JP2010246099A - 熱音響装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の熱音響装置は、少なくとも一つの第一電極と、少なくとも一つの第二電極と、音波発生器と、熱反射素子と、を含む。前記音波発生器は、前記第一電極及び第二電極に電気的に接続されている。前記熱反射素子は、前記音波発生器と所定の距離で分離して対向して、前記第一電極及び第二電極と電気絶縁的に設置されている。
【選択図】図1
Description
図1を参照すると、本発明の熱音響装置100は、音波発生器130と、第一電極110と、第二電極120と、熱反射素子140と、を含む。前記音波発生器130は、第一表面131及び第二表面132を有する。前記熱反射素子140は、第一表面141及び第二表面142を有する。前記音波発生器130の第二表面132を、前記熱反射素子140の第一表面141に隣接するように、前記音波発生器130を前記熱反射素子140に対向して設置する。前記第一電極110及び第二電極120は所定の距離で離れるように、それぞれ前記音波発生器130に電気的に接続されている。且つ、前記第一電極110及び第二電極120はそれぞれ前記熱反射素子140に絶縁的に接続されている。前記第一電極110及び第二電極120は金属、導電接着剤、カーボンナノチューブ、ITOのいずれかの導電材料からなる。前記第一電極110及び第二電極120の高さは、それぞれ100μmより大きい。本実施例において、前記第一電極110及び第二電極120は棒状の金属電極である。前記音波発生器130の、前記第一電極110及び第二電極120と接続する領域に、それぞれ絶縁層(図示せず)を設置することができる。
前記カーボンナノチューブ構造体は、図3に示す、少なくとも一枚のカーボンナノチューブフィルム143aを含む。このカーボンナノチューブフィルムはドローン構造カーボンナノチューブフィルム(drawn carbon nanotube film)である。前記カーボンナノチューブフィルム143aは、超配列カーボンナノチューブアレイ(非特許文献2を参照)から引き出して得られたものである。単一の前記カーボンナノチューブフィルム143aは、分子間力で長さ方向端部同士が接続された複数のカーボンナノチューブを含む(図5を参照する)。単一の前記カーボンナノチューブフィルムにおいて、複数のカーボンナノチューブがカーボンナノチューブフィルムの表面に平行し、該複数のカーボンナノチューブが同じ方向に沿って、端と端が接続されている。ここで、極少のカーボンナノチューブは、ランダム配列されている。この極少のカーボンナノチューブより、隣接する平行なカーボンナノチューブを連通させて、前記カーボンナノチューブフィルム143aをネット状構造に形成させることができる。しかし、図3に示されるように、前記極少のカーボンナノチューブは、前記カーボンナノチューブフィルム143aの構造に対して影響を与えない。前記カーボンナノチューブフィルム143aの幅は100μm〜10cmに設けられ、厚さは0.5nm〜100μmに設けられる。
前記カーボンナノチューブ構造体は少なくとも一本のカーボンナノチューブワイヤを含む。一本の前記カーボンナノチューブワイヤの熱容量は、0(0は含まず)〜2×10−4J/cm2・Kであり、5×10−5J/cm2・Kであることが好ましい。一本の前記カーボンナノチューブワイヤの直径は4.5nm〜1cmである。図6を参照すると、前記カーボンナノチューブワイヤは、分子間力で接続された複数のカーボンナノチューブからなる。この場合、一本のカーボンナノチューブワイヤ(非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤ)は、端と端とが接続された複数のカーボンナノチューブセグメント(図示せず)を含む。前記カーボンナノチューブセグメントは、同じ長さ及び幅を有する。さらに、各々の前記カーボンナノチューブセグメントに、同じ長さの複数のカーボンナノチューブが平行に配列されている。前記複数のカーボンナノチューブはカーボンナノチューブワイヤの中心軸に平行に配列されている。この場合、一本の前記カーボンナノチューブワイヤの直径は、1μm〜1cmである。図7を参照すると、前記カーボンナノチューブワイヤをねじり、ねじれ状カーボンナノチューブワイヤを形成することができる。ここで、前記複数のカーボンナノチューブは前記カーボンナノチューブワイヤの中心軸を軸に、螺旋状に配列されている。この場合、一本の前記カーボンナノチューブワイヤの直径は、1μm〜1cmである。前記カーボンナノチューブ構造体は、前記非ねじれ状カーボンナノチューブワイヤ、ねじれ状カーボンナノチューブワイヤ又はそれらの組み合わせのいずれか一種からなる。
図8を参照すると、本実施例の熱音響装置200は、音波発生器230と、第一電極210と、第二電極220と、熱反射素子240と、を含む。本実施例の熱音響装置200の特性、機能は、実施例1の熱音響装置100と同じである。本実施例と実施例1との異なる点は、本実施例の熱音響装置200はさらに支持体250を含むことである。前記熱反射素子240は、前記支持体250に設置されている。
図9を参照すると、本実施例の熱音響装置300は、音波発生器330と、第一電極310と、第二電極320と、熱反射素子340と、支持枠350と、を含む。本実施例の熱音響装置300の特性、機能は、実施例2の熱音響装置200と同じである。本実施例と実施例2との異なる点は、本実施例の支持枠350は、第一支持部351及び第二支持部352を有する。前記支持枠350の第一支持部351は、第二支持部352の一端から延伸して形成されている。即ち、前記支持枠350の第一支持部351と第二支持部352とは、所定の角度で交叉している。前記支持枠350の第一支持部351と前記第二支持部352とは、同じ長さを有する。前記音波発生器330は、前記支持枠350の第一支持部351及び前記第二支持部352と接触している。本実施例において、前記音波発生器330は、前記支持枠350の第一支持部351の、前記第二支持部352に接続する第一端(図示せず)と反対の第二端(図示せず)と接触し、同時に、前記音波発生器330は、前記支持枠350の第二支持部352の、前記第一支持部351に接続する第一端(図示せず)と反対の第二端(図示せず)と接触している。これにより、前記音波発生器330の前記支持枠350と接触しない部分は、懸架されている。前記音波発生器330と前記支持枠350とは、空間360を形成している。前記熱反射素子340は、前記空間360の中に内蔵されるように、前記支持枠350に設置されている。前記熱反射素子340は、前記音波発生器330と分離している。
図10及び図11を参照すると、本実施例の熱音響装置400は、音波発生器430と、第一電極410と、第二電極420と、熱反射素子440と、支持体450と、を含む。本実施例の熱音響装置400の特性、機能は、実施例2の熱音響装置200と同じである。本実施例と実施例2との異なる点は、前記支持体450は、例えば、中空の立方体、錐体、円筒状のような三次元構造体であることである。本実施例において、前記支持体450が一つの開口を有し、“コ”状に形成されている。前記音波発生器430は、前記第一電極410及び第二電極420により、前記支持体450の開口に固定されている。前記音波発生器430は、熱反射素子440と分離して設置されている。前記音波発生器430は、前記支持体450の開口を覆うので、前記音波発生器430と前記支持体450とは、スペースを形成している。前記熱反射素子440は、前記音波発生器430に対向するように、前記支持体450の裏壁に設置され、前記スペースの中に内蔵されている。
図12及び図13を参照すると、本実施例の熱音響装置500は、音波発生器530と、複数の第一電極510と、複数の第二電極520と、熱反射素子540と、支持体550と、を含む。本実施例の熱音響装置500の特性、機能は、実施例2の熱音響装置200と同じである。本実施例と実施例2との異なる点は、前記熱音響装置500は複数の第一電極510及び複数の第二電極520を含むことである。前記音波発生器530と、前記複数の第一電極510及び複数の第二電極520とは、三次元空間を形成している。即ち、前記音波発生器530は、前記複数の第一電極510及び複数の第二電極520と接触するように、前記複数の第一電極510及び複数の第二電極520を囲んでいる。前記空間の中に、支持体550及び熱反射素子540が設置されている。前記支持体550は、前記音波発生器530と同心するように、前記前記空間の中で設置されている。前記熱反射素子540は、前記持体550の表面に設置され、前記音波発生器530の裏表面に対向している。前記熱反射素子540は、前記音波発生器530と同心して設置されている。従って、前記熱反射素子540により、前記音波発生器530から生じた熱を反射して、前記支持体550が熱で損傷されることを防止することができる。さらに、前記持体550は、複数の固定素子551によって前記複数の第一電極510及び複数の第二電極520と固定されている。本実施例において、前記熱音響装置500は、二つの第一電極510と、二つの第二電極520と、を含む。前記複数の第一電極510及び複数の第二電極520は、それぞれ平行している。これにより、前記音波発生器530の電気抵抗を低減させ、前記音波発生器530に印加される電圧を低減させることができる。さらに、前記音波発生器530と、前記複数の第一電極510及び複数の第二電極520とは、三次元空間を形成し、前記音波発生器530から生じた音波は、該三次元の空間で繰返して反射されるので、前記熱音響装置500の発声効率を高めることができる。
110 第一電極
120 第二電極
130 音波発生器
131 第一表面
132 第二表面
140 熱放射素子
141 第一表面
142 第二表面
143a カーボンナノチューブフィルム
143b カーボンナノチューブセグメント
145 カーボンナノチューブ
200 熱音響装置
210 第一電極
220 第二電極
230 音波発生器
240 熱放射素子
250 支持体
300 熱音響装置
310 第一電極
320 第二電極
330 音波発生器
340 熱放射素子
350 支持枠
351 第一支持部
352 第二支持部
360 空間
400 熱音響装置
410 第一電極
420 第二電極
430 音波発生器
440 熱放射素子
450 支持体
500 熱音響装置
510 第一電極
520 第二電極
530 音波発生器
540 熱放射素子
550 支持体
551 固体素子
Claims (3)
- 少なくとも一つの第一電極と、少なくとも一つの第二電極と、熱音響原理により音を発生する音波発生器と、熱反射素子と、を含み、
前記音波発生器は、前記第一電極及び第二電極に電気的に接続され、
前記熱反射素子は、前記音波発生器と所定の距離で分離して対向して、前記第一電極及び第二電極と電気絶縁的に設置されていることを特徴とする熱音響装置。 - 前記音波発生器は、カーボンナノチューブ構造体を含み、
該カーボンナノチューブ構造体は、カーボンナノチューブからなるカーボンナノチューブフィルム又はカーボンナノチューブワイヤを含むことを特徴とする、請求項1に記載の熱音響装置。 - 前記カーボンナノチューブ構造体において、カーボンナノチューブが分子間力で接続され、均一に分布されていることを特徴とする、請求項2に記載の熱音響装置。
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