ループ管方式熱音響冷却システムにおいて局所的な断面積拡大による共鳴モード制御が冷却能力に与える影響について

摘要

One obstacle to practical realization of aloop-tube type thermoacoustic system is insufficient cooling capacity. The system cooling capacity is known to be improved by setting the phase adjuster (PA), which reduces the system cross-section locally. This improvement is considered to occur because setting the PA enables control of the resonance mode and the setting of PA controls to one wavelength. However great dissipation of energy occurs with the PA because of the reduced cross-section. Greater cooling capacity of the system, with less energy dissipation, is expected from control resonance mode. An expanding phase adjuster (EPA), the device proposed herein, can expand the cross-section locally to reduce energy dissipation. The cooling capacity is expected to improve if the EPA can be set to control the resonance mode. After verifying that setting the EPA can control resonance mode, we compare the system set with EPA to that with PA. Results show that the cooling capacity of the system with PA is greater than that with EPA. However, greater cooling capacity is expected by shifting the condition of EPA because the energy used for cooling in the system with EPA is greater than that with PA.%ループ管方式熱音響冷却システムの実用化に向けた課題のーつとして冷却能力の向上が挙げられる.システムにおいて断面積を局所的に縮小するデバイスであるPhase Adjuster (PA)を設置することにより冷却能力が向上することが分かっている.理由として，PA設置により共鳴モードの制御が可能であり，1波長に制御していることが考えられている.しかし，PAは断面積を縮小するデバイスであるためェネルギーの散逸が多い.エネルギーの散逸が少ない共鳴モードの制御が可能であれば，更なる冷却能力の向上が期待される.そこで，散逸を少なくするためにシステム内径を局所的に拡大するデバイスとしてExpanding Phase Adjuster (EPA)を提案した.EPA設置により共鳴モードの制御が可能であれば，更なる冷却能力の向上が期待される.先にEPA設置により共鳴モードの制御が可能であることを確認した.次にPAとEPAをそれぞれ設置したシステムの冷却能力について比較し，検討を行った.結果，EPA設置時に比べPA設置時の冷却能力が高かつた.EPA設置時はPA設置時に比べ冷却部においてェネルギーが大きく減衰するため，EPAの条件により更なる冷却能力が得られると考えられる.