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熱音響システムの高効率化のためのハニカムセラミックスの検討

研究課題

研究課題/領域番号 24560281
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機械力学・制御
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

小塚 晃透  独立行政法人産業技術総合研究所, 先進製造プロセス研究部門, 主任研究員 (60357001)

研究分担者 安井 久一  独立行政法人産業技術総合研究所, 先進製造プロセス研究部門, 主任研究員 (30277842)
坂本 眞一  滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (40449509)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2013年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2012年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード熱音響 / 音響エネルギ / 超音波 / ハニカムセラミックス / 音響 / 振動 / エネルギ変換 / 3Dプリンタ / ヒートポンプ
研究成果の概要

熱音響システムにおいて、キーデバイスである熱音響変換素子に関する研究を行った。本研究では、従来多くの研究で用いられてきたハニカムセラミックスに代わる新たな熱音響変換素子について検討した。金網の積層体や微細ガラス管を束ねた素子、そして3Dプリンタを用いた樹脂素材による素子を製作し、スピーカからの音波で音響管中に定在波音場を形成し、素子の両端に形成される温度差を評価した。その結果、3Dプリンタを用いて製作した内部でスパイラル状にひねる素子において、ひねることにより表面積が増加して熱交換が効率的に行われ、より高い温度差を得られることを示した。

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (16件)

  • [雑誌論文] 3Dプリンタを用いた内部にスパイラル形状を有する熱音響変換素子の検討2015

    • 著者名/発表者名
      小塚晃透、安井久一、安岡正喜、加藤一実、坂本眞一
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 115 ページ: 39-42

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Study of a stack made by a 3D printer in the thermoacoustic system2014

    • 著者名/発表者名
      小塚晃透、安井久一、安岡正喜、加藤一実、坂本眞一
    • 雑誌名

      Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics

      巻: 35 ページ: 123-124

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 熱音響変換システムにおける変換素子の微細孔の形状の影響2014

    • 著者名/発表者名
      小塚晃透, 安井久一, 安岡正喜, 坂本眞一
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 114-16 ページ: 37-40

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 熱音響におけるエネルギー効率の式について2013

    • 著者名/発表者名
      安井久一, 小塚晃透, 安岡正喜, 加藤一実
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 113-238 ページ: 11-16

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Numerical simulations of a thermoacoustic prime mover at 20 kHz2013

    • 著者名/発表者名
      安井久一, 小塚晃透, 安岡正喜, 加藤一実
    • 雑誌名

      Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics(USE2013)

      巻: 34 ページ: 459-460

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 熱音響変換システムにおける変換素子の材質および形状の影響2013

    • 著者名/発表者名
      小塚晃透、坂本眞一、安井久一
    • 雑誌名

      電子情報通信学会技術研究報告

      巻: 113-13 ページ: 17-20

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Effect of the interference of sounds by two sound sources in the thermoacoustic system2012

    • 著者名/発表者名
      小塚晃透、坂本眞一、安井久一
    • 雑誌名

      Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics

      巻: 33 ページ: 283-284

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 3Dプリンタを用いた内部にスパイラル形状を有する熱音響変換素子の検討2015

    • 著者名/発表者名
      小塚晃透、安井久一、安岡正喜、加藤一実、坂本眞一
    • 学会等名
      超音波研究会
    • 発表場所
      電気通信大学(東京)
    • 年月日
      2015-04-20
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 熱音響システムにおける3Dプリンタで造形した微細孔形状の影響2015

    • 著者名/発表者名
      小塚晃透、安井久一、安岡正喜、加藤一実、坂本眞一
    • 学会等名
      日本音響学会2015年春季研究発表会
    • 発表場所
      中央大学(東京)
    • 年月日
      2015-03-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Study of a stack made by a 3D printer in the thermoacoustic system2014

    • 著者名/発表者名
      小塚晃透、安井久一、安岡正喜、加藤一実、坂本眞一
    • 学会等名
      第35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(USE2014)
    • 発表場所
      日本大学(東京)
    • 年月日
      2014-12-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 3Dプリンタで造形した熱音響変換素子の微細孔形状と冷却性能2014

    • 著者名/発表者名
      小塚晃透、安井久一、安岡正喜、加藤一実、坂本眞一
    • 学会等名
      日本音響学会2014年秋季研究発表会
    • 発表場所
      北海学園大学(北海道)
    • 年月日
      2014-09-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 3Dプリンタを用いた熱音響変換素子製作の試み2014

    • 著者名/発表者名
      小塚晃透
    • 学会等名
      非線形音響研究会
    • 発表場所
      (公財)加藤山崎教育基金軽井沢研修所(長野県)
    • 年月日
      2014-07-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 熱音響システムにおける金属メッシュを用いた音から熱への変換

    • 著者名/発表者名
      小塚晃透
    • 学会等名
      2013 年度非線形音響研究会
    • 発表場所
      加藤科学振興会軽井沢研修所
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱音響システムにおける変換素子に金属メッシュを用いる場合の影響

    • 著者名/発表者名
      小塚晃透, 坂本眞一, 安井久一
    • 学会等名
      日本音響学会2013年秋季研究発表会
    • 発表場所
      豊橋技術科学大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱音響におけるエネルギー効率の式について

    • 著者名/発表者名
      安井久一, 小塚晃透, 安岡正喜, 加藤一実
    • 学会等名
      超音波研究会
    • 発表場所
      産業技術総合研究所
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical simulations of a thermoacoustic prime mover at 20 kHz

    • 著者名/発表者名
      安井久一, 小塚晃透, 安岡正喜, 加藤一実
    • 学会等名
      第34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(USE2013)
    • 発表場所
      同志社大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱音響変換システムにおける変換素子の微細孔の形状の影響

    • 著者名/発表者名
      小塚晃透, 安井久一, 安岡正喜, 坂本眞一
    • 学会等名
      超音波研究会
    • 発表場所
      電気通信大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of the shape of narrow tubes in a stack molded using a 3D printer in a thermoacoustic system

    • 著者名/発表者名
      小塚晃透, 安井久一, 安岡正喜, 坂本眞一
    • 学会等名
      Second International Workshop on Thermoacoustics (第2回国際熱音響会議)
    • 発表場所
      東北大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 2音源を用いた直線管における音響から熱への変換

    • 著者名/発表者名
      小塚晃透、坂本眞一、安井久一
    • 学会等名
      2012年度非線形音響研究会
    • 発表場所
      (財)加藤科学振興会 軽井沢研修所
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 直線管の両端に音源を配置した音響から熱への変換

    • 著者名/発表者名
      小塚晃透、坂本眞一、安井久一
    • 学会等名
      日本音響学会2012年秋季研究発表会
    • 発表場所
      信州大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of the interference of sounds by two sound sources in the thermoacoustic system

    • 著者名/発表者名
      小塚晃透、坂本眞一、安井久一
    • 学会等名
      USE2012 (The 33rd Symposium on UltraSonic Electronics)
    • 発表場所
      千葉大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] kHz帯における熱音響の数値計算

    • 著者名/発表者名
      安井久一、小塚晃透、安岡正喜、加藤一実
    • 学会等名
      平成24年度第3回応用熱音響研究会
    • 発表場所
      東北大学 東京分室
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 熱音響変換システムにおける変換素子の材質および形状の影響

    • 著者名/発表者名
      小塚晃透、坂本眞一、安井久一
    • 学会等名
      超音波研究会
    • 発表場所
      電気通信大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

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公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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