分割スタックによる熱音響システムの高効率化に向けた検討

摘要

熱音響現象とは，熱と音波の相互エネルギー変換現象である．この現象を実現するキーデバイスであるスタック内では，温度勾配のある細管内を伝搬する音波が，細管壁との間で熱交換を行いエンジンや冷凍機の機能を実現させている．スタックにおけるエネルギー変換効率を向上させるために，スタックを流路軸に対し垂直に分割した分割スタックを提案した．分割スタックにおいては，スタックの材質に対して熱伝導率が十分に低い空気層をスタック間に挟むことで，より急峻な温度勾配をスタック内に形成することが可能となる．無分割スタックに比べて，高効率な熱音響システムが実現できることが確認されている．本報告では，分割スタックの更なる効率向上を目指し，熱音響システム設計に関わるキーパラメータであるの ωτ と分割の関係について着目し，スタック分割の最適位置，ならびにの ωτ について実験的な検討を進めた結果について述べる．