JP2019200015A - 熱音響装置 - Google Patents

Abstract

【課題】凝縮性流体を用いる熱音響装置において、エネルギ変換部で必要とされる入熱量を低減する。【解決手段】作動流体が封入され、作動流体として用いられる凝縮性流体が外部から供給される供給口２０４を有する音響伝達管１０１、３０１、４００と、音響伝達管内に設けられ、一方の端部と他方の端部との間に所定の温度条件を形成することで作動流体を加圧及び減圧させて熱エネルギを音響エネルギに変換するエネルギ変換部１０２ａと、音響伝達管内に設けられ、音響エネルギを異なる種類のエネルギに変換するエネルギ消費部３０２ａと、音響伝達管外に設けられ、作動流体として用いられる凝縮性流体を気化させ、気相の凝縮性流体を供給口２０４からエネルギ変換部１０２ａに供給する蒸気供給部とを設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、熱エネルギと音響エネルギとの間でエネルギ変換を行う熱音響装置に関する。

従来より、熱音響現象を利用して熱エネルギと音響エネルギの間でエネルギ変換を行う熱音響装置が知られている。熱音響装置は、作動流体が充填された配管の内部に熱エネルギと音響エネルギに変換するエネルギ変換部が設けられており、エネルギ変換部の両端に温度勾配を形成することで、熱音響自励振動である音波が発生する。

このような熱音響装置において、特許文献１では、エネルギ変換効率を向上させるために、作動流体として非凝縮性流体と凝縮性流体の混合物を用いることが提案されている。

特開２００９−７４７２２号公報

しかしながら、熱音響装置に予め液相の凝縮性流体を封入しておき、熱交換器等の入熱装置からの入熱で凝縮性流体を気化させる構成では、凝縮性流体の蒸発潜熱分の入熱量が必要となり、入熱装置の大型化を招く。

本発明は上記点に鑑み、凝縮性流体を用いる熱音響装置において、エネルギ変換部で必要とされる入熱量を低減することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、作動流体が封入され、作動流体として用いられる凝縮性流体が外部から供給される供給口（２０４）を有する音響伝達管（１０１、３０１、４００）と、音響伝達管内に設けられ、一方の端部と他方の端部との間に所定の温度条件を形成することで作動流体を加圧及び減圧させて熱エネルギを音響エネルギに変換するエネルギ変換部（１０２ａ）と、音響伝達管内に設けられ、音響エネルギを異なる種類のエネルギに変換するエネルギ消費部（３０２ａ）と、音響伝達管外に設けられ、作動流体として用いられる凝縮性流体を気化させ、気相の凝縮性流体を供給口からエネルギ変換部に供給する蒸気供給部（２００）とを備えることを特徴とする。

このように、気供給部からエネルギ変換部に気相の蒸凝縮性流体を供給することで、熱音響装置を作動させることができる。これによれば、エネルギ変換部の高温側端部で凝縮性流体を気化させる必要がなく、凝縮性流体の蒸発潜熱に相当する入熱量を低減できる。このため、エネルギ変換部に熱を供給する入熱装置を省略若しくは小型化することができる。

なお、上記各構成要素の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

第１実施形態の熱音響装置を示す概念図である。 第１実施形態の入力ループ配管と気体供給通路の接続部の断面図である。 第２実施形態の入力ループ配管と気体供給通路の接続部の断面図である。 第３実施形態の入力ループ配管と気体供給通路の接続部の断面図である。 第３実施形態の入力ループ配管と気体供給通路の接続部の断面図である。 第４実施形態の入力ループ配管と気体供給通路の接続部の断面図である。 第４実施形態の入力ループ配管と気体供給通路の接続部の断面図である。 第４実施形態の入力ループ配管と気体供給通路の接続部の断面図である。 第５実施形態の入力ループ配管と気体供給通路の接続部の断面図である。 第５実施形態の入力ループ配管と気体供給通路の接続部の断面図である。 第５実施形態の入力ループ配管と気体供給通路の接続部の断面図である。 第６実施形態の入力ループ配管と気体供給通路の接続部の断面図である。 第７実施形態の入力ループ配管と気体供給通路の接続部の断面図である。 第８実施形態の入力ループ配管と気体供給通路の接続部の断面図である。 第９実施形態の入力ループ配管と気体供給通路の接続部の断面図である。 第１０実施形態の熱音響装置を示す概念図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図面を用いて説明する。図１に示すように、本第１実施形態の熱音響装置１は、熱エネルギを音響エネルギに変換する熱音響エンジン部１００と、凝縮性流体の蒸気を供給する蒸気供給部２００と、音響エネルギを消費する熱音響消費部３００を備えている。なお、蒸気供給部２００については後述する。

熱音響エンジン部１００は、入力ループ配管１０１および入力部１０２を備えている。熱音響消費部３００は、出力ループ配管３０１および出力部３０２を備えている。

ループ配管１０１、３０１は、連結配管４００によって接続されている。これらの配管１０１、３０１、４００は、中空状の筒状部材であり、密閉空間を構成している。配管１０１、３０１、４００としては、例えば円筒形状のステンレス製配管を用いることができる。本実施形態の熱音響装置１は、２つのループ配管１０１、３０１を連結配管４００で接続するダブルループ型となっている。

配管１０１、３０１、４００は、内部空間に作動流体２が封入されている。配管１０１、３０１、４００は、作動流体２を介して音響エネルギを伝達可能な音響伝達管である。作動流体２は、非凝縮性流体と凝縮性流体の混合物である。非凝縮性媒体は、熱音響装置１の作動温度範囲で気液相変化しない流体である。凝縮性媒体は、熱音響装置１の作動温度範囲で気液相変化する流体である。凝縮性流体は、主に液体の状態で入力部１０２に保持されている。

非凝縮性流体としては、例えばヘリウム、窒素、アルゴン等の低分子量の不活性ガス、空気、水素あるいはこれらの混合物を好適に用いることができるが、異なる種類の非凝縮性流体を用いてもよい。凝縮性流体としては、例えば水、炭酸、フロンを好適に用いることができるが、異なる種類の凝縮性流体を用いてもよい。本実施形態では、非凝縮性流体として空気を用い、凝縮性流体として水を用いている。

入力ループ配管１０１は、熱音響原動機用のループ配管である。出力ループ配管３０１は、熱音響受動機用のループ配管である。

入力ループ配管１０１には、外部から熱エネルギの入力が行われる入力部１０２が設けられている。入力部１０２は原動機であり、外部から入力された熱エネルギを音響エネルギに変換可能となっている。つまり、入力部１０２では、熱流から仕事流への変換が行われる。

入力部１０２は、蓄熱部１０２ａ、低温熱交換部１０２ｂを備えている。これらは、入力ループ配管１０１の長手方向に沿って配置されている。蓄熱部１０２ａ、低温熱交換部１０２ｂは上下方向に並んで配置されており、上方から、蓄熱部１０２ａ、低温熱交換部１０２ｂの順に配置されている。

蓄熱部１０２ａは、熱エネルギを音響エネルギに変換するエネルギ変換部であり、多数の細孔が形成されたスタックとして構成されている。蓄熱部１０２ａとしては、例えばセラミックスハニカムのような細かい流路が設けられた構造体、あるいはステンレス等の金属メッシュのような目の細かい金網が積層された構造体等を用いることができる。

蓄熱部１０２ａの一端側には、蒸気供給部２００から気相の凝縮性流体が供給される。蓄熱部１０２ａの他端側には低温熱交換部１０２ｂが配置されており、低温熱交換部１０２ｂは蓄熱部１０２ａと熱的に接触している。本実施形態では、蓄熱部１０２ａの一端側は上端側であり、蓄熱部１０２ａの他端側は下端側である。

蒸気供給部２００は、音響伝達管１０１、３０１、４００の外部に設けられている。蒸気供給部２００は、内部に液相の凝縮性流体２０１が収容されている。本実施形態では、凝縮性流体として水を用いており、気相の凝縮性流体は水蒸気である。

蒸気供給部２００は、凝縮性流体を加熱して気化させるための熱源部２０２を備えている。熱源部２０２としては、例えば電気ヒータを用いることができる。

蒸気供給部２００と入力ループ配管１０１は、気体供給通路２０３によって接続されている。図２に示すように、気体供給通路２０３は、入力ループ配管１０１における蓄熱部１０２ａの一端側に対応する部位に接続されている。

気体供給通路２０３における入力ループ配管１０１との接続部は、気相の凝縮性流体を蓄熱部１０２ａに供給するための供給口２０４となっている。供給口２０４は、蓄熱部１０２ａの上方に位置している。蒸気供給部２００で気化した凝縮性流体は、気体供給通路２０３を移動し、供給口２０４から蓄熱部１０２ａの一端側に供給される。これにより、蓄熱部１０２ａの一端側は、蒸気供給部２００から供給される気相の凝縮性流体によって加熱される。

本実施形態では、気体供給通路２０３は、入力ループ配管１０１の壁面に略直交して接続されている。このため、凝縮性流体は供給口２０４から蓄熱部２０１ａの端面に沿って噴射される。

図１に戻り、蒸気供給部２００と、入力ループ配管１０１における入力部１０２よりも下方の部位は、液体回収通路２０５によって接続されている。入力部１０２で凝縮した液相の凝縮性流体は、入力ループ配管１０１の内部を下方に移動し、液体回収通路２０５を介して蒸気供給部２００に回収される。

低温熱交換部１０２ｂは、例えば冷却水あるいは外気と熱交換することで、蓄熱部１０２ａの他端側を冷却する。なお、熱音響装置１の稼働が短時間であれば、冷却用熱交換部１０２ｂを省略することも可能であるが、熱音響装置１の稼働が長時間となる場合には、蓄熱部１０２ａの高温側端部から低温側端部に次第に熱が輸送されるため、冷却用熱交換部１０２ｂを設けることが望ましい。

蓄熱部１０２ａは、蒸気供給部２００から気相の凝縮性流体が供給される一端側が、低温熱交換部１０２ｂで冷却される他端側よりも高温となる。このため、蓄熱部１０２ａの一端側が高温側端部となり、蓄熱部１０２ａの他端側が低温側端部となり、蓄熱部１０２ａの両端に温度差を生成することができる。

出力ループ配管３０１には、外部にエネルギを出力する出力部３０２が設けられている。出力部３０２は受動機であり、音響エネルギから熱エネルギへの変換が行われる。つまり、出力部３０２では、仕事流から熱流への変換が行われる。出力部３０２は、音響エネルギを消費する音響エネルギ消費部である。

出力部３０２は、蓄熱部３０２ａ、低温熱交換部３０２ｂ、高温熱交換部３０２ｃを備えている。蓄熱部３０２ａは、入力部１０２の蓄熱部１０２ａと同じく、例えばセラミックスハニカムのような細かい流路が設けられた構造体、あるいはステンレス等の金属メッシュのような目の細かい金網が積層された構造体等を用いることができる。出力部３０２の蓄熱部３０２ａは、音響エネルギを異なる種類のエネルギに変換するエネルギ消費部である。本実施形態では、蓄熱部３０２ａに音響エネルギが伝達されることで、蓄熱部３０２ａの両端に温度勾配が生じる。

低温熱交換部３０２ｂまたは高温熱交換部３０２ｃの一方の熱交換部を常温の冷却水と熱交換することで、他方の熱交換部で冷熱または温熱を生成することができる。例えば、高温熱交換部３０２ｃで常温の冷却水と熱交換することで、低温熱交換部３０２ｂで冷熱を生成することができる。また、低温熱交換部３０２ｂで常温の冷却水と熱交換することで、高温熱交換部３０２ｃで温熱を生成することができる。

次に、熱音響装置１の作動について説明する。入力ループ配管１０１の入力部１０２では、蒸気供給部２００から気相の凝縮性流体が供給されることで、蓄熱部１０２ａに温度勾配が形成される。

蓄熱部１０２ａでは、作動流体の流通方向に温度勾配が形成されることで、内部に存在する作動流体の加圧、加熱、減圧、冷却が行われ、熱音響自励振動である音波が発生する。つまり、入力部１０２の蓄熱部１０２ａでは、蓄熱部１０２ａの両端に所定の温度条件が形成されることで、熱エネルギから音響エネルギへの変換が行われる。

出力部１０２で生成した音響エネルギの一部は入力ループ配管１０１を巡回して入力部１０２に再入力し、残りは連結配管４００を通過して出力ループ配管３０１を巡回する。出力部３０２の蓄熱部３０２ａでは、音響エネルギが伝達されることで、高温熱交換部３０２ｃが設けられた一端側が高温となり、低温熱交換部３０２ｂが設けられた他端側が低温になる。つまり、出力部３０２の蓄熱部３０２ａでは、音響エネルギから熱エネルギの変換が行われ、蓄熱部３０２ａの両端に温度差が生じる。この結果、出力部３０２では、高温熱交換部３０２ｃで温熱が生成し、低温熱交換部３０２ｂで冷熱が生成する。

出力部３０２では、高温熱交換部３０２ｃで生成した温熱、または低温熱交換部３０２ｂで生成した冷熱を利用することができる。例えば、高温熱交換部３０２ｃで常温の冷却水と熱交換することで、低温熱交換部３０２ｂの冷熱生成能力を向上させ、熱音響装置１を冷凍機として用いることができる。あるいは、低温冷熱熱交換部３０２ｃに常温の冷却水と熱交換することで、高温熱交換部３０２ｃの温熱生成能力を向上させ、熱音響装置１を暖房機として用いることができる。

以上説明した本実施形態では、入力部１０２に蒸気供給部２００から気相の凝縮性流体を供給することで、熱音響装置１を作動させることができる。本実施形態によれば、蓄熱部１０２ａの高温側端部で凝縮性流体を気化させる必要がなく、凝縮性流体の蒸発潜熱に相当する入熱量を低減できる。このため、蓄熱部１０２ａの高温側端部に凝縮性流体を気化させるための熱を供給する入熱装置を省略若しくは小型化することができる。本実施形態では、蓄熱部１０２ａの高温側端部に熱を供給する入熱装置を省略している。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。以下、上記第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図３に示すように、本第２実施形態では、気体供給通路２０３および供給口２０４が複数設けられている。蒸気供給部２００で生成した気相の凝縮性流体は、複数の供給口２０４から蓄熱部１０２ａに供給される。このため、本第２実施形態では、蓄熱部１０２ａの高温側端部に気相の凝縮性流体を均等に供給することができる。

蓄熱部１０２ａは細管の束である。このため、蓄熱部１０２ａの断面に凝縮性流体を均一に分布させることで、蓄熱部１０２ａにおける熱音響効果を向上させることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について説明する。以下、上記各実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図４、図５に示すように、本第３実施形態では、気体供給通路２０３は、入力ループ配管１０１の壁面に傾斜して接続されている。このため、供給口２０４から供給される凝縮性流体の噴射角度が入力ループ配管１０１の壁面に対して傾斜している。

図４に示す例では、供給口２０４から凝縮性流体が蓄熱部１０２ａに近づく方向に噴射される。図５に示す例では、供給口２０４から凝縮性流体が蓄熱部１０２ａから遠ざかる方向に噴射される。供給口２０４から供給される凝縮性流体の噴射角度は、蓄熱部１０２ａにできるだけ均等に凝縮性流体を供給できる角度に調整すればよい。

本第３実施形態によれば、凝縮性流体の噴射角度を適切に調整することで、蓄熱部１０２ａの高温側端部に気相の凝縮性流体を均等に供給することができる。これにより、蓄熱部１０２ａにおける熱音響効果を向上させることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態について説明する。以下、上記各実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図６、図７、図８に示すように、本第４実施形態では、上記各実施形態と比較して、蓄熱部１０２ａと供給口２０４の距離が異なっている。図６に示す例では、上記各実施形態よりも、供給口２０４と蓄熱部１０２ａとの距離を大きくしている。図７、図８に示す例では、蓄熱部１０２ａからの距離が異なる複数の供給口２０４を設けている。図７に示す例の方が、図８に示す例よりも、供給口２０４同士が離れて配置されている。

本第４実施形態によれば、蓄熱部１０２ａと供給口２０４の距離を適切に設定することで、蓄熱部１０２ａの高温側端部に気相の凝縮性流体を均等に供給することができる。これにより、蓄熱部１０２ａにおける熱音響効果を向上させることができる。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態について説明する。以下、上記各実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図９、図１０、図１１に示すように、本第５実施形態では、蓄熱部１０２ａの端部に高温熱交換部１０２ｃが設けられている。高温熱交換部１０２ｃは、蓄熱部１０２ａにおける低温熱交換部１０２ｂが設けられた低温側端部の反対側の高温側端部に設けられている。

高温熱交換部１０２ｃは入熱装置であり、熱源から熱エネルギが入力されることによって蓄熱部１０２ａの高温側端部を加熱する。高温熱交換部１０２ｃの熱源として、例えば電気ヒータを用いることができる。あるいは、高温熱交換部１０２ｃの熱源として、内燃機関や二次電池の排熱を用いることもできる。

図９に示す例では、入力ループ配管１０１における高温熱交換部１０２ｃに隣接する位置に供給口２０４が配置されている。このため、供給口２０４から供給される気相の凝縮性流体は、高温熱交換部１０２ｃを介して蓄熱部１０２ａに供給される。

図１０に示す例では、入力ループ配管１０１における高温熱交換部１０２ｃと蓄熱部１０２ａとの間に供給口２０４が配置されている。このため、供給口２０４から供給される気相の凝縮性流体は、蓄熱部１０２ａに直接供給される。

図１１に示す例では、入力ループ配管１０１における高温熱交換部１０２ｃに対応する部位に供給口２０４が配置されている。このため、供給口２０４から供給される気相の凝縮性流体は、高温熱交換部１０２ｃの側面に接触し、高温熱交換部１０２ｃを加熱する。供給口２０４から供給された凝縮性流体は、高温熱交換部１０２ｃを介して蓄熱部１０２ａに供給されるようにしてもよく、入力ループ配管１０１の内部に流入することなく、凝縮後に気体供給通路２０３に戻るようにしてもよい。

本第５実施形態によれば、蒸気供給部２００から供給される気相の凝縮性流体に加え、高温熱交換部１０２ｃからの入熱を補助的に用いて蓄熱部１０２ａの高温側端部を加熱することができる。これにより、蒸気供給部２００から気相の凝縮性流体を定常的に供給できない場合であっても、高温熱交換部１０２ｃからの入熱によって蓄熱部１０２ａに温度勾配を形成し、熱音響自励振動を発生させることができる。また、熱音響装置１に大きな出力が要求される場合においては、蒸気供給部２００から供給される気相の凝縮性流体と、高温熱交換部１０２ｃを併用することで、蓄熱部１０２ａにおける熱音響効果を向上させることができる。

（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態について説明する。以下、上記各実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

上記第１実施形態では、図２に示したように、蓄熱部１０２ａの上方に供給口２０４が設けられており、蓄熱部１０２ａの下方に低温熱交換部１０２ｂが設けられている。これに対し、図１２に示すように、本第６実施形態では、蓄熱部１０２ａの上方に低温熱交換部１０２ｂが設けられており、蓄熱部１０２ａの下方に供給口２０４が設けられている。

作動流体を構成する非凝縮性流体および凝縮性流体の種類によって、上記第１実施形態あるいは本第６実施形態の構成を採用することが望ましい。具体的には、気相の凝縮性流体が非凝縮性流体より重い場合には、供給口２０４から入力ループ配管１０１の内部に流入した凝縮性流体は下方に移動する。この場合には、図２に示した上記第１実施形態の構成を採用することで、凝縮性流体を蓄熱部１０２ａに効果的に供給できる。一方、気相の凝縮性流体が非凝縮性流体より軽い場合には、供給口２０４から入力ループ配管１０１の内部に流入した凝縮性流体は上方に移動する。図１２に示す本第６実施形態の構成を採用することで、凝縮性流体を蓄熱部１０２ａに効果的に供給できる。

（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態について説明する。以下、上記各実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図１３に示すように、本第７実施形態では、供給口２０４を開閉する開閉部２０６が設けられている。開閉部２０６は、例えば回転軸を中心に回動する板状部材とすることができる。開閉部２０６は、蒸気供給部２００から凝縮性流体が供給されている場合に供給口２０４を開放し、蒸気供給部２００から凝縮性流体が供給されていない場合に供給口２０４を閉鎖する。

供給口２０４が開放していると、蓄熱部１０２ａで音響エネルギが生成した場合に、音響エネルギの一部が供給口２０４から気体供給通路２０３に伝達され、熱音響自励振動の発振性の低下や効率が低下するおそれがある。これに対し、本第７実施形態によれば、供給口２０４に開閉部２０６を設けることで、供給口２０４から凝縮性流体を供給しないときには音響伝達経路を確保することができる。この結果、熱音響自励振動の発振性低下や効率低下を抑制できる。

（第８実施形態）
次に、本発明の第８実施形態について説明する。以下、上記各実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図１４に示すように、本第８実施形態では、気体供給通路２０３に逃がし弁２０７が設けられている。逃がし弁２０７は、蒸気供給部２００内における気相の凝縮性流体の圧力に基づいて気体供給通路２０３を開閉する。

気体供給通路２０３には、逃がし弁２０７に弾性力を作用させる弾性部材２０８が設けられている。弾性部材２０８は、例えば圧縮バネを用いることができる。弾性部材２０８は、逃がし弁２０７が気体供給通路２０３を閉鎖する方向に弾性力を作用させている。図１４に示す例では、弾性部材２０８は、逃がし弁２０７を押し下げる方向に弾性力を作用させている。

蒸気供給部２００内の圧力が弾性部材２０８の弾性力を下回っている場合は、逃がし弁２０７によって気体供給通路２０３が閉鎖されている。蒸気供給部２００内の圧力が弾性部材２０８の弾性力を上回ると、気体供給通路２０３が開放される。つまり、逃がし弁２０７は、蒸気供給部２００内の圧力が所定圧力を下回っている場合には、気体供給通路２０３を閉鎖し、蒸気供給部２００内の圧力が所定圧力を上回っている場合には、気体供給通路２０３を開放する。本第８実施形態では、逃がし弁２０７が開放する所定圧力を入力ループ配管１０１内の圧力以上に設定している。

蓄熱部１０２ａでは、熱エネルギが音響エネルギに変換される際に、熱が奪われるために温度が低下し、熱エネルギを音エネルギに変換する能力が低下する。このため、蓄熱部１０２ａにより多くの熱を入力するために、蒸気供給部２００から供給される凝縮性流体の温度を高めることが求められる。具体的には、蒸気供給部２００から供給される凝縮性流体の温度を入力ループ配管１０１内における凝縮性流体の沸点以上の温度とすることが望ましい。

本第８実施形態によれば、蒸気供給部２００内の圧力が入力ループ配管１０１内の圧力を上回った場合に、蒸気供給部２００から蓄熱部１０２ａに気相の凝縮性流体が供給される。これにより、蒸気供給部２００から供給される凝縮性流体の温度は、入力ループ配管１０１内における凝縮性流体の沸点以上の温度となる。この結果、蒸気供給部２００から供給される凝縮性流体の温度を充分に高めることができ、蓄熱部１０２ａで熱音響自励振動が発生した際の温度低下を抑制でき、熱エネルギを音エネルギに変換する能力の低下を抑制できる。

（第９実施形態）
次に、本発明の第９実施形態について説明する。以下、上記各実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図１５に示すように、本第９実施形態では、蒸気供給部２００が入力ループ配管１０１に隣接して配置されている。蒸気供給部２００は、入力ループ配管１０１と直接接続されている。このため、本第９実施形態の熱音響装置１には、気体供給通路２０３が設けられていない。

蒸気供給部２００と入力ループ配管１０１との接続部には、供給口２０４が設けられている。供給口２０４は、蓄熱部１０２ａの下方に設けられている。液体回収通路２０５は、蓄熱部１０２ａの低温側端部と蒸気供給部２００とを接続している。

本第９実施形態によれば、気体供給通路２０３を省略することで、蒸気供給部２００で気化した凝縮性流体を蓄熱部１０２ａに直接供給できる。このため、気体供給通路２０３が設けられている場合に比べて、熱損失や蒸気流れに対する粘性損失を低減することができる。

（第１０実施形態）
次に、本発明の第１０実施形態について説明する。以下、上記各実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図１６に示すように、本第１０実施形態では、蒸気供給部２００が内燃機関５００に隣接して配置されている。蒸気供給部２００は、内燃機関５００の熱を利用して凝縮性流体を気化させる。

蒸気供給部２００は、内燃機関５００のケースから直接熱を受け取るようにしてもよく、内燃機関５００の冷却水を介して熱を受け取るようにしてもよく、内燃機関５００の排気ガスから熱を受け取るようにしてもよい。

本第１０実施形態によれば、内燃機関５００の排熱を有効利用して蒸気供給部２００で凝縮性流体を気化させることができる。

（他の実施形態）
本発明は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、以下のように種々変形可能である。また、上記各実施形態に開示された手段は、実施可能な範囲で適宜組み合わせてもよい。

（１）上記各実施形態では、音響伝達管１０１、３０１、４００に封入された作動流体に非凝縮性流体と凝縮性流体が予め含まれているようにしたが、これに限らず、作動流体に非凝縮性流体のみが予め含まれているようにしてもよい。この場合、蒸気供給部２００から供給される凝縮性流体を作動流体として用いることができる。

（２）上記各実施形態等では、エネルギ消費部としての蓄熱部３０２ａで音響エネルギを熱エネルギに変換するように構成したが、これに限らず、エネルギ変換部は音響エネルギを異なる種類のエネルギに変換できればよい。例えば、エネルギ消費部は、音響エネルギを電気エネルギあるいは運動エネルギに変換してもよい。

（３）上記各実施形態等では、熱音響装置１をダブルループ型としたが、これに限らず、熱音響装置１を１つのループ配管に入力部１０２および出力部３０２が設けられたシングルループ型としてもよく、あるいは熱音響装置１を直線型としてもよい。

１０１ 入力ループ配管（音響伝達管）
１０２ 入力部
１０２ａ 蓄熱部（エネルギ変換部）
１０２ｂ 低温熱交換部
２００ 蒸気供給部
２０３ 気体供給通路
２０４ 供給口
２０６ 開閉部
３０１ 出力ループ配管（音響伝達管）
３０２ 出力部
３０２ａ 蓄熱部（エネルギ消費部）
３０２ｂ 低温熱交換部
３０２ｃ 高温熱交換部
４００ 連結配管（音響伝達管）

Claims (5)

1. 作動流体が封入され、前記作動流体として用いられる凝縮性流体が外部から供給される供給口（２０４）を有する音響伝達管（１０１、３０１、４００）と、
   前記音響伝達管内に設けられ、一方の端部と他方の端部との間に所定の温度条件を形成することで前記作動流体を加圧及び減圧させて熱エネルギを音響エネルギに変換するエネルギ変換部（１０２ａ）と、
   前記音響伝達管内に設けられ、前記音響エネルギを異なる種類のエネルギに変換するエネルギ消費部（３０２ａ）と、
   前記音響伝達管外に設けられ、前記作動流体として用いられる凝縮性流体を気化させ、気相の前記凝縮性流体を前記供給口から前記エネルギ変換部に供給する蒸気供給部（２００）とを備える熱音響装置。
2. 前記エネルギ変換部は、前記蒸気供給部から供給される気相の前記凝縮性流体によって加熱されることで、前記所定の温度条件が形成される請求項１に記載の熱音響装置。
3. 前記供給口（２０４）が複数設けられている請求項１または２に記載の熱音響装置。
4. 前記供給口を開閉する開閉部（２０６）を備え、
   前記開閉部は、前記蒸気供給部から前記音響伝達管内に気相の前記凝縮性流体が供給される場合に前記供給口を開放し、前記蒸気供給部から前記音響伝達管内に気相の前記凝縮性流体が供給されない場合に前記供給口を閉鎖する請求項１ないし３のいずれか１つに記載の熱音響装置。
5. 前記蒸気供給部における気相の前記凝縮性流体の圧力が前記音響伝達管内の圧力以上の所定圧力を上回った場合に、前記蒸気供給部は気相の前記凝縮性流体を前記エネルギ変換部に供給する請求項１ないし４のいずれか１つに記載の熱音響装置。

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