JP4957044B2 - High temperature generator - Google Patents

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Description

この発明は、高温を発生する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus that generates a high temperature.

内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触媒を活性化するために、排気浄化触媒を昇温する技術が開示されている(特許文献１参照)。
特開２００５−２３８５６号公報 In order to activate the exhaust purification catalyst provided in the exhaust passage of the internal combustion engine, a technique for raising the temperature of the exhaust purification catalyst is disclosed (see Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 2005-23856

しかし、前述した従来技術では、排気浄化触媒を昇温させるために燃料噴射量を増量する。そのため燃費が悪化し無駄にエネルギを消費することとなる。   However, in the above-described prior art, the fuel injection amount is increased in order to raise the temperature of the exhaust purification catalyst. For this reason, the fuel consumption is deteriorated and energy is wasted.

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、無駄なエネルギ消費することなく、高温を発生する装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made paying attention to such conventional problems, and an object of the present invention is to provide an apparatus that generates a high temperature without consuming unnecessary energy.

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。   The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.

本発明は、温度勾配が生じると熱音響エネルギを発生するエネルギ発生部(１０)と、前記エネルギ発生部(１０)で生じた熱音響エネルギを伝達するエネルギ伝達部(３０)と、前記熱音響エネルギが伝搬すると、伝搬側が高温で、伝搬方向下流に行くにしたがって低温になる温度勾配を生ずる温度勾配発生部(２０)とを有し、前記エネルギ発生部(１０)の高温部分(１２)及び前記温度勾配発生部(２０)の低温部分(２２)を加熱することを特徴とする。 The present invention includes an energy generation unit (10) that generates thermoacoustic energy when a temperature gradient occurs, an energy transmission unit (30) that transmits thermoacoustic energy generated by the energy generation unit (10), and the thermoacoustic When energy propagates, the propagation side has a high temperature, and a temperature gradient generation unit (20) that generates a temperature gradient that becomes lower as it goes downstream in the propagation direction. The high temperature portion (12) and the energy generation unit (10) beauty characterized by heating the cold section (22) before SL temperature gradient generator (20).

また前記温度勾配発生部(２０)の低温部分(２２)の温度が、前記エネルギ発生部(１０)の高温部分(１２)の温度と同等になるように加熱する等温化部(４０)を有することを特徴とする。   The temperature gradient generating unit (20) has an isothermal unit (40) for heating so that the temperature of the low temperature part (22) is equal to the temperature of the high temperature part (12) of the energy generating unit (10). It is characterized by that.

本発明によれば、エネルギ発生部の高温部分及び／又は温度勾配発生部の低温部分を加熱するので、温度勾配発生部は、低温部分の温度を維持したまま温度勾配が生じて、熱音響エネルギ伝搬方向上流端部分が高温になる。また温度勾配発生部の低温部分の温度が、エネルギ発生部の高温部分の温度と同等になるように加熱すれば、温度勾配発生部の熱音響エネルギ伝搬方向上流端部分を非常に高い温度にすることができる。したがって廃熱を利用して温度勾配発生部の熱音響エネルギ伝搬側を高温にすることができる。このようにすれば、燃費を悪化させることなく排気浄化触媒を高温化したり、燃料から改質ガス(例えば水素ガス)を生成することができる。   According to the present invention, the high temperature part of the energy generating part and / or the low temperature part of the temperature gradient generating part is heated, so that the temperature gradient generating part generates a temperature gradient while maintaining the temperature of the low temperature part, and the thermoacoustic energy. The upstream end portion in the propagation direction becomes high temperature. Also, if the temperature of the low temperature portion of the temperature gradient generator is heated so as to be equal to the temperature of the high temperature portion of the energy generator, the upstream end portion of the temperature gradient generator in the direction of propagation of thermoacoustic energy is made extremely high. be able to. Therefore, the thermoacoustic energy propagation side of the temperature gradient generating unit can be heated to high temperature using waste heat. In this way, it is possible to increase the temperature of the exhaust gas purification catalyst or to generate a reformed gas (for example, hydrogen gas) from the fuel without deteriorating fuel consumption.

以下では図面等を参照して本発明を実施するための最良の形態についてさらに詳しく説明する。   Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

（第１実施形態）
本発明のポイントは、多数の平行通路を有する一対のスタックを使用して高温を得ようとする点である。そしてこの高温を得るために機関等から捨てられる廃熱を利用する。そこでまず初めに発明の理解を容易にするために、本発明によって高温を得られる理由について説明する。 (First embodiment)
The point of the present invention is that a high temperature is obtained using a pair of stacks having a large number of parallel passages. In order to obtain this high temperature, waste heat discarded from the engine or the like is used. Therefore, first, in order to facilitate understanding of the invention, the reason why a high temperature can be obtained by the present invention will be described.

図１に示すように、流路半径ｒの多数の平行通路を有し、熱拡散係数αの流体(気体)が存在するスタックの前後に温度差(TH1＞TC1)をつけて温度勾配を生じさせた場合には、スタックに自励的な発振が生じ、高温側から音響インテンシティＩの進行波が生じることが知られている。   As shown in FIG. 1, a temperature gradient is generated by adding a temperature difference (TH1> TC1) before and after a stack having a large number of parallel passages having a flow path radius r and having a fluid (gas) having a thermal diffusion coefficient α. In such a case, it is known that self-excited oscillation occurs in the stack and a traveling wave of acoustic intensity I is generated from the high temperature side.

その反対に、図２に示すように、流路半径ｒの多数の平行通路を有し、熱拡散係数αの流体(気体)が存在するスタックに音響インテンシティＩの進行波が伝搬した場合に、流路半径ｒが熱境界層δに対して十分小さいとき(逆に言えば、熱境界層δが流路半径ｒに対して十分大きいとき)には、スタックに断熱変化が生じ、進行波と逆方向に熱の移動がおきて、スタックに温度勾配(TH2＞TC2)が生じ、伝搬側が高温TH2になって反対側が低温TC2になることが知られている。すなわち、スタックに熱音響エネルギを伝搬すると、その熱音響エネルギはスタックの下流に行くにしたがって減衰するが、このときスタックには、伝搬側が高温で、スタックの下流に行くにしたがって低温となる温度勾配が生じる。このようにスタックは、伝搬してきた熱音響エネルギをスタックの温度に変換する、すなわち、熱音響エネルギをスタックで回収し熱エネルギに変換するのである。   On the contrary, as shown in FIG. 2, when a traveling wave of acoustic intensity I propagates in a stack having a large number of parallel passages having a flow path radius r and a fluid (gas) having a thermal diffusion coefficient α. When the channel radius r is sufficiently small with respect to the thermal boundary layer δ (in other words, when the thermal boundary layer δ is sufficiently large with respect to the channel radius r), an adiabatic change occurs in the stack, and the traveling wave It is known that the heat transfer occurs in the opposite direction and a temperature gradient (TH2> TC2) is generated in the stack, the propagation side becomes high temperature TH2 and the opposite side becomes low temperature TC2. In other words, when thermoacoustic energy is propagated to the stack, the thermoacoustic energy is attenuated as it goes downstream of the stack. Occurs. Thus, the stack converts the propagated thermoacoustic energy into the temperature of the stack, that is, the thermoacoustic energy is recovered by the stack and converted into thermal energy.

本発明は、このような特性を利用して高温を得ようとするものである。   The present invention seeks to obtain a high temperature by utilizing such characteristics.

次に以上の特性を利用する高温発生装置について図３を参照しながら説明する。本実施形態では、発生した高温を利用して燃料を改質して、例えば水素ガスを生成する。図３は、本発明による高温発生装置の第１実施形態を説明する図である。   Next, a high temperature generator utilizing the above characteristics will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the generated high temperature is used to reform the fuel, for example, to generate hydrogen gas. FIG. 3 is a diagram for explaining a first embodiment of a high-temperature generator according to the present invention.

高温発生装置１は、エネルギ発生部１０と、温度勾配発生部２０とを備え、それらをループ管３０で連結する。   The high temperature generator 1 includes an energy generator 10 and a temperature gradient generator 20, which are connected by a loop pipe 30.

エネルギ発生部１０は、第１スタック１１と、高温側熱交換器１２と、低温側熱交換器１３とを有する。   The energy generation unit 10 includes a first stack 11, a high temperature side heat exchanger 12, and a low temperature side heat exchanger 13.

第１スタック１１は、多数の平行通路を有するハニカム体である。上述の通り、第１スタック１１の前後に温度差(T2＞T1)をつけて温度勾配を生じさせると、第１スタック１１に自励的な発振が生じ、高温側から音響インテンシティＩの進行波が生じる。   The first stack 11 is a honeycomb body having a large number of parallel passages. As described above, when a temperature gradient is generated by adding a temperature difference (T2> T1) before and after the first stack 11, self-excited oscillation occurs in the first stack 11, and the sound intensity I progresses from the high temperature side. A wave is generated.

高温側熱交換器１２は、第１スタック１１の一端に設けられる。高温側熱交換器１２は、排ガス循環通路４０を介して内燃機関６０の排気管６１に連通する。高温側熱交換器１２は、排ガスの熱を第１スタック１１に伝導する。高温側熱交換器１２は、その排ガスの熱で第１スタック１１の端部を高温(T2)にする。   The high temperature side heat exchanger 12 is provided at one end of the first stack 11. The high temperature side heat exchanger 12 communicates with the exhaust pipe 61 of the internal combustion engine 60 through the exhaust gas circulation passage 40. The high temperature side heat exchanger 12 conducts the heat of the exhaust gas to the first stack 11. The high temperature side heat exchanger 12 changes the end of the first stack 11 to a high temperature (T2) by the heat of the exhaust gas.

低温側熱交換器１３は、高温側熱交換器１２と反対側の第１スタック１１に設けられる。低温側熱交換器１３には、内燃機関６０の冷却水が送通され、冷却水の冷熱を第１スタック１１に伝導する。低温側熱交換器１３は、その冷却水の冷熱で第１スタック１１の端部を低温(T1)にする。   The low temperature side heat exchanger 13 is provided in the first stack 11 on the side opposite to the high temperature side heat exchanger 12. Cooling water of the internal combustion engine 60 is sent to the low temperature side heat exchanger 13, and the cooling water of the cooling water is conducted to the first stack 11. The low temperature side heat exchanger 13 changes the end of the first stack 11 to a low temperature (T1) by the cooling heat of the cooling water.

温度勾配発生部２０は、第２スタック２１と、温度維持器２２と、高温伝導体２３とを有する。   The temperature gradient generating unit 20 includes a second stack 21, a temperature maintainer 22, and a high temperature conductor 23.

第２スタック２１は、多数の平行通路を有するハニカム体である。上述の通り、流路半径ｒが熱境界層δに対して十分小さい状態(逆に言えば、熱境界層δが流路半径ｒに対して十分大きい状態)で、音響インテンシティＩの進行波が伝搬すると、スタックには断熱変化が生じ、進行波と逆方向に熱の移動が生じ、温度勾配が発生する。すなわち、スタックに熱音響エネルギを伝搬すると、その熱音響エネルギは伝搬方向下流に行くにしたがって減衰する。またスタックに、伝搬側が高温で、伝搬方向下流に行くにしたがって低温となる温度勾配が生じる。このようにスタックは、伝搬してきた熱音響エネルギをスタックの温度に変換する、すなわち、熱音響エネルギをスタックで回収し熱エネルギに変換する。このとき、下流端部分の温度を所定温度に維持しておけば、その温度が維持されたまま温度勾配を生じるので、上流端部分は高温になる。本実施形態ではこの高温を利用して燃料を改質して、例えば水素ガスを生成する。   The second stack 21 is a honeycomb body having a large number of parallel passages. As described above, the traveling wave of the acoustic intensity I in a state where the flow path radius r is sufficiently small with respect to the thermal boundary layer δ (in other words, the thermal boundary layer δ is sufficiently large with respect to the flow path radius r). , The adiabatic change occurs in the stack, heat is transferred in the opposite direction to the traveling wave, and a temperature gradient is generated. That is, when thermoacoustic energy is propagated to the stack, the thermoacoustic energy attenuates as it goes downstream in the propagation direction. In addition, a temperature gradient is generated in the stack, where the temperature on the propagation side is high and the temperature decreases toward the downstream in the propagation direction. In this way, the stack converts the propagated thermoacoustic energy into the temperature of the stack, that is, the thermoacoustic energy is recovered by the stack and converted into thermal energy. At this time, if the temperature of the downstream end portion is maintained at a predetermined temperature, a temperature gradient is generated while the temperature is maintained, so that the upstream end portion becomes high temperature. In this embodiment, this high temperature is used to reform the fuel, for example, to generate hydrogen gas.

温度維持器２２は、第２スタック２１の、熱音響エネルギ伝搬方向下流端部分に設けられる。温度維持器２２は、排ガス循環通路４０を介して高温側熱交換器１２や、内燃機関６０の排気管６１に連通する。温度維持器２２は、排ガスの熱を第２スタック２１に伝導する。温度維持器２２は、その排ガスの熱で第２スタック２１の端部を所定温度(T2)に維持する。   The temperature maintainer 22 is provided at the downstream end portion of the second stack 21 in the thermoacoustic energy propagation direction. The temperature maintainer 22 communicates with the high temperature side heat exchanger 12 and the exhaust pipe 61 of the internal combustion engine 60 via the exhaust gas circulation passage 40. The temperature maintainer 22 conducts the heat of the exhaust gas to the second stack 21. The temperature maintainer 22 maintains the end of the second stack 21 at a predetermined temperature (T2) with the heat of the exhaust gas.

高温伝導体２３は、第２スタック２１の、熱音響エネルギ伝搬方向上流端部分に設けられ、第２スタック２１で発生した熱を高温使用部５１に伝導する。なお本実施形態では、高温使用部として、燃料を改質するための改質用触媒５１を用いる。   The high temperature conductor 23 is provided at the upstream end portion of the second stack 21 in the direction of propagation of thermoacoustic energy, and conducts the heat generated in the second stack 21 to the high temperature use unit 51. In the present embodiment, the reforming catalyst 51 for reforming the fuel is used as the high temperature use part.

ループ管３０は、エネルギ発生部１０及び温度勾配発生部２０を連結する。ループ管３０は、エネルギ発生部１０で発生した熱音響エネルギを温度勾配発生部２０に伝達する。すなわち、エネルギ発生部１０で発生した熱音響エネルギを温度勾配発生部２０に伝達するエネルギ伝達部である。またループ管３０は、温度勾配発生部２０で減衰しきらなかった余剰の熱音響エネルギを、再びエネルギ発生部１０へ伝搬する。ループ管３０の内部には、プラントル数の小さな気体(例えばヘリウム)を充填しておくことが望ましい。プラントル数の小さな気体が充填されているほど大きな熱音響エネルギを得られ、小形化しても大きな熱音響エネルギが得られるからである。またループ管３０の内部の圧力を大気圧よりも高圧にしておくことが望ましい。高圧ほど大きな熱音響エネルギを得られるからである。   The loop tube 30 connects the energy generator 10 and the temperature gradient generator 20. The loop tube 30 transmits the thermoacoustic energy generated by the energy generation unit 10 to the temperature gradient generation unit 20. That is, the energy transmission unit transmits the thermoacoustic energy generated by the energy generation unit 10 to the temperature gradient generation unit 20. Further, the loop tube 30 propagates the surplus thermoacoustic energy that has not been attenuated by the temperature gradient generating unit 20 to the energy generating unit 10 again. It is desirable to fill the inside of the loop tube 30 with a gas having a small Prandtl number (for example, helium). This is because as the gas with a smaller Prandtl number is filled, a larger thermoacoustic energy can be obtained, and even if the size is reduced, a large thermoacoustic energy can be obtained. In addition, it is desirable that the pressure inside the loop tube 30 be set higher than the atmospheric pressure. This is because a higher thermoacoustic energy can be obtained at a higher pressure.

またループ管３０でエネルギ発生部１０及び温度勾配発生部２０を連結することで、温度勾配発生部２０で減衰しきらなかった余剰の熱音響エネルギを、再びエネルギ発生部１０へ伝搬することができ、エネルギの損失を低く抑えることができる。   Further, by connecting the energy generating unit 10 and the temperature gradient generating unit 20 with the loop tube 30, it is possible to propagate the surplus thermoacoustic energy that has not been attenuated by the temperature gradient generating unit 20 to the energy generating unit 10 again. , Energy loss can be kept low.

さらにループ管３０を、自動車の車体を構成する部材で形成すれば、搭載スペースを要しない。   Furthermore, if the loop pipe 30 is formed of a member constituting the automobile body, no mounting space is required.

改質用触媒５１は、燃料噴射弁５２から噴射された燃料(例えばエタノール、メタノール、ガソリン、軽油、メタン、プロパン、ブタンなど)に改質熱を与えて改質ガス(例えば水素ガス)を生成する。   The reforming catalyst 51 applies reforming heat to the fuel (for example, ethanol, methanol, gasoline, light oil, methane, propane, butane, etc.) injected from the fuel injection valve 52 to generate a reformed gas (for example, hydrogen gas). To do.

通常、内燃機関の熱効率は３０〜４０％であり、その残りの多くは廃熱として捨てられる。しかし、その熱は温度として十分高いわけではなく、また集まった形ではないため、通常は大気中に捨てられてしまう。   Usually, the thermal efficiency of an internal combustion engine is 30 to 40%, and most of the remainder is discarded as waste heat. However, the heat is not high enough as a temperature, and since it is not a collected form, it is usually discarded in the atmosphere.

本実施形態によれば、内燃機関から排出される排ガスの熱(廃熱)を利用してエネルギ発生部１０から熱音響エネルギを発生させるとともに、その熱音響エネルギによって温度勾配発生部２０から高熱を発生させる。このように従来大気に捨てていた廃熱を利用するようにしたので、高い熱効率を得ることができるのである。   According to the present embodiment, thermoacoustic energy is generated from the energy generation unit 10 using heat (waste heat) of exhaust gas discharged from the internal combustion engine, and high temperature is generated from the temperature gradient generation unit 20 by the thermoacoustic energy. generate. As described above, waste heat that has been thrown away into the atmosphere is used, so that high thermal efficiency can be obtained.

（第２実施形態）
図４は、本発明による高温発生装置の第２実施形態を説明する図である。 (Second Embodiment)
FIG. 4 is a diagram for explaining a second embodiment of the high-temperature generator according to the present invention.

第１実施形態では、内燃機関から排出される排ガスの熱を利用していたが、燃料電池の発電時の廃熱を利用してもよい。   In the first embodiment, the heat of exhaust gas discharged from the internal combustion engine is used. However, waste heat generated during power generation by the fuel cell may be used.

廃熱の温度は、固体高分子形燃料電池(Polymer Electrolyte Fuel Cell；PEFC)であれば８０℃前後であるが、固体酸化物形燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell；SOFC)であれば８００℃以上と高温なる。したがって、廃熱を効果的に回収することで、非常に高効率かつクリーンなエネルギ源とすることができる。   The temperature of waste heat is around 80 ° C for a polymer electrolyte fuel cell (PEFC), but 800 ° C or more for a solid oxide fuel cell (SOFC). It becomes hot. Therefore, it is possible to obtain a very efficient and clean energy source by effectively recovering waste heat.

本実施形態によっても、燃料電池から排出される廃熱を利用してエネルギ発生部１０から熱音響エネルギを発生させるとともに、その熱音響エネルギによって温度勾配発生部２０から高熱を発生させる。このように従来大気に捨てていた廃熱を利用するようにしたので、高い熱効率を得ることができるのである。   Also in the present embodiment, thermoacoustic energy is generated from the energy generating unit 10 using waste heat discharged from the fuel cell, and high heat is generated from the temperature gradient generating unit 20 by the thermoacoustic energy. As described above, waste heat that has been thrown away into the atmosphere is used, so that high thermal efficiency can be obtained.

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications and changes can be made within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are equivalent to the present invention.

上記説明おいては、高温使用部として燃料を改質するための改質用触媒を使用する場合を例示して説明したが、例えばディーゼル機関の排気通路に設けられ、粒子状物質(Particulate Matter)を捕捉するディーゼルパーティキュレートフィルタ(Diesel Particulate Filter)の再生制御に使用してもよい。   In the above description, the case where the reforming catalyst for reforming the fuel is used as an example of the high temperature use part has been described as an example, but for example, provided in the exhaust passage of a diesel engine, the particulate matter (Particulate Matter) It may be used for regeneration control of a diesel particulate filter (Diesel Particulate Filter).

また上記説明では、希薄燃焼する内燃機関は、排気温度自体が低いので、排気浄化触媒が活性を失う温度まで低下する場合がある。本発明を用いれば、触媒の温度を高く維持することも可能である。   Further, in the above description, the lean combustion internal combustion engine has a low exhaust temperature itself, and thus may be lowered to a temperature at which the exhaust purification catalyst loses its activity. If the present invention is used, the temperature of the catalyst can be kept high.

さらに上記では、高温側熱交換器１２及び温度維持器２２が略同等温度になるように、高温側熱交換器１２及び温度維持器２２を排ガス循環通路(等温化部)４０を介して連設していたが、連接することなく高温側熱交換器１２及び温度維持器２２をそれぞれ加熱しても第２スタック２１の高温化という効果が得られる。ただし上述のように排ガス循環通路(等温化部)４０を設ければ、温度維持器２２の温度が高温側熱交換器１２の温度と略同等になり、高温伝導体２３を非常に高い温度にすることができ、また廃熱を利用するので、熱効率がよい。   Further, in the above, the high temperature side heat exchanger 12 and the temperature maintainer 22 are connected via the exhaust gas circulation passage (isothermal section) 40 so that the high temperature side heat exchanger 12 and the temperature maintainer 22 have substantially the same temperature. However, even if each of the high temperature side heat exchanger 12 and the temperature maintainer 22 is heated without being connected, the effect of increasing the temperature of the second stack 21 can be obtained. However, if the exhaust gas circulation passage (isothermal section) 40 is provided as described above, the temperature of the temperature maintainer 22 becomes substantially equal to the temperature of the high temperature side heat exchanger 12, and the high temperature conductor 23 is brought to a very high temperature. Can be used, and waste heat is used, so that the heat efficiency is good.

さらにまた上記第１実施形態では、等温化部を、排ガスを通流させる排ガス循環通路で構成していたが、高温側熱交換器１２及び温度維持器２２を連結する熱伝導率の高い材料で構成してもよい。   Furthermore, in the first embodiment, the isothermal part is configured by the exhaust gas circulation passage through which the exhaust gas flows. However, the isothermal part is made of a material having high thermal conductivity that connects the high temperature side heat exchanger 12 and the temperature maintainer 22. It may be configured.

本発明の原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of this invention. 本発明の原理を説明する図である。It is a figure explaining the principle of this invention. 本発明による高温発生装置の第１実施形態を説明する図である。It is a figure explaining 1st Embodiment of the high temperature generator by this invention. 本発明による高温発生装置の第２実施形態を説明する図である。It is a figure explaining 2nd Embodiment of the high temperature generator by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ 高温発生装置
１０ エネルギ発生部
１１ 第１スタック
１２ 高温側熱交換器(高温部分)
１３ 低温側熱交換器(低温部分)
２０ 温度勾配発生部
２１ 第２スタック
２２ 温度維持器(低温部分)
２３ 高温伝導体(高温部分)
３０ ループ管(エネルギ伝達部)
４０ 排ガス循環通路(等温化部) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 High temperature generator 10 Energy generation part 11 1st stack 12 High temperature side heat exchanger (high temperature part)
13 Low temperature side heat exchanger (low temperature part)
20 Temperature gradient generator 21 Second stack 22 Temperature maintainer (low temperature part)
23 High temperature conductor (high temperature part)
30 Loop tube (energy transmission part)
40 Exhaust gas circulation passage (isothermal section)

Claims (11)

温度勾配が生じると熱音響エネルギを発生するエネルギ発生部と、
前記エネルギ発生部で生じた熱音響エネルギを伝達するエネルギ伝達部と、
前記熱音響エネルギが伝搬すると、伝搬側が高温で、伝搬方向下流に行くにしたがって低温になる温度勾配を生ずる温度勾配発生部と、
を有し、
前記エネルギ発生部の高温部分及び前記温度勾配発生部の低温部分を加熱する、
ことを特徴とする高温発生装置。 An energy generator that generates thermoacoustic energy when a temperature gradient occurs;
An energy transmission unit for transmitting thermoacoustic energy generated in the energy generation unit;
When the thermoacoustic energy propagates, a temperature gradient generating unit that generates a temperature gradient that has a high temperature on the propagation side and a low temperature as it goes downstream in the propagation direction;
Have
Heating the high-temperature portion及beauty cold section before Symbol temperature gradient generator of the energy generating unit,
A high temperature generator characterized by that. 温度勾配が生じると熱音響エネルギを発生するエネルギ発生部と、
前記エネルギ発生部で生じた熱音響エネルギを伝達するエネルギ伝達部と、
前記熱音響エネルギが伝搬すると、伝搬側が高温で、伝搬方向下流に行くにしたがって低温になる温度勾配を生ずる温度勾配発生部と、
前記温度勾配発生部の低温部分の温度が、前記エネルギ発生部の高温部分の温度と同等になるように加熱する等温化部と、
を有することを特徴とする高温発生装置。 An energy generator that generates thermoacoustic energy when a temperature gradient occurs;
An energy transmission unit for transmitting thermoacoustic energy generated in the energy generation unit;
When the thermoacoustic energy propagates, a temperature gradient generating unit that generates a temperature gradient that has a high temperature on the propagation side and a low temperature as it goes downstream in the propagation direction;
An isothermal part for heating so that the temperature of the low temperature part of the temperature gradient generating part is equal to the temperature of the high temperature part of the energy generating part;
Hot generator, wherein the chromatic child a. 前記エネルギ発生部は、
多数の微細な平行通路を有し、温度勾配が生じると熱音響エネルギを発生する第１スタックと、
前記第１スタックの一端に設けられ、その端部を高温にする高温側熱交換器と、
前記第１スタックの他端に設けられ、その端部を低温にする低温側熱交換器と、
を備え、
前記温度勾配発生部は、
多数の微細な平行通路を有し、熱音響エネルギが伝搬すると内部に温度勾配が生じる第２スタックと、
前記第２スタックの、熱音響エネルギ伝搬方向下流端部分に設けられ、その端部を所定温度に維持する温度維持器と、
前記第２スタックの、熱音響エネルギ伝搬方向上流端部分に設けられ、その端部の温度を外部に伝導する高温伝導体と、
を備え、
前記等温化部は、温度勾配発生部の低温部分である温度維持器の温度を、エネルギ発生部の高温部分である高温側熱交換器の温度と同等にする、
ことを特徴とする請求項２に記載の高温発生装置。 The energy generator is
A first stack having a number of fine parallel passages and generating thermoacoustic energy when a temperature gradient occurs;
A high temperature side heat exchanger that is provided at one end of the first stack and heats the end of the first stack;
A low temperature side heat exchanger that is provided at the other end of the first stack and lowers the temperature of the end;
With
The temperature gradient generator is
A second stack having a large number of fine parallel passages, in which a thermal gradient is created when thermoacoustic energy propagates;
A temperature maintainer provided at a downstream end portion of the second stack in a direction of propagation of thermoacoustic energy, and maintaining the end portion at a predetermined temperature;
A high-temperature conductor provided at the upstream end portion of the second stack in the direction of propagation of thermoacoustic energy and conducting the temperature of the end portion to the outside;
With
The isothermal part equalizes the temperature of the temperature maintainer that is the low temperature part of the temperature gradient generating part with the temperature of the high temperature side heat exchanger that is the high temperature part of the energy generating part,
The high-temperature generator according to claim 2. 前記低温側熱交換器は、内燃機関、燃料電池又はモータを冷却する冷却水によって前記第１スタックの端部を低温にする、
ことを特徴とする請求項３に記載の高温発生装置。 The low temperature side heat exchanger cools an end of the first stack with cooling water for cooling an internal combustion engine, a fuel cell or a motor.
The high-temperature generator according to claim 3. 前記等温化部は、内燃機関から排出される排ガスの熱を、前記温度勾配発生部の低温部分及び前記エネルギ発生部の高温部分に伝導して、それらの低温部分及び高温部分の温度を同等にする、
ことを特徴とする請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の高温発生装置。 The isothermal portion conducts heat of exhaust gas discharged from the internal combustion engine to a low temperature portion of the temperature gradient generation portion and a high temperature portion of the energy generation portion, and equalizes the temperatures of the low temperature portion and the high temperature portion. To
The high temperature generator according to any one of claims 2 to 4, wherein the high temperature generator is provided. 前記等温化部は、燃料電池から排出される廃熱を、前記温度勾配発生部の低温部分及び前記エネルギ発生部の高温部分に伝導して、それらの低温部分及び高温部分の温度を同等にする、
ことを特徴とする請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載の高温発生装置。 The isothermal unit conducts waste heat discharged from the fuel cell to the low temperature part of the temperature gradient generation unit and the high temperature part of the energy generation unit, and equalizes the temperatures of the low temperature part and the high temperature part. ,
The high temperature generator according to any one of claims 2 to 4, wherein the high temperature generator is provided. 前記エネルギ伝達部は、前記温度勾配発生部で減衰しきらなかった余剰の熱音響エネルギを、前記エネルギ発生部へ伝搬可能な閉ループ管で構成されている、
ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の高温発生装置。 The energy transmission unit is configured by a closed loop tube capable of propagating excess thermoacoustic energy that has not been attenuated by the temperature gradient generation unit to the energy generation unit.
The high temperature generator according to any one of claims 1 to 6, wherein the high temperature generator is provided. 前記エネルギ伝達部は、内部圧力が大気圧よりも高圧である、
ことを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の高温発生装置。 The energy transmission unit has an internal pressure higher than atmospheric pressure.
The high temperature generator according to any one of claims 1 to 7, wherein the high temperature generator is provided. 前記エネルギ伝達部は、プラントル数の小さな気体が封入されている、
ことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれか１項に記載の高温発生装置。 The energy transmission unit is filled with a gas having a small Prandtl number.
The high temperature generator according to any one of claims 1 to 8, wherein the high temperature generator is provided. 前記温度勾配発生部で発生した高温を、燃料を改質して水素を生成する改質装置に利用する、
ことを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の高温発生装置。 Utilizing the high temperature generated in the temperature gradient generator in a reformer that reforms the fuel to produce hydrogen,
The high temperature generator according to any one of claims 1 to 9 , wherein the high temperature generator is provided. 温度勾配が生じると熱音響エネルギを発生するエネルギ発生部と、
自動車の車体を構成する部材で形成され、前記エネルギ発生部で生じた熱音響エネルギを伝達するエネルギ伝達部と、
前記熱音響エネルギが伝搬すると、伝搬側が高温で、伝搬方向下流に行くにしたがって低温になる温度勾配を生ずる温度勾配発生部と、
を有し、
前記エネルギ発生部の高温部分及び／又は前記温度勾配発生部の低温部分を加熱する、
ことを特徴とする高温発生装置。 An energy generator that generates thermoacoustic energy when a temperature gradient occurs;
An energy transmission unit that is formed of a member constituting the body of an automobile and transmits thermoacoustic energy generated by the energy generation unit;
When the thermoacoustic energy propagates, a temperature gradient generating unit that generates a temperature gradient that has a high temperature on the propagation side and a low temperature as it goes downstream in the propagation direction;
Have
Heating a high temperature portion of the energy generating portion and / or a low temperature portion of the temperature gradient generating portion;
A high temperature generator characterized by that.
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