熱音響効果を用いた音響冷却現象の実験的検討

摘要

熱音響効果を用いた，音響冷却現象について実験的検討を行った．製作した熱音響冷却システムは金属製のループ管で構成し，全長は約3.2mとした．管内に2個のスタックを設置し，スタック1に急激な温度勾配をつくった．スタック1につくられた急激な温度勾配によって発生した流体の揺らぎが管内を周回し，伝搬することによって，ループ管は共鳴した．スタック2では発生した音波による冷却現象を観察した．ループ管内で生成された音場における時間波形，空間分布並びに温度の時間変化の測定を行った．音圧分布の測定にはプローブマイクロホンを用い，管内温度の測定にはK型熱電対を用いた．製作した熱音響システムによって，およそ16 度の温度低下に成功した．このような音響冷却現象を用いると新しい冷却システムの構築が可能となり，稼働部が無いなど，従来の冷却システムと異なる多くの利点を持つため，様々な応用が考えられる．