JP2021085626A - heat pump - Google Patents

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郁哉 竹村
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麻利子 千賀
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Abstract

To provide a heat pump using phase change type vibration flow, which can extract heat energy even when an operating temperature is low.SOLUTION: A heat pump 100 that uses phase change type vibration flow, comprises: at least one or more first heat storage units 10 for a prime mover that generate and amplify the phase change type vibration flow by supplying heat energy; at least one or more first liquid supply units 40 for a prime mover that supply liquid to the first heat storage unit; and at least one or more second heat storage units 50 for a prime mover that generate a heat pump effect by inputting the vibration flow of working gas that is supplied with liquid and generated and amplified by the first heat storage unit in a wet state.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、相変化型振動流を利用したヒートポンプに関する。 The present invention relates to a heat pump utilizing a phase change type oscillating flow.

工場や車などの廃熱を再利用する技術が研究されている。廃熱の回生には、外燃機関を利用することが考えられる。外燃機関は、例えば、ランキンサイクルを用いる蒸気タービンや、スターリングサイクルを用いるスターリングエンジンが知られている。これらの外燃機関は、熱源から動力を取り出すように構成されている。 Technology for reusing waste heat from factories and cars is being researched. It is conceivable to use an external combustion engine to regenerate waste heat. As the external combustion engine, for example, a steam turbine using the Rankine cycle and a Stirling engine using the Stirling cycle are known. These external combustion engines are configured to draw power from a heat source.

その他の外燃機関として、振動流(音波)と熱のエネルギー変換を行う蓄熱器を備えた熱音響エンジンが知られている。ここでは、振動流型外燃機関のひとつとして、熱音響エンジンを例にして説明する。熱音響エンジンは、振動流(音波)の圧縮膨張がピストンの役割を担うことにより、可動部品を持たずに熱エネルギーを利用することができる。熱音響エンジンの構造は、単数から無数の狭い流路等を備える多孔質体(蓄熱器)と、外部との吸放熱を行う一対の吸放熱部を有する熱交換器と、熱交換器の上流側と下流側に接続された作動気体が流れる管路とを備えている。この蓄熱器に臨界条件を超える所定の温度勾配(温度差)を流路軸方向に沿って与えると、振動流(音波)の発生・増幅が行われる。 As another external combustion engine, a thermoacoustic engine equipped with a heat storage device that converts oscillating flow (sound wave) and heat into energy is known. Here, a thermoacoustic engine will be described as an example of a vibration flow type external combustion engine. A thermoacoustic engine can utilize thermal energy without having moving parts because the compression and expansion of the oscillating flow (sound wave) plays the role of a piston. The structure of a thermoacoustic engine consists of a porous body (heat storage device) having a single to innumerable narrow flow paths, a heat exchanger having a pair of heat absorption and heat dissipation parts that absorb and dissipate heat from the outside, and an upstream of the heat exchanger. It is provided with a conduit through which the working gas is connected to the side and the downstream side. When a predetermined temperature gradient (temperature difference) exceeding the critical condition is given to this heat storage device along the flow path axial direction, an oscillating flow (sound wave) is generated and amplified.

熱音響エンジンでは、蓄熱器内部において熱と仕事のエネルギー変換が行われており、熱エネルギーから仕事を音波(音響パワー)として取り出すことができる。特に、進行波音波を用いる進行波型熱音響エンジンを用いると、熱力学的なサイクルがスターリングサイクルに類似したエネルギー変換が行われるので、熱効率を高められる可能性がある。そのため、進行波型熱音響エンジンは可動部品を持たない、廃熱回生が可能な熱機関として注目されている。 In a thermoacoustic engine, heat and work energy are converted inside a heat storage device, and work can be extracted as sound waves (sound power) from the heat energy. In particular, when a traveling wave thermoacoustic engine using a traveling wave sound wave is used, the thermodynamic cycle undergoes energy conversion similar to the Stirling cycle, so that the thermal efficiency may be improved. Therefore, the traveling wave type thermoacoustic engine is attracting attention as a heat engine capable of regenerating waste heat without moving parts.

熱音響エンジンで生成した仕事を出力として取り出す方法として、リニアモータなどの発電機を用いて発電し、入力された音波を電気的エネルギーに変換することが考えられる。非特許文献1には、熱音響エンジンを利用して「発電」を行う熱音響発電機が記載されている。 As a method of extracting the work generated by the thermoacoustic engine as an output, it is conceivable to generate electricity using a generator such as a linear motor and convert the input sound wave into electrical energy. Non-Patent Document 1 describes a thermoacoustic generator that "generates electricity" using a thermoacoustic engine.

その他の方法として、蓄熱器内の流体を音波入力などによって強制振動させるとヒートポンプ効果により流線方向に沿って蓄熱器の両端に温度差が生じるので、常温(雰囲気温度)より高温又は低温の熱を取り出すことができる。このように蓄熱器には、振動流(音波)をエネルギー源とするヒートポンプ効果を有し、「冷却」や「昇温」に利用できる。例えば、非特許文献2には、熱音響エンジンで発生・増幅した振動流(音波)によって「冷却」を行う熱音響冷却機が記載されている。 As another method, if the fluid in the heat storage is forcibly vibrated by sound wave input or the like, a temperature difference is generated at both ends of the heat storage along the streamline direction due to the heat pump effect. Can be taken out. As described above, the heat storage device has a heat pump effect using an oscillating flow (sound wave) as an energy source, and can be used for "cooling" and "heating". For example, Non-Patent Document 2 describes a thermoacoustic cooler that "cools" by a vibration flow (sound wave) generated and amplified by a thermoacoustic engine.

これらの熱音響冷却機や熱音響発電機は熱音響デバイスと呼ばれる。熱音響デバイスの「原動機」として用いられる熱音響エンジンは外燃機関であることから、廃熱回生デバイスとして現在研究開発が進められている。なお、以下、常温熱交換機、蓄熱器、高温熱交換器で構成されるものを「原動機」、常温熱交換機、蓄熱器、低温熱交換器で構成されるものを「冷却機」とする。廃熱の利用可能温度域を広げるために熱音響デバイスは、常温との温度差が低い温度で動作されることが望ましい。 These thermoacoustic coolers and thermoacoustic generators are called thermoacoustic devices. Since the thermoacoustic engine used as the "motor" of the thermoacoustic device is an external combustion engine, research and development is currently underway as a waste heat regeneration device. Hereinafter, the one composed of a room temperature heat exchanger, a heat storage device, and a high temperature heat exchanger will be referred to as a "motor", and the one composed of a room temperature heat exchanger, a heat storage device, and a low temperature heat exchanger will be referred to as a "cooler". In order to extend the available temperature range of waste heat, it is desirable that the thermoacoustic device be operated at a temperature having a small temperature difference from room temperature.

熱音響エンジンを低い温度差で動作させるために原動機を多段化する方法が知られている。Biwaらは、原動機の数を1から5個まで変更した際の臨界温度差の調査を行い、5個の際に最も臨界温度差が低下したことを報告した(非特許文献3)。Hasegawaらは、3つの原動機で動作する熱音響冷却機の開発を行い、各原動機温度が270℃の時に冷却機温度が−107.4℃での動作を報告した(非特許文献4)。 There is known a method of multi-stage prime movers in order to operate a thermoacoustic engine with a low temperature difference. Biwa et al. Investigated the critical temperature difference when the number of prime movers was changed from 1 to 5, and reported that the critical temperature difference was the lowest when the number of prime movers was changed (Non-Patent Document 3). Hasegawa et al. Developed a thermoacoustic cooler that operates on three prime movers, and reported that the cooler temperature was -107.4 ° C. when each prime mover temperature was 270 ° C. (Non-Patent Document 4).

一方で、熱音響エンジンの低い温度差での動作へのアプローチとして、濡れた蓄熱器を用いることで液体の蒸発と凝縮(相変化現象)を利用した熱音響エンジンの提案が行われている。Raspetらは、熱音響現象が記述可能な支配方程式を濡れた蓄熱器が対象となるように拡張を行った(非特許文献5)。この計算結果から濡れた蓄熱器を用いた際の熱音響エンジンの臨界温度差は、乾いた蓄熱器を用いた場合に比べて低下することが報告され、その後上田らの研究グループによって実験的検証も行われている(非特許文献6)。これまで、濡れた蓄熱器を用いた熱音響エンジン、装置内部に液柱を有する熱音響冷却機(非特許文献7)の構築は行われている。 On the other hand, as an approach to the operation of a thermoacoustic engine at a low temperature difference, a thermoacoustic engine has been proposed that utilizes the evaporation and condensation (phase change phenomenon) of a liquid by using a wet heat storage device. Raspet et al. Extend the governing equation that can describe thermoacoustic phenomena so that it covers wet heat storage devices (Non-Patent Document 5). From this calculation result, it was reported that the critical temperature difference of the thermoacoustic engine when using a wet heat storage device is lower than that when using a dry heat storage device, and then it was experimentally verified by the research group of Ueda et al. (Non-Patent Document 6). So far, a thermoacoustic engine using a wet heat storage device and a thermoacoustic cooler having a liquid column inside the device (Non-Patent Document 7) have been constructed.

S. Backhaus, E. Tward, M. Petach, “Traveling-wave thermoacoustic electric generator”, Appl. Phys. Lett., 85, (2004) 1085-1087S. Backhaus, E. Tward, M. Petach, “Traveling-wave thermoacoustic electric generator”, Appl. Phys. Lett., 85, (2004) 1085-1087 T. Yazaki, T. Biwa, A. Tominaga, “A pistonless Stirling cooler”, Appl. Phys. Lett., 80 (2002) 157-159T. Yazaki, T. Biwa, A. Tominaga, “A pistonless Stirling cooler”, Appl. Phys. Lett., 80 (2002) 157-159 T. Biwa, D. Hasegawa, T. Yazaki, “Low temperature differential thermoacoustic Stirling engine”, Appl. Phys. Lett. 97 (2010) 034102.T. Biwa, D. Hasegawa, T. Yazaki, “Low temperature differential thermoacoustic Stirling engine”, Appl. Phys. Lett. 97 (2010) 034102. E. M. Sharify, S. Hasegawa, “Traveling-wave thermoacoustic refrigerator driven by a multistage traveling-wave thermoacoustic engine”, Appl. Therm. Eng., 113 (2017), pp.791-795E. M. Sharify, S. Hasegawa, “Traveling-wave thermoacoustic refrigerator driven by a multistage traveling-wave thermoacoustic engine”, Appl. Therm. Eng., 113 (2017), pp.791-795 R. Raspet, W. V. Slaton, C. J. Hickey and R. A. Hiller, “Theory of inert gas-condensing vapor thermoacoustics: Propagation equation,” J. Acoust. Soc. Am. 112(4), (2002) pp. 1414-1422R. Raspet, W. V. Slaton, C. J. Hickey and R. A. Hiller, “Theory of inert gas-condensing vapor thermoacoustics: Propagation equation,” J. Acoust. Soc. Am. 112 (4), (2002) pp. 1414-1422 K. Tsuda and Y. Ueda,” Critical temperature of traveling- and standing-wave thermoacoustic engines using a wet regenerator”, Appl. Energy 196(2017), pp. 62-67.K. Tsuda and Y. Ueda, “Critical temperature of traveling- and standing-wave thermoacoustic engines using a wet regenerator”, Appl. Energy 196 (2017), pp. 62-67. S. Langdo-Arms, M. Gshwendtner, M. Neumaier, “A novel solar-powered liquid piston Stirling refrigerator”, Appl. Energy 229(2018), pp. 603-613.S. Langdo-Arms, M. Gshwendtner, M. Neumaier, “A novel solar-powered liquid piston Stirling refrigerator”, Appl. Energy 229 (2018), pp. 603-613. 未利用熱エネルギー革新的技術研究組合技術開発センター,“産業分野の排熱実態調査 報告書”,2019年3月Unused Thermal Energy Innovative Technology Research Association Technology Development Center, “Survey Report on Exhaust Heat in the Industrial Field”, March 2019 Gedeon D. “DC gas flows in Stirling and pulse-tube cryocoolers” Cryocoolers 9 (1997), pp. 385-392Gedeon D. “DC gas flows in Stirling and pulse-tube cryocoolers” Cryocoolers 9 (1997), pp. 385-392

上述した熱音響デバイスは廃熱回生デバイスとして研究開発が進められているが、現状での原動機は、200℃以上の入熱温度帯で動作するものが多い。一方で、NEDOの調査によると未利用の排ガスの温度域は200℃以下が多く、また未利用廃熱のニーズも200℃以下が多いという報告が上がっている(非特許文献8)。そのことから、より低い温度域での原動機の動作が求められる。 The thermoacoustic device described above is being researched and developed as a waste heat regeneration device, but most of the current prime movers operate in a heat input temperature range of 200 ° C. or higher. On the other hand, according to a NEDO survey, it has been reported that the temperature range of unused exhaust gas is often 200 ° C or lower, and the need for unused waste heat is often 200 ° C or lower (Non-Patent Document 8). Therefore, the operation of the prime mover in a lower temperature range is required.

原動機の動作温度を低下させるには装置の大型化、作動気体の加圧、装置内に複数の原動機を設置することなどが上げられる。いずれの方法も部品の大型化、耐圧設計、部品点数の増加などに起因して製作コストが上昇するという問題がある。また、開発時に作動気体を加圧した装置を試作する場合、大気圧実験に比べて容易でなくなるという問題がある。 To lower the operating temperature of the prime mover, it is necessary to increase the size of the device, pressurize the working gas, and install multiple prime movers in the device. Both methods have a problem that the manufacturing cost increases due to the increase in the size of parts, the pressure resistance design, the increase in the number of parts, and the like. In addition, there is a problem that it is not easy to make a prototype of a device in which a working gas is pressurized at the time of development as compared with an atmospheric pressure experiment.

熱音響冷却機などのヒートポンプや熱音響発電機は、原動機に与えられる温度差に依存する音響パワー増幅率が性能に寄与する。そのため、熱音響冷却機においては、より低い温度で冷却機を動作させるように原動機の温度差を増加させるか、装置内の原動機の数を増やす必要がある。熱音響発電機において、発電量を増加させたいときも同様に装置内の原動機の数を増やす必要がある。原動機の温度差を大きくすることは利用可能な廃熱の温度域が減少する問題がある。また、原動機の数を増やす場合、装置の複雑化や装置コストが上昇するという問題がある。 In heat pumps such as thermoacoustic coolers and thermoacoustic generators, the acoustic power amplification factor that depends on the temperature difference given to the prime mover contributes to the performance. Therefore, in a thermoacoustic cooler, it is necessary to increase the temperature difference between the prime movers so that the cooler operates at a lower temperature, or to increase the number of prime movers in the apparatus. In a thermoacoustic generator, it is also necessary to increase the number of prime movers in the apparatus when it is desired to increase the amount of power generation. Increasing the temperature difference of the prime mover has the problem of reducing the temperature range of available waste heat. Further, when the number of prime movers is increased, there is a problem that the equipment becomes complicated and the equipment cost increases.

その他の熱音響デバイスの課題として次のようなものがある。熱音響デバイスの原動機及び冷却機には外部との吸放熱のために熱交換器が用いられる。熱交換器の大きさは、装置全体に対して一般的に小さいことが多い。そのため、実際の廃熱回生を考えた時、廃熱の入力先や冷却機などの出力の取り出し口が限られる。 Other issues with thermoacoustic devices include the following. A heat exchanger is used for the prime mover and the cooler of the thermoacoustic device for heat absorption and heat dissipation from the outside. The size of the heat exchanger is often small in general with respect to the entire device. Therefore, when considering the actual regeneration of waste heat, the input destination of waste heat and the output outlet of the cooler are limited.

一方で、近年は、熱音響エンジンの動作温度を低下させるために、液体の蒸発と凝縮(相変化現象)を利用する濡れた蓄熱器を用いた熱音響エンジンの開発が行われている。濡れた蓄熱器を用いた熱音響エンジンの動作温度は、液体の蒸発と凝縮(相変化現象)を利用することで従来の熱音響エンジンよりも低下することが確認されている。しかしながら、濡れた蓄熱器を用いた場合、動作を続けると蓄熱器が乾くという問題がある。動作中に蓄熱器を濡らし続けられるように安定した液体の供給方法は未だ確立されていない。 On the other hand, in recent years, in order to lower the operating temperature of a thermoacoustic engine, a thermoacoustic engine using a wet heat storage device that utilizes evaporation and condensation (phase change phenomenon) of a liquid has been developed. It has been confirmed that the operating temperature of a thermoacoustic engine using a wet heat storage device is lower than that of a conventional thermoacoustic engine by utilizing evaporation and condensation (phase change phenomenon) of a liquid. However, when a wet heat storage device is used, there is a problem that the heat storage device dries when the operation is continued. A stable liquid supply method has not yet been established so that the heat storage can be kept wet during operation.

濡れた蓄熱器を用いて生じる相変化現象を利用することにより動作する熱音響エンジンの実証は行われている。また、装置内部に液体を充填し、気柱部分と液柱部分を有する熱音響冷却機は構築されている。ただし、この熱音響冷却機の原動機では乾いた蓄熱器を用いており蒸発と凝縮の相変化現象は利用していない。 A thermoacoustic engine that operates by utilizing the phase change phenomenon that occurs with a wet heat storage device has been demonstrated. Further, a thermoacoustic cooler is constructed in which the inside of the device is filled with a liquid and has an air column portion and a liquid column portion. However, the prime mover of this thermoacoustic cooler uses a dry heat storage device and does not use the phase change phenomenon of evaporation and condensation.

ここまで、分かりやすいように、熱音響エンジンを例示して、液体蒸発と凝縮(相変化現象)を利用する濡れた蓄熱器を用いたエネルギー変換装置の課題を説明したが、熱音響エンジンに限らず、振動流を用いたエネルギー変換装置において、上述した内容と同様の課題がある。 So far, for the sake of clarity, the thermoacoustic engine has been illustrated to explain the problems of the energy conversion device using a wet heat storage device that utilizes liquid evaporation and condensation (phase change phenomenon), but it is limited to the thermoacoustic engine. However, in the energy conversion device using the oscillating flow, there is a problem similar to the above-mentioned contents.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、動作温度が低くても動作が可能な相変化型振動流を利用したヒートポンプを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a heat pump using a phase change type oscillating flow capable of operating even at a low operating temperature.

本発明の一態様は、相変化型振動流を利用したヒートポンプであって、熱エネルギーの供給により前記相変化型振動流の発生・増幅させる少なくとも1つ以上の原動用の第1蓄熱器と、前記第1蓄熱器に液体を供給する少なくとも1つ以上の原動用の第1液体供給部と、前記液体が供給されて湿潤状態の前記第1蓄熱器にて発生・増幅された作動気体の振動流が入力されてヒートポンプ効果を発生させる少なくとも1つ以上の作動用の第2蓄熱器と、を備える、ヒートポンプである。 One aspect of the present invention is a heat pump utilizing a phase change type vibration flow, which comprises at least one first heat storage device for a prime mover that generates and amplifies the phase change type vibration flow by supplying heat energy. Vibration of at least one or more prime mover first liquid supply unit that supplies liquid to the first heat storage device and working gas that is generated and amplified by the first heat storage device that is supplied with the liquid and is in a wet state. A heat pump comprising at least one operating second heat storage device to which a flow is input to generate a heat pump effect.

本発明によれば、振動流を利用した原動用の第1蓄熱器を第1液体供給部から供給された液体で湿潤状態にすることで、第1蓄熱器の作動温度を低下させ、熱源の温度が低くても第1蓄熱器を動作させ、振動流を利用しヒートポンプ効果を発生させる第2蓄熱器から所望の熱エネルギーを取り出すことができる。 According to the present invention, the operating temperature of the first heat storage device is lowered by moistening the first heat storage device for driving using the vibration flow with the liquid supplied from the first liquid supply unit, thereby reducing the operating temperature of the heat source. Even if the temperature is low, the first heat storage device can be operated, and the desired heat energy can be extracted from the second heat storage device that generates the heat pump effect by using the vibration flow.

本発明はまた、前記第1液体供給部は、前記作動気体が進行する管路に前記液体を液柱状に貯留するように形成されていてもよい。 In the present invention, the first liquid supply unit may be formed so as to store the liquid in a liquid column in a conduit in which the working gas travels.

本発明によれば、液体が貯留された第1液体供給部から第1蓄熱器に液体を供給することができる。 According to the present invention, the liquid can be supplied to the first heat storage device from the first liquid supply unit in which the liquid is stored.

本発明はまた、前記第1液体供給部は、貯留された前記液体が前記第1蓄熱器に浸漬するように形成されていてもよい。 In the present invention, the first liquid supply unit may be formed so that the stored liquid is immersed in the first heat storage device.

本発明によれば、第1蓄熱器が第1液体供給部に貯留された液体に浸漬されているため、第1蓄熱器を安定して湿潤状態に保つことができる。 According to the present invention, since the first heat storage device is immersed in the liquid stored in the first liquid supply unit, the first heat storage device can be stably kept in a wet state.

本発明はまた、前記第1液体供給部は、貯留された前記液体から前記液体を吸い上げて前記第1蓄熱器に前記液体を供給する第1供給部材を備えるように構成されていてもよい。 The present invention may also be configured such that the first liquid supply unit includes a first supply member that sucks up the liquid from the stored liquid and supplies the liquid to the first heat storage device.

本発明によれば、第1供給部材が貯留された液体から液体を吸い上げて第1蓄熱器に液体を供給するため、第1蓄熱器を安定して湿潤状態に保つことができる。 According to the present invention, since the first supply member sucks the liquid from the stored liquid and supplies the liquid to the first heat storage device, the first heat storage device can be stably kept in a wet state.

本発明はまた、前記第1液体供給部は、前記作動気体が進行する管路に液柱状に貯留された前記液体に熱源からの熱が供給され、前記第1蓄熱器を加熱するように形成されていてもよい。 In the present invention, the first liquid supply unit is formed so that heat from a heat source is supplied to the liquid stored in a liquid column in a conduit in which the working gas travels to heat the first heat storage device. It may have been done.

本発明によれば、第1蓄熱器に熱交換器で熱を入力する場合に比して、第1液体供給部において液柱状に貯留された部分を加熱することで、第1蓄熱器の熱エネルギーの入力範囲を拡大すると共に、加熱用の熱交換器を省略して装置構成を簡略化できる。 According to the present invention, as compared with the case where heat is input to the first regenerator by a heat exchanger, the heat of the first regenerator is heated by heating the portion stored in the liquid column in the first liquid supply unit. The energy input range can be expanded, and the heat exchanger for heating can be omitted to simplify the device configuration.

本発明はまた、前記第2蓄熱器に液体を供給して湿潤状態にする作動用の第2液体供給部を備えていてもよい。 The present invention may also include a second liquid supply unit for operation that supplies a liquid to the second heat storage device to bring it into a wet state.

本発明によれば、第2液体供給部が貯留された液体から液体を吸い上げて第2蓄熱器に液体を供給するため、第2蓄熱器を安定して湿潤状態に保つことができる。 According to the present invention, since the second liquid supply unit sucks the liquid from the stored liquid and supplies the liquid to the second heat storage device, the second heat storage device can be kept in a stable and wet state.

本発明はまた、前記第2液体供給部は、前記作動気体が進行する管路に前記液体を液柱状に貯留するように形成されていてもよい。 In the present invention, the second liquid supply unit may be formed so as to store the liquid in a liquid column in a conduit in which the working gas travels.

本発明によれば、液体が貯留された第2液体供給部から第2蓄熱器に液体を供給することができる。 According to the present invention, the liquid can be supplied to the second heat storage device from the second liquid supply unit in which the liquid is stored.

本発明はまた、前記第2液体供給部は、貯留された前記液体が前記第2蓄熱器に浸漬するように形成されていてもよい。 In the present invention, the second liquid supply unit may be formed so that the stored liquid is immersed in the second heat storage device.

本発明によれば、第2蓄熱器が第2液体供給部に貯留された液体に浸漬されているため、第2蓄熱器を安定して湿潤状態に保つことができる。 According to the present invention, since the second heat storage device is immersed in the liquid stored in the second liquid supply unit, the second heat storage device can be stably kept in a wet state.

本発明はまた、前記第2液体供給部は、貯留された前記液体から前記液体を吸い上げて前記第2蓄熱器に前記液体を供給する第2供給部材を備えるように構成されていてもよい。 The present invention may also be configured such that the second liquid supply unit includes a second supply member that sucks the liquid from the stored liquid and supplies the liquid to the second heat storage device.

本発明によれば、第2供給部材が貯留された液体から液体を吸い上げて第2蓄熱器に液体を供給するため、第2蓄熱器を安定して湿潤状態に保つことができる。 According to the present invention, since the second supply member sucks the liquid from the stored liquid and supplies the liquid to the second heat storage device, the second heat storage device can be kept in a stable and wet state.

本発明はまた、前記第2液体供給部は、前記作動気体が進行する管路に液柱状に貯留された前記液体から前記第2蓄熱器から発生する熱を取り出すように形成されていてもよい。 In the present invention, the second liquid supply unit may be formed so as to take out heat generated from the second heat storage device from the liquid stored in a liquid column in a conduit in which the working gas travels. ..

本発明によれば、第2蓄熱器に熱交換器で熱を出力する場合に比して、第2液体供給部において液柱状に貯留された部分から熱交換することで、第2蓄熱器の熱エネルギーの出力範囲を拡大すると共に、出力用の熱交換器を省略して装置構成を簡略化できる。 According to the present invention, as compared with the case where heat is output to the second regenerator by the heat exchanger, the second regenerator can be subjected to heat exchange by exchanging heat from the portion stored in the liquid column in the second liquid supply unit. The output range of thermal energy can be expanded, and the heat exchanger for output can be omitted to simplify the device configuration.

本発明はまた、少なくとも1つ以上の前記第1蓄熱器と、前記第1蓄熱器に接続された少なくとも1つ以上の1液体供給部と、少なくとも1つ以上の前記第2蓄熱器と、前記第1蓄熱器と前記第2蓄熱器との間に接続された少なくとも1つ以上の前記液体が液柱状に貯留された液溜部と、を備えるように構成されていてもよい。 The present invention also includes at least one or more of the first heat storage devices, at least one or more liquid supply units connected to the first heat storage device, and at least one or more of the second heat storage devices. It may be configured to include a liquid reservoir portion in which at least one or more of the liquids connected between the first heat storage device and the second heat storage device are stored in a liquid column.

本発明によれば、複数の第1蓄熱器により音響パワーを生成・増幅し、1つ以上の第2蓄熱器から出力される熱エネルギーを増加できる。 According to the present invention, it is possible to generate and amplify sound power by a plurality of first heat storage devices and increase the thermal energy output from one or more second heat storage devices.

本発明はまた、前記第1蓄熱器と、前記第1蓄熱器に接続された前記第2蓄熱器とを含む連続体を備え、2個の前記連続体がループ状に接続されていてもよい。 The present invention also includes a continuum including the first heat storage device and the second heat storage device connected to the first heat storage device, and the two continuums may be connected in a loop. ..

本発明によれば、2つの第1蓄熱器により音響パワーを生成・増幅し、2つの第2蓄熱器からそれぞれ熱エネルギーを出力することができる。 According to the present invention, sound power can be generated and amplified by two first heat storage devices, and thermal energy can be output from each of the two second heat storage devices.

本発明はまた、連続して接続された3個の前記第1蓄熱器を含む連続体と、前記連続体に接続された1個の前記第2蓄熱器とがループ状に接続されていてもよい。 The present invention also relates to a continuum including three continuously connected first heat storage devices, even if the one second heat storage device connected to the continuum is connected in a loop. Good.

本発明によれば、3つの第1蓄熱器により音響パワーを生成・増幅し、1つの第2蓄熱器から、出力される熱エネルギーを増加できる。 According to the present invention, sound power can be generated and amplified by three first heat storage devices, and the thermal energy output from one second heat storage device can be increased.

本発明はまた、前記振動流は、熱音響現象によって発生・増幅させる振動流であってもよい。 In the present invention, the oscillating flow may be a oscillating flow generated and amplified by a thermoacoustic phenomenon.

本発明によれば、動作温度が低くても熱エネルギーを取り出すことができる相変化型振動流を用いたヒートポンプを実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize a heat pump using a phase change type oscillating flow that can extract heat energy even if the operating temperature is low.

本発明の実施形態に係る原動用の熱音響デバイスの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the thermoacoustic device for a prime mover which concerns on embodiment of this invention. 原動用の熱音響デバイスの他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure of the thermoacoustic device for a prime mover. 作動用の熱音響デバイスの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the thermoacoustic device for operation. 作動用の熱音響デバイスの他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure of the thermoacoustic device for operation. 高温熱源のヒートポンプの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the heat pump of a high temperature heat source. 低温熱源のヒートポンプの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the heat pump of a low temperature heat source. ヒートポンプの他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure of a heat pump. ヒートポンプの他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure of a heat pump. ヒートポンプの他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure of a heat pump. ヒートポンプの他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure of a heat pump. 計算例に用いたヒートポンプの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the heat pump used in the calculation example. 計算例に用いたパラメータを示す図である。It is a figure which shows the parameter used in the calculation example. ヒートポンプの性能の計算結果を示す図である。It is a figure which shows the calculation result of the performance of a heat pump.

以下、図面を参照しつつ、本発明に係るヒートポンプの実施形態について説明する。また、相変化型振動流を利用するヒートポンプの1例として上記の熱音響デバイスを例示して、説明する。ヒートポンプは、濡れた蓄熱器による熱音響現象を利用して音響負荷から仕事を取り出す冷却機・昇温機などに用いられる熱変換を行う装置である。先ずヒートポンプに適用される原動用の熱音響デバイスについて説明する。原動用の熱音響デバイスは、熱エネルギーの供給により、振動流の発生・増幅を行う。 Hereinafter, embodiments of the heat pump according to the present invention will be described with reference to the drawings. Further, the above thermoacoustic device will be illustrated and described as an example of a heat pump using a phase change type oscillating flow. A heat pump is a device that performs heat conversion used in a cooler / heater that extracts work from an acoustic load by utilizing a thermoacoustic phenomenon caused by a wet heat storage device. First, a thermoacoustic device for a prime mover applied to a heat pump will be described. The thermoacoustic device for the prime mover generates and amplifies the oscillating flow by supplying thermal energy.

図1に示されるように、原動用の熱音響デバイス1は、内部に作動気体が封入された管路Pと、管路P内に設けられた蓄熱器10(第1蓄熱器)と、蓄熱器10の一端部10Aに設けられた第1熱交換器20と、蓄熱器10の他端部10Bに設けられた第2熱交換器30と、蓄熱器10に液体を供給する液体供給部40(第1液体供給部)と、を備える。 As shown in FIG. 1, the driving thermoacoustic device 1 includes a pipeline P in which a working gas is sealed, a heat storage device 10 (first heat storage device) provided in the pipeline P, and a heat storage device. A first heat exchanger 20 provided at one end 10A of the vessel 10, a second heat exchanger 30 provided at the other end 10B of the heat storage device 10, and a liquid supply unit 40 that supplies liquid to the heat storage device 10. (First liquid supply unit).

管路Pは、例えば、円管状に形成された導波管である。管路Pは、管軸方向に振動流が伝搬するように形成されている。なお、管路の形状は管状であればよく、例えば、四角状や三角状でもよい。熱音響デバイス1において管路Pは、例えば、U状に形成されている。管路Pは、2つの直線部P1と、2つの直線部P1を接続する湾曲部P2とを有している。直線部P1には、蓄熱器10が設けられている。一対の直線部P1の下部と湾曲部P2の内部には、液体が液柱の状態で貯留されて液体供給部40が形成されている。液体供給部40の上下方向、水平方向の長さは熱エネルギーの入力方法に応じて任意に設定される。 The conduit P is, for example, a waveguide formed in a circular tubular shape. The pipeline P is formed so that the oscillating flow propagates in the axial direction of the conduit. The shape of the pipeline may be tubular, for example, square or triangular. In the thermoacoustic device 1, the conduit P is formed in a U shape, for example. The pipeline P has two straight portions P1 and a curved portion P2 connecting the two straight portions P1. A heat storage device 10 is provided on the straight line portion P1. A liquid is stored in a state of a liquid column inside the lower portion of the pair of straight portions P1 and the inside of the curved portion P2, and a liquid supply portion 40 is formed. The vertical and horizontal lengths of the liquid supply unit 40 are arbitrarily set according to the heat energy input method.

管路P内に封入される作動気体は、窒素、ヘリウム、アルゴン、ヘリウムとアルゴンとの混合気体からなる不活性気体及び空気等の振動流を伝達できる気体である。作動気体は、振動流を伝達できればよく、これらの気体に限定されずに他の気体が用いられてもよい。 The working gas sealed in the pipeline P is a gas capable of transmitting a vibration flow such as nitrogen, helium, argon, an inert gas composed of a mixed gas of helium and argon, and air. The working gas is not limited to these gases as long as it can transmit an oscillating flow, and other gases may be used.

また、管路P内の全てが液体で満たされており、第一熱交換器、蓄熱器、第二熱交換器のみに作動気体が封入されていてよい。装置内における気体と液体の割合は限定されず、すべてに液体が封入されていてもよい。 Further, the entire inside of the conduit P may be filled with a liquid, and the working gas may be sealed only in the first heat exchanger, the heat storage device, and the second heat exchanger. The ratio of gas to liquid in the device is not limited, and all may be filled with liquid.

蓄熱器10は、作動気体の流線方向に沿って上流側の一端部10Aと下流側の他端部10Bとの間に温度差が生じると、振動流の発生・増幅を行う。蓄熱器10の一端部10Aには、第1熱交換器20が設けられている。蓄熱器10の他端部10Bには、第2熱交換器30が設けられている。 The heat storage device 10 generates and amplifies an oscillating flow when a temperature difference occurs between one end 10A on the upstream side and the other end 10B on the downstream side along the streamline direction of the working gas. A first heat exchanger 20 is provided at one end 10A of the heat storage device 10. A second heat exchanger 30 is provided at the other end 10B of the heat storage device 10.

蓄熱器10は、第1熱交換器20及び第2熱交換器30を用いて両端に管路Pの軸線方向に沿って温度勾配が生じる。蓄熱器10は、管路Pの軸線方向に沿って両端部の間に温度勾配(温度差)が形成されると振動流の発生・増幅が行われる。 The heat storage device 10 uses the first heat exchanger 20 and the second heat exchanger 30 to generate a temperature gradient at both ends along the axial direction of the pipeline P. The heat storage device 10 generates and amplifies an oscillating flow when a temperature gradient (temperature difference) is formed between both ends along the axial direction of the pipeline P.

蓄熱器10は、例えば、単数から複数の小径の流路12が形成されている。流路12は、蓄熱器10において作動気体の流線方向に沿って開口するように単数から無数に設けられている。蓄熱器10は、例えば、セラミックスで形成されたハニカム構造体や、多数のステンレス鋼メッシュ薄板が積層された構造体により多数の流路12が形成される。ガラスパイプなどの細かい流路を形成し振動流が通過できる材料であればよく、これらに限定されない。また、流路12は発泡金属やスチールウールなどで形成される形状のほか、金属粉を充填したり凸凹のあるフィルムを丸めたり、異なる流路径(流路幅)・流路形状・厚さを持つ薄板等を組み合わせたりすることで形成されてもよい。 In the heat storage device 10, for example, a single to a plurality of small-diameter flow paths 12 are formed. The flow paths 12 are provided in the heat storage device 10 from one to innumerable so as to open along the streamline direction of the working gas. In the heat storage device 10, for example, a large number of flow paths 12 are formed by a honeycomb structure made of ceramics or a structure in which a large number of stainless steel mesh thin plates are laminated. Any material such as a glass pipe that can form a fine flow path and allow the oscillating flow to pass through is not limited to these. In addition to the shape of the flow path 12 formed of foamed metal, steel wool, etc., the flow path 12 can be filled with metal powder, a film having irregularities can be rolled, and different flow path diameters (flow path widths), flow path shapes, and thicknesses can be obtained. It may be formed by combining thin plates and the like.

流路12は、例えば、円管形状、平行平板形状、多角形形状、ピンアレイ形状に形成されている。流路は、異なる流路径(流路幅)・流路形状・厚さを持つ薄板等を組合せてランダムに形成されてもよく、異なる流路径(流路幅)・流路形状・厚さを持つ薄板等の所定の組み合わせにより形成されたパターンを繰り返して形成されてもよい。蓄熱器10に温度勾配を生じさせるため、熱源からの熱エネルギーが入力される。 The flow path 12 is formed in, for example, a circular tube shape, a parallel flat plate shape, a polygonal shape, or a pin array shape. The flow path may be randomly formed by combining thin plates having different flow path diameters (flow path widths), flow path shapes, and thicknesses, and different flow path diameters (flow path widths), flow path shapes, and thicknesses may be used. The pattern formed by a predetermined combination of thin plates and the like may be repeatedly formed. Thermal energy from a heat source is input to generate a temperature gradient in the heat storage device 10.

熱源は、雰囲気温度としての常温に対して温度差を有する熱エネルギーを供給するものである。ここで、常温とは、例えば、大気、海水、河川水、湖水、地熱等の周囲の環境により安定的に得られる温度である。常温は、雰囲気温度の他に熱源と温度差を生じさせるように安定的に熱エネルギーを供給できる他の熱源から生じる温度であってもよい。熱源は、例えば、廃熱として捨てられる熱エネルギーを利用する。熱源は、常温に対して高温の熱エネルギーを与えるものであってもよいし、常温に対して低温の熱エネルギーを与えるものであってもよい。熱エネルギーは、第1熱交換器20又は第2熱交換器30のいずれか一方に入力される。 The heat source supplies heat energy having a temperature difference with respect to room temperature as the ambient temperature. Here, the room temperature is a temperature that can be stably obtained by the surrounding environment such as air, seawater, river water, lake water, and geothermal heat. The room temperature may be a temperature generated from another heat source capable of stably supplying heat energy so as to cause a temperature difference with the heat source in addition to the ambient temperature. The heat source utilizes, for example, thermal energy that is wasted as waste heat. The heat source may be one that gives high temperature heat energy with respect to normal temperature, or may give low temperature heat energy with respect to normal temperature. The heat energy is input to either the first heat exchanger 20 or the second heat exchanger 30.

第1熱交換器20は、蓄熱器10の一端部10Aにおいて熱媒体を介して熱交換を行うよう形成されている。第1熱交換器20は、蓄熱器10の一端部10Aに常温に対して温度差を有する熱媒体を介して熱交換するものであってもよいし、常温の熱媒体を介して熱交換するものであってもよい。 The first heat exchanger 20 is formed so as to perform heat exchange via a heat medium at one end 10A of the heat storage device 10. The first heat exchanger 20 may exchange heat with one end 10A of the heat storage device 10 via a heat medium having a temperature difference with respect to room temperature, or may exchange heat via a heat medium at room temperature. It may be a thing.

第2熱交換器30は、蓄熱器10の他端部10Bにおいて熱交換を行うよう形成されている。第2熱交換器30は、蓄熱器10の他端部10Bに常温に対して温度差を有する熱媒体を介して熱交換するものであってもよいし、常温の熱媒体を介して熱交換するものであってもよい。 The second heat exchanger 30 is formed so as to perform heat exchange at the other end 10B of the heat storage device 10. The second heat exchanger 30 may exchange heat with the other end 10B of the heat storage device 10 via a heat medium having a temperature difference with respect to room temperature, or may exchange heat via a heat medium at room temperature. It may be something to do.

液体供給部40は、蓄熱器10に液体を供給し、蓄熱器10を定常的に湿潤状態にするように形成されている。上述したように、蓄熱器10を濡らすと液体の蒸発及び凝縮(相変化現象)により動作温度が従来の熱音響エンジンの動作温度よりも低下する。液体は、取り扱い、入手の容易さを考慮して水が用いられることが考えられる。 The liquid supply unit 40 is formed so as to supply a liquid to the heat storage device 10 and constantly bring the heat storage device 10 into a wet state. As described above, when the heat storage device 10 is wet, the operating temperature becomes lower than the operating temperature of the conventional thermoacoustic engine due to the evaporation and condensation (phase change phenomenon) of the liquid. As the liquid, water may be used in consideration of ease of handling and availability.

ただし、液体の種類は水に限定されず、水の他にエタノール、R134aなどの水よりも沸点が低い液体が用いられてもよい。これにより水の沸点よりも低い温度域で相変化現象を利用することが可能となる。また、熱音響デバイス1の高出力化を目的とし、管路P内の平均圧力を加圧させた場合において熱源温度よりも沸点が上昇する可能性がある。そこで、水よりも沸点が低い液体を利用することで熱源温度よりも低い温度域で相変化現象を利用することが可能となる。エタノールや冷媒(R134a)の他に、蓄熱器10において蒸発と凝縮を行う相変化現象が生じるのであれば他の液体が用いられてもよい。この他、液体は、低温の熱エネルギーを入力するように水よりも凝固点が低い液体が用いられてもよい。 However, the type of liquid is not limited to water, and in addition to water, a liquid having a boiling point lower than that of water such as ethanol and R134a may be used. This makes it possible to utilize the phase change phenomenon in a temperature range lower than the boiling point of water. Further, for the purpose of increasing the output of the thermoacoustic device 1, the boiling point may rise above the heat source temperature when the average pressure in the conduit P is pressurized. Therefore, by using a liquid having a boiling point lower than that of water, it is possible to utilize the phase change phenomenon in a temperature range lower than the heat source temperature. In addition to ethanol and the refrigerant (R134a), other liquids may be used as long as a phase change phenomenon that causes evaporation and condensation occurs in the heat storage device 10. In addition, as the liquid, a liquid having a freezing point lower than that of water may be used so as to input low-temperature heat energy.

液体供給部40は、例えば、管路Pそのもので構成されていてもよいし、管路Pの一部を加工することにより形成されていてもよい。この他、別途作製した液体供給部40と管路Pを接続して形成してもよい。液体供給部40は、一対の直線部P1の一部と湾曲部P2とから構成されるU状に形成されている。液体供給部40は、液体をU状の液柱の状態に貯留する。液体供給部40は、例えば、液体の液面が蓄熱器10の一端部10A側より上方となり、蓄熱器10を液体中に浸漬するように形成されている。蓄熱器10は、例えば、セラミック等により表面が粗に形成されているため、供給された液体が表面に浸透する。液体供給部40は、熱源からの熱エネルギーを入力し、第1熱交換器20又は一端部10A側への熱エネルギーの入力に用いられてもよい。 The liquid supply unit 40 may be formed of, for example, the pipeline P itself, or may be formed by processing a part of the pipeline P. In addition, the liquid supply unit 40 separately prepared and the pipeline P may be connected to form the liquid supply unit 40. The liquid supply portion 40 is formed in a U shape composed of a part of a pair of straight portions P1 and a curved portion P2. The liquid supply unit 40 stores the liquid in the state of a U-shaped liquid column. The liquid supply unit 40 is formed so that, for example, the liquid level of the liquid is above the one end portion 10A side of the heat storage device 10 and the heat storage device 10 is immersed in the liquid. Since the surface of the heat storage device 10 is roughly formed by, for example, ceramic or the like, the supplied liquid permeates the surface. The liquid supply unit 40 may input the heat energy from the heat source and may be used for inputting the heat energy to the first heat exchanger 20 or the one end portion 10A side.

図2に示されるように、液体供給部40は、例えば、液体の液面が蓄熱器10の一端部10A側より下方となり液体を吸い上げて蓄熱器10に供給するように形成された供給部材45(第1供給部材)を備えていてもよい。液体供給部40において液体が気化し、液面が蓄熱器10より下方となり、蓄熱器10に液体が供給されなくなる可能性がある。 As shown in FIG. 2, the liquid supply unit 40 is, for example, a supply member 45 formed so that the liquid level of the liquid is lower than the one end portion 10A side of the heat storage device 10 and sucks up the liquid and supplies it to the heat storage device 10. (First supply member) may be provided. There is a possibility that the liquid vaporizes in the liquid supply unit 40, the liquid level becomes lower than the heat storage device 10, and the liquid is not supplied to the heat storage device 10.

そこで、液面が蓄熱器10より下方であっても蓄熱器10に液体を供給できるように供給部材45は、液体を下方から上方に吸い上げるように柱状に形成されている。供給部材45は、例えば、綿、布等の毛細管現象を発生する部材により形成されている給水芯である。供給部材45は、下方が液体内に浸漬され、上方が蓄熱器10の一端部10A側に当接するように取り付けられている。 Therefore, the supply member 45 is formed in a columnar shape so as to suck the liquid from the lower side to the upper side so that the liquid can be supplied to the heat storage device 10 even if the liquid level is lower than the heat storage device 10. The supply member 45 is a water supply core formed of, for example, a member such as cotton or cloth that causes a capillary phenomenon. The supply member 45 is attached so that the lower portion is immersed in the liquid and the upper portion abuts on the one end portion 10A side of the heat storage device 10.

蓄熱器10は、例えば、セラミック等により表面が粗に形成されているため、供給部材45から供給された液体が表面に浸透する。供給部材45により、動力を用いることなく液体を下方から上方に吸い上げ、液面より上方に配置された蓄熱器10に液体を供給し、蓄熱器10を湿潤状態に保つことができる。 Since the surface of the heat storage device 10 is roughly formed of, for example, ceramic or the like, the liquid supplied from the supply member 45 permeates the surface. The supply member 45 can suck the liquid from the bottom to the top without using power, supply the liquid to the heat storage device 10 arranged above the liquid surface, and keep the heat storage device 10 in a wet state.

次に、原動用の熱音響デバイス1への熱エネルギーの入力について説明する。 Next, the input of thermal energy to the thermoacoustic device 1 for driving will be described.

蓄熱器10の一端部10A側には、例えば、第1熱交換器20により常温の熱エネルギーを供給する。第1熱交換器20には、例えば、常温の空気や液体等の熱媒体を循環させる。その一方で蓄熱器10の他端部10B側には、例えば、第2熱交換器30により高温の熱エネルギーを供給する。第2熱交換器30には、例えば、高温の気体や液体等の熱媒体を循環させる。 For example, the first heat exchanger 20 supplies heat energy at room temperature to one end 10A side of the heat storage device 10. A heat medium such as air or liquid at room temperature is circulated in the first heat exchanger 20. On the other hand, high-temperature heat energy is supplied to the other end 10B side of the heat storage device 10 by, for example, the second heat exchanger 30. A heat medium such as a high-temperature gas or liquid is circulated in the second heat exchanger 30.

この場合、常温側となる蓄熱器10の一端部10A側から高温側となる蓄熱器10の他端部10B側にかけて温度勾配が生成され振動流の発生・増幅が行われる。 In this case, a temperature gradient is generated from one end 10A side of the heat storage device 10 on the normal temperature side to the other end 10B side of the heat storage device 10 on the high temperature side, and the vibration flow is generated and amplified.

他の熱エネルギーの入力方法として、蓄熱器10の一端部10A側には、例えば、第1熱交換器20により高温の熱エネルギーを供給する。第1熱交換器20には、例えば、高温の気体や液体等の熱媒体を循環させる。その一方で蓄熱器10の他端部10B側には、例えば、第2熱交換器30により常温の熱エネルギーを供給する。第2熱交換器30には、例えば、常温の気体や液体等の熱媒体を循環させる。 As another method of inputting heat energy, high-temperature heat energy is supplied to one end 10A side of the heat storage device 10 by, for example, the first heat exchanger 20. A heat medium such as a high-temperature gas or liquid is circulated in the first heat exchanger 20. On the other hand, heat energy at room temperature is supplied to the other end 10B side of the heat storage device 10 by, for example, the second heat exchanger 30. A heat medium such as a gas or liquid at room temperature is circulated in the second heat exchanger 30.

この場合、高温側となる蓄熱器10の一端部10A側から常温側となる蓄熱器10の他端部10B側にかけて温度勾配が生成され振動流の発生・増幅が行われる。 In this case, a temperature gradient is generated from one end 10A side of the heat storage device 10 on the high temperature side to the other end 10B side of the heat storage device 10 on the room temperature side, and the vibration flow is generated and amplified.

蓄熱器10の一端部10A側には、液体供給部40に液柱状に貯留された液体を熱源により加熱することにより高温の熱エネルギーを供給し、蓄熱器10の一端部10A側を加熱してもよい。この場合、第1熱交換器20は省略されてもよい。一般的に熱音響デバイスの熱交換器は装置容積に対して小さく形成され、外部熱源を用いた入力箇所が制限されるという問題がある。廃熱を熱源とした設計を行うと、熱交換器は、熱源からの伝熱面積を確保する必要があることから、流路開口率が低くなるという問題もある。これに比して液体供給部40の液柱を加熱することで、第1熱交換器20よりも大きな範囲の入熱区間を設定できる。その一方で蓄熱器10の他端部10B側には、例えば、第2熱交換器30により常温の熱エネルギーを供給する。この場合、高温側となる蓄熱器10の一端部10A側から常温側となる蓄熱器10の他端部10B側にかけて温度勾配が生成され振動流の発生・増幅が行われる。 High-temperature heat energy is supplied to one end 10A side of the heat storage device 10 by heating the liquid stored in a liquid column in the liquid supply unit 40 with a heat source, and the one end 10A side of the heat storage device 10 is heated. May be good. In this case, the first heat exchanger 20 may be omitted. Generally, the heat exchanger of a thermoacoustic device is formed to be small with respect to the volume of the device, and there is a problem that the input location using an external heat source is limited. When the heat exchanger is designed using waste heat as a heat source, the heat exchanger needs to secure a heat transfer area from the heat source, so that there is also a problem that the flow path opening ratio becomes low. On the other hand, by heating the liquid column of the liquid supply unit 40, a heat input section having a larger range than that of the first heat exchanger 20 can be set. On the other hand, heat energy at room temperature is supplied to the other end 10B side of the heat storage device 10 by, for example, the second heat exchanger 30. In this case, a temperature gradient is generated from one end 10A side of the heat storage device 10 on the high temperature side to the other end 10B side of the heat storage device 10 on the room temperature side, and the vibration flow is generated and amplified.

この他、液体供給部40が第1熱交換器20の役割を果たしてもよい。蓄熱器10の一端部10A側には、液体供給部40に液柱状に貯留された液体を熱源により常温の熱エネルギーを供給してもよい。この場合、第1熱交換器20は省略されてもよい。 In addition, the liquid supply unit 40 may play the role of the first heat exchanger 20. On one end 10A side of the heat storage device 10, the liquid stored in the liquid column of the liquid supply unit 40 may be supplied with heat energy at room temperature by a heat source. In this case, the first heat exchanger 20 may be omitted.

他の熱エネルギーの入力方法として、蓄熱器10の一端部10A側には、例えば、第1熱交換器20により低温の熱エネルギーを供給する。第1熱交換器20には、例えば、低温の気体や液体等の熱媒を循環させる。蓄熱器10の一端部10A側には、液体供給部40に貯留された液体を熱源により冷却することにより低温の熱エネルギーを供給してもよい。この場合、第1熱交換器20は省略されてもよい。その一方で蓄熱器10の他端部10B側には、例えば、第2熱交換器30により常温の熱エネルギーを供給する。第2熱交換器30には、例えば、常温の気体や液体等の熱媒を循環させる。この場合、低温側となる蓄熱器10の一端部10A側から常温側となる蓄熱器10の他端部10B側にかけて温度勾配が生成され振動流の発生・増幅が行われる。 As another method of inputting heat energy, low-temperature heat energy is supplied to one end 10A side of the heat storage device 10 by, for example, the first heat exchanger 20. For example, a heat medium such as a low-temperature gas or liquid is circulated in the first heat exchanger 20. Low-temperature heat energy may be supplied to one end 10A side of the heat storage device 10 by cooling the liquid stored in the liquid supply unit 40 with a heat source. In this case, the first heat exchanger 20 may be omitted. On the other hand, heat energy at room temperature is supplied to the other end 10B side of the heat storage device 10 by, for example, the second heat exchanger 30. A heat medium such as a gas or liquid at room temperature is circulated in the second heat exchanger 30. In this case, a temperature gradient is generated from one end 10A side of the heat storage device 10 on the low temperature side to the other end 10B side of the heat storage device 10 on the room temperature side, and the vibration flow is generated and amplified.

上記方法により、蓄熱器10の一端部10Aと他端部10Bとの間に温度勾配(温度差)を生じさせると、作動気体の振動流の発生・増幅が行われ、管路P内を伝搬する。管路P内を伝搬する振動流からは、エネルギー(仕事)を取り出すことができる。エネルギーの取り出しは、例えば、管路Pに熱音響デバイス1と異なる他の蓄熱器を有する作動用の熱音響デバイスを用いることができる。作動用の熱音響デバイスによれば、入力された振動流のエネルギーを熱エネルギーに変換(ヒートポンプ効果)して取り出すことができる。 When a temperature gradient (temperature difference) is generated between one end 10A and the other end 10B of the heat storage device 10 by the above method, the oscillating flow of the working gas is generated and amplified and propagates in the pipeline P. To do. Energy (work) can be extracted from the oscillating flow propagating in the pipeline P. For energy extraction, for example, an operational thermoacoustic device having another thermoacoustic device different from the thermoacoustic device 1 in the conduit P can be used. According to the thermoacoustic device for operation, the energy of the input oscillating flow can be converted into thermal energy (heat pump effect) and extracted.

この時、作動用の熱音響デバイスの蓄熱器において原動用の熱音響デバイス1における気体の流線方向に沿って反対方向の温度勾配を生じさせるようにヒートポンプ効果を行うため、熱音響現象を利用して入力された振動流から熱エネルギーを取り出すことができる。 At this time, the thermoacoustic phenomenon is used in order to perform the heat pump effect in the heat storage device of the thermoacoustic device for operation so as to generate a temperature gradient in the opposite direction along the streamline direction of the gas in the thermoacoustic device 1 for driving. The heat energy can be extracted from the input oscillating flow.

以下、作動用の熱音響デバイスについて説明する。上記の原動用の熱音響デバイス1と同一の構成については同一の名称を用い、重複する説明は適宜省略する。 Hereinafter, the thermoacoustic device for operation will be described. The same name will be used for the same configuration as the above-mentioned thermoacoustic device 1 for driving, and duplicate description will be omitted as appropriate.

図3に示されるように、渇いた状態の作動用の熱音響デバイス2は、管路Pと、管路P内に設けられた蓄熱器50(第2蓄熱器)と、蓄熱器50の一端部50Aに設けられた第3熱交換器60と、蓄熱器50の他端部50Bに設けられた第4熱交換器70とを備える。第3熱交換器60及び第4熱交換器70には、下方に湾曲した管路Pが接続されている。 As shown in FIG. 3, the thermoacoustic device 2 for operation in a thirsty state includes a pipeline P, a heat storage device 50 (second heat storage device) provided in the pipeline P, and one end of the heat storage device 50. A third heat exchanger 60 provided in the portion 50A and a fourth heat exchanger 70 provided in the other end 50B of the heat storage device 50 are provided. A downwardly curved conduit P is connected to the third heat exchanger 60 and the fourth heat exchanger 70.

蓄熱器50は、例えば、一端部50A側又は他端部50B側のいずれかの端部側から原動用の熱音響デバイス1から生じた振動流が入力される。 In the heat storage device 50, for example, the vibration flow generated from the thermoacoustic device 1 for driving is input from either the end side of one end 50A side or the other end 50B side.

第3熱交換器60は、蓄熱器50の一端部50Aにおいて熱交換を行うよう形成されている。第3熱交換器60は、蓄熱器50の一端部50Aを冷却又は加温するものである。第3熱交換器60は、熱媒体を循環させ、一端部50Aにおいて熱交換を行う。 The third heat exchanger 60 is formed so as to perform heat exchange at one end 50A of the heat storage device 50. The third heat exchanger 60 cools or heats one end 50A of the heat storage device 50. The third heat exchanger 60 circulates the heat medium and exchanges heat at one end 50A.

第4熱交換器70は、蓄熱器50の他端部50Bにおいて熱交換を行うよう形成されている。第4熱交換器70は、例えば、蓄熱器50の他端部50Bを冷却又は加温するものである。第4熱交換器70は、熱媒体を循環させ、他端部50Bにおいて熱交換を行う。 The fourth heat exchanger 70 is formed so as to perform heat exchange at the other end 50B of the heat storage device 50. The fourth heat exchanger 70 cools or heats the other end 50B of the heat storage device 50, for example. The fourth heat exchanger 70 circulates the heat medium and exchanges heat at the other end 50B.

例えば、蓄熱器50の一端部50A側に原動用の熱音響デバイス1からエネルギー変換により生じた振動流が入力された場合、ヒートポンプ効果が発生し蓄熱器の流路軸方向に温度差が生じる。この時、第3熱交換器60により一端部50A側を常温の熱媒体と熱交換すると、温度差が一端部50A側を基準に生じ、他端部50B側において吸熱反応が生じる。この時、第4熱交換器70により熱交換を行うと低温の熱エネルギーを取り出すことができる。この反応により、冷却機、クーラー等を構成できる。 For example, when a vibration flow generated by energy conversion is input from the thermoacoustic device 1 for driving to one end 50A side of the heat storage device 50, a heat pump effect is generated and a temperature difference occurs in the flow path axial direction of the heat storage device. At this time, when the one end 50A side is heat-exchanged with the heat medium at room temperature by the third heat exchanger 60, a temperature difference occurs with reference to the one end 50A side, and an endothermic reaction occurs on the other end 50B side. At this time, if heat exchange is performed by the fourth heat exchanger 70, low-temperature heat energy can be taken out. By this reaction, a cooler, a cooler, etc. can be configured.

蓄熱器50の一端部50A側に原動用の熱音響デバイス1から生じた振動流が入力された場合、ヒートポンプ効果によって蓄熱器の流路軸方向に温度差が生じる。この時、第4熱交換器70により他端部50B側を常温の熱媒体と熱交換すると、温度差が一端部50B側を基準に生じ、一端部50A側においては第3熱交換器60により高温の熱エネルギーを取り出すことができる。 When the vibration flow generated from the thermoacoustic device 1 for driving is input to one end 50A side of the heat storage device 50, a temperature difference is generated in the flow path axial direction of the heat storage device due to the heat pump effect. At this time, when the other end 50B side is heat-exchanged with the heat medium at room temperature by the fourth heat exchanger 70, a temperature difference is generated with reference to the one end 50B side, and the third heat exchanger 60 on the one end 50A side. High temperature heat energy can be extracted.

この反応により、昇温機等を構成できる。上記振動流の入力は、蓄熱器50の他端部50B側からでもよい。即ち振動流の入力は、熱音響デバイス1から生じる振動流の方向に応じて適宜変更される。また、蓄熱器の「昇温」、「冷却」方向もまた、振動流の入力方向に応じて適宜変更される。蓄熱器50の一端部50A側は、原動用の熱音響デバイス1と同様に液体が供給されるように構成されていてもよい。 By this reaction, a temperature riser or the like can be constructed. The input of the oscillating flow may be from the other end 50B side of the heat storage device 50. That is, the input of the oscillating flow is appropriately changed according to the direction of the oscillating flow generated from the thermoacoustic device 1. Further, the "heating" and "cooling" directions of the heat storage device are also appropriately changed according to the input direction of the oscillating flow. One end 50A side of the heat storage device 50 may be configured to supply a liquid in the same manner as the thermoacoustic device 1 for driving.

図4に示されるように、作動用の熱音響デバイス2は、蓄熱器50を濡れた状態にして構成されていてもよい。作動用の熱音響デバイス2は、蓄熱器50の一端部50A側に液体を供給する作動用の液体供給部80(第2液体供給部)を備える。装置構成は、原動用の熱音響デバイス1と同様である。熱音響デバイス2は、両端のうち、いずれかの端部に生じた熱から熱エネルギーを取り出すよう構成されている。この時、一端部50A側を液体供給部80により濡らすことにより、熱音響デバイス2の動作温度を低下できる。蓄熱器50には、上記と同様に液体供給部80から供給部材(第2供給部材:不図示)を用いて液体が供給されてもよい。 As shown in FIG. 4, the thermoacoustic device 2 for operation may be configured with the heat storage device 50 in a wet state. The thermoacoustic device 2 for operation includes a liquid supply unit 80 (second liquid supply unit) for operation that supplies liquid to one end 50A side of the heat storage device 50. The device configuration is the same as that of the thermoacoustic device 1 for driving. The thermoacoustic device 2 is configured to extract thermal energy from the heat generated at either end of both ends. At this time, the operating temperature of the thermoacoustic device 2 can be lowered by wetting one end 50A side with the liquid supply 80. The liquid may be supplied to the heat storage device 50 from the liquid supply unit 80 using a supply member (second supply member: not shown) in the same manner as described above.

この時、液体供給部80に貯留した液体によって熱エネルギーを出力することもできる。これにより、熱音響デバイス2は、蓄熱器50で生じた仕事の取り出し口の出力範囲を拡大でき、熱エネルギーを取り出し易くなるよう構成されている。原動用の熱音響デバイス1と作動用の熱音響デバイス2を組み合わせて、ヒートポンプを構成できる。 At this time, the heat energy can be output by the liquid stored in the liquid supply unit 80. As a result, the thermoacoustic device 2 is configured so that the output range of the work outlet generated by the heat storage device 50 can be expanded and the thermal energy can be easily extracted. A heat pump can be configured by combining the thermoacoustic device 1 for driving and the thermoacoustic device 2 for operation.

図5に示されるように、ヒートポンプ100は、冷却機として構成されている。ヒートポンプ100は、原動用の熱音響デバイス1と作動用の熱音響デバイス2とを備える。熱音響デバイス2は、濡らされていない。熱音響デバイス1と熱音響デバイス2とは、管路Pによりループ状に接続されている。熱音響デバイス1と熱音響デバイス2との間には、U状に形成された液溜部3が設けられている。液溜部3には、液体がU状の液柱状に貯留される。 As shown in FIG. 5, the heat pump 100 is configured as a cooler. The heat pump 100 includes a thermoacoustic device 1 for driving and a thermoacoustic device 2 for operation. The thermoacoustic device 2 is not wet. The thermoacoustic device 1 and the thermoacoustic device 2 are connected in a loop by a conduit P. A U-shaped liquid reservoir 3 is provided between the thermoacoustic device 1 and the thermoacoustic device 2. The liquid is stored in the liquid reservoir 3 in a U-shaped liquid column.

液溜部3によれば、副次的に「ゲデオン流」を抑止できる。ゲデオン流とは、ループ形状の熱音響デバイス内に発生する循環質量流である(非特許文献9)。ゲデオン流は、蓄熱器や熱交換器の熱を運び去ることから、原動機においては熱効率を低下させ、冷却機と昇温機においてはヒートポンプ性能を低下させる。従来、ゲデオン流は、ゴム膜などの設置で抑止していた。ヒートポンプ100によれば、管路Pの流路の途中に設けられた液溜部3や液体供給部40によりゲデオン流を抑止できる。 According to the liquid reservoir 3, the "Gedeon flow" can be suppressed secondarily. The Gedeon flow is a circulating mass flow generated in a loop-shaped thermoacoustic device (Non-Patent Document 9). Since the Gedeon flow carries away the heat of the heat storage device and the heat exchanger, the thermal efficiency is lowered in the prime mover, and the heat pump performance is lowered in the cooler and the heater. Conventionally, the Gedeon flow has been suppressed by installing a rubber film or the like. According to the heat pump 100, the Gedeon flow can be suppressed by the liquid reservoir 3 and the liquid supply 40 provided in the middle of the flow path of the pipeline P.

原動用の熱音響デバイス1には、高温の廃熱等の熱源から熱エネルギーが供給される。蓄熱器10の他端部10B側は、例えば、第2熱交換器30により熱源から高温に熱交換される。第2熱交換器30には、例えば、熱源により熱せられた高温の気体や液体等の熱媒体を循環させる。蓄熱器10の一端部10A側は、例えば、第1熱交換器20により常温と熱交換される。第1熱交換器20には、例えば、常温の空気や液体等の熱媒体を循環させる。そうすると、他端部10B側が高温で且つ、一端部10A側が常温となるように蓄熱器10に温度勾配が生じ、振動流の発生・増幅が行われる。 Thermal energy is supplied to the thermoacoustic device 1 for the prime mover from a heat source such as high-temperature waste heat. The other end 10B side of the heat storage device 10 is heat-exchanged from the heat source to a high temperature by, for example, the second heat exchanger 30. The second heat exchanger 30 circulates, for example, a heat medium such as a high-temperature gas or liquid heated by a heat source. One end 10A side of the heat storage device 10 is heat exchanged with room temperature by, for example, the first heat exchanger 20. A heat medium such as air or liquid at room temperature is circulated in the first heat exchanger 20. Then, a temperature gradient is generated in the heat storage device 10 so that the other end 10B side has a high temperature and the one end 10A side has a room temperature, and the vibration flow is generated and amplified.

振動流のエネルギーは、管路Pを進行し、液溜部3に伝搬し、液溜部3から作動用の熱音響デバイス2に入力される。振動流は、蓄熱器50においてヒートポンプ効果を行い、蓄熱器の流路軸方向に温度差を生じさせる。この時、第3熱交換器60により常温と熱交換を行うと、蓄熱器50における温度勾配は他端部50A側を基準に生じ、一端部50B側の温度は常温より低温となる。 The energy of the oscillating flow travels through the conduit P, propagates to the liquid reservoir 3, and is input from the liquid reservoir 3 to the thermoacoustic device 2 for operation. The oscillating flow exerts a heat pump effect in the heat storage device 50 and causes a temperature difference in the flow path axial direction of the heat storage device. At this time, when heat exchange is performed with the room temperature by the third heat exchanger 60, the temperature gradient in the heat storage device 50 is generated with reference to the other end 50A side, and the temperature on the one end 50B side becomes lower than the room temperature.

この時、第4熱交換器70により熱交換を行うと、常温より低温の熱エネルギーを取り出すことができる。ヒートポンプ効果に利用されず、他端部50B側から出力された振動流のエネルギーは、液体供給部40に伝搬し、熱音響デバイス1に入力される。その後、上記サイクルが繰り返される。従って、ヒートポンプ100によれば、高温の廃熱等を使って動作装置を用いない冷却機を構成できる。これは1例であり、原動機、昇温機、冷却機の数、組み合わせは自由でありこれに限らない。 At this time, if heat exchange is performed by the fourth heat exchanger 70, heat energy lower than room temperature can be extracted. The energy of the oscillating flow output from the other end 50B side, which is not used for the heat pump effect, propagates to the liquid supply unit 40 and is input to the thermoacoustic device 1. After that, the above cycle is repeated. Therefore, according to the heat pump 100, it is possible to configure a cooler that does not use an operating device by using high-temperature waste heat or the like. This is just one example, and the number and combination of prime movers, temperature risers, and coolers are free and not limited to this.

図6に示されるように、ヒートポンプ110は、昇温機として構成されていてもよい。ヒートポンプ110は、原動用の熱音響デバイス1と作動用の熱音響デバイス2とを備える。熱音響デバイス2は、濡らされていない。 As shown in FIG. 6, the heat pump 110 may be configured as a temperature riser. The heat pump 110 includes a thermoacoustic device 1 for driving and a thermoacoustic device 2 for operation. The thermoacoustic device 2 is not wet.

原動用の熱音響デバイス1には、低温の熱源から熱エネルギーが供給される。蓄熱器10の一端部10A側は、例えば、第1熱交換器20により熱源から低温に熱交換される。蓄熱器10の一端部10A側は、液体供給部40の液体を冷却してもよい。第1熱交換器20には、例えば、熱源により冷却された低温の気体や液体等の熱媒体を循環させる。蓄熱器10の他端部10B側は、例えば、第2熱交換器30により常温と熱交換される。第2熱交換器30には、例えば、常温の空気や液体等の熱媒体を循環させる。そうすると、他端部10B側が常温で且つ、一端部10A側が低温となるように蓄熱器10に温度勾配が生じ、振動流の発生・増幅が行われる。 Thermal energy is supplied to the thermoacoustic device 1 for the prime mover from a low-temperature heat source. One end 10A side of the heat storage device 10 is heat-exchanged from a heat source to a low temperature by, for example, the first heat exchanger 20. One end 10A side of the heat storage device 10 may cool the liquid of the liquid supply unit 40. The first heat exchanger 20 circulates, for example, a heat medium such as a low-temperature gas or liquid cooled by a heat source. The other end 10B side of the heat storage device 10 is heat exchanged with room temperature by, for example, the second heat exchanger 30. A heat medium such as air or liquid at room temperature is circulated in the second heat exchanger 30. Then, a temperature gradient is generated in the heat storage device 10 so that the other end 10B side is at room temperature and the one end 10A side is at low temperature, and the vibration flow is generated and amplified.

振動流のエネルギーは、管路Pを進行し、液溜部3に伝搬し、液溜部3から作動用の熱音響デバイス2に入力される。振動流は、蓄熱器50においてヒートポンプ効果を行い、蓄熱器の流路軸方向に温度差を生じさせる。この時、第4熱交換器70により常温と熱交換を行うと、蓄熱器50における温度勾配は他端部50B側を基準に生じ、一端部50A側の温度は常温より高温となる。 The energy of the oscillating flow travels through the conduit P, propagates to the liquid reservoir 3, and is input from the liquid reservoir 3 to the thermoacoustic device 2 for operation. The oscillating flow exerts a heat pump effect in the heat storage device 50 and causes a temperature difference in the flow path axial direction of the heat storage device. At this time, when heat exchange is performed with the room temperature by the fourth heat exchanger 70, the temperature gradient in the heat storage device 50 is generated with reference to the other end 50B side, and the temperature on the one end 50A side becomes higher than the room temperature.

この時、一端部50A側から常温より高温の熱エネルギーを取り出すことができる。ヒートポンプ効果に利用されず、他端部50B側から出力された振動流のエネルギーは、液体供給部40に伝搬し、熱音響デバイス1に入力される。その後、上記サイクルが繰り返される。従って、ヒートポンプ110によれば、低温の廃熱を使って動作装置を用いない昇温機を構成できる。また、原動用の熱音響デバイスで生じさせる温度勾配は低温-常温の組み合わせに限らず、高温-常温、低温-高温の組み合わせで温度勾配を生じさせても良い。 At this time, heat energy higher than room temperature can be extracted from one end 50A side. The energy of the oscillating flow output from the other end 50B side, which is not used for the heat pump effect, propagates to the liquid supply unit 40 and is input to the thermoacoustic device 1. After that, the above cycle is repeated. Therefore, according to the heat pump 110, it is possible to configure a temperature riser that does not use an operating device by using low-temperature waste heat. Further, the temperature gradient generated by the thermoacoustic device for the prime mover is not limited to the combination of low temperature and normal temperature, and the temperature gradient may be generated by the combination of high temperature and normal temperature and low temperature and high temperature.

上記ヒートポンプ100,110において原動用の熱音響デバイス1は、液体供給部40において供給部材45が用いられてもよい。ヒートポンプ100,110において作動用の熱音響デバイス2は、液体供給部80及び供給部材(不図示)が用いられてもよい。 As the thermoacoustic device 1 for driving in the heat pumps 100 and 110, the supply member 45 may be used in the liquid supply unit 40. As the thermoacoustic device 2 for operation in the heat pumps 100 and 110, a liquid supply unit 80 and a supply member (not shown) may be used.

図7に示されるように、ヒートポンプ120は、熱音響デバイス1,2において、液体供給部40,80が用いられてもよい。ヒートポンプ120は、液体供給部40を備える熱音響デバイス1と液体供給部80を備える熱音響デバイス2とが管路Pによりループ状に接続されている。ヒートポンプ120は、熱音響デバイス1において、液体供給部40の液体に熱源からの熱エネルギーが供給されてもよい。ヒートポンプ120は、熱音響デバイス2において、液体供給部80の液体から低温の熱エネルギーが取り出されてもよい。 As shown in FIG. 7, as the heat pump 120, liquid supply units 40 and 80 may be used in the thermoacoustic devices 1 and 2. In the heat pump 120, the thermoacoustic device 1 including the liquid supply unit 40 and the thermoacoustic device 2 including the liquid supply unit 80 are connected in a loop by a conduit P. In the thermoacoustic device 1, the heat pump 120 may supply heat energy from a heat source to the liquid in the liquid supply unit 40. The heat pump 120 may extract low-temperature thermal energy from the liquid in the liquid supply unit 80 in the thermoacoustic device 2.

図8に示されるように、ヒートポンプ130は、ループ状に形成された管路P3,P4を接続するものであってもよい。原動用の熱音響デバイス1を備えるループ状の管路P3と、作動用の熱音響デバイス2を備えるループ状の管路P4とを備える。管路P3は、蓄熱器10から生じた振動流が周回して蓄熱器10に入力されるようにループ状に形成されている。管路P4は、蓄熱器50から生じた振動流が周回して蓄熱器50に入力されるようにループ状に形成されている。管路P3と管路P4とは、枝管P5により接続されている。 As shown in FIG. 8, the heat pump 130 may connect the pipelines P3 and P4 formed in a loop shape. It includes a loop-shaped pipeline P3 including a thermoacoustic device 1 for driving, and a loop-shaped pipeline P4 including a thermoacoustic device 2 for operation. The pipeline P3 is formed in a loop shape so that the oscillating flow generated from the heat storage device 10 circulates and is input to the heat storage device 10. The pipeline P4 is formed in a loop shape so that the oscillating flow generated from the heat storage device 50 circulates and is input to the heat storage device 50. The pipeline P3 and the pipeline P4 are connected by a branch pipe P5.

枝管P5は、例えば、逆U状に形成されている。枝管P5は、管路P3の液体供給部40の底部から分岐して接続されている。枝管P5は、管路P4の液体供給部80の底部から分岐して接続されている。ヒートポンプ130は、例えば、熱音響デバイス1において、液体供給部40の液体に熱源からの熱エネルギーが供給される。ヒートポンプ130は、例えば、熱音響デバイス2において、液体供給部80の液体から低温の熱エネルギーが取り出される。 The branch pipe P5 is formed in an inverted U shape, for example. The branch pipe P5 is branched and connected from the bottom of the liquid supply part 40 of the pipe line P3. The branch pipe P5 is branched and connected from the bottom of the liquid supply part 80 of the pipe line P4. In the thermoacoustic device 1, for example, the heat pump 130 supplies heat energy from a heat source to the liquid in the liquid supply unit 40. In the thermoacoustic device 2, for example, the heat pump 130 extracts low-temperature thermal energy from the liquid in the liquid supply unit 80.

図9に示されるように、ヒートポンプ140は、1つ以上の原動用の熱音響デバイス1が用いられていてもよい。ヒートポンプ140は、例えば、熱音響デバイス1が3個連続して管路Pを介して連結されている。3個の熱音響デバイス1により構成された連続体の下流側には、液溜部3を介して作動用の熱音響デバイス2が接続されている。熱音響デバイス2は、3個の熱音響デバイス1の上流側に接続されている。これにより、ヒートポンプ140は、ループ状に形成されている。ヒートポンプ140によれば、複数の蓄熱器10により振動流のパワーを増幅し、作動用の熱音響デバイス2から発生する熱を増大できる。 As shown in FIG. 9, the heat pump 140 may include one or more thermoacoustic devices 1 for driving. In the heat pump 140, for example, three thermoacoustic devices 1 are continuously connected via a conduit P. A thermoacoustic device 2 for operation is connected to the downstream side of the continuum composed of the three thermoacoustic devices 1 via a liquid reservoir 3. The thermoacoustic device 2 is connected to the upstream side of the three thermoacoustic devices 1. As a result, the heat pump 140 is formed in a loop shape. According to the heat pump 140, the power of the oscillating flow can be amplified by the plurality of heat storage devices 10 to increase the heat generated from the thermoacoustic device 2 for operation.

図10に示されるように、ヒートポンプ150は、2個の熱音響デバイス1と2個の熱音響デバイス2とを備える。ヒートポンプ150は、例えば、熱音響デバイス1の下流側に熱音響デバイス2が液溜部3を介して接続され、熱音響デバイス2の下流側に他の熱音響デバイス1が接続されている。他の熱音響デバイス1の下流側には、他の熱音響デバイス2が接続されている。 As shown in FIG. 10, the heat pump 150 includes two thermoacoustic devices 1 and two thermoacoustic devices 2. In the heat pump 150, for example, the thermoacoustic device 2 is connected to the downstream side of the thermoacoustic device 1 via the liquid reservoir 3, and another thermoacoustic device 1 is connected to the downstream side of the thermoacoustic device 2. Another thermoacoustic device 2 is connected to the downstream side of the other thermoacoustic device 1.

他の熱音響デバイス2の下流側には、熱音響デバイス1の上流側が接続されている。ヒートポンプ150において、熱音響デバイス1と熱音響デバイス2とが交互になるようにループ状に接続されている。ヒートポンプ150は、熱音響デバイス1と、熱音響デバイス1に接続された熱音響デバイス2とを含む連続体を含み、2個の連続体がループ状に接続されている。ヒートポンプ150によれば、熱源の入力部分と作動用の熱音響デバイス2から発生する熱の取り出し部分とを熱交換器に比して拡大するように形成できる。 The upstream side of the thermoacoustic device 1 is connected to the downstream side of the other thermoacoustic device 2. In the heat pump 150, the thermoacoustic device 1 and the thermoacoustic device 2 are connected in a loop so as to alternate. The heat pump 150 includes a continuum including a thermoacoustic device 1 and a thermoacoustic device 2 connected to the thermoacoustic device 1, and two continuums are connected in a loop. According to the heat pump 150, the input portion of the heat source and the heat extraction portion generated from the thermoacoustic device 2 for operation can be formed so as to expand as compared with the heat exchanger.

上述したように、ヒートポンプは、様々な装置構成により設計され得る。上記のヒートポンプは、液柱及び濡れた蓄熱器を用いるのであれば、他の装置構成が用いられてもよい。また、上述したヒートポンプは、設計要素として用いられる以下のパラメータに関わらず適用できる。
・作動気体の種類、平均圧力
・蓄熱器を濡らす液体の種類
・蓄熱器の流路径、長さ、材質
・管路の大きさ、長さ、形状(円管,矩形管)
・液体供給部の数と形状
・原動機、冷却機の設計諸元
・原動機、冷却機位置での断面積拡大の有無。
・原動機、冷却機の相対位置
・管路断面積の拡大の有無
・熱音響デバイス内における原動機の数
・熱音響デバイス内における冷却機など仕事の取り出し口の数
As mentioned above, the heat pump can be designed with various device configurations. If the above heat pump uses a liquid column and a wet heat storage device, other device configurations may be used. Further, the heat pump described above can be applied regardless of the following parameters used as design elements.
・ Type of working gas, average pressure ・ Type of liquid that wets the heat storage device ・ Flow path diameter, length, material ・ Pipe line size, length, shape (circular tube, rectangular tube) of the heat storage device
・ Number and shape of liquid supply unit ・ Motor, cooler design specifications ・ Whether or not the cross-sectional area is expanded at the prime mover and cooler position.
・ Relative position of prime mover and cooler ・ Presence or absence of expansion of pipeline cross-sectional area ・ Number of prime movers in thermoacoustic device ・ Number of work outlets such as cooler in thermoacoustic device

次に、湿潤状態の蓄熱器を用いたヒートポンプの設計例と、その性能を示す計算例を示す。以下の説明では、熱音響冷却機を対象に、濡れた蓄熱器を用いた際の熱音響現象を記述可能な支配方程式を用いた計算結果を示す。なお、この計算は、上述したように液柱によって供給された液体により濡れた蓄熱器を用いる原動用の熱音響デバイスにも適応可能である。 Next, a design example of a heat pump using a wet heat storage device and a calculation example showing its performance are shown. In the following description, a calculation result using a governing equation that can describe a thermoacoustic phenomenon when a wet heat storage device is used for a thermoacoustic cooler is shown. It should be noted that this calculation is also applicable to a prime mover thermoacoustic device using a heat storage device wetted by the liquid supplied by the liquid column as described above.

図11に示されるように、計算対象となるヒートポンプは、連続して接続された2個の原動用の熱音響デバイス1と、2個の原動用の熱音響デバイスの下流側に接続された冷却機として作動する作動用の熱音響デバイス2とを備える。作動用の熱音響デバイス2の下流側は、2個の原動用の熱音響デバイスの上流側に接続され、管路Pのループが形成されている。各デバイスの間には、U状に形成された液溜部3が接続されている。 As shown in FIG. 11, the heat pump to be calculated includes two continuously connected thermoacoustic devices for prime mover 1 and cooling connected to the downstream side of the two thermoacoustic devices for prime mover. It is provided with a thermoacoustic device 2 for operation that operates as a machine. The downstream side of the thermoacoustic device 2 for operation is connected to the upstream side of the two thermoacoustic devices for driving, and a loop of the pipeline P is formed. A U-shaped liquid reservoir 3 is connected between the devices.

2個の原動用の熱音響デバイスは、液溜部3から離間して渇いた状態のものが記載されている。2個の原動用の熱音響デバイスは、比較計算を行う場合、上述した濡れた状態の原動用の熱音響デバイス1を用いることができる(図9参照)。 The two thermoacoustic devices for the prime mover are described as being thirsty apart from the liquid reservoir 3. As the two thermoacoustic devices for driving, the above-mentioned thermoacoustic device 1 for driving in a wet state can be used when performing comparative calculation (see FIG. 9).

図12には、計算に用いたパラメータが示されている。計算例において、作動用の冷却機の蓄熱器は渇いた状態のものが用いられているが蓄熱器が濡れた状態であることや、仕事の取出側が液柱部に浸漬していても良く、この限りではない。 FIG. 12 shows the parameters used in the calculation. In the calculation example, the heat storage device of the cooling device for operation is used in a thirsty state, but the heat storage device may be in a wet state, or the work taking-out side may be immersed in the liquid column portion. This is not the case.

図13には、原動機蓄熱器高温端面温度に対する冷却機蓄熱器低温端面温度の計算結果が示されている。図において、横軸に原動機蓄熱器高温端面温度が示されており、縦軸に冷却機蓄熱器低温端面温度が示されている。計算において、原動用の濡れた状態の蓄熱器を有するヒートポンプと、原動用の渇いた状態の蓄熱器を有するヒートポンプを比較した。濡れた蓄熱器を用いたヒートポンプは、原動機蓄熱器高温端面温度が65℃程度で冷却機蓄熱器低温端面温度が27℃程度となり、原動機蓄熱器高温端面温度が70℃程度で冷却機蓄熱器低温端面温度が10℃程度まで冷却される結果となった。これに対し、乾いた蓄熱器を用いたヒートポンプは、原動機蓄熱器高温端面温度が160℃で冷却機蓄熱器低温端面温度が27℃程度となり、原動機蓄熱器高温端面温度が190℃で冷却機蓄熱器低温端面温度が9℃程度まで冷却される結果となった。 FIG. 13 shows the calculation result of the low temperature end face temperature of the cooler regenerator with respect to the high temperature end face temperature of the prime mover regenerator. In the figure, the horizontal axis shows the high temperature end face temperature of the prime mover regenerator, and the vertical axis shows the low temperature end face temperature of the cooler regenerator. In the calculation, a heat pump with a wet heat storage device for the prime mover and a heat pump with a thirsty heat storage device for the prime mover were compared. A heat pump using a wet regenerator has a prime mover regenerator high temperature end face temperature of about 65 ° C and a cooler regenerator low temperature end face temperature of about 27 ° C, a prime mover regenerator high temperature end face temperature of about 70 ° C, and a cooler regenerator low temperature. The result was that the end face temperature was cooled to about 10 ° C. On the other hand, in the heat pump using a dry regenerator, the prime mover regenerator high temperature end face temperature is 160 ° C, the cooler regenerator low temperature end face temperature is about 27 ° C, the prime mover regenerator high temperature end face temperature is 190 ° C, and the cooler heat storage. The result was that the low temperature end face temperature of the vessel was cooled to about 9 ° C.

以上の結果から、濡れた蓄熱器を用いたヒートポンプは、所望の冷却機温度を得るために、乾いた蓄熱器を用いたヒートポンプに比して低い温度により動作できる。 From the above results, the heat pump using the wet heat storage device can operate at a lower temperature than the heat pump using the dry heat storage device in order to obtain the desired cooler temperature.

上述したように熱音響現象を利用したヒートポンプによれば、冷却機、昇温機などを構成して所望のエネルギーを取り出す場合、乾いた蓄熱器を用いたヒートポンプに比して低い原動機温度で作動させることができる。従って、ヒートポンプによれば、従来、活用が困難であった温度域の廃熱を利用して所望のエネルギーを取り出すことができる。ヒートポンプによれば、従来、低温で作動するように複数の熱音響デバイスを連結して音響のパワーを増幅して所望のエネルギーを取り出すように構成されていたのに比して、濡れた状態の蓄熱器を1個用いて所望のエネルギーを取り出すことができ、装置構成を簡略化できる。 According to the heat pump that utilizes the thermoacoustic phenomenon as described above, when a cooler, a heater, etc. are configured to extract desired energy, the heat pump operates at a lower prime mover temperature than a heat pump using a dry heat storage device. Can be made to. Therefore, according to the heat pump, it is possible to extract desired energy by utilizing waste heat in a temperature range, which has been difficult to utilize in the past. According to heat pumps, in a wet state, compared to the conventional configuration in which multiple thermoacoustic devices are connected to operate at low temperatures to amplify the acoustic power and extract the desired energy. The desired energy can be extracted by using one heat storage device, and the device configuration can be simplified.

また、ヒートポンプによれば、濡れた蓄熱器を用いた状態で原動機温度を高く設定すると、乾いた蓄熱器を用いたヒートポンプに比して冷却機から出力される温度を低くすると共に、昇温機から出力される温度を高くすることができ、出力を向上できる。ヒートポンプによれば、従来よりも高い出力での廃熱回生を行える。ヒートポンプによれば、動作するための原動機の温度を低くでき、廃熱温度が低いような領域、場所においても利用が可能である。 According to the heat pump, when the prime mover temperature is set high while using a wet heat storage device, the temperature output from the cooler is lowered as compared with the heat pump using a dry heat storage device, and the temperature riser is also used. The temperature output from can be increased, and the output can be improved. According to the heat pump, waste heat regeneration can be performed at a higher output than before. According to the heat pump, the temperature of the prime mover for operation can be lowered, and it can be used in a region and a place where the waste heat temperature is low.

ヒートポンプによれば、液体供給部40により蓄熱器10を湿潤状態に保つことができ、安定して稼働できる。ヒートポンプによれば、液体供給部40の液柱に熱源からの熱エネルギーを入力することで、熱エネルギーの入力範囲を拡大できる。ヒートポンプによれば、液体供給部40の液柱が任意の長さに設定されるため、蓄熱器の端部に設けられる高温用の熱交換器よりも大きな範囲の入熱区間を設定できる。ヒートポンプによれば、液体供給部40の液柱に熱エネルギーを入力することで、高温用の熱交換器を省略でき、装置構成を簡略化できる。 According to the heat pump, the liquid supply unit 40 can keep the heat storage device 10 in a wet state, and can operate stably. According to the heat pump, the input range of the heat energy can be expanded by inputting the heat energy from the heat source to the liquid column of the liquid supply unit 40. According to the heat pump, since the liquid column of the liquid supply unit 40 is set to an arbitrary length, it is possible to set a heat input section in a larger range than the heat exchanger for high temperature provided at the end of the heat storage device. According to the heat pump, by inputting heat energy to the liquid column of the liquid supply unit 40, the heat exchanger for high temperature can be omitted, and the device configuration can be simplified.

ヒートポンプによれば、副次的に上記のゲデオン流を抑止できる。ヒートポンプによれば、従来、ゴム膜などの設置でゲデオン流を抑止していたのに比して、装置内部に設けられた液柱によりゲデオン流を抑止できる。 According to the heat pump, the above-mentioned Gedeon flow can be suppressed secondarily. According to the heat pump, the Gedeon flow can be suppressed by the liquid column provided inside the device, as compared with the conventional case where the Gedeon flow is suppressed by installing a rubber film or the like.

以上のように、熱音響現象を例に説明を行ったが、本発明は、熱音響現象に基づいた熱音響機関に限定されず、流体の振動流を利用する蓄熱器を備えるスターリングエンジン、パルス管冷凍機、GM冷凍機、スターリングクーラー、ヒートパイプ、熱音響機関等のエネルギー変換装置に適用可能である。 As described above, the thermoacoustic phenomenon has been described as an example, but the present invention is not limited to the thermoacoustic engine based on the thermoacoustic phenomenon, and the Stirling engine and pulse provided with a heat storage device that utilizes the vibration flow of the fluid. It can be applied to energy conversion devices such as tube refrigerators, GM refrigerators, Stirling coolers, heat pipes, and thermoacoustic engines.

1、2 熱音響デバイス、3 液溜部、10 蓄熱器、10A 一端部、10B 他端部、12 流路、20 第1熱交換器、30 第2熱交換器、40 液体供給部、45 供給部材、50 蓄熱器、50A 一端部、50B 他端部、60 第3熱交換器、70 第4熱交換器、80 液体供給部、100、110、120、130、140、150 ヒートポンプ、P 管路、P1 直線部、P2 湾曲部、P3、P4 管路、P5 枝管 1, 2 thermoacoustic device, 3 liquid reservoir, 10 heat exchanger, 10A one end, 10B other end, 12 flow paths, 20 first heat exchanger, 30 second heat exchanger, 40 liquid supply, 45 supply Members, 50 heat exchanger, 50A one end, 50B other end, 60 third heat exchanger, 70 fourth heat exchanger, 80 liquid supply section, 100, 110, 120, 130, 140, 150 heat pump, P pipeline , P1 straight part, P2 curved part, P3, P4 pipeline, P5 branch pipe

Claims (14)

相変化型振動流を利用したヒートポンプであって、
熱エネルギーの供給により前記相変化型振動流を発生・増幅させる少なくとも1つ以上の原動用の第1蓄熱器と、
前記第1蓄熱器に液体を供給する少なくとも1つ以上の原動用の第1液体供給部と、
前記液体が供給されて湿潤状態の前記第1蓄熱器にて発生・増幅された作動気体の振動流が入力されてヒートポンプ効果を発生させる少なくとも1つ以上の第2蓄熱器と、を備える、
ヒートポンプ。
A heat pump that uses a phase change type oscillating flow.
A first heat storage device for at least one or more prime movers that generates and amplifies the phase change type oscillating flow by supplying heat energy.
At least one or more primary liquid supply units for supplying liquid to the first heat storage unit, and
It is provided with at least one or more second heat storage devices to which the oscillating flow of the working gas generated / amplified by the first heat storage device in a wet state to which the liquid is supplied is input to generate a heat pump effect.
heat pump.
前記第1液体供給部は、前記作動気体が進行する管路に前記液体を液柱状に貯留するように形成されている、
請求項1に記載のヒートポンプ。
The first liquid supply unit is formed so as to store the liquid in a liquid column in a conduit in which the working gas travels.
The heat pump according to claim 1.
前記第1液体供給部は、貯留された前記液体が前記第1蓄熱器に浸漬するように形成されている、
請求項1または2に記載のヒートポンプ。
The first liquid supply unit is formed so that the stored liquid is immersed in the first heat storage device.
The heat pump according to claim 1 or 2.
前記第1液体供給部は、貯留された前記液体から前記液体を吸い上げて前記第1蓄熱器に前記液体を供給する第1供給部材を備える、
請求項1または2に記載のヒートポンプ。
The first liquid supply unit includes a first supply member that sucks up the liquid from the stored liquid and supplies the liquid to the first heat storage device.
The heat pump according to claim 1 or 2.
前記第1液体供給部は、前記作動気体が進行する管路に液柱状に貯留された前記液体に熱源からの熱が供給され、前記第1蓄熱器を加熱するように形成されている、
請求項1から4のうちいずれか1項に記載のヒートポンプ。
The first liquid supply unit is formed so as to heat the first heat storage device by supplying heat from a heat source to the liquid stored in a liquid column in a conduit in which the working gas travels.
The heat pump according to any one of claims 1 to 4.
前記第2蓄熱器に液体を供給して湿潤状態にする作動用の第2液体供給部を備える、
請求項1から5のうちいずれか1項に記載のヒートポンプ。
A second liquid supply unit for operation that supplies a liquid to the second heat storage device to bring it into a wet state is provided.
The heat pump according to any one of claims 1 to 5.
前記第2液体供給部は、前記作動気体が進行する管路に前記液体を液柱状に貯留するように形成されている、
請求項6に記載のヒートポンプ。
The second liquid supply unit is formed so as to store the liquid in a liquid column in a conduit in which the working gas travels.
The heat pump according to claim 6.
前記第2液体供給部は、貯留された前記液体が前記第2蓄熱器に浸漬するように形成されている、
請求項6又は7に記載のヒートポンプ。
The second liquid supply unit is formed so that the stored liquid is immersed in the second heat storage device.
The heat pump according to claim 6 or 7.
前記第2液体供給部は、貯留された前記液体から前記液体を吸い上げて前記第2蓄熱器に前記液体を供給する第2供給部材を備える、
請求項6又は7に記載のヒートポンプ。
The second liquid supply unit includes a second supply member that sucks up the liquid from the stored liquid and supplies the liquid to the second heat storage device.
The heat pump according to claim 6 or 7.
前記第2液体供給部は、前記作動気体が進行する管路に液柱状に貯留された前記液体から前記第2蓄熱器から発生する熱を取り出すように形成されている、
請求項7から9のうちいずれか1項に記載のヒートポンプ。
The second liquid supply unit is formed so as to take out heat generated from the second heat storage device from the liquid stored in a liquid column in a conduit in which the working gas travels.
The heat pump according to any one of claims 7 to 9.
少なくとも1つ以上の前記第1蓄熱器と、
前記第1蓄熱器に接続された少なくとも1つ以上の1液体供給部と、
少なくとも1つ以上の前記第2蓄熱器と、
前記第1蓄熱器と前記第2蓄熱器との間に接続された少なくとも1つ以上の前記液体が液柱状に貯留された液溜部と、を備える、
請求項6から10のうちいずれか1項に記載のヒートポンプ。
With at least one or more of the first heat storage devices,
At least one liquid supply unit connected to the first heat storage unit, and
With at least one or more of the second heat storage devices,
A liquid storage portion in which at least one or more of the liquids connected between the first heat storage device and the second heat storage device is stored in a liquid column is provided.
The heat pump according to any one of claims 6 to 10.
前記第1蓄熱器と、前記第1蓄熱器に接続された前記第2蓄熱器とを含む連続体を備え、
2個の前記連続体がループ状に接続されている、
請求項1から11のうちいずれか1項に記載のヒートポンプ。
A continuum including the first heat storage device and the second heat storage device connected to the first heat storage device is provided.
The two continuums are connected in a loop,
The heat pump according to any one of claims 1 to 11.
連続して接続された3個の前記第1蓄熱器を含む連続体と、前記連続体に接続された1個の前記第2蓄熱器とがループ状に接続されている、
請求項1から11のうちいずれか1項に記載のヒートポンプ。
A continuum including three continuously connected first heat storage devices and one second heat storage device connected to the continuum are connected in a loop.
The heat pump according to any one of claims 1 to 11.
前記相変化型振動流は、熱音響現象によって発生・増幅させる振動流である、
請求項1から13のうちいずれか1項に記載のヒートポンプ。
The phase change type oscillating flow is a oscillating flow generated and amplified by a thermoacoustic phenomenon.
The heat pump according to any one of claims 1 to 13.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017194224A (en) * 2016-04-20 2017-10-26 学校法人東海大学 Thermoacoustic engine and its driving method
JP2019190718A (en) * 2018-04-24 2019-10-31 株式会社Soken Thermoacoustic device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010261687A (en) * 2009-05-11 2010-11-18 Isuzu Motors Ltd Thermoacoustic engine
JP2017194224A (en) * 2016-04-20 2017-10-26 学校法人東海大学 Thermoacoustic engine and its driving method
JP2019190718A (en) * 2018-04-24 2019-10-31 株式会社Soken Thermoacoustic device

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