JPH0587415A - 低温発生方法及び膨張機 - Google Patents
低温発生方法及び膨張機Info
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- JPH0587415A JPH0587415A JP4055323A JP5532392A JPH0587415A JP H0587415 A JPH0587415 A JP H0587415A JP 4055323 A JP4055323 A JP 4055323A JP 5532392 A JP5532392 A JP 5532392A JP H0587415 A JPH0587415 A JP H0587415A
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- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/06—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using expanders
- F25B9/065—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point using expanders using pressurised gas jets
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- F02G—HOT GAS OR COMBUSTION-PRODUCT POSITIVE-DISPLACEMENT ENGINE PLANTS; USE OF WASTE HEAT OF COMBUSTION ENGINES; NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- F02G2243/52—Stirling type engines having closed regenerative thermodynamic cycles with flow controlled by volume changes having their pistons and displacers each in separate cylinders having resonance tubes acoustic
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- F25B2309/00—Gas cycle refrigeration machines
- F25B2309/14—Compression machines, plants or systems characterised by the cycle used
- F25B2309/1402—Pulse-tube cycles with acoustic driver
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- F25B2309/1425—Pulse tubes with basic schematic including several pulse tubes
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- Thermal Sciences (AREA)
- Engine Equipment That Uses Special Cycles (AREA)
- Exhaust Silencers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 方式が簡明で信頼性が高く効率的な低温発生
方法と、断熱−等温形の膨張サイクルを利用した小型冷
凍システムのための膨張機とを提供する。 【構成】 低温発生方法においては、高圧の圧縮ガス３
を流入ノズル１から流入させ、膨張機の２本の共振管
Ａ、Ｂのうちの一方の中へ交互に膨張させる。膨張する
ガスが、共振管の中の音響定在波を励振する。この音響
定在波の音響エネルギを、音響／電力コンバータ５で電
気エネルギに変換して低温領域の外へ導出する。一方、
膨張機は、共通流入ノズル１を備えた１本または２本以
上の共振管を含んでいる。各共振管は、音響／電力コン
バータ５と排気ポート６とを備えている。この膨張機
は、圧縮機、熱交換器、及びヒートシンクと組み合わせ
れば、チップないしモジュール等の小型電子デバイスの
冷却に使用することのできる効果的な冷却システムを構
成することができる。
方法と、断熱−等温形の膨張サイクルを利用した小型冷
凍システムのための膨張機とを提供する。 【構成】 低温発生方法においては、高圧の圧縮ガス３
を流入ノズル１から流入させ、膨張機の２本の共振管
Ａ、Ｂのうちの一方の中へ交互に膨張させる。膨張する
ガスが、共振管の中の音響定在波を励振する。この音響
定在波の音響エネルギを、音響／電力コンバータ５で電
気エネルギに変換して低温領域の外へ導出する。一方、
膨張機は、共通流入ノズル１を備えた１本または２本以
上の共振管を含んでいる。各共振管は、音響／電力コン
バータ５と排気ポート６とを備えている。この膨張機
は、圧縮機、熱交換器、及びヒートシンクと組み合わせ
れば、チップないしモジュール等の小型電子デバイスの
冷却に使用することのできる効果的な冷却システムを構
成することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低温発生方法と、断熱
−等温方式の冷却方法を実現するのに適した膨張機とに
関する。この膨張機は、冷却システムの中に組み込むこ
とによって、低温発生のために広く一般的に使用するこ
とができ、また特に、例えばＩＲ検出器等の小型電子デ
バイスの冷却に使用することのできるものである。
−等温方式の冷却方法を実現するのに適した膨張機とに
関する。この膨張機は、冷却システムの中に組み込むこ
とによって、低温発生のために広く一般的に使用するこ
とができ、また特に、例えばＩＲ検出器等の小型電子デ
バイスの冷却に使用することのできるものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】熱交換
器と、膨張ノズルと、凝縮チャンバとから構成した小型
冷凍システムがＫ・Ｅ・ピーターセン著「機械材料とし
てのシリコン」（"Silicon as a Mechanical Materia
l", K.E.Petersen, Proceedings of the IEEE, Vol.70,
No.5, May1982, page 435-436 ）の図２８に示されて
いる。この冷凍システムは、シリコンを材料として、マ
イクロメカニクスの技法を用いて製作されており、単動
式スロットル作用を利用したジュール・トムソン式冷凍
機と同様に動作するものである。尚、単動式スロットル
作用を利用したジュール・トムソン式冷凍機について
は、Ｗ・Ｇ・ファストウスキーらによる共著「冷凍技
術」（"Kryotechnik", W.G.Fastowski et al. ）の、第
１０６頁、図３４に説明されている。Ｋ・Ｅ・ピーター
センの著作中の上記冷凍システムは、１００バール以上
の圧力で窒素を液化することができるシステムである。
器と、膨張ノズルと、凝縮チャンバとから構成した小型
冷凍システムがＫ・Ｅ・ピーターセン著「機械材料とし
てのシリコン」（"Silicon as a Mechanical Materia
l", K.E.Petersen, Proceedings of the IEEE, Vol.70,
No.5, May1982, page 435-436 ）の図２８に示されて
いる。この冷凍システムは、シリコンを材料として、マ
イクロメカニクスの技法を用いて製作されており、単動
式スロットル作用を利用したジュール・トムソン式冷凍
機と同様に動作するものである。尚、単動式スロットル
作用を利用したジュール・トムソン式冷凍機について
は、Ｗ・Ｇ・ファストウスキーらによる共著「冷凍技
術」（"Kryotechnik", W.G.Fastowski et al. ）の、第
１０６頁、図３４に説明されている。Ｋ・Ｅ・ピーター
センの著作中の上記冷凍システムは、１００バール以上
の圧力で窒素を液化することができるシステムである。
【０００３】ジュール・トムソン式冷凍機が効果的に動
作し得るためには、温度が２００Ｋ以下、及び／また
は、高圧（７５バール以上）であるという条件が必要で
あるため、市販の低温発生機は、断熱−等温形の膨張サ
イクルを利用しており、このサイクルについては上記
「冷凍技術」の、第３．９．１章、第１７５頁に説明さ
れている。圧縮されたガスは、膨張する際に、エネルギ
を供給されることもなく、またエネルギを奪われること
もなく、外部仕事を行なう。このサイクルにおいては、
この外部仕事を、例えば機械的エネルギまたは電気的エ
ネルギ等の形で外部へ抜き取る必要があり、抜き取った
エネルギは、低温領域の外で消散させるようにしてい
る。
作し得るためには、温度が２００Ｋ以下、及び／また
は、高圧（７５バール以上）であるという条件が必要で
あるため、市販の低温発生機は、断熱−等温形の膨張サ
イクルを利用しており、このサイクルについては上記
「冷凍技術」の、第３．９．１章、第１７５頁に説明さ
れている。圧縮されたガスは、膨張する際に、エネルギ
を供給されることもなく、またエネルギを奪われること
もなく、外部仕事を行なう。このサイクルにおいては、
この外部仕事を、例えば機械的エネルギまたは電気的エ
ネルギ等の形で外部へ抜き取る必要があり、抜き取った
エネルギは、低温領域の外で消散させるようにしてい
る。
【０００４】通常は、膨張する作動ガスによって、膨張
タービンを回転させるようにしており、これについて
は、上記「冷凍技術」の、第３．８章、第１７３頁に、
ヘリウムを使用したものが示されている。しかしなが
ら、ピストンとクラック・バルブ（clack valve ）と羽
根車等から成る膨張機は、コストが余りにも高く、ま
た、小型冷却システムに使用するものとして実現するこ
とは不可能なことが多い。
タービンを回転させるようにしており、これについて
は、上記「冷凍技術」の、第３．８章、第１７３頁に、
ヘリウムを使用したものが示されている。しかしなが
ら、ピストンとクラック・バルブ（clack valve ）と羽
根車等から成る膨張機は、コストが余りにも高く、ま
た、小型冷却システムに使用するものとして実現するこ
とは不可能なことが多い。
【０００５】「ハートマン・シュプレンガ管に結合した
二次共振器によって発生させる温度分離」（"Temperatu
re Separation Produced By A Hartmann-Sprenger Tube
Coupling A Secondary Resonator", Int J Heat Mass T
ransfer Vol. 24, No.12,pp 1951-1958）の中には、共
振管（ハートマン・シュプレンガ管＝ＨＳ管）を使用し
た温度分離について記載されている。これは、ジェット
流をガス柱に作用させて、そのガス柱を励振することに
よって、有限振幅振動を伴う進行衝撃波を発生させると
いうものである。更に詳しくは、ノズルから噴出させた
圧縮ガスが、ＨＳ管の中へ入ると、低温ガスと高温ガス
とに分離し、低温ガスはＨＳ管の開放端から流出し、一
方、高温ガスは、ＨＳ管の末端壁に設けた小さなオリフ
ィスを介して排出させるようにしている。また更に、そ
の共振管に二次共振器を結合することによって、熱的な
効果を向上させることができる。
二次共振器によって発生させる温度分離」（"Temperatu
re Separation Produced By A Hartmann-Sprenger Tube
Coupling A Secondary Resonator", Int J Heat Mass T
ransfer Vol. 24, No.12,pp 1951-1958）の中には、共
振管（ハートマン・シュプレンガ管＝ＨＳ管）を使用し
た温度分離について記載されている。これは、ジェット
流をガス柱に作用させて、そのガス柱を励振することに
よって、有限振幅振動を伴う進行衝撃波を発生させると
いうものである。更に詳しくは、ノズルから噴出させた
圧縮ガスが、ＨＳ管の中へ入ると、低温ガスと高温ガス
とに分離し、低温ガスはＨＳ管の開放端から流出し、一
方、高温ガスは、ＨＳ管の末端壁に設けた小さなオリフ
ィスを介して排出させるようにしている。また更に、そ
の共振管に二次共振器を結合することによって、熱的な
効果を向上させることができる。
【０００６】本発明の目的は、方式が簡明で信頼性が高
く効率的な低温発生方法と、断熱−等温形の膨張サイク
ルを利用した小型冷凍システムとを提供することにあ
る。本発明の更なる目的は、可動部品を全く使用しない
膨張機を提供することにある。
く効率的な低温発生方法と、断熱−等温形の膨張サイク
ルを利用した小型冷凍システムとを提供することにあ
る。本発明の更なる目的は、可動部品を全く使用しない
膨張機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の以上の目的は、
請求項に記載した発明によって達成される。低温発生方
法においては、高圧の圧縮ガスを流入ノズルから流入さ
せ、膨張機の２本の共振管のうちの一方の中へ交互に膨
張させる。膨張するガスが、共振管の中の音響定在波を
励振する。この音響定在波の音響エネルギを、音響／電
力コンバータで電気エネルギに変換して低温領域の外へ
導出する。また、膨張機は、共通流入ノズルを備えた１
本または２本以上の共振管を含んでいる。各共振管は、
音響／電力コンバータと排気ポートとを備えている。こ
の膨張機は、圧縮機、熱交換器、及びヒートシンクと組
み合わせれば、チップないしモジュール等の小型電子デ
バイスの冷却に使用することのできる効果的な冷却シス
テムを構成することができる。
請求項に記載した発明によって達成される。低温発生方
法においては、高圧の圧縮ガスを流入ノズルから流入さ
せ、膨張機の２本の共振管のうちの一方の中へ交互に膨
張させる。膨張するガスが、共振管の中の音響定在波を
励振する。この音響定在波の音響エネルギを、音響／電
力コンバータで電気エネルギに変換して低温領域の外へ
導出する。また、膨張機は、共通流入ノズルを備えた１
本または２本以上の共振管を含んでいる。各共振管は、
音響／電力コンバータと排気ポートとを備えている。こ
の膨張機は、圧縮機、熱交換器、及びヒートシンクと組
み合わせれば、チップないしモジュール等の小型電子デ
バイスの冷却に使用することのできる効果的な冷却シス
テムを構成することができる。
【０００８】
【実施例】本発明を実施するための態様を、実施例を例
示した図面を参照しつつ、以下に詳細に説明する。図１
に示す膨張機は、２本の共振管Ａ及びＢを含んでいる。
それら共振管Ａ、Ｂは、共通流入ノズル１を中心として
対称形を成すように、そして、それら共振管Ａ、Ｂの間
の角度が鋭角となるように配置してある。共通流入ノズ
ル１に対向させてチップ（tip ）２を設けてあり、この
チップ２の形状は、共通流入ノズル１から流入してくる
圧縮ガス３を、２本の共振管Ａ、Ｂのうちの一方の中へ
交互に膨張させることができる形状としてある。
示した図面を参照しつつ、以下に詳細に説明する。図１
に示す膨張機は、２本の共振管Ａ及びＢを含んでいる。
それら共振管Ａ、Ｂは、共通流入ノズル１を中心として
対称形を成すように、そして、それら共振管Ａ、Ｂの間
の角度が鋭角となるように配置してある。共通流入ノズ
ル１に対向させてチップ（tip ）２を設けてあり、この
チップ２の形状は、共通流入ノズル１から流入してくる
圧縮ガス３を、２本の共振管Ａ、Ｂのうちの一方の中へ
交互に膨張させることができる形状としてある。
【０００９】共振管Ａ、Ｂの形状は、それら共振管の中
で、音響定在波４を励振することができる形状としてあ
る。また、それら共振管Ａ、Ｂの形状は、オルガン共鳴
管ないしフルート状の形状とすることが好ましい。更
に、それら共鳴管Ａ、Ｂの内壁面は、極めて滑らかなも
のとしてあり、それによって、内壁面に吸収される音響
エネルギの量が可及的に少なくなるようにしている。そ
して、内壁面との摩擦に起因するエネルギ損失が発生す
る替わりに、音響／電力コンバータ５による、音響エネ
ルギから電気エネルギへの変換が行なわれるようにして
いる。
で、音響定在波４を励振することができる形状としてあ
る。また、それら共振管Ａ、Ｂの形状は、オルガン共鳴
管ないしフルート状の形状とすることが好ましい。更
に、それら共鳴管Ａ、Ｂの内壁面は、極めて滑らかなも
のとしてあり、それによって、内壁面に吸収される音響
エネルギの量が可及的に少なくなるようにしている。そ
して、内壁面との摩擦に起因するエネルギ損失が発生す
る替わりに、音響／電力コンバータ５による、音響エネ
ルギから電気エネルギへの変換が行なわれるようにして
いる。
【００１０】共振管Ａ、Ｂの各々は、その管底部に、音
響／電力コンバータ５が配設されており、また、共振管
Ａ、Ｂの各々は、排気ポート６を備えている。更に、各
共振管の上端部に、もう１対の（第２の対の）音響／電
力コンバータを備えれば、吸収することのできる音響エ
ネルギの量を増大させることができ、従って効率を向上
させることができる。排気ポート６は、音圧に対して垂
直に形成してあり、これによって、音響エネルギの散逸
に起因する熱損失を減少させている。即ち、音響／電力
コンバータ５によって電気エネルギへ変換されるエネル
ギの量を増大させているのである。この排気ポート６
は、共通流入ノズル１と同じ高さに設けてある。共振管
Ａ、Ｂの各々は、その底壁部に、高温ガスの排出口であ
る小さなオリフィス７を設けてあり、このオリフィス７
は、不可避的に生じる残留散逸エネルギを排出して、管
壁が温まるのを防止するためのものである。
響／電力コンバータ５が配設されており、また、共振管
Ａ、Ｂの各々は、排気ポート６を備えている。更に、各
共振管の上端部に、もう１対の（第２の対の）音響／電
力コンバータを備えれば、吸収することのできる音響エ
ネルギの量を増大させることができ、従って効率を向上
させることができる。排気ポート６は、音圧に対して垂
直に形成してあり、これによって、音響エネルギの散逸
に起因する熱損失を減少させている。即ち、音響／電力
コンバータ５によって電気エネルギへ変換されるエネル
ギの量を増大させているのである。この排気ポート６
は、共通流入ノズル１と同じ高さに設けてある。共振管
Ａ、Ｂの各々は、その底壁部に、高温ガスの排出口であ
る小さなオリフィス７を設けてあり、このオリフィス７
は、不可避的に生じる残留散逸エネルギを排出して、管
壁が温まるのを防止するためのものである。
【００１１】図２は、本発明の第２実施例を示してい
る。この図２の膨張機は、補助的共振管８を備えてお
り、この補助的共振管８は、２本の共振管Ａ、Ｂの夫々
に対して略々垂直に配置してあり、共通流入ノズル１と
略々同じ高さに設けてある。補助的共振管８の形状は、
この補助的共振管８の固有周波数が、２本の共振管Ａ、
Ｂの固有周波数、並びに音響／電力コンバータ５の固有
周波数と等しくなる形状にしてある。
る。この図２の膨張機は、補助的共振管８を備えてお
り、この補助的共振管８は、２本の共振管Ａ、Ｂの夫々
に対して略々垂直に配置してあり、共通流入ノズル１と
略々同じ高さに設けてある。補助的共振管８の形状は、
この補助的共振管８の固有周波数が、２本の共振管Ａ、
Ｂの固有周波数、並びに音響／電力コンバータ５の固有
周波数と等しくなる形状にしてある。
【００１２】以上の膨張機は、冷却システムの中に組み
込んで使用することができ、その場合の冷却システム
は、以上の膨張機の他に、更に、圧縮機、熱交換器、及
びヒートシンクを含んだシステムとすることができる。
以上の膨張機、並びに以上の冷却システムの全体を構成
するための好適な材料は、シリコンや、或いはその他
の、マイクロ機械加工することのできる材料であり、こ
のマイクロ機械加工は、例えば、Ｋ・ピーターセン（K.
Petersen）著「シリコン集積マイクロメカニクスの技術
と応用」（"Techniques and Applicationsof Silicon I
ntegrated Micromechanics" in RJ3047 (37942) 2/4/81
）に説明されている技法等を用いたものである。
込んで使用することができ、その場合の冷却システム
は、以上の膨張機の他に、更に、圧縮機、熱交換器、及
びヒートシンクを含んだシステムとすることができる。
以上の膨張機、並びに以上の冷却システムの全体を構成
するための好適な材料は、シリコンや、或いはその他
の、マイクロ機械加工することのできる材料であり、こ
のマイクロ機械加工は、例えば、Ｋ・ピーターセン（K.
Petersen）著「シリコン集積マイクロメカニクスの技術
と応用」（"Techniques and Applicationsof Silicon I
ntegrated Micromechanics" in RJ3047 (37942) 2/4/81
）に説明されている技法等を用いたものである。
【００１３】低温発生の方法は次のとおりである。先ず
高圧の圧縮ガス３を、流入ノズル１を介して膨張機へ流
入させる。この圧縮ガス３は、流入ノズル１から噴出す
る際に、チップ２のために、２本の共振管Ａ、Ｂのうち
の一方の中へ交互に膨張させられ、それによって、それ
ら共振管Ａ、Ｂの中の音響定在波４を励振する。尚、こ
こでは、それら２本の共振管の中の夫々の音響定在波の
間の位相のずれは、その音響定在波の波長の約半波長分
になるようにしている。
高圧の圧縮ガス３を、流入ノズル１を介して膨張機へ流
入させる。この圧縮ガス３は、流入ノズル１から噴出す
る際に、チップ２のために、２本の共振管Ａ、Ｂのうち
の一方の中へ交互に膨張させられ、それによって、それ
ら共振管Ａ、Ｂの中の音響定在波４を励振する。尚、こ
こでは、それら２本の共振管の中の夫々の音響定在波の
間の位相のずれは、その音響定在波の波長の約半波長分
になるようにしている。
【００１４】音圧は、音響／電力コンバータ５が配設さ
れているこの膨張機の底部において最大値を取る。音響
定在波４は音響／電力コンバータ５によって反射され、
それによって、音響／電力コンバータ５が振動を始め、
音響エネルギを電気エネルギに変換する。また、これに
よって音響定在波４は減衰される。尚、共振管と音響／
電力コンバータとは、互いに同じ固有周波数を持つよう
に形成してある。音響／電力コンバータ５は、例えば、
機械的−電気的効率が約０．８の、圧電トランスデュー
サとすることができる。また、メガホンと同様の原理で
動作する機械的／磁気的結合手段を用いれば、更に効率
を向上させることも可能である。
れているこの膨張機の底部において最大値を取る。音響
定在波４は音響／電力コンバータ５によって反射され、
それによって、音響／電力コンバータ５が振動を始め、
音響エネルギを電気エネルギに変換する。また、これに
よって音響定在波４は減衰される。尚、共振管と音響／
電力コンバータとは、互いに同じ固有周波数を持つよう
に形成してある。音響／電力コンバータ５は、例えば、
機械的−電気的効率が約０．８の、圧電トランスデュー
サとすることができる。また、メガホンと同様の原理で
動作する機械的／磁気的結合手段を用いれば、更に効率
を向上させることも可能である。
【００１５】以上を要約すれば、圧縮ガスの膨張によっ
て音響定在波を発生させ、その音響エネルギを電気エネ
ルギに変換して外部へ導出するようにしており、それに
よって好適な膨張機を実現しているのである。
て音響定在波を発生させ、その音響エネルギを電気エネ
ルギに変換して外部へ導出するようにしており、それに
よって好適な膨張機を実現しているのである。
【００１６】
【発明の効果】上記「冷凍技術」の第３．９章、第１７
７頁には、２基の膨張タービンを備えたガス冷却システ
ムが記載されている。それら膨張タービンを、本発明の
２本の共振管に替え、また、全ての構成要素の効率が同
じであるものと仮定すれば、以下の効率データが得られ
る。 初期温度 ２９３Ｋ 低温温度 １０Ｋ 圧縮圧力 ２０kgf/cm2 正味効率 ０．０１カルノー 効率 ０．０３５ 図示効率 ０．２８ この効率データからわかるように、断熱−等温形の膨張
プロセスを利用するならば、比較的低圧（２０kgf/cm
2 ）で、極低温（１０Ｋ）を達成することが可能にな
る。従って、以上に説明した膨張機を冷却システムに組
み込むことによって極めて効果的に低温を発生すること
ができるのである。
７頁には、２基の膨張タービンを備えたガス冷却システ
ムが記載されている。それら膨張タービンを、本発明の
２本の共振管に替え、また、全ての構成要素の効率が同
じであるものと仮定すれば、以下の効率データが得られ
る。 初期温度 ２９３Ｋ 低温温度 １０Ｋ 圧縮圧力 ２０kgf/cm2 正味効率 ０．０１カルノー 効率 ０．０３５ 図示効率 ０．２８ この効率データからわかるように、断熱−等温形の膨張
プロセスを利用するならば、比較的低圧（２０kgf/cm
2 ）で、極低温（１０Ｋ）を達成することが可能にな
る。従って、以上に説明した膨張機を冷却システムに組
み込むことによって極めて効果的に低温を発生すること
ができるのである。
【図１】本発明に係る一実施例の膨張機の断面図であ
る。
る。
【図２】本発明に係る別実施例の膨張機の断面図であ
る。
る。
１ 共通流入ノズル ２ チップ ３ 圧縮ガス ４ 音響定在波 ５ 音響／電力コンバータ ６ 排気ポート ７ オリフィス ８ 補助的共振管 Ａ、Ｂ 共振管
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マンフレード・シユミツト ドイツ連邦共和国7036 シエナイフ、ダヒ エンホイゼルヴエーク 37番地
Claims (12)
- 【請求項１】 低温発生方法において、高圧の圧縮ガス
（３）を流入ノズル（１）から噴出させるステップと、 前記圧縮ガス（３）を、膨張機の２本の共振管（Ａ、
Ｂ）のうちの一方の中へ交互に膨張させ、それによっ
て、該共振管（Ａ、Ｂ）の中の音響定在波（４）を励振
するステップと、 前記音響定在波（４）の音響エネルギを、少なくとも１
つの音響／電力コンバータ（５）によって、電気エネル
ギに変換するステップと、 前記電気エネルギを、低温領域の外へ導出するステップ
と、を含んでいることを特徴とする方法。 - 【請求項２】 前記少なくとも１つの音響／電力コンバ
ータ（５）を圧電トランスデューサとし、該圧電トラン
スデューサ（５）と前記音響定在波（４）とが同じ周波
数で振動するようにしたことを特徴とする請求項１の方
法。 - 【請求項３】 前記２本の共振管（Ａ、Ｂ）の中の、夫
々の前記音響定在波（４）の間の位相のずれが、それら
音響定在波の波長の約半波長分になるようにしたことを
特徴とする請求項１または２の方法。 - 【請求項４】 共通流入ノズル（１）を有する１本また
は２本以上の共振管（Ａ、Ｂ）を含んで成る膨張機にお
いて、 前記共振管（Ａ、Ｂ）の各々が、音響／電力コンバータ
（５）と、排気ポート（６）とを備えている、ことを特
徴とする膨張機。 - 【請求項５】 前記共振管（Ａ、Ｂ）の形状を、該共振
管の中において音響定在波を励振することができる形状
とし、且つ、オルガン共鳴管ないしフルート状の形状と
したことを特徴とする請求項４の膨張機。 - 【請求項６】 前記共振管（Ａ、Ｂ）を、それら共振管
の間の角度が鋭角となるように配置してあることを特徴
とする請求項４または５の膨張機。 - 【請求項７】 前記共通流入ノズル（１）に対向して設
けたチップ（２）を更に備えており、該チップ（２）
は、該共通流入ノズル（１）から流入してくる圧縮ガス
（３）を、前記共振管（Ａ、Ｂ）のうちの一方の中へ交
互に膨張させるものであることを特徴とする請求項４〜
６の何れかの膨張機。 - 【請求項８】 前記共振管（Ａ、Ｂ）に対して略々直角
に配設した、補助的共振管（８）を更に備えており、該
補助的共振管（８）は、前記共通流入ノズル（１）と略
々同じ高さに設けてあることを特徴とする請求項４〜７
の何れかの膨張機。 - 【請求項９】 前記共振管（Ａ、Ｂ）と、前記補助的共
振管（８）と、前記音響／電力コンバータ（５）とが、
互いに同じ固有周波数を持つようにしてあることを特徴
とする請求項４〜８の何れかの膨張機。 - 【請求項１０】 前記音響／電力コンバータ（５）が、
圧電トランスデューサと、電気／磁気結合手段とから成
るものであることを特徴とする請求項４〜９の何れかの
膨張機。 - 【請求項１１】 前記共振管（Ａ、Ｂ）の各々の前記排
気ポート（６）を、前記音響定在波（４）の音圧に対し
て略々垂直に形成してあり、且つ、該排気ポート（６）
を、前記共通流入ノズル（１）と略々同じ高さに設けて
あることを特徴とする請求項４〜１０の何れかの膨張
機。 - 【請求項１２】 前記膨張機を、少なくともシリコンを
用いて、マイクロメカニクスの技法を利用して製作して
あることを特徴とする請求項４〜１１の何れかの膨張
機。
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