JP2017003136A - 熱音響機関 - Google Patents

Abstract

【課題】配管へ熱が伝わることを抑制する技術を提供する。
【解決手段】熱音響機関は、蓄熱器と、前記蓄熱器を加熱する加熱部と、前記蓄熱器を冷却する冷却部と、音波を伝搬する気体を内部に含む配管と、を備え、前記蓄熱器が、前記加熱部と前記冷却部との間に配されている熱音響機関であって、前記配管の少なくとも一部が断熱材により構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、熱音響機関に関する。

従来、熱エネルギーを音響エネルギーに変換する熱音響機関が知られている。熱エネルギーを音響エネルギーに変換するための構造として、配管の管軸方向に、加熱器と蓄熱器と冷却器とをこの順に配置された構造が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１１−１８５４５６号公報

一般に、蓄熱器の両端の温度差が大きいほど、音響エネルギーが大きくなる。しかし、従来の構造では、加熱器から冷却器へ熱が伝わることにより、蓄熱器の両端の温度差が小さくなり、音響エネルギーが小さくなる可能性があった。また、加熱器と配管との間の熱の移動や冷却器と配管との間の熱の移動によっても、蓄熱器の両端の温度差が小さくなり、音響エネルギーが小さくなる可能性があった。すなわち、熱音響機関を構成する二部材間の熱の移動により、音響エネルギーが小さくなる可能性があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することができる。

（１）本発明の一形態によれば、熱音響機関が提供される。熱音響機関は、蓄熱器と、前記蓄熱器を加熱する加熱部と、前記蓄熱器を冷却する冷却部と、音波を伝搬する気体を内部に含む配管と、を備え、前記蓄熱器が、前記加熱部と前記冷却部との間に配されている熱音響機関であって、前記配管の少なくとも一部が断熱材により構成されている。この熱音響機関によれば、配管の少なくとも一部が断熱材により構成されているため、この断熱材を挟んで配置される二部材間の熱の移動を抑制できる。

（２）上記形態の熱音響機関において、前記配管の前記加熱部と前記冷却部との間の少なくとも一部が、前記断熱材により構成されていてもよい。この形態の熱音響機関によれば、配管の加熱部と冷却部との間の少なくとも一部が、断熱材により構成されているため、加熱部から冷却部へ熱が伝わることを抑制できる。

（３）上記形態の熱音響機関において、前記配管のうち、前記加熱部の前記蓄熱器とは反対側と、前記冷却部の前記蓄熱器とは反対側と、に位置する部分の少なくとも一部が、前記断熱材により構成されていてもよい。この形態の熱音響機関によれば、配管のうち、加熱部の蓄熱器とは反対側と、冷却部の蓄熱器とは反対側と、に位置する部分の少なくとも一部が、断熱材により構成されているため、加熱部と配管との間の熱の移動、または冷却部と配管との間の熱の移動の少なくとも一方を抑制できる。

（４）上記形態の熱音響機関において、前記断熱材は、前記加熱部または前記冷却部に接してもよい。この形態の熱音響機関によれば、この断熱材を挟んで配置される二部材間の熱の移動をより効果的に抑制できる。

（５）上記形態の熱音響機関において、前記断熱材は、樹脂またはセラミックにより形成されていてもよい。この形態の熱音響機関によれば、断熱材は、樹脂またはセラミックにより形成されているため、この断熱材を挟んで配置される二部材間の熱の移動をより効果的に抑制できる。

（６）上記形態の熱音響機関において、前記加熱部と、前記冷却部と、前記配管とのうち、第１のフランジを有する第１の部材と、第２のフランジを有する第２の部材と、
を締結する締結具の締結力によって、前記断熱材が保持されていてもよい。この形態の熱音響機関によれば、この断熱材を挟んで配置される二部材間の熱の移動をより効果的に抑制できる。

（７）上記形態の熱音響機関において、前記断熱材は、前記第１の部材と前記第２の部材とに挟持されていてもよい。この形態の熱音響機関によれば、この断熱材を挟んで配置される二部材間の熱の移動をより効果的に抑制できる。

（８）上記形態の熱音響機関において、前記断熱材は、前記第１のフランジと、前記第２のフランジとに挟持されていてもよい。この形態の熱音響機関によれば、この断熱材を挟んで配置される二部材間の熱の移動をより効果的に抑制できる。

（９）上記形態の熱音響機関において、前記断熱材は、前記第１のフランジを有する前記配管と、前記加熱部または前記冷却部との間に挟持されていてもよい。この形態の熱音響機関によれば、第１のフランジを有する配管と、加熱部と配管との間の熱の移動、または冷却部と配管との間の熱の移動の少なくとも一方をより効果的に抑制できる。

（１０）上記形態の熱音響機関において、前記第１のフランジの表面のうち、前記第２の部材とは反対側の面、または、前記第２のフランジの表面のうち、前記第１の部材とは反対側の面の、少なくとも一方に他の断熱材が配置され、前記他の断熱材を介して、締結具により締結されていてもよい。この形態の熱音響機関によれば、締結具を介して、この断熱材を挟んで配置される二部材間の熱の移動をより効果的に抑制できる。

（１１）上記形態の熱音響機関において、前記断熱材は、前記配管のうち前記断熱材以外で構成されている部分とろう付けにより接合されていてもよい。この形態の熱音響機関によれば、断熱材は、配管のうち断熱材以外で構成されている部分とろう付けにより接合されているため、シール性を確保できる。

（１２）上記形態の熱音響機関において、前記蓄熱器は、金属により形成されていてもよい。この形態の熱音響機関によれば、加熱部と冷却部との少なくとも一方から配管へ熱が伝わることを抑制できるため、蓄熱器を、非金属と比較して断熱性が低い、金属により形成することができる。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、熱音響機関の製造方法等の態様で実現することができる。

本実施形態における熱音響機関１０の概略図。 本実施形態における原動機１５０の構成図。 材料とその熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）との関係を示す図。 第２実施形態における原動機１５０Ａの構成図。 第３実施形態における原動機１５０Ｂの構成図。 第４実施形態における原動機１５０Ｃの構成図。 第５実施形態における原動機１５０Ｄの構成図。 第６実施形態における原動機１５０Ｅの構成図。 第７実施形態における原動機１５０Ｆの構成図。 配管の一部の熱伝導率を下げる態様を示す図。 単ループ型の熱音響機関１０Ａの概略図。 断熱材が挟持されている態様を示す図。 締結具としてクランプを用いて配管を接続する態様を示す図。

Ａ．実施形態
Ａ１．第１実施形態
図１は、本実施形態における熱音響機関１０の概略図である。図１には、熱音響機関１０の断面を図示した。本実施形態において、熱音響機関１０は、ダブルループ型の冷凍用熱音響機関である。

熱音響機関１０は、原動機１５０と、環状の配管である第１ループ管１００（配管１００とも呼ぶ）と、受動機２５０と、環状の配管である第２ループ管２００（配管２００とも呼ぶ）と、第１ループ管１００に一端が接続され、第２ループ管２００に他端が接続され、直線状に延びた共鳴管３００（配管３００とも呼ぶ）と、を備える。原動機１５０で発生した音響エネルギーが、進行波として共鳴管３００を通過して受動機２５０に至り、受動機２５０において熱エネルギーに変換されることにより、熱音響機関１０では冷気を取得できる。

配管１００，２００，３００の内部には、音波を伝搬する作動気体が充填されている。作動気体としては、例えば、空気、ヘリウム、窒素、アルゴンなどの気体を例示できる。

原動機１５０は、蓄熱器１１０と、蓄熱器１１０を加熱する加熱部１２０と、蓄熱器１１０を冷却する冷却部１３０とを備える。原動機１５０は、管軸方向において、加熱部１２０と冷却部１３０との間に蓄熱器１１０を配することにより、熱エネルギーを音響エネルギーに変換する機関である。

本実施形態において、第１ループ管１００は、加熱部１２０と冷却部１３０との間の配管と、加熱部１２０のうち冷却部１３０の反対側と冷却部１３０のうち加熱部１２０の反対側との間の配管であって、共鳴管３００（配管３００）と接続される配管とで構成されている。第２ループ管２００は、後述する冷却部２２０と後述する加熱部２３０との間の配管と、加熱部２３０のうち冷却部２２０の反対側と冷却部２２０のうち加熱部２３０の反対側との間の配管であって、共鳴管３００（配管３００）と接続される配管とで構成されている。

加熱部１２０は、配管１００の内外に電気式ヒータを有することにより、配管内の作動気体を加熱する部分である。冷却部１３０は、配管１００の内外に冷却水が通る管を配することにより、配管内の作動気体を冷却する部分である。本実施形態として、加熱部１２０の熱源として、電気式ヒータを用いるが、車両の排気ガスを熱源として用いてもよい。本実施形態において、加熱部１２０と冷却部１３０は、それぞれ配管１００に接続されている。

蓄熱器１１０は、セラミックスにより形成されている。本実施形態において、蓄熱器１１０として、セラミックスハニカムを用いる。一般に、蓄熱器１１０の温度勾配が大きいほど、熱変換効率が向上する。つまり、加熱部１２０側の蓄熱器１１０の温度と、冷却部１３０側の蓄熱器１１０の温度との差が大きいほど、熱変換効率が向上する。

図２は、本実施形態における原動機１５０の構成図である。図２は、図１の領域ｓに対応する部分を示す。本実施形態において、配管１００の少なくとも一部が断熱材１０５により構成されている。具体的には、配管１００の加熱部１２０と冷却部１３０との間の部分であって、配管１００の蓄熱器１１０を覆う部分の一部が断熱材１０５により構成されている。

本実施形態において、断熱材１０５は、配管のうち断熱材１０５以外で構成されている部分とろう付けにより接合されている。ろう付けにより接合されていることにより、配管１００のシール性を確保できる。このため、配管１００内の作動気体が外部へ漏れ出すことを抑制できる。

ここで、断熱材とは、物理・化学的物性により熱移動・熱伝達を減少させるものをいい、配管のうち断熱材以外で構成されている部分と比較して熱伝導性が小さいものをいう。熱伝導率は、レーザーフラッシュ法により測定したものを示す。

図３は、材料とその熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）との関係を示す図である。本実施形態において、断熱材１０５以外の配管１００，２００，３００は、ステンレス鋼により形成されている。なお、断熱材１０５以外の配管１００，２００，３００として、例えば、図３に示されているように炭素鋼を用いてもよい。

また、本実施形態において、断熱材１０５は、樹脂またはセラミックにより形成されている。加熱部１２０から冷却部１３０へ熱が伝わることを抑制する観点から、断熱材１０５の熱伝導率は、１４（Ｗ／ｍ・Ｋ）以下が好ましく、１０（Ｗ／ｍ・Ｋ）以下がより好ましい。熱伝導率が１０（Ｗ／ｍ・Ｋ）以下の断熱材１０５として、ゴムを用いてもよい。

図１において、受動機２５０は、蓄熱器２１０と、加熱部２３０と、冷却部２２０とを備える。受動機２５０は、管軸方向において、加熱部２３０と冷却部２２０との間に蓄熱器２１０を配することにより、音響エネルギーを熱エネルギーに変換する機関である。本実施形態において、受動機２５０の蓄熱器２１０は、原動機１５０の蓄熱器１１０と同じ部材を用いる。

受動機２５０の加熱部２３０が所定の温度であるとき、受動機２５０の冷却部２２０はそれよりも低い温度となる。本実施形態における熱音響機関１０は、冷凍用熱音響機関である。このため、配管２００の内外に原動機１５０の冷却部１３０を通った冷却水が通る管を配することにより、加熱部２３０の温度を原動機１５０の冷却部１３０の温度と同じとすることにより、受動機２５０の冷却部２２０において冷気を取得できる。

本実施形態において、配管１００の少なくとも一部が断熱材１０５により構成されている。このため、加熱部１２０から冷却部１３０へ熱が伝わることを抑制できる。この結果として、原動機１５０の熱交換効率が向上し、熱音響機関１０の熱交換効率が向上する。

また、本実施形態において、配管１００の蓄熱器１１０を覆う部分の一部が断熱材１０５により構成されている。このため、加熱部１２０から冷却部１３０へ熱が伝わることを抑制できる。この結果として、原動機１５０の熱交換効率が向上し、熱音響機関１０の熱交換効率が向上する。

本実施形態において、蓄熱器１１０を覆う配管１００の全周を断熱材１０５が覆っている。つまり、蓄熱器１１０を覆う配管１００の全周に対して断熱材１０５が１００％覆っている。熱音響機関１０の熱交換効率が向上する観点から、蓄熱器１１０を覆う配管１００の全周に対して、断熱材１０５が５０％以上覆っていることが好ましく、７５％以上覆っていることがより好ましい。

また、本実施形態において、蓄熱器１１０は、セラミックスにより形成されているが、金属を用いてもよい。一般に、熱音響機関１０の熱交換効率を向上させる観点から、蓄熱器１１０内に形成された孔の大きさは小さいほうが好ましい。金属であるステンレス鋼積層体は、セラミックスであるセラミックスハニカムと比べて、孔の大きさを小さく設計することが容易である。しかし、ステンレス鋼積層体は、熱伝導率が高い。このため、加熱部１２０から冷却部１３０へ熱を伝えやすく、熱音響機関１０の熱交換効率を下げる傾向がある。しかし、本実施形態において、断熱材１０５により、加熱部１２０と冷却部１３０との少なくとも一方から配管１００へ熱が伝わることを抑制できる。このため、蓄熱器１１０を金属により形成することができる。なお、蓄熱器１１０にステンレス鋼積層体を用いる場合として、多数枚のメッシュ薄板がメッシュの向きをランダムに積層されている部材を用いてもよい。メッシュ薄板は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）のワイヤ（♯６０、線径０．１４ｍｍ）でメッシュ格子寸法０．２８×０．２８の網状に形成されているものを例示できる。

Ａ２．第２実施形態
図４は、第２実施形態における原動機１５０Ａの構成図である。原動機１５０Ａは、第１実施形態における原動機１５０と比較して、断熱材１０５Ａの位置が異なるが、それ以外は同じである。

本実施形態において、配管１００のうち、加熱部１２０の蓄熱器１１０とは反対側と、冷却部１３０の蓄熱器１１０とは反対側と、に位置する部分の一部が、断熱材１０５Ａにより構成されている。このようにすることにより、加熱部１２０と配管１００との間の熱の移動、および冷却部１３０と配管１００との間の熱の移動を抑制できる。この結果として、熱エネルギーを音響エネルギーに変換する効率を向上させることができる。

なお、加熱部１２０の蓄熱器１１０とは反対側と、冷却部１３０の蓄熱器１１０とは反対側との一方の配管１００が、断熱材１０５Ａにより構成されている態様としてもよい。また、加熱部１２０の蓄熱器１１０とは反対側と、冷却部１３０の蓄熱器１１０とは反対側とにおける配管１００の全部が断熱材１０５Ａにより構成されていてもよい。これらの構成によっても、熱エネルギーを音響エネルギーに変換する効率を向上させることができる。

本実施形態において、断熱材１０５Ａは、加熱部１２０または冷却部１３０に接している。この形態によれば、加熱部１２０と配管１００との間の熱の移動、および冷却部１３０と配管１００との間の熱の移動を抑制できる。

Ａ３．第３実施形態
図５は、第３実施形態における原動機１５０Ｂの構成図である。原動機１５０Ｂは、第１実施形態における原動機１５０と比較して、断熱材１０５Ｂの位置が異なるが、それ以外は同じである。

本実施形態において、配管１００の蓄熱器１１０を覆う部分の一部が断熱材１０５Ｂにより構成されている。このようにすることにより、加熱部１２０から冷却部１３０へ熱が伝わることを抑制できる。また、加熱部１２０の蓄熱器１１０とは反対側と、冷却部１３０の蓄熱器１１０とは反対側とにおける配管１００の一部が、断熱材１０５Ｂにより構成されている。このようにすることにより、加熱部１２０と配管１００との間の熱の移動、および冷却部１３０と配管１００との間の熱の移動を抑制できる。この結果として、熱エネルギーを音響エネルギーに変換する効率を向上させることができる。

Ａ４．第４実施形態
図６は、第４実施形態における原動機１５０Ｃの構成図である。原動機１５０Ｃは、第１実施形態における原動機１５０と比較して、断熱材１０５Ｃの位置が異なるが、それ以外は同じである。

本実施形態において、配管１００の蓄熱器１１０を覆う部分であり、加熱部１２０側の一部と冷却部１３０側の一部とが断熱材１０５Ｃにより構成されている。このようにすることにより、加熱部１２０から冷却部１３０へ熱が伝わることを抑制できる。また、加熱部１２０の蓄熱器１１０とは反対側と、冷却部１３０の蓄熱器１１０とは反対側とにおける配管１００の一部が、断熱材１０５Ｃにより構成されている。このようにすることにより、加熱部１２０と配管１００との間の熱の移動、および冷却部１３０と配管１００との間の熱の移動を抑制できる。この結果として、熱エネルギーを音響エネルギーに変換する効率を向上させることができる。

Ａ５．第５実施形態
図７は、第５実施形態における原動機１５０Ｄの構成図である。原動機１５０Ｄは、第４実施形態における原動機１５０Ｃと比較して、配管１００の蓄熱器１１０を覆う部分の全部が断熱材１０５Ｄにより構成されている点が異なるが、それ以外は同じである。

本実施形態の原動機１５０Ｄによれば、第４実施形態における原動機１５０Ｃと比較して、加熱部１２０から冷却部１３０へ熱が伝わることをより抑制できる。つまり、蓄熱器１１０の両端（加熱部１２０側の端と冷却部１３０側の端）の温度差が大きくなり、熱エネルギーを音響エネルギーに変換する効率を向上させることができる。

Ａ６．第６実施形態
図８は、第６実施形態における原動機１５０Ｅの構成図である。原動機１５０Ｅは、第１実施形態における原動機１５０と比較して、配管１００Ａの構成と断熱材１０５Ｅの位置とが異なるが、それ以外は同じである。

本実施形態において、原動機１５０Ｅは、蓄熱器１１０を覆う第１の配管１００ｘと、加熱部１２０と、冷却部１３０と、加熱部１２０と接続する配管１００ｖと、冷却部１３０と接続する配管１００ｗと、を備える。

本実施形態において、配管１００ｘ、１００ｖ、１００ｗと、加熱部１２０と、冷却部１３０とは、それぞれフランジを備える。加熱部１２０に備えられたフランジは、ろう付けにより加熱部１２０と接続されており、冷却部１３０においても同様である。断熱材１０５Ｅは、（ｉ）第１の配管１００ｘのフランジｋ５と加熱部１２０のフランジｋ６との間、（ｉｉ）第１の配管１００ｘのフランジｋ４と冷却部１３０のフランジｋ３との間、（ｉｉｉ）加熱部１２０のフランジｋ７と配管１００ｖのフランジｋ８との間、（ｉｖ）冷却部１３０のフランジｋ２と配管１００ｗのフランジｋ１との間、にそれぞれ挟持されている。

フランジｋ（ｋ１からｋ８）は、締結具１０７により締結されており、締結具１０７の締結力によって、断熱材１０５Ｅが保持されている。本実施形態において、締結具１０７としては、ボルトとナットを用いる。フランジｋと断熱材１０５Ｅとの間には、シール性を確保するために、シール材１０６が設けられている。本実施形態において、シール材はゴム製のものを用いるが、使用温度に応じて適宜使い分けることができる。シール材としては、例えば、金属製のものを用いてもよい。本実施形態によれば、フランジ間に断熱材１０５Ｅが挟持されているため、断熱材１０５Ｅを挟んで配置される二部材間の熱の移動を抑制できる。この結果として、熱エネルギーを音響エネルギーに変換する効率を向上させることができる。

本実施形態において、全てフランジを用いているが、ろう付けにより各部材を接合してもよい。例えば、蓄熱器１１０を覆う第１の配管１００ｘと、加熱部１２０又は冷却部１３０（第２の部材とも呼ぶ）との間に、断熱材１０５Ｅが挟持されている態様としてもよい。この結果として、熱エネルギーを音響エネルギーに変換する効率を向上させることができる。

Ａ７．第７実施形態
図９は、第７実施形態における原動機１５０Ｆの構成図である。原動機１５０Ｆは、第６実施形態における原動機１５０Ｅと比較して、各フランジは、断熱材１０５Ｆを介して締結具１０７により締結されている点が異なるが、それ以外は同じである。本実施形態において、第１の部材（例えば、第１の配管１００ｘ）の第１のフランジ（例えば、フランジｋ５）の表面のうち、第２の部材（例えば、加熱部１２０）とは反対側の面や、第２の部材（例えば、加熱部１２０）の第２のフランジ（例えば、フランジｋ６）の表面のうち、第１の部材（例えば、第１の配管１００ｘ）とは反対側の面に、断熱材１０５Ｅとは異なる他の断熱材１０５Ｆが配置され、断熱材１０５Ｆを介して締結具により締結されている。

本実施形態において、断熱材１０５Ｆとして、ナイロンを用いる。ナイロンの熱伝導率は、０．２５Ｗ／ｍ・Ｋである。また、断熱材１０５Ｆとして、セラミックファイバーを用いてもよい。セラミックファイバーとしては、アルミナとシリカを主成分とした人造鉱物繊維（熱伝導率：０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ）を例示できる。本実施形態によれば、フランジｋ同士が断熱材１０５Ｆを介して締結具１０７により締結されているため、締結具１０７を介してフランジｋ同士に熱が伝わることを抑制できる。この結果として、熱エネルギーを音響エネルギーに変換する効率を向上させることができる。

Ｂ．変形例
Ｂ１．変形例１
上述の実施形態において、第１ループ管１００の一部が断熱材１０５により構成されている態様としたが、第１ループ管１００の代わりに、第２ループ管２００や共鳴管３００の少なくとも一部が断熱材１０５により構成されている態様としてもよい。

Ｂ２．変形例２
上述の実施形態において、断熱材は、配管のうち断熱材以外で構成されている部分と異なる材料を用いる態様としたが、配管の一部の熱伝導率を下げることによって、その部分を断熱材として機能させてもよい。

図１０は、配管の一部の熱伝導率を下げる態様を示す図である。図１０（Ａ）は、配管１００Ｂの一部である断熱材１０５Ｇの厚みを薄くする態様を示す。この形態によれば、熱伝導率が比較的高い材料を断熱材として用いる場合においても、断熱材の厚みを薄くすることにより、断熱機能が奏される。図１０（Ｂ）は、配管１００Ｃの一部である断熱材１０５Ｆの厚みを薄くした上で蛇腹状にする態様を示す。この形態によれば、配管１００Ｃの一部を蛇腹状にすることにより、熱の伝導を抑制できるため、断熱機能を奏させることができる。断熱機能を奏させる観点から、配管のうち断熱材以外で構成されている部分の厚みに対して、断熱材の厚みを、５０％以下とすることが好ましく、３分の１以下とすることがより好ましい。

Ｂ３．変形例３
上述の実施形態において、熱音響機関１０は、ダブルループ型の冷凍用熱音響機関としたが、加熱用熱音響機関としてもよく、単ループ型の熱音響機関としてもよい。

図１１は、単ループ型の熱音響機関１０Ａの概略図である。熱音響機関１０と比較して、受動機２５０と、受動機２５０を覆う第２ループ管２００を備えず、発電機２５０Ａを備えるが、それ以外は同じである。発電機としては、例えば、空気の圧力振動に応動して発電を行う発電装置（特開２００８−６８６８７号公報参照）を用いることができる。

Ｂ４．変形例４
第６実施形態（図８参照）において、継手部分に断熱材１０５Ｅが挟持される態様について説明したが、第６実施形態の変形例として、例えば、以下のような態様により断熱材１０５Ｅが継手部分に挟持されてもよい。

図１２は、断熱材が挟持されている態様を示す図である。図１２（Ａ）は、第１の配管１００ｘと加熱部１２０との間の一部において、断熱材１０５Ｅが挟持されている態様を示す。図１２（Ｂ）は、断熱材１０５Ｅが第１の配管１００ｘのフランジｋ５と加熱部１２０のフランジｋ６とに挟持されている態様を示す。図１２（Ｃ）は、加熱部１２０と、第１の配管１００ｘとの間に、断熱材１０５Ｅが挟持されている態様を示す。なお、図１２（Ｃ）に示す態様において、加熱部１２０の変わりに冷却部１３０を用いてもよい。

Ｂ５．変形例５
上述の実施形態において、締結具として、ボルトとナットを用いているが、他の締結具を用いてもよい。他の締結具としては、例えば、クランプを用いることができる。

図１３は、締結具としてクランプを用いて配管を接続する態様を示す図である。図１３（Ａ）は、クランプ１０７ｓで断熱材１０５Ｈを挟持する前の状態を示し、図１３（Ｂ）は、クランプ１０７ｓで断熱材１０５Ｈを挟持している状態を示す。図１３（Ａ）に示すように、配管１００ｓと配管１００ｔの間に断熱材１０５Ｈが挟持されており、図１３（Ｂ）に示すように、クランプ１０７ｓの締結力によって、断熱材１０５Ｈが保持されている。

Ｂ６．変形例６
上述の実施形態において、配管１００は、加熱部１２０と冷却部１３０と接続している。しかし、これに限られず、例えば、配管１００は、蓄熱器１１０と、加熱部１２０と、冷却部１３０とを覆っていてもよい。

Ｂ７．変形例７
加熱部１２０と、冷却部１３０と、配管１００とのうち、第１のフランジを有する第１の部材と、第２のフランジを有する第２の部材と、を締結する締結具１０７の締結力によって、断熱材１０５Ｅが保持される態様として、加熱部１２０と冷却部１３０との間の配管に設けられたフランジと、加熱部１２０のうち冷却部１３０の反対側と冷却部１３０のうち加熱部１２０の反対側との間の配管であって、共鳴管３００（配管３００）と接続される配管に設けられたフランジと、を締結する締結具１０７の締結力によって、断熱材１０５Ｅが保持される態様を含んでもよい（図１参照）。

本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

１０…熱音響機関
１０Ａ…熱音響機関
１００…第１ループ管
１００ｖ…配管
１００ｗ…配管
１００ｘ…第１の配管
１００ｙ…配管
１００ｚ…配管
１０５…断熱材
１０５Ａ…断熱材
１０５Ｂ…断熱材
１０５Ｃ…断熱材
１０５Ｄ…断熱材
１０５Ｅ…断熱材
１０５Ｆ…断熱材
１０５Ｇ…断熱材
１０５Ｈ…断熱材
１０６…シール材
１０７…締結具
１０７ｓ…クランプ
１１０…蓄熱器
１２０…加熱部
１３０…冷却部
１５０…原動機
１５０Ａ…原動機
１５０Ｂ…原動機
１５０Ｃ…原動機
１５０Ｄ…原動機
１５０Ｅ…原動機
１５０Ｆ…原動機
２００…第２ループ管
２１０…蓄熱器
２２０…冷却部
２３０…加熱部
２５０…受動機
２５０Ａ…発電機
３００…共鳴管
ｋ…フランジ
ｓ…領域

Claims (12)

1. 蓄熱器と、
   前記蓄熱器を加熱する加熱部と、
   前記蓄熱器を冷却する冷却部と、
   音波を伝搬する気体を内部に含む配管と、を備え、
   前記蓄熱器が、前記加熱部と前記冷却部との間に配されている熱音響機関であって、
   前記配管の少なくとも一部が断熱材により構成されている、熱音響機関。
2. 請求項１に記載の熱音響機関であって、
   前記配管の前記加熱部と前記冷却部との間の部分の少なくとも一部が、前記断熱材により構成されている、熱音響機関。
3. 請求項１または請求項２に記載の熱音響機関であって、
   前記配管のうち、前記加熱部の前記蓄熱器とは反対側と、前記冷却部の前記蓄熱器とは反対側と、に位置する部分の少なくとも一部が、前記断熱材により構成されている、熱音響機関。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の熱音響機関であって、
   前記断熱材は、前記加熱部または前記冷却部に接する、熱音響機関。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の熱音響機関であって、
   前記断熱材は、樹脂またはセラミックにより形成されている、熱音響機関。
6. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の熱音響機関であって、
   前記加熱部と、前記冷却部と、前記配管とのうち、
   第１のフランジを有する第１の部材と、第２のフランジを有する第２の部材と、
   を締結する締結具の締結力によって、前記断熱材が保持されている、熱音響機関。
7. 請求項６に記載の熱音響機関であって、
   前記断熱材は、前記第１の部材と前記第２の部材とに挟持されている、熱音響機関。
8. 請求項７に記載の熱音響機関であって、
   前記断熱材は、前記第１のフランジと、前記第２のフランジとに挟持されている、熱音響機関。
9. 請求項７に記載の熱音響機関であって、
   前記断熱材は、前記第１のフランジを有する前記配管と、前記加熱部または前記冷却部との間に挟持されている、熱音響機関。
10. 請求項６に記載の熱音響機関であって、
    前記第１のフランジの表面のうち、前記第２の部材とは反対側の面、または、前記第２のフランジの表面のうち、前記第１の部材とは反対側の面の、少なくとも一方に他の断熱材が配置され、前記他の断熱材を介して締結具により締結されている、熱音響機関。
11. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の熱音響機関であって、
    前記断熱材は、前記配管のうち前記断熱材以外で構成されている部分とろう付けにより接合されている、熱音響機関。
12. 請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の熱音響機関であって、
    前記蓄熱器は、金属により形成されている、熱音響機関。

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