JP2017106699A - 熱音響機関 - Google Patents

Abstract

【課題】熱源の熱エネルギーを配管内の気体や蓄熱器の加熱に効率良く利用することができ、かつ、短時間での起動が可能な熱音響機関を提供すること。
【解決手段】本発明の熱音響機関は、蓄熱器２１と、蓄熱器２１の高温側の端部２４に配置される熱源２２と、蓄熱器２１及び熱源２２が収容され、かつ、音波を伝搬する気体が内部に含まれる配管１１とを備える。熱源２２は、帯板状のヒータ材２６によって形成されたヒータ２２である。ヒータ２２は、配管１１が延びる方向から見たときに曲線または折れ線を有する形状をなし、ヒータ材２６の幅方向と配管１１が延びる方向とが平行となるように配置される。
【選択図】図２

Description

本発明は、蓄熱器及び熱源が収容され、かつ、音波を伝搬する気体が内部に含まれる配管を備える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提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１には、例えば図１２の熱音響機関１００に示されるように、蓄熱器１０１の第１の端部に高温側の熱交換器１０２を配置するとともに、蓄熱器１０１の第２の端部に低温側の熱交換器１０３を配置し、蓄熱器１０１及び熱交換器１０２，１０３の少なくとも１つを配管１０４に収容する技術が提案されている。この熱音響機関１００は、外部熱源から高温側の熱交換器１０２を介して蓄熱器１０１に供給される熱を用いて、配管１０４内の気体や蓄熱器１０１の高温側領域を加熱するようになっている。また、特許文献２には、例えば図１３の熱音響機関１１０に示されるように、熱源となるロッドヒータ１１１を配管１１２の外周側から内周側に貫通させ、ロッドヒータ１１１を用いて配管１１２内の気体を直接加熱することにより、蓄熱器１１３を加熱する技術が提案されている。

特開２０１３−１１７３１９号公報（図１等） 特開２０１３−１４８２８２号公報（図１，図２等）

ところが、特許文献１に記載の従来技術では、外部熱源から高温側の熱交換器１０２までの経路において、大気や配管１０４への放熱が生じるため、外部熱源の熱エネルギーを有効に利用することができないという問題がある。しかも、熱交換器１０２の熱容量は比較的大きいため、配管１０４内の気体や蓄熱器１０１の高温側領域を所定の温度に加熱するためには、熱交換器１０２を過剰に加熱しなければならない。ゆえに、熱音響機関１００の起動に時間が掛かるという問題もある。

なお、特許文献２に記載の従来技術は、複数のロッドヒータ１１１を用いて配管１１２内の気体を直接加熱するものであるため、特許文献１の熱音響機関１００よりは熱エネルギーを効率良く利用することができる。しかしながら、ロッドヒータ１１１の外径は比較的大きいため、ロッドヒータ１１１と、配管１１２に設けられたロッドヒータ１１１用の貫通孔との接触面積が大きくなる。この場合、ロッドヒータ１１１の熱が、ロッドヒータ１１１の保持部や配線を介して配管１１２や大気に放出されてしまう可能性が高い。つまり、特許文献２の熱音響機関１１０においても、熱エネルギーを十分に利用することができない。また、ロッドヒータ１１１の熱容量も、熱交換器１０２と同様に比較的大きいため、配管１１２内の気体や蓄熱器１１３の高温側領域を所定の温度に加熱するためには、ロッドヒータ１１１を過剰に加熱しなければならない。ゆえに、この場合も、熱音響機関１１０の起動に時間が掛かるという問題もある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱源の熱エネルギーを配管内の気体や蓄熱器の加熱に効率良く利用することができ、かつ、短時間での起動が可能な熱音響機関を提供することにある。

上記課題を解決するための手段（手段１）としては、蓄熱器と、前記蓄熱器の高温側の端部に配置される熱源と、前記蓄熱器及び前記熱源が収容され、かつ、音波を伝搬する気体が内部に含まれる配管とを備える熱音響機関であって、前記熱源は、帯板状のヒータ材によって形成されたヒータであり、前記ヒータは、前記配管が延びる方向から見たときに曲線または折れ線を有する形状をなしており、前記ヒータ材の幅方向と前記配管が延びる方向とが平行となるように配置されていることを特徴とする熱音響機関がある。

従って、上記手段１に記載の発明では、配管内に含まれている気体や配管内に収容された蓄熱器が、同じく配管内に収容された熱源によって直接加熱されるようになっている。即ち、熱源が配管に接触しない構造とすることができるため、熱源から大気や配管への放熱を低減させることができる。よって、熱源の熱エネルギーを、配管内の気体や蓄熱器の加熱に効率良く利用することができる。また、熱源は、帯板状のヒータ材によって形成されたヒータであり、ヒータの熱容量は、熱交換器やロッドヒータに比べて大幅に小さくなっている。その結果、熱源を所望の温度に素早く加熱できるようになるため、熱音響機関の起動に掛かる時間を大幅に短縮することができる。さらに、上記手段１のヒータは、ロッドヒータに比べて配管内の気体との接触面積が大きくなっている。このため、ヒータによって配管内の気体を効率良く加熱することができる。

上記熱音響機関を構成する熱源は、帯板状のヒータ材によって形成されたヒータである。ヒータ材の形成材料としては、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３２１、ＮＣＦ８００、ＮＣＦ６００、ＳＵＳ３１６等のステンレス鋼や、ニクロムなどの一般的なヒータ材料が挙げられる。また、ヒータ材の形成材料として、窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）にタングステンカーバイド（ＷＣ）を混合して導電性を持たせた導電性セラミックを用いてもよい。なお、ヒータは、配管が延びる方向から見たときに渦巻状またはつづら折り状をなしていることがよい。このようにすれば、ヒータと配管内の気体との接触面積が大きくなるため、配管内の気体をより効率良く加熱することができる。さらに、ヒータは表面に絶縁層を有していてもよい。このようにすれば、ヒータ材の中での部分的な接触に起因する短絡を防止することができる。

また、ヒータの蓄熱器側の端面は、蓄熱器の高温側の端部に接していてもよい。このようにすれば、ヒータの熱が直接蓄熱器に伝達されるため、ヒータの熱エネルギーを、蓄熱器の加熱により効率良く利用することができる。また、ヒータと蓄熱器との間の隙間、即ち、配管内の気体が通過する際に抵抗となる部分が生じなくなるため、気体が配管内を通過する際の圧力損失を小さくすることができる。

さらに、ヒータは、ロウ材または接着剤を介して蓄熱器の高温側の端部に接合されていてもよい。このようにすれば、配管に振動等が加わったとしても、ヒータが動きにくくなるため、ヒータ材の中での部分的な接触に起因する短絡を確実に防止することができる。ここで、ロウ材としては、例えば貴金属を含有するものなどが挙げられる。ロウ材に含まれる貴金属としては、例えば、金（Ａｕ）や銀（Ａｇ）などを挙げることができる。また、ロウ材として、銀と他の金属との合金（具体的にはＡｇ−Ｃｕ）や、金と他の金属との合金（具体的には、Ａｕ−Ｇｅ、Ａｕ−Ｓｉ、Ａｕ−Ｓｎ）などの公知のロウ材を用いることもできる。一方、接着剤としては、例えば無機接着剤などが挙げられる。無機接着剤としては、セラミック系接着剤、ガラス系接着剤、セメント系接着剤などが挙げられるが、特には、１２００℃程度の耐熱性を有するシリカ−アルミナ系無機接着剤であることがよい。

なお、ヒータの蓄熱器側の端部は、蓄熱器の高温側の端部に設けられた凹部に挿入されていてもよい。このようにすれば、ヒータと蓄熱器との接触面積が大きくなるため、ヒータの熱がより確実に蓄熱器に伝達されるようになる。よって、ヒータの熱エネルギーを、蓄熱器の加熱により効率良く利用することができる。また、配管に振動等が加わった際に、ヒータがよりいっそう動きにくくなる。その結果、ヒータ材の中での部分的な接触に起因する短絡をより確実に防止することができる。

上記熱音響機関を構成する配管は、音波を伝搬する気体が内部に含まれている。ここで、配管内に含まれている気体としては、例えば、空気、ヘリウム、窒素、アルゴンなどを挙げることができる。

また、配管と蓄熱器との間には断熱材が配置されていることがよい。このようにすれば、蓄熱器から配管への放熱が抑制されるため、熱源の熱によって配管内の気体を効率良く加熱することができる。さらに、断熱材は、配管と熱源との間にも配置されていることがよい。このようにすれば、熱源から配管への放熱も抑制されるため、熱源の熱によってより効率良く配管内の気体を加熱することができる。なお、断熱材は、セラミック材料や樹脂材料などによって形成することが可能である。かかるセラミック材料の好適例としては、アルミナ、窒化アルミニウム、窒化珪素、窒化ホウ素、べリリア、ムライト、ガラスセラミックなどを挙げることができる。また、樹脂材料の好適例としては、例えば、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド−トリアジン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、フェノール樹脂などが挙げられる。そのほか、これらの樹脂とガラス繊維（ガラス織布やガラス不織布）やポリアミド繊維等の有機繊維との複合材料を使用してもよい。

本実施形態における熱音響機関を示す概略構成図。 原動機を示す概略断面図。 ヒータを示す概略斜視図。 冷凍機を示す概略断面図。 他の実施形態におけるヒータを示す概略斜視図。 他の実施形態におけるヒータを示す概略斜視図。 他の実施形態において、ヒータと第１の蓄熱器との接続構造を示す要部断面図。 他の実施形態において、ヒータと第１の蓄熱器との接続構造を示す要部断面図。 他の実施形態における熱音響機関を示す概略構成図。 他の実施形態における熱音響機関を示す概略構成図。 他の実施形態における熱音響機関を示す概略構成図。 従来技術における熱音響機関の原動機を示す概略断面図。 従来技術における熱音響機関の原動機を示す概略断面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１に示されるように、本実施形態の熱音響機関１０は、シングルループ型の熱音響機関である。熱音響機関１０は、配管１１、原動機２０及び冷凍機３０を備えている。また、配管１１は、内径１００ｍｍの円筒状をなしており、音波を伝搬する気体（本実施形態では空気）が大気圧（または、例えば１０気圧に加圧された状態）で内部に充填されている。

図１，図２に示されるように、原動機２０は、熱エネルギーを音響エネルギーに変換する機関であり、第１の蓄熱器２１、ヒータ２２（熱源）及び熱交換器２３を備えている。第１の蓄熱器２１、ヒータ２２及び熱交換器２３は、配管１１内に完全に収容されている。また、第１の蓄熱器２１は、外径９０ｍｍの円筒状をなしており、セラミックハニカムによって形成されている。なお、セラミックハニカムの代わりに、孔加工された金属板（ＳＵＳ板）を積層してなるハニカムを用いることにより、第１の蓄熱器２１を形成するようにしてもよい。

図２，図３に示されるように、ヒータ２２は、第１の蓄熱器２１の高温側の端部２４に配置されている。そして、ヒータ２２の第１の蓄熱器２１側の端面２５は、第１の蓄熱器２１の高温側の端部２４に接している。ヒータ２２は、配管１１内の気体を加熱するとともに、第１の蓄熱器２１を加熱するようになっている。

なお、ヒータ２２は、帯板状の金属材（本実施形態では、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼）からなるヒータ材２６を折り曲げることによって形成された電熱ヒータである。ヒータ２２は、配管１１が延びる方向から見たときに曲線を有する形状をなしている。具体的に言うと、ヒータ２２は、配管１１が延びる方向から見たときの形状が、渦巻状（本実施形態では、いわゆる「フェルマーの螺旋」）をなしている。そして、ヒータ材２６の長手方向における両端部には、それぞれ配線（図示略）が接続されている。両配線は、配管１１を貫通して外部電源（図示略）に接続されている。

また、図２，図３に示されるヒータ２２は、ヒータ材２６の幅方向と配管１１が延びる方向とが平行となるように配置されており、配管１１と同軸上に配置されている。なお、本実施形態では、ヒータ材２６の幅方向における長さが５０ｍｍとなっており、ヒータ材２６の長手方向（つまり、ヒータ材２６の形成材料である帯板状の金属材の長さ方向）における長さが１０００ｍｍとなっている。即ち、ヒータ材２６の長手方向における長さは、配管１１の内径（１００ｍｍ）の５倍以上（本実施形態では１０倍）であって、第１の蓄熱器２１の外径（９０ｍｍ）の５倍以上（本実施形態では約１１．１倍）となっている。さらに、ヒータ材２６の長手方向における長さは、配管１１の内周の長さ（約３１４ｍｍ）の３倍以上（本実施形態では約３．２倍）であって、第１の蓄熱器２１の外周の長さ（約２８３ｍｍ）の３倍以上（本実施形態では約３．５倍）となっている。また、ヒータ材２６の長手方向における長さは、ヒータ材２６の幅方向における長さ（５０ｍｍ）の１０倍以上（本実施形態では２０倍）となっている。

図２に示されるように、熱交換器２３は、第１の蓄熱器２１の低温側の端部２７に配置されている。そして、熱交換器２３の第１の蓄熱器２１側の端面は、第１の蓄熱器２１の低温側の端部２７に接している。また、熱交換器２３は、配管１１の内外に冷却水が通る管（図示略）を有している。熱交換器２３は、配管１１内の気体を冷却するようになっている。

そして、配管１１と第１の蓄熱器２１との間には、第１の断熱材２８が配置されている。第１の断熱材２８は、配管１１とヒータ２２との間にまで延びている。即ち、配管１１と第１の蓄熱器２１との間に配置される断熱材、及び、配管１１とヒータ２２との間に配置される断熱材は、共通の第１の断熱材２８である。また、第１の断熱材２８は、第１の蓄熱器２１の外周面全体とヒータ２２の外周面全体とを覆っている。本実施形態の第１の断熱材２８は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等のセラミック材料によって繊維状（マット状）に形成されている。また、第１の断熱材２８は、ロウ付けによって配管１１に接合されている。

なお、本実施形態の原動機２０では、ヒータ２２を用いて配管１１内の気体と第１の蓄熱器２１の高温側の端部２４とを３５０℃程度に加熱し、熱交換器２３を用いて第１の蓄熱器２１の低温側の端部２７を３０℃程度に冷却する。その結果、第１の蓄熱器２１や配管１１内の気体に温度差が生じることにより、音波（音響エネルギー）が発生する。なお、熱交換器２３は、同熱交換器２３に接続された水冷または空冷の機器（図示略）により、３０℃以下に維持されている。

図１，図４に示されるように、冷凍機３０は、原動機２０で発生した音響エネルギーを熱エネルギーに変換することによって冷気を取得する機関であり、第２の蓄熱器３１、低温側熱交換器３２（冷熱源）及び高温側熱交換器３３を備えている。第２の蓄熱器３１、低温側熱交換器３２及び高温側熱交換器３３は、配管１１内に完全に収容されている。本実施形態の第２の蓄熱器３１は、原動機２０側の第１の蓄熱器２１と同じものである。

図４に示されるように、低温側熱交換器３２は、第２の蓄熱器３１の低温側の端部３４に配置されている。そして、低温側熱交換器３２の第２の蓄熱器３１側の端面は、第２の蓄熱器３１の低温側の端部３４に接している。一方、高温側熱交換器３３は、第２の蓄熱器３１の高温側の端部３５に配置されている。そして、高温側熱交換器３３の第２の蓄熱器３１側の端面は、第２の蓄熱器３１の高温側の端部３５に接している。

そして、配管１１と第２の蓄熱器３１との間には、第２の断熱材３６が配置されている。第２の断熱材３６は、第２の蓄熱器３１の外周面全体を覆っている。本実施形態の第２の断熱材３６は、原動機２０側の第１の断熱材２８と同じ材料（アルミナ）によって形成されている。また、第２の断熱材３６は、ロウ付けによって配管１１に接合されている。

なお、本実施形態の冷凍機３０では、原動機２０からの音波が冷凍機３０に到達した時点で、配管１１内の気体と高温側熱交換器３３とが３０℃程度に維持されるようになる。一方、低温側熱交換器３２は、熱音響現象により、−１００℃程度の低温となる。その結果、低温となった冷熱が取り出されるため、冷凍機３０として機能するようになる。なお、高温側熱交換器３３は、同高温側熱交換器３３に接続された水冷または空冷の機器（図示略）により、３０℃以下に維持されている。

従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）本実施形態の熱音響機関１０では、配管１１内に含まれている気体や配管１１内に収容された第１の蓄熱器２１が、同じく配管１１内に収容されたヒータ２２によって直接加熱されるようになっている。即ち、ヒータ２２が配管１１に接触しない構造とすることができるため、ヒータ２２から大気や配管１１への放熱を低減させることができる。よって、ヒータ２２の熱エネルギーを、配管１１内の気体や第１の蓄熱器２１の加熱に効率良く利用することができる。

（２）本実施形態の熱源は、帯板状のヒータ材２６によって形成されたヒータ２２であり、ヒータ２２の熱容量は、従来の熱源である熱交換器１０２（図１２参照）やロッドヒータ１１１（図１３参照）に比べて大幅に小さくなっている。その結果、ヒータ２２を所望の温度に素早く加熱できるようになるため、熱音響機関１０の起動に掛かる時間を大幅に短縮することができる。ゆえに、熱音響機関１０の消費電力の低減も図ることができる。また、本実施形態のヒータ２２は、配管１１が延びる方向から見たときに渦巻状をなしているため、ロッドヒータ１１１に比べて配管１１内の気体との接触面積が大きい。このため、ヒータ２２によって配管１１内の気体を効率良く加熱することができる。

（３）本実施形態の原動機２０では、配管１１と第１の蓄熱器２１との間に第１の断熱材２８が配置されている。その結果、第１の蓄熱器２１から配管１１への放熱が抑制されるため、ヒータ２２の熱によって配管１１内の気体を効率良く加熱することができる。

また、本実施形態の冷凍機３０では、配管１１と第２の蓄熱器３１との間に第２の断熱材３６が配置されている。その結果、原動機２０からの音波（音響エネルギー）を冷凍機３０の第２の蓄熱器３１で冷熱に変換する際に、冷熱が配管１１に伝わる熱量を低減することができる。このため、音響エネルギーをより有効に冷熱に利用することができる。

なお、上記実施形態を以下のように変更してもよい。

・上記実施形態のヒータ２２は、配管１１が延びる方向から見たときの形状が、渦巻状（「フェルマーの螺旋状」）となしていた。しかし、図５に示されるように、ヒータ４１は、他の渦巻状（ここでは、いわゆる「アルキメデスの螺旋」）をなしていてもよい。また、図６に示されるように、ヒータ４２は、渦巻状とは異なる形状（ここでは、つづら折り状）をなしていてもよい。

・上記実施形態において、ヒータ２２は、セラミック材料などからなる絶縁層を表面に有していてもよい。このようにすれば、ヒータ材２６の中での部分的な接触に起因する短絡を防止することができる。

・上記実施形態では、ヒータ２２の第１の蓄熱器２１側の端面２５が、第１の蓄熱器２１の高温側の端部２４に接するようになっていた。しかし、図７に示されるように、ヒータ４３は、ロウ材４４（または接着剤）を介して第１の蓄熱器４５の高温側の端部４６に接合されていてもよい。また、図８に示されるように、ヒータ４７の第１の蓄熱器４８側の端部４９は、第１の蓄熱器４８の高温側の端部５０に設けられた凹部５１に挿入されていてもよい。なお、ヒータと蓄熱器とをロウ材を介して接合する場合に、蓄熱器をステンレスメッシュなどの金属部材を用いて形成すると、ヒータを流れる電流が蓄熱器に漏電してしまう可能性がある。よって、ヒータと蓄熱器との接合にロウ材を用いる場合には、蓄熱器をセラミック材料を用いて形成することがよい。

・上記実施形態のヒータ２２は、ヒータ材２６を折り曲げることによって形成されていたが、別の方法を用いてヒータを形成してもよい。例えば、鋳造や押出成形によってヒータを形成してもよいし、３Ｄプリンターを用いてヒータを形成してもよい。

・上記実施形態において、熱音響機関のレイアウトを適宜変更してもよい。例えば、図９の熱音響機関６０に示されるように、ダブルループ型の熱音響機関に変更してもよい。詳述すると、この熱音響機関６０は、第１ループ管６１（配管）、第２ループ管６２（配管）及び共鳴管６３（配管）を備えている。第１ループ管６１は、矩形環状をなし、原動機６４を備えている。第２ループ管６２は、矩形環状をなし、冷凍機６５を備えている。共鳴管６３は、直線状をなしており、第１端部が第１ループ管６１に接続されるとともに、第２端部が第２ループ管６２に接続されている。

・また、図１０の熱音響機関７０に示されるように、上記実施形態とは別のシングルループ型の熱音響機関に変更してもよい。詳述すると、この熱音響機関７０は、原動機７１及び冷凍機７２を備える矩形環状のループ管７３（配管）と、ループ管７３から延出し、発電機（図示略）等に接続可能な接続管７４（配管）とを備えている。ここで、発電機としては、例えば、気体の圧力振動に応動して発電を行う発電機などを用いることができる。

・さらに、図１１の熱音響機関８０に示されるように、ループ型ではない熱音響機関に変更してもよい。詳述すると、この熱音響機関８０は、原動機８１及び冷凍機８２を備え、一直線上に延びる配管８３を備えている。

・上記実施形態において、熱音響機関１０に複数の原動機２０を設けることにより、熱音響機関１０の出力向上を図るようにしてもよい。また、熱音響機関１０に複数の冷凍機３０を設けることにより、熱音響機関１０が複数の冷熱源（低温側熱交換器３２）を有するようにしてもよい。

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）上記手段１において、前記ヒータ材の長手方向における長さは、前記配管の内径の５倍以上であることを特徴とする熱音響機関。

（２）上記手段１において、前記ヒータ材の長手方向における長さは、前記蓄熱器の外径の５倍以上であることを特徴とする熱音響機関。

（３）上記手段１において、前記ヒータ材の長手方向における長さは、前記配管の内周の長さの３倍以上であることを特徴とする熱音響機関。

（４）上記手段１において、前記ヒータ材の長手方向における長さは、前記蓄熱器の外周の長さの３倍以上であることを特徴とする熱音響機関。

（５）上記手段１において、前記ヒータ材の長手方向における長さは、前記ヒータ材の幅方向における長さの１０倍以上であることを特徴とする熱音響機関。

（６）上記手段１において、前記ヒータは、前記配管が延びる方向から見たときに渦巻状をなしており、前記配管と同軸上に配置されていることを特徴とする熱音響機関。

（７）上記手段１において、前記ヒータは前記配管内に完全に収容されていることを特徴とする熱音響機関。

（８）上記手段１において、前記ヒータは、帯板状の前記ヒータ材を曲げることによって形成されたものであることを特徴とする熱音響機関。

（９）技術的思想（８）において、前記ヒータは、金属材を曲げることによって形成されたものであることを特徴とする熱音響機関。

（１０）上記手段１において、前記ヒータは電熱ヒータであることを特徴とする熱音響機関。

（１１）上記手段１において、前記配管と前記蓄熱器との間、及び、前記配管と前記熱源との間にそれぞれ断熱材が配置され、前記配管と前記蓄熱器との間に配置される前記断熱材、及び、前記配管と前記熱源との間に配置される前記断熱材は、共通の断熱材であることを特徴とする熱音響機関。

（１２）上記手段１において、前記熱音響機関は、前記蓄熱器及び前記熱源を備える原動機と、前記原動機で発生した音響エネルギーを熱エネルギーに変換することによって冷気を取得する冷凍機とを備え、前記冷凍機は、前記配管に収容される第２の蓄熱器を備え、前記配管と前記第２の蓄熱器との間に第２の断熱材が配置されていることを特徴とする熱音響機関。

１０，６０，７０，８０…熱音響機関
１１，８３…配管
２１，４５，４８…蓄熱器としての第１の蓄熱器
２２，４１，４２，４３，４７…熱源としてのヒータ
２４，４５，５０…蓄熱器の高温側の端部
２５…ヒータの蓄熱器側の端面
２６…ヒータ材
２８…断熱材としての第１の断熱材
４４…ロウ材
４９…ヒータの蓄熱器側の端部
５１…凹部
６１…配管としての第１ループ管
６２…配管としての第２ループ管
６３…配管としての共鳴管
７３…配管としてのループ管
７４…配管としての接続管

Claims (8)

1. 蓄熱器と、
   前記蓄熱器の高温側の端部に配置される熱源と、
   前記蓄熱器及び前記熱源が収容され、かつ、音波を伝搬する気体が内部に含まれる配管と
   を備える熱音響機関であって、
   前記熱源は、帯板状のヒータ材によって形成されたヒータであり、
   前記ヒータは、前記配管が延びる方向から見たときに曲線または折れ線を有する形状をなしており、前記ヒータ材の幅方向と前記配管が延びる方向とが平行となるように配置されている
   ことを特徴とする熱音響機関。
2. 前記ヒータは、前記配管が延びる方向から見たときに渦巻状またはつづら折り状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の熱音響機関。
3. 前記ヒータは表面に絶縁層を有することを特徴とする請求項１または２に記載の熱音響機関。
4. 前記ヒータの前記蓄熱器側の端面は、前記蓄熱器の高温側の端部に接していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の熱音響機関。
5. 前記ヒータは、ロウ材または接着剤を介して前記蓄熱器の高温側の端部に接合されていることを特徴とする請求項４に記載の熱音響機関。
6. 前記ヒータの前記蓄熱器側の端部は、前記蓄熱器の高温側の端部に設けられた凹部に挿入されていることを特徴とする請求項４または５に記載の熱音響機関。
7. 前記配管と前記蓄熱器との間に断熱材が配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の熱音響機関。
8. 前記断熱材は、前記配管と前記熱源との間にも配置されていることを特徴とする請求項７に記載の熱音響機関。

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