熱音響海却システムの小型化に関する検討: 強制駆動によるヒートポンプ効果についての考察

摘要

本研究では，熱音響冷却システムの小型化について検討を行った．熱音響冷却システムの一つであるループ管では，管内に発生する音波の周波数が全長と逆比例の関係を成すため，小型化すると周波数が高くなる．周波数が高くなると，ヒートポンプで効率良く冷却を行うための最適条件が変わる．本研究では，ヒートポンプの冷却効率に関係するパラメータであるωτと設置位置に着目し，これらのパラメータに関する冷却温度特性の測定を行った．実験結果から，ヒートポンプスタックの朗や蘭層位置を調整することで，100mn程度まで小型化したとき，わずかではあるが温度低下が確認された．また，スタックのωτによって，冷却温度が最大となる設置位置が異なる結果が得られた．この結果から，ωτや管内の音湯は，ヒートポンプの設計指針として適用できると考えられる．%Experimental investigation was carried out to miniature thermoacoustic cooling system. The loop tube cooling system is one of the thermoacoustic cooling system. In the loop tube, relationship between frequency and total length is inverse proportional. Therefore the frequency becomes high when the system is miniaturized. From this reason, the optimal condition to cool efficiently changes at the heat pump. In this research, we focused on two parameters. One is the ωτ and the other is installation position of stack. These parameters relate to cooling efficiency. Then we measured cooling property relevant to these parameters. From experimental results, when the system was miniaturized up to approximately 100 mm, minimal temperature decrease was confirmed by adjusting ωτ and installation position. And the optimal installation position of stack was different by ωτ. From this , it is expected that ωτ and sound field can be applied as a design manual of heat pump.