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熱交換器、及び、その熱交換器を用いた熱音響装置 外国出願あり

国内特許コード P06A009420
整理番号 DP1103
掲載日 2006年11月10日
出願番号 特願2005-002619
公開番号 特開2006-189217
登録番号 特許第4554374号
出願日 平成17年1月7日(2005.1.7)
公開日 平成18年7月20日(2006.7.20)
登録日 平成22年7月23日(2010.7.23)
発明者
  • 坂本 眞一
  • 渡辺 好章
出願人
  • 学校法人同志社
発明の名称 熱交換器、及び、その熱交換器を用いた熱音響装置 外国出願あり
発明の概要

【課題】熱交換の効率性を向上させることのできるスタックを有する熱交換器及びその熱交換器を用いた熱音響装置を提供する。
【解決手段】複数のスタック構成要素3eL、3eHを積層した第一のスタック3aと、この第一のスタック3aの両端に設けられた第一高温側熱交換器4及び第一低温側熱交換器5を備え、第一高温側熱交換器4及び第一低温側熱交換器5と間の温度差によって自励の音波を発生させ、第二高温側熱交換器6及び第二低温側熱交換器7に挟まれた第二のスタック3bで熱エネルギーに変換する熱音響装置1において、第一高温側熱交換器4及び第二高温側熱交換器6側から順に、熱伝導率の低いスタック構成要素3eL、熱伝導率の高いスタック構成要素3eL、熱伝導率の低いスタック構成要素3eL、及び、第一・第二低温側熱交換器5、7と配する。
【選択図】 図3

従来技術、競合技術の概要


音響効果を利用した熱交換装置に関しては下記の特許文献1や特許文献2などに記載されるものが存在する。



まず、特許文献1に記載される装置は、熱音響効果を利用した冷却装置に関するもので、作動流体を封入したループ管の内部に、高温側熱交換器及び低温側熱交換器に挟まれた第一のスタックと、高温側熱交換器及び低温側熱交換器に挟まれた蓄冷器(第二のスタック)と、第一のスタック側の高温側熱交換器を加熱することによって自励の定在波及び進行波を発生させ、この定在波及び進行波によって蓄冷器側の低温側熱交換器を冷却させるようにしたものである。



また、特許文献2には、このような熱音響装置のスタックに関するものとして、複数枚の多孔板およびOリングを熱輸送方向に交互に並べたスタックの構造が開示されている。この文献2によれば、このスタックは、この多孔板を蓄熱効果の高い物質で構成し、また、隣り合う多孔板の間であって、かつ、Oリングとの間の空気層を熱伝導率の低い物質で構成して熱輸送方向と逆方向への熱の移動を抑制し、また、多孔板の壁面に熱を蓄えるようにしたものである。更に、この特許文献2には、スタックの別の実施の形態として、蓄熱効果の高い物質からなる円板と熱伝導率の低い物質からなる円板とを交互に並べるようにした構成が開示されている。

【特許文献1】特開2000―88378号公報

【特許文献2】特開平10-68556号公報

産業上の利用分野


本発明は、熱音響効果を利用して冷却対象物を冷却し、若しくは、加熱対象物を加熱することのできる熱音響装置に関するものであり、より詳しくは、熱エネルギーから音エネルギーへ、若しくは、音エネルギーから熱エネルギーへの変換効率を向上させるようにした熱交換器及びその熱交換器を用いた熱音響装置に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
複数のスタック構成要素を積層したスタックと、当該スタックの一端側に設けられた高温側熱交換器と、前記スタックの他端側に設けられた低温側熱交換器とを備え、前記高温側熱交換器と低温側熱交換器との間に生じた温度差によってスタックの導通路内に温度勾配を生じさせ、当該スタックから音波を発生させる熱交換器において、前記積層されたスタックの両端側を熱伝導率の低いスタック構成要素とし、その熱伝導率の低いスタック構成要素の間に、相対的に熱伝導率の高いスタック構成要素を設けたことを特徴とする熱交換器。

【請求項2】
複数のスタック構成要素を積層したスタックと、当該スタックの一端側に設けられた高温側熱交換器と、前記スタックの他端側に設けられた低温側熱交換器とを備え、前記スタック内に音波を入力することによって高温側熱交換器と低温側熱交換器との間に温度勾配を生じさせ、前記高温側熱交換器、若しくは、低温側熱交換器から熱を外部に出力する熱交換器において、前記スタックの両端側を熱伝導率の低いスタック構成要素とし、その熱伝導率の低いスタック構成要素の間に、相対的に熱伝導率の高いスタック構成要素を設けたことを特徴とする熱交換器。

【請求項3】
前記熱伝導率の高いスタック構成要素が、両端側の熱伝導率の低いスタック構成要素の厚みよりも厚くした請求項1又は2に記載の熱交換器。

【請求項4】
前記各スタック構成要素を高温側熱交換器及び低温側熱交換器の挟み込み力によって積層した請求項1又は2に記載の熱交換器。

【請求項5】
前記各スタック構成要素を自重によって積層した請求項1又は2に記載の熱交換器。

【請求項6】
ループ管の内部に、第一高温側熱交換器及び第一低温側熱交換器に挟まれた第一のスタックと、第二高温側熱交換器及び第二低温側熱交換器に挟まれた第二のスタックとを具備してなり、前記第一高温側熱交換器を加熱することによって自励による定在波及び進行波を発生させ、この定在波及び進行波によって前記第二低温側熱交換器を冷却し、若しくは、前記第一低温側熱交換器を冷却することによって自励による定在波及び進行波を発生させ、この定在波及び進行波によって前記第二高温側熱交換器を加熱する熱音響装置であって、前記第一のスタック及び第二のスタックの両端側を熱伝導率の低いスタック構成要素とし、その熱伝導率の低いスタック構成要素の間に、相対的に熱伝導率の高いスタック構成要素を設けたことを特徴とする熱音響装置。
産業区分
  • 加熱冷却
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2005002619thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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