음향 냉각 실험 및 40 kHz 급 웨이브가이드 제작

Experiments of an acoustic cooling and fabrication of a 40 kHz waveguide

최근 전통적인 냉각 방식의 냉장고, 에어컨 등에 사용하는 프레온 가스 등이 대기 오염 및 지구온난화에 영향을 주고 있다. 이에 새로운 방식의 냉각 장치의 개발이 필요하며, 근래에 음향에너지를 이용한 파동 냉각 장치의 개발이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 파동 냉각 장치의 개발을 위해 저주파 대역(385 Hz ~ 1,150 Hz)의 음향 냉각 실험 장치를 제작하고 실험을 수행하였다. 이 결과를 이용하여, 음향 냉각 장치의 스피커를 대체 할 수 있으며, 고주파 영역에서 작동할 수 있는 웨이브가이드를 유한요소해석을 이용하여 설계하고 제작하였다. 그 결과 임피던스 값이 최대인 주파수의 해석 값은 35.5 kHz였으며 측정값인 37.5 kHz와 5.3 %의 오차로 잘 일치함을 알 수 있었다.

Recently, refrigerants such as freon gases of conventional refrigerators and air conditioners are regarded as causes of air pollutions and global warming. Thus, a new cooling technology needs to be developed and wave cooling systems are being developed, which use acoustic energies. In this article, for the development of a wave cooling system, acoustic cooling devices, which uses a low frequencies of 385 Hz and 1,150 Hz, were fabricated and experiments were performed. Using these results, a high frequency waveguide, which can be substituted for speakers, was designed using finite element methods and fabricated. As a result, the analysis result of the peak impedance value was 35.5 kHz, which agreed well with the measured value of 37.5 kHz with 5.3 % error.