CN104457017B - 一种用于磁制冷循环的磁工质封装盒 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于磁制冷循环的磁工质封装盒，包括设有盖板的矩形外壳，所述外壳内沿长度方向平行固定设置有若干用于装盛磁制冷工质的铜管，所述铜管两端密封，所述外壳两长边外侧居中设置有翼型凸台，所述翼型凸台侧面开设有与导轨相配合的通孔，所述外壳一长边中部于翼型凸台两侧对称设置有连通外壳内腔的第一入水口、第二入水口，所述外壳另一长边两端对称设置有连通外壳内腔的第一出水口、第二出水口。本发明将磁制冷工质置于铜管中密封，使其不直接与水接触。大大降低了磁工质的腐蚀度，节约用于购买磁制冷工质上的费用，同时保持了一定程度的散热性，且对磁工质盒内的水流作了优化，提高了换热效率。

Description

一种用于磁制冷循环的磁工质封装盒
技术领域
本发明涉及磁制冷技术领域，特别涉及一种用于磁制冷循环的磁工质封装盒。
背景技术
1881年，Warburg首先观察到金属铁在外加磁场中的热效应，1895年，P .Langeriz发现了磁热效应[1]，1926年固体理论物理学家P.Debye和1927年物理化学家W.F.Giauque分别提出了顺磁盐制冷效应物理基础[2]，磁制冷技术得以进一步的发展。1976年NASA研究中心的Brown首次采用类似Ericsson循环的往复式制冷装置，以金属钆作为磁工质获得室温磁制冷机的成功[3]。1997年美国衣阿华州立大学AMES实验室和NASA合作率先研制出第一台能长期运行的以钆为工质的室温磁制冷原理机[4]。
磁制冷作为一项高新绿色制冷技术，与传统的压缩式制冷循环相比较，存在以下优点：（1）环保无污染：传统压缩式制冷循环使用氟利昂等制冷剂带来了臭氧层破坏的环境问题，而且氨以及碳氢化合物、氟利昂等制冷剂有有毒、易燃、易泄漏、易爆等缺点，而磁制冷循环由于采用了固体材料的磁制冷工质以及水作为换热流体，很好地克服了这些问题。（2）能效比高、节能：气体压缩制冷循环的效率一般仅可达到卡诺循环的5%-10%，而磁制冷循环的效率可达卡诺循环的30%-60%。（3）结构紧凑、易于小型化：磁制冷工质为固体材料，其熵密度远远大于气体，因此更易于做到小型化，结构可以更加紧凑。（4）安全可靠、运行稳定：运动部件相对于传统气体压缩式制冷循环少，转速低，相对来说振动少，噪声低，可靠性高，寿命长，也便于维护修理。
虽然磁制冷有诸多优点，在其被发现之后也很快应用到了实际生活中，但是磁制冷循环用于实际中还存在很多的问题，存在很多需要优化的地方，譬如说，磁制冷工质的封装问题，之前采用的封装方法大多会使得金属钆和换热流体直接接触，导致金属钆受腐蚀，耗用快，导致投入费用增加等。磁制冷工质和换热流体的换热问题，由高温端到低温端，如何实现换热流体与磁制冷工质的迅速换热，减少制冷量的损失。同时还有磁体的漏磁问题等等，由此可知，磁制冷循环还存在很多的不足，还需要克服很多的问题。
发明内容
为了解决往复式室温磁制冷机的磁工质腐蚀问题，以及为提高制冷效率的目的，本发明提供了一种新型的磁工质封装盒。
所属技术方案如下：
一种用于磁制冷循环的磁工质封装盒，包括设有盖板的矩形外壳，所述外壳内沿长度方向平行固定设置有若干用于装盛磁制冷工质的铜管，所述铜管两端密封，所述外壳两长边外侧居中设置有翼型凸台，所述翼型凸台侧面开设有与导轨相配合的通孔，所述外壳一长边中部于翼型凸台两侧对称设置有连通外壳内腔的第一入水口、第二入水口，所述外壳另一长边两端对称设置有连通外壳内腔的第一出水口、第二出水口。
本方案通过采用导热性能良好的铜管将磁制冷工质进行密封处理的方式，解决了以往磁制冷工质易腐蚀，耗用快，导致投入费用增加等问题。
进一步地，所述外壳两长边内侧设置有用于固定铜管的凹槽，便于快速稳定地安装和拆卸铜管。
进一步地，相对第一入水口、第二入水口、第一出水口、第二出水口设置的四根铜管长度为其他铜管长度的80-90%，其一端固定在凹槽内，另一端由设置在外壳底部的支撑凸台支撑固定，此时四个较短的铜管与相对的出水口及入水口之间具有间隙，便于换热水流入和流出，提高换热效果。
进一步地，所述铜管两端通过导热硅胶套进行密封，结构简单，密封性能好，方便放入和更换磁制冷工质。
进一步地，所述外壳的底部倾斜设置，由高向低从设置有第一入水口、第二入水口的一侧倾斜至设置有第一出水口、第二出水口的一侧，促进换热水流动，以强化换热效果。
进一步地，所述外壳及盖板均为铝合金材料，可以减轻总体重量，降低能耗提高机器效率，同时便于加工。
进一步地，所述盖板通过螺钉与外壳相连接，方便安装和拆卸。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明将磁制冷工质置于铜管中密封，使其不直接与水接触。大大降低了磁工质的腐蚀度，也保持了一定程度的散热性，且对磁工质盒内的水流作了优化。
附图说明
图1为本发明实施例的主视示意图。
图2为本发明实施例的左视示意图。
图3为本发明实施例的俯视示意图。
图4为本发明实施例的立体示意图。
图5为本发明实施例的右视示意图。
图6为图五中A-A剖视示意图。
图7为图六中B-B剖视示意图。
图8为外壳主视示意图。
图中所示为：1-第一出水口；2-铜管；3-导热硅胶套；4-外壳 ；41-翼型凸台；42-支撑凸台；43-凹槽；5-第二出水口；6-第一入水口；7-第二入水口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。
如图1至图8所示，一种用于磁制冷循环的磁工质封装盒，包括设有盖板的矩形外壳4，所述外壳4内沿长度方向平行固定设置有若干用于装盛磁制冷工质的铜管2，所述铜管2采用紫铜管，两端密封，所述外壳4两长边外侧居中设置有翼型凸台41，所述翼型凸台41侧面开设有与导轨相配合的通孔，所述外壳4一长边中部于翼型凸台41两侧对称设置有连通外壳4内腔的第一入水口6、第二入水口7，所述外壳4另一长边两端对称设置有连通外壳4内腔的第一出水口1、第二出水口5。
所述外壳4两长边内侧设置有用于固定铜管2的凹槽43。
其中，如图6和图7所示，相对第一入水口6、第二入水口7、第一出水口1、第二出水口5设置的四根铜管2长度为其他铜管2长度的80-90%，本实施例为85%，其一端固定在凹槽43内，另一端由设置在外壳4底部的支撑凸台42支撑固定，其余七根T2Mφ16×0.75X100规格的长铜管。
进一步地，所述铜管2两端通过导热硅胶套3进行密封。
如图7所示，所述外壳4的底部倾斜设置，由高向低从设置有第一入水口6、第二入水口7的一侧倾斜至设置有第一出水口1、第二出水口5的一侧。
所述外壳4及盖板均为铝合金材料，本实施例为铝合金6061（AL6061）。
所述盖板通过螺钉与外壳4相连接，其两侧开有4个M2的螺纹孔，通过螺栓与外壳4配合，方便安装和拆卸。
使用前，先将将室温磁制冷机的磁工质放入铜管2内，铜管2两端以导热硅胶套3密封，接着将铜管2放入外壳4内排列放好，较长的铜管2两端固定在凹槽43内，较短的铜管2一端固定在凹槽43内，相对各个出入水口的一端由固定在外壳4底部的支撑凸台42上，最后盖上盖板，并用螺钉将盖板固定在外壳4上。铜有良好的传热性，在防止制冷磁工质被腐蚀的情况下，又可很好的传热。
本是实施例的外壳4采用铝合金制成，可以减轻总体重量，降低能耗提高机器效率，同时便于加工。使用时换热水流由第一入水口6、第二入水口7进入，流经铜管2后从第一出水口1、第二出水口5流出，实现换热，同时，因外壳4底部有的倾斜度，以加速水的流动，防止水在磁工质盒中停留，各出水口及入水口分别位于外壳4的两边，呈对角线分布，以使每根铜管2充分换热。
本发明的关键点在于用铜管2封装磁制冷工质及外壳4内结构的设计上，为了防止磁制冷工质被腐蚀，本设计将磁制冷工质置于铜管2中密封，使其不直接与水接触，同时外壳内部设计了倾斜度促进水流动。
本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于磁制冷循环的磁工质封装盒，包括设有盖板的矩形外壳(4)，其特征在于：所述外壳(4)内沿长度方向平行固定设置有若干用于装盛磁制冷工质的铜管(2)，所述铜管(2)两端密封，所述外壳(4)两长边外侧居中设置有翼型凸台(41)，所述翼型凸台(41)侧面开设有与导轨相配合的通孔，所述外壳(4)一长边中部于翼型凸台(41)两侧对称设置有连通外壳(4)内腔的第一入水口(6)、第二入水口(7)，所述外壳(4)另一长边两端对称设置有连通外壳(4)内腔的第一出水口(1)、第二出水口(5)。
2.根据权利要求1所述的用于磁制冷循环的磁工质封装盒，其特征在于：所述外壳(4)两长边内侧设置有用于固定铜管(2)的凹槽(43)。
3.根据权利要求2所述的用于磁制冷循环的磁工质封装盒，其特征在于：相对第一入水口(6)、第二入水口(7)、第一出水口(1)、第二出水口(5)设置的四根铜管(2长度为其他铜管(2)长度的80-90%，其一端固定在凹槽内，另一端由设置在外壳(4)底部的支撑凸台(42)支撑固定。
4.根据权利要求1所述的用于磁制冷循环的磁工质封装盒，其特征在于：
所述铜管(2)两端通过导热硅胶套(3)进行密封。
5.根据权利要求1至4任一项所述的用于磁制冷循环的磁工质封装盒，其特征在于：所述外壳(4)的底部倾斜设置，由高向低从设置有第一入水口(6)、第二入水口(7)的一侧倾斜至设置有第一出水口(1)、第二出水口(5)的一侧。
6.根据权利要求1所述的用于磁制冷循环的磁工质封装盒，其特征在于：所述外壳(4)及盖板均为铝合金材料。
7.根据权利要求1所述的用于磁制冷循环的磁工质封装盒，其特征在于：所述盖板通过螺钉与外壳(4)相连接。
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