高効率排熱回生熱音響発電機の研究長谷川真也工学部動力機械工学科講師廃熱回生、熱電変換、太陽熱発電、熱駆動冷凍、熱音響機関研究の概要現在，工場，自動車，工業機械などが使用している熱エネルギの内，65%以上は廃熱として未利用のまま捨てられている．廃熱を高効率で回生することが出来れば，経済面，環境面共に大きな波及効果が期待できる．当研究グループは廃熱を回生し電力変換並びに昇温・冷凍を可能にする「熱音響機関」を開発している．熱音響機関とは「熱で音波を生成，増幅する作用」を用いてエネルギ変換を行う新しいエンジンである．熱音響機関は以下の特徴を有する． ● 可動部品を必要せず半永久的にメンテナンスフリー． ● 現在の熱電変換素子を大幅に超える熱効率（30%以上）． ● パイプのみの簡易な構成のため安価かつ量産が容易．冷却熱源音波熱音響冷却システム熱音冷却音電力音電力音波＋ー ● 産業，自動車排熱など多様な熱源を利用した冷却，発電を実現可能．熱音響発電システム研究成果排熱と音で発電排熱と音で冷凍冷凍器（-106℃） 150℃で熱源から10%，300℃の熱源から18%の効率で熱 →仕事の変換を実現．理論上熱効率は300℃の熱源で 30％以上． 150℃の熱源で-40℃，300℃の熱源で－106℃の冷凍温度を実現．排熱や太陽光を利用したノンフロンかつメンテナンスフリーな冷房，冷凍に応用可能．今後の展望 ● ● ● ● 多段進行波熱音響エンジンを用いた，更なる低温動作高効率熱回生デバイスの実現．レーザー機器を用いた，音響非線形現象の測定と抑止方法の確立．高出力リニア発電機の実現．大型計算機を用いた，熱音響数値計算． x Hot HX :Pressure transducers Ambient HX Regenerator HX:heat exchangers Power amplifer Function generator Linear motor