CN105849478A - 磁冷却设备和具有磁冷却设备的磁制冷系统 - Google Patents

Abstract

一种磁冷却设备可包括固定模块和可旋转地设置在固定模块上的旋转模块。固定模块包括多个蓄冷器和热流体供应设备，所述热流体供应设备允许热流体与多个蓄冷器进行热交换，所述热流体供应设备被构造成通过旋转模块来操作而无需另外的结构，这能够使磁冷却设备具有类似的构造。

Description

磁冷却设备和具有磁冷却设备的磁制冷系统

技术领域

实施例涉及一种磁冷却设备和具有该磁冷却设备的磁制冷系统，所述磁冷却设备被构造成通过使用磁热材料的特性来执行冷却。

本申请要求于2013年12月27日在韩国知识产权局提交的第10-2013-0166223号韩国专利申请的优先权权益，该申请的公开内容通过引用被包含于此。

背景技术

磁冷却设备被称为一种被构造成使用如下磁热材料的特性的冷却设备：所述磁热材料在施加磁场时提供上升的温度且在移除磁场时提供下降的温度，磁冷却设备还被称为一种能够替代被构造成使用空气压缩循环的传统冷却设备的新型冷却设备。

通常的磁冷却设备包括：蓄冷器，具有磁热材料；磁体，被构造成在蓄冷器处施加磁场或从蓄冷器移除磁场；热交换单元，被设置成使得经过蓄冷器的热流体可热吸收外部空气的热或向外部空气辐射热；输送管，连接蓄冷器和热交换单元；以及驱动马达，被构造成使得可通过使磁体和蓄冷器中的一者旋转而将磁场施加蓄冷器或不施加到蓄冷器。

发明内容

技术问题

在一个或更多个实施例的方面中，提供一种被构造成按照进一步紧凑的尺寸结构化的磁冷却设备和具有所述磁冷却设备的磁制冷系统。

解决技术问题的方案

在一个或更多实施例的方面中，提供一种包括固定模块和旋转模块的磁冷却设备。所述旋转模块可被构造成相对于所述固定模块旋转，其中，所述固定模块可包括多个蓄冷器和热流体供应设备，所述热流体供应设备被构造成通过所述旋转模块而被操作且允许热流体与所述多个蓄冷器交换热。

所述固定模块可包括：第一热交换器，安装在所述固定模块的一侧且被构造成通过热流体接收冷空气；以及第二热交换器，安装在所述固定模块的外周侧且被构造成通过热流体接收加热后的空气。

所述热流体供应设备可包括：第一流动路径，允许热流体从所述蓄冷器被传递到所述第一热交换器；第二流动路径，允许热流体从所述蓄冷器被传递到所述第二热交换器；以及致动器，允许热流体流动通过所述第一流动路径和所述第二流动路径。

所述致动器可被构造成使所述多个蓄冷器中的施加有磁场的蓄冷器的热流体流动到所述第二热交换器，并且所述致动器被构造成使所述多个蓄冷器中的未施加有磁场的蓄冷器的热流体流动到所述第一热交换器。

设置为两个单元且从所述多个蓄冷器中的两个相邻蓄冷器的内侧端起延伸的所述第一流动路径可在所述第一热交换器处彼此连接。所述第二流动路径可设置为两个单元，所述第二流动路径中的从两个相邻蓄冷器中的一个蓄冷器的外侧端起延伸通过所述第二热交换器的一个第二流动路径被连接到所述致动器的外侧端，以及所述第二流动路径中的从两个相邻蓄冷器中的另一个蓄冷器的外侧端起延伸通过所述第二热交换器的另一个第二流动路径可被连接到所述致动器的内侧端。

所述旋转模块可包括：旋转构件，形成为环形状；以及凸轮单元，设置在旋转构件的内表面上，并且可通过所述凸轮单元来驱动所述致动器。

所述凸轮单元可设置有波峰部和波谷部，所述波峰部和所述波谷部在所述凸轮单元的周向上从所述旋转构件的内周面交替地形成。

所述致动器可包括：缸体，沿径向设置在所述固定模块上；以及活塞，可动地安装在所述缸体上。

所述凸轮单元可包括沿所述凸轮单元的周向设置的导轨，所述活塞可包括被插入到所述导轨中且钩于所述导轨的引导单元。

所述引导单元可形成为球形状，所述导轨可形成为具有圆形截面的槽形状，与所述引导单元对应。

所述固定模块可包括固定构件，所述固定构件形成为圆形面板形状、允许所述多个蓄冷器安装于其上且在所述固定模块的周向上彼此分开，所述旋转模块可包括磁通产生设备，所述磁通产生设备被构造成将磁通施加到所述多个蓄冷器且设置在所述旋转构件的内周面上。

所述磁通产生设备可包括：磁体，被构造成产生磁场；以及磁通引导单元，形成为字母C形状且设置有所述磁体，所述磁体安装在所述磁通引导单元的内侧，所述固定构件可被设置成与所述磁体和所述磁通引导单元分开。

所述固定构件还可包括在周向上与所述多个蓄冷器交替设置的多个线圈，所述旋转模块可被构造成根据所述线圈和所述磁通产生设备之间的相互作用而旋转。

所述固定模块可包括：多个第一热交换器，被构造成接收冷空气；以及多个第二热交换器，被构造成接收加热后的空气，所述多个第一热交换器和所述多个第二热交换器沿周向交替地设置在所述固定模块的外周侧。

所述多个蓄冷器可包括：至少一个第一蓄冷器，被构造成冷却热流体；以及至少一个第二蓄冷器，被构造成加热热流体，所述热流体供应设备可包括：第一流动路径，将所述第一蓄冷器的外侧端连接到所述第一热交换器；第二流动路径，将所述第二蓄冷器的外侧端连接到所述第二热交换器；第三流动路径，从所述第一蓄冷器的内侧端和所述第二蓄冷器的内侧端延伸；第一致动器，被构造为使热流体流动通过所述第一流动路径；第二致动器，被构造为使热流体流动通过所述第二流动路径；以及第三致动器，连接到所述第三流动路径，所述第三流动路径设置为两个单元且从彼此相邻的所述第一蓄冷器和所述第二蓄冷器起延伸。

所述旋转模块可包括旋转轴和形成为环形状的旋转构件，所述旋转构件可包括第一凸轮单元，所述第一凸轮单元从所述旋转构件的内表面突出且设置有沿周向交替形成的波峰部和波谷部，所述旋转轴可包括第二凸轮单元，所述第二凸轮单元从所述旋转轴的外表面突出且设置有沿周向交替形成的波峰部和波谷部。

可通过所述第一凸轮单元来驱动所述第一致动器和所述第二致动器，可通过所述第二凸轮单元来驱动所述第三致动器。

所述第一致动器可被构造成当磁场未施加到所述第一蓄冷器时使热流体流动至所述第一流动路径，所述第三致动器可被构造成当磁场施加到所述第一蓄冷器时使热流体流动至所述第三流动路径，所述第二致动器可被构造成当磁场施加到所述第二蓄冷器时使热流体流动至所述第二流动路径，以及所述第三致动器可被构造成当磁场未施加到所述第二蓄冷器时使热流体流动至所述第三流动路径。

所述第三致动器可被构造成使从连接到所述第一蓄冷器和所述第二蓄冷器的第三流动路径的两个单元传递的热流体混合。

所述第一致动器和所述第二致动器可被构造成同时抽吸和排放热流体，所述第三致动器可被构造成与所述第一致动器和所述第二致动器相反地抽吸和排放热流体。

所述第一致动器、所述第二致动器和所述第三致动器可均包括：缸体，沿径向设置在所述固定模块上；以及活塞，可动地安装在所述缸体上。

所述第一凸轮单元和所述第二凸轮单元可均包括沿周向设置的导轨，设置在所述第一致动器、所述第二致动器和所述第三致动器中的每一者上的活塞可包括被插入到所述导轨中且钩于所述导轨的引导单元。

所述引导单元可形成为球形状，所述导轨可形成为具有圆形截面的槽形状，与所述引导单元对应。

所述固定模块可包括固定构件，所述固定构件形成为圆形面板形状且在其上沿周向安装有所述多个蓄冷器。所述旋转模块可包括磁通产生设备，所述磁通产生设备设置在所述旋转构件的内周面上且被构造成将磁通施加到所述多个蓄冷器。

所述固定构件还可包括在周向上与所述多个蓄冷器交替设置的多个线圈，所述旋转模块可被构造成根据所述线圈和所述多个磁通产生设备之间的相互作用而旋转。

在一个或更多个实施例的方面中，提供一种包括多个单元的磁冷却设备的磁制冷系统，多个所述磁冷却设备沿所述磁制冷系统的轴向连串地设置。

多个所述磁冷却设备中的每一个磁冷却设备可提供有不同的操作温度范围。

在一个或更多个实施例的方面中，提供一种包括多个单元的磁冷却设备的磁制冷系统，多个所述磁冷却设备被并排地设置为相对于彼此位于侧向。

在一个或更多个实施例的方面中，提供一种包括固定模块和旋转模块的磁冷却设备。所述旋转模块可被构造成相对于所述固定模块旋转。所述固定模块可包括：多个蓄冷器，布置成沿周向彼此分开；第一热交换器，设置在所述多个蓄冷器的中央部处且被构造成接收在所述蓄冷器处被冷却的热流体；第二热交换器，设置在所述固定模块的外周侧且被构造成接收在所述蓄冷器处被加热的热流体；以及热流体供应设备，允许流体从所述蓄冷器被传递至所述第一热交换器和所述第二热交换器。所述热流体供应设备可包括：第一流动路径，将所述蓄冷器连接到所述第一热交换器；第二流动路径，将所述蓄冷器连接到所述第二热交换器；以及致动器，允许热流体流动通过所述第一流动路径和所述第二流动路径。

在一个或更多个实施例的方面中，提供一种包括固定模块和旋转模块的磁冷却设备。所述旋转模块可被构造成相对于所述固定模块旋转。所述固定模块可包括：多个第一蓄冷器和多个第二蓄冷器，多个第一蓄冷器和多个第二蓄冷器在所述固定模块的周向上相对于彼此交替地设置；多个第一热交换器，被设置成从所述第一蓄冷器接收冷却后的热流体；多个第二热交换器，被设置成从所述第二蓄冷器接收加热后的热流体；以及热流体供应设备，允许热流体从多个第一蓄冷器和多个第二蓄冷器被传递至所述第一热交换器和所述第二热交换器中的每一者。所述热流体供应设备可包括：第一流动路径，将所述第一蓄冷器的外侧端连接到所述第一热交换器；第二流动路径，将所述第二蓄冷器的外侧端连接到所述第二热交换器；第三流动路径，从所述第一蓄冷器的内侧端和所述第二蓄冷器的内侧端延伸；第一致动器，允许热流体流动通过所述第一流动路径；第二致动器，允许热流体流动通过所述第二流动路径；以及第三致动器，连接到所述第三流动路径，所述第三流动路径设置为两个单元且从彼此相邻的所述第一蓄冷器和所述第二蓄冷器起延伸。

发明的有益效果

如上所述，旋转模块可通过被构造成与被构造成将磁力施加到蓄冷器的磁体相互作用的多个线圈而旋转，因此进一步简化使磁体旋转的结构。

另外，致动器根据旋转模块的旋转，通过设置在旋转模块上的凸轮单元而随着致动器的活塞向前/向后移动而操作，因此可以省去用以驱动致动器的另外的结构，由此进一步简化了上述结构。

附图说明

通过下面结合附图对实施例的描述，本公开的这些和/或其他方面将变得显而易见且更容易被理解，其中：

图1是根据实施例的磁冷却设备和鼓风机设备的透视图；

图2是根据实施例的磁冷却设备和鼓风机设备的分解透视图；

图3是根据实施例的磁冷却设备和鼓风机设备的侧截面图；

图4根据实施例的示意性示出流动路径结构的磁冷却设备的平面截面图；

图5和图6是示出根据实施例的热流体根据致动器相对于磁冷却设备的操作的流动的示图；

图7是根据实施例的磁冷却设备和鼓风机设备的分解透视图；

图8是根据实施例的示意性示出流动路径结构的磁冷却设备的平面截面图；

图9是示出根据实施例的具有磁冷却设备的制冷系统的示例的透视图；以及

图10是示出根据实施例的具有磁冷却设备的制冷系统的另一示例的透视图。

具体实施方式

此刻，将详细参照实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，遍及说明书，同样的附图标号指代同样的元件。

参照图1，根据实施例的磁冷却设备100在其一侧设置有鼓风机设备200，鼓风机设备200被构造成将在磁冷却设备100处产生的冷空气向外部供应。

参照图2至图4，磁冷却设备100包括：固定模块110，被固定地安装；旋转模块120，可旋转地安装在固定模块110且被构造成在与固定模块110相互作用的状态下旋转；轴130，固定在旋转模块120的中央部且可旋转地安装在旋转模块120；以及支撑框架140，固定地安装有固定模块110且被构造成可旋转地支撑轴130。

另外，被构造成通过抽吸空气而使在磁冷却设备100处产生的冷空气向外部供应的鼓风机设备200安装在磁冷却设备100的一侧。

固定模块110包括：多个蓄冷器111，设置成使得根据是否施加磁场而改变其温度；多个线圈112，被构造成随着施加电力而产生磁场；固定构件113，被构造成支撑多个蓄冷器111和多个线圈112，且固定地安装在支撑框架140上；第一热交换器114，设置在固定模块110的一侧且构造成被传递有由蓄冷器111冷却的热流体；以及第二热交换器115，构造成被传递有由蓄冷器111加热的热流体。

多个线圈112和多个蓄冷器111按照相对于彼此相同数量的单元设置，且朝向周向交替地设置在固定构件113上。在实施例中，八个单元的线圈112和八个单元的蓄冷器111交替地设置在固定模块110上。

多个线圈112分别通过线被卷绕而形成，且在相对于彼此分开的情况下朝向周向设置。因此，随着电力施加到线圈112，在线圈112上产生磁场，在线圈112上产生的磁场能够在与在稍后说明的磁体161处产生的磁场相互作用的状态下使得旋转模块120旋转。

多个蓄冷器111在相对于彼此分开的情况下朝向周向设置在固定模块113上，磁热材料被充填在蓄冷器111的内部。

另外，固定模块110包括热流体供应设备150，热流体供应设备150能够使热流体从蓄冷器111向第一热交换器114或第二热交换器115传递。

热流体供应设备150包括：多个致动器153，安装在固定模块113的外周侧的端部处，使得热流体可沿着将稍后说明的流动路径流动；以及多个流动路径151和152，被构造成引导热流体的流动。在一个或更多个实施例中，致动器153被构造成通过使用旋转模块120而被移动。

多个蓄冷器111通过流动路径151和152连接到第一热交换器114、第二热交换器115和致动器153，使得相对于在蓄冷器111内部的磁热材料而进行热交换后的热流体可被传递至第一热交换器114和第二热交换器115侧。

磁热材料被称为具有在当未施加磁场时的状态下吸收热且在当施加磁场时的情况下辐射热的特性的材料。

蓄冷器111是被构造成使用磁热材料的这样的特性的设备，蓄冷器111被构造成：允许热流体被通过使用在施加磁场时在磁热材料处产生的热来加热，使得引起加热后的热流体流向高温区域，当移除被施加到磁热材料的磁场时，因此磁热材料降温至比初始温度低的温度，允许热流体被冷却的磁热材料冷却，并允许冷却的热流体流向低温区域。

固定构件113形成为近似圆形面板形状，且被构造成支撑多个线圈112和多个蓄冷器111。第一热交换器114的热传递单元114b安装在固定构件113的中央部，第二热交换器115安装在固定构件113的外周面上。

上述多个流动路径151和152包括：多个第一流动路径151，能够通过将多个蓄冷器111连接到第一热交换器114而使由蓄冷器111冷却的热流体传递至第一热交换器114；以及多个第二流动路径152，能够通过将多个蓄冷器111连接到致动器153而使热流体通过致动器153流动，还能够使在蓄冷器111处被加热的热流体传递在第二热交换器115处。

实施例中的第一流动路径151连接到第一热交换器114，分别从两个相邻的蓄冷器111延伸的两个单元的第一流动路径151在第一热交换器114处彼此连接。

第二流动路径152在穿过第二热交换器115之后连接到致动器153。分别从两个相邻的蓄冷器111延伸的两个单元的第二流动路径152被连接到在两个单元的蓄冷器111之间设置的致动器153的两端部。也就是说，从两个相邻的蓄冷器111中的一个蓄冷器111延伸的第二流动路径152连接到安装在固定构件113上的致动器153的径向上的内侧端，从两个相邻的蓄冷器111中的另一个蓄冷器111延伸的第二流动路径152连接到致动器153的外侧端。实施例中的第一流动路径151和第二流动路径152设置有总共八个单元，与蓄冷器111对应。

如上所述，两个单元的第一流动路径151彼此连接，两个单元的第二流动路径152连接到致动器153的两侧端，因此在当致动器153处于运动中时，致动器从两个相邻单元的蓄冷器111中的一个指定单元的蓄冷器111抽吸热流体，同时向两个相邻单元的蓄冷器111中的另一个单元的蓄冷器111排放热流体。

第一热交换器114包括：热交换单元114a，形成为圆形面板形状，与固定构件113相对应；以及热传递单元114b，从热交换单元114a的中央部延伸且安装在固定构件113的中央部处。

热交换单元114a在其外侧面设置有凹凸形成的凹凸单元，相对于空气增大热交换面积。

热传递单元114b安装在固定构件113的中央部处，其中，第一流动路径151的一部分被设置成使得经过第一流动路径151的热流体可通过经过热传递单元114b而与第一热交换器114进行热交换。由于实施例中的第一流动路径151被构造成引导在蓄冷器111处被冷却的热流体，因此通过所述热流体来冷却第一热交换器114。

第二热交换器115形成为环形状，且以设置成多个的方式安装在固定构件113的外周面上。第二热交换器115在其外侧面设置有凹凸形成的凹凸单元，相对于空气增大热交换面积。第二流动路径151的一部分形成在第二热交换器115的内部，经过第二流动路径152的热流体与第二热交换器115进行热交换。由于实施例中的第二流动路径152被构造成引导在蓄冷器111处被加热的热流体，因此通过所述热流体来加热第二热交换器115。

致动器153包括：缸体153a，形成为圆柱状且以纵向沿径向的方式设置在固定构件113处；以及活塞153b，在缸体153a的内部沿径向可动地安装在固定构件113处，使得热流体可流动。

实施例中的致动器153被设计成将热流体排放至蓄冷器111且从施加有磁场的蓄冷器111吸入热流体。

因此，通过第一流动路径151从蓄冷器111排放的热流体被传递至第一热交换器114，从而冷却第一热交换器114，从蓄冷器111被吸入到致动器153侧的热流体被传递至第二热交换器115，从而加热第二热交换器115。

上述第一流动路径151连接到缸体153a的内侧端，上述第二流动路径152连接到缸体153a的外侧端。因此，随着活塞153b沿固定构件113的径向移动而向前/向后移动，在第一流动路径151和第二流动路径152处相反地发生热流体的进入和排出。

活塞153b包括：活塞单元153b-1，可动地安装在缸体153a的内部，以使热流体流动；负载单元153b-2，其设置有连接到活塞单元153b-1且延伸至缸体153a的外侧的一端，使得外力可被传递至活塞单元153b-1；以及引导单元153b-3，设置在负载单元153b-2的另一端且被构造成插入到设置在将稍后说明的凸轮单元121a上的导轨121b中且钩于所述导轨121b。实施例中的引导单元153b-3形成为球形状，从而在处于被钩于导轨153b-3的情况下平滑地沿着导轨121b移动。因此，根据旋转模块120的旋转，活塞153b在相对于凸轮单元121a相互作用的状态下向前/向后移动。

旋转模块120包括：旋转构件121，形成为环形状且通过轴可旋转地安装在固定构件上；磁通产生设备160，设置在旋转构件121的内周面上，以产生磁通。

磁通产生设备160包括：多个磁体161，用以产生磁场；以及磁通引导构件162，安装在旋转构件121的内部且被构造成引导在磁体161处产生的磁场。

实施例中的磁体161设置有总共四个单元，所述四个单元的磁体161被设置成同时在上述八个单元的蓄冷器111中的四个单元的蓄冷器111处施加磁场，从而加热在蓄冷器111内部的热流体，或者在与八个单元的线圈112中的四个单元的线圈112相互作用的状态下使旋转模块120旋转。

旋转构件121形成为环形状，且允许磁通引导构件162的外侧端安装到旋转构件121的内部。旋转构件121在其内周面设置有朝向径向内侧突出的凸轮单元121a。凸轮单元121a形成为沿周向交替设置的波峰部和波谷部，插入地支撑有引导单元153b-3的导轨121b沿周向设置在凸轮单元121a上。

实施例中的导轨121b形成为具有圆形截面的槽形状，使得球形状的引导单元153b-3可被插入到导轨121b中且引导到导轨121b，导轨121b的一侧敞开，使得负载单元153b-2可穿过导轨121b。因此，当旋转模块120旋转时，活塞单元153b在引导单元153b-3经过凸轮单元121a的波峰部和波谷部的过程期间朝向径向向前/向后移动。

磁通引导构件162包括：四个磁通引导单元162a，分别形成为字母“C”形状且在其内侧设置有磁体161，磁体161安装到磁通引导单元162a；以及轴安装单元162b，被构造出将四个磁通引导单元162a的内侧端彼此连接且轴130固定在轴安装单元162b处。实施例中的磁通引导单元162a设置成形成“C”形状，如呈“-”形状的构件162a-2设置在“L”形状的构件162a-1的上侧，使得固定模块110可设置在磁通引导单元162a的内部。固定模块110在与磁通引导单元162a和磁体161分开的状态下安装在磁通引导单元162a的内部。

因此，随着活塞153b根据旋转模块120的旋转而向前/向后移动，致动器153被驱动。实施例中的凸轮单元121a设置成使活塞153b向前/向后移动，使得热流体被排放至未施加磁场的蓄冷器111，且从施加了磁场的蓄冷器111吸入热流体。

支撑框架140包括：第一框架141和第二框架142，在轴向上彼此结合；以及固定面板143，第一热交换器114和固定构件113固定到固定面板143。

第一框架141和第二框架142分别包括：毂单元141a和142a，轴130的两端分别可旋转地安装在毂单元141a和142a处；以及支撑单元141b和142b，在呈字母“L”形状从毂单元141a和142a延伸的状态下设置在旋转模块120的外侧，形成为圆环形状的固定单元141c设置在第一框架141的支撑单元141b的端部处，使得第一框架141的支撑单元141b连接到固定单元141c，且固定面板143和第二框架142的支撑单元142b连接到固定单元141c。

轴130固定到旋转模块120的轴安装单元162b，轴130在贯通固定构件113、第一热交换器114和固定面板143之后，轴130的两端分别可旋转地安装在第一框架141和第二框架142的毂单元141a和141b处，如此轴130可旋转地安装在旋转模块120处。

鼓风机设备200包括：抽吸风扇201，在旋转的同时抽吸空气；风扇马达202，被构造成使抽吸风扇201旋转；以及抽吸箱203，被构造成在其内部容纳风扇马达202且设置成格栅形状，使得空气能通过。

在实施例中，旋转模块120被设置成通过线圈112和磁体161的相互作用而旋转，但是不限于此，旋转模块120可通过使用独立马达而能够旋转。

接下来，将通过参照附图详细描述同样根据一个或更多个实施例构造的磁冷却设备的运动。

首先，在当磁体161面对八个单元的线圈112中的四个单元的线圈112时的状态下，当电力被施加到线圈112时，在线圈112处产生的磁场与在磁体161处产生的磁场相互作用，因此使旋转模块120旋转。

由于四个单元的磁体161仅可同时面对蓄冷器111中的仅四个蓄冷器111，所以磁场仅被施加到蓄冷器111中的四个蓄冷器，而磁场未被施加到蓄冷器111中的剩余四个蓄冷器。另外，由于旋转模块120持续旋转，因此每一个蓄冷器111按照磁场被施加的状态和磁场未被施加的状态重复。

如上所述，在于每一个蓄冷器111重复磁场被施加的状态和磁场未被施加的状态的过程中，如图5和图6所示的致动器153从两个单元的蓄冷器111中的施加有磁场的蓄冷器111吸入热流体，且将热流体排放至未施加有磁场的蓄冷器111。

由于提供在施加有磁场的蓄冷器111内部的磁热材料以产生热，因此经过施加有磁场的蓄冷器111的热流体被加热，加热后的热流体通过致动器153被吸入到第二流动路径152。第二流动路径152被设置为经过第二热交换器115，如此利用经过第二流动路径152的热流体加热第二热交换器115。

另外，在未施加有磁场的蓄冷器111内部的磁热材料的温度降低了，经过未提供有磁场的蓄冷器111的热流体被冷却，冷却后的热流体通过致动器153从蓄冷器111被排放至第一流动路径151。随着第一流动路径151被设置为通过第一热交换器114的热传递单元114b，第一热交换器114被经过第一流动路径151的热流体冷却。

由于鼓风机设备200与第一热交换器114相邻地设置，因此通过使用鼓风机设备200引入的空气在经过第一热交换114时被冷却，随后被鼓风机设备200排放，冷空气通过使用鼓风机设备200被向外侧供应。

将参照图7和图8详细描述根据实施例的磁冷却设备。

如图7和图8所示，与图2至图6的实施例相比，磁冷却设备100被构造为相似的结构。然而，图7和图8的实施例中的致动器153、热交换器114’和115’、凸轮单元121a和131a以及流动路径154、155和156可与图2至图6中的致动器、热交换器、凸轮单元和流动路径不同。

实施例中的热交换器114’和115’分别设置为圆弧形状，且包括在固定构件113的外周面交替设置的多个第一热交换器114’和多个第二热交换器115’。

蓄冷器111A和111B包括：多个第一蓄冷器111A，设置在与第一热交换器114’对应的位置处；以及多个第二蓄冷器111B，设置在与第二热交换器115’对应的位置处，蓄冷器111A和蓄冷器111B在周向上交替地设置在固定构件113上。

致动器153包括：多个第一致动器153A和多个第二致动器153B，设置在固定构件113的径向外侧且被构造成与旋转构件121的第一凸轮单元121a相互作用；以及第三致动器153C，设置在固定构件113的径向内侧且被构造成与在轴130上设置的第二凸轮单元130a相互作用。

实施例中的第一凸轮单元121a被构造成使得第一致动器153A的活塞153b和第二致动器153B的活塞153b同时向前/向后移动，然而，第二凸轮单元130a被构造成使得第三致动器153C的活塞153b相对于第一致动器153A的活塞153b和第二致动器153B的活塞153b相反地向前/向后移动。因此，在当通过第一致动器153A和第二致动器153B吸入热流体的情况下，第三致动器153C排放热流体，且在当通过第一致动器153A和第二致动器153B排放热流体的情况下，第三致动器153C吸入热流体。

流动路径154、155和156包括：(1)多个第一流动路径154，设置在第一热交换器114’处且被构造成将多个第一致动器153A分别连接到多个蓄冷器111A和111B中的每一个蓄冷器的外侧端；(2)多个第二流动路径155，设置在第二热交换器115’处且被构造成将多个第二致动器153B连接到多个蓄冷器111A和111B中的每一个蓄冷器；(3)以及多个第三流动路径156，被构造成将第三致动器153C连接到彼此相邻的第一热交换器114’和第二热交换器115’的各自内侧端。

实施例中的第一致动器153A被构造成使得：在磁场未施加到第一蓄冷器111A的情况下，通过第一致动器153A吸入热流体，使得在第一蓄冷器111A处被冷却的热流体被传递到第一热交换器114’，第二致动器153B被构造成使得：在磁场施加到第二蓄冷器111A的情况下，通过第二致动器153B吸入热流体，使得在第二蓄冷器111B处被加热的热流体被传递到第二热交换器115’。

另外，相反地，第一致动器153A被构造成使得：在磁场施加到第一蓄冷器111A的情况下，热流体被排放使得具有在第一热交换器114’处被热交换的热的热流体再次传递到第一蓄冷器111A，第二致动器153B被构造成使得：在磁场未施加到第二蓄冷器111B的情况下，热流体被排放使得其具有在第二热交换器115’处排放的热的热流体被再次传递到第二蓄冷器111B。

此时，第三致动器153C被设置成与第一致动器153A和第二致动器153B相反地起作用。也就是说，在第一致动器153A和第二致动器153B吸入热流体的情况下，第三致动器153C排放热流体，在第一致动器153A和第二致动器153B排放热流体的情况下，第三致动器153C吸入热流体。从第一致动器153A和第二致动器153B排放的热流体在第三致动器153C处混合，从而形成热平衡，如此无需单独的热交换方法。

随着重复上述过程，第一热交换器114’和第二热交换器115’分别蓄积冷空气和加热后的空气。

因此，第一热交换器114’能够在被热流体冷却的状态下产生冷空气，第二热交换器115’能够被热流体加热且随后在与空气进行热交换的状态下被冷却。

另外，尽管在图上未示出，被设置成使得在第一热交换器114’处产生的冷空气和在第二热交换器115’处产生的加热后的空气分开且随后被划分成单独空间的热传递构件可被包括在磁冷却设备中。

另外，如图9和图10所示，可通过多个磁冷却设备100A、100B和100C构造制冷系统。

如图9所示，通过沿轴向设置分别具有不同范围的运动的多个磁冷却设备100A、100B和100C的方式来构造制冷系统，当与独立磁冷却设备相比时，可提供较大范围的温度变化，使得可以将指定空间冷却至更低的温度。

作为一个示例，位于附图上的远后侧的磁冷却设备100A被设置为包括温度范围变化在约50℃和约30℃之间的磁热材料，位于附图上的中央部分的磁冷却设备100B被设置为包括温度范围变化在约30℃和约0℃之间的磁热材料，位于附图上的远前侧的磁冷却设备100C被设置为包括温度范围变化在约0℃和约-20℃之间的磁热材料，使得通过使用三个单元的多个磁冷却设备100A、100B和100C而形成的制冷设备可提供能够在约50℃和约-20℃之间的温度变化范围中制冷的温度。

另外，如图10所示，通过并列地设置多个磁冷却设备100A、100B和100C增大了制冷能力，使得指定空间可在较短的时间段内被制冷到指定温度。

尽管已示出和描述了一些实施例，但是本领域技术人员将理解的是，在不偏离本公开的原理和主旨的情况下，可对这些实施例做出变化，本公开的范围在权利要求及其等同物中被限定。

Claims (41)

1.一种磁冷却设备，包括：

固定模块；以及

旋转模块，被构造成相对于所述固定模块旋转，

其中，所述固定模块包括多个蓄冷器和热流体供应设备，所述热流体供应设备被构造成通过所述旋转模块而被操作且允许热流体与所述多个蓄冷器交换热。

2.根据权利要求1所述的磁冷却设备，其中，

所述固定模块包括：第一热交换器，安装在所述固定模块的一侧且被构造成通过热流体接收冷空气；以及第二热交换器，安装在所述固定模块的外周侧且被构造成通过热流体接收加热后的空气。

3.根据权利要求2所述的磁冷却设备，其中，

所述热流体供应设备包括：第一流动路径，允许热流体从所述蓄冷器中的一个蓄冷器被传递到所述第一热交换器；第二流动路径，允许热流体从所述一个蓄冷器被传递到所述第二热交换器；以及致动器，允许热流体流动通过所述第一流动路径和所述第二流动路径。

4.根据权利要求3所述的磁冷却设备，其中，

所述致动器被构造成使所述多个蓄冷器中的施加有磁场的蓄冷器的热流体流动到所述第二热交换器，所述致动器被构造成使所述多个蓄冷器中的未施加有磁场的蓄冷器的热流体流动到所述第一热交换器。

5.根据权利要求3所述的磁冷却设备，其中，

设置为两个单元且从所述多个蓄冷器中的两个相邻蓄冷器的内侧端起延伸的所述第一流动路径在所述第一热交换器处彼此连接，

所述第二流动路径设置为两个单元，所述第二流动路径中的从两个相邻蓄冷器中的一个蓄冷器的外侧端起延伸通过所述第二热交换器的一个第二流动路径被连接到所述致动器的外侧端，以及

所述第二流动路径中的从所述两个相邻蓄冷器中的另一个蓄冷器的外侧端起延伸通过所述第二热交换器的另一个第二流动路径被连接到所述致动器的内侧端。

6.根据权利要求3所述的磁冷却设备，其中，

所述旋转模块包括：旋转构件，形成为环形状；以及凸轮单元，设置在旋转构件的内表面上，并且

通过所述凸轮单元来驱动所述致动器。

7.根据权利要求6所述的磁冷却设备，其中，

所述凸轮单元设置有波峰部和波谷部，所述波峰部和所述波谷部在所述凸轮单元的周向上从所述旋转构件的内周面交替地形成。

8.根据权利要求7所述的磁冷却设备，其中，

所述致动器包括：缸体，沿径向设置在所述固定模块上；以及活塞，可动地安装在所述缸体上。

9.根据权利要求8所述的磁冷却设备，其中，

所述凸轮单元包括沿所述凸轮单元的周向设置的导轨，以及

所述活塞包括被插入到所述导轨中且钩于所述导轨的引导单元。

10.根据权利要求9所述的磁冷却设备，其中，

所述引导单元形成为球形状，所述导轨形成为具有圆形截面的槽形状，与所述引导单元对应。

11.根据权利要求6所述的磁冷却设备，其中，

所述固定模块包括固定构件，所述固定构件形成为圆形面板形状、允许所述多个蓄冷器安装于其上且在所述固定模块的周向上彼此分开，以及

所述旋转模块包括磁通产生设备，所述磁通产生设备被构造成将磁通施加到所述多个蓄冷器且设置在所述旋转构件的内周面上。

12.根据权利要求11所述的磁冷却设备，其中，

所述磁通产生设备包括：磁体，被构造成产生磁场；以及磁通引导单元，形成为字母C形状且设置有所述磁体，所述磁体安装在所述磁通引导单元的内侧，以及

所述固定构件被设置成与所述磁体和所述磁通引导单元分开。

13.根据权利要求12所述的磁冷却设备，其中，

所述固定构件还包括在周向上与所述多个蓄冷器交替设置的多个线圈，并且

所述旋转模块被构造成根据所述线圈和所述磁通产生设备之间的相互作用而旋转。

14.根据权利要求1所述的磁冷却设备，其中，

所述固定模块包括：多个第一热交换器，被构造成接收冷空气；以及多个第二热交换器，被构造成接收加热后的空气，并且

所述多个第一热交换器和所述多个第二热交换器沿周向交替地设置在所述固定模块的外周侧。

15.根据权利要求1所述的磁冷却设备，其中，

所述多个蓄冷器包括：至少一个第一蓄冷器，被构造成冷却热流体；以及至少一个第二蓄冷器，被构造成加热热流体。

16.根据权利要求15所述的磁冷却设备，其中，

所述热流体供应设备包括：第一流动路径，将所述第一蓄冷器的外侧端连接到所述第一热交换器；第二流动路径，将所述第二蓄冷器的外侧端连接到所述第二热交换器；第三流动路径，从所述第一蓄冷器的内侧端和所述第二蓄冷器的内侧端延伸；第一致动器，被构造为使热流体流动通过所述第一流动路径；第二致动器，被构造为使热流体流动通过所述第二流动路径；以及第三致动器，连接到所述第三流动路径，所述第三流动路径设置为两个单元且从彼此相邻的所述第一蓄冷器和所述第二蓄冷器起延伸。

17.根据权利要求16所述的磁冷却设备，其中，

所述旋转模块包括旋转轴和形成为环形状的旋转构件，以及

所述旋转构件包括第一凸轮单元，所述第一凸轮单元从所述旋转构件的内表面突出且设置有沿周向交替形成的波峰部和波谷部，所述旋转轴包括第二凸轮单元，所述第二凸轮单元从所述旋转轴的外表面突出且设置有沿周向交替形成的波峰部和波谷部。

18.根据权利要求17所述的磁冷却设备，其中，

通过所述第一凸轮单元来驱动所述第一致动器和所述第二致动器，通过所述第二凸轮单元来驱动所述第三致动器。

19.根据权利要求16所述的磁冷却设备，其中，

所述第一致动器被构造成当磁场未施加到所述第一蓄冷器时使热流体流动至所述第一流动路径，

所述第三致动器被构造成当磁场施加到所述第一蓄冷器时使热流体流动至所述第三流动路径，

所述第二致动器被构造成当磁场施加到所述第二蓄冷器时使热流体流动至所述第二流动路径，并且

所述第三致动器被构造成当磁场未施加到所述第二蓄冷器时使热流体流动至所述第三流动路径。

20.根据权利要求19所述的磁冷却设备，其中，

所述第三致动器被构造成使从连接到所述第一蓄冷器和所述第二蓄冷器的第三流动路径的两个单元传递的热流体混合。

21.根据权利要求19所述的磁冷却设备，其中，

所述第一致动器和所述第二致动器被构造成同时抽吸和排放热流体，

所述第三致动器被构造成当所述第一致动器和所述第二致动器排放热流体时抽吸热流体，以及

所述第三致动器被构造成当所述第一致动器和所述第二致动器抽吸热流体时排放热流体。

22.根据权利要求17所述的磁冷却设备，其中，

所述第一致动器、所述第二致动器和所述第三致动器均包括：缸体，沿径向设置在所述固定模块上；以及活塞，可动地安装在所述缸体上。

23.根据权利要求22所述的磁冷却设备，其中，

所述第一凸轮单元和所述第二凸轮单元均包括沿周向设置的导轨，以及

设置在所述第一致动器、所述第二致动器和所述第三致动器中的每一者上的活塞包括被插入到所述导轨中且钩于所述导轨的引导单元。

24.根据权利要求23所述的磁冷却设备，其中，

所述引导单元形成为球形状，所述导轨形成为具有圆形截面的槽形状，与所述引导单元对应。

25.根据权利要求17所述的磁冷却设备，其中，

所述固定模块包括固定构件，所述固定构件形成为圆形面板形状且在其上沿周向安装有所述多个蓄冷器，并且

所述旋转模块包括磁通产生设备，所述磁通产生设备设置在所述旋转构件的内周面上且被构造成将磁通施加到所述多个蓄冷器。

26.根据权利要求25所述的磁冷却设备，其中，

所述固定构件还包括在周向上与所述多个蓄冷器交替设置的多个线圈，并且

所述旋转模块被构造成根据所述线圈和所述多个磁通产生设备之间的相互作用而旋转。

27.一种磁制冷系统，包括多个单元的根据权利要求1所述的磁冷却设备，其中，

多个所述磁冷却设备沿所述磁制冷系统的轴向连串地设置。

28.根据权利要求27所述的磁制冷系统，其中，

多个所述磁冷却设备中的每一个磁冷却设备提供有不同的操作温度范围。

29.一种磁制冷系统，包括多个单元的根据权利要求1所述的磁冷却设备，其中，

多个所述磁冷却设备被并排地设置为相对于彼此位于侧向。

30.一种磁冷却设备，包括：

固定模块；以及

旋转模块，被构造成相对于所述固定模块旋转，

其中，所述固定模块包括：多个蓄冷器，布置成沿周向彼此分开；第一热交换器，设置在所述多个蓄冷器的中央部处且被构造成接收在所述蓄冷器处被冷却的热流体；第二热交换器，设置在所述固定模块的外周侧且被构造成接收在所述蓄冷器处被加热的热流体；以及热流体供应设备，允许流体从所述蓄冷器被传递至所述第一热交换器和所述第二热交换器，并且

其中，所述热流体供应设备包括：第一流动路径，将所述蓄冷器连接到所述第一热交换器；第二流动路径，将所述蓄冷器连接到所述第二热交换器；以及致动器，允许热流体流动通过所述第一流动路径和所述第二流动路径。

31.根据权利要求30所述的磁冷却设备，其中，

所述旋转模块包括：旋转构件，形成为环形状；以及凸轮单元，设置在旋转构件的内表面上且设置有朝向周向交替形成的波峰部和波谷部，并且

通过所述凸轮单元来驱动所述致动器。

32.根据权利要求30所述的磁冷却设备，其中，

设置为两个单元且从所述多个蓄冷器中的两个相邻蓄冷器的内侧端起延伸的所述第一流动路径在所述第一热交换器处彼此连接，

所述第二流动路径设置为两个单元，所述第二流动路径中的从两个相邻蓄冷器中的一个蓄冷器的外侧端起延伸通过所述第二热交换器的一个第二流动路径被连接到所述致动器的外侧端，并且

所述第二流动路径中的从所述两个蓄冷器中的另一个蓄冷器的外侧端起延伸通过所述第二热交换器的另一个第二流动路径被连接到所述致动器的内侧端。

33.根据权利要求30所述的磁冷却设备，其中，

所述旋转模块包括：多个磁体，用以产生磁场；以及多个磁通引导单元，形成为字母C形状且在其内侧设置有所述磁体，所述磁体安装到所述磁通引导单元，并且

所述固定模块包括在周向上与所述多个蓄冷器交替设置的多个线圈。

34.一种磁冷却设备，包括：

固定模块；以及

旋转模块，被构造成相对于所述固定模块旋转，

其中，所述固定模块包括：多个第一蓄冷器和多个第二蓄冷器，多个第一蓄冷器和多个第二蓄冷器在所述固定模块的周向上相对于彼此交替地设置；多个第一热交换器，被设置成从所述第一蓄冷器接收冷却后的热流体；多个第二热交换器，被设置成从所述第二蓄冷器接收加热后的热流体；以及热流体供应设备，允许热流体从多个第一蓄冷器和多个第二蓄冷器被传递至所述第一热交换器和所述第二热交换器中的每一者，并且

所述热流体供应设备包括：第一流动路径，将所述第一蓄冷器的外侧端连接到所述第一热交换器；第二流动路径，将所述第二蓄冷器的外侧端连接到所述第二热交换器；第三流动路径，从所述第一蓄冷器的内侧端和所述第二蓄冷器的内侧端延伸；第一致动器，允许热流体流动通过所述第一流动路径；第二致动器，允许热流体流动通过所述第二流动路径；以及第三致动器，连接到所述第三流动路径，所述第三流动路径设置为两个单元且从彼此相邻的所述第一蓄冷器和所述第二蓄冷器起延伸。

35.根据权利要求34所述的磁冷却设备，其中，

所述旋转模块包括旋转轴和形成为环形状的旋转构件，所述旋转构件包括第一凸轮单元，所述第一凸轮单元从所述旋转构件的内表面突出且设置有沿周向交替形成的波峰部和波谷部，

所述旋转轴包括第二凸轮单元，所述第二凸轮单元从所述旋转轴的外表面突出且设置有沿周向交替形成的波峰部和波谷部，

通过所述第一凸轮单元来驱动所述第一致动器和所述第二致动器，并且

通过所述第二凸轮单元来驱动所述第三致动器。

36.根据权利要求34所述的磁冷却设备，其中，

所述第一致动器被构造成当磁场未施加到所述第一蓄冷器时使热流体流动至所述第一流动路径，

所述第三致动器被构造成当磁场施加到所述第一蓄冷器时使热流体流动至所述第三流动路径，

所述第二致动器被构造成当磁场施加到所述第二蓄冷器时使热流体流动至所述第二流动路径，并且

所述第三致动器被构造成当磁场未施加到所述第二蓄冷器时使热流体流动至所述第三流动路径。

37.根据权利要求34所述的磁冷却设备，其中，

所述旋转模块包括：多个磁体，用以产生磁场；以及多个磁通引导单元，形成为字母C形状且在其内侧设置有所述磁体，所述磁体安装到所述磁通引导单元，并且

所述固定模块包括在周向上与所述多个蓄冷器交替设置的多个线圈。

38.一种磁制冷系统，包括多个单元的根据权利要求30所述的磁冷却设备，其中，

多个所述磁冷却设备沿所述磁制冷系统的轴向连串地设置。

39.一种磁制冷系统，包括多个单元的根据权利要求30所述的磁冷却设备，其中，

多个所述磁冷却设备被并排地设置为相对于彼此位于侧向。

40.一种磁制冷系统，包括多个单元的根据权利要求34所述的磁冷却设备，其中，

多个所述磁冷却设备沿所述磁制冷系统的轴向连串地设置。

41.一种磁制冷系统，包括多个单元的根据权利要求34所述的磁冷却设备，其中，

多个所述磁冷却设备被并排地设置为相对于彼此位于侧向。