JP6938095B2 - 熱音響機関 - Google Patents
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図1に示すように、熱音響機関1は、金属製の配管10と、配管10に組み込まれた第1原動機20と、配管10に組み込まれた複数の第2原動機30と、を備える。以下、各構成部材について順に説明していく。
以下、上記のように構成された熱音響機関1の作動について、前述の内容に沿って簡単に説明する。熱音響機関1において、第1原動機20の高温側熱交換器22及び低温側熱交換器23、及び、各第2原動機30の高温側熱交換器32及び低温側熱交換器33をそれぞれ稼働させると、第1原動機20について、高温側熱交換器22及び低温側熱交換器23の双方の協働によって、蓄熱器21の両端部間に温度勾配が生じる。この温度勾配によって、蓄熱器21では作動気体の自励振動による振動(具体的には、進行波)が形成される。
分岐配管部12の他端Bに接続された負荷40により大きい音響パワーを与えるためには、分岐配管部12に組み込まれた2つの第2原動機30のそれぞれによる音響パワーの増幅率を高める必要がある。第2原動機30による音響パワーの増幅率と、分岐配管部12の延在方向における第2原動機30の配置位置での音響インピーダンス値と、は密接な関係がある。
以上説明したように、本発明の実施形態に係る熱音響機関1によれば、複数(具体的には、2つ)の第2原動機30の全てを1つのピーク範囲内に配置することで、隣接する第2原動機30の間隔が非常に短くなり、且つ、それぞれの第2原動機30について音響パワーの増幅率が大きくなる。この結果、分岐配管部12の全長を短くしつつ(即ち、熱音響機関1全体の大型化を抑制しつつ)、分岐配管部12の他端Bに接続された負荷40により大きい音響パワーを与えることができる。
Claims (1)
- 作動気体が封入された配管であって、環状の環状配管部と、前記環状配管部の一部である分岐点から分岐して延びる分岐配管部とを備える、配管と、
前記環状配管部に組み込まれた第1原動機であって、蓄熱器と、前記蓄熱器の一端側に隣接配置された高温側熱交換器と、前記蓄熱器の他端側に隣接配置された低温側熱交換器とを備える、第1原動機と、
前記分岐配管部に直列に組み込まれた複数の第2原動機であって、それぞれが、蓄熱器と、前記蓄熱器の一端側に隣接配置された高温側熱交換器と、前記蓄熱器の他端側に隣接配置された低温側熱交換器とを備える、複数の第2原動機と、
を備えた熱音響機関であって、
前記第1原動機は、前記作動気体の音響パワーを増幅させる進行波型原動機であり、
各前記第2原動機は、前記分岐点から前記分岐配管部の他端側に向けて進む前記第1原動機により発生した前記音響パワーを増幅する進行波型原動機であり、
前記分岐配管部に関する、前記分岐配管部の延在方向位置に対する音響インピーダンス分布において、前記作動気体の密度をρ、音速をcとしたとき、音響インピーダンス値が1つのインピーダンスピーク範囲内に最大値をとるピーク位置を含み、且つ、音響インピーダンス値が3ρc以上となる前記延在方向位置の範囲内において、前記複数の第2原動機が配置された、熱音響機関。
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