廃熱 (排熱) で発電、冷却が可能な廃熱回生熱音響デバイスの基礎

工場、自動車、工業機械などが使用している熱エネルギーの内、大部分は排熱として未利用のまま捨てられている。これらの捨てている熱を「熱音響機関」を用いて回収し、電気や冷却・加熱に再利用するために研究を行っている。熱音響機関は、これまでのエンジンには無い以下の特徴を有している。

• ピストン等の可動部品ないため、基本的にメンテナンスフリー。
• 産業排熱、自動車排熱、太陽光エネルギー等多様な熱源を利用した高効率な冷却・発電システムを実現できる可能性がある。
• 本質的に高いエネルギー変換効率を有している。
• 音波を用いたノンフロン冷凍を実現可能。
• とても安価な廃熱回生装置の可能性。

　本講演では、熱音響理論を用いた熱音響機関の理解を目指すと同時に、最新の研究成果を紹介する。

1. 熱音響機関の概要
2. 熱音響現象の基礎
   1. 熱音響機関の構造
   2. 管内音波のエントロピー振動
   3. 進行波型 定在波型
   4. 仕事流 熱流
   5. 基礎方程式
   6. Two – sensor法
3. 様々な熱音響機関
   1. 進行波型熱音響機関
   2. 進行波型熱音響冷凍機・ヒーター
   3. 進行波型熱音響発電
   4. 進行波型熱音響機関の多段化
4. 簡単な進行波型熱音響機関の試作
5. 熱音響デバイスの設計
   1. 数値計算
   2. エントロピー流、エントロピー生成
   3. 蓄熱器の熱効率
   4. 熱音響機関の性能評価
6. 熱音響機関の部品的な課題
   1. 蓄熱器
   2. 熱交換器
   3. 発電機
   4. アセンブリ対象
7. まとめ
• 質疑応答・名刺交換