進行波音波を利用した革新的な高効率冷凍機の開発

• 研究課題/領域番号: 19860030
• 研究種目: 若手研究(スタートアップ)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用物理学一般
• 研究機関: 東京農工大学
• 研究代表者: 上田 祐樹 東京農工大学, 大学院・共生科学技術研究院, 特任准教授 (00447509)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,017千円 (直接経費: 2,630千円、間接経費: 387千円); 2008年度: 1,677千円 (直接経費: 1,290千円、間接経費: 387千円); 2007年度: 1,340千円 (直接経費: 1,340千円)
• キーワード: 熱 / 音 / 振動 / 熱音響現象 / 冷凍機 / スターリングサイクル / 音波

研究概要

本研究では進行波音波を用いた熱音響冷凍機の性能を装置形状の最適化および作動流体の高圧化により向上させた. 得られた性能は最低到達温度-50℃, 比カルノー成績係数0.1 (@-10℃)であった. この時, 用いた作動流体は7気圧窒素であった. さらなる高圧化により, カルノー成績係数の0.3程度まで向上できることが分かった. その他に, 熱音響冷凍機の設計に使用できる計算コードの開発を行った.

研究成果

• [雑誌論文] 大気圧空気を使った進行波型共鳴管冷凍機の装置形状最適化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 下川哲, 上田祐樹, 秋澤淳
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B Vol.75
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental evaluation of the acoustic properties of stacked screen regenerators (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Ueda, T. Kato, C. Kato
  • 雑誌名: The Journal of the Acoustical Society of America Vol. 125 ページ: 780-785
  • 査読あり
• [雑誌論文] 大気圧空気を使った進行波型共鳴管冷凍機の装置形状最適化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 下川哲, 上田祐樹, 秋澤淳
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集B 75(掲載確定) (採録決定)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Experimental evaluation of the acoustic properties of stacked- screen regenerators (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Ueda, T. Kato, C. Kato
  • 雑誌名: The Journal of Acoustical Society of America 125 ページ: 780-785
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calculation method for the prediction of the performance of a traveling wave thermoacoustic cooler (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Ueda
  • 雑誌名: Journal of Power and Energy Systems Vol.2 ページ: 1276-1282
  • NAID: 130000073015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability analysis of thermally induced spontaneous gas oscillations in straight and looped tubes (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Ueda, C. Kato
  • 雑誌名: The journal of the Acoustical Society of America Vol. 124 ページ: 851-858
  • 査読あり
• [雑誌論文] Calculation Method for the Prediction of the Performance of a Traveling-Wave Thermoacoustic Cooler (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Ueda
  • 雑誌名: Journal of Power and Energy Systems 2 ページ: 1276-1282
  • NAID: 130000073015
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability analysis of thermally induced spontaneous gas oscillations in straight and looped tubes (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Ueda, C. Kato
  • 雑誌名: The Journal of Acoustical Society of America 124 ページ: 851-858
  • 査読あり
• [学会発表] Stability analysis of thermoacoustic spontaneous gas oscillations occurring in thermoacoustic engines (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Ueda
  • 学会等名: The international congress of Ultrasonics
  • 発表場所: サンチアゴ(チリ)
  • 年月日: 2009-01-14
• [学会発表] Stability analysis of thermoacoustic spontaneous gas oscillations occurring in thermoacoustic engines (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Ueda
  • 学会等名: International Congress on Ultrasonics
  • 発表場所: サンチアゴ, チリ
  • 年月日: 2009-01-14
• [学会発表] ステンレスメッシュシート積層型蓄熱器の有効流路半径の測定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 辻康平
  • 学会等名: スターリングサイクルシンポジウム
  • 発表場所: 国士舘大学
  • 年月日: 2008-11-05
• [学会発表] 温度勾配の急峻さがタコニス振動の発振温度比に与える影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 上田祐樹
  • 学会等名: 流体力学会年会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2008-09-07
• [学会発表] 温度勾配の急峻さがタコニス振動の発振温度比に与える影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 上田祐樹
  • 学会等名: 流体力学会
  • 発表場所: 神戸大学
  • 年月日: 2008-09-07
• [学会発表] Experimental evaluation of the wave number in stacked screen regenerators (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Ueda
  • 学会等名: Acoustics'08
  • 発表場所: パリ(フランス)
  • 年月日: 2008-07-03
• [学会発表] Experimental evaluation of the wave number in stacked-screen regenerators (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Ueda
  • 学会等名: Acoustics' 08
  • 発表場所: パリ, フランス
  • 年月日: 2008-07-03
• [学会発表] 大気圧空気を使った進行波型熱音響冷凍機の装置形状最適化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 下川哲
  • 学会等名: 低温工学・超電導学会
  • 発表場所: 明星大学
  • 年月日: 2008-05-27
• [学会発表] 進行波を用いた熱音響冷凍機の開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 下川哲
  • 学会等名: 日本冷凍空調学会
  • 発表場所: 東京農工大学
  • 年月日: 2007-10-23
• [学会発表] 進行波を用いた熱音響冷凍機の開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 下川哲, 上田祐樹.秋澤 淳
  • 学会等名: 日本冷凍空調学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-10-23
• [学会発表] Calculation method for the prediction of the performance of a traveling wave thermoacoustic cooler (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Ueda
  • 学会等名: The 13^<th> International Stirling Engine Conference
  • 発表場所: 東京(日本)
  • 年月日: 2007-09-24
• [学会発表] Calculation method for the prediction of the performance of a traveling wave thermoacoustic cooler (2007)
  • 著者名/発表者名: 上田祐樹
  • 学会等名: The 13 th International Stirling Engine Conference
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-09-24