(57)【要約】【課題】  新たな構成部品を追加することなくループ管内を循環する質量流束を好適に抑制することのできる熱音響装置を提供する。【解決手段】再生器２０は、ループ管１０に充填されたヘリウムを冷却する放熱部２１および同ヘリウムを加熱する加熱部２２に挟まれてループ管１０内に備えられ、例えばステンレスのワイヤメッシュ（蓄熱材）を用いて形成されている。そして再生器２０は、その放熱部２１との境界面に小さな径の貫通孔をいくつか有するマスクＭ１を備えるとともに、他方の加熱部２２側の境界面は開放することで、放熱部２１側の総開口面積を加熱部２２側の総開口面積よりも小さく設定されている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体が充填されたループ管内に加熱部および放熱部およびこれら加熱部と放熱部とによって挟まれた再生器を備え、前記再生器に生じる温度勾配を利用して前記ループ管内に音響エネルギーを循環せしめる熱音響装置において、
前記音響エネルギーの循環に伴って生じる質量流束を前記再生器の非対称な終端効果に基づいて抑制するようにした
ことを特徴とする熱音響装置。
【請求項２】
前記再生器を構成する蓄熱材の前記放熱部側の総開口面積を前記加熱部側の総開口面積よりも小さく設定することで、同再生器としての前記非対称な終端効果を得る
請求項１に記載の熱音響装置。
【請求項３】
前記再生器を構成する蓄熱材を積層構造とし、前記放熱部側の蓄熱材の流路断面積を前記加熱部側の蓄熱材の流路断面積よりも小さく設定することで、同再生器としての前記非対称な終端効果を得る
請求項１または２に記載の熱音響装置。
【請求項４】
前記再生器を構成する蓄熱材を積層構造とし、前記放熱部側の蓄熱材の空隙率を前記加熱部側の蓄熱材の空隙率よりも小さく設定することで、同再生器としての前記非対称な終端効果を得る
請求項１または２に記載の熱音響装置。
【請求項５】
前記積層構造とされる蓄熱材が、前記放熱部側に配される第１のワイヤメッシュと前記加熱部側に配されて該第１のワイヤメッシュよりも空隙率の大きい第２のワイヤメッシュとからなる
請求項３または４に記載の熱音響装置。
【請求項６】
前記再生器を構成する蓄熱材の前記放熱部側の開口端角部の曲率半径を前記加熱部側の開口端角部の曲率半径よりも大きく設定することで、同再生器としての前記非対称な終端効果を得る
請求項１または２に記載の熱音響装置。
【請求項７】
前記再生器を構成する蓄熱材を積層構造とし、前記放熱部側の蓄熱材の断面形状の曲率半径を前記加熱部側の蓄熱材の断面形状の曲率半径よりも大きく設定することで、同再生器としての前記非対称な終端効果を得る
請求項１または２に記載の熱音響装置。
【請求項８】
前記積層構造とされる蓄熱材が、前記放熱部側に配される断面円形状のワイヤメッシュと前記加熱部側に配される断面矩形状のエッチングプレートとからなる
請求項７に記載の熱音響装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の熱音響装置において、
前記ループ管内に、前記加熱部による熱損失を低減すべく同加熱部に隣接して設けられた仕事輸送管と、この仕事輸送管内の気体を冷却すべく同仕事輸送管の他方端に隣接して設けられた補助放熱部とをさらに備える
ことを特徴とする熱音響装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の熱音響装置において、
前記ループ管内の一部に連通されるかたちで、前記循環する音響エネルギーと共鳴する共鳴器をさらに備える
ことを特徴とする熱音響装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の熱音響装置において、
前記ループ管の一部に連通されるかたちで、前記音響エネルギーによる圧力振動に基づきピストンを往復振動させて電気エネルギーに変換するリニア発電機をさらに備える
ことを特徴とする熱音響装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一項に記載の熱音響装置において、
前記ループ管の一部に連通されるかたちで、同ループ管内の気体を外部からのエネルギーに基づき圧縮する圧縮機をさらに備える
ことを特徴とする熱音響装置。
【請求項１３】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の熱音響装置において、
前記放熱部を第１の放熱部、前記再生器を第１の再生器として、前記音響エネルギーが循環する方向に、第２の放熱部および冷却部およびこれら第２の放熱部と冷却部とに挟まれた第２の再生器をさらに備える
ことを特徴とする熱音響装置。
【請求項１４】
前記第２の再生器を構成する蓄熱材の前記第２の放熱部側の開口端角部の曲率半径を前記冷却部側の開口端角部の曲率半径よりも大きく設定することで、同第２の再生器としての非対称な終端効果を得る
請求項１３に記載の熱音響装置。
【請求項１５】
前記第２の再生器を構成する蓄熱材を積層構造とし、前記第２の放熱部側の蓄熱材の断面形状の曲率半径を前記冷却部側の蓄熱材の断面形状の曲率半径よりも大きく設定することで、同第２の再生器としての非対称な終端効果を得る
請求項１３に記載の熱音響装置。
【請求項１６】
前記積層構造とされる蓄熱材が、前記第２の放熱部側に配される断面円形状のワイヤメッシュと前記冷却部側に配される断面矩形状のエッチングプレートとからなる
請求項１５に記載の熱音響装置。
【請求項１７】
請求項１３〜１６のいずれか一項に記載の熱音響装置において、
前記ループ管内に、前記冷却部による熱損失を低減すべく同冷却部に隣接して設けられた仕事輸送管と、この仕事輸送管内の気体を冷却すべく同仕事輸送管の他方端に隣接して設けられた補助放熱部とをさらに備える
ことを特徴とする熱音響装置。
【請求項１８】
気体が充填されたループ管内に冷却部および放熱部およびこれら冷却部と放熱部とによって挟まれた再生器を備えるとともに、前記ループ管の一部に連通されるかたちで同ループ管内の気体を外部からのエネルギーに基づき圧縮する圧縮機を備え、前記圧縮機による気体の圧縮を利用して前記ループ管内に音響エネルギーを循環せしめる熱音響装置において、
前記音響エネルギーの循環に伴って生じる質量流束を前記再生器の非対称な終端効果に基づいて抑制するようにした
ことを特徴とする熱音響装置。
【請求項１９】
前記再生器を構成する蓄熱材の前記放熱部側の開口端角部の曲率半径を前記冷却部側の開口端角部の曲率半径よりも大きく設定することで、同再生器としての前記非対称な終端効果を得る
請求項１８に記載の熱音響装置。
【請求項２０】
前記再生器を構成する蓄熱材を積層構造とし、前記放熱部側の蓄熱材の断面形状の曲率半径を前記冷却部側の蓄熱材の断面形状の曲率半径よりも大きく設定することで、同再生器としての前記非対称な終端効果を得る
請求項１８に記載の熱音響装置。
【請求項２１】
前記積層構造とされる蓄熱材が、前記放熱部側に配される断面円形状のワイヤメッシュと前記冷却部側に配される断面矩形状のエッチングプレートとからなる
請求項２０に記載の熱音響装置。
【請求項２２】
請求項１８〜２１のいずれか一項に記載の熱音響装置において、
前記ループ管内に、前記冷却部による熱損失を低減すべく同冷却部に隣接して設けられた仕事輸送管と、この仕事輸送管内の気体を冷却すべく同仕事輸送管の他方端に隣接して設けられた補助放熱部とをさらに備える
ことを特徴とする熱音響装置。
【請求項２３】
気体が充填された管内に第１の放熱部および再生器および冷却部およびパルス管および第２の放熱部を順に配設して、前記第１の放熱部には管内に充填された気体を外部からのエネルギーに基づき圧縮する圧縮機を、前記第２の放熱部にはオリフィスバルブを介してバッファタンクをそれぞれ接続するとともに、前記第１の放熱部と前記第２の放熱部との間をバイパス管にて連通させ、前記圧縮機による気体の圧縮に基づき生じる音響エネルギーを前記バイパス管を介して循環せしめる熱音響装置において、
前記音響エネルギーの循環に伴って生じる質量流束を前記再生器の非対称な終端効果に基づいて抑制するようにした
ことを特徴とする熱音響装置。
【請求項２４】
前記再生器を構成する蓄熱材の前記第１の放熱部側の開口端角部の曲率半径を前記冷却部側の開口端角部の曲率半径よりも大きく設定することで、同再生器としての前記非対称な終端効果を得る
請求項２３に記載の熱音響装置。
【請求項２５】
前記再生器を構成する蓄熱材を積層構造とし、前記第１の放熱部側の蓄熱材の断面形状の曲率半径を前記冷却部側の蓄熱材の断面形状の曲率半径よりも大きく設定することで、同再生器としての前記非対称な終端効果を得る
請求項２３に記載の熱音響装置。
【請求項２６】
前記積層構造とされる蓄熱材が、前記第１の放熱部側に配される断面円形状のワイヤメッシュと前記冷却部側に配される断面矩形状のエッチングプレートとからなる
請求項２５に記載の熱音響装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、熱音響現象によって生じた音響エネルギーを利用して発電や冷凍等を行う熱音響装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱音響装置としては、例えば特許文献１に記載の装置が知られている。図２４に、この特許文献１に記載の装置についてその一例を示す。
同図２４に示されるように、この熱音響装置は、環状に形成されたループ管１１０の内部にアルゴンなどの気体が充填されており、その管路の一部に再生器（蓄熱器）１２０が設けられている。そして、この再生器１２０の前後には、空冷や水冷などにより内部の気体を冷却する放熱部１２１、およびヒータ等によって同じく内部の気体を加熱する加熱部１２２がそれぞれ同再生器１２０に隣接して設けられている。したがって、ループ管１１０内の気体の温度は、放熱部１２１により熱が奪われることで低下し、加熱部１２２により熱が加えられることで上昇することとなり、これによって再生器１２０には、放熱部１２１側から加熱部１２２側へ向けて直線的な温度勾配が生じるようになる。そして、このような温度勾配に起因して、熱音響現象、すなわちループ管１１０内での気体の自励的な圧力振動が開始される。この気体の圧力振動は、同図２４中に矢指する方向（時計周り）への音響エネルギーＡＥの循環を促し、この循環する音響エネルギーＡＥのうち、一部の音響エネルギーＡＥ１は、ループ管１１０に形成された分岐管１１０ａへと流入するとともに、残った音響エネルギーＡＥ２によってこの気体の圧力振動が維持される。すなわち、この図２４に例示する装置は熱音響エンジンとして構成されており、この分岐管１１０ａへ流入した音響エネルギーＡＥ１によって、例えばトランスデューサなどの音響デバイス１４０が駆動され、ループ管１１０の外部に向けての仕事がなされる。
【特許文献１】特表２００２−５３５５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、このような熱音響装置では、上述の熱音響現象に基づいて音響エネルギーが循環するだけでなく、該音響エネルギーの循環に伴い、上記ループ管１１０内に充填された気体自体も同ループ管１１０内を循環している。すなわち、このループ管１１０内には、上記音響エネルギーによる気体の質量流束も同時に生じている。この質量流束は、充填された気体固有の単位質量当たりの等圧比熱と、上記放熱部１２１および加熱部１２２間の温度差とに比例する熱エネルギーを持つ、いわば定常的なエネルギー流束である。このため、このような質量流束は、熱音響装置が上記熱音響エンジンとして構成される場合には加熱部によって付与される熱エネルギーを奪い去ったり、また同熱音響装置が熱音響冷凍機として構成される場合には放熱器へ熱的な負荷を加えたりするなどの熱損失を生じさせる要因となっている。
【０００４】
そこで、図２４に例示した従来の熱音響装置では、このような音響エネルギーによる質量流束の循環を抑制すべく、例えば柔軟な膜で形成されて、音響エネルギーＡＥ自体の循環を妨げることなく質量流束の循環を遮ることのできる質量流束抑制器１２４をループ管１１０内に備えるようにしている。しかし、このような質量流束抑制器１２４等を新たに備えることとは、部品点数の増加はもとより、組み付け工数の増加も避けられず、コスト等も含めて、いまだ改良の余地を残すものとなっている。
【０００５】
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、新たな構成部品を追加することなくループ管内を循環する質量流束を好適に抑制することのできる熱音響装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
こうした目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、気体が充填されたループ管内に加熱部および放熱部およびこれら加熱部と放熱部とによって挟まれた再生器を備え、前記再生器に生じる温度勾配を利用して前記ループ管内に音響エネルギーを循環せしめる熱音響装置として、前記音響エネルギーの循環に伴って生じる質量流束を前記再生器の非対称な終端効果に基づいて抑制することとした。
【０００７】
熱音響装置としてのこのような構成によれば、その熱効率を低下させる要因となる上述した質量流束を、再生器に非対称な終端効果を持たせるだけの簡素な構成で、すなわち新たな構成部品を追加することなく好適に抑制することが可能となる。
【０００８】
そもそも、音響エネルギーの循環に伴う質量流束は上述のごとく、ループ管内での気体の自励的な圧力振動に起因して生じる。この気体の圧力振動とは、換言すれば、圧力との位相から９０度ずれた位相を持つ気体の変位振動であり、気体は放熱部側から加熱部側へ、そして加熱部側から放熱部側へ、ループ管内に備えられた再生器を往復している。しかし気体は、その変位を、周期の開始した時点における位置からその周期が終了した時点における位置まで完全に戻すことができず、周期毎の始点を放熱部側から加熱部側へと徐々に移動させている。そして、この気体の変位振動が長時間に渡ると、すなわち時間平均すると、音響エネルギーの循環に伴う質量流束がループ管内を一方向へ循環することとなる。そこで、再生器の上記非対称な終端効果を通じて気体の圧力調整を行うこととすれば、同じく時間平均した質量流束として、上記循環する質量流束を抑制する（打ち消す）方向への質量流束を生じさせることが可能となる。
【０００９】
具体的には、例えば請求項２に記載の発明によるように、
（ａ）前記再生器を構成する蓄熱材の前記放熱部側の総開口面積を前記加熱部側の総開口面積よりも小さく設定して、同再生器としての前記非対称な終端効果を得る。
こととすれば、再生器の放熱部側の開口から流入する気体は、その流速が低下される態様で同再生器の加熱部側の開口から流出する一方、再生器の加熱部側の開口から流入する気体は、その流速が高められる態様で同再生器の放熱部側の開口から流出する。すなわち、この気体の流速の変化に伴って、放熱部側での気体の圧力は加熱部側での気体の圧力よりも小さくなり、時間平均すると、この圧力低下によって質量流束が加熱部側から放熱部側へと生じることとなる。したがって、上述の熱音響エネルギーに伴って生じる質量流束とは逆方向に、すなわち音響エネルギーに伴って生じる質量流束を抑制する方向に質量流束を生じさせることが可能となる。
【００１０】
また、上記請求項１に記載の熱音響装置において、請求項３に記載の発明によるように、
（ｂ１）前記再生器を構成する蓄熱材を積層構造とし、前記放熱部側の蓄熱材の流路断面積を前記加熱部側の蓄熱材の流路断面積よりも小さく設定する。
あるいは請求項４に記載の発明によるように、
（ｂ２）前記再生器を構成する蓄熱材を積層構造とし、前記放熱部側の蓄熱材の空隙率を前記加熱部側の蓄熱材の空隙率よりも小さく設定する。
等々の構成も、上述した気体の圧力調整手法として有効である。
【００１１】
ちなみに、上記（ｂ１）の構成によっても、再生器の放熱部側の開口から流入した気体は、流路の断面積差に基づき、その流速が低下される態様で同再生器の加熱部側の開口から流出する一方、再生器の加熱部側の開口から流入した気体は、同じく流路の断面積差に基づき、その速度が高められる態様で同再生器の加熱部側の開口から流出する。すなわち、この気体の速度の変化に伴って、放熱部側での気体の圧力は加熱部側での気体の圧力よりも小さくなり、時間平均すると、この圧力低下によって質量流束が加熱部側から放熱部側へと生じることとなる。またこの場合には、気体の急激な速度変化を抑え、再生器の側壁へ加わる衝撃を抑えることができるようにもなる。また、上記（ｂ２）の構成によっても、実質的に上記（ｂ１）の構成に準じたかたちで流路断面積が変更されることとなり、同等の作用効果が得られるようになる。またこれら（ｂ１）および（ｂ２）の構成は、上記請求項２に記載の発明の構成（上記（ａ）の構成）との併用も可能であり、特にこれら構成を併用することとすれば、より自由度の高い再生器の設計が可能ともなる。
【００１２】
なお、これら請求項３または請求項４に記載の構成（上記（ｂ１）および（ｂ２）の構成）において、前記積層構造とされる蓄熱材を、特に請求項５に記載の発明によるように、前記放熱部側に配される第１のワイヤメッシュと前記加熱部側に配されて該第１のワイヤメッシュよりも空隙率の大きい第２のワイヤメッシュとから構成することとすれば、その実現も容易である。また一般に、ワイヤメッシュはその空隙率が小さくなるとそれに伴って水力直径も小さくなることから、このように構成することにより、気体の流速が高められる再生器の放熱部側の伝熱面積を増加させることができ、ひいては放熱部における放熱効率を向上させることができるようにもなる。
【００１３】
一方、請求項１に記載の熱音響装置において、請求項６に記載の発明によるように、
（ｃ１）前記再生器を構成する蓄熱材の前記放熱部側の開口端角部の曲率半径を前記加熱部側の開口端角部の曲率半径よりも大きく設定する。
あるいは請求項７に記載の発明によるように、
（ｃ２）前記再生器を構成する蓄熱材を積層構造とし、前記放熱部側の蓄熱材の断面形状の曲率半径を前記加熱部側の蓄熱材の断面形状の曲率半径よりも大きく設定する。
等々の構成も、上述した気体の圧力調整手法として有効である。
【００１４】
ちなみに、上記（ｃ１）の構成によれば、再生器を構成する蓄熱材の前記放熱部側の開口端角部の曲率半径を前記加熱部側の開口端角部の曲率半径よりも大きく設定するため、気体が放熱部側から流入するときの圧力損失は、加熱部側から流入するときの圧力損失よりも小さくなる。したがって、再生器を往復する気体の圧力を時間平均すると、放熱部側の圧力が加熱部側の圧力よりも小さくなり、時間平均の質量流束は加熱部側から放熱部側へと生じることとなる。すなわち、再生器を構成する蓄熱材の形状を通じて音響エネルギーに伴って生じる質量流束を好適に抑制することができるようになる。また上記（ｃ２）の構成によれば、再生器を構成する蓄熱材を積層構造とし、前記放熱部側の蓄熱材の断面形状の曲率半径を前記加熱部側の蓄熱材の断面形状の曲率半径よりも大きく設定することにより、再生器としての外形そのものを変更することなく、上記原理に即して音響エネルギーに伴って生じる質量流束を抑制することができるようになる。また、これら（ｃ１）および（ｃ２）の構成も、上記請求項２に記載の発明の構成（上記（ａ）の構成）との併用が可能であり、特にこれら構成を併用することとすれば、再生器としての設計の自由度もさらに高められるようになる。
【００１５】
なお、上記請求項７に記載の構成（上記（ｃ２）の構成）において、前記積層構造とされる蓄熱材を、特に請求項８に記載の発明によるように、前記放熱部側に配される断面円形状のワイヤメッシュと前記加熱部側に配される断面矩形状のエッチングプレートとから構成することとすれば、その実現も容易である。
【００１６】
また、上記請求項１〜８のいずれかに記載の熱音響装置において、請求項９に記載の発明によるように、前記ループ管内に、前記加熱部による熱損失を低減すべく同加熱部に隣接して設けられた仕事輸送管と、この仕事輸送管内の気体を冷却すべく同仕事輸送管の他方端に隣接して設けられた補助放熱部とをさらに備えることとすれば、上述の加熱部から放熱部にかけて前記再生器に生じる温度勾配を常に一定とすることができるようになる。したがって、ループ管内に前記音響エネルギーを安定して循環させることができるようになる。
【００１７】
また、上記請求項１〜９のいずれかに記載の熱音響装置において、請求項１０に記載の発明によるように、前記ループ管内の一部に連通されるかたちで、前記循環する音響エネルギーと共鳴する共鳴器（ヘルムホルツ共鳴器）をさらに備えることとすれば、このループ管の全長と共鳴器の長さを加えたおよその長さを４分の１の波長とする圧力振動をループ管内に発生させることができ、熱音響装置としての駆動周波数を小さくすることができるようになる。
【００１８】
また、上記請求項１〜１０のいずれかに記載の熱音響装置において、請求項１１に記載の発明によるように、前記ループ管の一部に連通されるかたちで、前記音響エネルギーによる圧力振動に基づきピストンを往復振動させて電気エネルギーに変換するリニア発電機をさらに備えることとすれば、ループ管を循環する音響エネルギーを、ピストンの往復運動を介して電気エネルギーに変換する、いわゆる熱音響発電機を形成することができるようになる。
【００１９】
また、上記請求項１〜１１のいずれかに記載の熱音響装置において、請求項１２に記載の発明によるように、前記ループ管の一部に連通されるかたちで、同ループ管内の気体を外部からのエネルギーに基づき圧縮する圧縮機をさらに備えることとすれば、ループ管内に生じる圧力振動の周波数を任意に設定することができるようになる。また、特に請求項１１の発明と併用することにより、熱音響装置を介して所望の周波数を持つ電力を得ることができるようになる。
【００２０】
他方、上記請求項１〜９のいずれか一項に記載の熱音響装置において、請求項１３に記載の発明によるように、前記放熱部を第１の放熱部、前記再生器を第１の再生器とするとき、前記音響エネルギーが循環する方向に、第２の放熱部および冷却部およびこれら第２の放熱部と冷却部とに挟まれた第２の再生器をさらに備えることとすれば、ループ管に生じる音響エネルギーを利用して第２の冷却部を冷却する、いわゆる熱音響冷凍機を形成することができるようになる。
【００２１】
また、この請求項１３に記載の熱音響装置においては、例えば請求項１４に記載の発明によるように、上記（ｃ１）の構成に準じて、
（ｃ１１）前記第２の再生器を構成する蓄熱材の前記第２の放熱部側の開口端角部の曲率半径を前記冷却部側の開口端角部の曲率半径よりも大きく設定する。
あるいは請求項１５に記載の発明によるように、上記（ｃ２）の構成に準じて、
（ｃ２１）前記第２の再生器を構成する蓄熱材を積層構造とし、前記第２の放熱部側の蓄熱材の断面形状の曲率半径を前記冷却部側の蓄熱材の断面形状の曲率半径よりも大きく設定する。
等々の構成を採用することも、熱音響冷凍機としての質量流束をさらに抑制する上で有効である。
【００２２】
ちなみに、上記（ｃ１１）の構成によれば、第２の再生器を構成する蓄熱材の前記第２の放熱部側の開口端角部の曲率半径を前記冷却部側の開口端角部の曲率半径よりも大きく設定するため、気体が前記第２の放熱部側から流入する場合の圧力損失は、前記冷却部側から流入する場合の圧力損失よりも小さくなる。したがって、再生器を往復する気体の圧力を時間平均すると、第２の放熱部側の圧力が冷却部側の圧力よりも小さくなり、時間平均の質量流束は冷却部側から第２の放熱部側へと生じることとなる。すなわち、音響エネルギーに伴って生じる質量流束のさらなる抑制を図ることができるようになる。また、上記（ｃ２１）の構成によっても、先の（ｃ２）の構成に関して述べたように、基本的には上記原理に即したかたちで、質量流束のさらなる抑制が図られるようになる。
【００２３】
そして、上記請求項１５に記載の構成においては、前記積層構造とされる蓄熱材を、特に請求項１６に記載の発明によるように、前記第２の放熱部側に配される断面円形状のワイヤメッシュと前記冷却部側に配される断面矩形状のエッチングプレートとから構成することで、その実現も容易となる。
【００２４】
また、上記請求項１３〜１６のいずれかに記載の熱音響装置において、請求項１７に記載の発明によるように、前記ループ管内に、前記冷却部による熱損失を低減すべく同冷却部に隣接して設けられた仕事輸送管と、この仕事輸送管内の気体を冷却すべく同仕事輸送管の他方端に隣接して設けられた補助放熱部とをさらに備えることとすれば、上述の第２の放熱部から冷却部にかけて前記第２の再生器に生じる温度勾配を常に一定とすることができるようになる。したがってこの場合も、熱音響冷凍機を構成するループ管内に前記音響エネルギーを安定して循環させることができるようになる。
【００２５】
また一方、請求項１８に記載の熱音響装置では、気体が充填されたループ管内に冷却部および放熱部およびこれら冷却部と放熱部とによって挟まれた再生器を備えるとともに、前記ループ管の一部に連通されるかたちで同ループ管内の気体を外部からのエネルギーに基づき圧縮する圧縮機を備え、前記圧縮機による気体の圧縮を利用して前記ループ管内に音響エネルギーを循環せしめる熱音響装置として、前記音響エネルギーの循環に伴って生じる質量流束を前記再生器の非対称な終端効果に基づいて抑制するようにした。
【００２６】
熱音響装置としてのこのような構成によれば、同熱音響装置が特に熱音響冷凍機として構成される場合に、その熱効率を低下させる質量流束を、再生器の非対称な終端効果を通じて、すなわち気体の圧力調整を通じて抑制することが可能となる。
【００２７】
この場合、具体的には、例えば請求項１９に記載の発明によるように、先の（ｃ１）の構成に準じて、
（ｃ１２）前記再生器を構成する蓄熱材の前記放熱部側の開口端角部の曲率半径を前記冷却部側の開口端角部の曲率半径よりも大きく設定する。
あるいは請求項２０に記載の発明によるように、先の（ｃ２）の構成に準じて、
（ｃ２２）前記再生器を構成する蓄熱材を積層構造とし、前記放熱部側の蓄熱材の断面形状の曲率半径を前記冷却部側の蓄熱材の断面形状の曲率半径よりも大きく設定する。
等々の構成を採用することが、上記熱音響冷凍機に生じる質量流束を的確に抑制する上で有効である。
【００２８】
ちなみに、上記（ｃ１２）の構成によれば、再生器を構成する蓄熱材の前記放熱部側の開口端角部の曲率半径を前記冷却部側の開口端角部の曲率半径よりも大きく設定するため、気体が放熱部側から流入する場合の圧力損失は、冷却部側から流入する場合の圧力損失よりも小さくなる。したがって、再生器を往復する気体の圧力を時間平均すると、放熱部側の圧力が冷却部側の圧力よりも小さくなり、時間平均の質量流束は冷却部側から放熱部側へと生じることとなる。すなわち、音響エネルギーに伴って生じる質量流束のさらなる抑制を図ることができるようになる。また、上記（ｃ２２）の構成によっても、先の（ｃ２）の構成に関して述べたように、基本的には上記原理に即したかたちで、質量流束のさらなる抑制が図られるようになる。
【００２９】
なお、上記請求項２０に記載の構成においては、前記積層構造とされる蓄熱材を、特に請求項２１に記載の発明によるように、前記放熱部側に配される断面円形状のワイヤメッシュと前記冷却部側に配される断面矩形状のエッチングプレートとから構成することで、その実現も容易となる。
【００３０】
また、上記請求項１８〜２１のいずれかに記載の熱音響装置において、請求項２２に記載の発明によるように、前記ループ管内に、前記冷却部による熱損失を低減すべく同冷却部に隣接して設けられた仕事輸送管と、この仕事輸送管内の気体を冷却すべく同仕事輸送管の他方端に隣接して設けられた補助放熱部とをさらに備えることとすれば、上述の放熱部から冷却部にかけて前記再生器に生じる温度勾配を常に一定とすることができ、ループ管内に前記音響エネルギーを安定して循環させることができるようになる。
【００３１】
また一方、請求項２３に記載の熱音響装置では、気体が充填された管内に第１の放熱部および再生器および冷却部およびパルス管および第２の放熱部を順に配設して、前記第１の放熱部には管内に充填された気体を外部からのエネルギーに基づき圧縮する圧縮機を、前記第２の放熱部にはオリフィスバルブを介してバッファタンクをそれぞれ接続するとともに、前記第１の放熱部と前記第２の放熱部との間をバイパス管にて連通させ、前記圧縮機による気体の圧縮に基づき生じる音響エネルギーを前記バイパス管を介して循環せしめる熱音響装置として、前記音響エネルギーの循環に伴って生じる質量流束を前記再生器の非対称な終端効果に基づいて抑制するようにした。
【００３２】
熱音響装置としてのこのような構成によれば、いわゆるダブルインレット型パルス管冷凍機にあってその熱効率を低下させる質量流束を、やはり再生器の非対称な終端効果を通じて、すなわち気体の圧力調整を通じて抑制することが可能となる。
【００３３】
そしてこの場合にも、具体的には、例えば請求項２４に記載の発明によるように、先の（ｃ１）の構成に準じて、
（ｃ１３）前記再生器を構成する蓄熱材の前記第１の放熱部側の開口端角部の曲率半径を前記冷却部側の開口端角部の曲率半径よりも大きく設定する。
あるいは請求項２５に記載の発明によるように、先の（ｃ２）の構成に準じて、
（ｃ２３）前記再生器を構成する蓄熱材を積層構造とし、前記第１の放熱部側の蓄熱材の断面形状の曲率半径を前記冷却部側の蓄熱材の断面形状の曲率半径よりも大きく設定する。
等々の構成を採用することが、上記パルス管冷凍機に生じる質量流束を的確に抑制する上で有効である。
【００３４】
ちなみに、上記（ｃ１３）の構成によれば、再生器を構成する蓄熱材の前記第１の放熱部側の開口端角部の曲率半径を前記冷却部側の開口端角部の曲率半径よりも大きく設定するため、気体が第１の放熱部側から流入する場合の圧力損失は、冷却部側から流入する場合の圧力損失よりも小さくなる。したがって、再生器を往復する気体の圧力を時間平均すると、第１の放熱部側の圧力が冷却部側の圧力よりも小さくなり、時間平均の質量流束は冷却部側から第１の放熱部側へと生じることとなる。すなわち、音響エネルギーに伴って生じる質量流束のさらなる抑制を図ることができるようになる。また、上記（ｃ２３）の構成によっても、先の（ｃ２）の構成に関して述べたように、基本的には上記原理に即したかたちで、質量流束のさらなる抑制が図られるようになる。
【００３５】
なお、上記請求項２５に記載の構成においても、前記積層構造とされる蓄熱材を、特に請求項２６に記載の発明によるように、前記積層構造とされる蓄熱材が、前記第１の放熱部側に配される断面円形状のワイヤメッシュと前記冷却部側に配される断面矩形状のエッチングプレートとから構成することで、その実現が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
（原理の説明）
まず、この発明にかかる熱音響装置の実施の形態について説明するに先立ち、この発明の前提となる原理について図１（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。
【００３７】
図１（ａ）および（ｂ）は、ループ管（図１では図示略）に充填された気体がループ管内に備えられる再生器を往復通過する際の流通態様を、再生器に設けられているとする貫通孔を例にとって概念的に表した断面図である。また、図１（ｃ）は、熱音響現象によってループ管に生じる音響エネルギーの流通方向および気体が再生器を往復通過する変位振動の結果として生じる質量流束の方向との関係を概念的に示したものである。
【００３８】
これら図１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、ここでは、ループ管内に備えられる再生器（正確には再生器中を気体が通過可能な領域）として、例えば逆テーパ状に形成された上方の角部の曲率が下方の角部の曲率よりも小さく形成された貫通孔を考える。また、この貫通孔の上方の開口面積をＡｓ、下方の開口面積をａｓとし、「Ａｓ＞ａｓ」の関係を持つとする。
【００３９】
ここで一般に、流体の密度をρ、流体の速度をｕ、損失係数をＫとすると、管内を通過する流体には次の（１）式に従う圧力損失ΔＰが生じる。
【００４０】
【数１】
2006214406.tif 000003
なお、損失係数Ｋは、流体が流入する入口の形状および流出する出口の形状によっても大きく異なる値である。
【００４１】
すなわち、図１（ａ）に示されるように、気体が上方から貫通孔へ流入する場合、貫通孔の上方の角部は曲率が小さい、すなわち「Ｒ無し」の形状となっているため、この際の損失係数Ｋｉｎ１を「０．５」とする。一方、流体が貫通孔から下方へ流出する場合、貫通孔の下方の角部は曲率が大きい、すなわち「Ｒ有り」の形状となっており、この際の損失係数Ｋｏｕｔ１は「１．０」である。このときこの管路では、気体の流入速度をＵｉｎとすると、
【００４２】
【数２】
2006214406.tif 000004
として示される圧力損失ΔＰａが生じることとなる。
【００４３】
また同様に、図１（ｂ）に示されるように、流体が下方から貫通孔へ流入する場合、貫通孔の下方の角部は曲率が大きい、すなわち「Ｒ有り」の形状となっているため、この際の損失係数Ｋｉｎ２を「０．０４」とする。一方、流体が貫通孔から上方へ流出する場合、貫通孔の上方の角部は曲率が小さい、すなわち「Ｒ無し」の形状となっており、この際の損失係数Ｋｏｕｔ２は「１．０」である。なお、下方の角部の曲率半径をｒとし、下方の開口部の直径をｄとしたとき、「ｒ／ｄ＞０．１５」であれば、損失係数Ｋｉｎ２を「０．０４」とすることで上記圧力損失の良好な近似結果が得られることが一般に知られている。したがってこのとき、この管路では、気体の流入速度をＵｉｎｂとすると、
【００４４】
【数３】
2006214406.tif 000005
として示される圧力損失ΔＰｂが生じることとなる。
【００４５】
ここで、上記（２）式で示される圧力損失ΔＰａと、上記（３）式で示される圧力損失ΔＰｂとでは、上記流入速度ＵｉｎとＵｉｎｂが「Ｕｉｎｂ＝（Ａｓ／ａｓ）Ｕｉｎ」であるとの仮定のもと、上記損失係数Ｋｉｎ１、Ｋｉｎ２、Ｋｏｕｔ１、およびＫｏｕｔ２の値に基づいてこれらの大きさを算出すると、「ΔＰａ＞ΔＰｂ」なる関係が得られる。すなわち、気体が上方から流入するときには下方から流入するときよりも大きな圧力損失が生じるといった、非対称な終端効果が得られるようになる。
【００４６】
そして、図１（ｃ）に示されるように、ループ管に充填された気体が、上記非対称な終端効果を持つ貫通孔への流入方向を周期的に変える場合、すなわち気体の変位振動が有る場合、長期的には上方の圧力が下方の圧力よりも大きくなり、貫通孔の上方と下方とで同気体に圧力差が生じる。これにより、質量流束の方向Ｄ２として矢指する方向へ、すなわち高圧側から低圧側へ、貫通孔の非対称な終端効果に基づく質量流束が生じることとなる。そしてこの質量流束は、同図１（ｃ）からも明らかなように、音響エネルギーの循環に伴って生じる質量流束の方向Ｄ１とは逆方向に生じることから、これによって音響エネルギーの循環に伴って生じる質量流束を抑制する（打ち消す）ことが可能となる。
【００４７】
以下に、このような原理のもとに構成されるこの発明にかかる熱音響装置の実施の形態について例示する。
（第１の実施の形態）
図２および図３は、この発明にかかる熱音響装置についてその第１の実施の形態を示したものである。なお、この実施の形態にかかる熱音響装置も、その基本的な構成は、先の図２４に例示した熱音響装置の構成に準じたものとなっている。ただし、この実施の形態では、上述の原理のもとに構成される再生器をループ管に形成することにより、音響エネルギーの循環に伴って生じる質量流束を抑制する（打ち消す）ことを可能としている。
【００４８】
まず、図２に示すこの実施の形態にかかる熱音響装置において、ループ管１０内には例えばヘリウムガスが例えば「１．５ＭＰａ」の圧力をもって充填されている。そして、このループ管１０に、再生器２０、放熱部２１、および加熱部２２が、再生器２０を放熱部２１および加熱部２２で挟む態様をもって設けられている。ここで、再生器２０は、例えばステンレスのワイヤメッシュ（蓄熱材）を用いて形成されている。また、放熱部２１はループ管１０に充填されたヘリウムを冷却するものであり、例えば冷媒として水を用いることにより水冷式の放熱部２１としてヘリウムを冷却し、例えば約「２０℃」に保っている。また、加熱部２２はループ管１０に充填されたヘリウムを例えばヒータ等で加熱し、例えば約「５００℃」に保っている。そして再生器２０は、図３（ａ）および（ｂ）に示されるように、その放熱部２１側の境界面には小さな径の貫通孔をいくつか有するマスクＭ１を備えるとともに、他方の加熱部２２側の境界面は開放することで放熱部２１側の総開口面積が加熱部２２側の総開口面積よりも小さくなるように設定されている。
【００４９】
熱音響現象の発生にあっては上述のように、上記放熱部２１および上記加熱部２２の存在によって上記再生器２０に直線的な温度勾配が生じ、この温度勾配に起因してヘリウムに自励的な圧力振動が開始される。こうした熱音響現象に起因して生じる上述の音響エネルギーの循環に伴う質量流束は、図２に矢指するように、また、図３（ａ）中に方向Ｄ１として矢指するように、放熱部２１側から加熱部２２側へ流れることとなる。また、再生器２０の放熱部２１側の開口から流入するヘリウムは、その流速が低下される態様で同再生器２０の加熱部２２側の開口から流出する一方、再生器２０の加熱部２２側の開口から流入するヘリウムは、その流速が高められる態様で同再生器２０の放熱部２１側の開口から流出する。すなわち、このヘリウムの流速の変化に伴って、放熱部２１側でのヘリウムの圧力は加熱部２２側でのヘリウムの圧力よりも小さくなり、時間平均すると、図３（ａ）中に方向Ｄ２として矢指するように、この圧力低下によって質量流束が加熱部２２側から放熱部２１側へと生じることとなる。したがって、上述の熱音響エネルギーに伴って生じる質量流束とは逆方向に、すなわち音響エネルギーに伴って生じる質量流束を抑制する（打ち消す）方向に質量流束を生じさせることが可能となる。
【００５０】
以上説明したように、この実施の形態にかかる熱音響装置によれば、以下のような優れた効果が得られるようになる。
（１）ループ管１０内に充填されたヘリウムの再生器２０への流入方向によって、再生器２０を通過するヘリウムの圧力に差異が生じるように、再生器２０の放熱部２１側の総開口面積を加熱部２２側の総開口面積よりも小さく設定した。これにより、再生器２０を挟んで、音響エネルギーの循環に伴う質量流束の方向と逆方向に圧力差が生じ、この圧力差に起因して質量流束が生じることとなる。すなわち、同再生器２０の非対称な終端効果に通じた質量流束により、音響エネルギーの循環に伴う質量流束を抑制する（打ち消す）ことができるようになる。
【００５１】
（２）また、再生器２０として、放熱部２１側および加熱部２２側の総開口面積を調整するだけの比較的簡単な加工を通じて、すなわち新たな構成部品を追加することなく、熱音響装置の熱効率を低下させる要因となる上述した質量流束を抑制する（打ち消す）ことが可能となる。
【００５２】
なお、上記第１の実施の形態は、例えば以下のような形態として実施することもできる。
・先の図３（ａ）および（ｂ）に対応する図として図４（ａ）および（ｂ）に示すように、再生器２０を、放熱部２１ａ側の総開口面積を加熱部２２側の総開口面積より小さく設定したテーパ形状をもつ再生器２０ａとして形成することとしてもよい。再生器２０ａとしてのこのような構造によっても、上記（１）および（２）と同等またはこれらに準ずる効果を得ることができるとともに、新たに次のような効果を得ることもできる。すなわち、ループ管１０に充填されたヘリウムが再生器２０ａを往復通過する際、ヘリウムの急激な速度変化を抑え、再生器２０ａの側壁へ加わる衝撃を抑えることができるようになる。
【００５３】
・先の図３（ａ）および（ｂ）に対応する図として図５（ａ）および（ｂ）に示すように、再生器２０を、放熱部２１ａとの境界面に小さな穴を１つ形成することによって、放熱部２１ａ側の総開口面積を加熱部２２側の総開口面積よりも小さく設定した形状を持つ再生器２０ｂとして形成することとしてもよい。再生器２０ｂとしてのこのような構造によっても、上記（１）および（２）と同等またはこれらに準ずる効果を得ることができるができる。
（第２の実施の形態）
次に、この発明にかかる熱音響装置の第２の実施の形態について、図６および図７を参照しつつ説明する。なお、図６は、この実施の形態の熱音響装置で採用される再生器の全体構造を示す断面図であり、先の図２に示される態様でループ管１０内に備えられている。また、図７（ａ）および（ｂ）は、この実施の形態の再生器で用いられるワイヤメッシュからなる蓄熱材の構造を拡大して示す断面図である。
【００５４】
この実施の形態の再生器も、その基本的な原理として先の図１で説明した原理が用いられており、この動作態様も前述した通りである。ただし、この再生器は、放熱部側および加熱部側において、そのメッシュ粗さ、すなわち空隙率の異なるワイヤメッシュからなる蓄熱材が積層されて構成されている。これにより、再生器の放熱部側および加熱部側それぞれの流路断面積の大きさが変更されている。
【００５５】
すなわち、図６に示されるように、放熱部２１および加熱部２２に挟まれるかたちでループ管１０内に備えられる再生器２０ｃは、ワイヤメッシュからなる蓄熱材２０１および蓄熱材２０２がそれぞれ積層されて形成されている。これら蓄熱材２０１および２０２は、図７（ａ）および（ｂ）に対比して示されるように、放熱部２１側の蓄熱材２０１の空隙率が加熱部２２側の蓄熱材２０２の空隙率よりも小さく設定されて形成されている。
【００５６】
これにより、再生器２０ｃの放熱部２１側の開口から流入したヘリウムは、流路の断面積差に基づき、その流速が低下される態様で同再生器２０ｃの加熱部２２側の開口から流出する一方、再生器２０ｃの加熱部２２側の開口から流入したヘリウムは、同じく流路の断面積差に基づき、その速度が高められる態様で同再生器２０ｃの加熱部２２側の開口から流出する。すなわち、この気体の速度の変化に伴って、放熱部２１側での気体の圧力は加熱部２２側での気体の圧力よりも小さくなり、時間平均すると、この圧力低下によって、図６中に方向Ｄ２として矢指するように、質量流束が加熱部２２側から放熱部２１側へと生じることとなる。したがって、図６中に方向Ｄ１として矢指する上述の熱音響エネルギーに伴って生じる質量流束とは逆方向に、すなわち音響エネルギーに伴って生じる質量流束を抑制する（打ち消す）方向に質量流束を生じさせることが可能となる。
【００５７】
ところで、この再生器を採用する熱音響装置として熱音響エンジンや熱音響発電機を想定する場合、低温側の熱交換器の性能が熱音響装置全体としての性能に大きな影響を与えることが発明者によって確認されている。すなわち、低温側の熱交換器である放熱部において、気体と熱交換を行うための伝熱面積が大きいほど、その熱交換がより潤滑に行われるため、気体の温度を低く維持することができるようになる。そのため、再生器に生じる温度勾配が大きくなり、結果として熱音響装置全体の熱効率が向上する。
【００５８】
ここで上述のように、再生器２０ｃの放熱部２１側の蓄熱材２０１は、その空隙率が加熱部２２側の蓄熱材２０２の空隙率よりも小さく形成されており、換言すれば、ヘリウムと再生器２０との間で熱交換を行うための伝熱面積がより大きくなっている。したがって、再生器２０に発生する温度勾配は大きくなり、結果として熱音響装置全体としての熱効率を向上させることが可能となる。
【００５９】
以上説明したように、この実施の形態にかかる熱音響装置によれば、以下のような優れた効果が得られるようになる。
（１）再生器２０ｃを、空隙率の異なるワイヤメッシュからなる蓄熱材２０１および２０２をもって形成することとした。これにより、再生器２０ｃの放熱部２１側と加熱部２２側との間に、流路断面積差を持たせるかたちで、上記質量流束を抑制するための構造を容易に実現することができるようになる。
【００６０】
（２）またこの場合、ヘリウムの急激な速度変化を抑え、再生器２０ｃの側壁へ加わる衝撃を抑えることができるようにもなる。
（３）また、蓄熱材２０１の空隙率を、蓄熱材２０２の空隙率よりも小さくして再生器２０ｃを形成することで、熱音響装置として熱音響エンジンや熱音響発電機を構成する場合には、その装置全体としての熱効率の向上を図ることができるようになる。
【００６１】
なお、上記第２の実施の形態は、例えば以下のような形態として実施することもできる。
・上記第２の実施の形態において再生器２０ｃは、放熱部２１側と加熱部２２側の流路断面積を変更すべく、空隙率の異なる２種類の蓄熱材２０１および蓄熱材２０２を用いることによって形成されていた。しかし、この蓄熱材は２種に限られず、放熱部２１側から加熱部２２側へ向けて徐々に空隙率が大きくなるように、より多種のワイヤメッシュを積層して形成することとしてもよい。
【００６２】
・上記第２の実施の形態において、再生器２０ｃは、空隙率の異なる２種類の蓄熱材２０１および蓄熱材２０２が積層して形成され、加熱部２２側の流路断面積が放熱部２１側の流路断面積よりも小さく設定される構造とした。しかし、先の第１の実施の形態のごとく、再生器２０の外形を例えばテーパ形状として形成するなど、加熱部２２側と放熱部２１側との間に、流路断面積と併せて総開口面積にも差をもたせる構造としてもよい。このように先の第１の実施の形態と組み合わせることで、再生器２０ｃとしての非対称な終端効果をさらに助長することができるとともに、再生器２０ｃの設計にかかる自由度もおのずと高められることとなる。
（第３の実施の形態）
次に、この発明にかかる熱音響装置の第３の実施の形態について、図８および図９を参照しつつ説明する。なお、図８は、この実施の形態の熱音響装置で採用される再生器の全体構造を示す断面図であり、先の図２に示される態様でループ管１０内に備えられている。また、図９（ａ）および（ｂ）は、この実施の形態の再生器で蓄熱材として用いられるワイヤメッシュの構造およびエッチングプレートの構造を拡大して示す断面図である。
【００６３】
この実施の形態の再生器も、その基本的な原理として先の図１で説明した原理が用いられており、この動作態様も前述した通りである。ただし、この再生器は、該再生器の放熱部側がワイヤメッシュからなる蓄熱材によって形成されており、加熱部側がエッチングプレートからなる蓄熱材によって形成されている。
【００６４】
すなわち、図８に示されるように、放熱部２１および加熱部２２に挟まれるかたちでループ管１０内に備えられる再生器２０ｄは、ワイヤメッシュからなる蓄熱材２０３とエッチングプレートからなる蓄熱材２０４とがそれぞれ積層されて形成されている。詳しくは図９（ａ）に示されるように、放熱部２１側の蓄熱材２０３は断面円形状に形成されている一方、図９（ｂ）に示されるように、加熱部２２側の蓄熱材２０４は断面矩形状に形成されている。すなわち、再生器２０ｄを構成する蓄熱材の放熱部２１側の断面形状の曲率半径を前記加熱部２２側の断面形状の曲率半径よりも大きく設定するため、ヘリウムが放熱部２１側から流入するときの圧力損失は、加熱部２２側から流入するときの圧力損失よりも小さくなる。したがって、再生器２０ｄを往復するヘリウムの圧力を時間平均すると、放熱部２１側の圧力が加熱部２２側の圧力よりも小さくなり、時間平均の質量流束は、図８に方向Ｄ２として矢指するように、加熱部２２側から放熱部２１側へと生じることとなる。したがって、再生器２０ｄを構成する蓄熱材の断面形状を通じて、図８に方向Ｄ１として矢指する音響エネルギーに伴って生じる質量流束を抑制する（打ち消す）ことができるようになる。
【００６５】
なお、図９（ａ）のワイヤメッシュのワイヤ半径をｒとし、矢印で示すワイヤ間の目開きＷとしたとき、「ｒ／Ｗ＞０．１５」であれば、放熱部２１側から再生器２０へ流入する際の気体の損失係数を「０．０４」とすることで、同気体の圧力損失の良好な近似結果が得られることが、一般に知られている。
【００６６】
ところで、この再生器を採用する熱音響装置として熱音響エンジンや熱音響発電機を想定する場合、低温側の熱交換器の性能が熱音響装置全体としての性能に大きな影響を与えることは前述の通りである。すなわち、高温側の熱交換器である加熱部において伝熱面積が大きい場合であっても、低温側の熱交換器である放熱部の伝熱面積が十分に確保されていれば、放熱部における熱交換が潤滑に行われて気体の温度を低く維持することができ、放熱部から加熱部にかけての直線的な温度勾配を大きく維持することができる。その結果として、熱音響装置全体としての熱効率の向上を図ることができるようになる。
【００６７】
一方、ワイヤメッシュからなる蓄熱材２０３の一層分の表面積（伝熱面積）は、エッチングプレートからなる蓄熱材２０４の一層分の表面積（伝熱面積）よりも大きくなるように設定することができる。
【００６８】
そこで、上述のように、再生器２０ｄに生じる温度勾配を大きく維持すべく、これら蓄熱材２０３および蓄熱材２０４の積層量を調整している。すなわち、この実施の形態で採用する再生器２０ｄを、図８からも明らかなように、放熱部２１側の蓄熱材２０３の厚さを加熱部２２側の蓄熱材２０４よりも大幅に厚く形成して、再生器２０ｄの低温側の表面積を十分に確保している。このように積層量を調整することにより、再生器２０ｄを通過するヘリウムの放熱を確実に行うことができ、再生器２０ｄに生じる温度勾配を大きく維持することができる。その結果として、熱音響装置全体としての熱効率を向上させることが可能となる。
【００６９】
以上説明したように、この実施の形態にかかる熱音響装置によれば、以下のような優れた効果が得られるようになる。
（１）再生器２０ｄを構成する蓄熱材を積層構造にするとともに、放熱部２１側の蓄熱材２０３を断面円形状に形成し、加熱部２２側の蓄熱材２０４を断面矩形状に形成することにより、再生器としての外形そのものを変更することなく、上記原理に即して音響エネルギーに伴って生じる質量流束を抑制することができるようになる。
【００７０】
（２）再生器２０ｄは、放熱部２１側の蓄熱材２０３を加熱部２２側の蓄熱材２０４よりも多く積層して形成することとした。エッチングプレートの一層分の伝熱面積は、ワイヤメッシュの一層分の伝熱面積よりも小さいものの、これらの積層量を調整することによって、同再生器２０ｄを通過する気体の放熱を確実に行うことが可能となる。これにより再生器２０ｄには大きな温度勾配が発生し、結果として熱音響装置全体としての熱効率を向上させることができるようになる。
【００７１】
なお、上記他の実施の形態は、例えば以下のような形態として実施することもできる。
・上記第３の実施の形態では、ワイヤメッシュからなる蓄熱材２０３とエッチングプレートからなる蓄熱材２０４とをそれぞれ積層させて再生器２０ｄを形成していたが、蓄熱材２０４についてはこれをさらに薄い層として形成するようにしてもよい。そもそもループ管内を通過する際に生じる気体の圧力損失は、入口および出口において最も大きい。したがって、再生器２０ｄをあらかじめワイヤメッシュからなる蓄熱材で形成しておき、加熱部２２側の端面にのみエッチングを施すことにより断面矩形状を形成することによってもよい。
【００７２】
・上記第３の実施の形態では、放熱部２１側の蓄熱材２０３を断面円形状のワイヤメッシュで構成し、加熱部２２側の蓄熱材２０４を断面矩形状のエッチングプレートから構成していた。しかし、蓄熱材２０３および２０４の断面形状は、これら円形状および矩形状に限られない。要は、蓄熱材２０３の断面形状の曲率半径を、蓄熱材２０４の断面形状の曲率半径よりも大きく設定することとすれば、上記（１）および（２）の効果を得ることができる。
【００７３】
・さらに、蓄熱材２０３および２０４の断面形状ではなく、例えば図１に例示した態様で、これら開口端角部の形状を変更してもよい。すなわち、放熱部２１側の蓄熱材２０３の開口端角部の曲率半径を、加熱部２２側の蓄熱材２０４の開口端角部の曲率半径よりも大きく設定することとしてもよい。
【００７４】
・上記第３の実施の形態において、再生器２０ｄの放熱部２１側の蓄熱材２０３は断面円形状のワイヤメッシュから構成され、再生器２０ｄの加熱部２２側の蓄熱材２０４は断面矩形状のエッチングプレートから構成されていた。しかし、蓄熱材２０３および蓄熱材２０４のこのような断面形状と併せて、再生器２０ｄの外形を例えばテーパ形状として形成するなど、総開口面積にも差を持たせる構造としてもよい。このように先の第１の実施の形態と組み合わせることで、再生器２０ｄとしての非対称な終端効果をさらに助長することができるとともに、再生器２０ｄの設計にかかる自由度もおのずと高められることとなる。
（第４の実施の形態）
次に、この発明にかかる熱音響装置の第４の実施の形態について、図１０〜図１２を参照しつつ説明する。なお、図１０は、この実施の形態の熱音響装置について、その構成を正面方向から模式的に示す正面図であり、先の図２に示した要素と同一の要素には各々同一の符号を付して示し、それら各要素についての重複する説明は割愛する。
【００７５】
この実施の形態の熱音響装置は、図１０に示されるように、先の図２に示される第１の実施の形態の熱音響装置において、熱音響エネルギーが循環する方向に、放熱部２４、冷却部２５およびこれら放熱部２４と冷却部２５とに挟まれた再生器２３をさらに備える熱音響冷凍機として構成されている。
【００７６】
ここで、熱音響装置を熱音響冷凍機として構成する場合、その冷却側に使用される再生器２３としては、その低温側の熱交換器である冷却部２５側において、ヘリウムと熱交換を行うための伝熱面積が大きいほど、熱音響冷凍機としての冷却能力が向上する。したがって、この実施の形態の熱音響装置では、音響エネルギーの循環に伴う質量流束しつつも、再生器２３としての低温側の伝熱面積を大きくするため、同再生器２３として、先の第３の実施の形態の再生器２０ｄ（図８参照）に準じた構造を採用する。
【００７７】
但し、エッチングプレートからなる蓄熱材２３２の一層分の表面積（伝熱面積）はワイヤメッシュからなる蓄熱材２３１の一層分の表面積（伝熱面積）よりも大きくなるように設定し、蓄熱材２３１および蓄熱材２３２の積層量を調整して、再生器２３としての低温側の伝熱面積を十分に確保する。
【００７８】
すなわち、図１１および図１２に示されるように、また先の第３の実施の形態と同様に、放熱部２４および冷却部２５に挟まれるかたちでループ管１０内に備えられる再生器２３は、ワイヤメッシュからなる蓄熱材２３１とエッチングプレートからなる蓄熱材２３２とがそれぞれ積層されて形成されている。そして、図１２（ａ）に示されるように、放熱部２４側の蓄熱材２３１は断面円形状に形成されている一方、図１２（ｂ）に示されるように、冷却部２５側の蓄熱材２３２は断面矩形状に形成されている。
【００７９】
すなわち、再生器２３を構成する蓄熱材の放熱部２４側の断面形状の曲率半径を冷却部２５側の断面形状の曲率半径よりも大きく設定するため、ヘリウムが放熱部２４側から流入するときの圧力損失は、冷却部２５側から流入するときの圧力損失よりも小さくなる。したがって、再生器２３を往復するヘリウムの圧力を時間平均すると、放熱部２４側の圧力が冷却部２５側の圧力よりも小さくなり、時間平均の質量流束は、図１１に方向Ｄ２として矢指するように、冷却部２５側から放熱部２４側へと生じることとなる。したがって、再生器２３を構成する蓄熱材の形状を通じて、図１１に方向Ｄ１として矢指する音響エネルギーに伴って生じる質量流束を抑制する（打ち消す）ことができるようになる。
【００８０】
なお、図１２（ａ）のワイヤメッシュのワイヤ半径をｒとし、矢印で示すワイヤ間の目開きＷとしたとき、「ｒ／Ｗ＞０．１５」であれば、放熱部２４側から再生器２３へ流入する際の気体の損失係数を「０．０４」とすることで、同気体の圧力損失の良好な近似結果が得られることは前述の通りである。
【００８１】
以上説明したように、この実施の形態にかかる熱音響装置によれば、以下のような優れた効果が得られるようになる。
（１）再生器２３は、放熱部２４側の蓄熱材２３１としてワイヤメッシュを積層して形成し、冷却部２５側の蓄熱材２３２としてエッチングプレートを積層して形成することとした。これにより、再生器２３の低温側の熱交換器である冷却部２５において、ヘリウムと熱交換を行うための伝熱面積を大きく形成することが可能となり、結果として、熱音響冷凍機としての冷却能力を向上させることができるようになる。
【００８２】
（２）また、この熱音響装置には熱音響冷凍機として作動するようになり、可動する部材等を持たないため装置全体としての高寿命化も図ることができるようになる。
なお、上記第４の実施の形態は、例えば以下のような形態として実施することもできる。
【００８３】
・上記第４の実施の形態では、ワイヤメッシュからなる蓄熱材２３１とエッチングプレートからなる蓄熱材２３２とをそれぞれ積層させて再生器２３を形成したが、蓄熱材２３２についてはこれをより薄い層として形成するようにしてもよい。そもそも管内を通過する際に生じる気体の圧力損失は、入口および出口において最も大きい。したがって、再生器２３をあらかじめワイヤメッシュからなる蓄熱材で形成しておき、冷却部２５側の端面にのみエッチングを施すことにより断面矩形状を形成することによっても、上記と同等の効果を得ることはできるようになる。
【００８４】
・上記第４の実施の形態では、放熱部２４側の蓄熱材２３１を断面円形状のワイヤメッシュで構成し、冷却部２５側の蓄熱材２３２を断面矩形状のエッチングプレートから構成していた。しかし、蓄熱材２３１および２３２の断面形状は、これら円形状および矩形状に限られない。要は、蓄熱材２３１の断面形状の曲率半径を、蓄熱材２３２の断面形状の曲率半径よりも大きく設定することすればよい。
【００８５】
・さらに、蓄熱材２３１および２３２の断面形状ではなく、これら開口端角部の形状を変更してもよい。すなわち、放熱部２４側の蓄熱材２３１の開口端角部の曲率半径を、冷却部２５側の蓄熱材２３２の開口端角部の曲率半径よりも大きく設定することとしてもよい。
（その他の実施の形態）
なお、上記各実施の形態は、さらに以下のような形態として実施することもできる。
【００８６】
・上記各実施の形態では作動流体としてヘリウムガスを用いたが、ヘリウムガスの他に、水素、アルゴン、窒素、または空気などでもよい。要は、質量が軽く、再生器における熱交換が容易な気体であればよい。また、このヘリウムガスの圧力は高いほど、得られる熱効率は向上する。
【００８７】
・上記各実施の形態では冷媒として水を用いてループ管１０に充填されたヘリウムを冷却していたが、放熱部２１および放熱部２４をフィンなどで形成し、空気によって気体を冷却することとしてもよい。
【００８８】
・上記各実施の形態ではヒータ等を用いてループ管１０に充填されたヘリウムを加熱することとしたが、加熱部２２の熱源は任意である。例えば各種プラントの加熱設備などから排出される排熱ガスなど適宜の媒体を使用して同気体を加熱することとしてもよい。
【実施例１】
【００８９】
上記第１〜第３の実施の形態が適用される熱音響装置の実施例１について、図１３を参照して説明する。
同図１３に示されるように、この実施例にかかる熱音響装置は、ループ管１０内に、加熱部２２による熱損失を低減すべく同加熱部２２に隣接して仕事輸送管３０が備えられるとともに、この仕事輸送管３０のヘリウムを冷却すべく、同仕事輸送管３０の他方端に隣接して補助放熱部３１をさらに備えて構成される。
【００９０】
上述のように、放熱部２１側から加熱部２２側へ向けて再生器２０（〜２０ｄ）に生じる直線的な温度勾配に起因して音響エネルギーがループ管１０内を循環する。しかし実際には、加熱部２２で発生する熱はループ管１０内に充填されたヘリウムガスの温度上昇に使われるだけでなくループ管１０全体へと熱伝導し、再生器２０（〜２０ｄ）に生じる温度勾配は安定しない場合もある。そのため、これら仕事輸送管３０および補助放熱部３１を備えることにより、加熱部２２から放熱部２１にかけて再生器２０（〜２０ｄ）に生じる温度勾配を常に一定とすることができるようになる。したがって、ループ管１０内に音響エネルギーを安定して循環させることができるようになる。
【実施例２】
【００９１】
上記第１〜第３の実施の形態が適用される熱音響装置の実施例２について、図１４を参照して説明する。
同図１４に示されるように、この実施例にかかる熱音響装置は、共鳴管５１を介して同ループ管１０内の一部に連通するかたちで、循環する音響エネルギーと共鳴する共鳴器５０を備えて構成される。これにより、ループ管１０に圧力振動が発生する場合において、共鳴管５１と共鳴器５０との接続箇所を開放端とし、同ループ管１０内部の放熱部２１付近を閉端とする４分の１波長共鳴に類似した共鳴が、同ループ管１０内に生じることとなる。したがって、熱音響装置としての駆動周波数を小さくすることができるようになる。
【実施例３】
【００９２】
上記第１〜第３の実施の形態が適用される熱音響装置の実施例３として、図１５に示されるように、熱音響装置は、先の実施例１で採用した仕事輸送管３０および補助放熱部３１、ならびに先の実施例２で採用した共鳴器５０および共鳴管５１をループ管１０に備えて構成することとしてもよい。
【実施例４】
【００９３】
上記第１〜第３の実施の形態が適用される熱音響装置の実施例４について、図１６を参照して説明する。
図１６に示されるように、この実施例にかかる熱音響装置は、ループ管１０の一部に連通するかたちで、音響エネルギーによる圧力振動に基づきピストンを往復振動させて電気エネルギーに変換するリニア発電機６０を備えて構成される。これにより、ループ管１０を循環する音響エネルギーを、ピストンの往復運動を介して電気エネルギーに変換する、いわゆる熱音響発電機を形成することができるようになる。
【実施例５】
【００９４】
上記第１〜第３の実施の形態が適用される熱音響装置の実施例５として、図１７に示されるように、熱音響装置は、先の実施例３の構成に、先の実施例４で採用したリニア発電機６０をループ管１０にさらに備えた構成としてもよい。
【実施例６】
【００９５】
上記第１〜第３の実施の形態が適用される熱音響装置の実施例６について、図１８を参照して説明する。
図１８に示されるように、この実施例にかかる熱音響装置は、ループ管１０の一部に連通するかたちで、同ループ管１０内に充填されたヘリウムガスを外部からのエネルギーに基づき圧縮する圧縮機７０を備えて構成される。これにより、ループ管１０内に生じる圧力振動の周波数を任意に設定することができるようになる。
【実施例７】
【００９６】
上記第１〜第３の実施の形態が適用される熱音響装置の実施例７として、図１９に示されるように、熱音響装置は、先の実施例５の構成に、先の実施例６で採用した圧縮機７０をループ管１０にさらに備えた構成としてもよい。これにより、熱音響装置を介しての所望の周波数を持つ電力を得ることができるようになる。
【実施例８】
【００９７】
上記第１〜第４の実施の形態が適用される熱音響装置の実施例８について、図２０を参照して説明する。
同図２０に示されるように、この実施例にかかる熱音響装置は、ループ管１０内に、加熱部２２による熱損失を低減すべく、同加熱部２２に隣接して仕事輸送管３０を設けるとともに、この仕事輸送管３０のヘリウムを冷却すべく同仕事輸送管３０の他方端に隣接して補助放熱部３１を備えて構成される。また、同ループ管１０内に、冷却部２５による熱損失を低減すべく、同冷却部２５に隣接して仕事輸送管３２を設けるとともに、この仕事輸送管３２のヘリウムを冷却すべく、同仕事輸送管３２の他方端に隣接して補助放熱部３３をさらに備えて構成される。
【００９８】
上述のように、放熱部２１側から加熱部２２側へ向けて再生器２０（〜２０ｄ）に生じる直線的な温度勾配に起因して音響エネルギーがループ管１０内を循環する。そしてこの音響エネルギーを受けて、やはり、放熱部２４側から冷却部２５側へ向けて再生器２３に直線的な温度勾配が生じることで、冷却部２５が冷却される。しかし実際には、これら再生器２０（〜２０ｄ）、放熱部２１および加熱部２２の動作によって冷却部２５が冷却されると、周囲の熱がループ管１０を熱伝導して冷却部２５へと流れ込み、再生器２３に生じる温度勾配が安定しない場合もある。そのため、仕事輸送管３２および補助放熱部３３を備えることによって周囲の熱が冷却部２５へ流入することを防止することができるようになり、放熱部２４から冷却部２５にかけて再生器２３に生じる温度勾配を常に一定とすることができるようになる。したがって、熱音響冷凍機としての冷却能力を高く維持することができるようになる。
【実施例９】
【００９９】
上記第１〜第４の実施の形態が適用される熱音響装置の実施例９として図２１に示すように、熱音響冷凍機としての動力部と冷却部とをループ管１０に各別に備え、これら両者を接続管１１によって接続することにより、熱音響エネルギーを循環させてもよい。
【実施例１０】
【０１００】
上記第４の実施の形態が適用される熱音響装置の実施例１０として図２２に示すように、先の実施例６で採用した圧縮機７０をループ管１０にさらに備えた構成としてもよい。これにより、この圧縮機７０に外部からのエネルギーとして交流電流を供給することで、この圧縮機７０に備えられるピストンを往復駆動させ、冷却部２５を冷却することができるようになる。またこの際、圧縮機７０へ供給する電流を制御することにより、冷却部２５の冷却速度、すなわち冷却能力を可変とすることができるようになる。
【実施例１１】
【０１０１】
上記第４の実施の形態が適用される熱音響装置の実施例１１について、図２３を参照して説明する。この実施例１１では、熱音響装置をいわゆるダブルインレット型パルス管冷凍機として構成している。
【０１０２】
同図２３に示すこの熱音響装置において、管内には例えばヘリウムガスが例えば「１．５ＭＰａ」をもって充填されるとともに、該管内には放熱部２４、再生器２３、冷却部２５、パルス管１２、および放熱部３４が順に配設されている。そして、放熱部２４には管内に充填されたヘリウムを外部からのエネルギーに基づき圧縮する圧縮機７０が設けられ、放熱部３４にはオリフィスバルブ９０を介してバッファタンク８０が設けられている。また、放熱部２４と放熱部３４との間をバイパスバルブ９１とバイパス管１３にて連通され、圧縮機７０によるヘリウムの圧縮に基づき生じる音響エネルギーをバイパス管１３を介して循環させている。
【０１０３】
ここで、図２３に示されるように、上記バッファタンク８０はパルス管１２の上方に備えられ、オリフィスバルブ９０を介してパルス管１２に連通する容器である。このバッファタンク８０の容積は、パルス管１２内に充填されるヘリウムガスの量および圧縮機７０が同ヘリウムガスに加える圧力の振幅にも依存している。すなわち、同バッファタンク８０内のヘリウムガスの圧力が、圧縮機７０によって加えられる圧力振幅のほぼ平均の圧力（中間の圧力）となり得る容積が必要とされる。
【０１０４】
例えば圧縮機７０によってヘリウムガスが圧縮され、その圧力が高まった場合、バッファタンク８０内の圧力はヘリウムガスの圧力よりも低いため、パルス管１２内のヘリウムガスはバッファタンク８０へと流入する。他方、圧縮機７０によってヘリウムガスが膨張され、その圧力が低くなった場合、バッファタンク８０内の圧力は同ヘリウムガスの圧力よりも高いため、バッファタンク８０内のヘリウムガスがパルス管１２へと流入する。この際、オリフィスバルブ９０の開度が調節され、バッファタンク８０からパルス管１２へ、および該パルス管１２からバッファタンク８０への流入量が調節されている。これにより、パルス管１２内に充填されたヘリウムガスの実質的な変位（移動距離）が大きくなり、ヘリウムガスと放熱部２４、再生器２３および冷却部２５との熱交換がより容易なものとなる。
【０１０５】
また、図２３に示されるように、パルス管１２はバイパス管１３を備えており、このバイパス管１３は、同パルス管１２の一端と上記バッファタンク８０とを連通する通路から分岐し、パルス管１２に備えられる圧縮機７０および再生器２３の間において、パルス管１２の側方と連通している。そして、バイパス管１３には、該バイパス管１３を通るヘリウムガスの流量を調整するバイパスバルブ９１が備えられている。
【０１０６】
例えば圧縮機７０によってヘリウムガスを圧縮する場合、該ヘリウムガスの大部分はパルス管１２を、その一部はバイパス管１３を通って、上記バッファタンク８０へと流入する。他方、圧縮機７０によってヘリウムガスを膨張する場合、該ヘリウムガスの大部分はパルス管１２を、その一部はバイパス管１３を通って、パルス管１２に備える再生器２３を通過することとなる。この際、ヘリウムガスの一部がバイパス管１３を通ることによりその移動に時間差（位相差）が生じるため、ヘリウムガスの圧力振動の節の位置がパルス管１２内で変化する。そこで、バイパスバルブ９１の開度を調整し、ヘリウムガスの変位の振幅を小さくすることで、ダブルインレット型パルス管冷凍機の冷凍能力が向上することが知られている。
【０１０７】
このように構成された熱音響装置において、ヘリウムガスの流路には、パルス管１２からバイパス管１３を通り、再びパルス管１２へと通じる閉ループが存在する。すなわち、この熱音響装置を長時間駆動させると、前述のような音響エネルギーがこの閉ループを循環することとなる。この循環する音響エネルギーに対し、前述の構造を持つ再生器２３をパルス管１２に配設することで、該再生器２３の持つ非対称な終端効果によって生じる質量流束によって同音響エネルギーによる質量流束を抑制する（打ち消す）ことが可能となる。
（その他の実施例）
なお、上記各実施例は、例えば以下のような実施例として実施することもできる。
【０１０８】
・先の図２３に示した上記実施例１１において、パルス管１２から放熱部３４を割愛した構成としてもよい。
・先の図２０に示した上記実施例８、先の図２１に示した上記実施例９、あるいは先の図２２に示した上記実施例１０において、ループ管１０から仕事輸送管３２および補助放熱部３３を割愛した構成としてもよい。
【０１０９】
・先の図１９に示した上記実施例７において、ループ管１０からリニア発電機６０を割愛した熱音響装置を構成してもよい。あるいは、先の図１８に示した上記実施例６において、ループ管１０にリニア発電機６０をさらに備える構成としてもよい。
【０１１０】
・先の図１９に示した上記実施例７あるいは先の図１７に示した上記実施例５において、ループ管１０から共鳴器５０および共鳴管５１を割愛した構成としてもよい。あるいは、先の図１８に示した上記実施例６において、ループ管に共鳴器５０および共鳴管５１をさらに備える構成としてもよい。
【０１１１】
・先の図１９に示した上記実施例７あるいは先の図１７に示した上記実施例５において、ループ管１０から仕事輸送管３０および補助放熱部３１を割愛した構成としてもよい。あるいは、先の図１８に示した上記実施例６において、ループ管１０に仕事輸送管３０および補助放熱部３１をさらに備える構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】この発明にかかる熱音響装置の再生器がもつ非対象な終端効果について、（ａ）および（ｂ）は、ループ管に充填された気体がループ管内に備えられる再生器を往復通過する際の流路態様を、貫通孔を例にとって概念的に表した断面図。（ｃ）は、熱音響現象によってループ管に生じる音響エネルギーの流通方向および気体が再生器を往復通過する変位振動の結果として生じる質量流束との関係を概念的に表した断面図。
【図２】この発明にかかる熱音響装置の第１の実施の形態について、その全体の構成を正面方向から模式的に示す正面図。
【図３】同実施の形態で採用される再生器について、（ａ）および（ｂ）は、その構造を正面方向から示す断面図および斜視図。
【図４】同実施の形態で採用される再生器の変形例について、（ａ）および（ｂ）は、その構造を正面方向から示す断面図および斜視図。
【図５】同実施の形態で採用される再生器の他の変形例について、（ａ）および（ｂ）は、その構造を正面方向から示す断面図および斜視図。
【図６】この発明にかかる熱音響装置の第２の実施の形態において採用される再生器について、その構造を正面方向から示す断面図。
【図７】同実施の形態で採用される再生器について、（ａ）および（ｂ）は、同再生器を構成する蓄熱材の構造を正面方向から拡大して示す断面図。
【図８】この発明にかかる熱音響装置の第３の実施の形態において採用される再生器について、その構造を正面方向から示す断面図。
【図９】同実施の形態で採用される再生器について、（ａ）および（ｂ）は、同再生器を構成する蓄熱材の構造を正面方向から拡大して示す断面図。
【図１０】この発明にかかる熱音響装置の第４の実施の形態について、その全体の構成を正面方向から模式的に示す正面図。
【図１１】同実施の形態において採用される再生器について、その構造を正面方向から示す断面図。
【図１２】同実施の形態で採用される再生器について、（ａ）および（ｂ）は、同再生器を構成する蓄熱材の構造を正面方向から拡大して示す断面図。
【図１３】第１〜第３の実施の形態が適用される熱音響装置の実施例１について、その構成を正面方向から模式的に示す正面図。
【図１４】第１〜第３の実施の形態が適用される熱音響装置の実施例２について、その構成を正面方向から模式的に示す正面図。
【図１５】第１〜第３の実施の形態が適用される熱音響装置の実施例３について、その構成を正面方向から模式的に示す正面図。
【図１６】第１〜第３の実施の形態が適用される熱音響装置の実施例４について、その構成を正面方向から模式的に示す正面図。
【図１７】第１〜第３の実施の形態が適用される熱音響装置の実施例５について、その構成を正面方向から模式的に示す正面図。
【図１８】第１〜第３の実施の形態が適用される熱音響装置の実施例６について、その構成を正面方向から模式的に示す正面図。
【図１９】第１〜第３の実施の形態が適用される熱音響装置の実施例７について、その構成を正面方向から模式的に示す正面図。
【図２０】第１〜第４の実施の形態が適用される熱音響装置の実施例８について、その構成を正面方向から模式的に示す正面図。
【図２１】第１〜第４の実施の形態が適用される熱音響装置の実施例９について、その構成を正面方向から模式的に示す正面図。
【図２２】第４の実施の形態が適用される熱音響装置の実施例１０について、その構成を正面方向から模式的に示す正面図。
【図２３】第４の実施の形態が適用される熱音響装置の実施例１１について、その構成を正面方向から模式的に示す正面図。
【図２４】従来の熱音響装置の一例について、その概要を模式的に示す正面図。
【符号の説明】
【０１１３】
１０、１１０…ループ管、１１…接続管、１２…パルス管、１３…バイパス管、２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ、１２０…再生器、２１、２１ａ、１２１…放熱部、２２、１２２…加熱部、２３…再生器、２４…放熱部、２５…冷却部、３０、３２…仕事輸送管、３１、３３…補助放熱部、３４…放熱部、５０…共鳴器、５１…共鳴管、６０…リニア発電機、７０…圧縮機、８０…バッファタンク、９０…オリフィスバルブ、９１…バイパスバルブ、１１０ａ…分岐管、１２４…質量流速抑制器、１４０…音響デバイス、２０１、２０２、２０３、２０４…蓄熱材、２３１、２３２…蓄熱材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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