CN110849026B - 一种磁蓄冷器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁蓄冷器，包括壳体和球形颗粒磁工质，所述壳体盖有密封盖，所述壳体的侧壁或密封盖上设有进水管和出水管，所述壳体为开口结构，壳体的底部竖向均匀设有固定杆，固定杆之间设有竖向球固定位，所述球形颗粒磁工质单个竖向叠放于球固定位内。该用于磁蓄冷器的球形磁工质的有序固定装置，其结构简单，便于加工制造，通过简单的固定杆实现壳体内部球形颗粒磁工质的有序排列，通过固定杆做定位，防止了球形颗粒磁工质在液体流动时的混乱，提高了换热的均匀性与稳定性，其换热效率大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及球形磁工质的固定技术领域，具体为一种磁蓄冷器。
背景技术
磁制冷技术是一种基于磁热效应的固态制冷方式,采用水等环保介质作为传热流体,具有零GWP、零ODP、内禀高效、低噪音与低振动等特点,相比低温制领域，在室温范围内，磁制冷有更广阔的应用前景，比如家用冰箱、空调、医疗卫生事业等领域的应用。因此近十几年室温磁制冷技术研发受到世界各国的普遍重视，并取得一些举世嘱目的成就。
磁蓄冷器(回热器)作为磁制冷机的核心部件，内置有多孔介质(磁工质)用于换热流体流过，颗粒有序堆积的多孔介质的换热性能与无序堆积的换热性能差异很大。就磁蓄冷器而言目前存在问题：当球形颗粒状的磁工质直接堆积在蓄冷器中时，其堆积方式是混乱的，随着流体的流动球形磁工质也会随之移动，从而影响孔隙率的稳定，进而影响换热效果。
发明内容
本发明就是针对现有技术存在的上述不足，提供一种磁蓄冷器，其结构简单，便于加工制造，通过简单的固定杆实现壳体内部球形颗粒磁工质的有序排列，通过固定杆做定位，防止了球形颗粒磁工质在液体流动时的混乱，提高了换热的均匀性与稳定性，其换热效率大大提高。
为实现上述目的，发明提供如下技术方案：
一种磁蓄冷器，包括壳体和球形颗粒磁工质，所述壳体盖有密封盖，所述壳体的侧壁或密封盖上设有进水管和出水管，所述壳体为上端开口结构，壳体的底部竖向均匀设有固定杆，固定杆之间设有竖向球固定位，所述球形颗粒磁工质单个竖向叠放于球固定位内。
优选的，所述固定杆为铜、铝等高导热性金属材料制成。
优选的，所述固定杆由磁工质材料制成。
优选的，所述密封盖与壳体之间设有密封圈，密封盖与壳体通过螺钉、螺纹或胶水固定。
优选的，所述固定杆与壳体的底部通过焊接、螺纹、粘接或铆接固定。
优选的，所述球形颗粒磁工质的直径至少为固定杆直径的四倍。
优选的，所述壳体的内侧面设有与球形颗粒磁工质配合的凹槽。
优选的，所述固定杆的内部为空心结构。
优选的，所述固定杆上均匀设有过水孔，且流体流动方向与所述固定杆向一轴致。
优选的，所述固定杆的上端与密封盖之间的距离小于球形颗粒磁工质的直径尺寸。
与现有技术相比，发明的有益效果是：
1、该用于磁蓄冷器的球形磁工质的有序固定装置，其结构简单，便于加工制造，通过简单的固定杆实现壳体内部球形颗粒磁工质的有序排列，通过固定杆做定位，防止了球形颗粒磁工质在液体流动时的混乱，提高了换热的均匀性与稳定性，其换热效率大大提高。
2、该发明中的固定杆也能实现球形颗粒磁工质的换热功效，提高与液体的换热效率。
3、该发明为了减小固定杆的占用空间，增大液体与球形颗粒磁工质的换热面积，球形颗粒磁工质的直径至少为固定杆直径的四倍，较细的固定杆保证限位的同时尽可能降低细固定杆在球形颗粒磁工质空隙间的占比，从而减轻流动阻力，降低压损，提高效率。
4、该发明为了减小水阻，提高换热率，将固定杆上均匀设有过水孔，过水孔大大减小了水流阻力，从而减小了水泵的功耗，节省了能源。
5、该发明为了确保上端球形颗粒磁工质固定的可靠性，固定杆的上端与密封盖之间的距离小于球形颗粒磁工质的直径尺寸，保证位于最上端的球形颗粒磁工质不会从固定杆与密封盖之间滚出，当球形颗粒磁工质抽到水流的冲击时也能牢牢的被固定杆限位固定。
6、该发明中的固定杆的内部为空心结构，一根固定杆与四周的四个球形颗粒磁工质相切设置，其限位更加明确，固定杆的数量更少，结构更加简单，便于组装；在固定杆上设置过水孔后，液体流入固定杆内部与固定杆换热后在流出，增大了接触面积，提高了换热效率。
附图说明
图1为实施例一的结构示意图一；
图2为实施例一的结构示意图二；
图3为实施例二的结构示意图；
图4为实施例三的结构示意图；
图5为实施例四的结构示意图；
图6为实施例五的结构示意图。
图中：1-壳体；2-球形颗粒磁工质；3-固定杆；4-密封盖；5-进水管；6-出水管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一，
如图1-2所示，一种磁蓄冷器，包括壳体1和球形颗粒磁工质2，壳体1为绝热材质制成，壳体1的侧壁上设有进水管5和出水管6，进水管5与出水管6至少各设置一根，根据换热需求也可设置多根，多根出水管6与进水管5能够加快换热速度，将壳体1为开口结构，方便安装球形颗粒磁工质2，壳体1的底部竖向均匀设有固定杆3，固定杆3之间设有竖向球固定位，球形颗粒磁工质2单个竖向叠放于球固定位内，也就是说叠放的球形颗粒磁工质2的四周通过固定杆3固定，防止球形颗粒磁工质2活动，本实施例中，除了放进壳体1的球形颗粒磁工质2外，每一个球形壳体1磁工质的周围通过四根固定杆3进行固定，四根固定杆3均为位于球形壳体1磁工质的四周，确保固定的可靠性，壳体1的上端盖有密封盖4，放置好球形颗粒磁工质2后通过密封盖4将壳体1进行密封，壳体1内形成密封的换热腔体，液体由进水管5流入由出水管6流出。
具体结构与作用为：
固定杆3为铜、铝等高导热性金属材料或者采用磁工质材料制成，例如金属钆。其目的是为了提高与液体的换热效率，使固定杆3也能实现球形颗粒磁工质2的换热功效，提高整体的换热效率。
为了保证壳体1的密封性，将密封盖4与壳体1之间设有密封圈，密封盖4与壳体1通过螺钉或胶水固定，其固定方式简单，便于加工。
固定杆3的固定方式可以通过通过焊接、螺纹、粘接或铆接与壳体1的底部连接，固定方式不唯一，只要能够将固定杆3与壳体1固定即可，本实施例采用焊接方式，固定可靠。
该发明为了减小固定杆3的占用空间，增大液体与球形颗粒磁工质2的换热面积，球形颗粒磁工质2的直径至少为固定杆3直径的四倍，较细的固定杆3保证限位的同时尽可能降低细固定杆3在球形颗粒磁工质2空隙间的占比，从而减轻流动阻力，降低压损，提高效率。
为了确保与壳体1连接的球形颗粒磁工质2固定的可靠性，在壳体1的内侧面设有与球形颗粒磁工质2配合的凹槽，实现对球形颗粒磁工质2的限位，进一步增大固定的可靠性与稳定性。
为了减小水阻，提高换热率，将固定杆3上均匀设有过水孔，过水孔大大减小了水流阻力，从而减小了水泵的功耗，节省了能源。
为了确保上端球形颗粒磁工质2固定的可靠性，固定杆3的上端与密封盖4之间的距离小于球形颗粒磁工质2的直径尺寸，这样就会保证位于最上端的球形颗粒磁工质2不会从固定杆3与密封盖4之间滚出，当球形颗粒磁工质2抽到水流的冲击时也能牢牢的被固定杆3限位固定。
实施例二，
如图3所示，除靠近壳体1的球形颗粒磁工质2外，其余球形颗粒磁工质2的四周至少设有八根固定杆3，固定杆3数量的增加能够加强固定强度，及时液体流动速度快，水压较大时也能保证使用的可靠性，避免使球形颗粒磁工质2长期积压固定杆3后导致固定杆3发生形变从固定杆3之间滑脱。
其余结构均与实施例一相同。
实施例三，
如图4所示，相邻四个球形颗粒磁工质2之间通过相切的四根固定杆3固定，每一根固定杆3与不同的球形颗粒磁工质2连接，这样能够更加方便安装球形颗粒磁工质2，而且相比于实施例二在保证固定可靠的前提下，减少了固定杆3与球形颗粒磁工质2的接触面积，增加了球形颗粒磁工质2与液体的接触面积，有利于换热。
其余结构均与实施例一相同。
实施例四，
如图5所示，固定杆3的内部为空心结构，固定杆3的直径为
D/2，D为球形颗粒磁工质2的直径，一根固定杆3与四周的四个球形颗粒磁工质2相切设置，其限位更加明确，固定杆3的数量更少，结构更加简单，便于组装。
在固定杆3上设置过水孔后，液体流入固定杆3内部与固定杆3换热后在流出，增大了接触面积，固定杆3与球形颗粒磁工质2换热，提高了换热效率。
其余结构与实施例一相同。
实施例五，
如图6所示，进水管5和出水管6设置在密封盖4上，进水管5与出水管6至少各设置一根，根据换热需求也可设置多根，多根出水管6与进水管5能够加快换热速度，密封盖4为绝热材质制成。
其余结构与实施例一相同。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (9)
1.一种磁蓄冷器，包括壳体和球形颗粒磁工质，所述壳体盖有密封盖，所述壳体的侧壁或密封盖上设有进水管和出水管，其特征在于：所述壳体为开口结构，壳体的底部竖向均匀设有固定杆，固定杆之间设有竖向球固定位，所述球形颗粒磁工质单个竖向叠放于球固定位内,所述固定杆上均匀设有过水孔，且流体流动方向与所述固定杆轴向一致。
2.如权利要求1所述的一种磁蓄冷器，其特征在于：所述固定杆为铜、铝等高导热性金属材料制成。
3.如权利要求1所述的一种磁蓄冷器，其特征在于：所述固定杆由磁工质材料制成。
4.如权利要求1所述的一种磁蓄冷器，其特征在于：所述密封盖与壳体之间设有密封圈，密封盖与壳体通过螺钉、螺纹或胶水固定。
5.如权利要求1所述的一种磁蓄冷器，其特征在于：所述固定杆与壳体的底部通过焊接、螺纹、粘接或铆接固定。
6.如权利要求1所述的一种磁蓄冷器，其特征在于：所述球形颗粒磁工质的直径至少为固定杆直径的四倍。
7.如权利要求1所述的一种磁蓄冷器，其特征在于：所述壳体的内侧面设有与球形颗粒磁工质配合的凹槽。
8.如权利要求1所述的一种磁蓄冷器，其特征在于：所述固定杆的内部为空心结构。
9.如权利要求1所述的一种磁蓄冷器，其特征在于：所述固定杆的上端与密封盖之间的距离小于球形颗粒磁工质的直径尺寸。
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