JP7484566B2 - Thermoacoustic Device - Google Patents
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Description
本開示は、熱音響装置に関する。 This disclosure relates to a thermoacoustic device.
熱音響効果に基づき、エネルギー交換を行うスタックを備える熱音響装置が知られている。特許文献1には、押し出し成形によってセラミックで構成されるスタックを製造する技術が記載されている。この製造方法によって、複数の流路を有するスタックを製造できる。 Thermoacoustic devices are known that include a stack that exchanges energy based on the thermoacoustic effect. Patent Document 1 describes a technique for manufacturing a stack made of ceramic by extrusion molding. This manufacturing method makes it possible to manufacture a stack with multiple flow paths.
一般的に、スタックの直径を大きくすることで、変換できるエネルギーを大きくできる。しかし、押し出し成形によってセラミックで構成されるスタックを製造する場合、スタックの直径を大きくすると、焼成前の自重による変形や、焼成における温度のムラによって、スタックにひずみが生じるおそれがある。この場合、スタックの各流路の内径が均一にならず、変換できるエネルギーの量および変換の効率が低下するおそれがある。また、セラミック以外の素材で構成されるスタックを製造する場合においても、同様の問題が生じ得る。 In general, the amount of energy that can be converted can be increased by increasing the diameter of the stack. However, when manufacturing a stack made of ceramics by extrusion molding, increasing the diameter of the stack may cause distortion in the stack due to deformation caused by its own weight before firing or uneven temperature during firing. In this case, the inner diameter of each flow path in the stack may not be uniform, and the amount of energy that can be converted and the efficiency of the conversion may decrease. Similar problems may also occur when manufacturing stacks made of materials other than ceramics.
また、単純にスタックを大きくした場合、熱音響装置の使用時にスタック内において周縁部分と中央部分とにおける温度差が大きくなり、変換できるエネルギーが低下するおそれがある。 Furthermore, if the stack is simply made larger, the temperature difference between the peripheral and central parts of the stack will become larger when the thermoacoustic device is in use, which may reduce the amount of energy that can be converted.
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。 This disclosure can be realized in the following forms:
(1)本開示の一形態によれば、熱音響装置が提供される。この熱音響装置は、スタックユニットの一端に配され、前記スタックユニットの前記一端を加熱する、または、前記一端によって冷却される第1熱交換器と、前記スタックユニットの他端に配され、前記スタックユニットの前記他端を一定の温度に保つ第2熱交換器と、前記第1熱交換器と前記第2熱交換器との間に配され、熱エネルギーと振動エネルギーとを変換する前記スタックユニットと、を備える。前記スタックユニットは、前記第1熱交換器と前記第2熱交換器とに連通する複数の保持孔を有するホルダと、前記第1熱交換器と前記第2熱交換器とに連通する複数の流路を有し、前記保持孔のそれぞれに少なくとも一部が収容される複数のスタック部材と、を有する。
このような態様とすれば、スタック部材の数を増大させることにより、スタック部材を大きくすることなく、スタックユニットの機能を向上させることができる。そのため、単純にスタック部材を大きくすることでスタックを大きくする態様と比べて、スタックユニットが変換できるエネルギーが低下することを抑制できる。
(2)上記形態の熱音響装置において、前記スタック部材は、セラミックで構成されており、前記ホルダは、セラミックよりも熱伝導率の高い素材で構成されている、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、ホルダは、セラミックよりも熱伝導率の高い素材で構成されているので、ホルダによって、スタック部材のスタックの軸方向に直行する方向における断面方向において温度差が生じることを抑制できる。そのため、スタックユニット内において周縁部分と中央部分とに温度差が生じることを抑制できるため、スタックユニットが変換できるエネルギーが低下することを抑制できる。
(3)上記形態の熱音響装置において、前記ホルダは、前記第1熱交換器と前記第2熱交換器とに連通する方向について異なる位置に配されており、前記複数の保持孔の一部を構成する孔をそれぞれ有する、複数の金属の板状部材を、予め定められた隙間をあけて備える、態様とすることもできる。
このような態様とすれば、ホルダによるスタック部材の第1熱交換器と第2熱交換器とに連通する方向における温度勾配への影響が小さくできる。そのため、スタックユニットが変換できるエネルギーが低下することを抑制できる。
(4)上記形態の熱音響装置において、前記ホルダは、前記スタックユニットの外部から熱エネルギーが供給され、前記熱エネルギーを前記スタック部材に供給する、態様とすることもできる。
このような形態とすれば、スタックユニットの外部から熱エネルギーが供給されない態様に比べて、スタック部材の温度勾配を容易に制御することができる。
(1) According to one aspect of the present disclosure, there is provided a thermoacoustic device. The thermoacoustic device includes a first heat exchanger disposed at one end of a stack unit and configured to heat the one end of the stack unit or be cooled by the one end, a second heat exchanger disposed at the other end of the stack unit and configured to keep the other end of the stack unit at a constant temperature, and the stack unit disposed between the first heat exchanger and the second heat exchanger and configured to convert thermal energy and vibration energy. The stack unit includes a holder having a plurality of holding holes communicating with the first heat exchanger and the second heat exchanger, and a plurality of stack members having a plurality of flow paths communicating with the first heat exchanger and the second heat exchanger and at least a portion of which is accommodated in each of the holding holes.
In this embodiment, the number of stack members can be increased to improve the functionality of the stack unit without increasing the size of the stack members, and therefore, compared to an embodiment in which the stack is increased by simply increasing the size of the stack members, a decrease in the energy that the stack unit can convert can be suppressed.
(2) In the thermoacoustic device of the above aspect, the stack member may be made of ceramic, and the holder may be made of a material having a higher thermal conductivity than ceramic.
In this embodiment, since the holder is made of a material having a higher thermal conductivity than ceramics, the holder can suppress the occurrence of a temperature difference in a cross-sectional direction perpendicular to the axial direction of the stack of stack members, and therefore the occurrence of a temperature difference between the peripheral portion and the central portion within the stack unit can be suppressed, and therefore the reduction in the energy that the stack unit can convert can be suppressed.
(3) In the thermoacoustic device of the above form, the holder may be arranged at different positions in a direction communicating with the first heat exchanger and the second heat exchanger, and may include a plurality of metal plate-shaped members spaced apart by a predetermined gap, each of the metal plate-shaped members having a hole that constitutes part of the plurality of retaining holes.
In this embodiment, the effect of the holder on the temperature gradient in the direction of communication between the first heat exchanger and the second heat exchanger of the stack member can be reduced, thereby preventing a decrease in the energy that can be converted by the stack unit.
(4) In the thermoacoustic device of the above aspect, the holder may be configured to receive thermal energy from outside the stack unit and to supply the thermal energy to the stack member.
In this configuration, the temperature gradient of the stack members can be easily controlled compared to a configuration in which thermal energy is not supplied from outside the stack unit.
本開示は、熱音響装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、熱音響装置用のスタックユニットや、熱音響装置用のスタックユニットを備えた原動機、それらの製造方法等の形態で実現することができる。 The present disclosure can also be realized in various forms other than a thermoacoustic device. For example, it can be realized in the form of a stack unit for a thermoacoustic device, a prime mover equipped with a stack unit for a thermoacoustic device, a manufacturing method thereof, etc.
A.第1実施形態:
図1は、第1実施形態の熱音響装置TAの概略構成を示す説明図である。なお、図1は、熱音響装置TAの各構成要素の形状を正確に示すものではない。熱音響装置TAは、ループ管型の熱音響装置である。熱音響装置TAは、熱源HSと冷却対象COとに接続されている。熱音響装置TAは、熱源HSから熱エネルギーを供給されて、冷却対象COを冷却することができる。
A. First embodiment:
Fig. 1 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of a thermoacoustic device TA according to a first embodiment. Note that Fig. 1 does not accurately show the shapes of each component of the thermoacoustic device TA. The thermoacoustic device TA is a loop-tube type thermoacoustic device. The thermoacoustic device TA is connected to a heat source HS and a cooling target CO. The thermoacoustic device TA is supplied with thermal energy from the heat source HS and can cool the cooling target CO.
熱音響装置TAは、原動機PMと、ヒートポンプHPと、ループ管LT1,LT2と、を備える。原動機PMの一端とヒートポンプHPの一端とは、ループ管LT1によって接続されている。原動機PMの他端とヒートポンプHPの他端とは、ループ管LT2によって接続されている。その結果、原動機PMと、ヒートポンプHPと、ループ管LT1,LT2とは、輪状の配管構造PAを構成している。この輪状の配管構造PA内には、流体FL1が満たされている。本実施形態において、流体FL1は、空気である。輪状の配管構造PAは、内部の流体FL1が、輪状の配管構造PA内を流通可能であるように構成されている。 The thermoacoustic device TA includes a prime mover PM, a heat pump HP, and loop pipes LT1 and LT2. One end of the prime mover PM and one end of the heat pump HP are connected by the loop pipe LT1. The other end of the prime mover PM and the other end of the heat pump HP are connected by the loop pipe LT2. As a result, the prime mover PM, the heat pump HP, and the loop pipes LT1 and LT2 form a ring-shaped piping structure PA. This ring-shaped piping structure PA is filled with a fluid FL1. In this embodiment, the fluid FL1 is air. The ring-shaped piping structure PA is configured so that the internal fluid FL1 can flow within the ring-shaped piping structure PA.
原動機PMは、熱源HSから熱エネルギーを供給されて、音波を発生させる(図1の下段左部参照)。原動機PMは、第1熱交換器40と、第2熱交換器20と、スタックユニット30と、を備える。
The prime mover PM receives thermal energy from the heat source HS and generates sound waves (see the lower left part of Figure 1). The prime mover PM includes a
図2は、原動機PMの概略構成を示す説明図である。なお、図2は、原動機PMの各構成要素の形状を正確に示すものではない。本実施形態において、スタックユニット30は配管を有しているが、図示の便宜上省略している。スタックユニット30は、第1熱交換器40と第2熱交換器20との間の部位に設置されている(図1の下段左部および図2参照)。スタックユニット30は、多数の貫通孔を備えている。それらの貫通孔は、流体FL1を流通させる流路32を構成する。スタックユニット30は、流体FL1を流通可能であるように第1熱交換器40および第2熱交換器20と接続されている。スタックユニット30は、温度勾配を形成されて、熱エネルギーと振動エネルギーとを変換する。より具体的には、スタックユニット30は、ループ管LT1内に音波を発生させる。
2 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the prime mover PM. Note that FIG. 2 does not accurately show the shape of each component of the prime mover PM. In this embodiment, the
図3は、スタックユニット30の概略構成を示す説明図である。なお、図3は、スタックユニット30の各構成要素の形状を正確に示すものではない。スタックユニット30は、ホルダ31と、7個のスタック部材33と、を備える。本実施形態において、スタックユニット30とホルダ31とスタック部材33とは、流路32方向に直交する方向における断面が略円形状である。スタックユニット30の直径は、スタック部材33の直径の3倍程度である。
Figure 3 is an explanatory diagram showing the schematic configuration of the
ホルダ31は第1熱交換器40と第2熱交換器20とに連通する7個の保持孔31hを有する。ホルダ31の中心に配置された1個の保持孔31hの周囲に、6個の保持孔31hが互いに均等の距離になるように配置されている。本実施形態において、ホルダ31は、セラミックよりも熱伝導率の高い金属素材で構成されている。また、ホルダ31は、第1熱交換器40と第2熱交換器20とに連通する方向について異なる位置に配されており、複数の保持孔31hの一部を構成する孔をそれぞれ有する、2枚の金属の板状部材31mを、予め定められた隙間をあけて備える。各板状部材31mの第1熱交換器40と第2熱交換器20とに連通する方向の寸法は、スタック部材33の第1熱交換器40と第2熱交換器20とに連通する方向の寸法の1/2より小さい。
The
スタック部材33は、第1熱交換器40と第2熱交換器20とに連通する複数の流路33Pを有する。各スタック部材33の流路33Pを合わせて流路32という。各スタック部材33は、2枚の板状部材31mが有する保持孔31hのそれぞれに少なくとも一部が収容されるように配置される。(図2参照)。図示の便宜上、図3において、スタック部材33は、ホルダ31に収容されていない状態で示されている。本実施形態において、スタック部材33は、セラミックで構成されている。
The
ホルダ31が有する保持孔31hの内径とスタック部材33の外径とは同程度の形状である。そのため、保持孔31hにスタック部材33が収容された場合、保持孔31hとスタック部材33との間の隙間はほぼゼロである。また、保持孔31hにスタック部材33が収容された場合において、スタック部材33同士が互いに接触しないように形成されている。
The inner diameter of the holding
図4は、原動機PMの概略構成を示す断面図である。なお、図4は、原動機PMの各構成要素の形状を正確に示すものではない。 Figure 4 is a cross-sectional view showing the general configuration of the prime mover PM. Note that Figure 4 does not accurately show the shape of each component of the prime mover PM.
第1熱交換器40は、原動機PMの一端において、流体FL1を流通可能であるようにループ管LT1に接続されており、かつ、第1熱交換器40は、スタックユニット30の一端38に配されている(図4の下段参照)。第1熱交換器40は、さらに、熱源HSに接続されている。熱源HSは、例えば、抵抗加熱方式の棒状のヒータである。第1熱交換器40は、熱源HSから熱を供給されて、配管構造PA内の流体FL1であって、第1熱交換器40に接する流体FL1に、熱を付与する。
The
第1熱交換器40は、伝熱リング43と、フィンモジュール44と、を備える(図4の下段参照)。伝熱リング43は、熱源HSに接続されており、熱源HSから熱を受け取る。フィンモジュール44は、伝熱リング43の中央の穴に配されている。フィンモジュール44は、多数のフィンを備えている。フィンモジュール44における隣り合うフィンの間隙は、流体FL1を流通させる流路42を構成する。フィンモジュール44は、伝熱リング43から熱を受け取って、流路42を流れる流体FL1に熱を与える。これにより、第1熱交換器40は、スタックユニット30の一端38を加熱する。
The
第2熱交換器20は、原動機PMの他端において、流体FL1を流通可能であるようにループ管LT2に接続されており、かつ、第2熱交換器20は、スタックユニット30の他端39に配されている(図4の上段参照)。第2熱交換器20は、図示しないチラーを備える。第2熱交換器20は、チラーによって温度を一定に保たれている。第2熱交換器20は、配管構造PA内の流体FL1であって、第2熱交換器20に接する流体FL1を、あらかじめ定められた範囲の温度に制御する。これにより、第2熱交換器20は、スタックユニット30の他端39を一端38よりも低い温度にする。すなわち、第2熱交換器20は、スタックユニット30の他端39を一端38よりも低い温度にすることができる温度に保たれている。
The
スタックユニット30は、第2熱交換器20と第1熱交換器40との間に配されている。本実施形態において、スタックユニット30は、ループ管LT1およびループ管LT2と同径の配管T1を備え、配管T1の中にホルダ31およびスタック部材33が収容されている。
The
第2熱交換器20は、ジャケット23と、フィンモジュール24と、を備える(図4の上段参照)。ジャケット23は、流体FL2を流通させる流路26を構成する環状の構造物である。ジャケット23は、チラーに接続され、チラーによって流体FL2を流通される。フィンモジュール24は、ジャケット23の中央の穴に配されている。フィンモジュール24は、多数のフィンを備えている。フィンモジュール24における隣り合うフィンの間隙は、流体FL1を流通させる流路22を構成する。フィンモジュール24は、ジャケット23との間で熱交換を行う。チラーによる流体FL2の流通によって、ジャケット23およびフィンモジュール24は、あらかじめ定められた範囲の温度に制御される。その結果、流路22を流れる流体FL1は、あらかじめ定められた範囲の温度に制御される。
The
原動機PMは、以下のように動作する。第1熱交換器40によって加熱された流体FL1が、スタックユニット30の一端38およびその近傍の部分に熱を与えることにより、スタックユニット30の一端38の近傍が高温となる。第2熱交換器20によって一定の温度に保たれている流体FL1が、スタックユニット30の他端39およびその近傍の部分から熱を奪うことにより、スタックユニット30の他端39の近傍が一端38の近傍よりも低温となる。その結果、スタックユニット30に、温度勾配が形成される。すると、スタックユニット30は、熱音響自励振動を起こし、流路32内で定常波を発生させる。スタックユニット30が発生させた定常波の音波は、ループ管LT1内の流体FL1を介して、原動機PMの一端からヒートポンプHPの一端に伝えられる(図1の矢印K1参照)。
The prime mover PM operates as follows. The fluid FL1 heated by the
スタックユニット30に形成される温度勾配とは、より具体的には、各スタック部材33に形成される温度勾配である。第1熱交換器40によって加熱された流体FL1によって、各スタック部材33の一端38の近傍が高温となる。第2熱交換器20によって一定の温度に保たれている流体FL1によって、スタック部材33の他端39の近傍が低温となる。その結果、スタック部材33に、温度勾配が形成される。すると、各スタック部材33は、熱音響自励振動を起こし、流路33P内で定常波を発生させる。複数のスタック部材33のうち、スタックユニット30における周縁部分に配置されたスタック部材33は、周縁から熱がスタックユニット30の外部に移動しやすいため、スタックユニット30における中央部分に配置されたスタック部材33よりも温度が低くなる傾向がある。本実施形態において、ホルダ31は、スタック部材33よりも熱伝導率の高い素材で構成されているので、ホルダ31によって、各スタック部材33間に生じる温度差を抑制することができる。
The temperature gradient formed in the
ヒートポンプHPは、原動機PMから音波を供給されて、冷却対象COを冷却する(図1の上段右部参照)。ヒートポンプHPは、原動機PMと略同様の構成を有する。ヒートポンプHPは、第3熱交換器90と、第4熱交換器70と、スタックユニット80と、を備える。第4熱交換器70が、第1熱交換器40に対応する。第3熱交換器90が、第2熱交換器20に対応する。スタックユニット80が、スタックユニット30に対応する。
The heat pump HP is supplied with sound waves from the prime mover PM and cools the cooling target CO (see the upper right part of Figure 1). The heat pump HP has a configuration substantially similar to that of the prime mover PM. The heat pump HP includes a
第3熱交換器90は、ヒートポンプHPの一端において、流体FL1を流通可能であるようにループ管LT1に接続されている(図1の上段右部参照)。第3熱交換器90は、図示しないチラーを備える。第3熱交換器90は、チラーによって流体を流通されて、温度を一定に保たれている。第3熱交換器90は、配管構造PA内の流体FL1であって、第3熱交換器90に接する流体FL1を、あらかじめ定められた範囲の温度に制御する。なお、第3熱交換器90は、第2熱交換器20に備えられたチラーに接続されていてもよい。
The
第4熱交換器70は、ヒートポンプHPの他端において、流体FL1を流通可能であるようにループ管LT2に接続されている(図1の上段右部参照)。第4熱交換器70は、さらに、冷却対象COに接続されている。第4熱交換器70は、配管構造PA内の流体FL1であって、第4熱交換器70に接する流体FL1から熱を奪われて、冷却対象COから熱を奪う。その結果、冷却対象COが冷却される。
The
スタックユニット80は、第4熱交換器70と第3熱交換器90との間の部位に設置されている(図1の上段右部参照)。スタックユニット80は、多数の貫通孔を備えている。それらの貫通孔は、流体FL1を流通させる流路82を構成する。スタックユニット80は、流体FL1を流通可能であるように第4熱交換器70および第3熱交換器90と接続されている。スタックユニット80は、ループ管LT1内の流体FL1によって伝達される定常波の音波によって、温度勾配を形成される。
The
ヒートポンプHPは、以下のように動作する。スタックユニット80の流路82内において、流体FL1は定常波で振動する。流体FL1の微小部分がスタックユニット80の一端88から他端89に向かう向きに移動する際に、流体FL1は断熱膨張する。そして、流体FL1の微小部分の温度は低下する。流体FL1の微小部分は、スタックユニット80の構造から熱を奪う。一方、流体FL1の微小部分がスタックユニット80の他端89から一端88に向かう向きに移動する際に、流体FL1は断熱圧縮される。そして、流体FL1の微小部分の温度は上昇する。流体FL1の微小部分は、スタックユニット80の構造に熱を与える。その結果、流体FL1の振動によって、スタックユニット80の流路82内において、スタックユニット80の他端89から一端88に向かう向きに、熱の移動が生じる。よって、スタックユニット80において、温度勾配が形成される。また、第3熱交換器90によって、スタックユニット80の一端88の近傍の温度は、一定に保たれている。その結果、流体FL1の振動による熱の移動によって、スタックユニット80の他端89の近傍は、冷却される。すると、第4熱交換器70を介して、冷却対象COが冷却される。
The heat pump HP operates as follows. In the flow path 82 of the
流体FL1がスタックユニット80の他端89の近傍から一端88の近傍に移動する際に、流体FL1は断熱圧縮される。その結果、流体FL1の温度が上昇する。流体FL1は、スタックユニット80の一端88の近傍において、第3熱交換器90に熱を与える。第3熱交換器90に与えられた熱は、第3熱交換器90のチラーを介して、外部に放出される。
When the fluid FL1 moves from near the
本実施形態におけるスタックユニット30は、第1熱交換器40と第2熱交換器20とに連通する複数の保持孔31hを有するホルダ31と、第1熱交換器40と第2熱交換器20とに連通する複数の流路32を有し、保持孔毎に少なくとも一部が収容されるスタック部材33と、を有する。このような態様とすれば、スタック部材33の数を増大させることにより、スタック部材33を大きくすることなく、スタックユニット30の機能を向上させることができる。そのため、単純にスタック部材33を大きくすることでスタックを大きくする態様と比べて、スタック部材33にひずみが生じることを抑制できるため、スタック部材33の各流路33Pの内径が不均一になることを抑制できる。従って、スタックユニット30が変換できるエネルギーが低下することを抑制できる。
The
また、本実施形態において、スタック部材は、セラミックで構成されている。そのため、スタック部材33が、セラミックよりも熱伝導率が高い金属で構成されている態様と比べて、エネルギーの変換の効率が高い。一方で、ホルダ31は、セラミックよりも熱伝導率の高い素材で構成されているので、ホルダ31によって、スタック部材33の流路33P方向に直交する方向における断面方向において温度差が生じることを抑制できる。そのため、スタックユニット30内において周縁部分と中央部分とに温度差が生じることを抑制できるため、スタックユニット30が変換できるエネルギーが低下することを抑制できる。
In addition, in this embodiment, the stack member is made of ceramic. Therefore, the efficiency of energy conversion is higher than in an embodiment in which the
また、ホルダ31は、第1熱交換器40と第2熱交換器20とに連通する方向において、複数の金属の板状部材31mが予め定められた隙間を有するように並べられて構成されている。このため、ホルダ31によるスタック部材33の第1熱交換器40と第2熱交換器20とに連通する方向における温度勾配への影響が小さくできる。そのため、スタックユニット30が変換できるエネルギーが低下することを抑制できる。
The
B.他の実施形態:
(B1)図5は、他の実施形態におけるスタックユニット30の概略構成を示す斜視図である。上記実施形態において、ホルダ31は、2つの板状部材31mを備えている。これに限らず、ホルダ31は、図5に示すように、4枚など、3枚以上の板状部材31mを備えていてもよい。また、ホルダ31は、板状部材31mを1枚のみ備えていてもよい。
B. Other embodiments:
(B1) Fig. 5 is a perspective view showing a schematic configuration of a
(B2)図6および図7は、他の実施形態におけるスタックユニット30の概略構成を示す平面図である。図6および図7は、スタックユニット30を流路33P方向に見た場合の平面図である。上記実施形態において、スタックユニット30は、流路33P方向に直交する方向における断面が円形状であり、半径の大きさが同一のスタック部材33を備えている。この代わりに、スタックユニット30は、図6に示すように、流路33P方向に直交する方向における断面の半径の大きさが異なるスタック部材33を備えていてもよい。また、スタックユニット30は、図7に示すように、流路33P方向に直交する方向における断面が六角形の形状であるスタック部材33を備えていてもよい。
(B2) Figures 6 and 7 are plan views showing the schematic configuration of a
(B3)上記実施形態において、ホルダ31は、スタックユニット30の外部から熱エネルギーが供給され、熱エネルギーをスタック部材33に供給してもよい。例えば、ホルダ31は、熱源HSに接続され、熱源HSから熱エネルギーが供給される。ホルダ31は、熱源HSから供給された熱エネルギーをスタック部材33に供給し、スタック部材33の温度勾配を制御する。このような形態とすれば、スタックユニット30の外部から熱エネルギーを取得しない態様に比べて、スタック部材33の温度勾配を容易に制御することができる。
(B3) In the above embodiment, the
(B4)上記実施形態において、ヒートポンプHPにおけるスタックユニット80は、スタックユニット30と同様の構成である。この代わりに、スタックユニット80は、スタック部材33を単純に大きくした構成であってもよい。すなわち、原動機PMにおけるスタックユニット30のみが、ホルダ31と複数のスタック部材33とを備える構成であってもよい。
(B4) In the above embodiment, the
本開示は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present disclosure is not limited to the above-described embodiments, and can be realized in various configurations without departing from the spirit of the present disclosure. For example, the technical features of the embodiments corresponding to the technical features in each form described in the Summary of the Invention column can be replaced or combined as appropriate to solve some or all of the above-described problems or to achieve some or all of the above-described effects. Furthermore, if a technical feature is not described as essential in this specification, it can be deleted as appropriate.
20…第2熱交換器、22…流路、23…ジャケット、24…フィンモジュール、26…流路、30…スタックユニット、31…ホルダ、31h…保持孔、31m…板状部材、32…流路、33…スタック部材、33P…流路、38…一端、39…他端、40…第1熱交換器、42…流路、43…伝熱リング、44…フィンモジュール、70…第4熱交換器、80…スタックユニット、82…流路、88…一端、89…他端、90…第3熱交換器、CO…冷却対象、FL1…流体、FL2…流体、HP…ヒートポンプ、HS…熱源、K1…音波の進行方向を示す矢印、LT1…ループ管、LT2…ループ管、PA…配管構造、PM…原動機、T1…配管、TA…熱音響装置 20...second heat exchanger, 22...flow path, 23...jacket, 24...fin module, 26...flow path, 30...stack unit, 31...holder, 31h...retaining hole, 31m...plate-shaped member, 32...flow path, 33...stack member, 33P...flow path, 38...one end, 39...other end, 40...first heat exchanger, 42...flow path, 43...heat transfer ring, 44...fin module, 70...fourth heat exchanger, 80...stack unit, 82...flow path, 88...one end, 89...other end, 90...third heat exchanger, CO...cooling target, FL1...fluid, FL2...fluid, HP...heat pump, HS...heat source, K1...arrow indicating the direction of sound wave, LT1...loop tube, LT2...loop tube, PA...piping structure, PM...motor, T1...piping, TA...thermoacoustic device
Claims (4)
スタックユニットの一端に配され、前記スタックユニットの前記一端を加熱する、または、前記一端によって冷却される第1熱交換器と、
前記スタックユニットの他端に配され、前記スタックユニットの前記他端を一定の温度に保つ第2熱交換器と、
前記第1熱交換器と前記第2熱交換器との間に配され、熱エネルギーと振動エネルギーとを変換する前記スタックユニットと、を備え、
前記スタックユニットは、
前記第1熱交換器と前記第2熱交換器とに連通する複数の保持孔を有するホルダと、
前記第1熱交換器と前記第2熱交換器とに連通する複数の流路を有し、前記保持孔のそれぞれに少なくとも一部が収容される複数のスタック部材と、を有する、熱音響装置。 1. A thermoacoustic device comprising:
a first heat exchanger disposed at one end of the stack unit and configured to heat the one end of the stack unit or to be cooled by the one end;
a second heat exchanger disposed at the other end of the stack unit and configured to maintain the other end of the stack unit at a constant temperature;
The stack unit is disposed between the first heat exchanger and the second heat exchanger and converts thermal energy and vibration energy,
The stack unit includes:
a holder having a plurality of holding holes communicating with the first heat exchanger and the second heat exchanger;
A thermoacoustic device comprising: a plurality of stack members each having a plurality of flow paths communicating with the first heat exchanger and the second heat exchanger, and at least a portion of the stack members being accommodated in each of the retaining holes.
前記スタック部材は、セラミックで構成されており、
前記ホルダは、セラミックよりも熱伝導率の高い素材で構成されている、熱音響装置。 2. The thermoacoustic device of claim 1,
The stack member is made of ceramic,
The thermoacoustic device, wherein the holder is made of a material having a higher thermal conductivity than ceramic.
前記ホルダは、前記第1熱交換器と前記第2熱交換器とに連通する方向について異なる位置に配されており、前記複数の保持孔の一部を構成する孔をそれぞれ有する、複数の金属の板状部材を、予め定められた隙間をあけて備える、熱音響装置。 3. A thermoacoustic device according to claim 1 or 2,
The holder is a thermoacoustic device that is provided with a plurality of metal plate-shaped members arranged at different positions in a direction communicating with the first heat exchanger and the second heat exchanger, and each of the metal plate-shaped members has a hole that constitutes a part of the plurality of retaining holes, and is spaced apart with a predetermined gap.
前記ホルダは、前記スタックユニットの外部から熱エネルギーが供給され、前記熱エネルギーを前記スタック部材に供給する、熱音響装置。 A thermoacoustic device according to any one of claims 1 to 3,
The holder is a thermoacoustic device that receives thermal energy from outside the stack unit and supplies the thermal energy to the stack member.
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