CN109269144A - 一种磁制冷机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及家制冷设备技术领域，具体涉及一种磁制冷机。本发明提供的磁制冷机包括蓄冷床和中间循环流道，所述中间循环流道上设有多个接口，所述冷床基体的管口与中间循环流道上位置对应的接口相连，同一组流路通道上多个冷床基体上的进出口就直接能够以就近原则接入到中间循环流道内，进而通过中间循环流道连通，这样能够避免冷床基体进出口处连接的管道绕一大圈与同一组流路通道上其他的冷床基体的进出口连通，可将管路的长度降低到最低，从而避免相接管路过长、流线过长的情况，进而大大简化磁制冷机的结构、缩短流线、简化流路，减少因管路过长造成的热量损失，提高制冷或制热效率。
Description
技术领域
本发明涉及家制冷设备技术领域，具体涉及一种磁制冷机。
背景技术
随着环境问题越来越受到人们的关注，传统的蒸汽压缩式制冷由于制冷剂会会带来臭氧层破坏、温室效应等环境问题，因而急需一种环保节能的新型制冷技术。
磁制冷技术是一种基于磁热效应的新型制冷技术，磁热效应是指磁热材料在磁场增强或减弱时放热或吸热的物理现象。当磁场给磁热材料加磁时，磁热材料变热；去掉磁场时，磁热材料变冷，磁制冷就是利用磁热效应的现象可以实现制冷的目的；磁制冷是一种绿色环保的制冷技术，其理论卡诺循环效率可达60％，在环境友好、节约能源方面较蒸气压缩式制冷更具发展潜力。
由于磁制冷的特殊性，需要及时将蓄冷床1的热量和冷量通过流体带走，从而需要流路；如图1所示，现有的蓄冷床1上产生的冷量和热量通过管路直接连接到冷端换热器和热端换热器，蓄冷床1与冷端换热器及热端换热器之间的流通管路过场，流通管路的布设结构复杂，复杂的流通管路或流通管路过长不仅仅是对磁制冷样机增加复杂性，更会使冷热量只集中在连接管上，而没有到达冷热端换热器，造成热量的损失。
发明内容
(一)本发明所要解决的技术问题是：现有的磁制冷机的流通管路过长、流通管路之间相互交叉，流通管路布设线路复杂。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种磁制冷机，包括蓄冷床和中间循环流道，所述蓄冷床上设有多组流路通道，每组流路通道均包括多个冷床基体，所述中间循环流道上设有多个接口，所述冷床基体的管口与中间循环流道上位置对应的接口相连，同一组流路通道的多个所述冷床基体通过中间循环流道连通。
根据本发明的一个实施例，每组所述流路通道包括两个所述冷床基体。
根据本发明的一个实施例，所述蓄冷床包括本体以及设置在所述本体上的所述冷床基体；
每组所述流路通道上的两个所述冷床基体设于所述本体的相对两侧。
根据本发明的一个实施例，所述磁制冷机还包括活塞，所述活塞与所述冷床基体一一对应设置。
根据本发明的一个实施例，每个所述冷床基体上均设有进口和出口，所述冷床基体的进口与所述循环流道上对应该所述冷床基体位置的所述接口连通。
根据本发明的一个实施例，所述冷床基体的出口与对应的所述活塞连通
根据本发明的一个实施例，所述中间循环流道包括第一主干道、第二主干道、第三主干道和第四主干道，所述第一主干道、第二主干道、第三主干道和第四主干道上均设有多个所述接口。
根据本发明的一个实施例，同一组所述流路通道中的两个冷床基体分别为第一冷床和第二冷床，对应第一冷床的为第一活塞，对应第二冷床的为第二活塞；
所述第一活塞通过管道与所述第二主干道连通，所述第二主干道通过管道与所述第一冷床的进口连通，所述第一冷床的出口通过管道与所述第一主干道连通；所述第二冷床的进口通过管道与所述第一主干道连通，所述第二冷床的出口通过管道与所述第三主干道，所述第三主干道通过管道与所述第四主干道连通，所述第四主干道通过管道与所述第二活塞连通。
根据本发明的一个实施例，所述第一主干道、蓄冷床、第二主干道、第三主干道和第四主干道由上至下依次设置。
根据本发明的一个实施例，所述第一主干道、第二主干道、第三主干道和第四主干道均为圆环状管道，所述述第一主干道、第二主干道、第三主干道和第四主干道的周向上全都均匀布设多个接口。
根据本发明的一个实施例，所述磁制冷机还包括冷端换热器和热端换热器，所述冷端换热器与所述第一主干道连通，所述热端换热器与所述第四主干道连通。
根据本发明的一个实施例，还包括固定架，所述蓄冷床固定在所述固定架上。
根据本发明的一个实施例，所述第一主干道、蓄冷床、第二主干道、第三主干道和第四主干道固定在所述固定架上。
根据本发明的一个实施例，所述蓄冷床固定架内形成互不连通的第一主干道、第二主干道、第三主干道和第四主干道。
根据本发明的一个实施例，所述磁制冷机还包括磁体组件，所述磁体组件设置在所述蓄冷床上，并可相对所述蓄冷床转动。
本发明的有益效果：本申请提供的磁制冷机包括蓄冷床和中间循环流道，所述中间循环流道上设有多个接口，所述冷床基体的管口与中间循环流道上位置对应的接口相连，同一组流路通道上多个冷床基体上的进出口就直接能够以就近原则接入到中间循环流道内，进而通过中间循环流道连通，能够避免冷床基体进出口处连接的管道绕一大圈与同一组流路通道上其他的冷床基体的进出口连通，可将管路的长度降低到最低，从而避免相接管路过长以及流线过长，大大简化磁制冷机的结构、缩短流线、简化流路，进而减少因管路过长造成的热量损失，提高制冷或制热效率。
附图说明
本发明上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变的明显和容易理解，其中：
图1是现有技术中磁制冷机的结构示意图；
图2是本申请一个实施例中中间循环流道与蓄冷床配合的结构示意图；
图3是本申请另一个实施例中所述中间循环流道的示意图；
图4是蓄冷床与磁体组件配合的示意图；
图5是本申请中所述磁制冷机一个视角的结构示意图；
图6是本申请中所述磁制冷机另一个视角的结构示意图。
其中图1至图6中附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1、蓄冷床，11、冷床基体，111、第一冷床，112、第二冷床，2、中间循环流道，21、第一主干道，22、第二主干道，23、第三主干道，24、第四主干道，25、接口，251、第一管路，252、第二管路，253、第三管路，254、第四管路，255、第五管路，256、第六管路，257、第七管路，3、固定架，4、第一活塞，5、第二活塞，6、磁体组件。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图2至图6所示，本发明提供了一种磁制冷机，包括蓄冷床1和中间循环流道2，所述蓄冷床1上设有多组流路通道，每组流路通道均包括多个冷床基体11，所述中间循环流道2上设有多个接口25，所述冷床基体11的管口与中间循环流道2上位置对应的接口25相连，同一组流路通道的多个所述冷床基体11通过中间循环流道2连通。
本发明提供的磁制冷机包括蓄冷床1和中间循环流道2，所述中间循环流道2上设有多个接口25，所述冷床基体11的管口与中间循环流道2上位置对应的接口25相连，同一组流路通道上多个冷床基体11上的进出口就直接能够以就近原则接入到中间循环流道2内，进而通过中间循环流道2连通，这样能够避免冷床基体11进出口处连接的管道绕一大圈与同一组流路通道上其他的冷床基体11的进出口连通，这样能够将管路的长度降低到最低，从而避免相接管路过长，流线过长，进而大大简化磁制冷机的结构、缩短流线、简化流路，进而减少因管路过长造成的热量损失，提高制冷或制热效率。
实施例一
如图2、图5和图6所示，本申请提供了一种包括蓄冷床1和中间循环流道2，所述蓄冷床1上设有多组流路通道，每组流路通道均包括多个冷床基体11，所述中间循环流道2上设有多个接口25，所述冷床基体11的管口与中间循环流道2上位置对应的接口25相连，同一组流路通道的多个所述冷床基体11通过中间循环流道2连通磁制冷机。
如图2和图4至图6所示，每组所述流路通道包括两个所述冷床基体11，两个所述冷床基体11，所述蓄冷床1包括本体以及设置在所述本体上的所述冷床基体11；每组所述流路通道上的两个所述冷床基体11设于所述本体的相对两侧；如图2和图4至图6所示所述蓄冷床1上设有十二个冷床基体11，也即是设有六组流路通道，同一个流路通道的两个冷床基体11两两相对设置与所述本体的两侧。可选地，在本申请中所述流路通道也可以是包括三个或者四个冷床基体11，其同样能够实现本申请的目的，其宗旨未脱离本发明的设计思想，应属于本发明的保护范围。并且，同一个流路通道的两个冷床基体11也可以不是对称设于所述本体的相对两侧。
如图5和图6所示，所述磁制冷机还包括活塞，所述活塞与所述冷床基体11一一对应设置，即每一个所述冷床基体11上均与一个所述活塞相连；可选地每个所述冷床基体11上均设有进口和出口，所述冷床基体11的进口与所述循环流道上对应该所述冷床基体11位置的所述接口25连通，所述冷床基体11的出口与对应的所述活塞连通。所述磁制冷机还包括磁体组件6，所述磁体组件6设置在所述蓄冷床1上，并可相对所述蓄冷床1转动，所述磁体组件6在所述蓄冷床1上转动，使得冷床本体处于加磁或去磁，进而实现制冷或制热。
根据本发明的一个实施例，所述中间循环流道2包括第一主干道21、第二主干道22、第三主干道23和第四主干道24，所述第一主干道21、第二主干道22、第三主干道23和第四主干道24上均设有多个所述接口25。同一组所述流路通道中的两个冷床基体11分别为第一冷床111和第二冷床112，对应第一冷床111的为第一活塞4，对应第二冷床112的为第二活塞5；所述第一活塞4通过管道与所述第二主干道22连通，所述第二主干道22通过管道与所述第一冷床111的进口连通，所述第一冷床111的出口通过管道与所述第一主干道21连通；所述第二冷床112的进口通过管道与所述第一主干道21连通，所述第二冷床112的出口通过管道与所述第三主干道23，所述第三主干道23通过管道与所述第四主干道24连通，所述第四主干道24通过管道与所述第二活塞5连通，所述磁制冷机还包括冷端换热器和热端换热器，所述冷端换热器与所述第一主干道21连通，所述热端换热器与所述第四主干道24连通。
下面结合图4至图6来具体说明本申请提供的所述磁制冷机的工作原理：
当处于图4的初始状态时，整个蓄冷床1处于前半个周期，磁体组件6按图4方向顺时针旋转。第一冷床111进入去磁状态。流体从第一活塞4出去，经第一管路251流至第二主干道22，从第二主干道22中选取最接近第一冷床111的管口位置，并连接第二管路252，使流体与第一冷床111进口连接，流体流过第一冷床111后变冷，经第一冷床111出口后流至第一主干道21，同样地选择最短的第三管路253连通第一冷床111出口和第一主干道21，进入第一主干道21的流体与冷端换热器换热吸收环境温度形成制冷；然后在第一主干道21内的流体通过第四管路254进入第二冷床112的进口，即选择最近的接口25然后通过第四管路254连通第二冷床112的进口，此时第二冷床112处于加磁状态，流体流经第二冷床112后变热，第二冷床112的出口通过第五管路255连通至第三主干道23，即根据第二冷床112的出口位置选择第三主干道23上最近的接口25，然后此时连通第二冷床112出口和第三主干道23的第五管道即为最短管道，第三主干道23上中选取最短的第六管路256流至第四换热器主干道，流体经热端换热器散热后，通过第七管路257流回至第二活塞5，至此完成从第一活塞4到第二活塞5的流体流动。
在接下来的后半个周期第二冷床112变成去磁状态，第一冷床111变成加磁状态，流体从第二活塞5流至第一活塞4，原理与前一周期一致，流体流向变成从第二活塞5流向第一活塞4，其过程与第一活塞4流向第二活塞5的过程完全相反具体过程不再详述。
如上所述的完成了一组蓄冷床1的加磁去磁周期的流路配合方式，同样的另外五组的工作原理也是一样的，共同组成了整个磁制冷的流路。从上述可知，第一主干道21、第二主干道22、第三主干道23和第四主干道24的设置大大缩短了管路流路，减小流线长度，使得管路变得简单，使整机结构紧凑。同时主干道嵌入在整机零部件上，并不占用空间，大大地增加了整机的空间利用率，使缩小磁制冷机空间尺寸。
如图2、图5和图6所示，所述第一主干道21、第二主干道22、第三主干道23和第四主干道24均为单独的结构，所述第一主干道21、蓄冷床1、第二主干道22、第三主干道23和第四主干道24由上至下依次设置，这样布局更加合理，能够避免出现管路交叉的情况，同时依次设置的述第一主干道21、蓄冷床1、第二主干道22、第三主干道23和第四主干道24由上至下一次设置能够节约空间，大大地增加了整机的空间利用率，使缩小磁制冷机空间尺寸。
如图2至图6所示，所述第一主干道21、第二主干道22、第三主干道23和第四主干道24均为圆环状管道，所述述第一主干道21、第二主干道22、第三主干道23和第四主干道24的周向上全都均匀布设多个接口25。可选地，在本申请中所述第一主干道21、第二主干道22、第三主干道23和第四主干道24的形状不限于圆环形，也可以为矩形、三角形、梯形或者其它不规则形状，其同样能够实现本申请的目的，其宗旨未脱离本发明的设计思想，应属于发明的保护范围。
可选地，本发明提供的磁制冷机还包括固定架3，所述蓄冷床1固定在所述固定架3上；进一步地，所述第一主干道21、蓄冷床1、第二主干道22、第三主干道23和第四主干道24固定在所述固定架3上。
根据本申请的一个实施例，本申请中所述中间循环流道2只包括一个第一主干道21，然后第一主干道21用于连通同一组流路通道的两个冷床基体11，能够部分降低管路长度，其同样能够实现本申请的目的。
根据本申请的另一个实施例，本申请中所述中间循环流道2只包括一个第一主干道21和一个第二主干道22，然后第一主干道21用于连通同一组流路通道的两个冷床基体11，能够部分降低管路长度，第二主干道22用于连通同一组流路通道的两个冷床基体11，能够部分降低管路长度，其同样能够实现本申请的目的。
根据本申请的另一个实施例，本申请中所述中间循环流道2包括一个第一主干道21和、一个第二主干道22和一个第三主干道23，其同样能够实现本申请降低管路长度的目的。
实施例二
本实施例与实施例一的技术方案大体相同，其主要区别在于，本实施例中所述中间循环流道2布设在磁制冷机自身的零部件上，如布置在蓄冷床1固定架3上或冷端换热器、热端换热器上；如图3所示，所述中间循环流道2包括第一主干道21、第二主干道22、第三主干道23和第四主干道24，所述蓄冷床1固定架3内形成互不连通的第一主干道21、第二主干道22、第三主干道23和第四主干道24。由于第一主干道21、第二主干道22、第三主干道23和第四主干道24均是在磁制冷机本身内部形成的，因此能够减小管路占用的空间，使整机结构紧凑，大大地增加了整机的空间利用率，使缩小磁制冷机空间尺寸。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种磁制冷机，其特征在于：包括蓄冷床(1)和中间循环流道(2)，所述蓄冷床(1)上设有多组流路通道，每组流路通道均包括多个冷床基体(11)，所述中间循环流道(2)上设有多个接口(25)，所述冷床基体(11)的管口与中间循环流道(2)上位置对应的接口(25)相连，同一组流路通道的多个所述冷床基体(11)通过中间循环流道(2)连通。
2.根据权利要求1所述的磁制冷机，其特征在于：每组所述流路通道包括两个所述冷床基体(11)。
3.根据权利要求2所述的磁制冷机，其特征在于：所述蓄冷床(1)包括本体以及设置在所述本体上的所述冷床基体(11)；
每组所述流路通道上的两个所述冷床基体(11)设于所述本体的相对两侧。
4.根据权利要求2所述的磁制冷机，其特征在于：所述磁制冷机还包括活塞，所述活塞与所述冷床基体(11)一一对应设置。
5.根据权利要求4所述的磁制冷机，其特征在于：每个所述冷床基体(11)上均设有进口和出口，所述冷床基体(11)的进口与所述循环流道上对应该所述冷床基体(11)位置的所述接口(25)连通。
6.根据权利要求5所述的磁制冷机，其特征在于：所述冷床基体(11)的出口与对应的所述活塞连通。
7.根据权利要求4所述的磁制冷机，其特征在于：所述中间循环流道(2)包括第一主干道(21)、第二主干道(22)、第三主干道(23)和第四主干道(24)，所述第一主干道(21)、第二主干道(22)、第三主干道(23)和第四主干道(24)上均设有多个所述接口(25)。
8.根据权利要求7所述的磁制冷机，其特征在于：同一组所述流路通道中的两个冷床基体(11)分别为第一冷床(111)和第二冷床(112)，对应第一冷床(111)的为第一活塞(4)，对应第二冷床(112)的为第二活塞(5)；
所述第一活塞(4)通过管道与所述第二主干道(22)连通，所述第二主干道(22)通过管道与所述第一冷床(111)的进口连通，所述第一冷床(111)的出口通过管道与所述第一主干道(21)连通；所述第二冷床(112)的进口通过管道与所述第一主干道(21)连通，所述第二冷床(112)的出口通过管道与所述第三主干道(23)，所述第三主干道(23)通过管道与所述第四主干道(24)连通，所述第四主干道(24)通过管道与所述第二活塞(5)连通。
9.根据权利要求7所述的磁制冷机，其特征在于：所述第一主干道(21)、蓄冷床(1)、第二主干道(22)、第三主干道(23)和第四主干道(24)由上至下依次设置。
10.根据权利要求7所述的磁制冷机，其特征在于：所述第一主干道(21)、第二主干道(22)、第三主干道(23)和第四主干道(24)均为圆环状管道，所述述第一主干道(21)、第二主干道(22)、第三主干道(23)和第四主干道(24)的周向上全都均匀布设多个接口(25)。
11.根据权利要求7所述的磁制冷机，其特征在于：所述磁制冷机还包括冷端换热器和热端换热器，所述冷端换热器与所述第一主干道(21)连通，所述热端换热器与所述第四主干道(24)连通。
12.根据权利要求7所述的磁制冷机，其特征在于：还包括固定架(3)，所述蓄冷床(1)固定在所述固定架(3)上。
13.根据权利要求12所述的磁制冷机，其特征在于：所述第一主干道(21)、蓄冷床(1)、第二主干道(22)、第三主干道(23)和第四主干道(24)固定在所述固定架(3)上。
14.根据权利要求12所述的磁制冷机，其特征在于：所述蓄冷床(1)固定架(3)内形成互不连通的第一主干道(21)、第二主干道(22)、第三主干道(23)和第四主干道(24)。
15.根据权利要求1所述的磁制冷机，其特征在于：所述磁制冷机还包括磁体组件(6)，所述磁体组件(6)设置在所述蓄冷床(1)上，并可相对所述蓄冷床(1)转动。
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