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2008 年度 実績報告書

低温度差で熱音響現象を発生させる方法の基礎検討 -低温廃熱の有効利用に向けて-

研究課題

研究課題/領域番号 19710072
研究機関滋賀県立大学

研究代表者

坂本 眞一  滋賀県立大学, 工学部, 准教授 (40449509)

キーワード熱音響 / 低温度差 / 廃熱 / エネルギー変換 / 粒子速度分布 / 音圧分布 / フェーズアジャスター
研究概要

昨年度に続き, 熱音響冷却システムの冷却特性向上に向けて3つの提案を行い, その影響にういて検討した.
1. 粒子速度分布を調整するためにフェイズアジャスターを提案した. 断面積を狭くするデバイスでシステム内の粒子速度を調整する. フェイズアジャスターはシステム内に発生する音波の音圧と粒子速度の位相を調整する役割を果たし, 低い周波数である1波長共鳴とさせ, 冷却特性を大幅に向上させることが確認された, 数種類の長さの違うフェイズアジャスターを製作し, その効果を確認した, 低温度での発振, 冷却効果の大幅な向上を確認した.
2. 音圧分布を調整するためにトリガーチューブを提案した. システムの一部を分岐するデバイスで、システム内の音圧を調整する. トリガーチューブをさらに数種類試作し, 試作機に取り付けて, その効果の検証を行った. トリガーチューブについては形状において大きなばらつきがあり, 継続して性能の評価をする必要があると考える.
3. 変位を調整するためにメンブレンを提案した, システムの断面を塞ぐ薄膜状のデバイスで, システム内の変位を調整した. 薄膜を導入することによって, 低温度発振ならびに熱エネルギーから音エネルギーへの変換効率の上昇を確認した.
3つの提案ともに効率の向上を確認したが, 条件(形状, 位置など)を選ぶ必要があることが確認され,低温度差での発振に成功した. 今後は更なる低温温度による発振条件を詳細に検討する必要があると考える.

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Reduction in Temperature Difference of Prime Mover Stack in Loop-Tub e-Type Thermoacoustic Cooling System by Applying Phase Adjuster2008

    • 著者名/発表者名
      S. Sakamoto, and Y. Watanabe
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys 47

      ページ: 3776-3780

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Inner Diameter Change of Phase Adjuster on Heat-t o-Sound Energy Conversion Efficiency in Loop-Tube-Type Ther moacoustic Prime Mover2008

    • 著者名/発表者名
      S. Sakamoto, M. Nishikawa, T. Ishino, Y. Watanabe, and J. Senda
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys 47

      ページ: 4223-4225

    • 査読あり
  • [雑誌論文] How to Design a Thermoacoustic System Considering the Rel axation Time τ: Introduction of Parameter Gil to Determine the Position of Stack2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Tsuji, S. Sakamoto, T. Ishino, Y. Watanabe, and J. Senda
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys 47

      ページ: 4231-4234

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Copper Mesh at Interface between Stack and Heat Source in Thermoacoustic Cooling System2008

    • 著者名/発表者名
      N. Miya, S. Sakamoto, and Y. Watanabe
    • 雑誌名

      Jpn. J. Appl. Phys 47

      ページ: 4235-4238

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinearity Suppressed by Applying Phase Adjuster in Ther moacoustic System2008

    • 著者名/発表者名
      S. Sakamoto, S. Komiya, J. Senda and Y Watanabe
    • 雑誌名

      Fundamentals and Applications(ISNA 18), 18^<th> International Symposium

      ページ: 1161-1165

    • 査読あり
  • [学会発表] 円錐型フェイズアジャスターが熱音響システムのエネルギー変換効率に与える影響2009

    • 著者名/発表者名
      坂本眞一, 小宮慎太郎, 塚本大地, 渡辺好章
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2009-03-31
  • [学会発表] FDTD法を用いた定在波音場の推定-熱音響システムの設計に向けて-2009

    • 著者名/発表者名
      坂口敦, 坂本眞一, 小宮慎太郎, 渡辺好章
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2009-03-18
  • [学会発表] 分岐管設置による音と熱のエネルギー変換効率向上についての検討-ループ管型熱音響冷却システムの実用化に向けた研究-2009

    • 著者名/発表者名
      石野貴廣, 坂本眞一, 渡辺好章
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2009-03-18
  • [学会発表] ループ管型熱音響冷却システムの実用化に向けた検討-分岐管の断面積変化が管内音場に与える効果について-2008

    • 著者名/発表者名
      石野貴廣, 坂本眞一, 渡辺好章
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2008-09-12
  • [学会発表] 断面積変化が管内伝播音波に及ぼす影響に関する数値解析一ループ管方式熱音響冷却システムの実用化に向けて-2008

    • 著者名/発表者名
      坂口敦, 坂本眞一, 小宮慎太郎, 渡辺好章
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2008-09-12
  • [学会発表] 管内伝搬音波に対して断面積変化が及ぼす影響についての実験的検討〜ループ管冷却システムにPhase Adjusterが及ぼす影響について2008

    • 著者名/発表者名
      小宮慎太郎, 坂本眞一, 坂口敦, 渡辺好章
    • 学会等名
      日本音響学会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2008-09-11
  • [学会発表] フェイズアジャスターが熱音響システム内の時間的,空間的温度変化に与える影響について2008

    • 著者名/発表者名
      坂本眞一, 小宮慎太郎, 坂口敦, 渡辺好章
    • 学会等名
      日本音響学会日本音響学会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2008-09-11

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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