(57)【要約】【課題】一時的な冷却において特に有利であり、エネルギー効率が良好な冷却装置を提供する。【解決手段】集音用漏斗１によって集められた可聴周波数の音波（音声、騒音等）が蓄冷器２に入れられると、音波の振動によって、管３に充填された空気の圧縮と膨張とを繰り返して冷却を行う。このように、集められた可変周波数の音波を使用するため、周波数発生源を設ける必要がなくなり、エネルギー効率の観点から良好な冷却装置を構成することができる。また、可聴周波数の音波が集められたときのみ冷却が行われるので、作動中の音声スピーカの冷却のような一時的な冷却において特に有利になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可聴周波数の音波を集める手段と、
その音波が入る熱交換器と、
流体抵抗と、
その流体抵抗を介して大気と通じた作動流体が充填された中空部とを具え、
前記音波の振動によって前記作動流体の圧縮と膨張とを繰り返して冷却を行うように構成したことを特徴とする冷却装置。
【請求項２】
前記作動流体を、大気圧の空気としたことを特徴とする請求項１記載の冷却装置。
【請求項３】
前記冷却装置によって冷却された温度を検出する手段を更に具えることを特徴とする請求項１又は２記載の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声などの可聴周波数で駆動される冷却装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、周波数発生源によって数百〜数ＫＨｚの周波数を発生させ、高圧状態でパルス管に封入されたヘリウムガスのような特殊な気体の圧縮と膨張を繰り返すことによって、長時間の冷却を行う冷却装置が提案されている（例えば、非特許文献１〜３参照）。このような冷却装置は、通常、熱音響冷凍機と称されている。
【非特許文献１】Gregory W. Swift “Thermoacoustic Engines And Refrigerators”, PHYSICS TODAY JULY 1995, pp.22-28
【非特許文献２】M. E. H. Tijani et al. “Design, Development, and Operation of a Thermo-Acoustic Refrigerator Cooling to below -60 ℃”, Cryocoolers 11, pp.309-316
【非特許文献３】Ouyang L. C. et al. “Study of Loudspeaker-driven Thermoacoustic Refrigeration”, Cryogenics and Refrigeration-Proceedings of ICCR’2003, pp.153-164
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記非特許文献１〜３に記載された冷却装置では、周波数発生源を必須の構成要件としているため、エネルギーの消費量が膨大になり、エネルギー効率が悪化する。また、上記非特許文献１〜３に記載された冷却装置では、作動中の音声スピーカの冷却のような一時的な冷却には向いていない。その理由は、一時的な冷却を行うためには周波数発生源を頻繁にオンオフしなければならないためである。
【０００４】
本発明の目的は、一時的な冷却において特に有利であり、かつ、エネルギー効率が良好な冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明による冷却装置は、
可聴周波数の音波を集める手段と、
その音波が入る熱交換器と、
流体抵抗と、
その流体抵抗を介して大気と通じた作動流体が充填された中空部とを具え、
前記音波の振動によって前記作動流体の圧縮と膨張とを繰り返して冷却を行うように構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、集められた可聴周波数の音波が熱交換器に入れられ、音波（圧力振動流）の振動によって、中空部に充填された作動流体の圧縮と膨張とを繰り返して冷却を行う。このように、集められた可変周波数の音波を使用するため、周波数発生源を設ける必要がなくなり、エネルギー効率の観点から良好な冷却装置を構成することができる。また、可聴周波数の音波が集められたときのみ冷却が行われるので、作動中の音声スピーカの冷却のような一時的な冷却において特に有利になる。
【０００７】
前記作動流体を、大気圧の空気とすることによって、ヘリウムガスのような特殊な気体を高圧状態にする必要がなくなる。その結果、一時的な冷却において特に有利であり、かつ、エネルギー効率が良好な冷却装置を簡単に構成することができる。
【０００８】
また、前記冷却装置によって冷却された温度を検出する手段を更に具えることによって、音声のような可聴周波数の音波を温度という物理量に変換することができ、その結果、一時的な冷却において特に有利であり、かつ、エネルギー効率が良好な冷却装置を構成する可聴周波数の音波の識別が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明による冷却装置の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明による冷却装置の実施の形態を示す図である。この冷却装置は、集音用漏斗１と、積層された紙によって構成した蓄冷器２と、管３と、位相用オリフィス４とを具え、管３には、矢印ａに示すように、位相用オリフィス４を介して大気と通じた空気、すなわち、大気圧の空気が充填されたる。
【００１０】
本実施の形態の動作を説明する。集音用漏斗１によって集められた可聴周波数の音波（音声、騒音等）が蓄冷器２に入れられると、矢印ｂに示すような音波の振動によって、矢印ｃに示すように、管３に充填された空気の圧縮と膨張とを繰り返して冷却を行う。このように、集められた可変周波数の音波を使用するため、周波数発生源を設ける必要がなくなり、エネルギー効率の観点から良好な冷却装置を構成することができる。また、可聴周波数の音波が集められたときのみ冷却が行われるので、作動中の音声スピーカの冷却のような一時的な冷却において特に有利になる。
【００１１】
また、管３に封入される作動流体として、大気圧の空気を使用することができるので、ヘリウムガスのような特殊な気体を高圧状態にする必要がなくなる。その結果、一時的な冷却において特に有利であり、かつ、エネルギー効率が良好な冷却装置を簡単に構成することができる。
【００１２】
さらに、例えば蓄冷器２に設けた熱電対及びそれに電気的に接続した温度計を用いることによって、冷却装置によって冷却された温度を検出することもでき、これによって、音声のような可聴周波数の音波を温度という物理量に変換され、その結果、一時的な冷却において特に有利であり、かつ、エネルギー効率が良好な冷却装置を構成する可聴周波数の音波の識別が容易となる。
【００１３】
なお、径が３０ｍｍのスピーカを集音用漏斗１に近接して配置し、管３として外径３ｍｍ及び長さ５０ｍｍの金属管を使用し、スピーカに接続した音源（アンプなど）を３００Ｈｚ，６Ｗ程度の電気入力で駆動すると、室温が２５℃のときに蓄冷器２と管３の境界付近で約１８℃まで温度が下降したことを確認した。
【００１４】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変更及び変形が可能である。
例えば、可聴周波数の音波を集音用漏斗以外のもので集めることができ、熱交換器を、積層された紙によって構成した蓄冷器以外のものとすることができ、中空部を金属管以外のもの（例えば、アクリル管）によって構成することができ、流体抵抗として位相用オフィフィス以外のものを使用することができ、作動流体として空気以外のものを使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００１５】
本発明によって、騒音のような廃エネルギーを利用して寒冷を発生させることや、音声スピーカの出力の一部を使ってスピーカなどを冷却することにより性能を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明を、人の声でものが冷えることをデモンストレーションする科学教材に応用したり、音声の個人差を温度の低減の度合いを比較することによって音声センサに応用したりすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による冷却装置の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  集音用漏斗
２  蓄冷器
３  管
４  位相用オリフィス
【図１】
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