CN102345942A - 电磁铁组件的冷却系统 - Google Patents

电磁铁组件的冷却系统 Download PDF

Info

Publication number
CN102345942A
CN102345942A CN2011102217103A CN201110221710A CN102345942A CN 102345942 A CN102345942 A CN 102345942A CN 2011102217103 A CN2011102217103 A CN 2011102217103A CN 201110221710 A CN201110221710 A CN 201110221710A CN 102345942 A CN102345942 A CN 102345942A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic
electromagnet
heat
pyromagnetic
core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011102217103A
Other languages
English (en)
Inventor
P·R·苏布拉马尼亚姆
S·C·梅农
C·萨米亚潘
J·J·巴夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of CN102345942A publication Critical patent/CN102345942A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/02—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations
    • F28F3/04—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element
    • F28F3/048—Elements or assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with recesses, with corrugations the means being integral with the element in the form of ribs integral with the element or local variations in thickness of the element, e.g. grooves, microchannels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F3/00—Plate-like or laminated elements; Assemblies of plate-like or laminated elements
    • F28F3/12—Elements constructed in the shape of a hollow panel, e.g. with channels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/20—Electromagnets; Actuators including electromagnets without armatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/002—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects by using magneto-caloric effects
    • F25B2321/0021—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects by using magneto-caloric effects with a static fixed magnet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2260/00—Heat exchangers or heat exchange elements having special size, e.g. microstructures
    • F28F2260/02—Heat exchangers or heat exchange elements having special size, e.g. microstructures having microchannels
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H01F27/10—Liquid cooling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Electromagnets (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)

Abstract

本发明涉及电磁铁组件的冷却结构。一种用于磁热制冷装置的组件包括磁热磁芯。电磁铁线圈可围绕磁热磁芯卷绕。组件还包括一个或更多冷却结构，以提取从电磁铁线圈产生的废热。在一些实施例中，组件可包括设置在磁热磁芯的纵向端处的一个或更多磁轭。在磁轭的顶表面和底表面中的至少一个处设置有微通道结构。在其它实施例中，组件可包括围绕电磁铁线圈设置的线圈壳。线圈壳包括冷却结构，例如但不限于微通道结构、鳍片结构和热管结构。

Description

电磁铁组件的冷却系统
技术领域
在文中公开的实施例一般地涉及电磁铁组件，且更具体地，涉及用于磁热制冷系统的电磁铁组件。
背景技术
磁热制冷基于磁热材料的交替磁化和退磁。当在大约居里温度下操作时，磁热材料在磁化时变热且在退磁时冷却。制冷剂可从磁化的磁热材料吸收热且在制冷循环的一个步骤中将热排放至环境。类似地，在制冷循环的另一个步骤中，制冷剂可从冷却的外壳吸收热，且将热释放至退磁的磁热材料。
在磁热制冷装置中，磁热材料的交替磁化和退磁可通过一个或更多电磁铁实现。典型地，电磁铁通过使交流电经过导电线圈而产生热。所产生的热可促使降低电磁铁的载流线圈的寿命。另外，来自载流线圈的热可被转移至磁热材料，且可加热磁热材料超过居里温度。
然而，为了磁热制冷装置的稳定操作，磁热材料必须被维持在磁热材料的居里温度下或居里温度附近。可使用例如液体冷却和强制空气冷却的主动冷却方法以冷却磁热制冷装置的电磁铁。然而，电磁铁的过量冷却可从磁热材料带走热，从而导致磁热材料的温度降至居里温度以下。
因而，存在对于调节磁热制冷装置中的电磁铁组件的冷却的改进系统的需要。
发明内容
用于磁热冷却的组件包括磁热磁芯、围绕磁热磁芯卷绕的一个或更多电磁铁线圈、和具有设置在磁热磁芯的纵向端处的顶表面和底表面的一个或更多磁轭。磁轭的顶表面和底表面中的至少一个在其上已经设置了微通道结构。磁轭与电磁体线圈热耦合，且与磁热磁芯热隔离。
一种用于磁热冷却的组件包括一个或更多磁热磁芯、和围绕一个或更多磁热磁芯卷绕的一个或更多电磁铁线圈。该一个或更多电磁铁线圈与一个或更多磁热磁芯热隔离。该组件还包括设置在一个或更多电磁铁线圈周围的线圈壳。该线圈壳包括设置在其上的冷却结构，其中，线圈壳包括磁性材料。
磁热冷却系统包括磁热热泵，磁热热泵包括一个或更多磁热磁芯、围绕一个或更多磁热磁芯卷绕的一个或更多电磁铁线圈、和用于从一个或更多电磁铁线圈提取废热的电磁铁冷却结构，该电磁铁冷却结构与一个或更多电磁铁线圈热耦合且与一个或更多磁热磁芯热隔离。该系统还包括与一个或更多磁热磁芯热耦合的源热交换器和与一个或更多磁热磁芯热耦合的沉热交换器(sink heat exchanger)。激励模块对一个或更多电磁铁线圈供给时变电流。联接至电磁铁冷却结构的废热处置模块将由电磁铁线圈产生的废热舍弃至环境。
附图说明
图1图示了根据一个实施例的示例性电磁铁组件；
图2图示了根据一个实施例的电磁铁组件的轭；
图3图示了根据一个实施例的电磁铁组件的轭的截面图；
图4图示了根据另一个实施例的示例性电磁铁组件；
图5至图8图示了根据各个实施例设置在电磁铁组件的轭上的散热片的各种设计；
图9至图15图示了根据各个实施例设置在电磁铁组件的冷却结构上的散热片的各种设计；以及
图16图示了根据一个实施例的示例性磁热冷却系统。
零部件列表
100  用于磁热制冷装置中的组件
102  磁芯
104  电磁铁线圈
106  磁轭
108  线圈壳
202  微通道结构
204  入口端口
206  出口端口
302  板
304  冷却剂管
400  用于磁热制冷装置中的组件
402  磁芯
404  隔离件
406  电磁铁线圈
408  磁轭
410  线圈壳
1600 磁热冷却系统
1602 磁热热泵
1604 磁热磁芯
1606 电磁铁线圈
1608 冷却结构
1610 源热交换器
1612 沉热交换器
1614 激励模块
1616 废热处理系统
具体实施方式
公开了一种用于磁热制冷装置的组件。磁热制冷基于将磁热(MC)材料保持在它们的居里温度时磁热(MC)材料的循环绝热的磁化和退磁。MC材料在它们被磁化时变热，且在退磁时冷却。
在一个实施例中，磁热制冷装置可包括多个磁热模块，各磁热模块均包括具有特定居里温度的MC材料。用于各个磁热模块的MC材料的居里温度可被合适地选择，使得连续的模块提供宽范围的操作温度。
在各个磁热模块中，MC材料可由电磁铁组件磁化。该电磁铁组件可包括围绕磁芯卷绕的一个或更多电磁铁线圈。在一个实施例中，磁芯可由MC材料制成。在一个示例性实施例中，通过用具有合适频率和振幅的方波电信号对电磁铁线圈激励来周期性地对MC材料进行磁化和退磁。电流通过电磁铁线圈引起电磁铁线圈变热。这样的加热可影响MC材料，且可使磁热模块的操作不稳定。在文中描述的实施例公开了用于移除由电磁铁组件产生的热的系统，使得将MC材料维持在相应的居里温度下或附近。
图1图示了根据一个实施例用于磁热制冷装置的示例性组件100。电磁铁组件100包括磁芯102、一个或更多电磁铁线圈104、和一个或更多磁轭106。组件100还可包括线圈壳108。
在图1中所示的实施例中，磁芯102可由磁热材料制成。示例性磁热材料包括钆、镧、锰、镨和它们的合金。磁芯102可包括用于热交换流体的流动的至少一个通路。电磁铁线圈104可围绕磁芯102卷绕。电磁铁线圈104可由合适的导体制成，例如但不限于叠层的铜线。电磁铁线圈104可不与磁芯102直接物理接触。此类装置减少了从电磁铁线圈104至磁芯102的热传导。通过在磁芯102和电磁铁线圈104之间插入合适的热隔离材料，电磁铁线圈104可与磁芯102热隔离。磁轭106可被设置在磁芯102的纵向端处。磁轭106可由例如软铁的合适的铁磁性材料制成。磁轭106可已在其上设置微通道结构。微通道结构提供了穿过磁轭106的冷却剂流，从而移除由电磁铁线圈104因电流通过而产生的热。轭106可与电磁铁线圈104热耦合，以有效地移除在其上产生的热。另外，轭106可与磁芯102热隔离。可通过在轭106和磁芯102之间插入合适的隔热体来实现热隔离。备选地，热隔离可通过在轭106和磁芯102之间提供空气间隙而实现。联系图5至图8描述了示例性磁轭。
组件100还可包括线圈壳108。外壳108包围围绕磁芯102卷绕的电磁铁线圈104。在一个实施例中，线圈壳108可由导热材料制成，例如但不限于铝、铜等。在另一个实施例中，线圈壳108由磁性材料制成。示例性磁性材料包括软铁、钴、镍和它们的合金。在一些实施例中，线圈壳108可设置有冷却结构。在一个实施例中，冷却结构可以是线圈壳108的外表面的整体部分。在一个备选实施例中，单独设计的冷却结构可周向设置在线圈壳108周围。此类单独冷却结构可通过机械压力或通过合适的热化合物与线圈壳108热耦合。
冷却结构可包括鳍片。取决于组件100的冷却要求，设置在冷却结构上的鳍片可构造成用于自然对流冷却或强制对流冷却。例如，紧密间隔的鳍片可被用于强制对流冷却，而远离间隔的片可被用于自然对流冷却。
备选地，冷却结构可包括微通道结构。该微通道结构可螺旋形地设置在冷却结构的外表面上。冷却剂可通过微通道结构以从组件100移除废热。取决于冷却要求，冷却剂可以是气体，例如但不限于压缩空气或压缩氮气；或可以是液体，例如但不限于水、乙二醇、聚乙二醇、甲醇和它们的混合物。液体冷却剂可包括其它添加剂，例如防腐剂。
在又另一个实施例中，冷却结构可包括热管结构。热管结构是由金属(例如但不限于铜和铝)制成的密封且抽空的管结构，充满了合适的工作流体。工作流体可根据组件100的冷却要求被选择。例如，工作流体可包括用于极低温度的液态氦，用于高温的汞和用于中等温度的乙醇、甲醇、水和氨。
图2图示了根据一个实施例的轭106的顶视图。轭106包括微通道结构202。在一个实施例中，微通道结构202可包括螺旋形微通道。在一个备选的实施例中，微通道结构202可包括至少一个径向的微通道和多个紧密间隔的栓柱或销。销或栓柱可布置成为沿轭106的上表面的冷却剂流提供定向路径。栓柱可被设置在表面上，使得沿着轭106的上表面的热的转移可沿着所需的方向。所述栓柱或销可以以确定的形状(例如但不限于圆形、六角形、正方形、矩形等)布置在轭106上。在一个备选的实施例中，栓柱或销可充当用于将热转移至周围的鳍片的作用。可以合适地选择销或栓柱的横截面。在各个实施例中，所述栓柱或销的横截面可以是圆形、六角形、矩形、正方形等。
在一些实施例中，微通道结构202可设置在轭106的顶表面或底表面上。在其它的实施例中，轭106的顶表面和底表面均可设置有微通道结构202。在一个实施例中，微通道结构202可由非磁性材料制成。微通道结构202可提供冷却剂流以提取电磁铁线圈104因电流的通过而产生的热。取决于冷却要求，冷却剂可以是气体，例如但不限于压缩空气或压缩氮气；或液体，例如但不限于水、乙二醇、聚乙二醇、甲醇和它们的混合物。液体冷却剂可包括其它添加剂，例如防腐剂。
微通道结构202可包括用于冷却剂流的多个入口端口204和出口端口206。在一个实施例中，微通道结构202可构造成从轭106的中心向轭106的周界循环冷却剂。在此类实施方式中，入口端口204被设置在轭106的中心附近，而出口端口206可被设置在轭106的周界附近。可选择穿过微通道结构202的冷却剂的流的方向以提供跨轭106的最佳温度梯度。例如，从轭106的中心向轭106的周界的流可提供温度梯度，此处轭106在中心处最冷而在周界处最热。此类温度梯度可最小化或防止热转移至磁芯102。微通道结构202还可具有置于轭106内的合适位置上的多个入口和多个出口，以获得跨轭106的期望温度梯度。
图3图示了根据一个实施例的组件100的横截面。图3图示了设置在轭106的表面上的微通道结构202。在一个实施例中，微通道结构202可被板302覆盖。在该图示的实施例中，微通道结构202包括螺旋形微通道。组件100还可包括周向设置在电磁铁线圈104周围的一个或更多冷却剂管304。冷却剂管304可提供冷却剂流，以提取由电磁铁线圈104因电流的通过而产生的热。冷却剂管304可以与电磁铁线圈104热耦合，以有效地转移热。
取决于冷却要求，冷却剂可以是液体，例如但不限于水、乙二醇、聚乙二醇、甲醇和它们的混合物。冷却剂可包括例如防腐剂的其它添加剂。
微通道结构202和冷却剂管304可连接至废热移除系统。废热移除系统可包括冷却剂储器、散热器和一个或更多歧管，一个或更多歧管用于提供往来组件100的冷却剂的流。歧管可包括在人工或自动控制下调节冷却剂的流的阀。
在各个实施例中，组件100可包括流调节模块以调节穿过微通道结构202和冷却剂管304的冷却剂的流。流调节模块可包括用于检测冷却剂、电磁铁线圈104和轭106的温度的温度传感器。流调节模块还可包括处理器，用于通过测量通过电磁铁线圈104的电流且使用公式计算由于电流的通过而作为热从电磁铁线圈104消散的功率：
H＝I2R瓦特...方程式1
其中，H是产生的热，I是电流，而R是电磁铁线圈104的电阻。电阻的值可被存储在流调节模块的存储器中。基于计算的发热或检测的温度，流调节模块然后可控制歧管阀以调节冷却剂的流。在各个实施例中，流调节模块可以是基于微处理器或微控制器的系统，用于控制一个或更多螺线管歧管阀、冷却剂泵的速度、散热器风扇的速度等。
根据各个实施例，磁热制冷装置可具有一个堆叠在另一个顶上的多个组件100。各个组件100可具有由不同的磁热材料制成的磁芯。在一个实施例中，磁热制冷装置的各个组件100可具有独立于其它此类组件100的专用的流调节模块。在一个此类实施例中，各个组件100均可包括流调节模块。在微通道结构202和冷却剂管304中的冷却剂的流可由与特定组件100相关的调节模块控制。
在另一个实施例中，中央流调节模块可调节多个组件100的每一个中的冷却剂的流。此类中心流调节模块可独立地确定各个组件100的温度和/或加热，且控制对应的歧管阀以调节冷却剂的流。
图4图示了根据一个实施例用于磁热制冷装置中的示例性组件400。组件400包括磁芯402、隔离件404、一个或更多电磁铁线圈406和一个或更多磁轭408。组件400还可包括线圈壳410。
在一个实施例中，隔离件404可以是中空的圆柱体。然而，将理解的是也可使用具有例如正方形、矩形、六角形横截面的中空的管。隔离件404形成了外壳，在其内可设置磁热回热器。隔离件404可由合适的非磁性且隔热的材料制成，例如但不限于Teflon、Delrin、ABS、PVC、尼龙等。电磁铁线圈406可围绕隔离件404卷绕。此类布置便于磁热制冷装置的模块化构造。电磁铁(即组件400)可连接至磁热磁芯，使得二者可以以最少的拆卸工作而接合和分开。电磁铁线圈406、轭408和线圈壳410类似于以上联系图1、图2和图3所述的那些。
图5至图8图示了根据各个实施例的示例性轭500、600、700和800。轭500、600、700和800包括了在其上的多个鳍片。鳍片可具有合适的横截面，例如但不限于圆形横截面、矩形横截面、正方形横截面、六角形横截面等。鳍片可设置在顶表面上，轭的边缘上，或在两者上。鳍片提供了大的表面，用于通过自然对流或强制空气冷却将热转移至周围。轭500包括沿径向方向设置的鳍片。轭600包括跨越表面沿纵向方向设置的鳍片。轭700和800包括设置在表面上的圆形鳍片。在一些实施例中，轭可包括微鳍片结构。
图9至图15图示了根据各个实施例的示例性冷却结构。示例性冷却结构包括设置在外表面上的鳍片和微通道结构中的至少一个。微通道结构可非限制地包括螺旋形地设置在冷却结构的外表面上。鳍片非限制地包括：汽车散热器型鳍片、竖直鳍片、周边鳍片、网纹网状鳍片、线状花纹鳍片(thread pattern fin)、基于螺旋的鳍片和销簇鳍片(pin cluster fin)等。鳍片可具有合适的横截面，例如但不限于圆形横截面、矩形横截面、正方形横截面、六角形横截面等。鳍片通过自然对流或通过强制空气冷却促进将热转移至周围。在文中描述的冷却结构和鳍片可由合适的散热材料(例如但不限于铝和铜)制成。鳍片为有效地将热转移至周围提供了大的表面。
在一个实施例中，热接口材料可被应用至冷却结构的内表面以促进从电磁铁线圈104和406将热传导至冷却结构。热接口材料非限制地包括泡沫金属、热膏(thermal paste)、热粘接带等。
图16图示了根据一个实施例的示例性的磁热冷却系统1600。磁热冷却系统1600包括磁热热泵1602，磁热热泵1602还包括一个或更多磁热磁芯1604、电磁铁线圈1606和一个或更多电磁铁冷却结构1608。磁热冷却系统1600还包括源热交换器1610、沉热交换器1612、激励模块1614和废热处理系统1616。
磁热热泵1602类似于以上分别联系图1和图4描述的组件100和400。电磁铁冷却结构1608可以是微通道结构、鳍片结构、冷却剂管结构或热管结构。示例性冷却结构联系图3和图5至图15描述。尽管图16图示了单个磁热热泵1602，但将会理解的是按照冷却系统1600的要求，多个磁热加热泵也可被用于冷却系统1600中。
冷却系统1600可通过源热交换器1610从源提取热，且通过沉热交换器1612将热转移至环境。激励模块1614供给周期性的电流以周期性地对电磁铁线圈1606激励和去激励，从而以预定的操作频率对磁热磁芯1604进行磁化和退磁。
废热处理系统1616舍弃由电磁铁线圈1606产生且由电磁铁冷却结构1608提取的废热。废热处理系统1606可包括合适的废热转移系统，例如液体到空气散热器、热管道、蒸发冷却器等。
在文中公开的实施例描述了用于在磁热制冷装置中使用的电磁铁组件的紧凑式冷却系统。将理解的是可将此类实施例应用至其它应用，例如要求冷却电磁铁结构的磁热制冷或冷却或热泵系统。在文中出现的实施例仅为说明目的而被描述。本领域技术人员将根据该说明书认识到在文中公开的实施例可以以仅由所附权利要求书的精神和范围限制的改型和变型来实施。

Claims (10)

1.一种组件(100，400)，包括：
磁热磁芯(102，402)；
至少一个电磁铁线圈(104，406)，其围绕所述磁热磁芯卷绕；和
一个或更多磁轭(106，408)，其具有设置在所述磁热磁芯(102，402)的纵向端处的顶表面和底表面，其中，所述顶表面和所述底表面中的至少一个在其上设置了微通道结构(202)，且其中所述磁轭(106，408)与所述至少一个电磁铁线圈(104，406)热耦合，并与所述磁热磁芯(102，402)热隔离。
2.根据权利要求1所述的组件(100，400)，其特征在于，所述一个或更多磁轭(104，406)包括设置在其上的多个鳍片以及联接至所述一个或更多磁轭的一个或更多热管结构中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的组件(100，400)，其特征在于，所述组件还包括与所述电磁体线圈热耦合的一个或更多冷却剂管。
4.一种组件(100，400)，包括：
一个或更多磁热磁芯(102，402)；
至少一个电磁铁线圈(104，406)，其围绕所述一个或更多磁热磁芯(102，402)卷绕，其中，所述一个或更多电磁铁线圈(104，406)与所述一个或更多磁热磁芯(102，402)热隔离；
线圈壳(108，410)，其围绕所述一个或更多电磁铁线圈设置，所述线圈壳(108，410)包括设置在其上的冷却结构，且其中所述线圈壳(108，410)包括磁性材料。
5.根据权利要求4所述的组件(100，400)，其特征在于，所述组件还包括与所述电磁体线圈(104，406)热耦合的一个或更多冷却剂管(304)。
6.根据权利要求5所述的组件(100，400)，其特征在于，所述组件还包括用于调节穿过所述冷却剂管(304)的冷却剂流的流调节模块。
7.根据权利要求4所述的组件(100，400)，其特征在于，所述冷却结构包括微通道结构、鳍片结构或热管结构中的至少一个。
8.一种系统(1600)，包括：
磁热热泵(1602)，包括
一个或更多磁热磁芯(1604)；
至少一个电磁铁线圈(1606)，其围绕所述一个或更多磁热磁芯(1604)卷绕；以及
电磁铁冷却结构(1608)，用于从所述至少一个电磁铁线圈(1606)提取废热，所述电磁铁冷却结构(1608)与所述一个或更多电磁铁线圈(1606)热耦合且与所述一个或更多磁热磁芯(1604)热隔离；
源热交换器(1610)，其与所述一个或更多磁热磁芯(1604)热耦合；
沉热交换器(1612)，其与所述一个或更多磁热磁芯(1604)热耦合；
激励模块(1614)，用于对所述一个或更多电磁铁线圈供给时变电流；以及
废热处理模块(1616)，其联接至所述电磁铁冷却结构(1608)，用于将所述废热舍弃至环境。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述电磁铁冷却结构包括设置在线圈壳和磁轭中的至少一个上的微通道结构、鳍片结构和热管结构中的至少一个。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述电磁铁冷却结构包括与所述一个或更多电磁铁线圈热耦合的一个或更多冷却剂管。
CN2011102217103A 2010-07-28 2011-07-28 电磁铁组件的冷却系统 Pending CN102345942A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/845,017 US20120023969A1 (en) 2010-07-28 2010-07-28 Cooling system of an electromagnet assembly
US12/845017 2010-07-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102345942A true CN102345942A (zh) 2012-02-08

Family

ID=44532626

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011102217103A Pending CN102345942A (zh) 2010-07-28 2011-07-28 电磁铁组件的冷却系统

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20120023969A1 (zh)
EP (1) EP2420762A3 (zh)
CN (1) CN102345942A (zh)
AU (1) AU2011204825A1 (zh)
CA (1) CA2746204A1 (zh)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105070476A (zh) * 2015-08-21 2015-11-18 南京南瑞继保电气有限公司 一种直流换流阀的阳极饱和电抗器
CN105283975A (zh) * 2013-06-14 2016-01-27 瓦里安半导体设备公司 磁铁用环型冷却流体通道
CN109269145A (zh) * 2018-10-15 2019-01-25 珠海格力电器股份有限公司 磁工质内芯组件、蓄冷床及磁制冷机
WO2020015645A1 (en) * 2018-07-17 2020-01-23 Qingdao Haier Refrigerator Co., Ltd. A magneto-caloric thermal diode assembly with a heat transfer fluid circuit
CN111397305A (zh) * 2020-04-30 2020-07-10 合肥华凌股份有限公司 酒温调节装置
US10989449B2 (en) 2018-05-10 2021-04-27 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Magneto-caloric thermal diode assembly with radial supports
US11009282B2 (en) 2017-03-28 2021-05-18 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Refrigerator appliance with a caloric heat pump
US11015843B2 (en) 2019-05-29 2021-05-25 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Caloric heat pump hydraulic system
US11015842B2 (en) 2018-05-10 2021-05-25 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Magneto-caloric thermal diode assembly with radial polarity alignment
US11054176B2 (en) 2018-05-10 2021-07-06 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Magneto-caloric thermal diode assembly with a modular magnet system
US11112146B2 (en) 2019-02-12 2021-09-07 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Heat pump and cascaded caloric regenerator assembly
US11149994B2 (en) 2019-01-08 2021-10-19 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Uneven flow valve for a caloric regenerator
US11168926B2 (en) 2019-01-08 2021-11-09 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Leveraged mechano-caloric heat pump
US11193697B2 (en) 2019-01-08 2021-12-07 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Fan speed control method for caloric heat pump systems
US11274860B2 (en) 2019-01-08 2022-03-15 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Mechano-caloric stage with inner and outer sleeves
CN115315605A (zh) * 2020-02-06 2022-11-08 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 用于稳定和/或控制和/或调节工作温度的方法、热传递单元、用于传输能量的装置、制冷机以及热泵

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE112013005046T5 (de) * 2012-10-18 2015-08-06 University Of Utah Research Foundation Omnidirektionaler Elektromagnet
EP2796811A1 (en) 2013-04-24 2014-10-29 Technical University of Denmark Magnetocaloric heat pump device, a heating or cooling system and a magnetocaloric heat pump assembly
US11384966B2 (en) * 2014-03-21 2022-07-12 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Cooler with remote heat sink
CN104019624B (zh) * 2014-06-26 2016-03-09 南通市腾达锻压机床厂 湿式磁性材料水冷线包的新型冷却系统
DE102015111661B4 (de) * 2015-07-17 2020-07-09 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Magnetokalorische Vorrichtung
DE102015112407A1 (de) * 2015-07-29 2017-02-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Einrichtung zur Klimatisierung, insbesondere Kühlung, eines Mediums mittels elektro- oder magnetokalorischen Materials
US9763364B1 (en) * 2016-06-29 2017-09-12 Intel Corporation Heat transfer liquid flow method and apparatus
US10290413B2 (en) 2017-06-16 2019-05-14 Fractal Antenna Systems, Inc. Fractal switching systems and related electromechanical devices
US11306957B2 (en) * 2018-01-23 2022-04-19 The Tisdale Group, LLC Liquid nitrogen-based cooling system
CN114857839B (zh) * 2022-05-20 2023-10-27 无锡金玺换热器有限公司 一种具有多级分段冷却功能的换热器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2120973A (en) * 1936-03-11 1938-06-21 Bell Telephone Labor Inc Electrical coil
US4642994A (en) * 1985-10-25 1987-02-17 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Magnetic refrigeration apparatus with heat pipes
US5024059A (en) * 1990-06-20 1991-06-18 Noble Jerry D Electronic force ionized gas air conditioning system compressor
US7481064B2 (en) * 2002-12-24 2009-01-27 Haute Ecole D'ingenierie Et De Gestion Du Canton De Vaud (Heig-Vd) Method and device for continuous generation of cold and heat by means of the magneto-calorific effect
CN101495818A (zh) * 2006-07-24 2009-07-29 制冷技术应用股份有限公司 使用磁热材料的热产生器

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3215396A1 (de) * 1981-05-01 1983-01-27 William A. Palo Alto Calif. Little Nikro-miniatur-kuehlvorrichtung und verfahren zu ihrer herstellung
US4746425A (en) * 1986-08-27 1988-05-24 Ray E. Stickler Cooling system for electromagnetic water treating device
US4702090A (en) * 1986-10-24 1987-10-27 Astronautics Corporation Of America Magnetic refrigeration apparatus with conductive heat transfer
JP3046457B2 (ja) * 1992-06-08 2000-05-29 高圧ガス工業株式会社 液体ヘリウム冷却用磁気冷凍機
JP4557874B2 (ja) * 2005-11-30 2010-10-06 株式会社東芝 磁気冷凍機

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2120973A (en) * 1936-03-11 1938-06-21 Bell Telephone Labor Inc Electrical coil
US4642994A (en) * 1985-10-25 1987-02-17 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Magnetic refrigeration apparatus with heat pipes
US5024059A (en) * 1990-06-20 1991-06-18 Noble Jerry D Electronic force ionized gas air conditioning system compressor
US7481064B2 (en) * 2002-12-24 2009-01-27 Haute Ecole D'ingenierie Et De Gestion Du Canton De Vaud (Heig-Vd) Method and device for continuous generation of cold and heat by means of the magneto-calorific effect
CN101495818A (zh) * 2006-07-24 2009-07-29 制冷技术应用股份有限公司 使用磁热材料的热产生器

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105283975A (zh) * 2013-06-14 2016-01-27 瓦里安半导体设备公司 磁铁用环型冷却流体通道
CN105283975B (zh) * 2013-06-14 2018-05-04 瓦里安半导体设备公司 用于离子装置的磁铁以及离子装置
CN105070476A (zh) * 2015-08-21 2015-11-18 南京南瑞继保电气有限公司 一种直流换流阀的阳极饱和电抗器
US11009282B2 (en) 2017-03-28 2021-05-18 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Refrigerator appliance with a caloric heat pump
US11015842B2 (en) 2018-05-10 2021-05-25 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Magneto-caloric thermal diode assembly with radial polarity alignment
US10989449B2 (en) 2018-05-10 2021-04-27 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Magneto-caloric thermal diode assembly with radial supports
US11054176B2 (en) 2018-05-10 2021-07-06 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Magneto-caloric thermal diode assembly with a modular magnet system
WO2020015645A1 (en) * 2018-07-17 2020-01-23 Qingdao Haier Refrigerator Co., Ltd. A magneto-caloric thermal diode assembly with a heat transfer fluid circuit
US11092364B2 (en) 2018-07-17 2021-08-17 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Magneto-caloric thermal diode assembly with a heat transfer fluid circuit
CN109269145B (zh) * 2018-10-15 2024-04-05 珠海格力电器股份有限公司 磁工质内芯组件、蓄冷床及磁制冷机
CN109269145A (zh) * 2018-10-15 2019-01-25 珠海格力电器股份有限公司 磁工质内芯组件、蓄冷床及磁制冷机
US11274860B2 (en) 2019-01-08 2022-03-15 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Mechano-caloric stage with inner and outer sleeves
US11193697B2 (en) 2019-01-08 2021-12-07 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Fan speed control method for caloric heat pump systems
US11149994B2 (en) 2019-01-08 2021-10-19 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Uneven flow valve for a caloric regenerator
US11168926B2 (en) 2019-01-08 2021-11-09 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Leveraged mechano-caloric heat pump
US11112146B2 (en) 2019-02-12 2021-09-07 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Heat pump and cascaded caloric regenerator assembly
US11015843B2 (en) 2019-05-29 2021-05-25 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Caloric heat pump hydraulic system
CN115315605A (zh) * 2020-02-06 2022-11-08 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 用于稳定和/或控制和/或调节工作温度的方法、热传递单元、用于传输能量的装置、制冷机以及热泵
CN111397305A (zh) * 2020-04-30 2020-07-10 合肥华凌股份有限公司 酒温调节装置

Also Published As

Publication number Publication date
US20120023969A1 (en) 2012-02-02
CA2746204A1 (en) 2012-01-28
EP2420762A2 (en) 2012-02-22
AU2011204825A1 (en) 2012-02-16
EP2420762A3 (en) 2015-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102345942A (zh) 电磁铁组件的冷却系统
US9511377B2 (en) High gradient, oil-cooled iron removal device with inner circulation
CN102761201A (zh) 用于电机的冷却设置
RU2017109895A (ru) Приемное устройство для приема магнитного поля и для выработки электрической энергии посредством магнитной индукции, прежде всего для использования транспортным средством
CN101325118A (zh) 具有汽液两相散热回路的干式变压器
US20140062635A1 (en) Magnetic core for magnetic component with winding, containing improved means of cooling
JP2017045792A (ja) コイル装置
CN201259816Y (zh) 具有汽液两相散热回路的干式变压器
CN202455724U (zh) 电磁除铁器强迫油循环水冷却装置
CN114977564A (zh) 一种定子无磁轭式盘式电机的定子液冷结构及定子结构
CN105932795A (zh) 一种液体冷却电机定子
CN103618394A (zh) 一种采用热管绕组的盘式电机定子
CN201002048Y (zh) 循环油冷式电磁除铁器
CN202106240U (zh) 一种高速电主轴的综合冷却装置
CN114121423A (zh) 一种变压器散热机构及高智能油浸式电力变压器
CN100594985C (zh) 循环油冷式电磁除铁器
CN105375085A (zh) 用于电池的高效率水冷板
CN203289269U (zh) 电机水冷结构及电机
CN102881411A (zh) 一种油冷变压器
CN105118618A (zh) 一种环氧树脂浇注水内冷移相变压器
CN205610365U (zh) 一种液体冷却电机定子
CN204991372U (zh) 一种环氧树脂浇注水内冷移相变压器
CN113823481B (zh) 用于高频变压器的蒸发冷却冷板及系统
CN109219313B (zh) 高压直流阀堆用液态金属循环冷却系统抗磁场干扰的方法
CN101770850A (zh) 一种带有散热片的电抗器的散热方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120208