JP2015121361A - Stack of thermoacoustic device, and thermoacoustic device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、熱音響現象を利用してエネルギ変換を行う熱音響装置に関し、特に、熱音響装置を構成するスタックの周辺構造に関する。 Embodiments described herein relate generally to a thermoacoustic apparatus that performs energy conversion using a thermoacoustic phenomenon, and more particularly, to a peripheral structure of a stack constituting the thermoacoustic apparatus.
熱音響装置は、一般的に、熱の供給を受ける熱交換器である吸熱器と、熱を放熱する熱交換器である放熱器との間において、作動流体が貫流する通路が多数形成されたもの(以下、スタックと記す)が設けられている。スタックにおいて、作動流体が貫流する通路を画定する壁体に、例えば、放熱器側から吸熱器側に向かうに従って高温となる温度勾配を形成すると、当該通路内において作動流体が膨張・収縮を繰り返し、作動流体に音圧を生じさせる。このようなスタックにおいて吸熱器からの熱エネルギを音響エネルギに変換することにより、当該エネルギを、作動流体を介して冷熱発生器や発電機に輸送することが可能となる。 In general, a thermoacoustic device has a large number of passages through which a working fluid flows between a heat absorber that is a heat exchanger that receives supply of heat and a heat radiator that is a heat exchanger that radiates heat. Things (hereinafter referred to as stacks) are provided. In the stack, for example, when a temperature gradient is formed in the wall that defines the passage through which the working fluid flows, for example, the temperature becomes higher as it goes from the radiator side to the heat absorber side, the working fluid repeatedly expands and contracts in the passage, A sound pressure is generated in the working fluid. By converting the heat energy from the heat absorber into acoustic energy in such a stack, the energy can be transported to the cold heat generator or the generator via the working fluid.
なお、このようなスタックを備えた熱音響装置には、当該スタックから延びている配管の経路が直線状に構成された、いわゆる直管型のものや、当該配管の経路が略環状に構成された、いわゆるループ管型のものがある。 The thermoacoustic apparatus provided with such a stack has a so-called straight pipe type in which the path of the pipe extending from the stack is configured in a straight line, and the path of the pipe is configured in a substantially annular shape. There is a so-called loop tube type.
上述したようなスタックにおいては、微細な通路を多数形成するために、当該通路を画定する壁体を構成する部品(以下、スタック本体と記す)を、例えば、セラミックス(ceramics)で構成する場合がある。このような場合、スタック本体の外側には、これを保護するために、吸熱器や放熱器等の熱交換器の間においてスタック本体の外側を囲う管状の部材(以下、単に「外周部材」と記す)が設けられる場合がある。このような外周部材は、スタックから延びる配管と同様に、比較的製造が容易な金属により構成されることが考えられる。 In the stack as described above, in order to form a large number of fine passages, a part constituting the wall body (hereinafter referred to as a stack body) defining the passages may be made of ceramics, for example. is there. In such a case, on the outside of the stack main body, a tubular member (hereinafter simply referred to as an “outer peripheral member”) that surrounds the outside of the stack main body between heat exchangers such as a heat absorber and a heat radiator is provided to protect this. May be provided). It is conceivable that such an outer peripheral member is made of a metal that is relatively easy to manufacture, like the pipe extending from the stack.
一方、このようなスタックで外周部材の熱伝導率が高い場合、吸熱器からスタック本体に伝達された熱が、当該スタック本体から外周部材を介して放熱器に伝達されてしまい、スタック本体に所望の温度勾配を形成することができなくなることが考えられる。したがって、熱音響装置を構成するスタックにおいては、スタック本体の熱が、外周部材に伝達されることを抑制する技術が求められている。 On the other hand, when the thermal conductivity of the outer peripheral member is high in such a stack, the heat transferred from the heat absorber to the stack main body is transferred from the stack main body to the radiator via the outer peripheral member, and the stack main body is desired. It is conceivable that the temperature gradient cannot be formed. Therefore, in the stack that constitutes the thermoacoustic device, a technique for suppressing the heat of the stack body from being transmitted to the outer peripheral member is required.
そこで、本発明の実施形態は、スタック本体の熱が、その外側を囲う外周部材に伝達されることを抑制可能な熱音響装置のスタックを提供することを目的とする。 Then, embodiment of this invention aims at providing the stack | stuck of the thermoacoustic apparatus which can suppress that the heat | fever of a stack main body is transmitted to the outer peripheral member which surrounds the outer side.
上述の目的を達成するため、本発明の実施形態の熱音響装置のスタックは、第1熱交換器と第2熱交換器との間に設けられて温度勾配が形成されるスタックであって、作動流体が貫流可能な貫通通路が並列に複数配列されているスタック本体と、前記スタック本体の外側を囲う金属製の管状の部材である外周部材と、を備え、前記スタック本体と前記外周部材との間には、前記スタック本体の熱が前記外周部材に伝達されることを抑制可能な、断熱用空間が形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the stack of the thermoacoustic device according to the embodiment of the present invention is a stack provided between the first heat exchanger and the second heat exchanger to form a temperature gradient, A stack main body in which a plurality of through passages through which a working fluid can flow are arranged in parallel; and an outer peripheral member that is a metal tubular member surrounding the outside of the stack main body, the stack main body and the outer peripheral member; A space for heat insulation that can suppress the heat of the stack body from being transmitted to the outer peripheral member is formed between the two.
また、本発明の実施形態の熱音響装置は、温度勾配が形成されるスタックと、前記スタックに熱又は冷熱を伝達する第1熱交換器と、第1熱交換器から前記スタックに伝達された熱又は冷熱を受ける第2熱交換器と、を備え、前記スタックは、作動流体が貫流可能な貫通通路が並列に複数配列されているスタック本体と、前記スタック本体の外側を囲う金属製の管状の部材である外周部材と、を有し、前記スタック本体と前記外周部材との間には、前記スタック本体の熱が外周部材に伝達されることを抑制可能な、断熱用空間が形成されていることを特徴とする。 In addition, the thermoacoustic device of the embodiment of the present invention is transmitted to the stack from which the temperature gradient is formed, the first heat exchanger that transmits heat or cold to the stack, and the first heat exchanger. A second heat exchanger that receives heat or cold, and the stack includes a stack body in which a plurality of through passages through which a working fluid can flow are arranged in parallel, and a metal tube that surrounds the outside of the stack body A heat insulating space capable of suppressing the heat of the stack main body from being transmitted to the outer peripheral member is formed between the stack main body and the outer peripheral member. It is characterized by being.
本発明の実施形態によれば、スタック本体の熱が外周部材に伝達されることを抑制することができる。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to suppress the heat of the stack body from being transferred to the outer peripheral member.
以下に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態により、本発明が限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
〔熱音響装置の概略構成〕
まず、本実施形態のスタックが適用される熱音響装置の概略構成の一例について、図1及び図2を用いて説明する。図1は、本実施形態のスタックが適用される熱音響装置の一例を示す模式図であり、作動流体が充填される配管の経路が略直線状をなす、いわゆる直管型の熱音響装置の構成例を示している。図2は、本実施形態のスタックが適用される熱音響装置の他の例を示す模式図であり、作動流体が充填される配管の経路が略環状をなす、いわゆるループ型の熱音響装置の構成例を示している。
(直管型の熱音響装置の構成例)
図1に示すように、本構成例の熱音響装置10は、熱エネルギを音響エネルギに変換する音圧発生部20と、音圧発生部20において発生した音響エネルギを受けて冷熱を発生させる冷熱発生部80とを有している。熱音響装置10は、冷熱発生部80が音響エネルギを受けて冷熱を発生させる、いわゆる熱音響冷凍機として構成されている。
[Schematic configuration of thermoacoustic device]
First, an example of a schematic configuration of a thermoacoustic apparatus to which the stack of this embodiment is applied will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a thermoacoustic apparatus to which the stack of the present embodiment is applied. A so-called straight pipe type thermoacoustic apparatus in which a path of a pipe filled with a working fluid is substantially linear. A configuration example is shown. FIG. 2 is a schematic view showing another example of a thermoacoustic apparatus to which the stack of the present embodiment is applied, and is a so-called loop-type thermoacoustic apparatus in which a path of a pipe filled with a working fluid is substantially annular A configuration example is shown.
(Configuration example of straight pipe type thermoacoustic device)
As shown in FIG. 1, the
音圧発生部20は、熱音響装置10の外から熱の供給を受ける熱交換器(以下、吸熱器と記す)22と、熱音響装置10の外に熱を放熱する熱交換器(以下、放熱器と記す)24と、吸熱器22と放熱器24との間に挟まれて設けられ、吸熱器からの熱を作動流体に伝達して作動流体に音圧を発生させるスタック30とを有している。すなわち、スタック30の一方の端は、高温の吸熱器22に結合されており、他方の端は、吸熱器22に比べて温度が低い放熱器24に結合されている。放熱器24は、外気と同等か僅かに高い温度である。なお、音圧に作動流体の粒子速度を乗じた値が、音響エネルギとなる。
The
一方、冷熱発生部80は、音響エネルギを受けて冷熱を発生させるスタック82と、スタック82の音圧発生部20側に結合される熱交換器である放熱器84と、スタック82の音圧発生部20と反対側に結合される熱交換器である冷熱器86とを有している。すなわちスタック82の一方の端は、低温の冷熱器86に結合されており、他方の端は、冷熱器86に比べて温度が高い放熱器84に結合されている。放熱器84は、外気と同等か僅かに低い温度である。
On the other hand, the cold
音圧発生部20と冷熱発生部80は、略円筒状の中央配管14を介して結合されている。音圧発生部20のうち、冷熱発生部80と反対側には、略筒状をなし一方の端が閉じた形状の端部配管12が結合されている。一方、冷熱発生部80のうち、音圧発生部20と反対側には、略筒状の配管16が結合されている。配管16、冷熱発生部80(すなわち冷熱器86、スタック82、放熱器84)、中央配管14、音圧発生部20(すなわち放熱器24、スタック30、吸熱器22)、端部配管12の内には、作動流体が充填されており、作動流体の疎密波である音圧が伝播可能に構成されている。なお、作動流体には、一例として空気が用いられる。
The sound
このように構成された熱音響装置10において、音圧発生部20の吸熱器22が熱の供給を受けて、放熱器24に比べて高温になると、吸熱器22の熱は、スタック30を経由して放熱器24に伝達される。これにより、スタック30内には、放熱器24側から吸熱器22側に向かうに従って高温となる温度勾配が生じる。このような温度勾配が生じた状態で、スタック30は、内部に複数形成された通路(図示せず)内にある作動流体との間で熱交換を行う。このとき、スタック30の通路内にある作動流体は、膨張と圧縮を繰り返すため、作動流体には音圧が発生する。なお、スタック30の内部構造については、後述する。
In the
スタック30が発した音響エネルギは、中央配管14内の作動流体中を伝って、冷熱発生部80のスタック82に到達する。スタック82は、内部に複数の通路(図示せず)が形成されており、当該通路内にある作動流体と熱交換を行う。このとき、スタック82の通路内にある作動流体は、音響エネルギを受けて圧縮と膨張を繰り返すため、スタック82内の通路には、放熱器84側から冷熱器86側に向かうに従って低温となる温度勾配が生じる。このようにしてスタック82において発生した冷熱は、冷熱器86に伝達され、当該冷熱器86の温度を低下させる。
The acoustic energy generated by the
なお、本実施形態のスタックが適用される熱音響装置の構成例は、この態様に限定されるものではない。本発明に係る熱音響装置の他の構成例について、以下に説明する。
(ループ管型の熱音響装置の構成例)
図2に示すように、本構成例の熱音響装置10Bは、熱エネルギを音響エネルギに変換する音圧発生部20と、音圧発生部20において発生した音響エネルギを受けて冷熱を発生させる冷熱発生部80とを有している。熱音響装置10Bは、冷熱発生部80が音響エネルギを受けて冷熱を発生させる、いわゆる熱音響冷凍機として構成されている。
In addition, the structural example of the thermoacoustic apparatus to which the stack of this embodiment is applied is not limited to this aspect. Another configuration example of the thermoacoustic apparatus according to the present invention will be described below.
(Configuration example of loop tube type thermoacoustic device)
As shown in FIG. 2, the
音圧発生部20の放熱器24と冷熱発生部80の放熱器84は、経路が略U字状をなしている配管(以下、放熱器側配管と記す)15を介して結合されている。放熱器側配管15は、その断面積がほぼ一定となるよう構成されている。一方、音圧発生部20の吸熱器22と、冷熱発生部80の冷熱器86も、経路が略U字状をなしている配管(以下、吸熱器側配管と記す)17を介して結合されている。
The
音圧発生部20(すなわち吸熱器22、スタック30、放熱器24)、放熱器側配管15、冷熱発生部80(すなわち放熱器84、スタック82、冷熱器86)、吸熱器側配管17の内には、作動流体が充填されており、且つ作動流体が循環可能に構成されている。
Among the sound pressure generator 20 (that is, the
以上のように構成された熱音響装置10Bにおいて、音圧発生部20の吸熱器22が熱の供給を受けると、スタック30には、放熱器24側から吸熱器22側に向かうに従って高温となる温度勾配が生じる。このとき、スタック30は、内部に複数形成された通路(図示せず)内にある作動流体との間で熱交換を行い、スタック30の通路内にある作動流体に音圧を発生させる。
In the
スタック30が発した音響エネルギは、主に放熱器側配管15内の作動流体中を伝って、冷熱発生部80のスタック82に到達する。スタック82は、内部に複数の通路(図示せず)が形成されており、当該通路内にある作動流体と熱交換を行う。このとき、スタック82の通路内にある作動流体は、音響エネルギを受けて圧縮と膨張を繰り返すため、スタック82には、放熱器84側から冷熱器86側に向かうに従って低温となる温度勾配が生じる。
The acoustic energy generated by the
このようにしてスタック82において生じた冷熱は、冷熱器86に伝達され、当該冷熱器86の温度を低下させる。熱音響装置10Bは、作動流体の流動経路が環状をなすループ管型の熱音響装置であるので、作動流体は、音圧発生部20から吸熱器側配管17を経て冷熱発生部80に流れ、さらに、放熱器側配管15を経て、再び音圧発生部20に流れる。
The cold generated in the
以上に説明した熱音響装置10,10Bにおいて、本実施形態に係るスタックは、音圧発生部20や冷熱発生部80に適用することができ、以下にその詳細について説明する。なお、以下の説明においては、音圧発生部20を例として、各実施形態について説明する。
In the
〔第1の実施形態〕
第1の実施形態のスタックと、その周辺構造について図3及び図4を用いて説明する。図3は、本実施形態のスタックと、その周辺構造を示す縦断面図である。図4は、本実施形態のスタックの横断面図であり、図3のIV−IV線による断面図である。なお、本実施形態においては、一例として、ループ管型の熱音響装置の音圧発生部20に設けられるスタックについて説明する。
[First Embodiment]
The stack according to the first embodiment and its peripheral structure will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing the stack of this embodiment and its peripheral structure. FIG. 4 is a cross-sectional view of the stack of this embodiment, and is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. In the present embodiment, as an example, a stack provided in the sound
図3に示すように、熱音響装置の音圧発生部20は、スタック30に温度勾配を形成するために、高温側の熱交換器である吸熱器22と、低温側の熱交換器である放熱器24とを有している。スタック30は、吸熱器22と放熱器24との間に挟まれて設けられている。
As shown in FIG. 3, the sound
スタック30は、作動流体が貫流可能な通路(以下、貫通通路と記す)34が複数配列された部材であるスタック本体33を有している。すなわち、スタック本体33及び外周部材35は、吸熱器22と放熱器24との間に挟まれて設けられており、放熱器24から吸熱器22に向かうに従って高温となる温度勾配が形成される。
The
本実施形態のスタック本体33は、図3及び図4に示すように、略円柱状をなしている。スタック本体33には、貫通通路34が並列に複数配列されている。これら貫通通路34は、スタック本体33を貫通するよう軸方向(図に矢印Aで示す)に延びている。スタック本体33は、セラミックスで構成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
スタック本体33は、図4に示すように、所定の方向に平行して延びている複数の壁体33aと、当該壁体に直交して延びている複数の壁体33cとを有している。これら壁体33a及び壁体33cにより囲まれて、横断面が矩形、より具体的には正方形をなす貫通通路34が形成されている。
As shown in FIG. 4, the
スタック本体33は、図3に示すように、吸熱器22及び放熱器24により保持されている。吸熱器22には、スタック本体33の第1の端部42と略同一形状の円板状の凹み22aが形成されている。同様に、放熱器24には、スタック本体33の第2の端部44と略同一形状の円板状の凹み24aが形成されている。第1の端部42が吸熱器22の凹み22aに挿入され、且つ第2の端部44が放熱器24の凹み24aに挿入されて、スタック本体33は、吸熱器22及び放熱器24により保持される。
As shown in FIG. 3, the
吸熱器22のうち、凹み22aの軸方向外側(スタック本体33とは反対側)には、吸熱器22を貫通するスリット23が形成されている。同様に、放熱器24のうち凹み24aの軸方向外側には、放熱器24を貫通するスリット25が形成されている。吸熱器側配管17内と放熱器側配管15内とは、吸熱器22のスリット23、スタック本体33の貫通通路34、及び放熱器24のスリット25を介して連通している。
In the
吸熱器22から第1の端部42に伝達された熱は、スタック本体33を介して、第2の端部44から放熱器24に伝達される。このとき、スタック本体33において、貫通通路34を画定する壁体33a及び壁体33c(図4参照)には、放熱器24側から吸熱器22側に向かうに従って高温となる温度勾配が形成される。スタック本体33において、貫通通路34内にある作動流体との間で熱交換を行うことにより、貫通通路34内にある作動流体が、膨張と圧縮を繰り返し、作動流体には音圧が発生する。
The heat transferred from the
加えて、スタック30は、図3及び図4に示すように、スタック本体33の外側を囲う管状の部材(以下、単に「外周部材」と記す)35を有している。外周部材35は、熱音響装置の外装をなす部材であり、その外面を符号35eで示す。外周部材35は、スタック本体33を中心とする略円筒状をなしており、スタック本体33と同軸に設けられている。また、外周部材35は、吸熱器22と放熱器24との間に設けられており、第1の端面35aが吸熱器22に結合されており、第2の端面35cが放熱器24に結合されている。外周部材35は、金属製であり、例えば、ステンレス鋼や炭素鋼、アルミニウム合金等により構成することができる。
In addition, as shown in FIGS. 3 and 4, the
スタック本体33と外周部材35との間には、スタック本体33の熱が、外周部材35に伝達されることを抑制可能な空間(以下、断熱用空間と記す)37が形成されている。本実施形態において、断熱用空間37は、スタック本体33の径方向外側を囲う略筒状をなす空間として構成されている。断熱用空間37には、空気が充填されている。これにより、スタック本体33と外周部材35との間には、空気の層(以下、空気層と記す)37aが設けられている。すなわち、断熱用空間37は、空気が充填されて空気層37aを構成している。
Between the stack
このように構成されたスタック30においては、吸熱器22からスタック本体33に伝達された熱が、当該スタック本体33から外周部材35に伝達されることを抑制することができる。これにより、スタック本体に所望の温度勾配を形成することがより容易となる。
In the
以上に説明したように本実施形態の熱音響装置は、温度勾配が形成されるスタック30と、スタック30に熱を伝達する第1熱交換器としての吸熱器22と、吸熱器22からスタック30に伝達された熱を受ける第2熱交換器としての放熱器24を有している。本実施形態のスタック30は、作動流体が貫流可能な貫通通路34が並列に複数配列されているスタック本体33と、スタック本体33の外側を囲う金属製の管状の部材である外周部材35とを有している。
As described above, the thermoacoustic apparatus of the present embodiment includes the
スタック本体33と外周部材35との間には、断熱用空間37が形成されているので、スタック本体33の熱が外周部材35に伝達されることを抑制することができる。スタック本体33に所望の温度勾配を形成することがより容易となる。
Since the
なお、断熱用空間37は、様々な態様ものを採用することができる。例えば、空気層ではなく、真空の層(以下、真空層と記す)37cとして構成してもよい。
In addition, the
真空層とした場合、空気層よりも高い断熱効果を以って外周部材35への熱伝達を抑制することができる。
When the vacuum layer is used, heat transfer to the outer
〔第2の実施形態〕
第2の実施形態のスタックと、その周辺構造について図5を用いて説明する。図5は、本実施形態のスタックの横断面図である。なお、第1の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
[Second Embodiment]
The stack of the second embodiment and its peripheral structure will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of the stack of this embodiment. In addition, about the structure substantially common to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
本実施形態のスタック30Cにおいても、スタック本体33と外周部材35との間には、スタック本体33の熱が、外周部材35に伝達されることを抑制可能な断熱用空間37が形成されている。断熱用空間37は、スタック本体33の径方向外側を囲う略筒状をなす空間として構成されている。
Also in the
外周部材35のうちスタック本体33と対向する内面35gには、塗装による膜36が形成されている。当該膜36は、スタック本体33からの輻射熱の吸収を抑制可能なものであり、白色の塗料や銀色の塗料で構成することができる。この膜36により、スタック本体33からの輻射熱を、外周部材35が受けることを抑制することができる。
A
以上のように構成されたスタック30Cにおいては、吸熱器22からスタック本体33に伝達された熱が、当該スタック本体33から外周部材35に伝達されることを、膜36を有しない場合(第1の実施形態)に比べて、さらに抑制することができる。
In the
〔第3の実施形態〕
第3の実施形態のスタックと、その周辺構造について図6及び図7を用いて説明する。図6は、本実施形態のスタックと、その周辺構造を示す縦断面図である。図7は、本実施形態のスタックの横断面図であり、図6のVIII−VIII線による断面図である。なお、第1の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
[Third Embodiment]
A stack according to the third embodiment and its peripheral structure will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing the stack of this embodiment and its peripheral structure. FIG. 7 is a cross-sectional view of the stack of this embodiment, and is a cross-sectional view taken along the line VIII-VIII in FIG. In addition, about the structure substantially common to 1st Embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図6及び図7に示すように、本実施形態のスタック30Dは、スタック本体33の外側を囲う管状の外周部材35Dを有している。外周部材35Dは、スタック本体33と同軸に設けられている。外周部材35Dは、最も径方向内側にある面(以下、最内面と記す)35hがスタック本体33と接するよう構成されている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
外周部材35D及びスタック本体33は、吸熱器22D及び放熱器24Dにより挟まれている。吸熱器22Dは、略円板状をなしており、第1の実施形態のような凹み22a(図3参照)は形成されていない。同様に、放熱器24Dは、略円板状をなしており、第1の実施形態のような凹み24aは形成されていない。
The outer
スタック本体33は、外周部材35Dの最内面35hにより支持されている。外周部材35Dのうち、第1の端面35aは、吸熱器22Dに結合されており、第2の端面35cは、放熱器24Dに結合されている。
The
図7に示すように、外周部材35Dには、スタック本体33と接する最内面35hから径方向外側に凹む溝(溝底を図に符号51で示す)が複数形成されている。当該溝は、外周部材35Dの周方向において所定の間隔をあけて複数配列されている。また、これらの溝は、図6に示すように、軸方向に延びている(溝の側壁を図7に符号52で示す)。
As shown in FIG. 7, the outer
本実施形態において、断熱用空間37Dは、図7に示すように、当該溝を画定する壁体、すなわち溝底51及び溝の側壁52の内側にある空間である。断熱用空間37Dは、外周部材35Dの周方向に所定の間隔をあけて配列されている。スタック本体33と溝底51との間に断熱用空間37Dを形成することにより、スタック本体33の熱が外周部材35Dに伝達されることを抑制できると共に、外周部材35Dの最内面35hがスタック本体33を支持することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the
〔第4の実施形態〕
第4の実施形態のスタックと、その周辺構造について図8及び図9を用いて説明する。図8は、本実施形態のスタックと、その周辺構造を示す縦断面図である。図9は、本実施形態のスタックの横断面図であり、図8のX−X線による断面図である。なお、第1及び第3の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
[Fourth Embodiment]
The stack of the fourth embodiment and its peripheral structure will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a longitudinal sectional view showing the stack of this embodiment and its peripheral structure. FIG. 9 is a cross-sectional view of the stack of the present embodiment, and is a cross-sectional view taken along line XX of FIG. In addition, about the structure substantially common with 1st and 3rd embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図9に示すように、本実施形態のスタック30Eにおいて、外周部材35は、横断面が円形をなす内面35gを有している。外周部材35の内面35gとスタック本体33との間には、略円柱状をなす部材(以下、円柱状部材と記す)60が複数配列されている。円柱状部材60は、図8に示すように、吸熱器22Dと放熱器24Dとの間を軸方向(図に矢印Aで示す)に延びている。なお、円柱状部材60は、セラミックスや金属で構成することができる。
As shown in FIG. 9, in the
円柱状部材60は、図9に示すように、外周部材35の周方向において所定の間隔をあけて配列されている。スタック本体33は、複数の円柱状部材60を介して外周部材35に支持されている。図8に示すように、外周部材35のうち、第1の端面35aは、吸熱器22Dに結合されており、第2の端面35cは、放熱器24Dに結合されている。
As shown in FIG. 9, the
図9に示すように、本実施形態の断熱用空間37Eは、外周部材35とスタック本体33との間であって、周方向において隣り合う円柱状部材60の間に形成されている。断熱用空間37Eは、外周部材35とスタック本体33との間において周方向に複数配列されている。スタック本体33と外周部材35との間に断熱用空間37Eを複数配列することにより、スタック本体33の熱が外周部材35に伝達されることを抑制できると共に、円柱状部材60を介して外周部材35がスタック本体33を支持することができる。
As shown in FIG. 9, the
〔第5の実施形態〕
第5の実施形態のスタックと、その周辺構造について図10及び図11を用いて説明する。図10は、本実施形態のスタックと、その周辺構造を示す縦断面図である。図11は、本実施形態のスタックの横断面図であり、図10のXII−XII線による断面図である。なお、第1及び第4の実施形態と略共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
[Fifth Embodiment]
The stack of the fifth embodiment and its peripheral structure will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a longitudinal sectional view showing the stack of this embodiment and its peripheral structure. FIG. 11 is a cross-sectional view of the stack of the present embodiment, and is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG. In addition, about the structure substantially common with 1st and 4th embodiment, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図11に示すように、本実施形態のスタック30Fにおいても、外周部材35は、横断面が円形をなす内面35gを有している。外周部材35の内面35gとスタック本体33との間には、略球状をなす部材(以下、球状部材と記す)70が複数充填されている。複数の球状部材70は、図10に示すように、吸熱器22Dと放熱器24Dとの間において互いに接するように充填されている。なお、球状部材70は、セラミックスや金属で構成することができる。
As shown in FIG. 11, also in the
スタック本体33は、複数の球状部材70を介して外周部材35に支持されている。図11に示すように外周部材35のうち、第1の端面35aは、吸熱器22Dに結合されており、第2の端面35cは、放熱器24Dに結合されている。
The
本実施形態において、断熱用空間37Fは、外周部材35とスタック本体33との間であって隣り合う球状部材70の間に形成されている。断熱用空間37Fは、図11に示すように、外周部材35とスタック本体33との間において周方向に多数設けられている。これにより、スタック本体33の熱が外周部材35に伝達されることを抑制できると共に、球状部材70を介して外周部材35がスタック本体33を支持することができる。
In the present embodiment, the
〔他の実施形態〕
上述した各実施形態において、スタックは、熱音響装置の音圧発生部20を構成するものとしたが、本発明に係るスタックは、この態様に限定されるものではない。熱音響装置の冷熱発生部80のスタック82にも、適用することができる。この場合、スタック82は、冷熱器86と放熱器84との間で温度勾配が形成される。冷熱器86は、第1熱交換器としてスタック82に冷熱を伝達し、放熱器84は、第2熱交換器としてスタック82からの冷熱を受ける。なお、上述した各実施形態の特徴的な構成を組み合わせて使用することも好適である。
Other Embodiment
In each embodiment mentioned above, although the stack shall constitute the sound
本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態はその他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments have been presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10,10B 熱音響装置
12 端部配管
14 中央配管
16 配管
15 放熱器側配管
17 吸熱器側配管
20 音圧発生部
22,22D 吸熱器(第1熱交換器)
22a 凹み
23 スリット
24,24D 放熱器(第2熱交換器)
24a 凹み
25 スリット
30,30C,30D,30E,30F スタック
33 スタック本体
33a,33c 壁体
34 貫通通路
35,35D 外周部材
35a 第1の端面
35c 第2の端面
35e 外面
35g 内面
35h 最内面
36 膜
37,37D,37E,37F 断熱用空間
37a 空気層
37c 真空層
42 第1の端部
44 第2の端部
51 溝底
52 溝の側壁
60 円柱状部材
70 球状部材
80 冷熱発生部
82 スタック
84 放熱器(第2熱交換器)
86 冷熱器(第1熱交換器)
10,
86 Chiller (first heat exchanger)
Claims (10)
作動流体が貫流可能な貫通通路が並列に複数配列されているスタック本体と、
前記スタック本体の外側を囲う金属製の管状の部材である外周部材と、
を備え、
前記スタック本体と前記外周部材との間には、前記スタック本体の熱が前記外周部材に伝達されることを抑制可能な、断熱用空間が形成されている
ことを特徴とする熱音響装置のスタック。 A stack provided between the first heat exchanger and the second heat exchanger to form a temperature gradient,
A stack body in which a plurality of through passages through which a working fluid can flow are arranged in parallel;
An outer peripheral member which is a metallic tubular member surrounding the outside of the stack body;
With
A stack for a thermoacoustic device, wherein a space for heat insulation is formed between the stack main body and the outer peripheral member so as to prevent heat of the stack main body from being transmitted to the outer peripheral member. .
ことを特徴とする請求項1に記載の熱音響装置のスタック。 The stack of thermoacoustic devices according to claim 1, wherein the space for heat insulation is filled with air.
ことを特徴とする請求項1に記載の熱音響装置のスタック。 The stack of thermoacoustic devices according to claim 1, wherein the space for heat insulation is configured to be a vacuum.
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の熱音響装置のスタック。 The film | membrane which can suppress absorption of radiant heat from the said stack main body is formed in the inner surface facing the said stack main body among the said outer periphery members, The Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. A stack of thermoacoustic devices as described.
前記断熱用空間は、当該溝を画定する壁体の内側にある空間である
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の熱音響装置のスタック。 The outer circumferential member is formed with a plurality of grooves that are recessed radially outward from the innermost surface in contact with the stack body and extending in the axial direction.
The stack of thermoacoustic devices according to any one of claims 1 to 4, wherein the space for heat insulation is a space inside a wall body that defines the groove.
ことを特徴とする請求項5に記載の熱音響装置のスタック。 The stack of thermoacoustic devices according to claim 5, wherein the heat insulation spaces are arranged at a predetermined interval in a circumferential direction of the outer peripheral member.
前記断熱用空間は、前記外周部材と前記スタック本体との間であって、周方向において隣り合う円柱状部材の間に形成されている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の熱音響装置のスタック。 Between the outer peripheral member and the stack body, a substantially cylindrical shape is formed, and a plurality of cylindrical members extending in the axial direction are disposed,
5. The heat insulation space is formed between cylindrical members adjacent to each other in the circumferential direction between the outer peripheral member and the stack body. A stack of thermoacoustic devices according to claim 1.
前記スタック本体は、複数の前記円柱状部材を介して前記外周部材に支持されている
ことを特徴とする請求項7に記載の熱音響装置のスタック。 The columnar members are arranged at a predetermined interval in the circumferential direction of the outer peripheral member,
The stack of thermoacoustic devices according to claim 7, wherein the stack body is supported by the outer peripheral member via a plurality of the cylindrical members.
前記スタック本体は、当該複数の球状部材を介して前記外周部材に支持されている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の熱音響装置のスタック。 The space for heat insulation is filled with a plurality of spherical members having a substantially spherical shape between the outer peripheral member and the stack body,
The stack of the thermoacoustic device according to any one of claims 1 to 4, wherein the stack body is supported by the outer peripheral member via the plurality of spherical members.
前記スタックに熱又は冷熱を伝達する第1熱交換器と、
第1熱交換器から前記スタックに伝達された熱又は冷熱を受ける第2熱交換器と、
を備え、
前記スタックは、
作動流体が貫流可能な貫通通路が並列に複数配列されているスタック本体と、
前記スタック本体の外側を囲う金属製の管状の部材である外周部材と、
を有し、
前記スタック本体と前記外周部材との間には、前記スタック本体の熱が外周部材に伝達されることを抑制可能な、断熱用空間が形成されている
ことを特徴とする熱音響装置。 A stack in which a temperature gradient is formed;
A first heat exchanger that transfers heat or cold to the stack;
A second heat exchanger that receives heat or cold transferred from the first heat exchanger to the stack;
With
The stack is
A stack body in which a plurality of through passages through which a working fluid can flow are arranged in parallel;
An outer peripheral member which is a metallic tubular member surrounding the outside of the stack body;
Have
A thermoacoustic device characterized in that a space for heat insulation is formed between the stack body and the outer peripheral member so as to prevent heat of the stack body from being transmitted to the outer peripheral member.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101688609B1 (en) * | 2015-07-08 | 2016-12-21 | 한국기계연구원 | Ultrasonic waves refrigerator using piezo electric element |
JP2018527551A (en) * | 2015-09-17 | 2018-09-20 | サウンドエナジー・ベー・フェーSoundenergy B.V. | Thermoacoustic energy conversion system |
JP2020017194A (en) * | 2018-07-27 | 2020-01-30 | 株式会社Csイノベーション | Alarm device |
JP6894050B1 (en) * | 2020-01-29 | 2021-06-23 | 京セラ株式会社 | Thermoacoustic device |
JP7424060B2 (en) | 2020-01-07 | 2024-01-30 | 株式会社ジェイテクト | thermoacoustic device |
-
2013
- 2013-12-24 JP JP2013265674A patent/JP2015121361A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101688609B1 (en) * | 2015-07-08 | 2016-12-21 | 한국기계연구원 | Ultrasonic waves refrigerator using piezo electric element |
JP2018527551A (en) * | 2015-09-17 | 2018-09-20 | サウンドエナジー・ベー・フェーSoundenergy B.V. | Thermoacoustic energy conversion system |
JP2020017194A (en) * | 2018-07-27 | 2020-01-30 | 株式会社Csイノベーション | Alarm device |
JP7202095B2 (en) | 2018-07-27 | 2023-01-11 | 株式会社Csイノベーション | alarm device |
JP7424060B2 (en) | 2020-01-07 | 2024-01-30 | 株式会社ジェイテクト | thermoacoustic device |
JP6894050B1 (en) * | 2020-01-29 | 2021-06-23 | 京セラ株式会社 | Thermoacoustic device |
WO2021152751A1 (en) * | 2020-01-29 | 2021-08-05 | 京セラ株式会社 | Thermoacoustic device |
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