熱音響駆動パルスチューブ冷凍機は通常、直接または長い管でカップリングされますが、カップリング後のエンジンと冷凍機が最適な動作状態に達することが難しく、長い管での結合による損失も大きいため、全体効率は低いです。本稿では、共振器を用いて熱音響エンジンとパルスチューブ冷凍機をカップリングする構造を提案し、音響エネルギー伝達損失を大幅に低減し、機器全体の効率を向上させることができます。本文では900 Kの加熱温度、80 Kの空気液化温度領域下における熱音響駆動パルスチューブ冷凍機の理論研究を行い、まず共振器のカップリングメカニズムを解析し、共振器パラメータを最適設計しました。次に、加熱温度、冷却温度および機械的減衰がシステム性能に及ぼす影響を検討しました。最後に、共振器カップリング型と長管カップリング型の熱音響駆動冷凍機の比較分析を行いました。研究結果は、平均圧力3 MPa、加熱温度900 K、冷却温度80 Kの条件下で、共振器カップリングの熱音響駆動冷凍機が全体効率22.5％を得られ、一方長管カップリングの熱音響駆動パルスチューブ冷凍機は11.6％の効率を達成することを示しています。

熱音響;パルスチューブ冷凍機;共振器