8/28＜未利用排熱の有効利用へ！＞ 熱から発電や冷却が可能な、熱音響装置の基礎

東海大学 総合科学技術研究所 教授　長谷川 真也　氏

＜専門・受賞＞
2010年より東海大学にて熱音響現象に関する研究に従事
受賞歴　日本機械学会奨励賞

＜WebSite＞
http://www.ed.u-tokai.ac.jp/thermoacoustic/ 

 　工場、自動車、船舶などが使用している燃料由来のエネルギーの多くは排熱として未利用のまま捨てられています。
　これらの捨てている熱を「熱音響デバイス」を用いることで、電力や冷却・加熱に再利用するための研究を行っています。 　
　熱音響現象を利用すると「熱入力から音波を介して仕事を取り出す熱機関」や「音波を入力することで熱を汲み上げるヒートポンプ（冷却・加熱）」を実現することができます。
　そのため、以下の特徴を持っています。
● 熱と仕事のエネルギー変換を行う際にピストンやタービン等の機械部品を必要としないため、本質的にメンテナンスフリーです。
● 工場排熱、自動車排熱、太陽光熱等、多様な熱源を利用したヒートポンプ（冷却・加熱）や発電システムを実現できる可能性があります。
● 本質的に高いエネルギー変換効率（先行研究では熱→音響パワー変換効率で30%以上）を有しています。
● 可動部を有することなく、非温暖化ガスを用いたヒートポンプ（冷却・加熱）を実現可能です。
　本講義では、熱音響現象の概要を学びます。また簡易な装置の構築方法も学びます。講義の中で熱音響機関、熱音響ヒートポンプ、熱音響発電機を具体的に紹介します。

１．熱音響装置の概要

２．熱音響現象の基礎
　2.1 熱境界層と流路半径
　2.2 進行波を利用した熱音響現象と音響パワー，比音響インピーダンス
　2.3 エネルギー流
　2.4 基礎方程式
　2.5 仕事源と熱流の数式表現
　2.6 Two-sensor法

３．熱音響機関、熱音響ヒートポンプ、熱音響発電機
　3.1 進行波型熱音響機関
　3.2 多段熱音響機関
　3.3 熱音響冷却機
　3.4 熱音響発電機
　3.5 相変化型熱音響機関

４．簡単な進行波型熱音響機関の試作

５．熱音響機関の熱効率に影響を与える要素

　　□質疑応答□

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