【エネルギー】理論上カルノーサイクルで動作可能な波動エンジン（熱音響機関）を開発　300度で18%のエネルギー回生　発電や冷却が可能

東海大、車載も見据えた波動エンジン（熱音響機関）を開発　300度で18％のエネルギー回生を実現。発電や冷却が可能

http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/01.jpg
波動エンジン（熱音響機関）

　東海大学は5月28日、工学部動力機械工学科 助教 長谷川真也氏を中心とするグループが開発した波動エンジン
（熱音響機関）の報道陣向け説明会を開催した。この波動エンジンは、従来よりも高効率なものとなっており、数値
計算を基に長谷川助教らが装置を構築した．

http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/02.jpg 波動エンジン（熱音響機関）。左が廃熱部で、右が冷凍部。左の熱で波動が発生し、右の冷凍部で波動が冷熱（発熱も可能）となる
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/03.jpg 廃熱部。フランジの位置から、3ユニットの波動発生用のフィルターが組み込まれているのが見て取れる。
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/04.jpg 廃熱部から伸びるパイプは、熱の差を大きくするための冷却用パイプ
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/05.jpg 廃熱部で発生した波動は、このパイプを通って冷凍部へと伝わる
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/06.jpg パイプには、10気圧のヘリウムガスが入っている。ジェット機10機分くらいの音が伝わっている
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/07.jpg 冷凍部
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/08.jpg 冷凍部も廃熱部と同様の構造になっている。廃熱部とは逆現象が起きている。室温との差で、結露している
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/09.jpg 冷凍部の温度。熱電対温度計の表示は摂氏−38.4度
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/10.jpg 説明会において発表を行った、東海大学 副学長（研究担当） 教授 橋本巨氏（中央）、工学部動力機械工学科 主任教授 円能寺久行氏（右）、工学部動力機械工学科 助教 長谷川真也氏（左）

　説明会では、冒頭に東海大学 副学長（研究担当） 教授 橋本巨氏が挨拶。「東海大学は生徒数3万人ほどとなる
大規模私立大学ではあるが、文系よりも理系の色が濃い」とし、長距離電話などに使われている無装荷ケーブルの発明
者でもある松前重義が同大学の創設者でもあることから、社会に役に立つ実用的な研究が特徴であると言う。「本学で
話題となったソーラーカーも応用研究。応用研究をしながら基礎研究につなげ、最終的には役に立つものであることを目
指している」と語り、この波動エンジンも「利活用の実現性の極めて高いものだと思っている」と、実用化への期待を述べた。

　波動エンジンそのものについては、長谷川助教が解説。波動エンジンは、現在、産業界で捨てられている65％の廃熱を
高効率に回収できるものであり、「実現すれば産業界、経済界に大きなインパクトがある」ものであると言う。

　波動エンジンの仕組みは、自然界にもあり、雷の「バリバリッ」という雷鳴がその現れで、大きな温度差が音（波）になる
現象を利用している。高効率なエンジンとして成立したのは近年のことであり、米国のロスアラモス研究所が1999年に
発表した論文によるものと言う。

　波動エンジンは、熱による気体の膨張・収縮が波動として現れる現象を利用しており、気体の共振を利用するため
「可動部分がない」こと、熱力学の上限となる理論上カルノーサイクルで動作するために「高効率」なこと、パイプを使った
簡単な構造から「ローコスト」であることを特徴としている。

http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/11.jpg 詳細な説明を行う長谷川助教
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/19.jpg 波動エンジン開発の背景
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/20.jpg 社会で出る、廃熱の温度域
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/21.jpg いずれ、資源枯渇によるエネルギー関連の値上げがあるとする
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/22.jpg その解決策として、廃熱を高効率で回収する仕組みが必要だと言う
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/23.jpg 波動エンジンの仕組み
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/24.jpg 雷の雷鳴は、熱が音に変換された結果
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/25.jpg 波動エンジンの特徴
>>2辺りに続く
谷川 潔/Car Watch 2012年 5月 28日
http://car.watch.impress.co.jp/docs/news/20120528_536075.html

http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/26.jpg パイプの中に、メッシュ状のものセットする
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/27.jpg 熱を加えることで、気体が振動し、波動が発生する
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/28.jpg 逆現象もあり、波動が伝わることで、気体が振動し、放熱・吸熱が行われる

　波動の発生にはフィルター使用。材質としては0.2mm程度の小さな穴の空いた金属製のステンレスフィルターや、セラミック
フィルターを使うことで、急激な温度差を波動に変換する。このフィルターによって発生した波動はパイプを伝わり、逆現象を
使用して熱音響冷却や加熱ができたり、発電ができたりすると言う。

http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/15.jpg パイプ内に設置されたセラミックフィルター。右上は、フィルターに熱を伝えるユニット
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/18.jpg セラミックフィルター単体
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/14.jpg ステンレス製のフィルター。どちらも0.2mm程度のメッシュを持つことで、波動を発生させている
http://www.youtube.com/watch?v=IcGsjC-aFE0&feature=player_embedded#! 東海大 波動エンジン（熱音響機関）実験 その1
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/12.jpg アクリルパイプをバーナーで熱する。すると途中に設置したフィルターの働きで波動（音）が発生する
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/13.jpg 波動（音）の発生源であるフィルター。ただの金網だが、パイプの長さとの位置関係が重要。少しでもずれると、音が発生しない

　発電は、スピーカーの逆現象を使用する。スピーカーは電気エネルギーを空気の振動（音、波動）に変換するものだが、
空気の振動を与えることで電気が発生するのはよく知られているところ。この原理を利用した製品としてマイクがあるが、
「永久磁石式のモーターを展開したようなものを使えば、90％程度の（エネルギー）変換効率が可能」（長谷川助教）と言う。

　今回展示されたシステムは、摂氏300度の熱で18％の変換効率が可能なもの。300度の以下の熱源温度で−106度の
冷熱発生を実現している。中に入っている気体はヘリウムガスで気圧は10気圧。ヘリウムガスを利用した理由としては
「伝熱特性がよいため」で、10気圧であるのは「大学では10気圧以上の実験ができないため」と言う。理論上、気圧が
高ければ高いほど効率は上昇するそうだ。

　廃熱を利用するシステムは、一般的に多く用いられているが、そのほとんどは熱を熱として利用するもの。クルマで言えば、
エンジンの熱を利用したヒーターなどが代表的な例だろう。熱を電気エネルギーに変換できるシステムは少なく、長谷川
助教はその代表的な例としてゼーベック効果を利用した「熱電変換素子」を挙げた。この熱電変換素子の効率は、
280度で最大7.2％。今回展示した試作品でも、2倍以上となる18％の効率を実現している。

http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/29.jpg 波動エンジンの応用事例。廃熱を利用して冷却（加熱）したり、発電したりできる
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/30.jpg ほかの技術との比較。熱電変換素子よりも高効率

　長谷川助教は、この高効率なエネルギー変換を波動エンジンで達成するには、これまで2つの問題点があったと言う。
その1つは、高効率な波動を発生させるためには300度〜600度温度が必要であること、もう1つは可動部分がないため
「作ってみないと分からない」ことだ。

　これを解決するために、数値計算の可能性を模索。一般的に物理現象の数値シミュレーション方法としては有限
要素法があるが、「フィルター部にある0.2mm以下の流路に対して計算メッシュを作成することは現実的に困難。たとえ
可能だとしても膨大な計算量になり、極めて多大な計算時間が必要」と言う。そのため、熱力学、流体力学、非平衡
物理などを利用して、数値計算モデルを構築し、計算した結果と実験した結果が、「ほぼ合致することができた」と言う。

　これにより、コンピューター上でトライ＆エラーが可能な波動エンジンの設計が可能となり、現実的な予算と時間で
装置を最適化することが可能になった。最適化ポイントとしては、蓄熱機の流路や配置、装置形状、動作温度、
周波数、効率などを挙げており、関連特許も出願しているとのことだ。

>>3辺りに続く

http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/31.jpg 波動エンジンの研究動向。アメリカは液化天然ガスの製造に使用するプラントを製作
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/32.jpg オランダは、工場の廃熱を利用した100kW級の発電機を2012年中に動作予定
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/33.jpg 現状の波動エンジンの問題点。動作条件が不明なため、実用機の製作に資金や時間がかかりすぎる
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/34.jpg 解決の可能性として、数値計算を挙げる
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/35.jpg 物理シミュレーションの代表的な例である有限要素法は現実的な解ではないと言う
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/36.jpg 長谷川助教は数値計算モデルを構築した
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/37.jpg 数値計算モデルの構築しに使用した、さまざまな物理法則
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/38.jpg 理論モデルによる結果と、実際の結果を比較した
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/39.jpg 比較結果。破線が理論モデルによるシミュレーション結果、実線が実験結果。よく一致している
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/40.jpg この計算モデルの構築により、最適設計が可能になった
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/42.jpg 廃熱温度と、冷凍温度
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/43.jpg 動作温度と、変換効率
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/44.jpg 計算モデルの構築で、18％の効率を実現する実機を作成できた
http://www.youtube.com/watch?v=jhKDDD08kls&feature=player_embedded 東海大 波動エンジン（熱音響機関）実験 その2
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/47.jpg 波動（音）で、熱の変化を発生させる実験。中央のアクリルパイプの下部にスピーカーが、パイプ内部にフィルターが設置されている
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/48.jpg パイプ内部にあるフィルター。複数のフィルターがまとめられている。フィルターに延びるワイヤーは温度計の熱電対
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/49.jpg アクリルパイプ下部のスピーカー。ここから波動（音）をパイプ内部に送り込む
http://car.watch.impress.co.jp/img/car/docs/536/075/50.jpg フィルター部分の温度。温度差が発生しているのが分かる

　数値計算上ではあるが波動エンジンは、9度ほどの温度差があれば作動し、装置のサイズも波動の伝達パイプを
スパイラル化することで小型化が可能。応用範囲としては、自動車の廃熱を利用しての発電や冷却、電気がなくても
太陽の集熱で冷却可能なことからモバイル冷蔵庫などを挙げており、大型プラントから小型の装置まで可能とのこと。

　長谷川助教は、「今後は産学連携による開発を進め、5年後の実用化を目指す」と語った。

【お詫びと訂正】記事初出時、「理論モデルを構築」としておりましたが、正しくは「数値計算モデルを構築」となります。
お詫びして訂正いたします。

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イスカンダルに行けそうな御名前で

なるほど、温度差でできる音響波動をピストンがわりに使おうってアイディアか。

…おもろい。

この程度のものの計算がそれほど難しいとしたら、作用ガスの音響振動と構造との共鳴現象を使った
エネルギー取り出しになってるんだろうな。すると、その振幅の大きなところ＝エネルギーを取り出すところ
で非線形計算が必要なるわけか。

…とはいえ、今の計算機パワーで計算できないとは思えない。変な線形化とかして、有限要素法で計算でき
なくなっているだけじゃねぇの？

>>1
ついに、波動砲の実現へ踏み出したか…

理論上はカルノーサイクルなんて当たり前のことをドヤ顔で言われても、、、

カルノー言うなら、300度でせめて40%くらいの効率出せよ

>>8
＞カルノー言うなら、300度でせめて40%くらいの効率出せよ

どういうこと？

ローソクで進む船のやつか
温度差を利用したものは宇宙空間だと効率よさそう

>>9
低音側が300Kとして、カルノー理論効率がいくらかって話だよ

>「フィルター部にある0.2mm以下の流路に対して計算メッシュを作成することは現実的に困難
なんで。動作流体がヘリウムでこのスケールならばせいぜいR〜10でしょう。
open boundaryがあるわけでもなし、FEMでなくても普通に差分でメッシュ切っても収束するでしょ。
まさか市販の数値計算アプリケーション使ってるとか言わないよね？

コスモクリーナーもセットで頼む

オッサンホイホイスレ

>>1
うむ、名前ナイスだ。

カルノーサイクルの火力発電の効率とどう違うの？
火力の方が圧倒的に高効率と聞いた。
もちろん高効率＝温度差大のため高温となる。

温泉に沈めるだけでいける？

可動部が無いからスターリング機関よりいいね
ただ共振があるから摩耗や劣化がどれだけ進むか

波動って名前が俺の厨二心をくすぐるな

えねるぎー重点120％
退職・対先公防禦

>>19
ただし、考え得る限り、最も低い出力のエンジンの一つです。ｗ

波平エンジン

自動車の排熱をHVの電力に変換出来てもワリが合うのだろうかｗ
車重のアップ分と発電分と

イスカンダルから設計図が届いたのか

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　　　　　　　　　　　 .／｀　　　　　 ｀ﾞ''ｰ､、
　　　　　　　　　　　,i´　　　_..　　 　 　 　 ﾞi､
　　　　　　　　　　 lﾞ　　 .‐[♀`!―-､,,, 、　　ﾞi､
　　　　　　　　　　│　 : ,i´`'"'＿;;;;;;;;;;"'ヽ、　 ﾞl,　　　ヤマト発進！
　　　　　　　　　　│　||.,z=''"ﾞ;;;;;;;;;;;;;;ﾉﾙヾﾞl,,、｀'i
　　　　　　　　　　　ヽ／,,--;''~/'--‐ ﾞ 　）ｖ-、　!
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ニュートリノビーム防御幕より早かったか

…平塚か
なにもかも懐かしい

熱音響機関の効率が18％だと

スターリング機関の方が効率良くないか？


理論上カルノーサイクル持ち出す割には低い印象しかないな・・・

アントニオ猪木がまた騙されそうだな

火力が一番。ばんばん燃やせばいい。

製品化するならヤマトだな

砂の惑星で音（声）をエネルギーに変える銃があったね

>>28
効率より経済効率だな
捨てる熱を対象にしてんだから

シミュレーションできるようにしたってのがでかいな

>33
スターリングも排熱利用できるのですが
熱音響機関のだとどんな経済効率があるのですか？

ちょっと自分素人なのでどういう利点があるのかイメージできないのですが・・・・

>>25 その調子

アクリルパイプにガスバーナー近づけてるように見えるが
大丈夫なのか？

<丶｀∀´>

大学時代物理でカルノーサイクル習ったけどもう忘れた。

ん？
これ、もしかすると良いよね？

少しでいいから人を入れて、まずはちゃんと守るべきではないか。

おっさんホイホイというけど今現在リメイク版が展開中、バリバリ現役だぞ
素晴らしい出来だからおっさんも若造も見とけ

原理なんか全く理解できないんだが、
「波動エンジン」という名前だけで胸がワクワクしてくるなｗｗｗ

西川善司っぽいな

http://www.youtube.com/watch?v=IcGsjC-aFE
この↑原理実験を見て思ったが、
発電に使うより先に楽器を作ってみたらいいんじゃないか。
管楽器なんか作ってる職人と協力したら、職人の勘（無意識的な計算）で
シミュレーションの限界を超える効率の解を見つけてくれるような気がする。

あ、リンク失敗した＿|￣|○
http://www.youtube.com/watch?v=IcGsjC-aFE0

振動と温度差関係の耐久冶金技術豊富なロケットとか
ジェットエンジン系メーカーの新しい戦場か、楽しみだ

大規模ごみ焼却施設の脇に温水プールの時代から、
冷却利用のスパコンファーム併設の時代になるかも

すごいな。
これができるってことは
おとからねつへのへんかんもできるの？

熱音響機関の動作原理
http://ctt.doshisha.ac.jp/contents.html

３行で

>>50
掘った
奪った
逃げた

>>44
理論限界は超えられない（越えたら新理論、稀にあるが今の基礎物理だと難しい）
職人芸の見せ所は実装時に理論限界に近付けるところ

陛下
内燃機関の技術開発が終わり、例のものが出撃可能になりました

ttp://www.cyberfront.co.jp/title/civ_revo/manga03.html

ヤマト発進

波動エンジンって空飛べるのん？

すごいローコストで長寿命な太陽熱発電機ができたらいいな

>>35
・可動部がないこと
・構造が単純でローコスト

停止した原子炉や使用済み核燃料プールの廃熱を回収して冷却系に利用できたら素晴らしい

これ振動発電と同じ原理なのか？
例の駅の改札とかハチ公前に設置されてたやつ

誰だよ「波動エンジン」なんてネーミングにOK出したの
後々までネタにされるのわかりきってただろうが
だが、その決断に俺は敬意を表するぞ

波動という単語の意味が分かっていない
安易な記事書くなよ

>>58
300〜600度って言ってるし無理じゃね？

ヘリウムだと保守が面倒じゃね

トンでも科学であっても理論上できるから可能！
といって実現できたものって飛行機くらいだよな

これを空間じゃなくて時間次元に応用すると
次元波動エンジンになるのか

自動車の排気管に取り付けて廃棄エネルギーで発電するとかできないかな
ターボみたいなタービンでもいいんだけど
ターボは排気抵抗が大きいし温度が高くないと意味ないかも

滝の近くとかのウルサイ場所にマイクを沢山並べて発電するセミ永久機関とかあった気がするんだが。
それより効率いいの？

小さい熱でも取り出せるってのが売りみたいね
お湯を沸騰させなくても良い訳だよ

>>64
飛行機は理論上飛べないらしいぜ

>>39
あれさえ覚えておけば、熱力学レベルの式は全て導出できる優れものの思考実験だから、
再度勉強したらいいぞ。

勉強したころは、まさか実用エンジンが出てくるとは思わなかったなぁ。（何度も失敗してるから）

はるか昔から実用化されてるって話だそうだが
戦艦やら潜水艦やらに搭載されてるらしいし

既存エンジンや熱源の排熱が利用できて構造が簡単で可動部分がなくて小型化が可能
こんな感じの機関なのかな？
多少効率が悪くても色々と使えそうだな

>>59
振動発電って、JRが試していた奴でしょ？あれは圧電素子か何かじゃなかった？
最後に電力にする部分に「振動→電力変換」を使ってるけど、上の説明だとスピーカーの原理って
書いてるから、電磁誘導で交流にしてるって事かなと。
ま、やり方は何通りかあるでしょ。

それより、気になるのが、ここで言う「効率」ってのは、熱→音波（振動）の変換効率であって、
振動→電力の効率を含めて無さそうだって点だな。

>>69
またどこかのトンデモ似非化学系ネタにはまってるアホがいるな。

科学ってのは、「観測された事実」を法則として認めるところからスタートして、
そこから演繹的に導き出される理論体系を指しているわけで、ベルヌーイの
法則は、「観測された事実」として存在しているわけで、そこを認めれば飛行機
のシミュレーションなんていくらでもできる。

ベルヌーイの法則を生じさせる更に深い法則と理論体系を作り出せていない
だけだよ。

アインシュタインの相対論だって「光速は誰から見ても一定」という
観測事実からスタートしてるからな。なぜ一定なのかについては何も言ってない。

「光速度一定は理論的に説明できない！ｷﾘｯ」
そうですがなにか？ってなもんだｗ

中身については何も言わないがネーミングセンスを疑う
異論は受け付けない

そりゃかっこいいのは認めるけど、胡散臭さ100倍だろ

ついに波動砲が実用化されるの？

波動拳の実現化に一歩近づいたな

廃熱利用にしては高効率なんだな

ヤマト発進！

うるさすぎて実用困難

>>75
＞光速度一定は理論的に説明できない

できるよ
光速度＝光の進む距離／時間
時間∝光の進む距離
よって光速度一定

真空の光速度が定数なのは電磁気学のマックスウェルの方程式から必然的に出てくる
で、コレと古典力学との兼ね合いが問題になって、それを解消するために特殊相対論がでてくるわけだ

熱音響は最大カルノーの70%位いってる。
でも写真の装置は大学で作った低圧の装置だし、外部放熱とかもありそうだから、18%は凄いだろ。

地熱が使えそうだな。

これをどうやって活用するの？普通のヒートパイプに見えるんだけど。

稼動部がないから動力にどうやって変換するの？
音が鳴れば電気が発生するの？

３００℃差て、どこが効率高いの？
他の低温差デバイスのように３０℃差で動力か電気を作ってくれ。

理屈は判ったが、騒音発生源になるので迷惑な機械ではある。

>>87
なるほど騒音発生器として恐ろしく一品だってことか、
それは考えなかった。迷惑な音を作るのに素晴らしい効率だってことね。

静かで問題になっているプリウスの排気管に付ければ一石二鳥ｗ

装置の外部がうるさいという情報がどこかにあるのか？

エネルギー充填１２０％！

金属疲労で数年で駄目になりそう

スターリング機関みたいに
潜水艦とか船からでないの

海水で冷やせばええんでないかと

波動砲の平和利用か、で軍事利用まだぁｗ

>>86
>音が鳴れば電気が発生するの？

音を電気に変換することは可能。だから
熱→音→電気　ということだろう。

今の
熱→タービン駆動→電気　
よりエネルギー効率が高く出来る可能性があるって話なんだろ。
しかもタービンみたいに駆動部分が無くてとっても便利

分かり難い記事だな
冷凍部が外力で冷却されているなら意味無くねーか？

これは発電の方に使うべきだな

>>96
意味が無いもんが記事になるわけないってことに思い至らないところが非常に残念すぎるが・・・・
これは、冷凍サイクルの冷媒の代わりに音波をつかうってもんだから

何か他人の成果に、ハンチクな知識でダメ出しするのが、そんなにうれしいのかねぇ・・・
いくら他人の成果を貶めたところで自分の値うちが上がるわけもないのにね

>>99
人を貶めることで自分が上がる気がするんでしょ
そういう連中には文句云うくらいなら無視したほうが得だよ

>>74
厳密に言えば、ベルヌーイの定理は科学じゃなくて工学だけどね。

まあ、この辺突き詰めると、実はエントロピーの概念自体が工学のものだし、
ニュートン力学だってニュートンがプリンキピアを書く前にフックの法則として
工学分野で既にあったりと、まあいろいろ出てきちゃうけど。

まあ２ちゃんで文句垂れてるヤツらは
記事にすらならないレベルのヤツばっかりだからな

いやまて。冷媒はヘリウムだろ。ヘリウム充填熱音響冷却管だよ。
冷媒が音波って、なに言ってんだ

>>95
電気に変換する時に駆動部（マイクやスピーカー的な）が必要じゃね
耐久性や効率その他性能でタービンに勝ると言えるかどうか難しい気がする
特に回転運動と違うから精度を上げるのが相当難しいだろ

セミの鳴き声の消費エネルギーはミリワット程度だろうが、充分にうるさい。
廃熱を熱音波発電で電力に変えるとしたら、
キロワットとかメガワットとかのエネルギーが中間段階で音に変わるわけだが、
その段階で外部に漏れる音が百万分の一だとしても、深刻な公害になるな。

もしかして、ガスコンロに日をつける時にボンッと音がするけど、それは違うんか？
あと、爆弾やら弾丸やらの音もそうなのかなぁ？

まだスターリング機関の方が効率がよさそうだけど
18％が電気に変化してこの数字なら波動エンジンの方が
効率がよさそうだな

ttp://www.youtube.com/watch?v=Ck5C04CF8cI

>>84
>でも写真の装置は大学で作った低圧の装置だし、外部放熱とかもありそうだから、18%は凄いだろ。 

学生実験なら、その言い訳で通る

>>93
大音響を発生する潜水艦www

>>107
>>2
>「永久磁石式のモーターを展開したようなものを使えば、90％程度の（エネルギー）変換効率が可能」（長谷川助教）と言う。

作ってから言えといいたい

「お客さん、ついに波動エンジン搭載自動車が完成しました！」

ムリ。ぜったい買う。

そのまま超音波モーターに展開すればいいだろ

>>106
鳴釜神事というのがあるが、原理はそれと同じ。検索すれば動画がみつかると思うよ

ところで、熱音響管とパルスチューブを組み合わせた、
クーラフープという可動部分の無い冷凍機が既に開発されていて、
冷却能力も-180℃くらいまでは行けるわけだが、
さてこの >>1 管はどこに新規性があるの？
まさか数値シミュレーションやってみました、だけじゃないよね。効率上がりました、かな？

波動ほry

ただのスターリングエンジンと違うの？？

http://www.youtube.com/watch?v=vasAgNa00pA&feature=related

なんとなくイメージは出来たけど、これはすごいな

しかもたった１０年ぐらいでここまできてるって事もすごい

思いついて試作品を作ってみたものの、こりゃモノにはならねぇな。と廃棄される一技術。
という風にしか見えねぇ。

ホールのスピーカーにいいだろ
波動スーパースピーカーてな
ホールに集まった人全員死亡とか

熱音響システム自体の一般水準が判らないから、
>>1 の研究が一般水準に対して有する差分が判らないな……。
http://www.amefrec.co.jp/ecolo/088/088_news.html

でっかいフライホイールが付いてないと気分が出ない。

低周波のほうがスピーカー的に大電力取れるから太い管のが医院で内科医

波動砲撃てるの？

「エネルギー充填120%！」とか言われそうだから予防線張ってるんだろうなｗ
＞波動エンジン（熱音響機関）

つか、可逆なところとかスターリングエンジンに似てるね。これ。

Etalim社の熱音響発電機は、更にスターリングエンジンに近づいてるよ。
http://www.cleanbreak.ca/2011/02/04/etalims-novel-engine-could-bust-open-microchp-small-biogas-and-solar-thermal-power-markets-among-others/

大音量を発する潜水艦w？そんなわけない。
まずシール構造で加圧してある時点で外部に音（空気の振動）は全然もれないだろ。
音波が管壁をわずかに振動させそうだそうけど、僅かだろ。
そうじゃなければ、スターリングが潜水艦に搭載はされない。
音→電力は確かに課題。発電機はなかなか難しそう。
そもそも従来に比べて「低温で高効率」って言ってるだけで、このままどうだとは言ってない。
今後に期待。

>>124
10KW出力以上になると近寄りがたい音がするのかな？

「波動エンジン」と「イオンエンジン」のコンビで
銀河の果てまで連れて行ってもらえそうな気分
実際は低出力コンビなのに

>>125
スターリングは静かだよ
爆発音が無いからね

対消滅エンジンやゼロ点エネルギー炉は
まだですか？

宇宙空間に置いて太陽に対して日向と日陰作ればいいんじゃね
中を密閉しないといけないけど
マイクロ波で地球に送電っと

熱音響冷却は結構前から記事になってるよね
実用化とか聞かないのはやっぱ使用条件があるからかな

>>125
>音→電力は確かに課題。発電機はなかなか難しそう。 

で、変換できなかった分の一部は音で漏れる→大音響www

波動エンジン始動！エネルギー回生率18%！フライホイール接続！

この理論で冷蔵庫つくったらうるさいだろうな

地上なら大音響でうるさくってたまらんだろうけど
宇宙空間で無人ならどうってことないな

なんか地震兵器？

>1　が一番言いたいのは、これまでよりも楽に最適設計を
見つけることができるようになった、ということだろう

>国外では国家連携した巨大な予算を使った実験主体の
>トライアル&エラーが中心

>現実的な予算と時間で装置を最適化することが可能になった。

実際に作ったパイプは、構築した数値計算モデルの有効性を
示すためにサンプルとして作っただけで、
サンプル自体そんなにすごいものじゃないことは承知してるだろうさ

>「大学では10気圧以上の実験ができないため」

エアークーラーと似てる。ロシア生まれの技術だけど。なんか法則があるのかもしれん。

300℃も温度差必要な時点で効率悪すぎるわ。
３０℃ならわかるけど。
300℃あったら普通に蒸気タービンが動くだろう。
原子炉のタービンだってその程度の低温で動くわけで。

>>131
関連サイトみたら冷媒があまり移動しないから冷却のスピードが遅いみたい

>>140
ちゃんと全部読め
＞10気圧であるのは「大学では10気圧以上の実験ができないため」と言う。理論上、気圧が
高ければ高いほど効率は上昇する

>>142
>「大学では10気圧以上の実験ができないため」
１０気圧以上で使うとか、そんな技術危険すぎる。
そもそも効率の話ではなく実効として動作するかの話だろ。

周辺はうるさいだろうな

世の中の10気圧以上を全部否定したら、すごい生活になるな。
計画停電どころの騒ぎじゃない

>>143
え、なんで？
もっと高圧で使ってる部品沢山あるんだが
ダイビングのエアタンクなんて２００気圧だし
まあ爆発したら車一台ふっとぶくらいの威力あるけど
それでもそこらじゅうで安全に運搬されてるし余裕

>>140
>数値計算上ではあるが波動エンジンは、9度ほどの温度差があれば作動し

学者は理論ばっかし。地震学者もそうだ。

学者は理論ばっかし。地震学者もそうだ。

>149
>熱力学、流体力学、非平衡物理などを利用して、数値計算モデルを構築し、
>計算した結果と実験した結果が、「ほぼ合致することができた」

波動エンジンとかどこの宇宙戦艦だよ

＞「永久磁石式のモーターを展開したようなものを使えば、90％程度の（エネルギー）変換効率が可能」（長谷川助教）と言う。

なにこれ圧倒的じゃないの
へ？これどういう意味？そのまま読むと、90％の効率で発電が出来ると読める気がするけど

確か今の発電所でも効率65％とかそんなもんじゃなかったか？

マジコレ？

>>152
そこはシステム全体の発電効率の話をしてるわけじゃない。
［音波→電力］という段階に限定した話。
既製品のマイクロフォンの場合、どの程度の変換効率なんだろう？

>>153
ああナルホドね
＞　今回展示されたシステムは、摂氏300度の熱で18％の変換効率が可能なもの。

じゃこれが全体の効率って訳か、発電所とかに使うんじゃなくて最初から車載用とかが一番の目的なのか

音ヒートパイプは基本的にデカい共鳴管が必要なので
車載には向いてないのではないかなあ

>>154
今まだそこにも行ってない段階
とりあえずこういうの作ったよ。もっと効率上げられそうだから研究しながら
実用研究させてくれるスポンサー探しって感じだと思う

ハイブリッド車に使うなら内燃機関作動中の充電とか？

カルノーサイクル考えたの日本人だったら
ヨシダサイクルとかになって、めちゃ場末の自転車屋っぽくなってたな

現実に発電考えたら、金属疲労であっというまに崩壊する予感もするが。

>159
疲労限度以下の歪になるように設計すればいいみたいだよ

wikipedia 疲労 (材料)
＞それ以下の応力では何度回数を繰り返しても破断しない応力振幅の限界点が存在する。

素材を選んで　が抜けた

たいぶ前のスレにあったコギングトルクを打ち消すようなモーター？（発電機）と
合わせればもっと効率が上がるのかもな、どんなエンジン音なんだろう聞いてみたい。

>>158
海洋温度差発電のウエハラサイクル。

やっぱりイスカンダルに行くんだね。

異種姦ダル

宇宙空間で使うのはいいね。日向と日陰の温度差激しいし
真空だから大音響でも外に伝わらないし。

おもてたんと違う

>波動エンジン
また食いつきよさそうなネーミングにしたなw

>>163

ttp://www.jitensya-net.jp/shop/detail/14951

これか

艦長、申し訳ありません
連動スイッチがオフになっていました！

音を原動力として回るモーターは実用化(製品あり）しているが。
なんで発電まで行わないの？

>>168 名前は重要だよね。昔やってた科学番組で、日本語に訳した科学関連の単語で、一番の傑作は｢素粒子｣だって言ってた。｢素粒子｣の響きは格好いいと。

スターシャの立場がなくなるだろ。
2199年まで待て。

ついでに波動砲(熱音響銃)を作ってほしいなw

カルノーサイクルって何？
わかりやすく教えて下さい。

カルノーさんが考案したサイクルのことです

まだよくわかんない

>>16
他の熱機関で180℃程度の低温でこの効率は出ないとか言いたいんじゃない？

用途的には廃熱の再利用、コジェネレーション化なんだろうから、
低温、低温度差からエネルギー引っ張り出せるってのは有用だと思うが。

>>178
思うのは誰でもできる。それを現実にするのが力であり
思うを１００回言えば現実になると信仰する「あの国」のように思考すれば、
「あの国」の法則が発動してしまうだろう。

>>178
気体中の音波を媒体として使っているのにもかかわらず理論上カルノーサイクルになるって言いたいんだろ。JK

20年ほどまえにマツダがカペラに搭載していたスーパーチャージャーが確かこんな仕組みだったような？
排気脈動で吸気を圧縮するとかいうやつ

パイプの長さと圧力からすると500Hzで振動する。

このサイズで100Wの熱出力なら自動車で使うには巨大な装置になる、
1kWでも考えてしまう、10kWなら使えるかもしれない。

>>124のエンジンの方が先を行っている、同じように500Cycle/s、
蓄熱材とダイアグラムは数ｃｍの振幅で振動する、直径１０ｃｍの
ドーム状の吸熱部で3kWだから自動車に使える、熱効率は30%。

>>182
3kWって２馬力強だけど・・・・・

4馬力だよ

>175
温度差を利用する機関（エンジンなど）で

理論上、最高の熱効率で動作する機関　＝　カルノーサイクルで動作する機関

と言える

逆に、機関（ポンプなど）を動かして、理論上、最高の熱効率で温度差を作り出す機関　＝　逆カルノーサイクル

という

実際にはエネルギーロスがあって、カルノーサイクル（最高の熱効率で）で動作する物は存在せず

カルノーサイクルに似たような動作をするものに・・・・蒸気機関車、タービン、エンジンなどがある
逆カルノーサイクルに似たような動作をするもに・・・エアコン、冷蔵庫などがある


現在、もっとも熱効率が良くカルノーサイクルに近似すると言われる代表的な機関は、スターリングエンジンで
日本の最新鋭潜水艦などに採用されている

スターリングエンジンの一例（手のひらの温度-室温の小さい温度差でも動作する）
ttp://www.youtube.com/watch?v=PTUuGgWcpkQ

だいぶくだけた説明だがこんな感じ

>>166
良い事言ったな。
案外宇宙飛行エンジンのブレイクスルーできるかも。

>>186
>>130

どんな方式にせよ宇宙で発電ってのは一定のメリットがあると思うけど
これは太陽光と比べて効率どうなんだろうね

>>186
無理。最終的に熱平衡に至って、発電能力は「放熱効率」の数分の一となる。

>189
その前に放熱が追いつかなくて、熱せられすぎてしまうのでは？

熱電対の効率はいくら？

>>190
今まわっている人工衛星は全部そういう状態ってこと？

>>189
最高のアホ

>>193
は？

うおーい

熱音響を衛星に積む試みはロスアラモスがやってるよ。

スターリングエンジンを見て思うのだが、
ピストンの往復運動を回転運動に変えるのではなく、
気体を対流させて回転運動を取り出す対流エンジンというのは出来ないだろうか？
ある意味、風力発電というのは地球規模の対流エンジンと言えるが、
コンパクト・高効率にする方法は無いかな。

外燃タービンだろ

http://www.youtube.com/watch?v=6bZr5IuTfk0&feature=related
つまり、これができるということですね？

>197
ロータリーエンジンの構造がうまく応用出来ればな。
あれは爆発膨張を利用してるからそうじゃない方法を使わないと。

>>197
ピストンを放射状に並べた観覧車みたいな構造でいいんじゃないか。
右半分を高温、左半分を低温にすれば、
高温側のピストンが伸びることでバランスが崩れて回転し、
高温側低温側でピストンが伸縮して回転が続くことになる。

たぶん昔の人が既に思いついて名前も付いてるだろうな。
永久機関の図として見かけるアレにも似ているｗｗ

それだと位置エネルギー以上の出力は出ないんじゃ

温度差がなくても発電できる方法ってないの？

>>203
どういう釣り掘？

>>170
しっかりしろよ！

外気３０度小川の水温１６度で１０キロワット発電する奴１０万円でとっとと作りやがれ
買ってやるから

＞203
現在では理論的に不可能とされている。

＞206
どう言う方法であっても、10キロワットも発電できるデバイスが10万円で買えるなら買うぞ。

>206
それだと水車の方が電力出そうだな

これは組み合わせるんだよ
うるさい工場や発電所内の音を熱に変えて
スターリング機関で発電すれば高効率だろう。

もう一つ、橋や塔に穴あけて笛のようにして、これで音を
熱に変えれば、風力発電の変形型になるよ。
スカイツリーは２４時間発電所になる

気休めにどうぞ！
http://www.youtube.com/watch?v=Wnn0gKoc8jI

>>203
水位の差

核融合や原子炉にも
波動エンジン（熱音響機関）を応用して
発電できるよね

それは実現して欲しいよね。
ハイテクシステムだと思ってたのが本質的には蒸気機関だと知ったとき、
すごくガッカリしたことを憶えているｗｗ

>>213
希望はいいとして。

音（振動）を効率よく電気に変換するデバイスが存在するのか教えてくれ。
激しく効率の悪いのしか知らないが。
あと振動するパイプが金属疲労で壊れないことを祈る。

振動を電気に変えるリニア発電機はeスターが作ってる。効率80%は超える。
音波振動でパイプは金属疲労しないと思うよ。

>>87
その騒音を更に利用すればいいんじゃね？

これはコージェネ用途だな。
廃熱用の配管の周りにくっつけるだけで良いから
簡単にエネルギーを回収できる。

>>216
金属疲労が起こる原理を学んできたら？

鉄系材料なら疲労限度以下に応力を抑えれば
破断に至る回数が事実上気にしなくていい回数になる、って書いてある

「波動エンジン」と云う響きに計り知れないロマンを覚えるが、
その源はヤマトの「話」より、「SE」にある気がする今日この頃。

>>220
その通り。
>>219
音波程度で金属疲労が簡単に起きたら、ガソリン爆発させてる
オットーサイクルのエンジンには誰も乗れないでしょ。
どう考えてもガソリンエンジンと波動エンジンとは圧縮率が違いすぎる。
爆発を伴うガソリンエンジンにみんな余裕で乗ってるんだから
波動エンジンは「音響」って言葉につられるけど、絶対静かでメンテナンスフリーだよ。

ヤマトはいつできるんだよｗ

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　　　　　　　　　ri一‐i 　/　　　　 ',,'　 .,　　 , '´
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　　　ﾉ｀ｰ'　/(《｡｡//卅r〃〃i |i　　　　　　さらば地球よ…
　　/　　　　｀ｰ-＝二ffooi丗i |roo_　　　　　旅立つ船は
　（i　　　　　　　　　　　￣＿j |i_　　ﾊ　　　　　宇宙戦艦ヤマト
　 {､ : :　　　　　　　 , 　"　　ヽ　｀ヽ､ii
　（ヾヽ､　　　　　 , '　＼,　-ｰｰ-､j　ヽ!
　 ヽ.〉:: :｀:ヽ ､_　,'　　 /　　　　　　｀v'}
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　　　　 ｀ヽ､　::::::i_　__i　　　　　　　　ii
　　　　　　　_7｀ｿ_,,-‐ヽ､_　＿ ,. '　, '＼
　　ｰ──'´　.／__ゝ::::::ヽ ､ __　,　'　　　＼
　　　　　 　／.,' , --､　　　　 ゝ- ､　　　　 ＼
.　　 　　／　　{ {､__, .}　　　　{､__, .}　　　　　　＼
　　 ii／　　　　｀｀ｰ‐'　　　　 ｀ｰ‐'　　　　　　　　 ﾟ

上手くやれば使用済み核燃料の崩壊熱でも発電できそうだな

難しいね。エネルギー密度はホカロンの1/10以下しかないからな

>>222
金属疲労が起こるエネルギー量がガソリンエンジン振動の比ではない
とか理解できない馬鹿？
エネルギーとして取り出せるならそれに比例した振動があるわけで
ガソリンエンジンの振動からエネルギーを取り出しても０に近いわ。

ガスと容器金属の間にはインピーダンスのミスマッチがあるから
ガスに粗密振動があっても容器に伝わるエネルギーは限られている

つまり騒音はでないと言い切っている、すげー。ｗｗｗｗ

>>226
ガソリンエンジンは完全に単振動からエネルギを取り出す機関。
要するにガソリンを爆発させて、単振動を発生させ、ピストンを動かしてる。
波動エンジンとの違いはガソリンを爆発させ振動（ピストンストローク）を得るか、気体の共振を使うかの差でしかない。
しかもガソリンエンジンは一気筒当たり10kW位出力する。
金属疲労はほとんどしないし、騒音もまあ耐えられる程度なんで、
波動エンジンの騒音はもっと少ないし金属疲労は問題ないと見るのが妥当でしょう。

従来型の冷蔵庫やエアコンに比べて冷暖房効率はどうなんだろう
冷媒いらなさそうなところもメリットだし研究する所増えてほしい

>>229
単振動っておい

>>229
そんな弱い想定じゃ発電にならんよ。

疲労が起きるほどじゃないと使い物にすらならん。

>>232
金蔵疲労と発電出来るかどうかは別物だよ〜。
プリウスはガソリンエンジンで発電して走ってるよ。
そもそもフリーピストンスターリングは波動エンジンの親戚で発電してる。

熱音キョウって新たなボカロ

>>232
「使い物」って何？　そもそもこれってヒートポンプなんだけど？

>>235
今すぐにヒートポンプで電気を使えるように取り出してくれよ。口だけだろ？

>>236
http://www.lanl.gov/thermoacoustics/Pubs/index.html
の↓は熱音響発電機。
"Design of a high efficiency power source (HEPS) based on thermoacoustic technology"
ばっちり熱音響で発電してる。
未来のある技術だよ。

ニュースになるような他人の成果を、重箱の隅をつつくようなアラ探しして（アラですら無いが）否定して回ると
自分がｴﾗくなったような気がして気持ちいいんだろ。

「楽観的に企画し、悲観的に検討し、楽観的に実行せよ」みたいなことを言った人がいるけど
大ぼら吹く時と、重箱の隅をつつく時は頃合いが大事で
それが下手だとKYと呼ばれたりします

>>158>>163

世界最強の商社が
「鈴木商店」だった時代があるｗ

現在、最も低い温度差で発電できるのは
水飲み鳥だと思う。

水飲み鳥は、気化で動作するヒートパイプ機関なので潜熱損失が大きいけどね。

水飲み、あれうまく回転動作にできないかなぁ？

>>243
ラチェットギア入れれば？

のだ ほし いけだ…
自民党員に朝鮮総連の監禁している人質が誰なのか教えて下さい。

天皇家 織田繪璃奈(横濱・野島えり)楷戴
A(E)rena Oda Medici Lancasta Vintevecom Yokohama ＝ Eleonora de' Medici.
Freemasonrey & Microsoft USA co.tp.
弖十＝優多野手頭＝慧吏載地衛 帝跿(徒)
衣吾蝋 穢亞瓏 慧吏載地衛 衛亞瓏 帝跿 穢驪廼貭 懷椏隴 穢吾篭 江亞梁 江亞楼 江亞瓏
νξδεζηθ еёЬЭЮЯХЛθ

電気に変換した効率を示せない時点で、効率値はインチキとしかいえないわ。
振動に変換されただけの効率を電気のそれとかバカの遠吠え。

薪や石油ストーブ程度の熱で冷房が可能ということか？
電気に変換するだけが仕事量じゃないでしょ。

下水の排熱を回収せよ 大阪で効率的利用を探る
http://www.nikkei.com/article/DGKDZO42936090T20C12A6MZ9000/
http://blog.goo.ne.jp/fukuchan2010/e/161f2b475aae13cbe7ce6cdb2a2d0c5b
　大阪大学の黒崎健准教授らは熱を電気に変える結晶を開発した。
結晶は表面のの温度が高くなると結晶内部に温度差が生じる。電子の密度が変化し、電気ができる仕組みだ。
これまで熱エネルギーを電気エネルギーに変換する効率は７〜８％が限界とされていた。
今回、銅、ガリウム、テルルという３種類の金属結晶を新たに作製し、変換効率を約15％まで高めた。
　自動車のマフラー部分に５センチメートル四方の結晶を10枚張り付けると、排ガスの熱から電気ができてくる。
　ガソリン車やハイブリッド車は車内の照明や電子系システムに大量の電気を使う。
ガソリン車では車内で消費する電力をガソリンで発電している。排ガスからできた電気によって
「燃費を10％ほど改善できる」（黒崎准教授）という。

アメリカで開発された波動エンジンはもっと小型だっただろ

>>246
電力変換だけが効率じゃないのは当たり前。247の言うとおり。
車のエンジンだって、ハイブリッド除けば出力は機械仕事。
仕事をどう取り出すかは単に最終的なアセンブリの問題で、発電機との共振のマッチングを除けば学術的にはどっちでもいいでしょ。
ガソリンエンジンを発電機として使うか、動力として使うかと同じ。
そこは商品化する時、企業が考えれば良いと思うよ。