CN105020929B - 滑块式磁制冷部件及磁制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种滑块式磁制冷部件及磁制冷设备，滑块式磁制冷部件，包括磁场系统、导磁体组件和两个磁制冷床；磁场系统包括两个相对设置的磁体，导磁体组件包括两个导磁滑块、中间导磁体、两个侧部导磁体和用于驱动两个导磁滑块反向移动的驱动装置，侧部导磁体固定在对应的磁体上，中间导磁体位于两个侧部导磁体之间，磁制冷床对应位于中间导磁体和侧部导磁体之间，导磁体组件上设置有与侧部导磁体对应的导轨，导磁滑块滑动连接在对应的导轨上；两个导磁滑块交替与对应的侧部导磁体和中间导磁体接触。两个磁制冷床可以交替进行制冷，从而有效的提高了滑块式磁制冷部件制冷效率，以确保磁制冷设备具有较强的制冷能力。

Description

滑块式磁制冷部件及磁制冷设备

技术领域

本发明属于磁制冷技术领域，具体地说，是涉及一种滑块式磁制冷部件及磁制冷设备。

背景技术

磁热效应是磁性材料在磁化和退磁过程中由于内部磁熵变化而引起材料吸放热的一种性质，是材料的一种固有特性，磁制冷就是通过材料的磁热效应来实现制冷目的，是一种具有环保、节能的新技术，而磁制冷设备便是采用磁热效应进行制冷。

目前，磁制冷设备通常包括热端散热器、冷端散热器、热交换液驱动泵和磁制冷部件，而磁制冷部件包括磁场系统和磁制冷床，磁制冷床中填充中磁工质，通过磁场系统对磁制冷床进行励磁和消磁，以实现磁制冷床中的磁工质制冷和制热。根据励磁和消磁的具体运行形式不同，磁制冷部件分为：旋转式磁制冷部件和往复式磁制冷部件，在工作过程中，一般需要通过电机驱动磁场系统或磁制冷床进行旋转或往复移动，以实现磁工质的励磁和消磁，磁工质将会进行吸热和放热两个过程。现有技术中的磁制冷部件通常采用一个磁场系统对应对一个磁工质床进行励磁消磁，而在磁场系统变化周期内，磁工质床将进行制冷和制热两个过程，也就是说，只有一半的时间用于制冷，导致现有技术中的磁制冷部件制冷效率较低且能耗较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种滑块式磁制冷部件及磁制冷设备，以提高滑块式磁制冷部件制冷效率并降低能耗。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种滑块式磁制冷部件，包括磁场系统、导磁体组件和两个磁制冷床；所述磁场系统包括两个相对设置的磁体，所述导磁体组件包括两个导磁滑块、中间导磁体、两个侧部导磁体和用于驱动两个所述导磁滑块反向移动的驱动装置，所述侧部导磁体固定在对应的所述磁体上，所述中间导磁体位于两个所述侧部导磁体之间，所述磁制冷床对应位于所述中间导磁体和所述侧部导磁体之间，所述导磁体组件上设置有与所述侧部导磁体对应的导轨，所述导磁滑块滑动连接在对应的所述导轨上；两个所述导磁滑块交替与对应的所述侧部导磁体和所述中间导磁体接触。

如上所述的滑块式磁制冷部件，所述导磁滑块设置有隔磁体，所述隔磁体滑动连接在所述导轨上，所述隔磁体与所述驱动装置连接。

如上所述的滑块式磁制冷部件，所述驱动装置包括电机、齿轮和两个齿条，所述电机与所述齿轮传动连接，所述齿条与所述齿轮啮合，所述齿条固定在对应的所述隔磁体上，所述齿轮位于两条所述齿条之间。

如上所述的滑块式磁制冷部件，所述驱动装置包括电机、齿轮和齿带，所述电机与所述齿轮传动连接，所述齿带与所述齿轮啮合，所述齿带的两端部分别连接在对应的所述隔磁体上。

如上所述的滑块式磁制冷部件，所述驱动装置包括两个气缸，所述气缸的活塞杆与对应的所述隔磁体连接；或者，所述驱动装置包括两个直线电机，所述直线电机与对应的所述隔磁体连接。

如上所述的滑块式磁制冷部件，所述导轨和所述隔磁体之间还设置有用于复位所述导磁滑块移向所述侧部导磁体的复位弹簧。

如上所述的滑块式磁制冷部件，所述导轨由隔磁材料制成，所述导轨固定在对应的所述侧部导磁体上。

如上所述的滑块式磁制冷部件，所述中间导磁体上还设置有两条辅助导轨，所述导磁滑块还滑动连接在所述辅助导轨上。

如上所述的滑块式磁制冷部件，所述磁制冷床一端部设置有与所述磁制冷床内部连通的端口，所述磁制冷床内的一端部设置有隔板，所述隔板位于两个所述端口之间将所述磁制冷床内部分隔成连通的两条热交换液流道，所述热交换液流道中填充有磁工质。

一种磁制冷设备，包括热端散热器、冷端散热器和热交换液驱动泵，还包括上述滑块式磁制冷部件，所述滑块式磁制冷部件中的磁制冷床、所述热端散热器、所述冷端散热器和所述热交换液驱动泵连接在一起构成热交换液循环流路。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提供的滑块式磁制冷部件及磁制冷设备，通过在磁场系统中设置导磁体组件，导磁组件能够改变磁场系统产生的磁通路径，导磁滑块反向移动过程中将交替使得中间导磁体与两侧的侧部导磁体磁导通，在此过程中，与中间导磁体磁导通的侧部导磁体和中间导磁体之间形成消磁空间，而另一未与中间导磁体磁导通的侧部导磁体和中间导磁体之间形成励磁空间，从而使得一个磁场系统能够通过导磁体组件同时对两个磁制冷床提供变化磁场，使得不同位置处的磁制冷床交替进行励磁和消磁以完成制热和制冷过程，从而在磁场系统变化周期内，不同的磁制冷床可以交替进行制冷，从而有效的提高了滑块式磁制冷部件制冷效率，以确保磁制冷设备具有较强的制冷能力。另外，在实际使用过程中，仅需要驱动导磁滑块移动便可以实现磁制冷床的磁场改变，而磁场系统和磁制冷床均保持不动，一方面可以方便热交换液进出磁制冷床，简化磁制冷设备整体热交换液管路的连接，提高运行可靠性、另一方面单独驱动导磁滑块移动有效的降低了能耗；同时，由于采用一个磁场系统对两个磁制冷床进行励磁和消磁，而无需针对每个磁制冷床对应配置磁场系统，大大简化了磁制冷设备的整体结构，缩小了整体的体积，并提高了能效比。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明滑块式磁制冷部件实施例的结构示意图；

图2是本发明滑块式磁制冷部件实施例中磁制冷床的结构示意图；

图3是本发明滑块式磁制冷部件实施例处于状态一的参考图；

图4是本发明滑块式磁制冷部件实施例处于状态二的参考图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

如图1-图4所示，本实施例滑块式磁制冷部件，包括磁场系统1、导磁体组件2和两个磁制冷床3；磁场系统1包括两个相对设置的磁体11，导磁体组件2包括两个导磁滑块21、中间导磁体22、两个侧部导磁体23和用于驱动两个导磁滑块21反向移动的驱动装置24，侧部导磁体23固定在对应的磁体11上，中间导磁体22位于两个侧部导磁体23之间，磁制冷床3对应位于中间导磁体22和侧部导磁体23之间，所述导磁体组件2上设置有与所述侧部导磁体23对应的导轨231，所述导磁滑块21滑动连接在对应的所述导轨231上；两个所述导磁滑块21交替与对应的所述侧部导磁体23和所述中间导磁体22接触。

具体而言，本实施例滑块式磁制冷部件中的导磁滑块21沿着导轨231滑动，并且，在驱动装置24的驱动作用下，两个导磁滑块21总是以相反的方向移动。当其中一导磁滑块21与其对应的侧部导磁体23和中间导磁体22接触时，该侧部导磁体23通过该导磁滑块21与中间导磁体22磁导通；此时，另一导磁滑块21反向移动将远离与其对应的侧部导磁体23，该侧部导磁体23与中间导磁体22不导通。两个导磁滑块21将交替的与两侧的侧部导磁体23接触，能够实现两个侧部导磁体23通过导磁滑块21交替与中间导磁体22磁导通，其中，与中间导磁体22磁导通的侧部导磁体23与中间导磁体22之间形成消磁空间，而未与中间导磁体22磁导通的侧部导磁体23与中间导磁体22之间形成励磁空间，在两个导磁滑块21移动过程中，磁制冷床3将进行励磁和消磁处理，而在此过程中，磁制冷床3将对应的进行制热和制冷。由于采用一个磁场系统1便可以完成两个磁制冷床3的励磁和消磁，可以有效的提高本实施例滑块式磁制冷部件的制冷效率。另外，在使用过程中，仅需要驱动导磁滑块21进行移动，相比于现有的往复式磁制冷部件需要驱动磁制冷床或磁场系统转动而言，本实施例滑块式磁制冷部件能够更有效的降低能耗。并且，磁场系统1和磁制冷床3均保持不动，可以方便的热交换液进出磁制冷床3。

本实施例滑块式磁制冷部件，通过在磁场系统中设置导磁体组件，导磁组件能够改变磁场系统产生的磁通路径，导磁滑块反向移动过程中将交替使得中间导磁体与两侧的侧部导磁体磁导通，在此过程中，与中间导磁体磁导通的侧部导磁体和中间导磁体之间形成消磁空间，而另一未与中间导磁体磁导通的侧部导磁体和中间导磁体之间形成励磁空间，从而使得一个磁场系统能够通过导磁体组件同时对两个磁制冷床提供变化磁场，使得不同位置处的磁制冷床交替进行励磁和消磁以完成制热和制冷过程，从而在磁场系统变化周期内，不同的磁制冷床可以交替进行制冷，从而有效的提高了滑块式磁制冷部件制冷效率，以确保磁制冷设备具有较强的制冷能力。另外，在实际使用过程中，仅需要驱动导磁滑块移动便可以实现磁制冷床的磁场改变，而磁场系统和磁制冷床均保持不动，一方面可以方便热交换液进出磁制冷床，简化磁制冷设备整体热交换液管路的连接，提高运行可靠性、另一方面单独驱动导磁滑块移动有效的降低了能耗；同时，由于采用一个磁场系统对两个磁制冷床进行励磁和消磁，而无需针对每个磁制冷床对应配置磁场系统，大大简化了磁制冷设备的整体结构，缩小了整体的体积，并提高了能效比。

进一步的，导磁滑块21设置有隔磁体211，所述隔磁体211滑动连接在所述导轨231上，所述隔磁体211与所述驱动装置24连接。具体的，导磁滑块21通过隔磁体211与导轨231和驱动装置24连接，隔磁体211能够有效的隔绝驱动装置24或导轨231与导磁滑块21之间磁导通，从而避免磁泄露。其中，本实施例中的驱动装置24可以采用多种形式，例如：驱动装置24包括电机（未图示）、齿轮241和齿带242，所述电机与所述齿轮241传动连接，所述齿带242与所述齿轮241啮合，所述齿带242的两端部分别连接在对应的所述隔磁体211上。具体的，由于在磁体11的吸力下，导磁滑块21始终受磁力作用，而在导磁滑块21不受其他外力作用下将在磁力的作用下移向对应的侧部导磁体23，驱动装置24仅需要对导磁滑块21提供反向与磁力的拉力便可以驱动导磁滑块21移动。或者，驱动装置24包括电机、齿轮和两个齿条，所述电机与所述齿轮传动连接，所述齿条与所述齿轮啮合，所述齿条固定在对应的所述隔磁体上，所述齿轮位于两条所述齿条之间。或者，驱动装置24包括两个气缸，所述气缸的活塞杆与对应的所述隔磁体连接；或者，所述驱动装置24包括两个直线电机，所述直线电机与对应的所述隔磁体连接。优选的，为了确保导磁滑块21能够与其对应的侧部导磁体23和中间导磁体22良好接触，导轨231和所述隔磁体211之间还设置有用于复位所述导磁滑块21移向所述侧部导磁体23的复位弹簧232。具体的，复位弹簧232始终对隔磁体211施加朝向侧部导磁体23的弹簧力，当导磁滑块21移向侧部导磁体23时，复位弹簧232能够确保导磁滑块21紧密的贴靠在侧部导磁体23和中间导磁体22上，确保侧部导磁体23和中间导磁体22保持良好的磁导通状态。

更进一步的，所述导轨231由隔磁材料制成，所述导轨231固定在对应的所述侧部导磁体23上。具体的，通过采用隔磁材料制成导轨231，可以更有效的避免导磁滑块21误接触导轨231而导致侧部导磁体23与中间导磁体22磁导通，以确保本实施例滑块式磁制冷部件可靠的运行。优选的，中间导磁体22上还设置有两条辅助导轨221，所述导磁滑块21还滑动连接在所述辅助导轨221上。具体的，辅助导轨221与导轨231配合能够使得导磁滑块21更加顺畅的滑动，而辅助导轨221可以采用隔磁材料制成也可以采用导磁材料制成。

又进一步的，磁制冷床3一端部设置有与磁制冷床内部连通的端口31，磁制冷床3内的一端部设置有悬空的隔板32，隔板32位于两个端口31之间将磁制冷床内部分隔成连通的两条热交换液流道33，热交换液流道33中填充有磁工质。具体的，隔板32将磁制冷床3的内部分隔成两条连通的热交换液流道33，其中一热交换液流道33与对应侧的端口31连接，而另一热交换液流道33与对应侧的端口31，热交换液在磁制冷床3走U型流程，并且热交换液从磁制冷床3的同一端部进出，更方便管路的连接。

以下结合附图3-图4，对本实施例滑块式磁制冷部件的工作过程进行说明：如图3所示，图中左侧的导磁滑块21与侧部导磁体23和中间导磁体22接触，侧部导磁体23通过导磁滑块21与中间导磁体22磁导通，左侧的磁制冷床3消磁，对其内部的热交换液进行制冷处理；同时，图中右侧的导磁滑块21不与侧部导磁体23和中间导磁体22接触，右侧的磁制冷床3励磁，对其内部的热交换液进行制热处理。如图4所示，在两个导磁滑块21反向移动后，图中右侧的导磁滑块21与侧部导磁体23和中间导磁体22接触，侧部导磁体23通过导磁滑块21与中间导磁体22磁导通，右侧的磁制冷床3消磁，对其内部的热交换液进行制冷处理；同时，图中左侧的导磁滑块21不与侧部导磁体23和中间导磁体22接触，左侧的磁制冷床3励磁，对其内部的热交换液进行制热处理。

另外，本发明还提供一种磁制冷设备，包括热端散热器、冷端散热器和热交换液驱动泵，还包括上述滑块式磁制冷部件，滑块式磁制冷部件中的磁制冷床、热端散热器、冷端散热器和热交换液驱动泵连接在一起构成热交换液循环流路。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种滑块式磁制冷部件，其特征在于，包括磁场系统、导磁体组件和两个磁制冷床；所述磁场系统包括两个相对设置的磁体，所述导磁体组件包括两个导磁滑块、中间导磁体、两个侧部导磁体和用于驱动两个所述导磁滑块沿纵向反向移动的驱动装置，所述侧部导磁体固定在对应的所述磁体上，所述中间导磁体位于两个所述侧部导磁体之间，所述磁制冷床对应位于所述中间导磁体和所述侧部导磁体之间，所述导磁体组件上设置有与所述侧部导磁体对应的导轨，所述导磁滑块滑动连接在对应的所述导轨上；两个所述导磁滑块交替与对应的所述侧部导磁体和所述中间导磁体接触。

2.根据权利要求1所述的滑块式磁制冷部件，其特征在于，所述导磁滑块设置有隔磁体，所述隔磁体滑动连接在所述导轨上，所述隔磁体与所述驱动装置连接。

3.根据权利要求2所述的滑块式磁制冷部件，其特征在于，所述驱动装置包括电机、齿轮和两个齿条，所述电机与所述齿轮传动连接，所述齿条与所述齿轮啮合，所述齿条固定在对应的所述隔磁体上，所述齿轮位于两条所述齿条之间。

4.根据权利要求2所述的滑块式磁制冷部件，其特征在于，所述驱动装置包括电机、齿轮和齿带，所述电机与所述齿轮传动连接，所述齿带与所述齿轮啮合，所述齿带的两端部分别连接在对应的所述隔磁体上。

5.根据权利要求2所述的滑块式磁制冷部件，其特征在于，所述驱动装置包括两个气缸，所述气缸的活塞杆与对应的所述隔磁体连接；或者，所述驱动装置包括两个直线电机，所述直线电机与对应的所述隔磁体连接。

6.根据权利要求2-5任一所述的滑块式磁制冷部件，其特征在于，所述导轨和所述隔磁体之间还设置有用于复位所述导磁滑块移向所述侧部导磁体的复位弹簧。

7.根据权利要求1所述的滑块式磁制冷部件，其特征在于，所述导轨由隔磁材料制成，所述导轨固定在对应的所述侧部导磁体上。

8.根据权利要求7所述的滑块式磁制冷部件，其特征在于，所述中间导磁体上还设置有两条辅助导轨，所述导磁滑块还滑动连接在所述辅助导轨上。

9.根据权利要求1所述的滑块式磁制冷部件，其特征在于，所述磁制冷床一端部设置有与所述磁制冷床内部连通的端口，所述磁制冷床内的一端部设置有隔板，所述隔板位于两个所述端口之间将所述磁制冷床内部分隔成连通的两条热交换液流道，所述热交换液流道中填充有磁工质。

10.一种磁制冷设备，包括热端散热器、冷端散热器和热交换液驱动泵，其特征在于，还包括如权利要求1-9任一所述的滑块式磁制冷部件，所述滑块式磁制冷部件中的磁制冷床、所述热端散热器、所述冷端散热器和所述热交换液驱动泵连接在一起构成热交换液循环流路。