KR20100057204A - 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치 및 그 장치를 이용한 열음향 발생방법 및 최대의 음향출력을 위한 열음향교환기의 내부위치 조절방법 - Google Patents

주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치 및 그 장치를 이용한 열음향 발생방법 및 최대의 음향출력을 위한 열음향교환기의 내부위치 조절방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치와 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치를 이용한 열음향 발생방법 및 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치에서 최대의 음향출력을 얻기 위해 열음향 발생장치의 길이 및 장치내부에서의 열음향 교환기의 위치를 쉽게 조절하는 방법에 대한 것이다. 보다 상세하게 열음향 발생장치에 있어서, 내부공간을 가지고 일측이 개방되어 있는 개방부를 구비하는 중공관 형태의 고온부; 고온부의 개방부에 결합되어 고온부의 내부공간에 있는 기체를 가열하는 가열수단; 내부공간을 가지며 양측이 모두 개방되어 있고 어느 일측은 음향이 발생하는 열음향발생부를 구비한 관 형태의 저온부; 저온부의 개방된 일측에 저온부 내부공간의 기체를 냉각하는 냉각수단; 및 고온부의 개방부와 저온부의 개방된 일측을 연결하며 복수의 모세관들을 구비하고, 기체가 고온부의 내부공간과 저온부의 내부공간을 순환할 수 있게 하는 열음향교환기;를 포함하여 열에너지를 기계적 에너지로 변환하여 특정주파수를 갖는 음향을 발생시키는 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치이다.
Figure P1020080116123
열음향교환기, SUS모세관, 내부공간의 길이, 특정주파수, 최대 음향출력, 온도차이, 고온부, 저온부

Description

주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치 및 그 장치를 이용한 열음향 발생방법 및 최대의 음향출력을 위한 열음향 교환기의 내부위치 조절방법{Thermo Acoustic Generation Apparatus and Method Changing Frequency and Method for Controlling the Inner-Position do Thermoacoustic using the Apparatus}
본 발명은 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치와 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치를 이용하여 열음향 발생방법 및 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치에서 최대의 음향출력을 얻기 위해 열음향 발생장치의 길이 빛 장치 내부에 서의 열음향 교환기의 위치를 쉽게 조절하는 방법에 대한 것이다. 보다 상세하게 출력되는 열음향의 특정 주파수는 열음향 발생장치의 길이에 반비례하므로 이러한 길이를 조절할 수 있는 조절수단을 구비하여 주파수를 변화할 수 있는 열음향 발생장치 및 열음향 발생방법이다.
그리고, 최대 음향출력을 내게 되는 열음향 발생장치의 특정길이가 존재하여 결정된 고온부 내부공간의 길이에 대한 최대 음향출력을 가질 수 있는 저온부 내부공간의 길이를 조절하는 방법 또는 결정된 저온부 내부공간의 길이에 대한 최대 음향출력을 가질 수 있는 고온부 내부공간의 길이를 조절하는 방법에 대한 것이다.
통상의 무빙코일(Moving coil)을 이용하여 음향을 발생하는 장치는 진동에 의한 기계적 에너지를 발생시켜 음향을 얻게 된다. 그러나, 무빙코일과 같은 가동 부속을 사용한 음향 발생기술은 장시간 사용시 마찰열에 의해 온도가 증가하고, 음파 발생 효율이 낮아지거나 고장나는 경우가 많다.
또한, 무빙코일 방식을 이용한 음향발생장치는 무빙코일을 지탱하는 진동판의 무게로 인하여 일정한계 이상의 강력한 음파를 발생시키기가 어렵다. 음향을 발생시키기 위한 또 다른 방법으로 압전재 방식이 있는데 이것은, 압전재가 무빙코일 방식에 비해 진동 변위가 작아 주로 초음파 대역을 발생시키는데 사용되고, 발생시키므로 저주파의 가청음 대역에는 잘 사용하지 않는다.
열음향 발생기술을 이용한 열음향 발생장치는 기계적인 가동부속을 사용하지 않고, 열에너지를 기계적 에너지인 음향으로 변화하므로 보다 강력한 음향을 출력할 수 있다. 그러나 이러한 열음향 발생장치는 열음향 발생장치 내부공간에 음파를 공진(공명, resonance)시켜 발생하기 때문에 장치의 길이가 고정되면 주파수를 바꿀 수 없다는 문제가 있다.
또한, 기존의 열음향 발생장치는 열에너지를 기계적 에너지인 음향에너지로 변화하는 열음향 교환기의 제작이 복잡다는 단점이 있었다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해 복수의 SUS(스테인레스 스틸) 모세관들로 구성된 열음향교환기를 채택하고, 고온부 내부공간의 길이와 저온부 내부공간의 길이를 가변할 수 있도록 하여 주파수를 변화할 수 있는 열음향 발생장치가 요구되었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 열음향 발생장치의 길이를 변화할 수 있게 함으로써 주파수를 가변할 수 있는 열음향 발생장치를 제공하게 된다. 또한, 이러한 열음향 발생장치를 이용하여 주파수를 가변할 수 있는 열음향 발생방법을 제공한다.
본 발명의 열음향 발생장치에 구비되는 열음향교환기는 SUS모세관으로 구성되어 가공도와 성능 및 내열성이 우수하여 열음향교환기의 제작이 복잡하다는 단점을 극복할 수 있다. 또한, 고온부 내부공간의 길이는 길이 조절수단에 의해 조절하여 주파수를 가변할 수 있고, 저온부 내부공간의 길이는 다양한 내부공간의 길이를 가지는 관형태의 저온부들을 결합 및 조합하여 길이를 변화시킬 수 있다.
그리고, 최대의 음향출력을 내게 되는 고온부 내부공간의 길이와 저온부 내부공간의 길이를 조절하는 방법을 제공하게 된다. 결정된 저온부 내부공간의 길이에 대해 최대의 음향출력을 가지게 되는 특정 고온부 내부공간의 길이가 존재하여 최대 음향출력을 가지도록 열음향 발생장치 내에서 열음향 교환기의 위치를 제어할 수 있다.
본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.
상기와 같은 본 발명의 목적은, 열음향 발생장치에 있어서, 내부공간을 가지 고 일측이 개방되어 있는 개방부와 다른 일측은 폐쇄된 폐쇄부를 구비하는 중공관 형상의 고온부; 고온부의 개방부에 결합되어 고온부의 내부공간에 있는 기체를 가열하는 가열수단; 내부공간을 가지며 양측이 모두 개방되어 있고 어느 일측은 음향이 발생하는 음향발생부를 구비한 관 형태의 저온부; 저온부의 음향발생부 반대편 일측에 저온부 내부공간의 기체를 냉각하는 냉각수단; 및 가열수단이 결합된 고온부의 개방부와 냉각수단이 결합된 저온부의 개방된 일측을 연결하며 복수의 모세관들을 구비하고, 기체가 고온부 내부공간과 저온부 내부공간을 교환할 수 있게 하는 열음향교환기;를 포함하여 열에너지를 기계적 에너지로 변환하여 특정주파수를 갖는 음향을 발생시키는 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치로 달성될 수 있다.
모세관은 SUS 모세관인 것을 특징으로 할 수 있다.
음향발생부에서 발생되는 음향의 특정주파수는 고온부 내부공간의 길이와 열음향교환기의 길이 및 저온부 내부공간의 길이의 합인 열음향 발생장치의 길이에 반비례하여 변화하는 것을 특징으로 할 수 있다.
특정주파수의 변화는, 특정주파수가 2500헤르츠 이상에서 20000헤르츠 이하 영역대인 경우 고온부 내부공간의 길이변화가 저온부 내부공간의 길이변화보다 특정주파수 변화에 큰 영향을 미치고, 특정주파수가 0헤르츠를 초과하여 2500헤르츠 미만인 영역대의 경우는 저온부 내부공간의 길이변화가 고온부 내부공간의 길이변화보다 특정주파수 변화에 큰 영향을 미치는 것을 특징으로 할 수 있다.
저온부의 기체가 냉각수단에 의해 냉각과 압축이 이루어지고 고온부의 기체가 가열수단에 의해 가열 및 팽창되어 열음향교환기의 모세관을 통해 순환하여 열 에너지를 음향으로 변환하는 것을 특징으로 할 수 있다.
고온부에는, 길이 조절수단을 구비하여 열음향교환기에 의해 순환되는 기체를 포함하는 고온부 내부공간의 길이를 조절하여 열음향발생부에서 발생되는 음향의 특정주파수를 조절하는 것을 특징으로 할 수 있다.
저온부는 복수로 구비되고 각각의 저온부에는 결합수단을 구비하여 저온부들을 결합 또는 분리하여 저온부 내부공간의 길이를 조절하여 열음향발생부에서 발생되는 음향의 특정주파수를 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.
가열수단은, 고온부의 개방부에 구비되며 전열기에 해당하고, 전열기는 전력공급장치에 의해 전력이 공급되어 가열되는 텅스텐 히터와 전력공급장치와 연결되어 전력을 조절하는 전력조절수단을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
냉각수단은, 수냉식장치에 해당하며 수냉식장치는 유량 공급부에서 공급된 유량이 복수의 모세관 외관에 흐르면서 모세관 내부에 있는 기체를 냉각하고, 유량 배출부로 유량이 배출되는 것을 특징으로 할 수 있다.
열음향발생기에서 출력되는 음향의 출력 크기는 저온부과 고온부의 온도차이에 비례하는 것을 특징으로 할 수 있다.
고정된 열음향 발생장치의 길이에서 음향을 발생시키기 시작하는 특정 온도차이가 존재하는 것을 특징으로 할 수 있다.
음향교환기의 길이 및 저온부 내부공간의 길이가 고정되어 있을 때, 최대의 출력크기를 갖기 위한 고온부 내부공간의 길이가 존재하는 것을 특징으로 할 수 있다.
열음향교환기의 길이 및 고온부의 내부공간의 길이가 고정되어 있을 때, 최대의 출력크기를 갖기 위한 저온부 내부공간의 길이가 존재하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 카테고리로서 본 발명의 목적은, 열음향 발생장치에 길이 조절방법에서,열음향교환기의 길이는 고정되어 있고, 다양한 내부공간의 길이를 가지는 복수의 관형태의 저온부들을 조합하여 저온부 내부공간의 길이를 결정하는 단계;고온부와 저온부 내부공간에 기체를 삽입하는 단계; 가열수단과 냉각수단을 고온부와 저온부 사이에 온도차이를 형성하는 단계; 온도차이가 특정값을 초과하는 경우 열음향교환기에 의해 기체가 순환되어 음향을 출력하는 단계; 및 결정된 저온부 내부공간의 길이에 따라 최대의 음향출력을 내기 위한 고온부 내부공간의 길이를 길이 조절수단으로 조절하여 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 최대의 음향출력을 위한 열음향 발생장치의 길이조절방법으로 달성될 수 있다.
또한, 열음향 발생장치에서 내부공간의 길이를 결정하는 방법에서, 열음향교환기의 길이는 고정되어 있고, 고온부 내부공간의 길이를 길이조절 수단으로 조절하여 결정하는 단계; 결정된 고온부 내부공간의 길이에 따라 최대의 음향출력을 내기 위한 다양한 내부공간의 길이를 가지는 복수의 관형태의 저온부들을 조합하여 저온부 내부공간의 길이를 결정하는 단계; 고온부와 저온부 내부공간에 기체를 삽입하는 단계; 가열수단과 냉각수단으로 고온부와 저온부 사이에 온도차이를 결정하는 단계; 및 온도차이가 특정값을 초과하는 경우 열음향교환기에 의해 기체가 순환되어 음향을 출력하는 단계;를 포함는 것을 특징으로 하는 최대의 음향출력을 위한 열음향 발생장치의 길이조절방법으로 달성될 수 있다.
고정된 온도차이에서 음향출력의 크기가 최대화되는 고온부 내부공간의 길이와 저온부 내부공간의 길이는, 각각 서로 비례하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 열음향 발생장치에 기체를 공급하여 고온부의 내부공간과 열음향교환기에 구비된 복수의 모세관들 각각의 내부 및 저온부의 내부공간에 기체가 채워지는 단계; 전력공급장치에서 텅스텐 히터에 전력을 공급하여 텅스텐 히터에 의해 고온부 내부공간이 가열되고, 냉각수단의 유량 공급기에서 유량이 공급되어 모세관의 외관에 흐르게 되어 모세관을 냉각하여 저온부와 고온부의 온도차이를 형성하는 단계; 및 온도차이가 특정값을 초과하는 경우 기체가 열음향교환기의 모세관 내부를 통하여 저온부 내부공간과 고온부 내부공간을 순환하여 열음향발생부에서 특정주파수를 가진 음향을 발생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 주파수 가변이 가능한 열음향 발생방법으로 달성될 수 있다.
모세관은 SUS 모세관인 것을 특징으로 할 수 있다.
특정주파수는 고온부 내부공간의 길이와 열음향교환기의 길이 및 저온부 내부공간의 길이의 합인 열음향 발생장치의 길이에 반비례하는 것을 특징으로 할 수 있다.
특정주파수를 가진 음향 발생 단계에서, 음향 출력의 크기는 온도차이에 비례하며, 음향을 발생시키기 위한 최소 특정 온도차이가 존재하고, 저온부의 결합수단으로 적어도 하나의 저온부를 조합하여 저온부 내부공간의 길이를 결정하고, 결정된 저온부 내부공간의 길이에 따라 고온부의 길이 조절수단으로 고온부의 내부공 간의 길이를 조절하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
고정된 열음향교환기의 길이에 대해 고온부 내부공간의 길이 및 저온부의 내부공간의 길이를 조절하여 최대의 음향출력을 갖는 특정길이를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
따라서, 상기 설명한 바와 같은 본 발명의 일실시예에 의하면, 열음향 발생장치의 길이를 변화할 수 있게 함으로써 주파수를 가변할 수 있는 효과를 갖게 된다. 본 발명의 열음향 발생장치에 구비되는 열음향교환기는 SUS모세관으로 구성되어 가공도와 성능 및 내열성이 우수하여 열음향교환기의 제작을 손쉽고 할 수 있다는 장점을 가진다. 그리고, 기존의 것에 비해 모세관의 기공도가 높아 성능을 향상시키는 효과를 가지게 된다.
또한, 고온부 내부공간의 길이는 길이 조절수단에 의해 조절하여 주파수를 가변할 수 있고, 저온부 내부공간의 길이는 다양한 내부공간의 길이를 가지는 관형태의 저온부들을 결합 및 조합하여 길이를 변화하여 다양한 주파수를 가지는 음향을 발생시킬 수 있는 효과가 있다. 음향출력을 내는 동안에도 고온부의 길이조절수단에 의해 고온부 내부공간의 길이를 조절할 수 있어 주파수 가변이 가능하며 음향출력의 크기도 조절 가능하다는 장점이 있다.
그리고, 본 발명의 열음향 발생장치는 고정된 고온부 내부공간의 길이에 저온부 내부공간의 길이를 조절하거나, 결정된 저온부 내부공간의 길이에 고온부 내부공간의 길이를 조절하여 최대 음향출력을 가지도록 할 수 있다. 따라서, 같은 전 력이나 투입되는 에너지로 최대 효율을 낼 수 있는 고온부 내부공간의 길이와 저온부 내부공간의 길이를 결정할 수 있어 열음향을 최적화된 조건에서 운행할 수 있고 에너지 효율을 높일 수 있다는 장점을 가진다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허 청구 범위에 속함은 자명하다.
(주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치의 구성)
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치의 구성에 대하여 설명하도록 한다. 먼저 도 1a는 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치의 단면도를 도시한 것이다.
주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치는 도 1a에 도시된 바와 같이, 일정한 길이를 가지며 내부공간을 구비하고 한쪽이 막혀 있는 동공관 형태의 고온부(100)와 양쪽이 모두 개방되어 있는 관 형태의 저온부(500), 그리고 고온부(100)과 저온부(500)를 연결하며 복수의 모세관(320)들을 구비하는 열음향교환기(300)를 구비하고 있다. 또한, 고온부(100)과 열음향교환기(300)가 연결되는 부분에 고온부의 내부공간(110)에 채워진 기체를 가열하기 위한 가열수단(200)과 열음향 교환기(300)와 저온부(500)가 연결되는 부분에 저온부(500) 내부공간(540)에 채워진 기체를 냉각하는 냉각수단(400)을 포함하고 있다.
열음향 발생장치의 길이(L)는 고온부(100)에서 열음향 교환기(300)에 의해 교환되는 기체를 포함하고 있는 내부공간의 길이(L1)와 열음향교환기(300)의 길이(L2) 그리고, 저온부(500) 내부공간(540)의 길이(L3)의 합으로 결정된다. 발생되는 음향의 특정주파수(f)는 수학식 1과 같다.
f = 4*c/L
여기서, f는 특정주파수, c는 소리의 속도(공기의 경우 약 330m/s, 따라서 양의 상수), 그리고 L은 열음향발생장치의 길이이다. 따라서, 특정주파수 f은 L에 반비례하게 된다.
고온부(100)는 내부공간(110)에 기체가 채워져 있으며 기체는 가열수단(200)에 의해 가열되고 압력이 증가하여 모세관(320)의 내부를 통해 저온부(500)로 이동하게 된다. 고온부(100)는 중공관의 형태로 일측이 막혀있는 폐쇄부(130)를 구비하고 다른 일측은 개방되어 있는 개방부로 열음향 교환기(300)가 연결되는 부분이다. 또한, 고온부(100)에 열음향교환기(300)를 통하여 교환되는 기체를 채우고 있는 내부공간(110)의 길이(L1)는 길이 조절수단(120)에 의해 조절될 수 있다.
도 1a에 도시된 바와 같이. 길이 조절수단(120)은 피스톤(123)과 축(122), 그리고 핸들(121)로 구성되어 있다. 피스톤(123)은 고온부의 내부공간(110)에서 열음향교환기(300)로 교환될 수 있는 기체와 교환되지 않는 기체를 구분하게 된다. 따라서, 핸들(121)을 이용하여 피스톤(123)이 고온부의 내부공간(110) 어디에 위치하게 되는 지를 조절하여 열음향교환기(300)에 의해 교환되는 기체를 채우고 있는 내부공간(110)의 길이(L1)를 조절할 수 있다.
저온부(500)는 양측이 모두 개방되어 있는 관의 형태를 지닌다. 저온부(500)의 양측에는 모두 결합수단을 가지고 있다. 따라서, 도 1a에 도시된 바와 같이, 개방된 일측에 구비되는 결합수단(540)에 의해 열음향 교환기(300)와 결합된다. 결합수단의 구체적인 예는 나사가 있으며 저온부(500)가 수나사를 구비하고 열음향교환기(300)가 암나사로 구성되어 양자를 결합할 수 있다. 이러한 저온부(500)는 복수의 관형태의 저온부(500)들을 결합하여 형성될 수 있다.
도 1a에 도시된 바와 같이, 저온부(500)는 내부공간(540)의 길이(L3)가 L4인 제 1저온부(520)와 내부공간(540)의 길이가 L5인 제 2저온부(530)를 결합수단에 의해 결합하여 구성될 수 있다. 따라서, 결합된 저온부(500) 내부공간(540)의 길이는 L4 + L5 = L3이 된다. 또한, 저온부(500)는 제 1저온부(520)만으로 이루어져 저온부(500) 내부공간(540)의 길이가 L3 = L4로 될 수도 있고, 제 2저온부(530)만으로 이루어져 L3 = L5가 될 수도 있다. 다양한 내부공간의 길이를 가지는 관들을 결합 및 조합하여 다양한 내부공간의 길이를 가지도록 저온부(500)를 구성할 수 있다.
그리고, 저온부(500)에서 열음향교환기(300)가 결합되는 반대측은 음향이 발생하는 음향발생부(510)에 해당한다. 고온부(100)와 열음향교환기(300)가 연결되는 부분에는 가열수단(200)을 구비하고 있다. 또한, 저온부(500)와 열음향교환기(300)가 연결되는 부분에는 냉각수단(400)을 구비하고 있다. 따라서, 고온부(100)와 저온부(500)의 온도차이(△T)가 발생하게 된다. 열음향교환기(300)는 복수의 모세관(320)들로 구성되며 모세관(320) 각각의 내부를 통해 기체가 고온부(100)에서 저 온부(500)로 이동하고, 저온부(500)에서 고온부(100)로 이동하며 교환 및 순환을 하며 열에너지를 기계적에너지인 음향에너지로 변환하게 된다.
도 1b는 모세관(320)의 내부를 확대한 단면도를 도시한 것이다. 도시된 바와같이, 확대된 기체 알갱이(330)는 모세관(320)을 통해 고온부(100)와 저온부(500)를 교환하며 순환함을 알 수 있다. 구체적으로 열음향교환기(300)의 길이(L2)는 5㎜~10㎝에 해당하며 가열수단(200)에 의해 가열되는 고온부(100)와 냉각수단(400)에 의해 냉각된 저온부(500)의 온도차이(△T)는 200~600℃정도이다. 이러한 열음향교환기(300)에 사용되는 모세관(320)은 쇠수세미, SUS(스테인레스 스틸) mesh, SUS 평행적핀, 세라믹 사각격자, Kapton 또는 SUS모세관 등을 사용한다. 그러나 가공이 쉽고 내열성과 성능이 우수한 SUS 모세관을 사용하는 것이 본 발명의 기술적 특징에 가장 잘 부합된다. SUS모세관은 가공도와 성능 및 내열성이 우수하여 열음향교환기(300)의 제작을 손쉽게 가능하게 한다. 그리고, 모세관(320)의 기공도가 높아 성능을 향상시킨다.
도 1b에 도시된 바와같이, 고온부(100)의 기체가 가열되어 온도가 증가하고 팽창하여 고온부 내부공간(110)에 압력이 증가되어 순간적으로 모세관(320) 내부를 통해 저온부(500)로 이동하게 된다. 기체가 저온부(500)로 이동하면 온도가 하강하고 수축된다. 그리고, 순간적으로 고온부(100)의 기체가 저온부(500)로 이동되어 고온부(100)의 압력은 감소하고 저온부(500)의 압력이 증가하게 되어 다시 기체는 고온부(100)로 이동하게 된다.
이러한 기체의 교환은 계속적으로 순환하며 진행하게 되어 고온부(100)과 저 온부(500)가 일정 이상의 온도차이(△T)가 될 때 발생하게 되며 이 때 열에너지를 기계적에너지인 음향에너지로 변환되게 되어 특정주파수를 가지는 음향을 발생하게 된다. 도 1c는 기체의 순환,교환에 따른 열음향발생장치 길이(L)에 대한 온도의 그래프를 도시한 것이고, 도 1d는 기체 순환에 따른 부피에 대한 압력을 도시한 그래프이다.
고온부(100)와 열음향교환기(300)가 연결된 부분에 구비된 가열수단(200)은 구체적인 실시예에서는 전열기에 해당한다. 도 2는 전열기의 단면도를 도시한 것으로 도 1a의 A-A`단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전열기는 전력공급장치(220)와 전력공급장치(220)에 의해 전력을 공급받는 텅스텐 히터(210), 그리고 전력공급장치(220)에 연결되어 전력을 조절하는 전력조절장치(230)로 구비되어 있다. 전력이 공급된 텅스텐 히터(210)가 가열되어 고온부 내부공간(110)에 기체의 온도를 증가시키게 된다.
그리고, 도 3a는 냉각수단의 단면도를 도시한 것으로 도 1a의 B-B`단면도이다. 그리고, 도 3b는 냉각수단(400)의 측면도를 도시한 것이다. 도 3a에 도시된 바와같이, 냉각수단(400)은 수냉식 냉각장치에 해당하여 유량 공급부(410)와 유량 배출부(420), 유량측정기(430), 유량조절기(440) 그리고, 유량펌프(450)로 구성되어 있다. 유량펌프(450)에서 유체를 펌핑하여 유량 공급부에서 유체가 공급되어 모세관(320)의 외측으로 흐르게 된다. 따라서 모세관(320)이 냉각되면서 모세관(320) 내부(321)에 있는 기체를 냉각하게 된다. 모세관(320) 외측에 흐른 뒤 유량 배출부(420)로 배출되게 된다. 또한, 공급되는 유량을 유량측정기(430)에서 측정하고 유량조절기(440)에서 유량의 양과 온도를 조절하게 된다.
가열수단(200)과 냉각수단(400)으로 고온부(100)와 저온부(500)의 온도차이(△T)를 만들게 되고 이러한 온도차이(△T)는 200~600℃에 해당하게 된다. 온도차이(△T)가 일정수준을 넘어야 음향이 발생하게 된다. 도 4는 가열수단(200)과 냉각수단(400)으로 온도차이(△T)를 형성할 때 음향이 발생되는 시점, 음향이 발생되는 최소 온도차이(△T)에 대한 그래프를 도시한 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 냉각과 가열을 시작하게 되고 온도차이(△T)가 460℃정도 되었을 때 음향이 발생하게 된다. 그 시점은 18분 정도가 되며 음향 출력의 크기는 음향발생부(510)로 부터 1미터 거리에서 소음측정기(600)로 측정한 결과 약 95데시벨(dB)정도가 된다.
또한, 발생되는 음향출력의 크기는 온도차이(△T)에 비례하게 된다. 그리고, 최대의 출력을 가지게 되는 열음향 발생장치의 길이(L)가 존재한다. 도 5a 및 도 5b는 특정 온도차이(△T)들에 따른 저온부(500) 내부공간(540)의 길이 변화에 따른 음향출력의 크기를 도시한 그래프이다. 도 5a에 도시된 바와 같이, 고온부 내부공간(110)의 길이(L1)와 열음향교환기(300)의 길이(L2)를 L1+(L2/2)=45㎜로 고정하고 저온부(500) 내부공간(540)의 길이(L3) 변화에 따른 음향출력의 크기를 알 수 있다. L1+(L2/2)=45㎜로 고정되어 있을 때 최대 출력을 가지는 L3의 값은 22㎜가 됨을 알 수 있고, L3가 고정된 상태에서는 온도차이(△T)는 음향출력의 크기에 비례함을 알 수 있다.
또한. 도 5b는 L1+(L2/2)=70㎜로 고정하고 L3를 변화한 경우의 열음향발생장치 내부와 외부의 음향출력의 크기를 나타낸 그래프이다. 그래프에서 왼쪽 세로축 은 내부에 음향의 크기 좌표축이고 오른쪽 세로축은 외부에 음향출력의 크기 좌표축이다. 도 5b에 도시된 바와 같이, L3가 35㎜에서 최대의 출력을 가짐을 알 수 있다. 따라서, 고정된 열음향교환기(300)의 길이(L2) 및 고온부 내부공간(110)의 길이(L1)에 대하여 최대 출력을 가지는 특정 저온부(500) 내부공간(540)의 길이(L3)가 존재함을 알 수 있다.
열음향 발생장치의 길이(L)에 따라 발생되는 특정주파수가 결정되며 특정 주파수는 길이(L)에 반비례하게 된다. 앞서 설명한 바와 L과 특정주파수 f는 수학식 1의 관계를 가지게 된다. 도 6a와 도 6b는 열음향교환기(300)의 길이(L2)가 5㎝로 고정되어 있을 때 고온부 내부공간(110)의 길이(L1) 및 저온부(500) 내부공간(540)의 길이(L3)변화에 따른 특정주파수(f)의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 특정주파수가 5000헤르츠(Hz)이상의 영역대의 경우 L3이 커짐에 따라 특정주파수의 감소폭은 작지만, 이러한 영역대에서 L1이 작아짐에 따라 특정주파수는 상당히 큰폭으로 커지게 됨을 알 수 있다. 따라서, 고주파 영역대에서는 L1이 L3보다 특정주파수 변화에 더 큰 영향을 미치게 된다. 도 6은 1200헤르츠(Hz)이하의 영역대에 대한 그래프를 도시한 것으로 L1의 변화에 따라 특정주파수의 변화는 크지 않으나 L3가 커짐에 따라 특정주파수는 큰 폭으로 감소함을 알 수 있다. 따라서, 저주파수 영역대에서는 L3이 L1보다 특정주파수에 더 큰 영향을 미침을 알 수 있다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 고온부 내부공간(110)의 길이(L1), 저온부(500)의 내부공간(540)의 길이(L3) 중 어느 하나가 결정되면 최대 음향출력을 가지는 나머지 길이를 결정할 수 있다. 도 7은 최대 출력을 가지기 위한 L1과 L3와의 관계를 도시한 것이다. 이들은 이하의 수학식 2를 만족하게 된다.
L3 = 3*L1 + L2
여기서, L2는 열음향교환기(300)의 길이로 고정된 값(양의 상수)에 해당한다. 최대음향출력을 내기 위한 L1과 L3는 서로 비례함을 알 수 있다. 수학식 2로 L1이 결정되면 최대음향출력을 위한 L3를 결정할 수 있고 반대로 L3가 결정되면 최대 음향출력을 위한 L1을 결정할 수 있다. 구체적으로 복수의 저온부(500)들을 결합수단으로 결합 또는 조합하여 L3를 900㎜로 결정한 경우, 최대 음향출력을 위한 L1은 285㎜로 결정된다.
(주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치를 이용한 열음향 발생방법)
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치를 이용한 열음향 발생방법에 대해 설명하도록 한다. 우선, 도 8은 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치를 이용한 열음향 발생방법의 흐름도를 도시한 것이다.
먼저 열음향 발생장치의 고온부(100), 저온부(500) 및 열음향교환기(300)의 모세관(320) 내부(321)에 기체를 채우게 된다(S10). 그리고, 전열기의 전력공급장치(220)에서 텅스텐 히터(210)에 전력을 공급하여 고온부 내부공간(110)의 기체온도를 증가시키게 된다. 그리고, 냉각수단(400)의 유량 공급부(410)에서 유량을 공급하여 저온부(500) 내부공간(540)의 기체를 냉각하게 된다(S20). 따라서, 고온 부(100)와 저온부(500)의 온도차이(△T)를 형성하게 되고, 온도차이(△T)가 일정 특정치를 넘게 되면 열음향교환기(300)의 모세관(320) 내부(321)를 통하여 고온부(100)와 저온부(500)의 기체가 교환되면서 열에너지가 기계적에너지인 음향에너지로 전환되어 음향이 발생하게 된다(S30).
앞서 설명한 바와 같이, 모세관(320)은 SUS 모세관(320)을 사용하는 것이 바람직하며, 최대 음향출력을 갖기 위한 L1과 L3을 조절할 수 있다. 그리고, 음향의 특정 주파수를 변화하고 싶은 경우 L1과 L3를 조절하여 원하는 특정주파수를 얻을 수 있다. L1의 조절은 고온부(100)의 길이 조절수단(120)에 의해 가능하며 L3의 조절은 관의 형태인 복수의 저온부(500)들을 조합하여 길이를 조절할 수 있다(S40).
(최대 음향출력을 얻기 위한 길이 조절방법)
이하에서는 첨부된 도면을 참고하여 최대 음향출력을 얻기 위한 길이 조절방법에 대해 설명하도록 한다. 우선, 도 9은 최대 음향출력을 얻기 위한 길이 조절방법의 제 1실시예에 대한 흐름도를 도시한 것이다.
먼저, 저온부(500) 내부공간(540)의 길이(L3)를 결정하기 위해서 다양한 내부공간의 길이를 가지는 복수의 관형상의 저온부(500)들을 조합 및 결합하게 된다(S100). 저온부(500) 내부공간(540)의 길이(L3)가 결정되면 고온부(100) 내부공간, 저온부 내부공간(500) 및 열음향교환기(300)의 모세관(320)내부(321)에 기체를 채우게 된다(S200). 그리고, 가열수단(200)인 전열기로 고온부 내부공간(110)의 기체온도를 증가시키게 된다. 또한, 냉각수단(400)에 의해 저온부(500) 내부공 간(540)의 기체를 냉각하게 된다. 따라서, 고온부(100)와 저온부(500)의 온도차이(△T)를 형성하게 된다.(S300),
온도차이(△T)가 커지게 되면서 특정 이상이 되면 고온부(100)의 기체가 열음향교환기(300)의 모세관(320)의 내부(321)을 통해 저온부(500)로 이동하고 저온부(500)에 기체가 모세관(320)의 내부(321)을 통해 고온부(100)로 이동하면서 기체가 순환하게 되어 열에너지가 기계적에너지인 음향에너지로 전환되어 음향을 발생시킨다(S400). 그리고, 최대의 음향출력을 내기 위한 고온부 내부공간(110)의 길이(L1)를 길이 조절수단(120)을 이용하여 결정하게 된다(S500). 앞서 설명한 바와 같이, 고정된 저온부(500) 내부공간(540)의 길이(L3)에 대해 최대 음향출력을 내기 위한 고온부 내부공간(110)의 길이(L1)는 수학식 2에 의하게 된다.
도 10은 최대 음향출력을 얻기 위한 길이 조절방법의 제 2실시예에 대한 흐름도를 도시한 것이다. 먼저, 고정부의 길이조절수단(120)으로 고정부 내부공간(110)의 길이(L1)를 결정하게 된다(S1000). 그리고, 결정된 고정부 내부공간(110)의 길이(L1)에 따른 최대 음향출력을 가지기 위한 저온부(500) 내부 길이(L3)를 결정하게 된다(S2000). 최대 출력을 가지게 되는 고온부 내부공간(110)의 길이(L1)와 저온부(500) 내부공간(540)의 길이(L3)의 조합이 결정되면 열음향발생장치에 기체를 삽입하게 된다(S3000). 가열수단(200)에 의해 고온부(100)를 가열하고 냉각수단(400)으로 저온부를 냉각하기 시작한다. 온도차이(△T)가 생기며 특정이상의 온도차이(△T)가 되면 음향이 발생하게 된다(S4000). 온도차이(△T)가 커지면 음향출력의 크기는 비례하여 커지게 되나 온도차이(△T)의 변화한다고 하여 최 대출력을 얻기 위한 고온부 내부공간(110)의 길이(L1)와 저온부 내부공간(540)의 길이(L3)의 조합비가 달라지는 것은 아니다.
도 1a는 본 발명에 따른 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치의 단면도,
도 1b는 열음향교환기의 모세관내부에 기체의 상변화를 나타낸 모세관의 단면도,
도 1c는 열음향 발생장치의 길이(L)에 따른 내부공간의 온도를 나타낸 그래프,
도 1d는 열음향 발생장치에서 기체가 순환하면서 변화되는 부피와 압력의 변화를 나타낸 그래프,
도 2는 가열수단의 단면도로서 도 1a의 A-A` 단면도,
도 3a는 냉각수단의 단면도로서 도 1a의 B-B` 단면도,
도 3b는 냉각수단의 측면도,
도 4는 시간에 따른 온도차이에 변화에 따른 음향출력의 크기를 나타낸 그래프,
도 5a는 L1과 L2가 L1 + L2/2 = 45㎜로 고정되어 있을 때 L3를 변화에 따른 출력음향의 크기와 온도차이와 출력음향의 크기를 나타낸 그래프,
도 5b는 L1과 L2가 L1 + L2/2 = 70㎜로 고정되어 있을 때 L3변화에 따른 열음향 발생장치의 내부공간의 음향크기와 외부에 출력되는 음향의 크기를 나타낸 그래프,
도 6a는 L1 및 L2의 변화에 따른 특정주파수의 변화를 나타낸 그래프,
도 6b는 L1 및 L2의 변화에 따른 1200헤르츠(Hz)이하 영역대의 특정주파수의 변화를 나타낸 그래프,
도 7은 L2가 고정되어 있고, 최대의 음향출력을 갖기 위한 L1과 L2의 관계식을 나타낸 그래프,
도 8은 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치를 이용한 열음향 발생방법의 흐름도,
도 9는 열음향 발생장치에서 최대의 음향출력을 얻기 위한 길이조절방법에 대한 제 1실시예의 흐름도,
도 10은 열음향 발생장치에서 최대의 음향출력을 얻기 위한 길이조절방법에 대한 제 2실시예의 흐름도를 도시한 것이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10:열음향 발생장치
100:고온부
110:고온부 내부공간
120:길이조절수단
121:핸들
122:축
123:피스톤
130:폐쇄부
140:고온부 외관
200:가열수단
210:텅스텐 히터
220:전력공급장치
230:전력조절장치
300:열음향교환기
310:열음향교환기 외관
320:모세관
321:모세관내부
330:일정한 기체입자 단위
400:냉각수단
410:유량공급부
420:유량배출부
430:유량측정기
440:유량조절기
450:유량펌프
500:저온부
510:열음향발생부
520:제 1저온부
530:제 2저온부
540:결합수단
541:암나사
542:수나사
600:소음측정기
L:열음향 발생장치 길이(L1 + L2 + L3 = L)
L1:고온부 내부공간의 길이
L2:열음향교환기의 길이
L3:저온부 내부공간의 길이
P:열음향발생장치내부 압력
V:기체의 일정단위당 부피
f:특정주파수
c:음속
△T:고온부와 저온부의 온도차이
a:시간에 따른 온도차이곡선
b:시간에 대한 온도차이에 따른 음향출력 크기곡선

Claims (22)

  1. 열음향 발생장치에 있어서,
    내부공간을 가지고 일측이 개방되어 있는 개방부와 다른 일측은 폐쇄된 폐쇄부를 구비하는 중공관 형상의 고온부;
    상기 고온부의 개방부에 결합되어 상기 고온부의 내부공간에 있는 기체를 가열하는 가열수단;
    내부공간을 가지며 양측이 모두 개방되어 있고 어느 일측은 음향이 발생하는 음향발생부를 구비한 관 형태의 저온부;
    상기 저온부의 상기 음향발생부 반대편 일측에 상기 저온부 내부공간의 기체를 냉각하는 냉각수단; 및
    상기 가열수단이 결합된 상기 고온부의 개방부와 상기 냉각수단이 결합된 상기 저온부의 개방된 일측을 연결하며 복수의 모세관들을 구비하고, 기체가 상기 고온부 내부공간과 상기 저온부 내부공간을 교환할 수 있게 하는 열음향교환기;를 포함하여 열에너지를 음향 에너지로 변환하여 특정주파수를 갖는 음향을 발생시키는 것을 특징으로 하는 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 모세관은 SUS 모세관인 것을 특징으로 하는 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 음향발생부에서 발생되는 음향의 상기 특정주파수는 상기 고온부 내부공간의 길이와 상기 열음향교환기의 길이 및 상기 저온부 내부공간의 길이의 합인 상기 열음향 발생장치의 길이에 반비례하여 변화하는 것을 특징으로 하는 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 특정주파수의 변화는,
    상기 특정주파수가 2500헤르츠 이상에서 20000헤르츠 이하 영역대인 경우 상기 고온부 내부공간의 길이변화가 상기 저온부 내부공간의 길이변화보다 상기 특정주파수 변화에 더 큰 영향을 미치고,
    상기 특정주파수가 0헤르츠를 초과하여 2500헤르츠 미만인 영역대의 경우는 상기 저온부 내부공간의 길이변화가 상기 고온부 내부공간의 길이변화보다 상기 특정주파수 변화에 더 큰 영향을 미치는 것을 특징으로 하는 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 저온부의 기체가 상기 냉각수단에 의해 냉각과 압축이 이루어지고 상기 고온부의 기체가 상기 가열수단에 의해 가열 및 팽창되어 상기 열음향교환기의 모 세관을 통해 순환하여 열에너지를 음향으로 변환하는 것을 특징으로 하는 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 고온부에는,
    길이 조절수단을 구비하여 상기 열음향교환기에 의해 순환되는 기체를 포함하는 상기 고온부 내부공간의 길이를 조절하여 상기 열음향발생부에서 발생되는 음향의 특정주파수를 조절하는 것을 특징으로 하는 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 저온부는 복수로 구비되고 각각의 저온부에는 결합수단을 구비하여 상기 저온부들을 결합 또는 분리하여 상기 저온부 내부공간의 길이를 조절하여 상기 열음향발생부에서 발생되는 음향의 상기 특정주파수를 변화시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 가열수단은,
    상기 고온부의 개방부에 구비되며 전열기에 해당하고,
    상기 전열기는 전력공급장치에 의해 전력이 공급되어 가열되는 텅스텐 히터 와 상기 전력공급장치와 연결되어 전력을 조절하는 전력조절수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 냉각수단은,
    수냉식장치에 해당하며 상기 수냉식장치는 유량 공급부에서 공급된 유량이 상기 복수의 모세관 외관에 흐르면서 모세관 내부에 있는 기체를 냉각하고, 유량 배출부로 유량이 배출되는 것을 특징으로 하는 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 열음향발생기에서 출력되는 음향의 출력 크기는 상기 저온부과 상기 고온부의 온도차이에 비례하는 것을 특징으로 하는 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    고정된 상기 열음향 발생장치의 길이에서 음향을 발생시키기 시작하는 특정 상기 온도차이가 존재하는 것을 특징으로 하는 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 열음향교환기의 길이 및 상기 저온부 내부공간의 길이가 고정되어 있을 때, 최대의 출력크기를 갖기 위한 상기 고온부 내부공간의 길이가 존재하는 것을 특징으로 하는 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 열음향교환기의 길이 및 고온부의 내부공간의 길이가 고정되어 있을 때, 최대의 출력크기를 갖기 위한 상기 저온부 내부공간의 길이가 존재하는 것을 특징으로 하는 주파수 가변이 가능한 열음향 발생장치.
  14. 상기 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항의 열음향 발생장치의 길이 조절방법에서,
    열음향교환기의 길이는 고정되어 있고, 다양한 내부공간의 길이를 가지는 복수의 관형태의 저온부들을 조합하여 상기 저온부 내부공간의 길이를 결정하는 단계;
    고온부와 저온부 내부공간에 기체를 삽입하는 단계;
    상기 가열수단과 상기 냉각수단을 상기 고온부와 상기 저온부 사이에 온도차이를 형성하는 단계;
    상기 온도차이가 특정값을 초과하는 경우 열음향교환기에 의해 기체가 순환되어 음향을 출력하는 단계; 및
    결정된 상기 저온부 내부공간의 길이에 따라 최대의 음향출력을 내기 위한 고온부 내부공간의 길이를 길이 조절수단으로 조절하여 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 최대의 음향출력을 위한 열음향 교환기의 내부위치 조절방법.
  15. 상기 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항의 열음향 발생장치에서 내부공간의 길이를 결정하는 방법에서,
    열음향교환기의 길이는 고정되어 있고, 상기 고온부 내부공간의 길이를 길이조절 수단으로 조절하여 결정하는 단계;
    결정된 상기 고온부 내부공간의 길이에 따라 최대의 음향출력을 내기 위한 다양한 내부공간의 길이를 가지는 복수의 관형태의 저온부들을 조합하여 상기 저온부 내부공간의 길이를 결정하는 단계;
    고온부와 저온부 내부공간에 기체를 삽입하는 단계;
    상기 가열수단과 상기 냉각수단으로 상기 고온부와 상기 저온부 사이에 온도차이를 결정하는 단계; 및
    상기 온도차이가 특정값을 초과하는 경우 열음향교환기에 의해 기체가 순환되어 음향을 출력하는 단계;를 포함는 것을 특징으로 하는 최대의 음향출력을 위한 열음향 교환기의 내부위치 조절방법.
  16. 제 14항에 있어서,
    고정된 상기 온도차이에서 음향출력의 크기가 최대화되는 고온부 내부공간의 길이와 저온부 내부공간의 길이는,
    각각 서로 비례하는 것을 특징으로 하는 최대의 음향출력을 위한 열음향 교환기의 내부위치 조절방법.
  17. 제 15항에 있어서,
    고정된 상기 온도차이에서 음향출력의 크기가 최대화되는 고온부 내부공간의 길이와 저온부 내부공간의 길이는,
    각각 서로 비례하는 것을 특징으로 하는 최대의 음향출력을 위한 열음향 교환기의 내부위치 조절방법.
  18. 상기 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항의 열음향 발생장치를 이용한 열음향 발생방법에 있어서,
    열음향 발생장치에 기체를 공급하여 고온부의 내부공간과 열음향교환기에 구비된 복수의 모세관들 각각의 내부 및 저온부의 내부공간에 상기 기체가 채워지는 단계;
    전력공급장치에서 텅스텐 히터에 전력을 공급하여 상기 텅스텐 히터에 의해 상기 고온부 내부공간이 가열되고, 냉각수단의 유량 공급기에서 유량이 공급되어 상기 모세관의 외관에 흐르게 되어 모세관을 냉각하여 상기 저온부와 상기 고온부의 온도차이를 형성하는 단계; 및
    상기 온도차이가 특정값을 초과하는 경우 기체가 열음향교환기의 모세관 내 부를 통하여 상기 저온부 내부공간과 상기 고온부 내부공간을 순환하여 열음향발생부에서 특정주파수를 가진 음향을 발생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 가변이 가능한 열음향 발생방법.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 모세관은 SUS 모세관인 것을 특징으로 하는 주파수 가변이 가능한 열음향 발생방법.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 특정주파수는 상기 고온부 내부공간의 길이와 상기 열음향교환기의 길이 및 상기 저온부 내부공간의 길이의 합인 열음향 발생장치의 길이에 반비례하는 것을 특징으로 하는 주파수 가변이 가능한 열음향 발생방법.
  21. 제 18항에 있어서,
    상기 특정주파수를 가진 음향 발생 단계에서,
    상기 음향 출력의 크기는 상기 온도차이에 비례하며, 음향을 발생시키기 위한 최소 특정 온도차이가 존재하고,
    상기 저온부의 결합수단으로 적어도 하나의 상기 저온부를 조합하여 저온부 내부공간의 길이를 결정하고, 결정된 상기 저온부 내부공간의 길이에 따라 상기 고온부의 길이 조절수단으로 상기 고온부의 내부공간의 길이를 조절하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 가변이 가능한 열음향 발생방법.
  22. 제 21항에 있어서,
    고정된 열음향교환기의 길이에 대해 고온부 내부공간의 길이 및 저온부의 내부공간의 길이를 조절하여 최대의 음향출력을 갖는 특정길이를 갖는 것을 특징으로 하는 주파수 가변이 가능한 열음향 발생방법.
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