(57)【要約】【課題】より安定して動作させることができるようにする。【解決手段】エネルギー変換部４１は、作動流体が導入される複数の細管を有する蓄熱器を備え、複数の細管内に導入される作動流体の量を、複数の細管に作動流体を導入できる最大量の半分以下となるよう調整する。これにより、複数の細管に生じる液塞ぎが低減する。また、音響伝達管２０に複数のエネルギー変換部４１を配置する。これにより、液塞ぎが生じても、他のエネルギー変換部で生じる作動流体の流体流れで液塞ぎを解消する。【選択図】図２
2020118307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝縮性流体を含む作動流体が封入された音響伝達管（２０）と、前記音響伝達管内に配置され、熱エネルギーを音響エネルギーに変換するエネルギー変換部（４１）と、前記エネルギー変換部の一端面と他端面の間に温度差を生じさせる温度差形成部（４２、４３）と、を備え、
前記エネルギー変換部は、前記作動流体が導入される複数の細管を有する蓄熱器を備え、
前記複数の細管内に導入される前記作動流体の量は、前記複数の細管に前記作動流体を導入できる最大量の半分以下となるよう調整される熱音響装置。
【請求項２】
前記複数の細管内に導入される前記作動流体の流量を調整する供給量調整装置（９１１）を備えた請求項１に記載の熱音響装置。
【請求項３】
前記複数の細管内に導入される前記作動流体の流量を前記複数の細管に前記作動流体を導入できる最大量の半分以下に調整するよう前記供給量調整装置を制御した後、前記複数の細管内に導入される前記作動流体の流量を増加させる制御部（８０）を備えた請求項２に記載の熱音響装置。
【請求項４】
前記音響伝達管に封入された前記作動流体の圧力を測定する圧力測定部（６１０）を備え、
前記制御部は、前記圧力測定部により測定された前記作動流体の圧力に基づいて前記複数の細管内に導入される前記作動流体の流量を調整する請求項３に記載の熱音響装置。
【請求項５】
前記音響伝達管の一部が環状になっており、
前記音響伝達管は、直線状の共鳴管（２３）を有し、
前記共鳴管の一端は、環状になった前記音響伝達管の一部と連結されており、
前記圧力測定部は、環状になった前記音響伝達管の一部と前記共鳴管の一端との連結部から最も離れた部位の前記作動流体の圧力を測定する請求項４に記載の熱音響装置。
【請求項６】
前記音響伝達管に封入された前記作動流体の流速を測定する流速測定部（６０２、６０３）を備え、
前記制御部は、前記流速測定部により測定された前記作動流体の流速に基づいて前記複数の細管内に導入される前記作動流体の流量を調整する請求項３に記載の熱音響装置。
【請求項７】
前記音響伝達管の一部が環状になっており、
前記音響伝達管は、直線状の共鳴管（２３）を有し、
前記共鳴管の一端は、環状になった前記音響伝達管の一部と連結されており、
前記流速測定部は、前記共鳴管の中央部の前記作動流体の流速を測定する請求項６に記載の熱音響装置。
【請求項８】
前記音響伝達管の一部が環状になっており、
前記音響伝達管は、一端が大気開放された直線状の共鳴管（２３）を有し、
前記共鳴管の一端は、環状になった前記音響伝達管の一部と連結されており、
前記流速測定部は、環状になった前記音響伝達管の一部と前記共鳴管の一端との連結部よりも大気開放された前記一端に近い部位の前記作動流体の流速を測定する請求項６に記載の熱音響装置。
【請求項９】
前記流速測定部は、前記音響伝達管の前記作動流体が流れる流路の中央部における前記作動流体の流速を測定する請求項６ないし８のいずれか１つに記載の熱音響装置。
【請求項１０】
前記エネルギー変換部の高温側の端面の温度を検出する温度センサ（６２０）を備え、
前記制御部は、前記温度センサにより検出された前記エネルギー変換部の高温側の端面の温度に基づいて前記複数の細管内に導入される前記作動流体の流量を調整する請求項３に記載の熱音響装置。
【請求項１１】
前記音響伝達管から前記作動流体を取り出すとともに前記音響伝達管から取り出した前記作動流体を前記音響伝達管に戻す配管（９０１、９０２）と、
前記配管の内部を流れる前記凝縮性流体を気化させる気化器（９０ａ）と、を備え、
前記気化器により気化した気相の前記凝縮性流体が前記複数の細管内に導入される請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の熱音響装置。
【請求項１２】
前記配管の途中に配置され前記作動流体を溜める貯液部（９２）と、
前記貯液部に貯液された前記作動流体の水位を計測する水位センサ（６３）と、を備え、
前記制御部は、前記水位センサにより測定された前記作動流体の水位に基づいて前記複数の細管内に導入された前記作動流体の量を推定する請求項１１に記載の熱音響装置。
【請求項１３】
前記配管を流れる前記作動流体の流速を測定する流速センサ（６００、６０１）を備え、
前記制御部は、前記流速センサにより測定された前記作動流体の流速に基づいて前記複数の細管内に導入される前記作動流体の量を推定する請求項１１に記載の熱音響装置。
【請求項１４】
前記気化器により気化した気相の前記凝縮性流体が前記エネルギー変換部の高温側の端面から前記複数の細管内に導入される請求項１１ないし１３のいずれか１つに記載の熱音響装置。
【請求項１５】
前記供給量調整装置は、前記配管の内部を流れる前記作動流体の流量を調整する開閉バルブにより構成されている請求項１１ないし１４のいずれか１つに記載の熱音響装置。
【請求項１６】
前記作動流体が導入される前記複数の細管に流入した前記作動流体を前記音響伝達管の外部に排出する脱水装置（６５）を備えた請求項１ないし１５のいずれか１つに記載の熱音響装置。
【請求項１７】
前記音響伝達管の内部よりも圧力の低い低圧容器を有し、前記作動流体が導入される複数の細管に流入した前記作動流体を前記低圧容器に排出する負圧式脱水装置（６６）を備えた請求項１ないし１６のいずれか１つに記載の熱音響装置。
【請求項１８】
前記温度差形成部は、前記エネルギー変換部の一端面を加熱する加熱装置（４３）を備え、
前記加熱装置は、前記エネルギー変換部の一端面の温度が前記凝縮性流体の沸点以上となるよう前記エネルギー変換部の一端面を加熱する請求項１ないし１７のいずれか１つに記載の熱音響装置。
【請求項１９】
凝縮性流体を含む作動流体が封入された音響伝達管（２０）と、前記音響伝達管内に配置され、熱エネルギーを音響エネルギーに変換するエネルギー変換部（４１）と、前記エネルギー変換部の一端面と他端面の間に温度差を生じさせる温度差形成部（４２、４３）と、を備え、
前記エネルギー変換部は、前記作動流体が導入される複数の細管を有する蓄熱器を備え、
前記音響伝達管に複数の前記エネルギー変換部が配置されている熱音響装置。
【請求項２０】
前記複数の前記エネルギー変換部のうち少なくとも１つの前記エネルギー変換部は、乾燥状態の前記蓄熱器を備えている請求項１９に記載の熱音響装置。
【請求項２１】
前記複数の前記エネルギー変換部のうち少なくとも１つの前記エネルギー変換部は、濡れ状態の前記蓄熱器を備え、
前記乾燥状態の前記蓄熱器が前記濡れ状態の前記蓄熱器より音響パワー流れの下流側に配置されている請求項２０に記載の熱音響装置。
【請求項２２】
前記蓄熱器の高温側の端面を加熱する高温のガスが流れる排気管（３）を備え、
前記濡れ状態の前記蓄熱器よりも前記排気管を流れる高温の排気ガスのガス流れ上流側に前記乾燥状態の前記蓄熱器が配置されている請求項２１に記載の熱音響装置。
【請求項２３】
前記音響伝達管の内周面と前記蓄熱器との間に前記作動流体に含まれる前記凝縮性流体を溜める液溜まり（４１１ｂ）が設けられている請求項１ないし２２のいずれか１つに記載の熱音響装置。
【請求項２４】
前記音響伝達管の内周面と前記蓄熱器との間に隙間（４１１ａ）が設けられている請求項１ないし２３のいずれか１つに記載の熱音響装置。
【請求項２５】
前記細管は、上下方向に延びるように配置され、
前記細管のうち、上下方向下側に位置する前記細管の口径が、該細管よりも上下方向上側に位置する前記細管の口径よりも大きくなっている請求項１ないし２４のいずれか１つに記載の熱音響装置。
【請求項２６】
前記エネルギー変換部の低温側の端面側の前記細管の口径が、前記エネルギー変換部の高温側の端面側の前記細管の口径よりも大きくなっている請求項１ないし２５のいずれか１つに記載の熱音響装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱音響装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載された相変化型熱音響装置がある。この装置は、非凝縮性流体と凝縮性流体を混合させた作動流体が充填された管と、管の内部に配置され複数の細管を束状にしたエネルギー変換装置と、を備えている。
【０００３】
そして、エネルギー変換装置の両端に温度差を形成するとともに管に充填された作動流体に含まれる凝縮性流体でエネルギー変換装置を濡らすことで、エネルギー変換装置内で凝縮性流体の相変化を引き起こさせ、外部から供給される熱エネルギーを音響エネルギーに変換している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−７４７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載された装置は、熱エネルギーを音響エネルギーに変換する際に作動流体の蒸発および凝縮によって作動流体が充填された管の内部で加圧と減圧を繰り返し共鳴を生じさせる。しかし、安定的に共鳴しない場合があるという問題があった。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みたもので、より安定して動作させることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、凝縮性流体を含む作動流体が封入された音響伝達管（２０）と、音響伝達管内に配置され、熱エネルギーを音響エネルギーに変換するエネルギー変換部（４１）と、エネルギー変換部の一端面と他端面の間に温度差を生じさせる温度差形成部（４２、４３）と、を備え、エネルギー変換部は、作動流体が導入される複数の細管を有する蓄熱器を備え、複数の細管内に導入される作動流体の量は、複数の細管に作動流体を導入できる最大量の半分以下となるよう調整される。
【０００８】
上記した構成によれば、複数の細管内に導入される作動流体の量は、複数の細管に作動流体を導入できる最大量の半分以下となるので、作動流体による細管内の液塞ぎが抑制され、より安定して動作することができる。
【０００９】
また、上記目的を達成するため、請求項１９に記載の発明は、凝縮性流体を含む作動流体が封入された音響伝達管（２０）と、音響伝達管内に配置され、熱エネルギーを音響エネルギーに変換するエネルギー変換部（４１）と、エネルギー変換部の一端面と他端面の間に温度差を生じさせる温度差形成部（４２、４３）と、を備え、エネルギー変換部は、作動流体が導入される複数の細管を有する蓄熱器を備え、音響伝達管に複数のエネルギー変換部が配置されている。
【００１０】
上記した構成によれば、音響伝達管に複数のエネルギー変換部が配置されているので、１つのエネルギー変換部において作動流体による液塞ぎが生じても、他のエネルギー変換部で生じる作動流体の流体流れで液塞ぎを解消することが可能であり、より安定して動作することができる。
【００１１】
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る熱音響装置を用いて構成された冷風吹出装置を搭載した車両の様子を示した図である。
【図２】第１実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図３】エネルギー変換装置としての蓄熱器が保持できる作動流体の液量に対する給液量である保水率を変化させた際の圧力変動の測定値を示した図である。
【図４】保水率が０．５以下となっており、蓄熱器の細管流路に液塞ぎができていない様子を表した図である。
【図５】保水率が０．５より大きくなっており、蓄熱器の細管流路に液塞ぎができている様子を表した図である。
【図６】蓄熱器の細管流路の液塞ぎについて説明するための図である。
【図７】第２実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図８】第３実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図９】第３実施形態に係る熱音響装置のＥＣＵのフローチャートである。
【図１０】圧力センサの圧力測定部位について説明するための図である。
【図１１】圧力センサの圧力測定部位について説明するための図である。
【図１２】第４実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図１３】第４実施形態に係る熱音響装置のＥＣＵのフローチャートである。
【図１４】流速センサの流速測定部位について説明するための図である。
【図１５】流速センサの流速測定部位について説明するための図である。
【図１６】流速センサの流速測定部位について説明するための図である。
【図１７】流速センサの流速測定部位について説明するための図である。
【図１８】流速センサの流速測定部位について説明するための図である。
【図１９】第５実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図２０】第６実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図２１】第６実施形態に係る熱音響装置のＥＣＵのフローチャートである。
【図２２】第７実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図２３】第７実施形態に係る熱音響装置のＥＣＵのフローチャートである。
【図２４】第８実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図２５】第８実施形態に係る熱音響装置のＥＣＵのフローチャートである。
【図２６】第９実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図２７】第９実施形態に係る熱音響装置の変形例を示した図である。
【図２８】第１０実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図２９】第１１実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図３０】第１２実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図３１】第１２実施形態に係る熱音響装置のＥＣＵのフローチャートである。
【図３２】第１３実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図３３】第１４実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図３４】ポンプ能力が大きい場合の入熱側ループ管の内壁面に付着した作動流体７を表した図である。
【図３５】ポンプ能力が小さい場合の入熱側ループ管の内壁面に付着した作動流体７を表した図である。
【図３６】第１５実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図３７】蓄熱器の細管内の液塞ぎについて説明するための図である。
【図３８】第１５実施形態に係る熱音響装置の比較構成を示した図である。
【図３９】蓄熱器の細管内の液塞ぎについて説明するための図である。
【図４０】第１６実施形態に係る熱音響装置の比較構成を示した図である。
【図４１】第１６実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図４２】第１７実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図４３】第１８実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図４４】乾燥状態の蓄熱器と濡れ状態の蓄熱器の配置について説明するための図である。
【図４５】第１９実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図４６】第２０実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図４７】第２１実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図４８】第２２実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図４９】原動機の冷却装置に防水コーティングを施した変形例を示した図である。
【図５０】原動機の冷却装置に防腐食コーティングを施した変形例を示した図である。
【図５１】第２３実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図５２】第２４実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図５３】第２５実施形態に係る熱音響装置の蓄熱器が配置された部位の入熱側ループ管の概略断面構成を示した図である。
【図５４】第２５実施形態に係る熱音響装置の蓄熱器が配置された部位の入熱側ループ管の概略断面構成を示した図である。
【図５５】第２６実施形態に係る熱音響装置の蓄熱器が配置された部位の入熱側ループ管の概略断面構成を示した図である。
【図５６】第２６実施形態に係る熱音響装置の蓄熱器が配置された部位の入熱側ループ管の概略断面構成を示した図である。
【図５７】第２７実施形態に係る熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図５８】作動流体の供給量が抑制され作動流体が微粒化されることにより蓄熱器の細管内の液塞ぎが防止される様子を示した図である。
【図５９】変形例の熱音響装置の概略構成を示した図である。
【図６０】変形例の熱音響装置の概略構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。
【００１４】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る熱音響装置について図１〜図６を用いて説明する。図１に示すように、本実施形態に係る熱音響装置１は、音響伝達管２０と、この音響伝達管２０の内部に配置された原動機４０および消費部５０と、を備えている。熱音響装置１は、原動機４０にて自動車２に搭載されたエンジン９０の熱エネルギーを音響パワーに変換するとともに、再度、消費部５０にて音響パワーを熱エネルギーに変換して自動車２の車室内に冷風を吹き出す冷風吹出装置として構成されている。
【００１５】
本実施形態の熱音響装置１は、図２に示すように、音響伝達管２０、原動機４０、消費部５０、貯液部９２、熱交換器９０ａ、供給量調整装置９１１、開閉バルブ９１２、配管９０１、９０２を備えている。
【００１６】
本実施形態の音響伝達管２０は、ループ状の入熱側ループ管２１と、ループ状の消費側ループ管２２と、各ループ管２１〜２２を接続する共鳴管２３と、を有している。入熱側ループ管２１の内部空間と、共鳴管２３の内部空間と、消費側ループ管２２の内部空間は連通している。音響伝達管２０の内部には、作動流体７が封入されている。作動流体７は、気液相変化を生じる凝縮性流体と非凝縮性流体とを含んでいる。
【００１７】
凝縮性流体は、音響伝達管２０内部において、温度や飽和蒸気圧に応じて気相状態と液相状態との間で相変化する。凝縮性流体としては、例えば、水、炭酸、フロン等を用いることができる。
【００１８】
非凝縮性流体は、音響伝達管２０内部において、常に気相状態となる。非凝縮性流体としては、例えば、窒素、ヘリウム、ネオン、アルゴン、空気、水素や、これらの混合物を用いることができる。
【００１９】
本実施形態の熱音響装置１は、音響パワーが入熱側ループ管２１の内部を巡回するとともに消費側ループ管２２の内部を巡回する。具体的には、音響パワーの一部は入熱側ループ管２１の内部を巡回し、音響パワーの残りの一部は共鳴管２３を通過して消費側ループ管２２を巡回する。
【００２０】
入熱側ループ管２１には、音響パワーを増幅する原動機４０が配置されている。原動機４０は、蓄熱器４１の両端部間に温度勾配を形成して作動流体７の音響パワーを増幅させるものである。なお、原動機４０は、蓄熱器４１の一端側の端部と、冷却装置４２側の端部との間に生じる温度差による熱エネルギーを音響パワーに変換しているとみなすこともできる。冷却装置４２は、温度差形成部に相当する。
【００２１】
原動機４０は、入熱側ループ管２１に設けられている。原動機４０は、蓄熱器４１および冷却装置４２を備えている。なお、蓄熱器４１は、エネルギー変換部に相当する。
【００２２】
蓄熱器４１は、作動流体７を保液する。蓄熱器４１は、複数の細管を束状にしたものである。蓄熱器４１の細管の束は、小さな流路を有するものであれば良く、例えば、ステンレス等の金属をメッシュ状にして積層したものとして構成することもできる。また、蓄熱器４１は、例えば、ハニカムセラミックスを用いて構成することもできる。
【００２３】
蓄熱器４１には、不図示の液体供給器が接続されている。この液体供給器は、蓄熱器４１の流路を液体で濡らす装置である。液体供給器には、蓄熱器４１の流路に供給するための液体が備えられている。液体としては、例えば、水やアルコールを使用することができる。
【００２４】
蓄熱器４１の細管流路を液体で濡らすと細管内で液体が拡散する。この拡散現象により熱エネルギーが音響エネルギーに変換される。
【００２５】
冷却装置４２は、蓄熱器４１の他端側に隣接して音響伝達管２０の管路に設けられ、蓄熱器４１の他端部の熱を外部に放出するものである。すなわち、冷却装置４２は、冷却水や空気等を用いて蓄熱器４１の他端の熱を外部に放出して冷却する機能を有している。冷却装置４２は、例えば、冷却用の熱交換器から構成される。
【００２６】
冷却装置４２としては、例えば、メッシュ板等の多数枚の金属板が微小ピッチで積層された構成とされている。この冷却装置４２は、その周囲に不図示の冷却ブラケットが配置されている。この冷却ブラケットには図示しない冷却水路が接続されている。そして、冷却装置４２は、冷却水路を流れる冷却水により、一定の冷却温度を維持する構成となっている。
【００２７】
消費部５０は、消費側ループ管２２に設けられている。消費部５０は、蓄熱器５１、冷却装置５２および加熱装置５３を備えている。なお、蓄熱器５１および冷却装置５２は、それぞれ蓄熱器４１および冷却装置４２と同様の構成とすることができる。
【００２８】
消費部５０は、音響パワーを消費するものである。消費部５０は、音響パワーを消費する際に、蓄熱器５１の両端に温度差が生じる。具体的には、冷却装置５２にて冷熱が発生し、加熱装置５３にて発熱する。冷却装置５２にて発生する冷熱または加熱装置５３にて発生した熱によって車室内空間の空調を行うことが可能である。
【００２９】
なお、ここでは、消費部５０によって音響パワーを熱エネルギーに変換しているが、例えば、消費部５０に代えて発電装置を設けることによって電気エネルギーや運動エネルギーに変換することもできる。
【００３０】
加熱装置５３は、蓄熱器５１の一端側に隣接して音響伝達管２０の管路に設けられ、蓄熱器５１の加熱装置５３側の端部を加熱するものである。本実施形態の加熱装置５３は、ＥＣＵ８０によって制御される電源８１から供給される電力に応じて作動する電気ヒータにより構成されている。加熱装置５３は、例えば、加熱用の熱交換器により構成することもできる。加熱装置５３は、例えば、メッシュ板等の多数枚の金属板が微小ピッチで積層された構成とされる。
【００３１】
貯液部９２は、蓄熱器４１と熱交換器９０ａとを接続する配管９０２に設けられている。また、配管９０２には、開閉バルブ９１２と供給量調整装置９１１も設けられている。開閉バルブ９１２が開状態になると冷却装置４２によって冷却された作動流体７が配管９０２に流入する。そして、配管９０２に流入した作動流体７は、貯液部９２にて貯液される。
【００３２】
供給量調整装置９１１は、貯液部９２に貯液された作動流体７が熱交換器９０ａに流入する流量を調整する。供給量調整装置９１１および開閉バルブ９１２は、ＥＣＵ８０によって制御される。
【００３３】
熱交換器９０ａは、供給量調整装置９１１を介して貯液部９２から供給される作動流体７と熱源としてのエンジン９０との熱交換によって作動流体７を加熱する。熱交換器９０ａは、気化器に相当する。
【００３４】
熱交換器９０ａによって加熱された作動流体７は気化した後、配管９０１を通って入熱側ループ管２１に流入する。
【００３５】
ＥＣＵ８０の制御により供給量調整装置９１１の供給流量が減少すると、貯液部９２から熱交換器９０ａに流入する作動流体７の流量も減少する。したがって、熱交換器９０ａを通って入熱側ループ管２１に流入する作動流体７の流量も減少する。
【００３６】
また、ＥＣＵ８０の制御により供給量調整装置９１１の供給流量が増加すると、貯液部９２から熱交換器９０ａに流入する作動流体７の流量も増加する。したがって、熱交換器９０ａを通って入熱側ループ管２１に流入する作動流体７の流量も増加する。
【００３７】
次に、本熱音響装置１の作動について説明する。
【００３８】
ＥＣＵは、冷却装置４２に設けられた冷却水路に冷却水を供給して冷却装置４２を冷却する。これにより、蓄熱器４１の両端に温度差が生じる。
【００３９】
次に、蓄熱器４１に接続された液体供給器から蓄熱器４１に液体を供給して蓄熱器４１の流路を濡らす。これにより、音響伝達管２０の内部で原動機４０に伝達された音響パワーは、原動機４０で増幅する。なお、熱音響装置１の駆動中は、気体の凝縮と蒸発を効率よく生じさせるため、蓄熱器４１の流路に液体を供給し続けることが好ましい。
【００４０】
なお、消費部７０は、蓄熱器４１により熱エネルギーから変換された音響エネルギーを電気エネルギーに変換して消費する。
【００４１】
また、本熱音響装置１は、冷却装置４２によって冷却された作動流体７が配管９０２に流入して貯液部９２にて貯液される。そして、貯液部９２にて貯液された作動流体７は、熱交換器９０ａにてエンジン９０の熱によって加熱され、蒸発して入熱側ループ管２１に流入する。
【００４２】
このような熱音響装置１において、熱エネルギーを音響エネルギーに変換する際に作動流体７が充填された音響伝達管２０の内部で加圧と減圧を繰り返し共鳴を生じさせる。しかし、安定的に共鳴しない場合があるという問題があった。
【００４３】
そこで、本発明者らは、鋭意検討を行った結果、凝縮性流体の表面張力により蓄熱器４１の細管流路に液塞ぎができてしまうことが原因であることを見出した。
【００４４】
図３は、エネルギー変換装置としての蓄熱器４１が保持できる作動流体７の液量に対する給液量である保水率を変化させた際の圧力変動の測定値を示した図である。この図より、保水率が０．５よりも大きくなると圧力変動が低下することが分かる。つまり、保水率を０．５以下にすることで作動流体７が充填された音響伝達管２０の内部で加圧と減圧を繰り返し安定的に共鳴を生じさせることが可能となることが分かった。
【００４５】
図４は、保水率が０．５以下となっており、蓄熱器４１の細管流路に液塞ぎができていない様子を表している。このような状態では、安定的に共鳴を生じさせることが可能であり、熱音響装置１は安定して作動する。
【００４６】
また、図５は、保水率が０．５より大きくなっており、蓄熱器４１の細管流路に液塞ぎができている様子を表している。このような状態では、安定的に共鳴しない場合が生じ、熱音響装置１は安定して作動しない場合がある。
【００４７】
そこで、本熱音響装置１は、蓄熱器４１の細管内に導入される作動流体の流量を制限する開閉バルブ９１２を備え、この開閉バルブ９１２により蓄熱器４１の細管内に導入される作動流体７の量が、蓄熱器４１の細管に作動流体７が導入される最大量の半分以下となるよう調整されている。
【００４８】
このような熱音響装置１においては、共鳴が開始された後には、蓄熱器４１の細管流路を塞ぎにくくなるが、特に共鳴が開始される前に蓄熱器４１の細管内に導入される作動流体７の量が多いと蓄熱器４１の細管流路に液塞ぎが生じやすい。
【００４９】
そこで、本熱音響装置１は、蓄熱器４１の細管内に導入される作動流体７の流量を制限する供給量調整装置９１１を備えている。そして、制御部８０は、この供給量調整装置９１１を制御して蓄熱器４１に供給する作動流体７の流量を調整する。具体的には、共鳴が開始される前に、作動流体７が蓄熱器４１から排出されるよう供給量調整装置９１１から熱交換器９０ａに流入する作動流体７の流量を制限する。これにより蓄熱器４１の細管内に液塞ぎが生じにくくなり、安定して熱音響装置１を作動させることが可能となる。
【００５０】
また、ＥＣＵ８０は、蓄熱器４１の細管内に導入される作動流体７の流量を制限するよう供給量調整装置９１１を制御した後、蓄熱器４１の細管内に導入される作動流体の流量を増加させる。これにより、より大きな音響エネルギーを得ることが可能となる。
【００５１】
なお、図６（ａ）に示すように蓄熱器４１の細管流路に液塞ぎができていない状態から図６（ｂ）に示すように表面張力によって蓄熱器４１の細管流路に液塞ぎができた場合でも、図６（ｃ）に示すように作動流体の流体流れによって流路を確保することが可能である。
【００５２】
以上、説明したように、本熱音響装置１は、凝縮性流体を含む作動流体が封入された音響伝達管２０と、音響伝達管２０内に配置され、熱エネルギーを音響エネルギーに変換するエネルギー変換部４１と、を備えている。また、エネルギー変換部４１の一端面と他端面の間に温度差を生じさせる温度差形成部４２を備えている。また、エネルギー変換部は、作動流体が導入される複数の細管を有する蓄熱器を備え、複数の細管内に導入される作動流体の量は、複数の細管に作動流体を導入できる最大量の半分以下となるよう調整される。
【００５３】
上記した構成によれば、複数の細管内に導入される作動流体の量は、複数の細管に作動流体を導入できる最大量の半分以下となるので、作動流体による細管内の液塞ぎが抑制され、より安定して動作することができる。
【００５４】
また、熱音響装置１は、複数の細管内に導入される作動流体の流量を調整する供給量調整装置９１１を備えている。このような供給量調整装置９１１を設けることにより複数の細管内に導入される作動流体の量を、複数の細管に作動流体が導入される最大量の半分以下となるよう調整することができる。
【００５５】
また、気化器としての熱交換器９０ａにより気化した気相の凝縮性流体がエネルギー変換部４１の高温側の端面から複数の細管内に導入される。
【００５６】
このように、熱交換器９０ａにより気化した気相の凝縮性流体がエネルギー変換部４１の高温側の端面から複数の細管内に導入することができる。
【００５７】
また、供給量調整装置９１１は、配管の内部を流れる作動流体の流量を調整する開閉バルブにより構成されている。
【００５８】
このように、供給量調整装置は、配管９０１、９０２の内部を流れる作動流体の流量を調整する開閉バルブにより構成することができる。
【００５９】
また、熱音響装置１は、音響伝達管２０から作動流体を取り出すとともに音響伝達管２０から取り出した作動流体を音響伝達管に戻す配管９０１、９０２を備えている。また、配管９０１、９０２の内部を流れる凝縮性流体を気化させる気化器としての熱交換器９０ａを備えている。そして、熱交換器９０ａにより気化した気相の凝縮性流体が複数の細管内に導入される。
【００６０】
このように、熱交換器９０ａにより気化した気相の凝縮性流体が複数の細管内に導入されるので、拡散を利用して複数の細管内に均一に気相の凝縮性流体を導入することができる。
【００６１】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る熱音響装置１について図７を用いて説明する。図７に示すように、本実施形態の熱音響装置１は、上記第１実施形態の消費側ループ管２２に配置された消費部５０に代えて、発電装置７０を備えている。発電装置７０は、共鳴管２３の端部に配置されている。発電装置７０は、例えば、リニアモータや双方向タービンにより構成することができる。
【００６２】
また、本実施形態の熱音響装置１は、配管９０１を通って入熱側ループ管２１に流入した作動流体７が共鳴管２３側へと移動するのを防止するためのゴム膜４５を有している。
【００６３】
熱源９０との熱交換によって蒸気化した作動流体７は、配管９０１を通って入熱側ループ管２１に流入する。この際、ゴム膜４５により入熱側ループ管２１に流入した作動流体７が共鳴管２３側へと移動するのが防止される。
【００６４】
また、本実施形態のように消費部５０に代えて発電装置７０を設けることによって音響パワーを電気エネルギーに変換することもできる。
【００６５】
（第３実施形態）
第３実施形態に係る熱音響装置１について図８〜図９を用いて説明する。図８に示すように、本実施形態の熱音響装置１は、配管９０２を流れる作動流体７の流速を測定する流速センサ６００と、配管９０１を流れる作動流体７の流速を測定する流速センサ６０１と、を備えている。さらに、入熱側ループ管２１の内部の作動流体７の圧力を検出する圧力センサ６１０を備えている。
【００６６】
また、本熱音響装置１の原動機４０は、加熱装置４３を備えている。加熱装置４３は、ＥＣＵ８０によって制御される電気ヒータにより構成されている。冷却装置４２および加熱装置４３は、温度差形成部に相当する。
【００６７】
加熱装置４３により蓄熱器４１の一端側を加熱するとともに冷却装置４２によって蓄熱器４１の一端側を冷却することにより蓄熱器４１の一端側と他端側の温度差を大きくすることができ、より効率的に熱エネルギーを音響パワーに変換することが可能となる。
【００６８】
次に、ＥＣＵ８０の処理について説明する。ＥＣＵ８０は、車両バッテリから電源が供給されると図９に示す処理を実施する。なお、ＥＣＵ８０が図９に示す処理を開始する際に、供給量調整装置９１１によって蓄熱器４１の細管内に導入される作動流体７の流量が制限されている。
【００６９】
まず、ＥＣＵ８０は、Ｓ１００にて、加熱装置４３を駆動する。具体的には、蓄熱器４１の一端面の温度が凝縮性流体の沸点以上となるよう蓄熱器４１の一端面を加熱装置４３で加熱する。これにより、蓄熱器４１の一端側と他端側の温度差が大きくなり熱エネルギーが音響パワーに変換される。この際、供給量調整装置９１１によって蓄熱器４１の細管内に導入される作動流体７の流量が制限されているので蓄熱器４１の細管流路に液塞ぎが生じにくくなっている。
【００７０】
次に、ＥＣＵ８０は、Ｓ１０２にて、圧力センサ６１０から出力される信号に基づいて圧力変動が所定値以上であるか否かを判定する。
【００７１】
ここで、圧力変動が所定値未満となっている場合、Ｓ１００へ戻る。また、加熱装置４３が駆動され、安定的に共鳴が生じて、入熱側ループ管２１の内部の作動流体７の圧力変動が徐々に大きくなり、圧力変動が所定値以上になると、ＥＣＵ８０は、Ｓ１０４にてバルブを開ける。具体的には、供給量調整装置９１１の開度を大きくし、本処理を終了する。
【００７２】
なお、これにより、蓄熱器４１の細管内に導入される蒸気化された作動流体７の流量が多くなり、蓄熱器４１の細管内の作動流体が吹き飛ばされることとなり、さらに蓄熱器４１の細管内の液塞ぎが防止される。
【００７３】
ところで、入熱側ループ管２１の内部には圧力変動が極大となる腹と圧力変動が極小となる節とが存在する。圧力センサ６１０は、圧力変動が極大となる腹となる部位の圧力を測定するよう構成するのが好ましい。
【００７４】
例えば、図１０に示すように、ループ状の入熱側ループ管２１と直線状の共鳴管２３とが接続された構成では、入熱側ループ管２１において、入熱側ループ管２１と共鳴管２３の接続部から最も離れた部位が腹となる。
【００７５】
したがって、圧力センサ６１０の圧力測定部位は、図１０に示すように、入熱側ループ管２１において、入熱側ループ管２１と共鳴管２３の接続部から最も離れた部位とするのが好ましい。
【００７６】
なお、図１１に示すように、直線状の共鳴管２３とループ状の消費側ループ管２２とが接続された構成では、圧力センサ６１０の圧力測定部位は、消費側ループ管２２における共鳴管２３との接続部から最も離れた部位とするのが好ましい。
【００７７】
上記したように、熱音響装置１は、複数の細管内に導入される作動流体の流量を複数の細管に作動流体を導入できる最大量の半分以下に調整するよう供給量調整装置を制御した後、複数の細管内に導入される作動流体の流量を増加させるＥＣＵ８０を備えている。
【００７８】
したがって、複数の細管内に導入される作動流体の流量を複数の細管に作動流体を導入できる最大量の半分以下に調整するよう供給量調整装置を制御して安定して動作させることができる。また、安定して動作させた後、作動流体の流量を増加させてより大きな音響エネルギーを得ることができる。
【００７９】
また、熱音響装置１は、音響伝達管に封入された作動流体の圧力を測定する圧力センサ６１０を備えている。そして、ＥＣＵ８０は、圧力センサ６１０により測定された作動流体の圧力に基づいて複数の細管内に導入される作動流体の流量を調整する。
【００８０】
したがって、ＥＣＵ８０は、圧力センサ６１０により測定された作動流体の圧力に基づいて共鳴しているか否かを判定し、この判定結果に基づいて複数の細管内に導入される作動流体の流量を調整することができる。
【００８１】
また、音響伝達管２０の一部が環状になっており、音響伝達管２０は、直線状の共鳴管２３を有し、共鳴管２３の一端は、環状になった音響伝達管２０の一部と連結されている。そして、圧力センサ６１０は、環状になった音響伝達管２０の一部と共鳴管２３の一端との連結部から最も離れた部位の作動流体の圧力を測定する。
【００８２】
したがって、圧力センサ６１０は、作動流体の圧力の腹となる部位で作動流体の圧力を測定するので、精度よく作動流体の圧力変動を測定することができる。
【００８３】
また、熱音響装置１は、エネルギー変換部４１の一端面を加熱する加熱装置４３を備え、加熱装置４３は、エネルギー変換部４１の一端面の温度が凝縮性流体の沸点以上となるようエネルギー変換部の一端面を加熱する。
【００８４】
このように、エネルギー変換部４１の一端面の温度が凝縮性流体の沸点以上となるようエネルギー変換部の一端面を加熱装置で加熱することで、凝縮性流体を蒸発させ、複数の細管内の凝縮性流体を減少させることができる。
【００８５】
なお、本実施形態のＥＣＵ８０は、配管９０２を流れる作動流体７の流速を測定する流速センサ６００と、配管９０１を流れる作動流体７の流速を測定する流速センサ６０１の測定値を用いることなく供給量調整装置９１１の開度を制御した。
【００８６】
これに対し、流速センサ６００と流速センサ６０１の測定値を用いて供給量調整装置９１１の開度を制御することもできる。すなわち、流速センサ６００と流速センサ６０１の測定値を用いることで、より正確に配管９０２を流れる作動流体７の流速と配管９０１を流れる作動流体７の流速を認識することができるので、より的確に蓄熱器４１の細管内の液塞ぎが防止されるよう供給量調整装置９１１の開度を制御することができる。
【００８７】
（第４実施形態）
第４実施形態に係る熱音響装置１について図１２〜図１３を用いて説明する。図１２に示すように、本実施形態の熱音響装置１は、入熱側ループ管２１の内部の作動流体７の流速を測定する流速センサ６０２を備えている。
【００８８】
本実施形態のＥＣＵ８０は、流速センサ６０２によって測定された作動流体７の流速に基づいて供給量調整装置９１１の開度を制御する。
【００８９】
次に、ＥＣＵ８０の処理について説明する。ＥＣＵ８０は、車両バッテリからの電源供給に応じて図１３に示す処理を実施する。なお、ＥＣＵ８０が図９に示す処理を開始する際に、開閉バルブ９１２は閉状態となるよう制御され、供給量調整装置９１１は、所定流量の作動流体７が流されよう制御されている。
【００９０】
まず、ＥＣＵ８０は、Ｓ２００にて、開閉バルブ９１２を開ける。具体的には、開閉バルブ９１２の開度を大きくする。
【００９１】
次に、ＥＣＵ８０は、Ｓ２０２にて、流速センサ６０２により測定された流量変動が所定値以上であるか否かを判定する。
【００９２】
ここで、流量変動が所定値未満となっている場合、Ｓ２００へ戻る。また、共鳴が生じて入熱側ループ管２１の内部の作動流体７の流速変動が徐々に大きくなり、流速変動が所定値以上になると、ＥＣＵ８０は、Ｓ２０４にて開閉バルブ９１２の開度を小さくし、本処理を終了する。
【００９３】
なお、これにより、開閉バルブ９１２を通って蓄熱器４１の細管内に大量の蒸気化された作動流体７が流入しないようにすることができる。
【００９４】
ところで、入熱側ループ管２１の内部には流速変動が極大となる腹と流速変動が極小となる節とが存在する。流速センサ６０２は、流速変動が極大となる腹となる部位の流速を測定するよう構成するのが好ましい。
【００９５】
例えば、図１４に示すように、ループ状の入熱側ループ管２１と直線状の共鳴管２３とループ状の消費側ループ管２２とが接続された構成では、共鳴管２３の中央部が腹となる。
【００９６】
したがって、流速センサ６０２の流速測定部位は、図１５に示すように、入熱側ループ管２１と共鳴管２３の接続部の近くよりも、図１４に示すように、共鳴管２３の中央部とするのが好ましい。
【００９７】
図１７〜図１８は、図１６に示す共鳴管２３の内部の様子を表している。作動流体７は、粘性を有しているため、図１７に示すように共鳴管２３の壁面付近では流速は小さく、図１８に示すように、共鳴管２３の流路中央部では流速は大きくなる。したがって、共鳴管２３の壁面付近よりも、共鳴管２３の流路中央部の流速を測定するのが好ましい。
【００９８】
上記したように、熱音響装置１は、音響伝達管２０に封入された作動流体の流速を測定する流速センサ６０２を備えている。そして、ＥＣＵ８０は、流速センサ６０２により測定された作動流体の流速に基づいて複数の細管内に導入される作動流体の流量を調整する。
【００９９】
したがって、ＥＣＵ８０は、流速センサ６０２により測定された作動流体の流速に基づいて共鳴しているか否かを判定し、この判定結果に基づいて複数の細管内に導入される作動流体の流量を調整することができる。
【０１００】
また、音響伝達管２０の一部が環状になっており、音響伝達管２０は、直線状の共鳴管２３を有し、共鳴管２３の一端は、環状になった音響伝達管の一部と連結されている。そして、流速センサ６０２は、共鳴管２３の中央部の作動流体の流速を測定する。
【０１０１】
したがって、ＥＣＵ８０は、音響の腹となる共鳴管の中央部で作動流体の流速を測定するので、精度よく作動流体の流速を測定することができる。
【０１０２】
また、流速センサ６０２は、音響伝達管２０の作動流体が流れる流路の中央部における作動流体の流速を測定する。
【０１０３】
したがって、ＥＣＵ８０は、流速変動の大きな音響伝達管の作動流体が流れる流路の中央部で作動流体の流速を測定することができる。
【０１０４】
また、熱音響装置１は、配管９０１、９０２の途中に配置され作動流体を溜める貯液部９２と、貯液部９２に貯液された作動流体の水位を計測する水位センサ６３と、を備えている。そして、ＥＣＵ８０は、水位センサ６３により測定された作動流体の水位に基づいて複数の細管内に導入された作動流体の量を推定する。
【０１０５】
このように、ＥＣＵ８０は、水位センサ６３により測定された作動流体の水位に基づいて複数の細管内に導入された作動流体の量を推定することができる。
【０１０６】
（第５実施形態）
第５実施形態に係る熱音響装置１について図１９を用いて説明する。図１９に示すように、本実施形態の熱音響装置１は、共鳴管２３の一端が入熱側ループ管２１に接続され、共鳴管２３の他端が大気に向かって開放する大気開放となっている。
【０１０７】
このように、音響伝達管２０に大気開放となっている端部がある場合ときは、大気開放となっている端部で流速変動の腹となる。
【０１０８】
したがって、本実施形態の熱音響装置１の流速センサ６０３は、音響伝達管２０に大気開放となっている端部よりも共鳴管２３の中央に近い部位の流速を測定する。
【０１０９】
上記したように、音響伝達管２０の一部が環状になっており、音響伝達管２０は、一端が大気開放された直線状の共鳴管２３を有している。また、共鳴管２３の一端は、環状になった音響伝達管２０の一部と連結されている。そして、流速センサ６０３は、環状になった音響伝達管２０の一部と共鳴管２３の一端との連結部よりも大気開放された一端に近い部位の作動流体の流速を測定する。
【０１１０】
このように、流速センサ６０３は、音響の腹となる大気開放された共鳴管２３の一端に近い部位の作動流体の流速を測定するので、精度よく作動流体の流速を測定することができる。
【０１１１】
（第６実施形態）
第６実施形態に係る熱音響装置１について図２０〜図２１を用いて説明する。図２０に示すように、本実施形態の熱音響装置１は、貯液部９２に貯液された作動流体７の水位を検出する水位センサ６３と、貯液部９２に貯液された作動流体７を熱交換器９０ａへ供給するポンプ６４０と、蓄熱器４１の加熱装置４３側の端部の温度を検出する温度センサ６２０と、を備えている。
【０１１２】
本実施形態のＥＣＵ８０は、蓄熱器４１の加熱装置４３側の端部の温度が閾値よりも低下したことを判定すると、開閉バルブ９１２の開度を大きくする処理を実施する。
【０１１３】
次に、ＥＣＵ８０の処理について説明する。ＥＣＵ８０は、車両バッテリから電源が供給されると図２１に示す処理を実施する。なお、ＥＣＵ８０が図２１に示す処理を開始する際に、開閉バルブ９１２および供給量調整装置９１１によって蓄熱器４１の細管内に導入される作動流体７の流量が制限されている。
【０１１４】
まず、ＥＣＵ８０は、Ｓ３００にて、蓄熱器４１の加熱装置４３側の端部の温度、すなわち高温端温度が閾値よりも低下したか否かを判定する。
【０１１５】
ここで、蓄熱器４１の加熱装置４３側の端部の温度、すなわち高温端温度が閾値以上となっている場合、Ｓ３００の判定を繰り返し実施する。
【０１１６】
また、蓄熱器４１の加熱装置４３側の端部の温度が閾値よりも低下すると、ＥＣＵ８０は、Ｓ３０２にて、開閉バルブ９１２の開度を大きくする。つまり、蓄熱器４１の加熱装置４３側の端部の温度が急激に低下して閾値よりも低下すると発振して共鳴が生じたものとして開閉バルブ９１２の開度を大きくする。
【０１１７】
これにより、蓄熱器４１の細管内に導入される蒸気化された作動流体７の流量が多くなり、蓄熱器４１の細管内の作動流体が吹き飛ばされることとなり、さらに蓄熱器４１の細管内の液塞ぎが防止される。
【０１１８】
上記したように、熱音響装置１は、エネルギー変換部４１の高温側の端面の温度を検出する温度センサ６２０を備えている。そして、ＥＣＵ８０は、温度センサ６２０により検出されたエネルギー変換部４１の高温側の端面の温度に基づいて複数の細管内に導入される作動流体の流量を制限する。
【０１１９】
したがって、制御部は、エネルギー変換部４１の高温側の端面の温度に基づいて共鳴しているか否かを判定し、この判定結果に基づいて複数の細管内に導入される作動流体の流量を調整することができる。
【０１２０】
（第７実施形態）
第７実施形態に係る熱音響装置１について図２２〜図２３を用いて説明する。図２２に示すように、本実施形態の熱音響装置１は、蓄熱器４１の加熱装置４３側の端部の温度、すなわち高温端温度を検出する温度センサ６２０と、配管９０１を流れる作動流体７の温度、すなわち、排気ガス温度を検出する温度センサ６２１を備えている。
【０１２１】
本実施形態のＥＣＵ８０は、高温端温度と排気ガス温度の温度差が閾値以上であることを判定すると、開閉バルブ９１２の開度を大きくする処理を実施する。
【０１２２】
次に、ＥＣＵ８０の処理について説明する。ＥＣＵ８０は、車両バッテリから電源が供給されると図２３に示す処理を実施する。なお、ＥＣＵ８０が図２３に示す処理を開始する際に、開閉バルブ９１２および供給量調整装置９１１によって蓄熱器４１の細管内に導入される作動流体７の流量が制限されている。
【０１２３】
まず、ＥＣＵ８０は、Ｓ４００にて、蓄熱器４１の加熱装置４３側の端部の温度、すなわち高温端温度と、配管９０１を流れる作動流体７の温度、すなわち、排気ガス温度の温度差が閾値以上であるか否かを判定する。
【０１２４】
ここで、高温端温度と排気ガス温度の温度差が閾値未満の場合、Ｓ４００の判定を繰り返し実施する。
【０１２５】
また、高温端温度と排気ガス温度の温度差が閾値以上になると、ＥＣＵ８０は、Ｓ４０２にて、開閉バルブ９１２の開度を大きくする。つまり、蓄熱器４１の加熱装置４３側の端部の温度が急激に低下して閾値よりも低下すると発振して共鳴が生じたものとして開閉バルブ９１２の開度を大きくする。
【０１２６】
これにより、蓄熱器４１の細管内に導入される蒸気化された作動流体７の流量が多くなり、蓄熱器４１の細管内の作動流体が吹き飛ばされることとなり、さらに蓄熱器４１の細管内の液塞ぎが防止される。
【０１２７】
本実施形態では、温度センサ６２０により蓄熱器４１の加熱装置４３側の端部の温度を検出するようにしたが、温度センサ６２０に代えて温度センサ６２１により加熱装置４３側の端部の温度を検出するようにしてもよい。
【０１２８】
（第８実施形態）
第８実施形態に係る熱音響装置１について図２４〜図２５を用いて説明する。図２４に示すように、本実施形態の熱音響装置１は、配管９０２の内部を流れる作動流体７の圧力を検出する圧力センサ６１０を備えている。
【０１２９】
ＥＣＵ８０は、圧力センサ６１０により検出された作動流体７の圧力に基づいて原動機４０の出力である音響パワーが大きくなったことを判定すると、蓄熱器４１の細管内に給水し、原動機４０の出力である音響パワーが小さくなったことを判定すると、蓄熱器４１の細管内への給水を停止する処理を実施する。
【０１３０】
次に、ＥＣＵ８０の処理について説明する。ＥＣＵ８０は、車両バッテリから電源が供給されると図２５に示す処理を実施する。なお、ＥＣＵ８０が図２５に示す処理を開始する際に、開閉バルブ９１２および供給量調整装置９１１によって蓄熱器４１の細管内に導入される作動流体７の流量が制限されている。
【０１３１】
まず、ＥＣＵ８０は、Ｓ５００にて、蓄熱器４１の細管内に給水する。具体的には、蓄熱器４１の細管内に作動流体７が供給されるよう開閉バルブ９１２および供給量調整装置９１１の開度を大きくする。
【０１３２】
次に、ＥＣＵ８０は、Ｓ５０２にて、圧力センサ６１０により検出された作動流体７の圧力に基づいて原動機４０の出力である音響パワーが大きくなったか否かを判定する。
【０１３３】
ここで、原動機４０の出力である音響パワーが大きくなったと判定された場合、ＥＣＵ８０は、Ｓ５００に戻る。これにより、蓄熱器４１の細管内に適量の作動流体７が供給され、原動機４０から大きな音響パワーが出力される。
【０１３４】
また、原動機４０の出力である音響パワーが閾値未満になったと判定された場合、ＥＣＵ８０は、Ｓ５０４にて、蓄熱器４１の細管内に作動流体７が供給されなくなるよう開閉バルブ９１２および供給量調整装置９１１を閉じる。
【０１３５】
これにより、蓄熱器４１の細管内に導入される蒸気化された作動流体７の流量が少なくなり、蓄熱器４１の細管内の液塞ぎが防止される。
【０１３６】
本実施形態では、原動機４０の出力である音響パワーが閾値未満になったと判定された場合、Ｓ５０４にて、蓄熱器４１の細管内に作動流体７が供給されなくなるよう開閉バルブ９１２および供給量調整装置９１１を閉じるようにした。
【０１３７】
これに対し、原動機４０の出力である音響パワーが閾値未満になったと判定された場合、Ｓ５０４にて、蓄熱器４１の細管内に供給される作動流体７の流量が抑制されるよう開閉バルブ９１２および供給量調整装置９１１の開度を小さくするようにしてもよい。
【０１３８】
（第９実施形態）
第９実施形態に係る熱音響装置１について図２６〜図２７を用いて説明する。図２６に示すように、蓄熱器４１の上下方向上側の端部から作動流体７を供給する。
【０１３９】
また、熱音響装置１は、配管の途中に配置され作動流体を溜める貯液部９２と、貯液部９２に貯液された作動流体の水位を計測する水位センサ６３と、を備えている。そして、ＥＣＵ８０は、水位センサ６３により測定された作動流体の水位に基づいて複数の細管内に導入された作動流体の量を推定する。
【０１４０】
このように、ＥＣＵ８０は、水位センサ６３により測定された作動流体の水位に基づいて複数の細管内に導入された作動流体の量を推定することができる。
【０１４１】
なお、図２６に示したように、蓄熱器４１の上下方向上側の端部から作動流体７を供給することもできるが、図２７に示すように、蓄熱器４１の上下方向下側の端部から作動流体７を供給することもできる。
【０１４２】
（第１０実施形態）
第１０実施形態に係る熱音響装置について図２８を用いて説明する。上記第１実施形態の熱音響装置１は、配管９０２に開閉バルブ９１１と開閉バルブ９１２を備えている。これに対し、本実施形態の熱音響装置１は、図２８に示すように、配管９０１に開閉バルブ９１３を備えている。開閉バルブ９１３は、熱交換器９０ａから配管９０１を通って入熱側ループ管２１に流入する作動流体７の流量を調整する。本実施形態のように、配管９０１に開閉バルブ９１３を備えることもできる。
【０１４３】
（第１１実施形態）
第１１実施形態に係る熱音響装置１について図２９を用いて説明する。上記第１実施形態の熱音響装置１は、配管９０２に開閉バルブ９１１と開閉バルブ９１２を備えている。これに対し、本実施形態の熱音響装置１は、開閉バルブ９１１を備えていない。このように、開閉バルブ９１１を省略することもできる。なお、配管９０２に開閉バルブ９１２を備え、開閉バルブ９１１を省略することもできる。
【０１４４】
（第１２実施形態）
第１２実施形態に係る熱音響装置１について図３０〜図３１を用いて説明する。図３０に示すように、本実施形態の熱音響装置１は、蓄熱器４１の細管内の作動流体７を入熱側ループ管２１の外部に脱水する脱水装置６５を備えている。
【０１４５】
本実施形態のＥＣＵ８０は、圧力センサ６１０により検出された作動流体７の圧力に基づいて原動機４０の出力である音響パワーが大きくなったか否かを判定し、この判定結果に従って蓄熱器４１の細管内の作動流体７の給水と蓄熱器４１の細管内からの作動流体７の脱水を切り替える処理を実施する。
【０１４６】
次に、ＥＣＵ８０の処理について説明する。ＥＣＵ８０は、車両バッテリから電源が供給されると図２５に示す処理を実施する。なお、ＥＣＵ８０が図２５に示す処理を開始する際に、開閉バルブ９１２および供給量調整装置９１１によって蓄熱器４１の細管内に導入される作動流体７の流量が制限されている。
【０１４７】
まず、ＥＣＵ８０は、Ｓ６００にて、蓄熱器４１の細管内の作動流体７の給水と蓄熱器４１の細管内からの作動流体７の脱水のいずれかを実施する。ここでは、蓄熱器４１の細管内の作動流体７の給水を実施するものとする。ばお、給水はポンプ６４０を作動させることにより実施することができ、脱水は脱水装置６５を作動させることにより実施することができる。
【０１４８】
次に、ＥＣＵ８０は、Ｓ６０２にて、圧力センサ６１０により検出された作動流体７の圧力に基づいて原動機４０の出力である音響パワーが閾値以上大きくなったか、あるいは閾値以上小さくなったか、あるいは閾値以上の変化なしであるかを判定する。
【０１４９】
ここで、原動機４０の出力である音響パワーが閾値以上大きくなった場合、ＥＣＵ８０は、Ｓ６０６にて、Ｓ６００と同じ操作を実施する。ここでは、蓄熱器４１の細管内の作動流体７の給水を実施する。これにより、蓄熱器４１の細管内に導入される蒸気化された作動流体７の流量が多くなり、蓄熱器４１の細管内の作動流体が吹き飛ばされることとなり、さらに蓄熱器４１の細管内の液塞ぎが防止される。
【０１５０】
また、原動機４０の出力である音響パワーが閾値以上小さくなった場合、ＥＣＵ８０は、Ｓ６０４にて、Ｓ６００と逆の操作を実施する。ここでは、蓄熱器４１の細管内からの作動流体７の脱水を実施する。
【０１５１】
これにより、蓄熱器４１の細管内に導入される作動流体７の流量が少なくなり、蓄熱器４１の細管内の液塞ぎが防止される。
【０１５２】
また、原動機４０の出力である音響パワーが閾値以上の変化なしとなった場合、脱水も給水も実施することなく、Ｓ６００へ戻る。
【０１５３】
上記したように、熱音響装置１は、作動流体が導入される複数の細管に流入した作動流体を音響伝達管２０の外部に排出する脱水装置６５を備えている。したがって、この脱水装置６５により作動流体が導入される複数の細管に流入した作動流体を音響伝達管２０の外部に排出することができ、複数の細管内の液塞ぎを防止することができる。
【０１５４】
（第１３実施形態）
第１３実施形態に係る熱音響装置１について図３２を用いて説明する。本実施形態の熱音響装置１は、図３２に示すように、入熱側ループ管２１の内部の作動流体７を負圧となっているケース内に吸い込んで脱水する負圧式脱水装置６６を備えている。
このように、熱音響装置１は、音響伝達管２０の内部よりも圧力の低い低圧容器を有し、作動流体が導入される複数の細管に流入した作動流体を低圧容器に排出する負圧式脱水装置６６を備えている。
【０１５５】
したがって、負圧式脱水装置６６により作動流体が導入される複数の細管に流入した作動流体を低圧容器に排出することができ、複数の細管内の液塞ぎを防止することができる。
【０１５６】
（第１４実施形態）
第１４実施形態に係る熱音響装置１について図３３〜図３５を用いて説明する。図３３に示すように、本実施形態の熱音響装置１は、貯液部９２が入熱側ループ管２１に連結されている。また、本実施形態の熱音響装置１は、貯液部９２と入熱側ループ管２１を連結する配管３０１と、配管３０１に配置されたポンプ６４０を備えている。ポンプ６４０は、貯液部９２に貯液された作動流体７を入熱側ループ管２１に供給するものである、ＥＣＵ８０によって制御される。
【０１５７】
ポンプ６４０の供給能力を低下させることで蓄熱器４１の細管内の液塞ぎを防止することが可能である。
【０１５８】
ポンプ６４０の供給能力が大きい場合、図３４に示すように、入熱側ループ管２１の内壁面に作動流体７が液となって付着する。そこで、ポンプ６４１の供給能力を低下させ、図３４に示すように、入熱側ループ管２１の内壁面に付着する液の量を低減することで、蓄熱器４１の細管内の液塞ぎを防止することが可能である。
【０１５９】
（第１５実施形態）
第１５実施形態に係る熱音響装置１について図３６を用いて説明する。本実施形態の熱音響装置１は、図３６に示すように、配管３０１から入熱側ループ管２１に導入される蒸気化した作動流体７の供給速度を低下させるようにしている。例えば、ポンプ６４０の供給能力を低下させてもよく、配管３０１の流路面積をより大きくすることによって作動流体７の供給速度を低下させることができる。
【０１６０】
これにより、配管３０１から入熱側ループ管２１に導入される蒸気化した作動流体７の供給速度を低下するので、図３７に示すように、液塞ぎを防止することが可能となる。
【０１６１】
なお、図３８に示すように、配管３０１から入熱側ループ管２１に導入される蒸気化した作動流体７の供給速度が大きいと、図３９に示すように、給水部分に偏りにより蓄熱器４１の細管内に液塞ぎが生じやすい。
【０１６２】
本実施形態のように、配管３０１から入熱側ループ管２１に導入される蒸気化した作動流体７の供給速度を低下させることで、蓄熱器４１の細管内に液塞ぎが生じないようにすることができる。
【０１６３】
（第１６実施形態）
第１６実施形態に係る熱音響装置１について図４０〜図４１を用いて説明する。図４０に示すように、蓄熱器４１の加熱装置４３側の端部から作動流体７を供給することもできるが、図４１に示すように、本実施形態の熱音響装置１は、蓄熱器４１の冷却装置４２側の端部から作動流体７を供給する。このように、蓄熱器４１の冷却装置４２側の端部から作動流体７を供給することもできる。
【０１６４】
（第１７実施形態）
第１７実施形態に係る熱音響装置１について図４２を用いて説明する。図４２に示すように、本実施形態の熱音響装置１の原動機４０は、乾燥状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ａと、濡れ状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ｂと、を備えている。なお、乾燥状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ａは作動流体７を加振させる加振装置として機能する。
【０１６５】
原動機４０ａは、乾燥状態の蓄熱器４１、冷却装置４２および加熱装置４３を備えている。また、原動機４０ｂは、濡れ状態の蓄熱器４１、冷却装置４２および加熱装置４３を備えている。
【０１６６】
蓄熱器４１の加熱装置４３側の端部は加熱装置４３により加熱され、冷却装置４２側の端部は冷却装置４２によって冷却される。この際、蓄熱器４１の加熱装置４３側の端部と、冷却装置４２側の端部との間に生じる温度差によって作動流体７が加振される。
【０１６７】
乾燥状態の蓄熱器４１を有する原動機４０は液塞ぎが発生しない。このため、原動機４０ａによって作動流体７に振動を発生させ、この振動によって濡れ状態の蓄熱器４１の液塞ぎを抑制する。
上記したように、熱音響装置１は、凝縮性流体を含む作動流体が封入された音響伝達管２０と、音響伝達管２０内に配置され、熱エネルギーを音響エネルギーに変換するエネルギー変換部４１と、エネルギー変換部４１の一端面と他端面の間に温度差を生じさせる温度差形成部４２、４３と、を備えている。そして、エネルギー変換部４１は、作動流体が導入される複数の細管を有する蓄熱器を備え、音響伝達管２０に複数のエネルギー変換部が配置されている。
このように、音響伝達管に複数のエネルギー変換部が配置されているので、１つのエネルギー変換部において作動流体による液塞ぎが生じても、他のエネルギー変換部で生じる作動流体の流体流れで液塞ぎを解消することが可能であり、より安定して動作することができる。
【０１６８】
また、複数のエネルギー変換部のうち少なくとも１つのエネルギー変換部は、乾燥状態の蓄熱器を備えている。
【０１６９】
乾燥状態の蓄熱器は、液体の供給制御が不要であり安定的に発振しやすい。したがって、このような乾燥状態の蓄熱器を備えることで、安定的に共鳴させることが可能である。
【０１７０】
（第１８実施形態）
第１８実施形態に係る熱音響装置１について図４３を用いて説明する。上記第１７実施形態の熱音響装置のような密閉型の熱音響装置では、作動流体７の流体流れが少なくなりやすい。
【０１７１】
そこで、本実施形態の熱音響装置１は、共鳴管２３の他端が大気に向かって開放する大気開放となっている。
【０１７２】
また、蓄熱器４１における加熱装置４３側の端部の温度が高い場合、乾燥状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ａの方が、濡れ状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ｂよりも高効率となる。
【０１７３】
また、原動機４０を多段化した場合、音響パワー流れの下流側の方が上流側よりも大きな音響増幅量を得ることができる。
【０１７４】
したがって、図４４（ｂ）に示すように、乾燥状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ａが濡れ状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ｂより音響パワー流れの上流側に配置するよりも、図４４（ａ）に示すように、乾燥状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ａが濡れ状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ｂより音響パワー流れの下流側に配置するよう構成するのが好ましい。
【０１７５】
本実施形態の熱音響装置１は、乾燥状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ａが濡れ状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ｂより音響パワー流れの下流側に配置されており、より大きな音響パワーを得ることが可能となっている。
【０１７６】
上記したように、熱音響装置１は、複数のエネルギー変換部４１のうち少なくとも１つのエネルギー変換部４１は、濡れ状態の蓄熱器を備え、乾燥状態の蓄熱器が濡れ状態の蓄熱器より音響パワー流れの下流側に配置されている。
【０１７７】
このように、乾燥状態の蓄熱器が濡れ状態の蓄熱器より音響パワー流れの下流側に配置されることで、より効率よく熱エネルギーを音響エネルギーに変換することができる。
【０１７８】
（第１９実施形態）
第１９実施形態に係る熱音響装置１について図４５を用いて説明する。濡れ状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ｂであっても液塞ぎが少ない場合には発振する。本実施形態の熱音響装置１は、濡れ状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ｂを多段化することで発振する可能性を高めている。
【０１７９】
本実施形態の熱音響装置１は、濡れ状態の蓄熱器４１を有する２つの原動機４０ｂを備えている。このように、濡れ状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ｂを複数備えることで、発振する可能性を高め、蓄熱器４１の液塞ぎを抑制する。
【０１８０】
（第２０実施形態）
第２０実施形態に係る熱音響装置１について図４６を用いて説明する。本実施形態の熱音響装置１は、図４６に示すように、乾燥状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ａと、濡れ状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ｂと、高温の排気ガスが流れる排気管３を備えている。
【０１８１】
原動機４０ａの蓄熱器４１における加熱装置４３側の端部の温度が高い場合、原動機４０ａは高効率となる。
【０１８２】
したがって、本実施形態の熱音響装置１は、濡れ状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ｂよりも排気管３を流れる高温の排気ガスのガス流れ上流側に乾燥状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ａが配置されている。これにより、より大きな音響パワーを得ることが可能となっている。
【０１８３】
上記したように、熱音響装置１は、蓄熱器４１の高温側の端面を加熱する高温のガスが流れる排気管３を備え、濡れ状態の蓄熱器４１よりも排気管３を流れる高温の排気ガスのガス流れ上流側に乾燥状態の蓄熱器が配置されている。
【０１８４】
このように、濡れ状態の蓄熱器よりも排気管３を流れる高温の排気ガスのガス流れ上流側に乾燥状態の蓄熱器が配置されることで、より効率よく熱エネルギーを音響エネルギーに変換することができる。
【０１８５】
（第２１実施形態）
第２１実施形態に係る熱音響装置について図４７を用いて説明する。蓄熱器４１を乾燥状態にしなくても、蓄熱器４１の濡れ量が少なければ安定的に発振する。そこで、本実施形態の熱音響装置１は、水による濡れの少ない蓄熱器４１を有する原動機４０ａと、濡れ状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ｂと、を備えている。
【０１８６】
蓄熱器４１の細管流路に液塞ぎが生じていない場合、凝縮性流体に濡れている面積が多い方が相変化を利用できるため、低温で発振させることができる。
【０１８７】
（第２２実施形態）
第２２実施形態に係る熱音響装置１について図４８を用いて説明する。本実施形態の熱音響装置１は、原動機４０ａの冷却装置４２に、水あり状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ｂから、水なし状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ａへの凝縮性流体の浸入を防止するための撥水コーティングが施されている。
【０１８８】
この撥水コーティングにより、水あり状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ｂから、水なし状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ａへの凝縮性流体の浸入が防止される。
【０１８９】
なお、本実施形態の熱音響装置１は、原動機４０ａの冷却装置４２に撥水コーティングを施したが、図４９に示すように、原動機４０ａの冷却装置４２に防水コーティングを施してもよい。また、図５０に示すように、原動機４０ａの冷却装置４２に防腐食コーティングを施してもよい。
【０１９０】
（第２３実施形態）
第２３実施形態に係る熱音響装置１について図５１を用いて説明する。本実施形態の熱音響装置１は、８つの原動機４０を備えている。このように、多数の原動機４０を備えることで、発振する原動機４０の数が多くなるため発振する可能性を高くすることが可能であり、発振安定性を向上させることができる。
【０１９１】
なお、本実施形態の熱音響装置１は、８つの原動機４０を備えたが、原動機４０の数は、
８未満であってもよく、９つ以上であってもよい。
【０１９２】
（第２４実施形態）
第２４実施形態に係る熱音響装置１について図５２を用いて説明する。本実施形態の熱音響装置１は、乾燥状態の蓄熱器４１を有する２つの原動機４０ａと、濡れ状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ｂと、を備えている。このように、乾燥状態の蓄熱器４１を有する２つの原動機４０ａと、濡れ状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ｂを複数備えるようにしてもよい。
【０１９３】
（第２５実施形態）
第２５実施形態に係る熱音響装置１について図５３〜図５４を用いて説明する。図５３は、蓄熱器４１が配置された部位の入熱側ループ管２１の断面図である。図５３に示すように、入熱側ループ管２１の内壁面には表面張力によって作動流体７が溜まりやすい。
【０１９４】
本実施形態の熱音響装置１は、図５３〜図５４に示すように、作動流体７が溜まりやすい入熱側ループ管２１の内壁面と蓄熱器４１の間に隙間４１１ａが設けられている。
【０１９５】
この隙間４１１ａによって作動流体７が溜まりやすい入熱側ループ管２１の内壁面と蓄熱器４１の間に作動流体７が溜まるのが防止され、蓄熱器４１の細管内の液塞ぎが防止される。
【０１９６】
上記したように、音響伝達管２０の内周面と蓄熱器との間に隙間４１１ａが設けられている。このような隙間４１１ａを設けることにより蓄熱器４１の細管内の液塞ぎを防止することができる。
【０１９７】
（第２６実施形態）
第２６実施形態に係る熱音響装置１について図５５〜図５６を用いて説明する。図５５は、蓄熱器４１が配置された部位の入熱側ループ管２１の断面図である。本実施形態の熱音響装置１は、原動機４０が水平方向に延びるように配置された入熱側ループ管２１の内部に配置されている。
そして、音響伝達管２０の内周面と蓄熱器４１との間に作動流体７に含まれる凝縮性流体を溜める液溜まり４１１ｂが設けられている。
【０１９８】
このように、入熱側ループ管２１が水平方向に延びるように配置され、入熱側ループ管２１の上下方向下側に液溜まり４１１ｂが設けられている。この液溜まり４１１ｂに凝縮性流体が溜まることにより蓄熱器４１の細管内の液塞ぎが防止される。
【０１９９】
図５６に示すように、入熱側ループ管２１の上下方向下側に設けられた隙間４１１ｂに作動流体７が溜められるため、蓄熱器４１の細管内の液塞ぎが防止される。
【０２００】
上記したように、音響伝達管の内周面と蓄熱器との間に作動流体に含まれる凝縮性流体を溜める液溜まり（４１１ｂ）が設けられている。このような液溜まりを設けることによりに蓄熱器の細管内の液塞ぎを防止することが可能である。
【０２０１】
（第２７実施形態）
第２７実施形態に係る熱音響装置１について図５７〜図５８を用いて説明する。本実施形態の熱音響装置１は、原動機４０に向けて蒸気化された作動流体７を噴射するノズル３０４を備えている。ノズル３０４は、微細な複数の噴口３０４ａを有している。
【０２０２】
微細な噴口３０４ａを有するノズル３０４から原動機４０に向けて蒸気化された作動流体７を噴射することで、図５８に示すように、作動流体７の供給量が抑制されるとともに、作動流体７が微粒化されるので、蓄熱器４１の細管内の液塞ぎが防止される。
【０２０３】
（他の実施形態）
（１）上記各実施形態では、本熱音響装置１を車両の車室内の冷房装置や発電装置として使用する例を示したが、冷房装置や発電装置以外の用途に用いることができる。
【０２０４】
（２）上記第１７実施形態では、乾燥状態の蓄熱器４１を有する原動機４０ａを加振装置として機能され、作動流体７に流体流れを生じさせたが、図５９に示すようにスピーカ７１から音を発生させて作動流体７に流体流れを生じさせるようにしてもよい。また、図６０に示すように、送風ファンを駆動させて作動流体７に流体流れを生じさせるようにしてもよい。
【０２０５】
（３）蓄熱器４１の細管が上下方向に延びるように蓄熱器４１を配置し、細管のうち、上下方向下側に位置する細管の口径が、該細管よりも上下方向上側に位置する細管の口径よりも大きくなるよう構成してもよい。このように、上下方向下側に位置する細管の口径が、該細管よりも上下方向上側に位置する細管の口径よりも大きくなっているので、蓄熱器の細管内の液塞ぎを抑制することができる。
【０２０６】
（４）エネルギー変換部４１の低温側の端面側の細管の口径が、エネルギー変換部４１の高温側の端面側の細管の口径よりも大きくなるよう構成してもよい。このように、エネルギー変換部４１の低温側の端面側の細管の口径が、エネルギー変換部４１の高温側の端面側の細管の口径よりも大きくなるよう構成することで、より蓄熱器の細管内の液塞ぎを抑制することができる。
【０２０７】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の材質、形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の材質、形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その材質、形状、位置関係等に限定されるものではない。
【０２０８】
（まとめ）
上記各実施形態の一部または全部で示された第１の観点によれば、熱音響装置は、凝縮性流体を含む作動流体が封入された音響伝達管と、音響伝達管内に配置され、熱エネルギーを音響エネルギーに変換するエネルギー変換部と、を備えている。また、エネルギー変換部の一端面と他端面の間に温度差を生じさせる温度差形成部を備えている。また、エネルギー変換部は、作動流体が導入される複数の細管を有する蓄熱器を備え、複数の細管内に導入される作動流体の量は、複数の細管に作動流体を導入できる最大量の半分以下となるよう調整される。
【０２０９】
また、第２の観点によれば、熱音響装置は、複数の細管内に導入される作動流体の流量を調整する供給量調整装置を備えている。このような供給量調整装置を設けることにより複数の細管内に導入される作動流体の量を、複数の細管に作動流体が導入される最大量の半分以下となるよう調整することができる。
【０２１０】
また、第３の観点によれば、熱音響装置は、複数の細管内に導入される作動流体の流量を複数の細管に作動流体を導入できる最大量の半分以下に調整するよう供給量調整装置を制御した後、複数の細管内に導入される作動流体の流量を増加させる制御部を備えている。
【０２１１】
したがって、複数の細管内に導入される作動流体の流量を複数の細管に作動流体を導入できる最大量の半分以下に調整するよう供給量調整装置を制御して安定して動作させることができる。また、安定して動作させた後、作動流体の流量を増加させてより大きな音響エネルギーを得ることができる。
【０２１２】
また、第４の観点によれば、熱音響装置は、音響伝達管に封入された作動流体の圧力を測定する圧力測定部を備えている。そして、制御部は、圧力測定部により測定された作動流体の圧力に基づいて複数の細管内に導入される作動流体の流量を調整する。
【０２１３】
したがって、制御部は、圧力測定部により測定された作動流体の圧力に基づいて共鳴しているか否かを判定し、この判定結果に基づいて複数の細管内に導入される作動流体の流量を調整することができる。
【０２１４】
また、第５の観点によれば、音響伝達管の一部が環状になっており、音響伝達管は、直線状の共鳴管を有し、共鳴管の一端は、環状になった音響伝達管の一部と連結されている。そして、圧力測定部は、環状になった音響伝達管の一部と共鳴管の一端との連結部から最も離れた部位の作動流体の圧力を測定する。
【０２１５】
したがって、制御部は、作動流体の圧力の腹となる部位で作動流体の圧力を測定するので、精度よく作動流体の圧力変動を測定することができる。
【０２１６】
また、第６の観点によれば、熱音響装置は、音響伝達管に封入された作動流体の流速を測定する流速測定部を備えている。そして、制御部は、流速測定部により測定された作動流体の流速に基づいて複数の細管内に導入される作動流体の流量を調整する。
【０２１７】
したがって、制御部は、流速測定部により測定された作動流体の流速に基づいて共鳴しているか否かを判定し、この判定結果に基づいて複数の細管内に導入される作動流体の流量を調整することができる。
【０２１８】
また、第７の観点によれば、音響伝達管の一部が環状になっており、音響伝達管は、直線状の共鳴管を有し、共鳴管の一端は、環状になった音響伝達管の一部と連結されている。そして、流速測定部は、共鳴管の中央部の作動流体の流速を測定する。
【０２１９】
したがって、流速測定部は、音響の腹となる共鳴管の中央部で作動流体の流速を測定するので、精度よく作動流体の流速を測定することができる。
【０２２０】
また、第８の観点によれば、音響伝達管の一部が環状になっており、音響伝達管は、一端が大気開放された直線状の共鳴管を有し、共鳴管の一端は、環状になった音響伝達管の一部と連結されている。そして、流速測定部は、環状になった音響伝達管の一部と共鳴管の一端との連結部よりも大気開放された一端に近い部位の作動流体の流速を測定する。
したがって、流速測定部は、音響の腹となる大気開放された共鳴管の一端に近い部位の作動流体の流速を測定するので、精度よく作動流体の流速を測定することができる。
【０２２１】
また、第９の観点によれば、流速測定部は、音響伝達管の作動流体が流れる流路の中央部における作動流体の流速を測定する。
【０２２２】
したがって、制御部は、流速変動の大きな音響伝達管の作動流体が流れる流路の中央部で作動流体の流速を測定することができる。
【０２２３】
また、第１０の観点によれば、熱音響装置は、エネルギー変換部の高温側の端面の温度を検出する温度センサを備えている。そして、制御部は、温度センサにより検出されたエネルギー変換部の高温側の端面の温度に基づいて複数の細管内に導入される作動流体の流量を制限する。
【０２２４】
したがって、制御部は、エネルギー変換部の高温側の端面の温度に基づいて共鳴しているか否かを判定し、この判定結果に基づいて複数の細管内に導入される作動流体の流量を調整することができる。
【０２２５】
また、第１１の観点によれば、熱音響装置は、音響伝達管から作動流体を取り出すとともに音響伝達管から取り出した作動流体を音響伝達管に戻す配管を備えている。また、配管の内部を流れる凝縮性流体を気化させる気化器を備えている。そして、気化器により気化した気相の凝縮性流体が複数の細管内に導入される。
【０２２６】
このように、気化器により気化した気相の凝縮性流体が複数の細管内に導入されるので、拡散を利用して複数の細管内に均一に気相の凝縮性流体を導入することができる。
【０２２７】
また、第１２の観点によれば、熱音響装置は、配管の途中に配置され作動流体を溜める貯液部と、貯液部に貯液された作動流体の水位を計測する水位センサと、を備えている。そして、制御部は、水位センサにより測定された作動流体の水位に基づいて複数の細管内に導入された作動流体の量を推定する。
【０２２８】
このように、制御部は、水位センサにより測定された作動流体の水位に基づいて複数の細管内に導入された作動流体の量を推定することができる。
【０２２９】
また、第１３の観点によれば、熱音響装置は、配管を流れる作動流体の流速を測定する流速センサを備えている。そして、制御部は、流速センサにより測定された作動流体の流速に基づいて複数の細管内に導入される作動流体の量を推定する。
【０２３０】
このように、制御部は、流速センサにより測定された作動流体の流速に基づいて複数の細管内に導入される作動流体の量を推定することができる。
【０２３１】
また、第１４の観点によれば、気化器により気化した気相の凝縮性流体がエネルギー変換部の高温側の端面から複数の細管内に導入される。
【０２３２】
このように、気化器により気化した気相の凝縮性流体がエネルギー変換部の高温側の端面から複数の細管内に導入することができる。
【０２３３】
また、第１５の観点によれば、供給量調整装置は、配管の内部を流れる作動流体の流量を調整する開閉バルブにより構成されている。
【０２３４】
このように、供給量調整装置は、配管の内部を流れる作動流体の流量を調整する開閉バルブにより構成することができる。
【０２３５】
また、第１６の観点によれば、熱音響装置は、作動流体が導入される複数の細管に流入した作動流体を音響伝達管の外部に排出する脱水装置を備えている。
【０２３６】
したがって、この脱水装置により作動流体が導入される複数の細管に流入した作動流体を音響伝達管の外部に排出することができ、複数の細管内の液塞ぎを防止することができる。
【０２３７】
また、第１７の観点によれば、熱音響装置は、音響伝達管の内部よりも圧力の低い低圧容器を有し、作動流体が導入される複数の細管に流入した作動流体を低圧容器に排出する負圧式脱水装置を備えている。
【０２３８】
したがって、負圧式脱水装置により作動流体が導入される複数の細管に流入した作動流体を低圧容器に排出することができ、複数の細管内の液塞ぎを防止することができる。
【０２３９】
また、第１８の観点によれば、温度差形成部は、エネルギー変換部の一端面を加熱する加熱装置を備え、加熱装置は、エネルギー変換部の一端面の温度が凝縮性流体の沸点以上となるようエネルギー変換部の一端面を加熱する。
【０２４０】
このように、エネルギー変換部の一端面の温度が凝縮性流体の沸点以上となるようエネルギー変換部の一端面を加熱装置で加熱することで、凝縮性流体を蒸発させ、複数の細管内の凝縮性流体を減少させることができる。
【０２４１】
また、第１９の観点によれば、熱音響装置は、凝縮性流体を含む作動流体が封入された音響伝達管（２０）と、音響伝達管内に配置され、熱エネルギーを音響エネルギーに変換するエネルギー変換部と、エネルギー変換部の一端面と他端面の間に温度差を生じさせる温度差形成部と、を備え、エネルギー変換部は、作動流体が導入される複数の細管を有する蓄熱器を備え、音響伝達管に複数のエネルギー変換部が配置されている。
【０２４２】
また、第２０の観点によれば、複数のエネルギー変換部のうち少なくとも１つのエネルギー変換部は、乾燥状態の蓄熱器を備えている。
【０２４３】
乾燥状態の蓄熱器は、液体の供給制御が不要であり安定的に発振しやすい。したがって、このような乾燥状態の蓄熱器を備えることで、安定的に共鳴させることが可能である。
【０２４４】
また、第２１の観点によれば、熱音響装置は、複数のエネルギー変換部のうち少なくとも１つのエネルギー変換部は、濡れ状態の蓄熱器を備え、乾燥状態の蓄熱器が濡れ状態の蓄熱器より音響パワー流れの下流側に配置されている。
【０２４５】
このように、乾燥状態の蓄熱器が濡れ状態の蓄熱器より音響パワー流れの下流側に配置されることで、より効率よく熱エネルギーを音響エネルギーに変換することができる。
【０２４６】
また、第２２の観点によれば、熱音響装置は、蓄熱器の高温側の端面を加熱する高温のガスが流れる排気管を備え、濡れ状態の蓄熱器よりも排気管を流れる高温の排気ガスのガス流れ上流側に乾燥状態の蓄熱器が配置されている。
【０２４７】
このように、濡れ状態の蓄熱器よりもガス配管を流れる高温の排気ガスのガス流れ上流側に乾燥状態の蓄熱器が配置されることで、より効率よく熱エネルギーを音響エネルギーに変換することができる。
【０２４８】
また、第２３の観点によれば、音響伝達管の内周面と蓄熱器との間に作動流体に含まれる凝縮性流体を溜める液溜まりが設けられている。
【０２４９】
このような液溜まりを設けることによりに蓄熱器の細管内の液塞ぎを防止することが可能である。
【０２５０】
また、第２４の観点によれば、音響伝達管の内周面と蓄熱器との間に隙間が設けられている。このような隙間を設けることにより蓄熱器の細管内の液塞ぎを防止することができる。
【０２５１】
また、第２５の観点によれば、細管は、上下方向に延びるように配置され、細管のうち、上下方向下側に位置する細管の口径が、該細管よりも上下方向上側に位置する細管の口径よりも大きくなっている。
【０２５２】
このように、上下方向下側に位置する細管の口径が、該細管よりも上下方向上側に位置する細管の口径よりも大きくなっているので、蓄熱器の細管内の液塞ぎを抑制することができる。
【０２５３】
また、第２６の観点によれば、エネルギー変換部の低温側の端面側の細管の口径が、エネルギー変換部の高温側の端面側の細管の口径よりも大きくなっている。このように、エネルギー変換部の低温側の端面側の細管の口径が、エネルギー変換部の高温側の端面側の細管の口径よりも大きくなっているので、蓄熱器の細管内の液塞ぎを抑制することができる。
【０２５４】
なお、上記実施形態における構成と特許請求の範囲の構成との対応関係について説明すると、蓄熱器４１がネルギー変換部に相当し、冷却装置４２および加熱装置４３が温度差形成部に相当し、圧力センサ６１０が圧力測定部に相当する。また、流速センサ６０２が流速測定部に相当し、熱交換器９０ａが気化器に相当し、ＥＣＵ８０が制御部に相当する。
【符号の説明】
【０２５５】
１    熱音響装置
７    作動流体
２０  音響伝達管
２１  入熱側ループ管
２２  消費側ループ管
２３  共鳴管
４０、４０ａ〜４０ｂ  原動機
４１  蓄熱器
４２  冷却装置
４３  加熱装置
８０  ＥＣＵ
９０ａ  熱交換器
【図１】
2020118307.tif 000003
【図２】
2020118307.tif 000004
【図３】
2020118307.tif 000005
【図４】
2020118307.tif 000006
【図５】
2020118307.tif 000007
【図６】
2020118307.tif 000008
【図７】
2020118307.tif 000009
【図８】
2020118307.tif 000010
【図９】
2020118307.tif 000011
【図１０】
2020118307.tif 000012
【図１１】
2020118307.tif 000013
【図１２】
2020118307.tif 000014
【図１３】
2020118307.tif 000015
【図１４】
2020118307.tif 000016
【図１５】
2020118307.tif 000017
【図１６】
2020118307.tif 000018
【図１７】
2020118307.tif 000019
【図１８】
2020118307.tif 000020
【図１９】
2020118307.tif 000021
【図２０】
2020118307.tif 000022
【図２１】
2020118307.tif 000023
【図２２】
2020118307.tif 000024
【図２３】
2020118307.tif 000025
【図２４】
2020118307.tif 000026
【図２５】
2020118307.tif 000027
【図２６】
2020118307.tif 000028
【図２７】
2020118307.tif 000029
【図２８】
2020118307.tif 000030
【図２９】
2020118307.tif 000031
【図３０】
2020118307.tif 000032
【図３１】
2020118307.tif 000033
【図３２】
2020118307.tif 000034
【図３３】
2020118307.tif 000035
【図３４】
2020118307.tif 000036
【図３５】
2020118307.tif 000037
【図３６】
2020118307.tif 000038
【図３７】
2020118307.tif 000039
【図３８】
2020118307.tif 000040
【図３９】
2020118307.tif 000041
【図４０】
2020118307.tif 000042
【図４１】
2020118307.tif 000043
【図４２】
2020118307.tif 000044
【図４３】
2020118307.tif 000045
【図４４】
2020118307.tif 000046
【図４５】
2020118307.tif 000047
【図４６】
2020118307.tif 000048
【図４７】
2020118307.tif 000049
【図４８】
2020118307.tif 000050
【図４９】
2020118307.tif 000051
【図５０】
2020118307.tif 000052
【図５１】
2020118307.tif 000053
【図５２】
2020118307.tif 000054
【図５３】
2020118307.tif 000055
【図５４】
2020118307.tif 000056
【図５５】
2020118307.tif 000057
【図５６】
2020118307.tif 000058
【図５７】
2020118307.tif 000059
【図５８】
2020118307.tif 000060
【図５９】
2020118307.tif 000061
【図６０】
2020118307.tif 000062