Development of a small thermoacoustic engine for energy harvesting

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02607
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 29030:Applied condensed matter physics-related
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: Ueda Yuki 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00447509)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岩見 健太郎 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80514710)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 熱音響エンジン / 環境発電

Outline of Final Research Achievements

To apply a thermoacoustic engine for energy harvesting, experimental and numerical investigation has been performed. To reduce hot temperature needed for driving a thermoacoustic engine, water is used as one of working fluids. Experimental results show that the hot temperature was about 85 degree Celsius when the length of a thermoacoustic engine was 20 cm. Furthermore, based on numerical results, the length wan found to be shorten to 3 cm, when the hot temperature was limit to be below 100 degree Celsius.

Free Research Field

熱音響工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では温度差を利用し熱を振動に変換する熱音響エンジンを対象とし研究を行った．熱音響エンジンは可動部を全く持たない熱機関であり，その単純さから長寿命，低製造・維持コストの実現が可能となる．一方，必要な温度差や装置サイズが課題となっていた．これらの問題を，相変化物質を作動流体に加えることで改善できることが本研究により示された．Iot技術の発展には情報の送受信を行うデバイスとともに，そのデバイスを駆動する電力を環境に存在する温度差や振動に伴うるエネルギーを用いて供給する環境発電技術の進歩も必要となる．本研究は環境発電技術への熱音響エンジンの利用可能性を示した点に社会的意義があると感がられる．