熱音響デバイスの概要

工場、自動車、船舶などが使用している燃料由来のエネルギーの半分以上は排熱として未利用のまま捨てられています。
これらの捨てている熱を「熱音響デバイス」を用いることで、電力や冷却・加熱に再利用するための研究を行っています。  
熱音響現象を利用すると「熱入力から音波を介して仕事を取り出す熱機関」や「音波を入力することで熱を汲み上げるヒートポンプ(冷却・加熱)」を実現することができます。
そのため、以下の特徴を持っています。
● 熱と仕事のエネルギー変換を行う際にピストンやタービン等の機械部品を必要としないため、本質的にメンテナンスフリーです。
● 工場排熱、自動車排熱、太陽光熱等、多様な熱源を利用したヒートポンプ(冷却・加熱)や発電システムを実現可能です。
● 本質的には可逆サイクルであるため、高いエネルギ変換効率(先行研究では30%以上)を有しています。
● 可動部を有することなく、非温暖化ガスを用いたヒートポンプ(冷却・加熱)を実現可能です。

熱音響現象とは

細管の片方をある温度以上まで加熱し片方を冷やすと、管の中の気体が不安定になり振動を開始します。この振動がピストンの代わりとなり、熱と仕事のエネルギー変換が行われます。

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熱音響ヒートポンプ

細管に音波を入力することで、熱を汲み上げるヒートポンプ(冷却・加熱)を実現することができます。熱音響エンジンと熱音響ヒートポンプをつなげると、熱入力から冷却や加熱が可能なデバイスを作ることができます。


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熱音響発電機

熱音響エンジンは音波を出力します。音波、即ち「空気の振動」を「電力」に変換することで排熱からの発電をすることができます。


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NEWS一覧

日付からリンクします

 2022/10/5

  資料のページに富永先生が執筆された資料「熱電気現象の熱力学」をアップしました

 2022/9/7

  資料のページに富永先生が執筆された資料「濡れた蓄熱器の熱音響理論」をアップしました

 2021/2/22

  資料のページに富永先生が執筆された資料「熱音響現象:私の理解」をアップしました

 2020/11/21

  ホームページをリニューアルしました