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廃熱を使って冷やすことができる?

いきなりですが、鳴釜神事(なるかましんじ)をご存知でしょうか?
人の名前ではありません。

↓低い周波数なので、PC内蔵スピーカーじゃ聞こえません。ヘッドフォンとか大きなスピーカーで聴いてみて下さい


鳴釜神事とは
お米を使って、釜の鳴る音の強弱・長短等で吉凶を占う神事です。
釜で湯を沸かし、その上にすのこを敷いた蒸籠(せいろ)を載せ、そこに米を入れて混ぜると、ボーという大きな音が一定時間鳴り、その音で吉凶を占うという儀式。
岡山県の吉備津神社が有名です。
「吉備津の釜」は上田秋成の雨月物語にも登場します。

熱音響現象
上記の鳴釜以外にも、パイプオルガンをバーナーで修理しているときに音が鳴るということが知られています。でも、熱して音が出るだけだと、「へえ~」だけで終わってしまいます。
うちもヤカン沸かすと、「ピーッ」って鳴るし。
熱音響現象の特筆すべき点は、逆に音を熱に変えることができる点です。
さらに、単にぼわっと温度が上がるのではなく、大きな温度差が生じることがキーポイントです。

なぜ温度差が生じるのか
例えば、上向きに音を発生させることにより、空気が上下に振動します。
実はこのとき、空気が上に行ったときは圧縮し、下に来たときは膨張しています。。
ボイル・シャルルの法則によれば、圧縮しているときは温度が高く、膨張しているときは温度が低くなります。
これが、広い空間だと、すぐに温度が均一になってしまいますが、音波にとってすごい細いスキマに音を通すと、上下で温度差が生じたままとなります。
この細いスキマを実現しているのがセラミックスでできた「スタック」という装置(細い穴の空いた筒)です。

で、何に使えるの?
温度差ができるってことは、つまり、一方は熱く、他方は冷たく ということが可能です。
スタックを使えば、音により、熱い部分と冷たい部分を作る事ができます。
この冷たい部分だけを使えば、冷却装置になるってことです。
ちなみに熱い部分は、循環水を使って冷やします。
しかも、ここが重要ですが、音を発生させるに電気エネルギーを使うのではなく、廃熱を利用します。
そう、先ほどとは逆に熱をスタックに通せば、音に変わります。
スタックを2個使う事により、実現できます。
それを装置にしたのが、同志社大学で研究中のループ管です。

つまり、廃熱で冷却することが出来ます
例えば、パソコンの熱を冷やすFANには電気エネルギーが必要となりますが、今回のシステムを使えば、CPUの発した廃熱を使って冷やすことができ、結果としてエネルギー効率が非常に高くなります。
太陽光や地熱なども使い放題。

ループ管は、特殊な材料や可動部、触媒を必要とせず、安価でメンテナンスフリーな点が特長です。
まだ、実用化はされていませんが、実用化されれば、温室効果ガス25%削減に大きく貢献しそうですね。


参考:サイエンスZERO
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エレクトリックバカ

Author:エレクトリックバカ

ポケコンでプログラミングに目覚め、PICマイコンで電子工作に希望を抱き、来たるべきUGDの時代を夢見て眠る。
そんな うだつが上がらないサラリーメン。
先生、電子工作はおやつに入りますか?




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