熱音響エンジンの低温度駆動に向けた検討: 並列接続型ダブルスタックループ管が発振温度比に及ぼす影響

摘要

熱音響システムは，スタックの両端の温度比を徐々に増加させていき，臨界値を超えると音波が発振し始める.この温度比を発振温度比と呼ぶ.工場の排熱利用に向けた熱音響システムの実用化には，この発振温度比を低下させることが必要である.過去の研究より，直列にプライムムーバーが複数設置されている熱音響システムが考案された.このシステムは発振温度比を減少させることができると報告されている.しかし，熱の入力部が複数必要であるため，熱の伝搬損失が多くなると考えられる.そこで，熱源1つで2つのプライムムーバーを可動できる並列接続型ダブルスタックループ管システムを提案した.このシステムは，プライムムーバーが並列に接続されているため，熱源が1箇所で駆動が可能となる.通常のループ管熱音響システムと比較した結果，発振温度比が2.2から1.85まで低下することが確認された.%As the temperature ratio of the both ends of the stack increases gradually and reaches a critical value, sound waves begin to oscillate in the thermoacoustic system. This temperature ratio is called the onset temperature ratio. It is necessary to decrease the onset temperature ratio for practical use of the thermoacoustic system. In a previous study, thermoacoustic system with series connected a number of prime movers was designed. This system can decrease the onset temperature ratio. However, it is considered that the heat loss increase when the heat is carried to a number of high heat exchangers. In this report, loop-tube thermoacoustic system connected with parallel double stacks (parallel loop) was proposed. This system can drive two prime movers by one heat input part because it is connected prime movers in parallel. Comparing normal loop-tube system, we confirmed that new system can drive by lower temperature ratio: parallel loop is 1.85 and normal loop is 2.2.