着剤の塗布作業を簡単にすることができる。   In the stack 3 in the third embodiment, a linearly parallel adhesive portion 33 is formed on the surface of the planar sheet 31 described in the first embodiment, and another planar sheet 31 is laminated thereon. To do. Then, on the upper surface of the laminated planar sheet 31, this time, an adhesive is applied to an intermediate position between the adhesive portion 33 and the adhesive portion 33 to form a parallel linear adhesive portion 33. The other planar sheet 31 is laminated thereon. Thereafter, similarly, the planar sheets 31 are laminated while alternately shifting the bonding portions 33, and finally, the upper surface sheet and the lower surface sheet are separated to form the linear conduction path 30 in the non-bonding portion. To do. According to the third embodiment, since the adhesive is applied to the planar sheet 31 when the sheets are bonded, the operation of applying the adhesive can be simplified.

次に、第四の実施の形態におけるスタック3について図7に説明する。   Next, the stack 3 in the fourth embodiment will be described with reference to FIG.

第四の実施の形態におけるスタック3は、第三の実施の形態におけるスタック3と同様に、複数枚の平面状シート31を接着しながら積層していき、その後、両側から各シートを離間させることによって各シート間に導通路30を形成する。そして、この第四の実施の形態において特徴的には、接着剤の塗布幅を第三の実施の形態よりも広く一定幅を有するようにしている。まず、各シートを接着する場合、平面状シート31の上面に、一定幅を有するように直線状に接着剤を塗布し、平行な複数の接着部分33を形成する。このとき、各接着部分33の幅と非接着部分の幅は、非接着部分の幅が接着部分33の幅の約3倍となるようにする。そして、これらの間隔をもって接着部分33を形成して平面状シート31を接着した後、今度は、その積層された平面状シート31の上面に、先ほどの接着部分33の中間位置であって、同じ幅を有する接着部分33を形成する。つまり、積層された平面状シート31の表裏側に、裏面側の接着部分33、非接着部分33、表面側の接着部分33、非接着部分33、裏面側の接着部分33が同じ幅で交互にくるようにする。そして、このように各平面状シート31を順次積層して接着し、最後に、最上面側の平面状シート31と最下面側の平面状シート31を離間させ、各シート間の非接着部分に導通路30を形成する。これにより、各平面状シート31間にハニカム状の導通路30が形成されることになる。   As in the stack 3 in the third embodiment, the stack 3 in the fourth embodiment is laminated while adhering a plurality of planar sheets 31, and then the sheets are separated from both sides. Thus, a conduction path 30 is formed between the sheets. Characteristically, in the fourth embodiment, the application width of the adhesive is wider than that of the third embodiment and has a constant width. First, when bonding each sheet | seat, an adhesive agent is apply | coated to linear form so that it may have a fixed width | variety on the upper surface of the planar sheet | seat 31, and the parallel several adhesion part 33 is formed. At this time, the width of each bonding portion 33 and the width of the non-bonding portion are set so that the width of the non-bonding portion is about three times the width of the bonding portion 33. And after forming the adhesion part 33 with these space | intervals and adhere | attaching the planar sheet | seat 31, it is an intermediate position of the adhesion | attachment part 33 just before on the upper surface of the laminated | stacked planar sheet | seat 31, and is the same. An adhesive portion 33 having a width is formed. That is, on the front and back sides of the laminated planar sheet 31, the back-side adhesive portion 33, the non-adhesive portion 33, the front-side adhesive portion 33, the non-adhesive portion 33, and the back-side adhesive portion 33 are alternately alternated with the same width. Make it come. Then, the planar sheets 31 are sequentially laminated and bonded in this way, and finally, the planar sheet 31 on the uppermost surface side and the planar sheet 31 on the lowermost surface side are separated from each other to the non-adhesive portion between the sheets. A conduction path 30 is formed. As a result, a honeycomb-shaped conduction path 30 is formed between the planar sheets 31.

次に、このように構成されたスタック3を含む第一の熱交換器300の作用について図2に説明する。
第一の熱交換器300の第一高温側熱交換器4を加熱するとともに第一低温側熱交換器5を冷却すると、第一高温側熱交換器4と第一低温側熱交換器5との間に温度勾配が形成され、第一のスタック3aの導通路30内における作動流体が、圧縮→加熱→膨張→冷却のサイクルを受けて、温度勾配のある壁面に沿って熱交換を行いながら往復運動を繰り返す。この際、導通路30内の壁面が非金属繊維を含む粗面状となっているため、作動流体と熱交換を行う面積が大きくなり、効率よく熱交換を行いながら自励の音波を発生させる。
Next, FIG. 2 demonstrates the effect | action of the 1st heat exchanger 300 containing the stack | stuck 3 comprised in this way.
When the first high temperature side heat exchanger 4 of the first heat exchanger 300 is heated and the first low temperature side heat exchanger 5 is cooled, the first high temperature side heat exchanger 4, the first low temperature side heat exchanger 5, A temperature gradient is formed, and the working fluid in the conduction path 30 of the first stack 3a undergoes a cycle of compression → heating → expansion → cooling, and performs heat exchange along the wall having a temperature gradient. Repeat reciprocating motion. At this time, since the wall surface in the conduction path 30 has a rough surface shape containing non-metallic fibers, the area for exchanging heat with the working fluid increases, and self-excited sound waves are generated while efficiently exchanging heat. .

そして、この発生した音波は、定在波及び進行波による音エネルギーとして、第二の熱交換器310側へ移送される。   The generated sound waves are transferred to the second heat exchanger 310 side as sound energy by standing waves and traveling waves.

音エネルギーを受け取った第二の熱交換器310側では、定在波及び進行波に基づいて、第二のスタック3b内の作動流体を膨張・圧縮させる。この第二のスタック3bの導通路30内において作動流体は、図3に示すように、第一のスタック3aにおけるサイクルとは逆の工程で、圧縮→冷却→膨張→加熱のサイクルを繰り返す。この際、スタック3の導通路30内に壁面が非金属繊維を含む粗面状となっているため、作動流体と熱交換を行う表面積が大きくなり、効率よく熱交換を行いながらスタック3の壁面に熱を蓄積させる。そして、その際に熱交換された熱エネルギーを音エネルギーの移送方向と逆方向、すなわち、第二低温側熱交換器7から第二高温側熱交換器6側へ移送させ、第二高温側熱交換器6側に高い熱を、また、第二低温側熱交換器7側に低い熱を蓄積させる。この第二高温側熱交換器6側へ移送された高温の熱は、周囲に設けられた冷却循環器8によって熱が奪われ、これに伴って、徐々に熱が第二高温側熱交換器6側へと移送されていき、第二低温側熱交換器7が冷却されていく。これにより、第二低温側熱交換器7の冷熱を取り出して冷却対象物を冷却することができる。   On the second heat exchanger 310 side receiving the sound energy, the working fluid in the second stack 3b is expanded and compressed based on the standing wave and the traveling wave. As shown in FIG. 3, the working fluid in the conduction path 30 of the second stack 3b repeats a cycle of compression → cooling → expansion → heating in a process reverse to the cycle in the first stack 3a. At this time, the wall surface of the stack 3 in the conductive path 30 is a rough surface containing non-metallic fibers, so that the surface area for exchanging heat with the working fluid increases, and the wall surface of the stack 3 while efficiently exchanging heat. To accumulate heat. Then, the heat energy exchanged at that time is transferred in the direction opposite to the sound energy transfer direction, that is, from the second low temperature side heat exchanger 7 to the second high temperature side heat exchanger 6 side, and the second high temperature side heat is transferred. High heat is accumulated on the exchanger 6 side, and low heat is accumulated on the second low temperature side heat exchanger 7 side. The high-temperature heat transferred to the second high-temperature side heat exchanger 6 side is deprived of heat by the cooling circulator 8 provided in the surroundings, and the heat gradually becomes the second high-temperature side heat exchanger. It is transferred to the 6 side, and the second low temperature side heat exchanger 7 is cooled. Thereby, the cooling object can be cooled by taking out the cold heat of the second low-temperature side heat exchanger 7.

このように上記実施の形態によれば、ループ管2内に設けられ、このループ管2内において音エネルギーと熱エネルギーの間でエネルギー変換を行う多孔を有するスタック3において、天然繊維や樹脂繊維を含有する平面状シート31と、天然繊維や樹脂繊維を含有する波面状シート32とを有し、これらの平面状シート31と波面状シート32とを交互に設けることによって導通路30を形成するようにしたので、従来のように、射出成形によって導通路30を形成する場合に比べて、小さな孔を設けても孔内に目詰まりを起こす心配がなくなり、確実に多くの導通路30を形成することができる。しかも、シートが非金属繊維で構成された粗面状となっているため、導通路30の内壁と作動流体との接触面積を大きくしてエネルギー変換効率をよくすることができるとともに、スタック3毎におけるエネルギー変換効率を均一なものにすることができる。   As described above, according to the above-described embodiment, in the stack 3 provided in the loop pipe 2 and having the porosity in which energy conversion is performed between the sound energy and the heat energy in the loop pipe 2, natural fibers and resin fibers are used. It has the planar sheet 31 to contain, and the wave surface sheet 32 containing a natural fiber or a resin fiber, and the conduction path 30 is formed by providing these planar sheets 31 and the wave surface sheet 32 alternately. Therefore, as compared with the conventional case where the conduction path 30 is formed by injection molding, there is no fear of clogging in the hole even if a small hole is provided, and a large number of conduction paths 30 are surely formed. be able to. And since the sheet | seat becomes the rough surface shape comprised with the nonmetallic fiber, while being able to enlarge the contact area of the inner wall of the conduction path 30, and a working fluid, it can improve energy conversion efficiency, and is the same for every stack 3 The energy conversion efficiency in can be made uniform.

また、このような発明において、積層された一対の平面状シート31と波面状シート32を巻き取ることによって複数の導通路30を有するスタック3を形成するようにしたので、各シートの積層工程や切断の作業を簡略化し、簡単にスタック3を形成することができるようになる。また、導通路30の形状をあらかじめシートを波面状にする段階で決定することができ、導通路30の形状を簡単に決定することができる。   In such an invention, since the stack 3 having the plurality of conductive paths 30 is formed by winding up the pair of laminated planar sheets 31 and wavefront sheets 32, the lamination process of each sheet or The cutting operation is simplified, and the stack 3 can be easily formed. In addition, the shape of the conduction path 30 can be determined in advance at the stage of making the sheet into a wavefront shape, and the shape of the conduction path 30 can be easily determined.

また、別の発明では、天然繊維や樹脂繊維などで構成された複数枚の平面状シート31について接着位置を交互にずらしながら接着・積層し、最後に、各シートを離間させて導通路30を形成するようにしたので、平面状シート31を接着させた後に法線方向に引っ張るだけで、均一の大きさの導通路30を形成することができるようになる。   In another invention, a plurality of planar sheets 31 composed of natural fibers, resin fibers, and the like are bonded and stacked while alternately shifting the bonding positions, and finally, the conductive paths 30 are separated by separating the sheets. Since it is formed, the conductive path 30 having a uniform size can be formed simply by pulling in the normal direction after bonding the planar sheet 31.

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。   In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It can implement in a various aspect.

例えば、上記実施の形態では、ループ管2を用いて音エネルギーと熱エネルギーの間におけるエネルギー変換を行うようにしたが、ループ管2に限らず、直線状のパルス管や、その他の形状の管に使用することもできる。また、その管の断面形状についても、円形断面を有する管に限らず、矩形状の断面にすることもできる。   For example, in the above embodiment, the loop tube 2 is used to perform energy conversion between sound energy and heat energy. However, the present invention is not limited to the loop tube 2, but is a linear pulse tube or other shape tube. Can also be used. Further, the cross-sectional shape of the tube is not limited to a tube having a circular cross section, and may be a rectangular cross section.

また、上記実施の形態では、平面状シート31と波面状シート32とを交互に接着するようにしているが、それぞれのシートを接着することなく積層するようにしてもよい。この場合、平面状シート31と波面状シート32とを接着せずに積層し、円柱状に切断した後、その周囲を平面状シート31で包み込むようにするとよい。このようにした場合は、接着工程が不要になるので、簡単にスタック3を形成することができ、また、接着剤のはみ出しによる目詰まりの心配もなくなる。   Moreover, in the said embodiment, although the planar sheet | seat 31 and the wave surface sheet | seat 32 are adhere | attached alternately, you may make it laminate | stack without adhering each sheet | seat. In this case, it is preferable that the planar sheet 31 and the wavefront sheet 32 are laminated without being bonded, cut into a columnar shape, and then wrapped around the planar sheet 31. In this case, since the bonding step is not required, the stack 3 can be easily formed, and there is no worry of clogging due to the protruding adhesive.

さらに、上記実施の形態では、シートを非金属繊維で構成するようにしているが、導通路30の方向に沿って相対的に熱伝導性の高い繊維を直線状に並べ、この高熱伝導性繊維によってスタック3内に蓄積された熱を速やかに高温側熱交換器側に移送させるようにしてもよい。この場合、高熱伝導性繊維は、非金属繊維であっても金属繊維であってもよいが、シートの表面は可能な限り粗面の状態としておく。   Furthermore, in the said embodiment, although the sheet | seat is comprised with a nonmetallic fiber, along with the direction of the conduction path 30, the fiber with relatively high heat conductivity is arranged in a straight line, and this highly heat conductive fiber is arranged. The heat accumulated in the stack 3 may be quickly transferred to the high temperature side heat exchanger. In this case, the high thermal conductive fiber may be a non-metallic fiber or a metallic fiber, but the surface of the sheet is as rough as possible.

加えて、上記実施の形態では、平面状シート31と波面状シート32を積層し、もしくは、平面状シート31を部分的に接着して離間させることにより導通路30を形成しているが、例えば、複数枚の波面状シート32を交互に積層することによって導通路30を形成するようにしてもよい。   In addition, in the above embodiment, the conductive sheet 30 is formed by laminating the planar sheet 31 and the wavefront sheet 32, or by partially bonding and separating the planar sheet 31. Alternatively, the conduction path 30 may be formed by alternately laminating a plurality of wavefront sheets 32.

また、上記実施の形態では、第一のスタック3aと第二のスタック3bを同じ構成として説明しているが、第一のスタック3aと第二のスタック3bの構成をそれぞれ別の構成にするようにしてもよい。この場合、第一のスタック3a側では、熱エネルギーから音エネルギーへのエネルギー変換効率のよい構成を採用し、また、第二のスタック3b側では、音エネルギーから熱エネルギーへのエネルギー変換効率のよい構成を採用するとよい。   In the above embodiment, the first stack 3a and the second stack 3b are described as having the same configuration, but the configurations of the first stack 3a and the second stack 3b are different from each other. It may be. In this case, on the first stack 3a side, a configuration with high energy conversion efficiency from heat energy to sound energy is adopted, and on the second stack 3b side, energy conversion efficiency from sound energy to heat energy is good. The configuration should be adopted.

本発明の一実施の形態における熱音響装置の概要を示す図The figure which shows the outline | summary of the thermoacoustic apparatus in one embodiment of this invention. 同形態におけるスタック内の作動流体の状態を示す図The figure which shows the state of the working fluid in the stack in the same form 同形態におけるスタック内の作動流体の状態を示す図The figure which shows the state of the working fluid in the stack in the same form 第一の実施の形態におけるスタックの構成を示す図The figure which shows the structure of the stack in 1st embodiment. 第二の実施の形態におけるスタックの構成を示す図The figure which shows the structure of the stack in 2nd embodiment. 第三の実施の形態におけるスタックの構成を示す図The figure which shows the structure of the stack in 3rd embodiment. 第四の実施の形態におけるスタックの構成を示す図The figure which shows the structure of the stack in 4th embodiment. 従来の熱音響装置の外観を示す図The figure which shows the external appearance of the conventional thermoacoustic apparatus

符号の説明Explanation of symbols

1・・・熱音響装置
2・・・ループ管
2a・・・直線管部
2b・・・連結管部
3(3a、3b)・・・スタック
4・・・第一高温側熱交換器
5・・・第一低温側熱交換器
6・・・第二高温側熱交換器
7・・・第二低温側熱交換器
8・・・冷却循環器
9a・・・ヘリウム気体注入装置
9b・・・アルゴン気体注入装置
30・・・導通路
300・・・第一の熱交換器
310・・・第二の熱交換器
31・・・平面状シート
32・・・波面状シート
33・・・接着部分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Thermoacoustic apparatus 2 ... Loop pipe 2a ... Straight pipe part 2b ... Connection pipe part 3 (3a, 3b) ... Stack 4 ... First high temperature side heat exchanger 5- .... First low temperature side heat exchanger 6 ... second high temperature side heat exchanger 7 ... second low temperature side heat exchanger 8 ... cooling circulator 9a ... helium gas injection device 9b ... Argon gas injection device 30 ... conducting path 300 ... first heat exchanger 310 ... second heat exchanger 31 ... planar sheet 32 ... wavefront sheet 33 ... bonded portion

Claims (6)

管内に設けられ、当該管内において音エネルギーと熱エネルギーの間でエネルギー変換を行う多孔を有するスタックにおいて、
繊維状物質によって形成された平面状シートと、繊維状物質によって形成された波面状シートとを有し、当該平面状シートと波面状シートとを交互に設けることによって多孔を形成するようにしたことを特徴とするスタック。
In a stack having a porosity provided in a tube and performing energy conversion between sound energy and heat energy in the tube,
Having a planar sheet formed of a fibrous material and a wavefront sheet formed of a fibrous material, and forming the pores by alternately providing the planar sheet and the wavefront sheet A stack characterized by.
請求項2に記載のスタックにおいて、積層された一対の平面状シートと波面状シートを巻き取ることによって多孔を形成するようにしたスタック。   The stack according to claim 2, wherein a porous layer is formed by winding a pair of laminated planar sheets and wavefront sheets. 管内に設けられ、当該管内において音エネルギーと熱エネルギーの間でエネルギー変換を行う多孔を有するスタックの製造方法において、
繊維状物質によって形成された平面状シートと繊維状物質によって形成された波面状シートとを交互に積層する工程と、当該積層された複数枚のシートを管の内径に沿って切断する工程とを備えたことを特徴とするスタックの製造方法。
In a method for manufacturing a stack having a porosity provided in a tube and performing energy conversion between sound energy and heat energy in the tube,
A step of alternately laminating a planar sheet formed of fibrous material and a wavefront sheet formed of fibrous material, and a step of cutting the plurality of laminated sheets along the inner diameter of the tube A method for manufacturing a stack, comprising:
管内に設けられ、当該管内において音エネルギーと熱エネルギーの間でエネルギー変換を行う多孔を有するスタックの製造方法において、
繊維状物質によって形成された少なくとも一対の平面状シートと波面状シートを積層する工程と、当該積層された複数のシートを巻き取ることによって管の内径に沿う円柱状に形成する工程とを備えたことを特徴とするスタックの製造方法。
In a method for manufacturing a stack having a porosity provided in a tube and performing energy conversion between sound energy and heat energy in the tube,
A step of laminating at least a pair of planar sheets and wavefront sheets formed of a fibrous material, and a step of forming a plurality of the laminated sheets into a cylindrical shape along the inner diameter of the tube. A manufacturing method of a stack characterized by the above.
管内に設けられ、当該管内において音エネルギーと熱エネルギーの間でエネルギー変換を行う多孔を有するスタックにおいて、
繊維状物質によって形成された複数枚の波面状シートによって多孔を形成するようにしたことを特徴とするスタック。
In a stack having a porosity provided in a tube and performing energy conversion between sound energy and heat energy in the tube,
A stack characterized in that a plurality of wavefront sheets made of a fibrous material form a pore.
管内に設けられ、当該管内において音エネルギーと熱エネルギーの間でエネルギー変換を行う多孔を有するスタックの製造方法において、
繊維状物質によって形成された平面状シートの上面に直線状かつ等間隔に接着剤を塗布する工程と、
当該平面状シートの上面に他の平面状シートを積層して接着させる工程と、
当該接着された平面シートの上面に、下層の接着部分との中間位置に直線状に接着剤を塗布する工程と、
当該接着剤の上面に他の平面状シートを積層して接着させる工程と、
前記各工程を繰り返して順次平面状シートを積層する工程と、
当該積層された複数枚のシートを法線方向に離間させることによって非接着部分に多孔を形成する工程とを備えたことを特徴とするスタックの製造方法。
In a method for manufacturing a stack having a porosity provided in a tube and performing energy conversion between sound energy and heat energy in the tube,
Applying an adhesive in a straight line and at equal intervals on the upper surface of a planar sheet formed of a fibrous material;
Laminating and bonding another planar sheet on the upper surface of the planar sheet;
A step of applying an adhesive in a straight line to the upper surface of the bonded planar sheet at an intermediate position with the lower layer bonding portion;
A step of laminating and bonding another planar sheet on the upper surface of the adhesive;
Repeating the above steps and sequentially laminating planar sheets;
And a step of forming a hole in the non-adhered portion by separating the plurality of stacked sheets in the normal direction.
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