局所的に外管径を拡大させた同軸型熱音響システムの検討

摘要

熱音響システムは，工場廃熱等の未利用エネルギーを駆動源として発電や冷却を行うことができるため,地球環境問題を解決できる可能性を持つ.本研究グループでは熱音響システムの適用範囲拡大に向けて，小型化が容易な同軸型熱音響システム（同軸型）の研究を行っている.先行研究では，同軸型の冷却能力向上を目的とし，システムの駆動源であるプライムムーバ（PM)の設置位置を変更した.PM設置位置によって冷却能力が向上することを確認したが，PM設置位置によっては粘性境界層の影響により，基本モードから二次モードに共鳴が移行して冷却能力が低下することが示唆された.本報告では，共鳴モードの移行を抑制するため共鳴管を局所的に拡大し，二次モードが励振しにくい境界条件を付与した.これにより，二次モードの発生を抑制することが確認できた.また，粘性境界層の厚み増加によるPM細管流路の閉塞を抑制することができ，基本モードの音圧を上昇させることも確認した.