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JP5600966B2 - Thermoacoustic engine - Google Patents

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JP5600966B2 JP2010042781A JP2010042781A JP5600966B2 JP 5600966 B2 JP5600966 B2 JP 5600966B2 JP 2010042781 A JP2010042781 A JP 2010042781A JP 2010042781 A JP2010042781 A JP 2010042781A JP 5600966 B2 JP5600966 B2 JP 5600966B2
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Description

本発明は、ループ管と共鳴管と発電機とを繋ぎ合わせた熱音響機関に係り、小さな温度差で大きな発電力が得られる熱音響機関に関する。   The present invention relates to a thermoacoustic engine in which a loop tube, a resonance tube, and a generator are connected to each other, and more particularly to a thermoacoustic engine that can generate a large power generation with a small temperature difference.

図3に示されるように、従来の熱音響機関31は、原動機6を備えたループ管2に共鳴管7の一端が接続され、その共鳴管7の他端にピストン8を介して発電機9が接続されている。   As shown in FIG. 3, in the conventional thermoacoustic engine 31, one end of the resonance tube 7 is connected to the loop tube 2 including the prime mover 6, and the generator 9 is connected to the other end of the resonance tube 7 via the piston 8. Is connected.

この熱音響機関31では、原動機6がループ管2の管軸方向に並んだ加熱器3と再生器4と冷却器5を有することにより、原動機6において熱エネルギが音響エネルギに変換され、ループ管2内に定在波が生じる。   In the thermoacoustic engine 31, the prime mover 6 includes the heater 3, the regenerator 4, and the cooler 5 arranged in the tube axis direction of the loop pipe 2, whereby heat energy is converted into acoustic energy in the prime mover 6, and the loop pipe 2 has a standing wave.

ループ管2で発生した音響エネルギが進行波として共鳴管7を通ってピストン8に伝搬し、ピストン8によって発電機9の振動子が加振される。発電機9では、振動子の振動により、固定子と振動子との位置関係が変動し、磁束が変化する。磁束の変化が巻き線に作用して起電力が生じる。   The acoustic energy generated in the loop tube 2 propagates as a traveling wave through the resonance tube 7 to the piston 8, and the vibrator of the generator 9 is vibrated by the piston 8. In the generator 9, the positional relationship between the stator and the vibrator varies due to the vibration of the vibrator, and the magnetic flux changes. A change in magnetic flux acts on the winding to generate an electromotive force.

このように、原動機6において熱エネルギが音響エネルギに変換され、その音響エネルギが最終的に発電機9において電気エネルギに変換される。   Thus, the heat energy is converted into acoustic energy in the prime mover 6, and the acoustic energy is finally converted into electrical energy in the generator 9.

特許第3050543号公報Japanese Patent No. 3050543 特開2007−237020号公報JP 2007-237020 A

図3の熱音響機関31では、共鳴管7内に定在波と進行波が混在している。すなわち、共鳴管7内の定在波成分により、ループ管2と共鳴管7内の作動流体が安定な周波数で振動し、一方、進行波によって音響エネルギが輸送される。   In the thermoacoustic engine 31 of FIG. 3, standing waves and traveling waves are mixed in the resonance tube 7. That is, the standing wave component in the resonance tube 7 causes the working fluid in the loop tube 2 and the resonance tube 7 to vibrate at a stable frequency, while acoustic energy is transported by the traveling wave.

しかしながら、図3の熱音響機関31では、原動機6におけるエネルギの供給能力によっては、発電機9において電力需要に対して十分な電力供給が果たせないことがある。   However, in the thermoacoustic engine 31 of FIG. 3, depending on the energy supply capability of the prime mover 6, the generator 9 may not be able to supply sufficient power for the power demand.

また、熱音響機関31の利用用途として、例えば、車両の廃熱から電力を得ようとする場合、廃熱の温度と大気の温度(あるいは冷却水の温度)の温度差が小さいために、発電機9から取り出せる電力が大きくできない。   Further, as a use application of the thermoacoustic engine 31, for example, when electric power is to be obtained from waste heat of a vehicle, the temperature difference between the waste heat temperature and the atmospheric temperature (or cooling water temperature) is small, so that power generation is performed. The power that can be extracted from the machine 9 cannot be increased.

一方、原動機6におけるエネルギの供給能力が、発電機9における電力需要を上回っている場合、せっかく共鳴管7に取り込んだ音響エネルギが発電機9で利用しきれず、無駄になると共に、処理しきれない余剰の廃熱が残ってしまう。   On the other hand, when the energy supply capacity of the prime mover 6 exceeds the power demand of the generator 9, the acoustic energy taken into the resonance tube 7 cannot be used by the generator 9, is wasted, and cannot be processed. Excess waste heat remains.

また、エネルギの需要先には、電気エネルギを必要としている需要先だけでなく、冷凍装置、冷却装置など熱エネルギを必要としている需要先もある。このような熱エネルギの需要先において、電気エネルギで冷凍装置、冷却装置を運転するのでは、効率がよくない。   Further, the energy demand destination includes not only a demand place requiring electric energy but also a demand place requiring heat energy such as a refrigeration apparatus and a cooling apparatus. In such a heat energy demand destination, operating the refrigeration apparatus and the cooling apparatus with electric energy is not efficient.

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、小さな温度差で大きな発電力が得られ、しかも、熱エネルギの取り出しが可能な熱音響機関を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a thermoacoustic engine capable of solving the above-described problems, obtaining a large power generation with a small temperature difference, and extracting heat energy.

上記目的を達成するために本発明は、ループ管と、前記ループ管の管軸方向に加熱器と再生器と冷却器を有することにより、熱エネルギを音響エネルギに変換する原動機と、前記ループ管に一端が接続されて直線状に延びた共鳴管と、前記共鳴管の反対端に挿入され音響エネルギで加振されるピストンと、前記ピストンの振動エネルギを電気エネルギに変換する発電機とを備えた熱音響機関において、前記共鳴管に、前記共鳴管の管軸方向に加熱器と再生器と冷却器を有することにより、前記共鳴管内を前記ループ管から前記ピストンに向かって進む進行波を増幅する増幅機を備え、前記共鳴管の前記増幅機と前記発電機との間に、前記共鳴管の管軸方向に加熱器と再生器と冷却器を有し、音響エネルギを熱エネルギに変換して加熱器が大気の温度であるときに冷却器が大気より低い温度となる受動機を備え、前記増幅機で増幅された音響エネルギを前記受動機で熱エネルギに変換すると共に、変換されなかった残りの前記音響エネルギを前記ピストンを介して前記発電機で電気エネルギに変換するものである。 In order to achieve the above object, the present invention includes a loop tube, a prime mover that converts heat energy into acoustic energy by including a heater, a regenerator, and a cooler in the tube axis direction of the loop tube, and the loop tube. A resonance tube that is connected to one end of the resonance tube and extends linearly, a piston that is inserted into the opposite end of the resonance tube and is vibrated with acoustic energy, and a generator that converts vibration energy of the piston into electrical energy. In the thermoacoustic engine, the resonance tube has a heater, a regenerator, and a cooler in the tube axis direction of the resonance tube, thereby amplifying a traveling wave traveling from the loop tube to the piston in the resonance tube An amplifier that has a heater, a regenerator, and a cooler in the axial direction of the resonance tube between the amplifier and the generator of the resonance tube, and converts acoustic energy into heat energy. The heater is in the atmosphere Comprising a passive machine cooler becomes a temperature lower than the atmosphere when the temperature converts the acoustic energy that is amplified by the amplifying unit to the heat energy in the passive device, the remaining of the acoustic energy that is not converted The electric power is converted into electric energy by the generator via the piston .

前記増幅機を前記共鳴管の管軸方向に複数備えてもよい。   A plurality of amplifiers may be provided in the tube axis direction of the resonance tube.

本発明は次の如き優れた効果を発揮する。   The present invention exhibits the following excellent effects.

(1)小さな温度差で大きな発電力が得られる。   (1) A large power generation can be obtained with a small temperature difference.

(2)熱エネルギの取り出しが可能となる。   (2) Thermal energy can be extracted.

本発明の一実施形態を示す熱音響機関の構成図である。It is a block diagram of the thermoacoustic engine which shows one Embodiment of this invention. 図1の熱音響機関における共鳴管の管軸方向の音響パワー分布図である。FIG. 2 is an acoustic power distribution diagram in a tube axis direction of a resonance tube in the thermoacoustic engine of FIG. 1. 従来の熱音響機関の構成図である。It is a block diagram of the conventional thermoacoustic engine.

以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1に示されるように、本発明に係る熱音響機関1は、ループ管2と、ループ管2の管軸方向に加熱器3と再生器4と冷却器5を有することにより、熱エネルギを音響エネルギに変換する原動機6と、ループ管2に一端が接続されて直線状に延びた共鳴管7と、共鳴管7の反対端に挿入され音響エネルギで加振されるピストン8と、ピストン8の振動エネルギを電気エネルギに変換する発電機9とを備えた熱音響機関1において、共鳴管7に、共鳴管7の管軸方向に加熱器10と再生器11と冷却器12を有することにより、共鳴管7内をループ管2からピストン8に向かって進む進行波を増幅する増幅機13を備え、共鳴管7の増幅機13と発電機9との間に、共鳴管7の管軸方向に加熱器14と再生器15と冷却器16を有し、音響エネルギを熱エネルギに変換して加熱器14が大気の温度であるときに冷却器16が大気より低い温度となる受動機17を備える。   As shown in FIG. 1, a thermoacoustic engine 1 according to the present invention includes a loop tube 2 and a heater 3, a regenerator 4, and a cooler 5 in the tube axis direction of the loop tube 2, thereby generating thermal energy. A prime mover 6 for converting to acoustic energy, a resonance pipe 7 having one end connected to the loop pipe 2 and extending linearly, a piston 8 inserted at the opposite end of the resonance pipe 7 and vibrated with acoustic energy, and a piston 8 In the thermoacoustic engine 1 provided with the generator 9 that converts the vibration energy of this into electrical energy, the resonance tube 7 has a heater 10, a regenerator 11, and a cooler 12 in the tube axis direction of the resonance tube 7. And an amplifier 13 that amplifies a traveling wave traveling from the loop tube 2 toward the piston 8 in the resonance tube 7, and the axial direction of the resonance tube 7 is between the amplifier 13 of the resonance tube 7 and the generator 9. The heater 14, the regenerator 15, and the cooler 16, and the acoustic energy Comprising a passive unit 17 cooler 16 when the heater 14 is converted to formic into thermal energy is at a temperature of the atmosphere becomes a temperature lower than the atmosphere.

ループ管2は、断面が円形で中空の円筒管が4箇所の曲がり部にてそれぞれ90°曲がっていることにより、ほぼ矩形のループ状に閉じられたものである。その1箇所の曲がり部に共鳴管7が接続される。共鳴管7は、断面が円形で、一端から他端まで曲がりのない中空の円筒管である。ループ管2及び共鳴管7に充填される作動流体は、音波の媒体となるものであり、空気、ヘリウム、窒素、アルゴンなどの気体が好ましい。ループ管2及び共鳴管7は、ステンレス等の金属で構成される。   The loop tube 2 is closed in a substantially rectangular loop shape by a circular cylindrical tube having a circular cross section and bent at 90 ° at four bent portions. The resonance tube 7 is connected to the one bent portion. The resonance tube 7 is a hollow cylindrical tube having a circular cross section and no bending from one end to the other end. The working fluid filled in the loop tube 2 and the resonance tube 7 is a sonic medium, and is preferably a gas such as air, helium, nitrogen, or argon. The loop tube 2 and the resonance tube 7 are made of metal such as stainless steel.

原動機6は、管軸方向に順に配置された加熱器3と再生器4と冷却器5とからなる。加熱器3は、円筒管の内外にフィンを有することにより、円筒管内の作動流体を加熱する熱交換器である。再生器4は、金網、複数の細管の集合、多孔質セラミックなどで構成される。冷却器5は、円筒管の内外にフィンを有することにより、円筒管内の作動流体を冷却する熱交換器である。冷却器5、再生器4、加熱器3は、公知のものを使用することができるので、詳細な構造の説明は省略する。   The prime mover 6 includes a heater 3, a regenerator 4, and a cooler 5 that are sequentially arranged in the tube axis direction. The heater 3 is a heat exchanger that heats the working fluid in the cylindrical tube by having fins inside and outside the cylindrical tube. The regenerator 4 is composed of a wire mesh, a collection of a plurality of thin tubes, a porous ceramic, and the like. The cooler 5 is a heat exchanger that cools the working fluid in the cylindrical tube by having fins inside and outside the cylindrical tube. Since the cooler 5, the regenerator 4, and the heater 3 can use known ones, detailed description of the structure is omitted.

ピストン8は、共鳴管7の内壁に対して摩擦抵抗が無く、かつ、気密を保持して摺動可能なものである。   The piston 8 has no frictional resistance against the inner wall of the resonance tube 7 and can slide while maintaining airtightness.

発電機9は、永久磁石が取り付けられた振動子と巻き線が巻き付けられた固定子とを組み合わせてなり、ピストン8と連結された振動子が振動することで巻き線に起電力が生じるようになっている。なお、発電機9の細部はこれに限定されるものではなく、発電機9においてピストン8の振動エネルギを電気エネルギに変換することができればよい。   The generator 9 is a combination of a vibrator to which a permanent magnet is attached and a stator to which a winding is wound, so that an electromotive force is generated in the winding when the vibrator connected to the piston 8 vibrates. It has become. The details of the generator 9 are not limited to this, and it is only necessary that the vibration energy of the piston 8 can be converted into electric energy in the generator 9.

増幅機13は、原動機6と同様、管軸方向に順に配置された加熱器10と再生器11と冷却器12とからなる。冷却器12、再生器11、加熱器10の構造は、原動機6に用いられるものと同様である。   The amplifier 13 includes a heater 10, a regenerator 11, and a cooler 12 that are sequentially arranged in the tube axis direction, like the prime mover 6. The structures of the cooler 12, the regenerator 11, and the heater 10 are the same as those used for the prime mover 6.

増幅機13は、管軸方向に適宜な間隔で任意の複数個が配置されるが、ここでは2つの増幅機13が示されている。各増幅機13における冷却器1には共通の冷熱源を適用することができ、また、各増幅機13における加熱器1には共通の加熱源を適用することができる。ここでは、各増幅機13における冷却器1の温度をTcとし、加熱器1の温度をTcより高温のThとする。 Arbitrary plural amplifiers 13 are arranged at appropriate intervals in the tube axis direction. Here, two amplifiers 13 are shown. The cooler 1 2 in each amplifying device 13 can apply the common cold source, also the heater 1 0 in each amplification unit 13 may apply a common heating source. Here, the temperature of the cooler 1 2 at each amplification device 13 and Tc, the temperature of the heater 1 0 a hot Th than Tc.

受動機17は、原動機6、増幅機13と同様、管軸方向に順に配置された加熱器14と再生器15と冷却器16とからなる。冷却器16、再生器15、加熱器14の構造は、原動機6、増幅機13に用いられるものと同様である。このように、構造は原動機6、増幅機13と同じであるが、音響エネルギを熱エネルギに変換するものが受動機17である。   As with the prime mover 6 and the amplifier 13, the passive machine 17 includes a heater 14, a regenerator 15, and a cooler 16 that are sequentially arranged in the tube axis direction. The structures of the cooler 16, the regenerator 15, and the heater 14 are the same as those used for the prime mover 6 and the amplifier 13. Thus, the structure is the same as that of the prime mover 6 and the amplifier 13, but the passive device 17 converts acoustic energy into heat energy.

受動機17は、加熱器14が所定の温度であるとき、冷却器16がそれより低い温度となる。ここでは、受動機17は、大気より低い温度を得るための、いわゆる冷凍機あるいは冷却機であることが望ましいので、例えば、加熱器14の温度を大気の温度Taとし、冷却器16の温度を大気より低い温度Tfとする。   In the passive machine 17, when the heater 14 is at a predetermined temperature, the cooler 16 has a lower temperature. Here, since the passive unit 17 is preferably a so-called refrigerator or cooler for obtaining a temperature lower than the atmosphere, for example, the temperature of the heater 14 is set to the atmospheric temperature Ta, and the temperature of the cooler 16 is set to the temperature of the cooler 16. The temperature Tf is lower than the atmosphere.

以下、熱音響機関1の動作を説明する。   Hereinafter, the operation of the thermoacoustic engine 1 will be described.

原動機6において、加熱器3と冷却器5に異なる温度の熱源が適用され、再生器4に温度勾配が生じることにより、熱エネルギが音響エネルギに変換され、ループ管2に定在波が生じる。   In the prime mover 6, heat sources having different temperatures are applied to the heater 3 and the cooler 5, and a temperature gradient is generated in the regenerator 4, whereby heat energy is converted into acoustic energy and a standing wave is generated in the loop tube 2.

ループ管2で発生した音波は、共鳴管7内を管軸方向に進行波音波として進行する。進行波音波は、1段目の増幅機13に入力される。この進行波音波は、増幅機13を通過するとき冷却器12と加熱器10に異なる温度の熱源が適用され、再生器11に温度勾配が生じることにより、増幅される。   The sound wave generated in the loop tube 2 travels in the resonance tube 7 as a traveling wave sound wave in the tube axis direction. The traveling wave sound wave is input to the first-stage amplifier 13. This traveling wave sound wave is amplified when a heat source having different temperatures is applied to the cooler 12 and the heater 10 when passing through the amplifier 13 and a temperature gradient is generated in the regenerator 11.

増幅機13から出力された進行波音波は、共鳴管内を管軸方向に進行し、2段目の増幅機13に入力される。このようにして、進行波音波が順次増幅機13を通過すると、図2に示されるように1段目の増幅機、2段目の増幅機を経るたびに、音響パワーが増大する。   The traveling wave sound wave output from the amplifier 13 travels in the resonance tube in the tube axis direction and is input to the second-stage amplifier 13. When traveling wave sound waves sequentially pass through the amplifier 13 in this way, the acoustic power increases every time it passes through the first-stage amplifier and the second-stage amplifier as shown in FIG.

なお、熱音響機関1の共鳴管7に増幅機13を設置すると、音響パワーが増幅されること、及び共鳴管7に増幅機13を直列多段に配置すると、増幅機13を経るたびに、音響パワーが増幅されていくことについては、本発明者らがすでに実験で確認し、発明を出願している。   When the amplifier 13 is installed in the resonance tube 7 of the thermoacoustic engine 1, the acoustic power is amplified, and when the amplifiers 13 are arranged in series in the resonance tube 7, every time the amplifier 13 passes, The inventors have already confirmed through experiments that power has been amplified, and have applied for an invention.

このようにして、各段の増幅機13において、進行波音波が増幅されるので、最終段の増幅機13では従来よりもはるかに大きな音響エネルギを発電機9に輸送することが可能となる。この結果、従来よりも大きな発電力が得られる。したがって、原動機6のみによるエネルギの供給能力が発電機9における電力需要に対して十分でない場合でも、増幅機13からのエネルギの追加によって、電力需要に対して十分な電力供給が果たせるようになる。   In this way, since the traveling wave sound wave is amplified in each stage of the amplifier 13, the final stage amplifier 13 can transport much larger acoustic energy to the generator 9. As a result, a larger power generation than in the prior art is obtained. Therefore, even when the energy supply capability of only the prime mover 6 is not sufficient for the power demand in the generator 9, the addition of the energy from the amplifier 13 enables sufficient power supply to the power demand.

また、原動機6や各段の増幅機13において、例えば、車両の廃熱から電力を得ようとする場合のように廃熱の温度と大気の温度(あるいは冷却水の温度)の温度差が小さくても、段階的に増幅を行うことにより、発電機9から取り出せる電力が大きくできることになる。   Further, in the prime mover 6 and the amplifiers 13 at each stage, for example, the temperature difference between the waste heat temperature and the atmospheric temperature (or the cooling water temperature) is small as in the case of obtaining power from the waste heat of the vehicle. However, the power that can be extracted from the generator 9 can be increased by performing amplification in stages.

一方、受動機17では、音響エネルギが熱エネルギに変換され、加熱器14の温度が大気の温度Taであるとき、冷却器16の温度が大気より低い温度Tfとなる。すなわち、受動機17は冷凍機あるいは冷却機として動作する。図2に示されるように、2段目の増幅機13で得られた音響パワーは、受動機17において冷却仕事のために消費され、残りの音響パワーが発電機9において発電仕事のために消費される。   On the other hand, in the passive unit 17, when the acoustic energy is converted into thermal energy and the temperature of the heater 14 is the atmospheric temperature Ta, the temperature of the cooler 16 becomes a temperature Tf lower than the atmospheric temperature. That is, the passive device 17 operates as a refrigerator or a cooler. As shown in FIG. 2, the acoustic power obtained by the second-stage amplifier 13 is consumed for cooling work in the passive device 17, and the remaining acoustic power is consumed for power generation work in the generator 9. Is done.

このように、電気エネルギを必要としている需要先には発電機9から電気エネルギを供給しつつ、同時に、冷凍装置、冷却装置など熱エネルギを必要としている需要先に対しては、受動機17から熱エネルギを供給することができ、電気エネルギで冷凍装置、冷却装置を運転するのに比べて効率が向上する。   Thus, while supplying electric energy from the generator 9 to the customers who need the electric energy, at the same time, from the passive machine 17 to the customers who need the heat energy such as a refrigeration device and a cooling device. Thermal energy can be supplied, and the efficiency is improved as compared with operating the refrigeration apparatus and the cooling apparatus with electric energy.

また、原動機6及び増幅機13におけるエネルギの供給能力が、発電機9における電力需要を上回っている場合、共鳴管7に取り込んだ音響エネルギが受動機17において消費されるので、音響エネルギの無駄がなくなると同時に、廃熱が余剰無く処理されることになる。   In addition, when the energy supply capacity of the prime mover 6 and the amplifier 13 exceeds the power demand of the generator 9, the acoustic energy taken into the resonance tube 7 is consumed in the passive device 17, so that acoustic energy is wasted. At the same time, waste heat is processed without surplus.

以上説明したように、本発明によれば、ループ管2に原動機6を備え、そのループ管2に接続された共鳴管7に増幅機13を備えるので、発電機9において従来よりも大きな発電力が得られる。   As described above, according to the present invention, the loop tube 2 includes the prime mover 6, and the resonance tube 7 connected to the loop tube 2 includes the amplifier 13. Is obtained.

また、共鳴管7に複数の増幅機13を備える構成により、個々の増幅機13における温度差が小さくても、段階的な増幅により発電機9には大きな音響エネルギが輸送され、その結果、大きな発電力が得られる。   Further, due to the configuration in which the resonance tube 7 includes a plurality of amplifiers 13, even if the temperature difference between the individual amplifiers 13 is small, large acoustic energy is transported to the generator 9 by the stepwise amplification. Power generation is obtained.

さらに本発明によれば、増幅機13と発電機9との間に、音響エネルギを熱エネルギに変換する受動機17を備えるので、熱エネルギの取り出しが可能となる。これにより、原動機6及び増幅機13から共鳴管7に取り込んだ音響エネルギの無駄がなくなり、冷凍装置、冷却装置を効率よく運転することができる。   Furthermore, according to the present invention, since the passive device 17 that converts acoustic energy into heat energy is provided between the amplifier 13 and the generator 9, it is possible to extract the heat energy. Thereby, the waste of acoustic energy taken into the resonance tube 7 from the prime mover 6 and the amplifier 13 is eliminated, and the refrigeration apparatus and the cooling apparatus can be operated efficiently.

1 熱音響機関
2 ループ管
3 加熱器
4 再生器
5 冷却器
6 原動機
7 共鳴管
8 ピストン
9 発電機
10 加熱器
11 再生器
12 冷却器
13 増幅機
14 加熱器
15 再生器
16 冷却器
17 受動機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thermoacoustic engine 2 Loop pipe 3 Heater 4 Regenerator 5 Cooler 6 Prime mover 7 Resonant tube 8 Piston 9 Generator 10 Heater 11 Regenerator 12 Cooler 13 Amplifier 14 Heater 15 Regenerator 16 Cooler 17 Passive machine

Claims (2)

ループ管と、前記ループ管の管軸方向に加熱器と再生器と冷却器を有することにより、熱エネルギを音響エネルギに変換する原動機と、前記ループ管に一端が接続されて直線状に延びた共鳴管と、前記共鳴管の反対端に挿入され音響エネルギで加振されるピストンと、前記ピストンの振動エネルギを電気エネルギに変換する発電機とを備えた熱音響機関において、
前記共鳴管に、前記共鳴管の管軸方向に加熱器と再生器と冷却器を有することにより、前記共鳴管内を前記ループ管から前記ピストンに向かって進む進行波を増幅する増幅機を備え、
前記共鳴管の前記増幅機と前記発電機との間に、前記共鳴管の管軸方向に加熱器と再生器と冷却器を有し、音響エネルギを熱エネルギに変換して加熱器が大気の温度であるときに冷却器が大気より低い温度となる受動機を備え
前記増幅機で増幅された音響エネルギを前記受動機で熱エネルギに変換すると共に、変換されなかった残りの前記音響エネルギを前記ピストンを介して前記発電機で電気エネルギに変換することを特徴とする熱音響機関。
By having a loop tube, a heater, a regenerator, and a cooler in the tube axis direction of the loop tube, a prime mover that converts thermal energy into acoustic energy, and one end connected to the loop tube and extending linearly In a thermoacoustic engine comprising a resonance tube, a piston inserted at the opposite end of the resonance tube and vibrated with acoustic energy, and a generator that converts vibration energy of the piston into electrical energy,
The resonance tube includes an amplifier that amplifies a traveling wave traveling from the loop tube to the piston by having a heater, a regenerator, and a cooler in the tube axis direction of the resonance tube.
Between the amplifier and the generator of the resonance tube, there is a heater, a regenerator, and a cooler in the tube axis direction of the resonance tube, and the acoustic energy is converted into heat energy so that the heater is atmospheric. Equipped with a passive machine whose cooler is at a lower temperature than the atmosphere when the temperature is
The acoustic energy amplified by the amplifier is converted into thermal energy by the passive device, and the remaining acoustic energy that has not been converted is converted into electrical energy by the generator via the piston. Thermoacoustic engine.
前記増幅機を前記共鳴管の管軸方向に複数備えたことを特徴とする請求項1記載の熱音響機関。   The thermoacoustic engine according to claim 1, wherein a plurality of the amplifiers are provided in a tube axis direction of the resonance tube.
JP2010042781A 2010-02-26 2010-02-26 Thermoacoustic engine Expired - Fee Related JP5600966B2 (en)

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