CN208968084U - 一种磁制冷机磁体组件结构及磁制冷机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种磁制冷机磁体组件结构及磁制冷机，磁体组件结构包括磁体组件和蓄冷床组件；磁体组件包括上磁体和下磁体，上磁体和下磁体分体设置；蓄冷床组件设置于上磁体和所述下磁体之间；本实用新型提供的磁制冷机磁体组件结构、磁制冷机及其控制方法，无外部结构件，使内部空间得到充分利用，结构更加紧凑、降低成本，使的流路流道缩短，简化流路结构；同时该磁制冷机的流体集中制冷、集中散热的方式，可以更加高效地实现制冷和散热，提高制冷或制热效率。

Description

一种磁制冷机磁体组件结构及磁制冷机

技术领域

本实用新型属于磁制冷机技术领域，具体涉及一种磁制冷机磁体组件结构及磁制冷机。

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产生的臭氧层破坏、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，而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。

磁制冷机根据磁制冷机机的发展，以其运动方式可以分为静止式、往复式和旋转式；旋转式磁制冷机因其结构紧凑、运行频率高、制冷效果好而成人们重点研究的对象。

如图1、图2所示，现有旋转式磁制冷机中的磁体组件为一体式，蓄冷床内嵌于磁体组件内，这样导致现有旋转式磁制冷机存在管路循环复杂、结构臃肿复杂的缺点，并且还具有冷热流体换热不充分的问题；例如中国专利CN105849477A中采用的就是类似凸轮-活塞机构来驱动流体，其在一定程度上达到了简化磁制冷系统的效果，但其流路比较复杂，并且需要在外部空间布置臃肿的结构零件，同时其流路换热不充分。

基于上述磁制冷机中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种磁制冷机磁体组件结构及磁制冷机，旨在解决现有磁制冷结构复杂的问题。

本实用新型提供一种磁制冷机磁体组件结构，包括磁体组件和蓄冷床组件；磁体组件包括上磁体和下磁体；上磁体和下磁体分体设置；蓄冷床组件设置于上磁体和所述下磁体之间。

进一步地，磁体组件包括第一磁体组件和第二磁体组件；蓄冷床组件包括第一蓄冷床组件和第二蓄冷床组件；第一蓄冷床组件设置于第一磁体组件的上磁体和下磁体之间；第二蓄冷床组件设置于第二磁体组件的上磁体和下磁体之间；第一蓄冷床组件和第二蓄冷床组件通过流路连通，以形成循环回路。

进一步地，蓄冷床组件包括蓄冷床和中磁体；蓄冷床内设有磁工质和流体。

相应地，本实用新型还提供一种磁制冷机，包括多个制冷单元或制热单元；多个制冷单元或制热单元分别包括磁体组件；磁体组件为上述所述的磁制冷机磁体组件。

进一步地，制冷单元还包括换热器；换热器包括冷端换热器和热端换热器；蓄冷床组件包括蓄冷床；换热器冷端换热器和热端换热器分别与蓄冷床连通。

进一步地，磁体组件包括第一磁体组件和第二磁体组件；蓄冷床组件包括第一蓄冷床组件和第二蓄冷床组件；第一蓄冷床组件设置于第一磁体组件的上磁体和下磁体之间；第二蓄冷床组件设置于第二磁体组件的上磁体和下磁体之间；第一蓄冷床组件和第二蓄冷床组件通过流路连通，以形成循环回路；冷端换热器通过流路与第一蓄冷床组件的蓄冷床连通；热端换热器通过流路与第二蓄冷床组件的蓄冷床连通。

进一步地，冷端换热器包括第一冷端换热器和第二冷端换热器；第一冷端换热器和第二冷端换热器分别通过流路与第一蓄冷床组件的蓄冷床连通；和/或，热端换热器包括第一热端换热器和第二热端换热器；第一热端换热器和第二热端换热器分别通过流路与第二蓄冷床组件的蓄冷床连通。

进一步地，还包括泵；换热器与所述蓄冷床连接流路上设有阀门；泵分别与冷端换热器和热端换热器连通。

进一步地，还包括风机；风机分别设置于冷端换热器和热端换热器的侧边。

进一步地，还包括转轴；上磁体通过上磁体固定板固定设置于转轴的上端；下磁体通过下磁体固定板固定设置于转轴的下端。

进一步地，还包括转轴和驱动装置；转轴与所述驱动装置传动连接；多个磁体组件通过磁体固定板固定设置于转轴上，并随转轴旋转。

相应地，本申请还提供一种磁制冷机控制方法，包括上述所述的磁制冷机；磁体组件可做旋转运动；当磁体组件掠过蓄冷床组件时，对蓄冷床组件的蓄冷床内的磁工质做加磁工作，使得蓄冷床内的磁工质温度升高；当磁体组件离开所述蓄冷床组件时，对蓄冷床组件的蓄冷床内的磁工质做去磁工作，使得蓄冷床内的磁工质温度变低。

实用新型提供的磁制冷机磁体组件结构、磁制冷机及其控制方法，无外部结构件，实现在磁制冷机的高度紧凑性，避免整机结构臃肿，使内部空间得到充分利用，结构更加紧凑、降低成本，使的流路流道缩短，简化流路结构，解决磁制冷机流路复杂的问题；同时该磁制冷机的流体集中制冷、集中散热的方式，可以更加高效地实现制冷和散热，提高制冷或制热效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1为传统磁体组件结构示意图；

图2为传统磁体组件结构爆炸图；

图3为本实用新型磁体组件结构示意图；

图4为本实用新型磁体组件结构爆炸图；

图5为本实用新型制冷单元结构示意图；

图6为本实用新型制冷单元流路示意图；

图7为本实用新型一种磁制冷机整机结构示意图。

图中：1、上磁体；2、下磁体；3、蓄冷床组件；31、蓄冷床；32、中磁体；4、上磁体固定板；5、下磁体固定板；6、转轴；7、冷端换热器；71、第一冷端换热器；72、第二冷端换热器；8、热端换热器；81、第一热端换热器；82、第二热端换热器；9、流路；10、阀门；11泵；12、风机；13、磁体组件；100、第一制冷单元；200、第一制热单元；300、第二制冷单元；400、第二制热单元。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图3至图4所示，本实用新型提供一种磁制冷机磁体组件结构，包括磁体组件13和蓄冷床组件3；磁体组件13包括上磁体1和下磁体2，并且上磁体1和下磁体2分体设置；蓄冷床组件3设置于上磁体1和下磁体2之间；具体地，蓄冷床组件3包括蓄冷床31和中磁体32；蓄冷床31内设有磁工质和流体，磁工质可以在磁体组件13旋转过程中进行加磁或去磁，以提高温度或降低温度，从而对流体进行加热或降温；本申请方案中的上磁体1和下磁体2分别为单独部件，并将蓄冷床组件3设置于上磁体1和下磁体2之间静止不动，这样当上磁体和下磁体作圆周运动，并旋转至蓄冷床组件时，上磁体和下磁体与中磁体形成具有整体式磁体组件的结构形式的同时，又可以使的上磁体和下磁体没有切断其内部空间，从而使得蓄冷床能够直接与对面的蓄冷床进行超短距离的流路连接，达到简化流路的效果。

优选地，结合上述方案，如图3至图4所示，本实施例中，磁体组件13包括第一磁体组件和第二磁体组件；蓄冷床组件3包括第一蓄冷床组件和第二蓄冷床组件；第一蓄冷床组件设置于第一磁体组件的上磁体和下磁体之间；第二蓄冷床组件设置于第二磁体组件的上磁体和下磁体之间；第一蓄冷床组件和第二蓄冷床组件通过流路9连通，以形成循环回路，从而实现制冷或制热流体的更换或传输。

相应地，结合上述方案，如图3至图7所示，本实用新型还提供一种磁制冷机，包括多个制冷或制热单元；制冷单元或制热单元包括磁体组件；磁体组件为上述所述的磁制冷机磁体组件。

优选地，结合上述方案，如图3至图7所示，本实施例中，制冷单元包括第一制冷单元100和第二制冷单元300；制热单元包括第一制热单元200和第二制热单元400；制冷单元或制热单元包括分别还包括换热器；蓄冷床组件3包括蓄冷床31；换热器与蓄冷床31连通，以实现流体的更换及传输，从而实现循环加热或制冷。

优选地，结合上述方案，如图3至图7所示，本实施例中，换热器包括冷端换热器7和热端换热器8；磁体组件13包括第一磁体组件和第二磁体组件；蓄冷床组件3包括第一蓄冷床组件和第二蓄冷床组件；第一蓄冷床组件设置于第一磁体组件的上磁体和下磁体之间；第二蓄冷床组件设置于第二磁体组件的上磁体和下磁体之间；第一蓄冷床组件和第二蓄冷床组件通过流路9连通，以形成循环回路；冷端换热器7通过流路与第一蓄冷床组件的蓄冷床连通；热端换热器8通过流路与第二蓄冷床组件的蓄冷床连通，从而实现整个制冷或制热流路的连通。

优选地，结合上述方案，如图3至图7所示，本实施例中，冷端换热器7包括第一冷端换热器71和第二冷端换热器72；第一冷端换热器71和第二冷端换热器72分别通过流路与第一蓄冷床组件的蓄冷床连通；和/或，热端换热器8包括第一热端换热器81和第二热端换热器82；第一热端换热器81和第二热端换热器82分别通过流路与第二蓄冷床组件的蓄冷床连通，从而实现四个独立的换热器单元，四个独立的换热器单元可以根据实际制冷或制热工况进行合理的分配，从而保证制冷或制热的有效进行，并及时进行散热。

优选地，结合上述方案，如图3至图7所示，本实施例中，还包括泵11；换热器与蓄冷床31连接流路上设有阀门10；泵11分别设置于冷端换热器7和热端换热器8的侧边，并分别与冷端换热器7和热端换热器8连通，用于给抽取流体提供动力；阀门10主要控制整个流体的流向。

优选地，结合上述方案，如图3至图7所示，本实施例中，还包括风机12；风机12分别设置于冷端换热器7和热端换热器8的侧边，用于给冷端换热器7和热端换热器8散热；当加热或降温的流体抽取至冷端换热器7或热端换热器8时，通过风机12可以对冷端换热器7和热端换热器8直接进行散热，从而与空气进行热交换。

优选地，结合上述方案，如图3至图7所示，本实施例中，还包括转轴6；上磁体1通过上磁体固定板4固定设置于转轴6的上端；下磁体2通过下磁体固定板5固定设置于转轴6的下端，蓄冷床组件3夹紧在上磁体1和下磁体2之间，以形成整个磁体组件；进一步地，还包括驱动装置；转轴6与驱动装置(未示出)传动连接；转轴6通过驱动装置带动从而实现圆周运动；具体地，多个磁体组件通过磁体固定板固定设置于转轴上，并随转轴旋转，从而实现制冷或制热。

采用上述方案，可将整个磁制冷机形成制冷散热工作，全部零部件均可布置在磁制冷机内部空间，并且所连接的管流路非常短；一方面可避免不必要的压力损失及热量损失，另一方面使整机结构非常紧凑，并且不需在磁制冷机外部空间上布置零部件，达到避免臃肿的整机结构；同时，上述的流路流体形成了一个制冷散热单元，通过周向布置两个或多个制冷或制热单元，即可形成大制冷量的磁制冷机结构。

相应地，结合上述方案，如图3至图7所示，本申请还提供一种磁制冷机控制方法，包括上述所述的磁制冷机；磁体组件可做旋转运动；当磁体组件掠过蓄冷床组件时，对蓄冷床组件的蓄冷床内的磁工质做加磁工作，使得蓄冷床内的磁工质温度升高，并对蓄冷床内的流体进行加热；当磁体组件离开蓄冷床组件时，对蓄冷床组件的蓄冷床内的磁工质做去磁工作，使得蓄冷床内的磁工质温度变低，并对蓄冷床内的流体进行降温。

优选地，结合上述方案，如图3至图7所示，本实施例中，还包括换热器和泵；换热器与蓄冷床连接流路上设有阀门；换热器包括冷端换热器和热端换热器；泵与冷端换热器和热端换热器连通；冷端换热器包括第一冷端换热器和第二冷端换热器；热端换热器包括第一热端换热器和第二热端换热器；磁体组件包括第一磁体组件和第二磁体组件；蓄冷床组件包括第一蓄冷床组件和第二蓄冷床组件；第一蓄冷床组件设置于第一磁体组件的上磁体和下磁体之间；第二蓄冷床组件设置于第二磁体组件的上磁体和下磁体之间；第一蓄冷床组件和第二蓄冷床组件通过流路连通，以形成循环回路；第一冷端换热器和第二冷端换热器分别通过流路与第一蓄冷床组件的蓄冷床连通；第一热端换热器和第二热端换热器分别通过流路与第二蓄冷床组件的蓄冷床连通；

初始阶段，第一冷端换热器71和第一热端换热器81内处于空置状态；第二冷端换热器72、第二热端换热器82以及蓄冷床31内充满磁工质，此时蓄冷床31内的磁工质处于待加磁状态，当磁体组件掠过蓄冷床31组件时，蓄冷床31内的磁工质温度升高，蓄冷床31内的流体变热，通过阀门10及泵11的控制将蓄冷床31内的热流体全部抽至第一热端换热器81内；此时，第一热端换热器81内充满热流体，然后在下一个间歇中，进行散热；

当蓄冷床31内的流体全部抽至第一热端换热器81内时，立刻将第二热端换热器82内的流体抽至蓄冷床31内，此时第二热端换热器82为空置状态；当磁体组件离开蓄冷床组件时，此时蓄冷床31中的流体处于待去磁状态，当去磁完毕后，蓄冷床31内的磁工质温度降低，蓄冷床31内的流体变冷，通过阀门10及泵11的控制将蓄冷床31内的冷流体全部抽至第一冷端换热器71内；在蓄冷床去磁的过程中，第一热端换热器81中的热流体通过风机12的强制散热情况下，将热量散出到环境中，最终热流体变成与环温相近的流体；第一冷端换热器71中的冷流体将在下一个间歇中吸收环境温度，形成制冷；

当蓄冷床31内的冷流体全部抽至第一冷端换热器71内时，立刻将第二冷端换热器72内的流体抽至蓄冷床31内；当磁体组件掠过蓄冷床组件时，蓄冷床31内的磁工质温度升高，蓄冷床内的流体变热，通过阀门10及泵11的控制将蓄冷床内的热流体全部抽至第二热端换热器82内；在此加磁过程中，第一冷端换热器71中的冷流体吸收环境热量，变成了与常温相近的流体；

当蓄冷床31内的热流体全部抽至第二热端换热器82内时，立刻将第一热端换热器81内的流体抽至蓄冷床31内；当磁体组件离开蓄冷床31组件时，蓄冷床31内的磁工质温度降低，蓄冷床31内的流体变冷，通过阀门10及泵11的控制将蓄冷床31内的冷流体全部抽至第二冷端换热器72内，以待吸收环境热量制冷；在去磁的过程中，第二热端换热器82中的流体经风机强制对流，将热量散出至环境，变成常温流体；

当第二冷端换热器72被充满了冷流体时，立刻将第一冷端换热器71中的流体抽至蓄冷床31中，此时第一冷端换热器71变成了空置状态，第一热端换热器81也变成空置状态，且蓄冷床31中的磁工质处于待加磁状态，即回归到了原先的工作状态，从而形成源源不断地进行制冷散热的循环过程；

采用上述方案，使得第一冷端换热器71和第二冷端换热器72轮流工作，第一热端换热器81和第二热端换热器82轮流工作，并且换热器每一个工作时，均对换热器自身腔体内的流体全部进行制冷或散热，并且具有足够的时间进行制冷或散热，使得散热或制冷十分的充分，提升热交换效率。

优选地，结合上述方案，本实施例中，当蓄冷床内的冷流体全部抽至第一冷端换热器或第二冷端换热器内时，还包括启动风机对第一冷端换热器或第二冷端换热器进行散热；和/或，当蓄冷床内的热流体全部抽至第一热端换热器或第二热端换热器内时，还包括启动风机对第一热端换热器或第二热端换热器进行散热。

本实用新型提供的磁制冷机磁体组件结构、磁制冷机及其控制方法，无外部结构件，实现在磁制冷机的高度紧凑性，避免整机结构臃肿，使内部空间得到充分利用，结构更加紧凑、降低成本，使的流路流道缩短，简化流路结构，解决磁制冷机流路复杂的问题；同时该磁制冷机的流体集中制冷、集中散热的方式，可以更加高效地实现制冷和散热，提高制冷或制热效率。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。

Claims (11)

1.一种磁制冷机磁体组件结构，其特征在于，包括磁体组件和蓄冷床组件；所述磁体组件包括上磁体和下磁体；所述上磁体和所述下磁体分体设置；所述蓄冷床组件设置于所述上磁体和所述下磁体之间。

2.根据权利要求1所述的磁制冷机磁体组件结构，其特征在于，所述磁体组件包括第一磁体组件和第二磁体组件；所述蓄冷床组件包括第一蓄冷床组件和第二蓄冷床组件；所述第一蓄冷床组件设置于所述第一磁体组件的上磁体和下磁体之间；所述第二蓄冷床组件设置于所述第二磁体组件的上磁体和下磁体之间；所述第一蓄冷床组件和所述第二蓄冷床组件通过流路连通，以形成循环回路。

3.根据权利要求1所述的磁制冷机磁体组件结构，其特征在于，所述蓄冷床组件包括蓄冷床和中磁体；所述蓄冷床内设有磁工质和流体。

4.一种磁制冷机，其特征在于，包括多个制冷单元或制热单元；多个所述制冷单元或所述制热单元分别包括磁体组件；所述磁体组件为上述权利要求1所述的磁制冷机磁体组件。

5.根据权利要求4所述的磁制冷机，其特征在于，所述制冷单元还包括换热器；所述换热器包括冷端换热器和热端换热器；蓄冷床组件包括蓄冷床；所述换热器冷端换热器和所述热端换热器分别与所述蓄冷床连通。

6.根据权利要求5所述的磁制冷机，其特征在于，所述磁体组件包括第一磁体组件和第二磁体组件；所述蓄冷床组件包括第一蓄冷床组件和第二蓄冷床组件；所述第一蓄冷床组件设置于所述第一磁体组件的上磁体和下磁体之间；所述第二蓄冷床组件设置于所述第二磁体组件的上磁体和下磁体之间；所述第一蓄冷床组件和所述第二蓄冷床组件通过流路连通，以形成循环回路；所述冷端换热器通过流路与所述第一蓄冷床组件的蓄冷床连通；所述热端换热器通过流路与所述第二蓄冷床组件的蓄冷床连通。

7.根据权利要求6所述的磁制冷机，其特征在于，所述冷端换热器包括第一冷端换热器和第二冷端换热器；所述第一冷端换热器和所述第二冷端换热器分别通过流路与所述第一蓄冷床组件的蓄冷床连通；和/或，所述热端换热器包括第一热端换热器和第二热端换热器；所述第一热端换热器和所述第二热端换热器分别通过流路与所述第二蓄冷床组件的蓄冷床连通。

8.根据权利要求5所述的磁制冷机，其特征在于，还包括泵；所述换热器与所述蓄冷床连接流路上设有阀门；所述泵分别与所述冷端换热器和所述热端换热器连通。

9.根据权利要求5所述的磁制冷机，其特征在于，还包括风机；所述风机分别设置于所述冷端换热器和所述热端换热器的侧边。

10.根据权利要求4所述的磁制冷机，其特征在于，还包括转轴；所述上磁体通过上磁体固定板固定设置于所述转轴的上端；所述下磁体通过下磁体固定板固定设置于所述转轴的下端。

11.根据权利要求4所述的磁制冷机，其特征在于，还包括转轴和驱动装置；所述转轴与所述驱动装置传动连接；多个所述磁体组件通过磁体固定板固定设置于所述转轴上，并随所述转轴旋转。