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A study for the effective use of low-temperature waste heat - Improvement in the efficiency of energy by applying the thermoacoustic phenomenon -

Research Project

Project/Area Number 22686090
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Energy engineering
Research InstitutionThe University of Shiga Prefecture

Principal Investigator

SAKAMOTO Shin-ichi  滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (40449509)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥21,320,000 (Direct Cost: ¥16,400,000、Indirect Cost: ¥4,920,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2011: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2010: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000)
Keywords廃熱 / 熱音響現象 / エネルギーの有効利用 / 位相 / フェーズアジャスター / 音エネルギー / 熱音響 / 位相差 / 低温度廃熱 / 温暖化防止 / 可動部無し
Research Abstract

We have investigated for energy efficiency with thermoacoustic phenomena for the effective utilization of low temperature waste heat. We suggested three approaches. The first is the approach of the sound field. The second is the approach for the stack. The third is the approach for the heat leak. In the first approach, we proposed phase adjuster, expanding phase adjuster, sub-loop, membrane, and etc. It was found that the energy efficiency is increased by close to traveling wave phase difference in the prime mover. In the second approach, we investigated the effect on efficiency for the installation position of the stack and the radius of the stack. We recognized the validity of omega tau of dimensionless parameters. In the third approach, we investigated the heat leak of prime mover. It was found that the heat leak is larger than expected from the results.

Report

(5 results)
  • 2013 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (128 results)

All 2014 2013 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (33 results) (of which Peer Reviewed: 19 results) Presentation (91 results) (of which Invited: 6 results) Book (4 results)

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      K. Shibata, S. Sakamoto, Y. Nakano, and Y. Watanabe
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      K. Shibata, S. Sakamoto, Y. Nakano, and Y. Watanabe
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      JJAP

      Volume: 07HE06 Issue: 7S Pages: 07HE06-07HE06

    • DOI

      10.7567/jjap.52.07he06

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      210000142512

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      130000873863

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      第15回日本音響学会関西支部若手研究者交流研究会
    • Place of Presentation
      産業技術総合研究所 関西センター
    • Year and Date
      2012-12-09
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    • Invited
  • [Presentation] 熱音響システムの効率向上に向けた研究 -フェーズアジャスター内の音場の測定-2012

    • Author(s)
      坂本眞一, 佐橋一輝, 渡辺好章
    • Organizer
      第33回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム講演論文集, 第33回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
    • Place of Presentation
      千葉大学
    • Year and Date
      2012-11-14
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  • [Presentation] 熱音響システムの熱から音へのエネルギー変換効率の上昇に向けて-プライムムーバー付近のヒートリーク観測-2012

    • Author(s)
      川本暁, 坂本眞一, 折野裕一郎, 乾義尚, 渡辺好章
    • Organizer
      音響学会講演論文集, 日本音響学会日本音響学会
    • Place of Presentation
      信州大学
    • Year and Date
      2012-09-20
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  • [Presentation] 熱音響現象を用いたシステムの応用とその課題について2012

    • Author(s)
      坂本眞一
    • Organizer
      機械学会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2012-03-16
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  • [Presentation] ガラス管で構成されたスタックにおけるヒートポンプ特性の検討2012

    • Author(s)
      佐橋一輝, 坂本眞一, 柳本浩平, 宮城成幸, 吉田智, 松岡純, 山崎博樹, 長壽研, 西田晋作, 渡辺好章
    • Organizer
      日本音響学会2012年春季研究発表会
    • Place of Presentation
      神奈川大学
    • Year and Date
      2012-03-13
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  • [Presentation] 直管型熱音響システムにおける発振温度比の数値計算-Ar・Heの混合比が発振温度比に及ぼす影響-2012

    • Author(s)
      中野陽介, 坂本眞一, 黒田健太郎, 柴田健次, 土屋隆生, 渡辺好章
    • Organizer
      日本音響学会2012年春季研究発表会
    • Place of Presentation
      神奈川大学
    • Year and Date
      2012-03-13
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  • [Presentation] 異なる内径を持つ直管型熱音響システムにおけるエネルギー生成量の上昇検討2012

    • Author(s)
      大中健士, 坂本眞一, 柴田健次, 黒田健太郎, 渡辺好章
    • Organizer
      日本音響学会2012年春季研究発表会
    • Place of Presentation
      神奈川大学
    • Year and Date
      2012-03-13
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  • [Presentation] 熱音響システムにおけるPhaseAdjuster 動作メカニズム解明に向けて-音響インピーダンスに着目した効率決定要因の実験的検討-2012

    • Author(s)
      佐橋一輝, 坂本眞一, 井上学, 渡辺好章
    • Organizer
      超音波研究会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2012-01-26
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  • [Presentation] 熱音響システムの実用化に向けた研究~スタック流路径に関する検討~2012

    • Author(s)
      黒田健太朗, 坂本眞一, 柳本浩平, 中野陽介, 渡辺好章
    • Organizer
      超音波研究会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2012-01-26
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  • [Presentation] 熱音響システムにおけるPhaseAdjuster動作メカニズム解明に向けて-音響インピーダンスに着目した効率決定要因の実験的検討-2012

    • Author(s)
      佐橋一輝, 坂本眞一, 井上学, 渡辺好章
    • Organizer
      超音波研究会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2012-01-26
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  • [Presentation] 熱音響システムの実用化に向けた研究~スタック流路径に関する検討~2012

    • Author(s)
      黒田健太朗, 坂本眞一, 柳本浩平, 中野陽介, 渡辺好章
    • Organizer
      超音波研究会
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2012-01-26
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  • [Presentation] 熱音響システムを用いたエネルギーの有効利用に向けた検討2011

    • Author(s)
      坂本眞一
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      日本セラミックス協会
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      京都工業繊維大学
    • Year and Date
      2011-12-16
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      柴田健次, 坂本眞一, 渡辺好章
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      第49回同志社大学理工学研究所研究発表会
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      同志社大学
    • Year and Date
      2011-12-03
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      柳本浩平, 坂本眞一, 渡辺好章
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      第49回同志社大学理工学研究所研究発表会
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      同志社大学
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      2011-12-03
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      小林徹也, 坂本眞一, 渡辺好章
    • Organizer
      第49回同志社大学理工学研究所研究発表会
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      同志社大学
    • Year and Date
      2011-12-03
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      黒田健太朗, 坂本眞一, 渡辺好章
    • Organizer
      第49回同志社大学理工学研究所研究発表会
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      同志社大学
    • Year and Date
      2011-12-03
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      坂本眞一
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      琵琶湖環境メッセ
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      長浜ドーム
    • Year and Date
      2011-10-16
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      坂本眞一, 佐橋一輝, 石野貴廣, 渡辺好章
    • Organizer
      日本音響学会2011年秋季研究発表会
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      島根大学
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      2011-09-20
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      柴田健次, 坂本眞一, 黒田健太朗, 渡辺好章
    • Organizer
      日本音響学会2011年秋季研究発表会
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      島根大学
    • Year and Date
      2011-09-20
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      小林徹也, 坂本眞一, 塚本大地, 柳本浩平, 柴田健次, 渡辺好章
    • Organizer
      日本騒音制御工学会秋季研究発表会
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      芝浦工業大学
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      2011-09-15
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      S. Sakamoto, D. Tsukamoto, Y. Kitadani, Y. Inui, Y. Watanabe
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      International Conference on Ultrasonics 2011
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      University of Gdansk
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      2011-09-07
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      International Conference on Ultrasonics 2011
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      University of Gdansk
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      2011-09-07
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      K.Sahashi, S.Sakamoto, Y.Watanabe
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      International Conference on Ultrasonics 2011
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      University of Gdansk
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      2011-09-07
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      INTER-NOISE 2011
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      Osaka Conference hall
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      2011-09-04
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      佐橋一輝, 坂本眞一, 渡辺好章
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      山形大学
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      2011-08-31
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      佐橋一輝, 坂本眞一, 柴田健次, 渡辺好章
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      第35回非線形音響研究会
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      (財)加藤科学振興会軽井沢研修所
    • Year and Date
      2011-07-17
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      坂本眞一, 佐橋一輝, 北谷裕次, 石野貴廣, 渡辺好章
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      応用物理学会
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      神奈川工科大学
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      2011-03-24
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      坂本眞一, 佐橋一輝, 北谷裕次, 柴田健次, 渡辺好章
    • Organizer
      日本音響学会2011年春季研究発表会
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      早稲田大学
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      2011-03-09
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      柴田健次, 坂本眞一, 佐橋一輝, 北谷裕次, 柴田健次, 渡辺好章
    • Organizer
      日本音響学会2011年春季研究発表会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2011-03-09
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      塚本大地, 坂本眞一, 小林徹也, 柳本浩平, 安井実希, 渡辺好章
    • Organizer
      日本音響学会2011年春季研究発表会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
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      2011-03-09
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      北谷裕次, 坂本眞一, 柴田健次, 黒田健太郎, 渡辺好章
    • Organizer
      日本音響学会2011年春季研究発表会
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      早稲田大学
    • Year and Date
      2011-03-09
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      塚本大地, 坂本眞一, 小林徹也, 柳本浩平, 渡辺好章
    • Organizer
      超音波研究会
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      同志社大学
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      2011-02-21
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      北谷裕次, 坂本眞一, 柴田健次, 黒田健太郎, 渡辺好章
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      超音波研究会
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      同志社大学
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      2011-01-20
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      小林徹也, 坂本眞一, 北谷裕次, 佐橋一輝, 渡辺好章
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      超音波研究会
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      東京工業大学
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      2010-12-16
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      坂本眞一, 佐橋一輝, 石野貴廣, 渡辺好章
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      第31回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
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      明治大学
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      2010-12-06
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      第31回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
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      明治大学
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      2010-12-06
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      塚本大地, 坂本眞一, 小林徹也, 渡辺好章
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      第31回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
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      明治大学
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      2010-12-06
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      第31回超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
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      2010-12-06
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      2010-12-04
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      第48回同志社大学理工学研究所研究発表会
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      第48回同志社大学理工学研究所研究発表会
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      2010-12-04
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      日本音響学会2010年秋季研究発表会
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      日本音響学会2010年秋季研究発表会
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      2010-09-15
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      日本音響学会2010年秋季研究発表会
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      2010-09-15
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      日本音響学会2010年秋季研究発表会
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      関西大学
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      2010-09-14
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      Sydney
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      D.Tsukamoto, S.Sakamoto, T.Kobayashi, Y.Watanabe
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      Renewable Energy
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      2010-07-29
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      Y.Kitadani, S.Sakamoto, K.Sahashi, Y.Watanabe
    • Organizer
      Renewable Energy
    • Place of Presentation
      Pacifico Yokohama
    • Year and Date
      2010-07-29
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 大型熱音響冷却システムの実用化に向けた検討-管内音場の非線形性がエネルギー変換効率に与える影響-2010

    • Author(s)
      北谷裕次, 坂本眞一, 佐橋一輝, 渡辺好章
    • Organizer
      第34回非線形音響研究会
    • Place of Presentation
      (財)加藤科学振興会軽井沢研修所
    • Year and Date
      2010-07-28
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境に優しい熱音響システムの応用とその課題について2010

    • Author(s)
      坂本眞一
    • Organizer
      日本セラミックス協会関西支部学術講演会
    • Place of Presentation
      滋賀県立大学
    • Year and Date
      2010-07-16
    • Related Report
      2013 Final Research Report 2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 大型熱音響冷却システムの実用化に向けた研究-管の断面積が熱から音へのエネルギー変換に与える影響-2010

    • Author(s)
      北谷裕次, 坂本眞一, 黒田健太朗, 渡辺好章
    • Organizer
      第15回動力・エネルギー技術シンポジウム講演論文集
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2010-06-21
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      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] 熱音響技術のこれまでとこれからの課題について

    • Author(s)
      坂本眞一, 渡辺好章
    • Organizer
      日本音響学会講演論文集, 日本音響学会日本音響学会
    • Related Report
      2013 Final Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 直管方式小型熱音響システムの基礎検討-異なる内径を組み合わせたシステムの試作-

    • Author(s)
      柴田 健次,坂本 眞一,黒田 健太朗,大中 健士,中野 陽介,渡辺 好章
    • Organizer
      電子情報通信学会 信学技報
    • Place of Presentation
      東京,日本大学
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 異なる内径を持つ直管方式熱音響システムにおける低温度駆動への検討

    • Author(s)
      柴田 健次,坂本 眞一,井上 学,中野 陽介,渡辺 好章
    • Organizer
      非線形音響研究会
    • Place of Presentation
      長野,加藤科学振興財団軽井沢研究所
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 熱音響システムにおけるエネルギー変換効率向上に関する研究-Phase Adjusterによる共鳴モード制御について-

    • Author(s)
      井上学, 坂本眞一, 渡辺好章
    • Organizer
      日本音響学会2012年秋季研究発表会
    • Place of Presentation
      長野,信州大学
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 熱音響技術のこれまでとこれからの課題について(招待講演)

    • Author(s)
      坂本眞一,渡辺好章
    • Organizer
      日本音響学会2012年秋季研究発表会
    • Place of Presentation
      長野,信州大学
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 段差形状閉管システムにおける動作機構の解明

    • Author(s)
      柴田 健次,坂本 眞一,中野 陽介,渡辺 好章
    • Organizer
      日本音響学会2012年秋季研究発表会
    • Place of Presentation
      長野,信州大学
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 直管型熱音響エンジンにおける全長および内径が発振条件に与える影響

    • Author(s)
      柳本 浩平, 坂本 眞一, 中野 陽介,柴田健次,高原教揮,渡辺好章
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告
    • Place of Presentation
      静岡,静岡大学
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 熱音響エンジンの低温度駆動に向けた検討 ~ 並列接続型ダブルスタックループ管が発振温度比に及ぼす影響 ~

    • Author(s)
      中野陽介, 坂本眞一, 渡辺好章
    • Organizer
      超音波研究会
    • Place of Presentation
      静岡,静岡大学
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 小型熱音響システムの実用化に向けた研究-システムの形状とエネルギー生成量の関係-

    • Author(s)
      柴田 健次,坂本 眞一,中野 陽介,渡辺 好章
    • Organizer
      第50回同志社大学理工学研究所研究発表会
    • Place of Presentation
      京都,同志社大学
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 音響技術の新たな展開-熱音響現象への期待-(招待講演)

    • Author(s)
      坂本眞一
    • Organizer
      第15回日本音響学会関西支部若手研究者交流研究会
    • Place of Presentation
      阪府,産業技術総合研究所 関西センター
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      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 熱音響システムの実用化に向けた基礎研究―システム内作業流体変化の影響―

    • Author(s)
      大中健士,坂本眞一,山崎龍一,渡辺好章
    • Organizer
      第15回日本音響学会関西支部若手研究者交流研究会
    • Place of Presentation
      大阪府,産業技術総合研究所 関西センター
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 熱音響システムにおけるPhase Adjusterの特性に関する実験的検討

    • Author(s)
      折野裕一郎,坂本眞一,乾義尚,池之上卓己,渡辺好章
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告
    • Place of Presentation
      京都,同志社大学
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] ループ管方式熱音響冷却システムにおいて局所的な断面積拡大による共鳴モード制御が冷却能力に与える影響について

    • Author(s)
      井上学,坂本眞一,中野陽平,渡辺好章
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告
    • Place of Presentation
      京都,同志社大学
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 直管方式熱音響システムにおけるQ値を用いた性能予測に向けての基礎検討

    • Author(s)
      柴田健次,坂本眞一,中野陽平,柳本浩平,竹内豪紀,渡辺好章
    • Organizer
      電子情報通信学会技術研究報告
    • Place of Presentation
      京都,同志社大学
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 熱音響技術の可能性と実用化に向けた取り組み(招待講演)

    • Author(s)
      坂本眞一
    • Organizer
      日本機械学会,フィロソフィ談話会
    • Place of Presentation
      大阪,大阪産業大学
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      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ガラス管で構成されたスタックのループ管方式熱音響冷却システムへの適応

    • Author(s)
      柳本浩平,坂本眞一,中野陽介,宮城茂幸,吉田智,松岡純,山崎博樹,大下浩之,長壽研,西田晋作,渡辺好章
    • Organizer
      日本音響学会2013年春季研究発表会
    • Place of Presentation
      神奈川,神奈川工科大学
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 段差を持つ直管型熱音響システムの管内損失と発振温度比に関する検討”

    • Author(s)
      竹内豪紀,坂本眞一,柴田健次,中野陽介,渡辺好章
    • Organizer
      日本音響学会2013年春季研究発表会
    • Place of Presentation
      神奈川,東京工科大学
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 追尾集光装置を用いた太陽熱駆動ループ管型熱音響冷却システムの基礎検討

    • Author(s)
      折野裕一郎,坂本眞一,乾義尚,池之上卓巳,渡辺好章
    • Organizer
      日本音響学会2013年春季研究発表会
    • Place of Presentation
      神奈川,東京工科大学
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 直管型熱音響エンジンの散逸評価-全長と内径が発振温度比に与える影響-

    • Author(s)
      柳本浩平,坂本眞一,中野陽介,柴田健次,高原教揮,渡辺好章
    • Organizer
      日本音響学会2013年春季研究発表会
    • Place of Presentation
      神奈川,東京工科大学
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 熱交換を考慮した音波伝搬シミュレーションに向けた基礎検討

    • Author(s)
      宮城繁幸,坂本眞一
    • Organizer
      2013年電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      岐阜大学,岐阜
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  • [Presentation] ループ管方式熱音響冷却システムの実用化に向けて -局所的な断面積の拡大が冷却能力に与える影響について-

    • Author(s)
      井上学, 坂本眞一, 中野陽介, 渡辺好章
    • Organizer
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      神奈川,神奈川工科大学
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  • [Presentation] 並列ループ管熱音響システムにおける冷却性能向上に向けた検討

    • Author(s)
      中野陽介,坂本眞一,井上学
    • Organizer
      第60回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      神奈川,神奈川工科大学
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 熱音響システムの実用化に向けたスタックの基礎検討―ポリイミドチューブで構成されたスタックのヒートポンプ特性―

    • Author(s)
      川本暁,坂本眞一,高橋健太,折野裕一郎,乾義尚,池之上卓己,渡辺好章
    • Organizer
      第60 回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      神奈川,神奈川工科大学
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  • [Presentation] 熱音響システムの実用化に向けた研究-様々な位相調整デバイスによるエネルギー変換効率向上に向けて-

    • Author(s)
      坂本眞一,井上学,中野陽介,渡辺好章
    • Organizer
      第60 回応用物理学会春季学術講演会
    • Place of Presentation
      神奈川,神奈川工科大学
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  • [Book] " 熱音響システムの動作メカニズムと簡易設計コンセプトについて, "未利用工場排熱の有効活用技術と実用展開~要素技術の開発・高性能化と導入事例・システム~2014

    • Author(s)
      坂本眞一, 渡辺好章
    • Publisher
      サイエンス&テクノロジー
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  • [Book] サイエンス&テクノロジー2014

    • Author(s)
      坂本眞一,渡辺好章,
    • Publisher
      熱音響システムの動作メカニズムと簡易設計コンセプトについて,“未利用工場排熱の有効活用技術と実用展開~要素技術の開発・高性能化と導入事例・システム~
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  • [Book] "熱音響システム技術の現在とその可能性, "次世代自動車, EV/HEV 対応省エネ「熱」マネージメント~排熱回収技術から断熱・遮熱材料まで~2013

    • Author(s)
      坂本眞一, 渡辺好章
    • Publisher
      情報機構
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  • [Book] 情報機構2013

    • Author(s)
      坂本眞一,渡辺好章
    • Publisher
      熱音響システム技術の現在とその可能性,“次世代自動車,EV/HEV対応省エネ「熱」マネージメント~排熱回収技術から断熱・遮熱材料まで~
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Published: 2010-08-23   Modified: 2019-07-29  

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