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熱音響装置 外国出願あり

国内特許コード P06A009422
整理番号 DP1105
掲載日 2006年11月10日
出願番号 特願2005-002625
公開番号 特開2006-189219
登録番号 特許第4652822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12月24日(2010.12.24)
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 熱音響装置 外国出願あり
発明の概要

【課題】管内に発生する音波を大きくしても、第一のスタック側の熱を第二のスタック側に移送させないようにした熱音響装置を提供することを目的とする。
【解決手段】ループ管2内に、第一高温側熱交換器4と第一低温側熱交換器5に挟まれた第一のスタック3aと、第二高温側熱交換器6と第二低温側熱交換器7に挟まれた第二のスタック3bとを具備してなり、第一高温側熱交換器4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第二低温側熱交換器7を冷却する熱音響装置1であって、第一のスタック3aから第二のスタック3b側へ向けての熱の移送を低減する熱移送低減手段80として、音響流や対流などの作動流体の直流的な流れを低減するための圧電フィルム81や音波発生装置82、ヘルムホルツ共鳴器83などを設ける。
【選択図】 図1

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や非特許文献1などに記載されるものが存在する。



特許文献1に記載される装置は、熱音響効果を利用して冷却を行う装置に関するものであり、ヘリウムやアルゴン、若しくはこれらの混合ガス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)とを設け、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生じた自励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するようにしたものである。



また、非特許文献1にも同様に、熱音響効果を利用した冷却装置の実験的検討が開示されている。この実験に用いられる冷却装置も、内部にヘリウムやアルゴン、若しくはこれらの混合ガスを封入したループ管と、ヒーター(高温側熱交換器)及び低温側熱交換器とに挟まれた第一のスタックと、この第一のスタックの対向する位置に設けられた第二のスタックとを設けて構成される。そして、第一のスタック側に設けられたヒーター(高温側熱交換器)を加熱するとともに、低温側熱交換器に水道水を循環させることによって第一のスタック内に温度勾配を発生させ、この温度勾配と逆方向に自励による音波を発生させる。そして、その音エネルギーをループ管を介して蓄冷器側に移送し、エネルギー保存の法則により、第二のスタック側でその音エネルギーと逆方向に熱エネルギーを移送させて、第二のスタックの他端側に設けられた温度計近傍を冷却するようにしたものである。この文献によれば、所定の条件のもと、温度計が設けられる部分で約16℃の温度低下が確認されている。

【特許文献1】特開2000―88378号公報

【非特許文献1】坂本眞一、村上和宏、渡辺好章 著「熱音響効果を用いた音響冷却現象の実験的検討」社団法人 電子情報通信学会 信学技報 TECHNICAL REPORT OF IEICE. US2002-118(2003-02)

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することのできる熱音響装置に関し、より詳しくは、音エネルギーから熱エネルギーへの変換効率を良くすることのできる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】
管内に、第一高温側熱交換器と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と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から第二のスタック側へ向けての熱の移送を低減する熱移送低減手段を設けたことを特徴とする熱音響装置。

【請求項2】
前記熱移送低減手段が、管内に発生する音響流、又は/及び、対流などの作動流体の直流的な流れを低減するものである請求項1に記載の熱音響装置。

【請求項3】
前記熱移送低減手段が、音響流、又は/及び、対流などの作動流体の直流的な流れと逆方向に音波を発生させるものである請求項1に記載の熱音響装置。

【請求項4】
前記熱移送低減手段が、共鳴器を取り付けて構成されるものである請求項1に記載の熱音響装置。

【請求項5】
前記熱移送低減手段が、蛇行した、若しくは、螺旋状にした導通路を有する第一のスタック、若しくは、第二のスタックで構成されるものである請求項1に記載の熱音響装置。
産業区分
  • 加熱冷却
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2005002625thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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