JP2004333097A - 温度調整装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】小型で熱変換効率を向上させることができる温度調整装置を提供する。
【解決手段】液体４０の流路の途中で磁場発生器１４、２０によって磁気作業物質（作業物質）１２、１３に磁場が印加されたり作業物質１２、１３から磁場が取り去られたりすると、作業物質１２、１３では、常温で磁気エントロピーが大きく変化し、磁気熱量効果を生じる。これにより、液体４０は加熱及び冷却され、作業物質１２、１３の下流側の熱交換器で外気との間で熱交換される。この装置では、気体を媒体としていないため、気体圧縮機が不要になる。
また、この装置は、常温で磁気エントロピーが大きく変化するような作業物質１２、１３を使用するため、超低温等の特殊な温度環境、超伝導磁石等の特殊な磁石を不要とし、エネルギー損失を少なくする。
さらに、熱交換器を経た液体４０でヨーク４２が冷却されるので、磁場発生器１６、２２用の特殊な冷却機が不要となる。
【選択図】 図２
【解決手段】液体４０の流路の途中で磁場発生器１４、２０によって磁気作業物質（作業物質）１２、１３に磁場が印加されたり作業物質１２、１３から磁場が取り去られたりすると、作業物質１２、１３では、常温で磁気エントロピーが大きく変化し、磁気熱量効果を生じる。これにより、液体４０は加熱及び冷却され、作業物質１２、１３の下流側の熱交換器で外気との間で熱交換される。この装置では、気体を媒体としていないため、気体圧縮機が不要になる。
また、この装置は、常温で磁気エントロピーが大きく変化するような作業物質１２、１３を使用するため、超低温等の特殊な温度環境、超伝導磁石等の特殊な磁石を不要とし、エネルギー損失を少なくする。
さらに、熱交換器を経た液体４０でヨーク４２が冷却されるので、磁場発生器１６、２２用の特殊な冷却機が不要となる。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷凍技術等に適用される温度調整技術には、カルノーサイクルに準ずる熱機関が一般的に利用されている。カルノーサイクルに準ずる熱機関では、遮蔽された空間に気体が閉じ込められており、例えば気体を高圧に圧縮するための圧縮機を作動させて気体の状態を変化させる。気体は温度調整対象（例えば、外気）と外界との媒体としての役割を持っており、圧縮機が作動することにより気体が圧縮、放熱、膨張、及び吸熱といった工程を繰り返し経ると、温度調整対象と外界との間で熱のやり取りが行われ、温度調整対象の温度が調整される構成である。
【０００３】
しかしながら、このようなカルノーサイクルに準ずる熱機関では、気体を高圧に圧縮するための圧縮機が必要不可欠であり、この圧縮機の設置に所定の空間を要するため、装置を小型化することが困難であるという欠点があった。
【０００４】
ところで、このようなカルノーサイクルに準ずる熱機関の他にも、特殊な温度環境（例えば、超低温）における磁気熱量効果を利用して温度調整対象の温度を調整する温度調整装置が知られている。このような温度調整装置には、気体やこの気体を高圧に圧縮するための圧縮機が適用されずに、磁性体やこの磁性体に磁場を印加する磁場発生器が適用されている。磁場発生器を作動させて特殊な温度環境下で磁性体の磁気エントロピー（磁性体を構成する原子の磁気モーメントの向きが揃っている程度を示す量）を増減させることで、磁性体に放熱させたり吸熱させたりし（すなわち、磁気熱量効果を生じさせ）、これに応じて磁性体と温度調整対象との媒体（一般的には、液体）を介して温度調整対象の温度が調整される構成である。このような温度調整装置では、気体を高圧に圧縮するための圧縮機が必要とされないため、装置の小型化が可能である（特許文献１）。
【０００５】
ここで、このような磁性体には、特殊な温度環境において磁気エントロピーが大きく増減すると放熱量（発熱量）及び吸熱量も大きくなる性質がある。さらに、磁気エントロピーの増減幅と磁性体に印加する磁場の強さにも相関関係があり、超低温等の特殊な温度環境下で磁気エントロピーを大きく増減させるには、磁性体に強い磁場を印加して、この磁性体の内部で磁性の変態（相転移）を引き起こす必要がある。
【０００６】
しかしながら、超低温等の特殊な温度環境下で磁性体に強い磁場を印加するためには、超低温等の特殊な温度環境を作り出し、さらには超伝導材料が用いられた超伝導磁石や強力な磁場を発生する電磁石等の特殊な磁石を使用しなければならないという欠点があった。
【０００７】
ところで、上述したカルノーサイクルに準ずる熱機関や特殊な温度環境における磁気熱量効果を利用した温度調整装置の他にも、ペルチェ効果を生ずる熱電素子（ペルチェ素子）の熱電変換を利用して温度調整対象の温度を調整する温度調整装置がある。ペルチェ素子は電流を流すと熱を発する素子であり、互いに異なる２種類の金属が２箇所（２つの接続点）で接続されたものや、Ｐ型半導体とＮ型半導体との２種類の半導体を交互に直列又は並列に連結したものがある。ペルチェ素子では、２つの接続点（接点）の間に電流が流れると、この２つの接続点間で温度に差が生じる構成である（特許文献２）。
【０００８】
一般的には、熱電変換の効率の良さから、半導体で構成されたペルチェ素子が使用されている。半導体で構成されたペルチェ素子は平板状となっており、一方の面が冷却面（低温側の接点の集まり）とされ、他方の面が放熱面（高温側の接点の集まり）とされている（以下、特に断らない限り、「ペルチェ素子」とは、半導体で構成されたペルチェ素子を意味するものとする）。
【０００９】
しかしながら、このようなペルチェ素子では、冷却面と放熱面とが隣り合っているため、冷却面側の接点と放熱面側の接点との間では、熱伝導を抑える必要がある。またさらに、ペルチェ素子の電気伝導率を上げる必要がある。仮に、Ｐ型半導体とＮ型半導体との数を増やすことでペルチェ素子の冷却面と放熱面とを大きくし、温度調整対象の温度の調整に十分な発熱量及び吸熱量を得ようとすると、ペルチェ素子の電気伝導率が低下して冷却面と放熱面との間で熱伝導を引き起こしてしまう。このため、ペルチェ素子そのものの規模を大きくすることは好ましくないという欠点があった。
【００１０】
【特許文献１】
特公平３−３１９７８号公報
【特許文献２】
特開２００３−９２４３３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑み、小型で熱変換効率を向上させることができる温度調整装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、液体がポンプで圧送される流路と、前記流路の途中に設けられ、磁場が印加されることにより常温で磁気エントロピーが変化して、磁気熱量効果を生じる磁気作業物質と、前記磁気作業物質に磁場を印加する磁場発生器と、前記流路において前記磁気作業物質よりも下流側に設けられ、前記液体と外気との間で熱を交換する熱交換器と、前記流路において前記磁気作業物質と前記熱交換器との間に設けられ、前記液体の流れを遮断するバルブと、前記熱交換器と前記磁場発生器とを連結し、前記熱交換器から流出した前記液体を前記磁場発生器を経て流すための戻り流路と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、流路では、ポンプによって液体が圧送される。流路の途中において磁場発生器によって磁気作業物質に磁場が印加されたり磁気作業物質から磁場が取り去られたりすると、磁気作業物質では、常温で磁気エントロピーが変化して、磁気熱量効果を生じる。ここで、磁気作業物質とは、磁場を印加していくと発熱し、磁場を取り去っていくと温度が下がる物質をいう。磁気作業物質に磁場が印加された場合には、磁気作業物質が発熱して液体の温度が上昇する。一方、磁気作業物質から磁場が取り去られた場合には、磁気作業物質が吸熱して液体の温度が低下する。このようにして温度変化した液体は、バルブが開くと熱交換器に圧送される。熱交換器では、液体は、外気との間で熱交換、すなわち放熱（発熱）したり吸熱したりする。この結果、外気は加熱されたり冷却されたりして、外気の温度が調整される。なお、磁気作業物質と液体との間の熱交換の効率を向上させるために、液体が温度変化している際には、バルブを閉じておくことが好ましい。また、本発明の磁気作業物質としては、ガドリニウム、ランタン、鉄、シリコンのうち何れか１種類の元素を含む化合物、あるいはその水素化合物が、常温で磁気エントロピーが大きく増減することから、好適である。
【００１４】
ここで、気体を媒体とした従来の温度調整装置では、気体を高圧に圧縮するための圧縮機が必要不可欠となる。この結果、装置にこの圧縮機を設置するための所定の空間を要するため、装置を小型化することが困難となる。この点、本請求項１に記載の発明では、気体を高圧に圧縮するための圧縮機を必要としないため、装置の小型化を図ることができる。またさらに、本発明は、気体を高圧に圧縮するための圧縮機が不要であるので、低騒音かつ低振動で装置を駆動することができる。また、本発明では、気体を高圧に圧縮するための圧縮機が不要であるため、動力は液体の圧送に（単に液体を流路に流すためだけに）必要なものに限られる。従って、本発明は、省エネルギーを図ることができる。
【００１５】
また、本発明は、常温で磁気エントロピーが大きく変化するような磁気作業物質を使用しているため、超低温等の特殊な温度環境、ひいては超伝導材料を用いた超伝導磁石や強力な磁場を発生する電磁石等の特殊な磁石を不要とし、エネルギーの損失が少ない理想的な温度調整装置を得ることができる。すなわち、本発明は、磁気エネルギーを熱エネルギーに変換する熱変換効率を向上させることができる。
【００１６】
さらに、本発明では、熱交換器から流出した液体（外気との間で熱交換済みの液体）が戻り流路によって磁場発生器を経る。この結果、磁場発生器はこの液体によって冷却される。従って、磁場発生器を冷却する特殊な冷却機が不要になるため、低コスト化を図ることができると共に、装置の小型化により一層効果的である。
【００１７】
以上説明したように、本発明の温度調整装置は、小型で熱変換効率を向上させることができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、液体がポンプで圧送される独立した第１及び第２の流路と、磁気を透過可能とした第１及び第２の磁気透過ボックスにそれぞれ収容されて前記第１及び第２の流路の途中にそれぞれ設けられ、磁場が印加されることにより常温で磁気エントロピーが変化して、磁気熱量効果を生じる第１及び第２の磁気作業物質と、前記第１及び第２の磁気作業物質にそれぞれ磁場を印加する第１及び第２の磁場発生器と、前記第１及び第２の流路のそれぞれにおいて前記第１及び第２の磁気透過ボックスよりも下流側に設けられ、それぞれ前記液体と外気との間で熱交換する第１及び第２の熱交換器と、前記第２の磁気透過ボックスと前記第１の熱交換器とを連結し、前記第２の磁気透過ボックスから前記第１の熱交換器へ前記液体を流動させる第３の流路と、前記第１の磁気透過ボックスと前記第２の熱交換機とを連結し、前記第１の磁気透過ボックスから前記第２の熱交換器へ前記液体を流動させる第４の流路と、前記第１乃至第４の流路の各々において前記第１及び第２の磁気透過ボックスと前記第１及び第２の熱交換器との間に設けられ、前記液体の流れを独立に遮断する第１乃至第４のバルブと、前記第１及び第２の磁場発生器のうち一方の磁場発生器に磁場を印加させて前記第１及び第２の磁気透過ボックスのうち一方の磁気透過ボックスで前記液体が飽和温度まで加熱された場合に、前記一方の磁気透過ボックスに連結された流路のそれぞれに設けられたバルブのうち前記第１の熱交換器側の流路のバルブを開いて前記飽和温度に達した液体を前記一方の磁気透過ボックスから前記第１の熱交換器へ流動させ、かつ、前記一方の磁気透過ボックスに連結された流路のバルブのうち前記第２の熱交換器側の流路のバルブを閉じて前記一方の磁気透過ボックスから前記第２の熱交換器へ前記液体を流動させることを中断するのに並行して、他方の磁場発生器に磁場の印加を中断させて他方の磁気透過ボックスで前記液体を冷却し、前記他方の磁気透過ボックスに連結された流路のそれぞれに設けられたバルブのうち前記第１の熱交換器側の流路のバルブを閉じて前記液体を前記他方の磁気透過ボックスから前記第１の熱交換器へ流動させることを中断し、かつ、前記他方の磁気透過ボックスに連結された流路のバルブのうち前記第２の熱交換器側の流路のバルブを開いて前記他方の磁気透過ボックスから前記第２の熱交換器へ前記液体を流動させる第１の状態と、前記他方の磁場発生器に磁場を印加させて前記他方の磁気透過ボックスで前記液体が飽和温度まで加熱された場合に、前記他方の磁気透過ボックスに連結された流路のそれぞれに設けられたバルブのうち前記第１の熱交換器側の流路のバルブを開いて前記飽和温度に達した液体を前記他方の磁気透過ボックスから前記第１の熱交換器へ流動させ、かつ、前記他方の磁気透過ボックスに連結された流路のバルブのうち前記第２の熱交換器側の流路のバルブを閉じて前記他方の磁気透過ボックスから前記第２の熱交換器へ前記液体を流動させることを中断するのに並行して、前記一方の磁場発生器に磁場の印加を中断させて前記一方の磁気透過ボックスで前記液体を冷却し、前記一方の磁気透過ボックスに連結された流路のそれぞれに設けられたバルブのうち前記第１の熱交換器側の流路のバルブを閉じて前記液体を前記一方の磁気透過ボックスから前記第１の熱交換器へ流動させることを中断し、かつ、前記一方の磁気透過ボックスに連結された流路のバルブのうち前記第２の熱交換器側の流路のバルブを開いて前記一方の磁気透過ボックスから前記第２の熱交換器へ前記液体を流動させる第２の状態と、を交互に切り替える制御装置と、前記第１及び第２の熱交換器と、前記第１及び第２の磁場発生器とを連結し、前記第１及び第２の熱交換器から流出した前記液体を前記第１及び第２の磁場発生器を経て流すための戻り流路と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、液体は、独立した第１及び第２の流路のそれぞれにポンプによって圧送され、第１及び第２の磁気透過ボックスに至る。第１及び第２の磁場発生器によって第１及び第２の磁気透過ボックス内の第１及び第２の磁気作業物質に磁場が印加されたり第１及び第２の磁気作業物質から磁場が取り去られたりすると、第１及び第２の磁気作業物質では、常温で磁気エントロピーが変化して、磁気熱量効果を生じる。磁気作業物質に磁場が印加された場合には、磁気作業物質が発熱して液体の温度が上昇する。一方、磁気作業物質から磁場が取り去られた場合には、磁気作業物質が吸熱して液体の温度が低下する。
【００２０】
第１及び第２の磁気透過ボックス内の液体を加熱及び冷却する際において、制御装置は、第１及び第２の磁気透過ボックスのうち一方の磁気透過ボックス内の液体を第１及び第２の磁気作業物質のうち一方の磁気作業物質に加熱（冷却）させ、これに並行して、他方の磁気透過ボックス内の液体を他方の磁気作業物質に冷却（加熱）させる。さらに、制御装置は、磁気透過ボックスで飽和温度まで加熱された液体を流動させる際には、この磁気透過ボックスに連結された流路のそれぞれに設けられたバルブのうち第１の熱交換器側の流路のバルブを開いてこの加熱された液体を第１の熱交換器へ流動させ、かつ、第２の熱交換器側の流路のバルブを閉じてこの加熱された液体を第２の熱交換器へ流動させることを中断させる。これに並行して、制御装置は、磁気透過ボックスで冷却された液体を流動させる際には、この磁気透過ボックスに連結された流路のそれぞれに設けられたバルブのうち第１の熱交換器側の流路のバルブを閉じてこの冷却された液体を第１の熱交換機に流動させることを中断させ、かつ、第２の熱交換器側の流路のバルブを開いてこの冷却された液体を第２の熱交換器に流動させる。このようにして制御装置は、第１の状態と第２の状態とを交互に切り替える。この結果、第１の熱交換器には飽和温度まで加熱された液体が供給され、第２の熱交換器には冷却された液体が供給されることになる。従って、飽和温度まで加熱された液体と冷却された液体とを分別して各熱交換器で液体と外気との熱交換を行うことができる。この結果、外気は加熱されたり冷却されたりして、外気の温度が調整される。なお、本発明の磁気作業物質としては、ガドリニウム、ランタン、鉄、シリコンのうち何れか１種類の元素を含む化合物、あるいはその水素化合物が、常温で磁気エントロピーが大きく増減することから、好適である。
【００２１】
ここで、気体を媒体とした従来の温度調整装置では、気体を高圧に圧縮するための圧縮機が必要不可欠となる。この結果、装置にこの圧縮機を設置するための所定の空間を要するため、装置を小型化することが困難となる。この点、本請求項２に記載の発明では、気体を高圧に圧縮するための圧縮機を必要としないため、装置の小型化を図ることができる。またさらに、本発明は、気体を高圧に圧縮するための圧縮機が不要であるので、低騒音かつ低振動で装置を駆動することができる。また、本発明では、気体を高圧に圧縮するための圧縮機が不要であるため、動力は液体の圧送に（単に液体を流路に流すためだけに）必要なものに限られる。従って、本発明は、省エネルギーを図ることができる。
【００２２】
また、本発明は、常温で磁気エントロピーが大きく変化するような磁気作業物質を使用しているため、超低温等の特殊な温度環境、ひいては超伝導材料を用いた超伝導磁石や強力な磁場を発生する電磁石等の特殊な磁石を不要とし、エネルギーの損失が少ない理想的な温度調整装置を得ることができる。すなわち、本発明は、磁気エネルギーを熱エネルギーに変換する熱変換効率を向上させることができる。
【００２３】
さらに、本発明では、第１及び第２の熱交換器から流出した液体（外気との間で熱交換済みの液体）が戻り流路によって第１及び第２の磁場発生器を経る。この結果、第１及び第２の磁場発生器はこの液体によって冷却される。従って、第１及び第２の磁場発生器を冷却する特殊な冷却機が不要になるため、低コスト化を図ることができると共に、装置の小型化により一層効果的である。
【００２４】
以上説明したように、本発明の温度調整装置は、小型で熱変換効率を向上させることができる。
【００２５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記磁気作業物質は、細粉状又はメッシュ状である、ことを特徴とする。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、第１及び第２の磁気作業物質の表面積を増やすことで、磁気作業物質と液体との接触面積を大きくすることができる。この結果、磁気作業物質と液体との間の熱交換を効率良く行うことができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３記載の発明において、前記第１及び第２の磁気透過ボックスには、前記液体の飽和温度を検出する温度センサがそれぞれ設けられ、前記制御装置は、前記温度センサが前記液体の飽和温度を検出した場合に前記第１の状態と前記第２の状態とを切り替える、ことを特徴とする。
【００２８】
請求項４に記載の発明によれば、第１の磁気透過ボックス内の液体及び第２の磁気透過ボックス内の液体の飽和温度は、第１及び第２の磁気透過ボックスにそれぞれ設けられた温度センサによって検出される。温度センサが液体の飽和温度を検出すると、制御装置は、第１の状態と第２の状態とを交互に切り替える。このように、飽和温度が温度センサによって検出されるため、液体が飽和温度に達したことを検出する精度が向上する。
【００２９】
請求項５に記載の発明は、請求項２又は請求項３記載の発明において、前記第１及び第２の磁場発生器が磁場を印加してから前記第１及び第２の磁気透過ボックス内の前記液体の温度が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、前記制御装置は、前記飽和温度到達時間毎に前記第１の状態と前記第２の状態とを切り替える、ことを特徴とする。
【００３０】
請求項５に記載の発明によれば、外気の温度を調整するにあたって、第１及び第２の磁場発生器が磁場を印加してから第１及び第２の磁気透過ボックス内の液体の温度が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、制御装置にこの飽和温度到達時間を設定しておく。その後、外気の温度を調整する際には、制御装置が、第１及び第２の磁場発生器の何れか一方が磁場を印加し始めてから飽和温度到達時間毎に第１の状態と第２の状態とを切り替える。このようにして第１の状態と第２の状態とが切り替えられるため、液体が飽和温度に達したことを検出する特別な温度センサを不要とすることができる。
【００３１】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の発明において、前記磁場発生器は、永久磁石と電磁石とから構成される、ことを特徴とする。
【００３２】
請求項６に記載の発明によれば、磁場発生器は、永久磁石と電磁石とから構成されているため、永久磁石で生じた磁場に電磁石で生じた磁場を重畳させることで、例えば、超伝導磁石や強力な磁場を発生する電磁石等の特殊な磁石を用いなくても強い磁場を磁気作業物質に印加することができる。
【００３３】
請求項７に記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記磁場発生器は、前記永久磁石で発生した磁場と前記電磁石で発生した磁場とを重畳させて、前記永久磁石で発生した磁場の強さと前記電磁石で発生した磁場の強さとをそのまま加算した強さの磁場を生じさせるものとした、ことを特徴とする。
【００３４】
請求項７に記載の発明によれば、少なくとも磁場発生器の内部では、永久磁石で発生した磁場や電磁石で発生した磁場は弱められることがない。この結果、磁場発生器で発せられて磁気作業物質に印加される磁場は、永久磁石で発生した磁場と電磁石で発生した磁場とを最も効率良く利用したものとなる。従って、請求項７に記載の発明は、磁気エネルギーを熱エネルギーに変換する熱変換効率をより一層向上させることができる。
【００３５】
請求項８に記載の発明は、請求項２乃至請求項７の何れか１項記載の発明において、前記戻り流路において前記第１及び第２の磁場発生器よりも下流側に設けられると共に前記ポンプが連結され、前記戻り流路によって前記第１及び第２の磁場発生器を経た前記液体を所定量蓄えると共に、蓄えられた前記液体が前記ポンプによって汲み出されるタンクをさらに備えた、ことを特徴とする。
【００３６】
請求項８に記載の発明によれば、第１及び第２の熱交換器を経た液体は、戻り流路において第１及び第２の磁場発生器よりも下流側に設けられたタンクに所定量蓄えられる。さらに、このタンクに蓄えられた液体は、ポンプによって汲み出されて再び第１及び第２の流路に圧送される。この結果、液体は温度調整装置を循環することになり、外気との間で熱交換したり第１及び第２の磁場発生器を冷却したりした液体を再利用することができる。
【００３７】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至請求項８の何れか１項記載の発明において、前記熱交換器によって熱交換された前記外気を所定方向へ流動させる送風機をさらに備えた、ことを特徴とする。
【００３８】
請求項９に記載の発明によれば、送風機は、熱交換器によって熱交換された外気を所定方向へ流動させる。この場合において、送風機は、熱交換器での液体と外気との熱交換を促進させる。この結果、液体と外気との熱交換を効率良く行うことができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１には、本発明の第１の実施の形態に係る温度調整装置１０の概略構成図が示されている。温度調整装置１０には、ポンプ６０が備えられており、液体（例えば、水、あるいは、水とアルコールとの混合液）４０を圧送するようになっている。ポンプ６０には、第１及び第２の流路としてのパイプ１０２及びパイプ１０４が独立して連結されており、それぞれにポンプ６０側から液体４０が流動するようになっている。
【００４０】
パイプ１０２及びパイプ１０４の途中には、第１及び第２の磁気透過ボックスとしての磁気透過ボックス１４及び磁気透過ボックス２０がそれぞれ設けられている。磁気透過ボックス１４及び磁気透過ボックス２０は、常磁性の材料で形成されており、磁気を透過可能としている。磁気透過ボックス１４及び磁気透過ボックス２０には、それぞれ細粉状又はメッシュ状（本実施の形態では、細粉状）とされた第１及び第２の磁気作業物質としての磁気作業物質１２、１３が収容されている。磁気作業物質１２、１３は、ガドリニウム、ランタン、鉄、シリコンのうち何れか１種類の元素を含む化合物（例えば、Ｇｄの化合物やＬａ、Ｆｅ、Ｓｉの化合物等）、あるいはその水素化合物となっており、磁気透過ボックス１４、２０にそれぞれ収容された磁気作業物質１２、１３では、それぞれ第１及び第２の磁場発生器としての磁場発生器１６、２２によって磁場が印加されることにより常温で磁気エントロピーが変化して、磁気熱量効果を生じるようになっている。
【００４１】
磁場発生器１６、２２は、図２に示されるように、側断面を略「Ｃ」字状とした磁性体のヨーク４２に励磁コイル４４が巻き付けられたものとされている。すなわち、これらのヨーク４２と励磁コイル４４とは、電磁石を構成している。磁場発生器１６、２２のヨーク４２の一対の端縁は所定の間隔で対向しており、この一対の端縁の間に磁気透過ボックス１４、２０がそれぞれ離間して配置されている。磁場発生器１６、２２は、励磁コイル４４に電流を流した場合に閉ループ状の磁気回路（矢印Ｘを参照。）を構成するものとされ、励磁コイル４４に電流を流したり遮断したりすることで磁気透過ボックス１４、２０、ひいては磁気透過ボックス１４、２０に収容されている磁気作業物質１２、１３に磁場を印加したり磁気作業物質１２、１３から磁場を取り去ったりすることができるようになっている。
【００４２】
また、磁気透過ボックス１４及び磁気透過ボックス２０の内部には、液体４０が蓄えられており、磁気透過ボックス１４及び磁気透過ボックス２０に収容されている磁気作業物質１２、１３を浸している。磁気作業物質１２が磁気熱量効果により発熱及び吸熱した場合には、液体４０は、磁気作業物質１２の発熱及び吸熱作用に応じて加熱及び冷却される。
【００４３】
このような磁気透過ボックス１４、２０には、それぞれ温度センサ４６、４８が取り付けられており、磁気透過ボックス１４内の液体４０の温度及び磁気透過ボックス２０内の液体４０の飽和温度を検出できるようになっている。
【００４４】
図１に示されるように、パイプ１０２及びパイプ１０４のそれぞれにおいて磁気透過ボックス１４及び磁気透過ボックス２０よりも下流側には、第１の熱交換器としての発熱器２６、第２の熱交換器としての吸熱器２８が設けられている。また、磁気透過ボックス２０と発熱器２６との間には、第３の流路としてのパイプ１０６が配設されている。パイプ１０６は、磁気透過ボックス２０と発熱器２６とを連結しており、磁気透過ボックス２０から発熱器２６へ液体４０を流動させるようになっている。さらに、磁気透過ボックス１４と吸熱器２８との間には、第４の流路としてのパイプ１０８が配設されている。パイプ１０８は、磁気透過ボックス１４と吸熱器２８とを連結しており、磁気透過ボックス１４から吸熱器２８へ液体４０を流動させるようになっている。
【００４５】
発熱器２６、吸熱器２８は、それぞれ液体４０と外気との間で熱を交換する。発熱器２６では、磁場発生器１６、２２が磁場を印加することで磁気作業物質１２、１３により加熱された液体４０が、発熱器２６の内部を通過して外気に熱を放出するようになっている。これに対して、吸熱器２８では、磁場発生器１６、２２が磁場の印加を中断することで磁気作業物質１２、１３により冷却された液体４０が、吸熱器２８の内部を通過して外気から熱を奪うようになっている。
【００４６】
また、上述したパイプ１０２、１０４、１０６、１０８の各々において磁気透過ボックス１４及び磁気透過ボックス２０と発熱器２６及び吸熱器２８との間には、第１乃至第４のバルブとしてのバルブ６２、６４、６６、６８が設けられている。これらのバルブ６２、６４、６６、６８は、液体４０の流れを独立に遮断する。
【００４７】
このような温度調整装置１０には、発熱器２６、吸熱器２８のそれぞれに対応して送風機としてのファン３４、３６が設けられている。ファン３４は、発熱器２６によって加熱された外気を所定方向へ流動させるようになっている。これに対して、ファン３６は、吸熱器２８によって冷却された外気を所定方向へ流動させるようになっている。
【００４８】
また、温度調整装置１０には、制御装置３２が備えられている。制御装置３２は、温度センサ４６、４８、磁場発生器１６、２２、バルブ６２、６４、６６、６８の各々に接続されている。制御装置３２は、磁気透過ボックス１４内の液体４０の温度や磁気透過ボックス２０内の液体４０の温度に基づいて、磁場発生器１６、２２が磁場を磁気作業物質１２に印加するか否かを制御したり、バルブ６２、６４、６６、６８の開閉等を独立に制御したりする。
【００４９】
以下の表１に温度調整装置１０が取り得る状態を示す。
【００５０】
【表１】
温度調整装置１０は、表１に示される「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」との２つの状態のうち何れか一方の状態を取るようになっており、温度センサ４６及び４８によって液体４０の飽和温度が検出された場合に、制御装置３２が、この飽和温度が検出された際の状態から他の状態に切り替えるようになっている。
【００５１】
ここで、「状態Ｉ」は、磁場発生器１６に磁場を印加させて磁気透過ボックス１４で液体４０が飽和温度まで加熱された場合に、バルブ６２を開いて飽和温度に達した液体４０を磁気透過ボックス１４から発熱器２６へ流動させ、かつ、バルブ６８を閉じて磁気透過ボックス１４から吸熱器２８へ液体４０を流動させることを中断するのに並行して、磁場発生器２２に磁場の印加を中断させて磁気透過ボックス２０で液体４０を冷却し、バルブ６６を閉じて液体４０を磁気透過ボックス２０から発熱器２６へ流動させることを中断し、かつ、バルブ６４を開いて磁気透過ボックス２０から吸熱器２８へ液体４０を流動させる状態である。
【００５２】
これに対して、「状態ＩＩ」は、磁場発生器２２に磁場を印加させて磁気透過ボックス２０で液体４０が飽和温度まで加熱された場合に、バルブ６６を開いて飽和温度に達した液体４０を磁気透過ボックス２０から発熱器２６へ流動させ、かつ、バルブ６４を閉じて磁気透過ボックス２０から吸熱器２８へ液体４０を流動させることを中断するのに並行して、磁場発生器１６に磁場の印加を中断させて磁気透過ボックス１４で液体４０を冷却し、バルブ６２を閉じて液体４０を磁気透過ボックス１４から発熱器２６へ流動させることを中断し、かつ、バルブ６８を開いて磁気透過ボックス１４から吸熱器２８へ液体４０を流動させる状態である。
【００５３】
このようにして、制御装置３２は、「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを交互に切り替えるようになっている。
【００５４】
また、上述した発熱器２６には、パイプ１０９Ａが連結しており、発熱器２６から流出した液体４０がパイプ１０９Ａを流れるようになっている。これに対して、吸熱器２８には、パイプ１０９Ｂが連結しており、吸熱器２６から流出した液体４０がパイプ１０９Ｂを流れるようになっている。これらのパイプ１０９Ａとパイプ１０９Ｂとは、下流側で一体となってパイプ１０９とされ、発熱器２６から流出した液体４０と吸熱器２８から流出した液体４０とが流れるようになっている。またさらに、これらのパイプ１０９Ａ、１０９Ｂの途中には、それぞれ逆止弁１０９Ｃ、１０９Ｄが設けられており、パイプ１０９Ａ、１０９Ｂで液体４０が逆流しないようになっている。
【００５５】
さらに、パイプ１０９の下流側には、パイプ１１０、１１２の一端が連結している。パイプ１１０は磁場発生器１６と連結しており、一方、パイプ１１２は磁場発生器２２と連結している。パイプ１１０は、パイプ１０９（パイプ１０９Ａ、１０９Ｂを含む。）と共に発熱器２６及び吸熱器２８から流出した液体４０を磁場発生器１６を経て流すためのものとなっており、一方、パイプ１１２はパイプ１０９（パイプ１０９Ａ、１０９Ｂを含む。）と共に発熱器２６及び吸熱器２８から流出した液体４０を磁場発生器２２を経て流すためのものとなっている。
【００５６】
図２に示されるように、パイプ１１０、１１２は、パイプ１１０、１１２の位置が励磁コイル４４の軸位置近傍となるように、励磁コイル４４の略軸方向（図２における略上下方向）に沿ってヨーク４２を貫通している。パイプ１１０内では、流体４０は矢印Ａで示される方向に流れ、これに対して、パイプ１１２内では、流体４０は矢印Ｂで示される方向に流れる。
【００５７】
図１に示されるように、このようなパイプ１１０、１１２の他端は、共にパイプ１１３の一端と連結しており、パイプ１１３には、パイプ１１０、１１２によって磁場発生器１６及び磁場発生器２２を経た液体４０が流れるようになっている。このようなパイプ１１３と、上述したパイプ１０９（パイプ１０９Ａ、１０９Ｂを含む。）、１１０、１１２とは、一体となって戻り流路を構成している。
【００５８】
さらに、このパイプ１１３の他端には、タンク５８が設けられており、パイプ１１３を経た液体４０（すなわち、パイプ１１０、１１２によって磁場発生器１６及び磁場発生器２２を経た液体４０）を所定量蓄えるようになっている。タンク５８では、液体４０が流入してから所定時間が経過するうちに、この液体４０は放熱、あるいは吸熱して常温に戻る。またさらに、このタンク５８には、パイプ５９を介して上述したポンプ６０が連結されており、タンク５８に蓄えられた液体４０がポンプ６０によってパイプ５９を介して汲み出されるようになっている。
【００５９】
なお、図１における矢印Ｃ〜Ｈは、液体４０が流れる向きを示している。
【００６０】
以下に、本発明の第１の実施の形態に係る温度調整装置１０の作用について説明する。
【００６１】
液体４０は、パイプ１０２及びパイプ１０４のそれぞれにポンプ６０によって圧送され、磁気透過ボックス１４及び磁気透過ボックス２０に至る。磁場発生器１６及び磁場発生器２２によって磁気透過ボックス１４及び磁気透過ボックス２０内の磁気作業物質１２、１３に磁場が印加されたり磁気作業物質１２、１３から磁場が取り去られたりすると、磁気作業物質１２、１３では、常温で磁気エントロピーが変化して、磁気熱量効果を生じる。磁気作業物質１２、１３に磁場が印加された場合には、磁気作業物質１２、１３が発熱して液体４０の温度が上昇する。一方、磁気作業物質１２、１３から磁場が取り去られた場合には、磁気作業物質１２、１３が吸熱して液体４０の温度が低下する。この場合において、磁気作業物質１２、１３は細粉状又はメッシュ状とされている。この結果、磁気作業物質１２、１３の表面積が増えるので、磁気作業物質１２、１３と液体４０との接触面積を大きくすることができる。従って、磁気作業物質１２、１３と液体４０との間の熱交換を効率良く行うことができる。
【００６２】
磁気透過ボックス１４及び磁気透過ボックス２０内の液体４０を加熱及び冷却する際において、制御装置３２は、磁気透過ボックス１４内の液体４０を磁気作業物質１２に加熱（冷却）させ、これに並行して、磁気透過ボックス内２０の液体４０を磁気作業物質１３に冷却（加熱）させる。さらに、制御装置３２は、磁気透過ボックス１４（磁気作業物質２０）で飽和温度まで加熱された液体４０を流動させる際には、バルブ６２（バルブ６６）を開いてこの加熱された液体４０を発熱器２６へ流動させ、かつ、バルブ６８（バルブ６４）を閉じてこの加熱された液体４０を吸熱器２８へ流動させることを中断させる。これに並行して、制御装置３２は、磁気透過ボックス２０（磁気透過ボックス１４）で冷却された液体４０を流動させる際には、バルブ６６（バルブ６２）を閉じてこの冷却された液体４０を発熱器２６に流動させることを中断させ、かつ、バルブ６４（バルブ６８）を開いてこの冷却された液体４０を吸熱器２８に流動させる。このようにして制御装置３２は、「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを交互に切り替える。この結果、発熱器２６には飽和温度まで加熱された液体４０が供給され、吸熱器２８には冷却された液体４０が供給されることになる。従って、飽和温度まで加熱された液体４０と冷却された液体４０とを分別して発熱器２６、吸熱器２８のそれぞれで液体４０と外気との熱交換を行うことができる。この結果、外気は加熱されたり冷却されたりして、外気の温度が調整される。
【００６３】
このような温度調整装置１０では、磁気透過ボックス１４内の液体４０及び磁気透過ボックス２０内の液体４０の飽和温度は、磁気透過ボックス１４、２０にそれぞれ設けられた温度センサ４６、４８によって検出される。温度センサ４６、４８が液体４０の飽和温度を検出すると、制御装置３２は、「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを切り替える。このように、飽和温度が温度センサ４６、４８によって検出されるため、液体４０が飽和温度に達したことを検出する精度が向上する。
【００６４】
また、発熱器２６及び吸熱器２８から流動した液体４０は、発熱器２６及び吸熱器２８の下流側に設けられたタンク５８に所定量蓄えられる。このタンク５８に蓄えられた液体４０は、ポンプ６０によって汲み出されて再びパイプ１０２、１０４に圧送される。この結果、液体４０は温度調整装置１０を循環することになり、外気との間で熱交換済みの液体を再利用することができる。
【００６５】
さらに、ファン３４、３６は、それぞれ発熱器２６、吸熱器２８によって熱交換された外気を所定方向へ流動させる。この場合において、ファン３４、３６は、液体４０と外気との熱交換を促進させる。この結果、発熱器２６、吸熱器２８のそれぞれでの液体４０と外気との熱交換を効率良く行うことができる。
【００６６】
ここで、気体を媒体とした従来の温度調整装置では、気体を高圧に圧縮するための圧縮機が必要不可欠となる。この結果、装置にこの圧縮機を設置するための所定の空間を要するため、装置を小型化することが困難となる。この点、本発明の第１の実施の形態に係る温度調整装置１０では、気体を高圧に圧縮するための圧縮機を必要としないため、装置の小型化を図ることができる。またさらに、温度調整装置１０は、気体を高圧に圧縮するための圧縮機が不要であるので、低騒音かつ低振動で装置を駆動することができる。また、温度調整装置１０では、気体を高圧に圧縮するための圧縮機が不要であるため、動力は液体の圧送に（単に液体４０をパイプ１０２、１０４等に流すためだけに）必要なものに限られる。従って、温度調整装置１０は、省エネルギーを図ることができる。
【００６７】
また、温度調整装置１０は、常温で磁気エントロピーが大きく変化するような磁気作業物質１２、１３を使用しているため、超低温等の特殊な温度環境、ひいては超伝導材料を用いた超伝導磁石や強力な磁場を発生する電磁石等の特殊な磁石を不要とし、エネルギーの損失が少ない理想的な温度調整装置を得ることができる。すなわち、温度調整装置１０は、磁気エネルギーを熱エネルギーに変換する熱変換効率を向上させることができる。
【００６８】
さらに、温度調整装置１０では、発熱器２６及び吸熱器２８から流出した液体４０（外気との間で熱交換済みの液体４０）がパイプ１０９（パイプ１０９Ａ、１０９Ｂを含む。）、パイプ１１０、及びパイプ１１２によって磁場発生器１６及び磁場発生器２２を経る。この結果、磁場発生器１６及び磁場発生器２２はこの液体４０によって冷却される。従って、磁場発生器１６及び磁場発生器２２を冷却する特殊な冷却機が不要になるため、低コスト化を図ることができると共に、装置の小型化により一層効果的である。
【００６９】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係る温度調整装置１０は、小型で熱変換効率を向上させることができる。
【００７０】
なお、本発明の第１の実施の形態に係る温度調整装置１０では、温度センサ４６、４８を用いて液体４０が飽和温度に達したことを検出した際に、制御装置３２が、「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを切り替えるものとしたが、本発明は、これに限らない。温度センサ４６、４８を用いなくとも、磁場発生器１６及び磁場発生器２２が磁場を印加してから液体４０が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、制御装置３２が、飽和温度到達時間毎に「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを切り替える構成としてもよい。
【００７１】
この場合においては、外気の温度を調整するにあたって、磁場発生器１６、２２が磁場を印加してから磁気透過ボックス１４、２０内の液体４０の温度が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、制御装置３２にこの飽和温度到達時間を設定しておく。その後、外気の温度を調整する際には、制御装置３２が、磁場発生器１６、２２の何れか一方が磁場を印加し始めてから飽和温度到達時間毎に「状態Ｉ」と「状態Ｉ」とを切り替える。このようにして「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とが切り替えられるため、液体４０が飽和温度に達したことを検出する特別な温度センサ（例えば、上述した温度センサ４６、４８）を不要とすることができる。温度調整装置１０をこのような構成にしても、上述した本発明の第１の実施の形態に係る温度調整装置１０と同様の効果を奏することができる。
【００７２】
また、本発明の第１の実施の形態では、パイプ１１０、１１２の位置が励磁コイル４４の軸位置近傍となるように、パイプ１１０、１１２が励磁コイル４４の略軸方向に沿ってヨーク４２を貫通するものとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、ヨーク４２の内部では、パイプ１１０がパイプ１１０Ａとパイプ１１０Ｂとの２つに分かれた状態で配管されると共に、パイプ１１２がパイプ１１２Ａとパイプ１１２Ｂとの２つに分かれた状態で配管されていてもよい。この場合、図３に示されるように、パイプ１１０Ａ及びパイプ１１０Ｂが磁気透過ボックス１６の上方及び下方に位置するようにヨーク４２を貫通（図３におけるヨーク４２の左上の部位と左下の部位を貫通）すると共に、パイプ１１２Ａ及びパイプ１１２Ｂが磁気透過ボックス２２の上方及び下方に位置するようにヨーク４２を貫通（図３におけるヨーク４２の左上の部位と左下の部位を貫通）するようにしてもよい。また、この他の例として、パイプ１１０、１１２をヨーク４２と接触させた状態でヨーク４２の外周に設けてもよい。さらに、他の例として、ヨーク４２の内部を巡回するようにパイプ１１０、１１２が配管されていてもよい。これらの場合においても、上述した本発明の第１の実施の形態に係る温度調整装置１０と同様の作用及び効果を奏することができる。
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る温度調整装置１０について説明する。なお、上述した本発明の第１の実施の形態と同一構成・同一作用の箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
【００７３】
図４に示されるように、本発明の第２の実施の形態に係る温度調整装置１０は、磁場発生器１６、２２に永久磁石８０及びヨーク８２を組み込んでハイブリッド型磁石（永久磁石と電磁石とを組み合わせた磁石）としたものである。
【００７４】
磁場発生器１６、２２の側断面図において、磁場発生器１６、２２の中央部には、矩形状の永久磁石８０が設けられている。永久磁石８０のＮ極８４とＳ極８６とのそれぞれには、磁性材からなる一対の矩形状のヨーク８２の各々が一体的に密着接合されており、これらの永久磁石８０と一対のヨーク８２とは、一体となって略「Ｉ」字状となっている。永久磁石８０は、これらの一対のヨーク８２を介してヨーク４２の左右方向中央上部及び左右方向中央下部に一体的に密着接合されている。
【００７５】
図５（Ａ）に示されるように、このような磁場発生器１６、２２では、励磁コイル４４の電流がオフの場合に、永久磁石８０から放出された磁力線（矢印Ｙを参照。）は、永久磁石８０のＮ極８４から放出されて、永久磁石８０の上方のヨーク８２とヨーク４２との連結部位からヨーク４２の励磁コイル４４側を経て、永久磁石８０の下方のヨーク８２とヨーク４２との連結部位から永久磁石８０のＳ極８６に至るようになっている。すなわち、励磁コイル４４の電流がオフの場合には磁場発生器１６は、永久磁石８０に対して励磁コイル４４側で閉ループ状の磁気回路を構成し、磁気作業物質１２、１３へ磁場を印加しないようになっている。
【００７６】
一方、図５（Ｂ）に示されるように、励磁コイル４４の電流がオンの場合には、永久磁石８０で生じた磁力線（矢印Ｚを参照。）は、励磁コイル４４で発生した磁場（矢印Ｗを参照。）の影響を受けて、永久磁石８０の上方のヨーク８２とヨーク４２との連結部位からヨーク４２の磁気透過ボックス１４、２０側を経て、永久磁石８０の下方のヨーク８２とヨーク４２との連結部位から永久磁石８０のＳ極８６に至るようになっている。すなわち、励磁コイル４４の電流がオンの場合においては、磁場発生器１６、２２は、永久磁石８０に対して磁気透過ボックス１４、２０側で閉ループ状の磁気回路を構成し、磁気作業物質１２、１３に磁場を印加するようになっている。この場合において、磁場発生器１６、２２は、永久磁石８０で発生した磁場と励磁コイル４４で発生した磁場とを重畳させて、永久磁石８０で発生した磁場の強さと励磁コイル４４で発生した磁場の強さとをそのまま加算した強さの磁場を生じさせるようになっている。
【００７７】
以下に、本発明の第２の実施の形態に係る温度調整装置１０の作用について説明する。
【００７８】
励磁コイル４４の電流がオフの場合では、永久磁石８０で生じた磁場は、磁気透過ボックス１４、２２を透過しないため、磁気作業物質１２、１３に磁場が印加されることはない（図５（Ａ））。
【００７９】
一方、励磁コイル４４の電流がオンの場合では、永久磁石８０で生じた磁場に励磁コイル４４で生じた磁場（すなわち、電磁石で生じた磁場）を重畳させることで、永久磁石８０で生じた磁力線の向きが変更される。永久磁石８０で生じた磁力線は、永久磁石８０から見て左回り方向に進み、磁気透過ボックス１４、２０の内部の磁気作業物質１２、１３を通過する。この結果、磁気透過ボックス１４の内部の磁気作業物質１２や磁気透過ボックス２０の内部の磁気作業物質１３に強い磁場を印加する（図５（Ｂ））。従って、本発明の第２の実施の形態に係る温度調整装置１０では、磁場発生器１６、２２が、ヨーク８２に接合された永久磁石８０と、ヨーク４２及び励磁コイル４４からなる電磁石とから構成されているため、例えば、超伝導磁石や強力な磁場を発生する電磁石等の特殊な磁石を用いなくても強い磁場を磁気作業物質１２、１３に印加することができる。
【００８０】
またここで、少なくとも磁場発生器１６、２２の内部、すなわちヨーク４２、８２では、永久磁石８０で発生した磁場や励磁コイル４４で発生した磁場は弱められることがない。この結果、磁場発生器１６、２２で発せられて磁気作業物質１２、１３に印加される磁場は、永久磁石８０で発生した磁場と励磁コイル４４で発生した磁場とを最も効率良く利用したものとなる。従って、温度調整装置１０は、磁気エネルギーを熱エネルギーに変換する熱変換効率をより一層向上させることができる。
【００８１】
以上説明したような本発明の第２の実施の形態に係る温度調整装置１０は、上述した本発明の第１の実施の形態に係る温度調整装置１０と同様の効果を奏することができる。
【００８２】
なお、本発明の第２の実施の形態に係る温度調整装置１０では、温度センサ４６、４８を用いて液体４０が飽和温度に達したことを検出した際に、制御装置３２が、「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを切り替えるものとしたが、本発明は、これに限らない。温度センサ４６、４８を用いなくとも、磁場発生器１６及び磁場発生器２２が磁場を印加してから液体４０が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、制御装置３２が、飽和温度到達時間毎に「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを切り替える構成としてもよい。
【００８３】
この場合においては、外気の温度を調整するにあたって、磁場発生器１６、２２が磁場を印加してから磁気透過ボックス１４、２０内の液体４０の温度が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、制御装置３２にこの飽和温度到達時間を設定しておく。その後、外気の温度を調整する際には、制御装置３２が、磁場発生器１６、２２の何れか一方が磁場を印加し始めてから飽和温度到達時間毎に「状態Ｉ」と「状態Ｉ」とを切り替える。このようにして「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とが切り替えられるため、液体４０が飽和温度に達したことを検出する特別な温度センサ（例えば、上述した温度センサ４６、４８）を不要とすることができる。温度調整装置１０をこのような構成にしても、上述した本発明の第２の実施の形態に係る温度調整装置１０と同様の効果を奏することができる。
【００８４】
また、本発明の第２の実施の形態では、パイプ１１０、１１２の位置が励磁コイル４４の軸位置近傍となるように、パイプ１１０、１１２が励磁コイル４４の略軸方向に沿ってヨーク４２を貫通するものとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、ヨーク４２の内部では、パイプ１１０がパイプ１１０Ａとパイプ１１０Ｂとの２つに分かれた状態で配管されると共に、パイプ１１２がパイプ１１２Ａとパイプ１１２Ｂとの２つに分かれた状態で配管されていてもよい。この場合、図６に示されるように、パイプ１１０Ａ及びパイプ１１０Ｂが磁気透過ボックス１６の上方及び下方に位置するようにヨーク４２を貫通（図６におけるヨーク４２の左上の部位と左下の部位を貫通）すると共に、パイプ１１２Ａ及びパイプ１１２Ｂが磁気透過ボックス２２の上方及び下方に位置するようにヨーク４２を貫通（図６におけるヨーク４２の左上の部位と左下の部位を貫通）するようにしてもよい。また、この他の例として、パイプ１１０、１１２をヨーク４２と接触させた状態でヨーク４２の外周に設けてもよい。さらに、他の例として、ヨーク４２の内部を巡回するようにパイプ１１０、１１２が配管されていてもよい。これらの場合においても、上述した本発明の第２の実施の形態に係る温度調整装置１０と同様の作用及び効果を奏することができる。
（第３の実施の形態）
次いで、本発明の第３の実施の形態に係る温度調整装置１０について説明する。本発明の第３の実施の形態に係る温度調整装置１０は、上述した本発明の第１の実施の形態に係る温度調整装置１０を変形したものである。このため、上述した本発明の第１の実施の形態と同一構成・同一作用の箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
【００８５】
図７に示されるように、本発明の第３の実施の形態に係る温度調整装置１０は、上述した本発明の第１の実施の形態に係る温度調整装置１０に温度センサ１１４、１１６、及びポンプ１１８をさらに設けたものである。
【００８６】
温度センサ１１４、１１６は、磁場発生器１６、２２のヨーク４２において図８の上下方向上端かつ左右方向左側に取り付けられており、ヨーク４２の温度を検出する。これらの温度センサ１１４、１１６は、上述した制御装置３２に接続されており、温度センサ１１４、１１６によるヨーク４２の温度検出結果が制御装置３２に伝送される。
【００８７】
また、ポンプ１１８は、上述したパイプ１０９の途中に設けられている。ポンプ１１８は、発熱器２６及び吸熱器２８から流出した液体４０を、パイプ１１０、１１２側に圧送する。このようなポンプ１１８は、制御装置３２に接続されており、制御装置３２からの制御信号に基づいて、液体４０の圧送量を調整するようになっている。
【００８８】
以下に、本発明の第３の実施の形態に係る温度調整装置１０の作用について説明する。
【００８９】
磁場発生器１６、２２のヨーク４２の温度が温度センサ１１４、１１６によって検出されると、温度センサ１１４、１１６によるヨーク４２の温度検出結果が制御装置３２に伝送される。制御装置３２にこの温度検出結果が入力されると、制御装置３２は、この温度検出結果に基づいてポンプ１１８に制御信号を出力する。ポンプ１１８にこの制御信号が入力されると、ポンプ１１８は、この制御信号に基づいて、液体４０の圧送量を調整する。この結果、磁場発生器１６、２２のヨーク４２を経る液体４０の単位時間あたりの流量を適切に調整することができる。従って、ヨーク４２の温度をより一層適切に調整することができる。
【００９０】
また、本発明の第３の実施の形態に係る温度調整装置１０は、液体４０をポンプ６０のみで圧送する構成に比べて、液体４０の圧送力の低下分を補うため、液体４０を容易に循環させることができる。
【００９１】
なお、本発明の第３の実施の形態に係る温度調整装置１０では、温度センサ４６、４８を用いて液体４０が飽和温度に達したことを検出した際に、制御装置３２が、「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを切り替えるものとしたが、本発明は、これに限らない。温度センサ４６、４８を用いなくとも、磁場発生器１６及び磁場発生器２２が磁場を印加してから液体４０が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、制御装置３２が、飽和温度到達時間毎に「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを切り替える構成としてもよい。
【００９２】
この場合においては、外気の温度を調整するにあたって、磁場発生器１６、２２が磁場を印加してから磁気透過ボックス１４、２０内の液体４０の温度が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、制御装置３２にこの飽和温度到達時間を設定しておく。その後、外気の温度を調整する際には、制御装置３２が、磁場発生器１６、２２の何れか一方が磁場を印加し始めてから飽和温度到達時間毎に「状態Ｉ」と「状態Ｉ」とを切り替える。このようにして「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とが切り替えられるため、液体４０が飽和温度に達したことを検出する特別な温度センサ（例えば、上述した温度センサ４６、４８）を不要とすることができる。温度調整装置１０をこのような構成にしても、上述した本発明の第３の実施の形態に係る温度調整装置１０と同様の効果を奏することができる。
【００９３】
また、本発明の第３の実施の形態では、パイプ１１０、１１２の位置が励磁コイル４４の軸位置近傍となるように、パイプ１１０、１１２が励磁コイル４４の略軸方向に沿ってヨーク４２を貫通するものとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、ヨーク４２の内部では、パイプ１１０がパイプ１１０Ａとパイプ１１０Ｂとの２つに分かれた状態で配管されると共に、パイプ１１２がパイプ１１２Ａとパイプ１１２Ｂとの２つに分かれた状態で配管されていてもよい。この場合、図９に示されるように、パイプ１１０Ａ及びパイプ１１０Ｂが磁気透過ボックス１６の上方及び下方に位置するようにヨーク４２を貫通（図９におけるヨーク４２の左上の部位と左下の部位を貫通）すると共に、パイプ１１２Ａ及びパイプ１１２Ｂが磁気透過ボックス２２の上方及び下方に位置するようにヨーク４２を貫通（図９におけるヨーク４２の左上の部位と左下の部位を貫通）するようにしてもよい。また、この他の例として、パイプ１１０、１１２をヨーク４２と接触させた状態でヨーク４２の外周に設けてもよい。さらに、他の例として、ヨーク４２の内部を巡回するようにパイプ１１０、１１２が配管されていてもよい。これらの場合においても、上述した本発明の第３の実施の形態に係る温度調整装置１０と同様の作用及び効果を奏することができる。
（第４の実施の形態）
次いで、本発明の第４の実施の形態に係る温度調整装置１０について説明する。本発明の第４の実施の形態に係る温度調整装置１０は、上述した本発明の第３の実施の形態に係る温度調整装置１０において、磁場発生器１６、２２として、本発明の第２の実施の形態で説明したハイブリッド型磁石の磁場発生器１６、２２を適用したものである（図１０を参照。）。ハイブリッド型磁石の磁場発生器１６、２２の構成及び作用については、本発明の第２の実施の形態で説明しているため、その説明を省略する。また、磁場発生器１６、２２がハイブリッド型磁石である点を除き他の点は、上述した本発明の第３の実施の形態と同一構成・同一作用となっているため、同一符号を付してその説明を省略する。
【００９４】
なお、本発明の第４の実施の形態に係る温度調整装置１０では、温度センサ４６、４８を用いて液体４０が飽和温度に達したことを検出した際に、制御装置３２が、「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを切り替えるものとしたが、本発明は、これに限らない。温度センサ４６、４８を用いなくとも、磁場発生器１６及び磁場発生器２２が磁場を印加してから液体４０が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、制御装置３２が、飽和温度到達時間毎に「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを切り替える構成としてもよい。
【００９５】
この場合においては、外気の温度を調整するにあたって、磁場発生器１６、２２が磁場を印加してから磁気透過ボックス１４、２０内の液体４０の温度が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、制御装置３２にこの飽和温度到達時間を設定しておく。その後、外気の温度を調整する際には、制御装置３２が、磁場発生器１６、２２の何れか一方が磁場を印加し始めてから飽和温度到達時間毎に「状態Ｉ」と「状態Ｉ」とを切り替える。このようにして「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とが切り替えられるため、液体４０が飽和温度に達したことを検出する特別な温度センサ（例えば、上述した温度センサ４６、４８）を不要とすることができる。温度調整装置１０をこのような構成にしても、上述した本発明の第４の実施の形態に係る温度調整装置１０と同様の効果を奏することができる。
【００９６】
また、本発明の第４の実施の形態では、パイプ１１０、１１２の位置が励磁コイル４４の軸位置近傍となるように、パイプ１１０、１１２が励磁コイル４４の略軸方向に沿ってヨーク４２を貫通するものとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、ヨーク４２の内部では、パイプ１１０がパイプ１１０Ａとパイプ１１０Ｂとの２つに分かれた状態で配管されると共に、パイプ１１２がパイプ１１２Ａとパイプ１１２Ｂとの２つに分かれた状態で配管されていてもよい。この場合、図１１に示されるように、パイプ１１０Ａ及びパイプ１１０Ｂが磁気透過ボックス１６の上方及び下方に位置するようにヨーク４２を貫通（図１１におけるヨーク４２の左上の部位と左下の部位を貫通）すると共に、パイプ１１２Ａ及びパイプ１１２Ｂが磁気透過ボックス２２の上方及び下方に位置するようにヨーク４２を貫通（図１１におけるヨーク４２の左上の部位と左下の部位を貫通）するようにしてもよい。また、この他の例として、パイプ１１０、１１２をヨーク４２と接触させた状態でヨーク４２の外周に設けてもよい。さらに、他の例として、ヨーク４２の内部を巡回するようにパイプ１１０、１１２が配管されていてもよい。これらの場合においても、上述した本発明の第４の実施の形態に係る温度調整装置１０と同様の作用及び効果を奏することができる。
（第５の実施の形態）
次いで、本発明の第５の実施の形態に係る温度調整装置１０について説明する。なお、上述した本発明の第１乃至第４の実施の形態と同一構成・同一作用の箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
【００９７】
図１２に示されるように、本発明の第５の実施の形態に係る温度調整装置１０は、空間９２を設け、この空間９２の壁９４の一部を構成するように発熱器２６及び吸熱器２８を対向させて配置し、発熱器２６及び吸熱器２８付近では、発熱器２６及び吸熱器２８の配置箇所を除いて空間９２を気密にしたものである。さらに、この空間９２の内部には、送風機としての１台のファン９０が配置されている。ファン９０は、発熱器２６及び吸熱器２８で加熱及び冷却された外気を空間９２の内部側から外部側に向けて流動させるようになっている。また、このファン９０は、発熱器２６及び吸熱器２８において、液体４０と外気との間の熱交換を促進させる役割を担っている。なお、図１２では、説明の都合上、パイプ１０２、１０４、１０６、１０８、１０９、及びバルブ６２、６４、６６、６８等を省略して示している。また、図１２における矢印付きの破線は、ファン３４によって外気が流動する向きを示している。
【００９８】
以下に、本発明の第５の実施の形態に係る温度調整装置１０の作用について説明する。
【００９９】
外気の温度を調整する際には、発熱器２６、吸熱器２８の内部を液体４０が通過することで、外気と液体４０との間で熱交換が行われる。その後、発熱器２６、吸熱器２８によって熱交換された外気がファン９０によって空間９２の内部側から外部側に向かって流動する。
【０１００】
このような温度調整装置１０では、発熱器２６及び吸熱器２８付近では、発熱器２６及び吸熱器２８の配置箇所を除いて空間９２を気密にしているため、外気は発熱器２６及び吸熱器２８を通過する。この結果、発熱器２６、吸熱器２８で熱交換された外気を空間９２の内部側から外部側に向けて流動させるには、１台のファン９０の駆動で十分となる。従って、温度調整装置１０の部品点数を削減することができる。
【０１０１】
また、発熱器２６、吸熱器２８で熱交換された外気を流動させるための動力が、ファン９０の１台分で済むため、温度調整装置１０は、省エネルギーを図ることができる。
【０１０２】
以上説明したような本発明の第５の実施の形態に係る温度調整装置１０は、上述した本発明の第１乃至第４の実施の形態に係る温度調整装置１０と同様の効果を奏することができる。
【０１０３】
なお、本発明の第５の実施の形態に係る温度調整装置１０では、温度センサ４６、４８を用いて液体４０が飽和温度に達したことを検出した際に、制御装置３２が、「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを切り替えるものとしたが、本発明は、これに限らない。温度センサ４６、４８を用いなくとも、磁場発生器１６及び磁場発生器２２が磁場を印加してから液体４０が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、制御装置３２が、飽和温度到達時間毎に「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを切り替える構成としてもよい。
【０１０４】
この場合においては、外気の温度を調整するにあたって、磁場発生器１６、２２が磁場を印加してから磁気透過ボックス１４、２０内の液体４０の温度が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、制御装置３２にこの飽和温度到達時間を設定しておく。その後、外気の温度を調整する際には、制御装置３２が、磁場発生器１６、２２の何れか一方が磁場を印加し始めてから飽和温度到達時間毎に「状態Ｉ」と「状態Ｉ」とを切り替える。このようにして「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とが切り替えられるため、液体４０が飽和温度に達したことを検出する特別な温度センサ（例えば、上述した温度センサ４６、４８）を不要とすることができる。温度調整装置１０をこのような構成にしても、上述した本発明の第５の実施の形態に係る温度調整装置１０と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１及び第２の実施の形態に係る温度調整装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る磁場発生器の側断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るパイプ（戻り流路）の配管位置の変形例である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る磁場発生器の側断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る磁場発生器で発生した磁場の向きを説明するための図であり、（Ａ）は磁場印加オフの状態における図、（Ｂ）は磁場印加オンの状態における図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るパイプ（戻り流路）の配管位置の変形例である。
【図７】本発明の第３及び第４の実施の形態に係る温度調整装置の構成を示す概略図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る磁場発生器の側断面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係るパイプ（戻り流路）の配管位置の変形例である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る磁場発生器の側断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係るパイプ（戻り流路）の配管位置の変形例である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態に係る発熱器及び吸熱器が壁の一部を構成している空間の概略図である。
【符号の説明】
１０・・温度調整装置、１２・・磁気作業物質（第１の磁気作業物質）、１３・・磁気作業物質（第２の磁気作業物質）、１４・・磁気透過ボックス（第１の磁気透過ボックス）、１６・・磁場発生器（第１の磁場発生器）、２０・・磁気透過ボックス（第２の磁気透過ボックス）、２２・・磁場発生器（第２の磁場発生器）、２６・・発熱器（熱交換器）、２８・・吸熱器（熱交換器）、３２・・制御装置、３４、３６・・ファン（送風機）、４０・・液体、４２・・ヨーク（電磁石）、４４・・励磁コイル（電磁石）、４６、４８・・温度センサ、５８・・タンク、６０・・ポンプ、６２・・バルブ（第１のバルブ）、６４・・バルブ（第２のバルブ）、６６・・バルブ（第３のバルブ）、６８・・バルブ（第４のバルブ）、８０・・永久磁石、１０２・・パイプ（第１の流路）、１０４・・パイプ（第２の流路）、１０６・・パイプ（第３の流路）、１０４・・パイプ（第４の流路）、１０９、１１０、１１２、１１３・・パイプ（戻り流路）
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
冷凍技術等に適用される温度調整技術には、カルノーサイクルに準ずる熱機関が一般的に利用されている。カルノーサイクルに準ずる熱機関では、遮蔽された空間に気体が閉じ込められており、例えば気体を高圧に圧縮するための圧縮機を作動させて気体の状態を変化させる。気体は温度調整対象（例えば、外気）と外界との媒体としての役割を持っており、圧縮機が作動することにより気体が圧縮、放熱、膨張、及び吸熱といった工程を繰り返し経ると、温度調整対象と外界との間で熱のやり取りが行われ、温度調整対象の温度が調整される構成である。
【０００３】
しかしながら、このようなカルノーサイクルに準ずる熱機関では、気体を高圧に圧縮するための圧縮機が必要不可欠であり、この圧縮機の設置に所定の空間を要するため、装置を小型化することが困難であるという欠点があった。
【０００４】
ところで、このようなカルノーサイクルに準ずる熱機関の他にも、特殊な温度環境（例えば、超低温）における磁気熱量効果を利用して温度調整対象の温度を調整する温度調整装置が知られている。このような温度調整装置には、気体やこの気体を高圧に圧縮するための圧縮機が適用されずに、磁性体やこの磁性体に磁場を印加する磁場発生器が適用されている。磁場発生器を作動させて特殊な温度環境下で磁性体の磁気エントロピー（磁性体を構成する原子の磁気モーメントの向きが揃っている程度を示す量）を増減させることで、磁性体に放熱させたり吸熱させたりし（すなわち、磁気熱量効果を生じさせ）、これに応じて磁性体と温度調整対象との媒体（一般的には、液体）を介して温度調整対象の温度が調整される構成である。このような温度調整装置では、気体を高圧に圧縮するための圧縮機が必要とされないため、装置の小型化が可能である（特許文献１）。
【０００５】
ここで、このような磁性体には、特殊な温度環境において磁気エントロピーが大きく増減すると放熱量（発熱量）及び吸熱量も大きくなる性質がある。さらに、磁気エントロピーの増減幅と磁性体に印加する磁場の強さにも相関関係があり、超低温等の特殊な温度環境下で磁気エントロピーを大きく増減させるには、磁性体に強い磁場を印加して、この磁性体の内部で磁性の変態（相転移）を引き起こす必要がある。
【０００６】
しかしながら、超低温等の特殊な温度環境下で磁性体に強い磁場を印加するためには、超低温等の特殊な温度環境を作り出し、さらには超伝導材料が用いられた超伝導磁石や強力な磁場を発生する電磁石等の特殊な磁石を使用しなければならないという欠点があった。
【０００７】
ところで、上述したカルノーサイクルに準ずる熱機関や特殊な温度環境における磁気熱量効果を利用した温度調整装置の他にも、ペルチェ効果を生ずる熱電素子（ペルチェ素子）の熱電変換を利用して温度調整対象の温度を調整する温度調整装置がある。ペルチェ素子は電流を流すと熱を発する素子であり、互いに異なる２種類の金属が２箇所（２つの接続点）で接続されたものや、Ｐ型半導体とＮ型半導体との２種類の半導体を交互に直列又は並列に連結したものがある。ペルチェ素子では、２つの接続点（接点）の間に電流が流れると、この２つの接続点間で温度に差が生じる構成である（特許文献２）。
【０００８】
一般的には、熱電変換の効率の良さから、半導体で構成されたペルチェ素子が使用されている。半導体で構成されたペルチェ素子は平板状となっており、一方の面が冷却面（低温側の接点の集まり）とされ、他方の面が放熱面（高温側の接点の集まり）とされている（以下、特に断らない限り、「ペルチェ素子」とは、半導体で構成されたペルチェ素子を意味するものとする）。
【０００９】
しかしながら、このようなペルチェ素子では、冷却面と放熱面とが隣り合っているため、冷却面側の接点と放熱面側の接点との間では、熱伝導を抑える必要がある。またさらに、ペルチェ素子の電気伝導率を上げる必要がある。仮に、Ｐ型半導体とＮ型半導体との数を増やすことでペルチェ素子の冷却面と放熱面とを大きくし、温度調整対象の温度の調整に十分な発熱量及び吸熱量を得ようとすると、ペルチェ素子の電気伝導率が低下して冷却面と放熱面との間で熱伝導を引き起こしてしまう。このため、ペルチェ素子そのものの規模を大きくすることは好ましくないという欠点があった。
【００１０】
【特許文献１】
特公平３−３１９７８号公報
【特許文献２】
特開２００３−９２４３３号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑み、小型で熱変換効率を向上させることができる温度調整装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、液体がポンプで圧送される流路と、前記流路の途中に設けられ、磁場が印加されることにより常温で磁気エントロピーが変化して、磁気熱量効果を生じる磁気作業物質と、前記磁気作業物質に磁場を印加する磁場発生器と、前記流路において前記磁気作業物質よりも下流側に設けられ、前記液体と外気との間で熱を交換する熱交換器と、前記流路において前記磁気作業物質と前記熱交換器との間に設けられ、前記液体の流れを遮断するバルブと、前記熱交換器と前記磁場発生器とを連結し、前記熱交換器から流出した前記液体を前記磁場発生器を経て流すための戻り流路と、を備えたことを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、流路では、ポンプによって液体が圧送される。流路の途中において磁場発生器によって磁気作業物質に磁場が印加されたり磁気作業物質から磁場が取り去られたりすると、磁気作業物質では、常温で磁気エントロピーが変化して、磁気熱量効果を生じる。ここで、磁気作業物質とは、磁場を印加していくと発熱し、磁場を取り去っていくと温度が下がる物質をいう。磁気作業物質に磁場が印加された場合には、磁気作業物質が発熱して液体の温度が上昇する。一方、磁気作業物質から磁場が取り去られた場合には、磁気作業物質が吸熱して液体の温度が低下する。このようにして温度変化した液体は、バルブが開くと熱交換器に圧送される。熱交換器では、液体は、外気との間で熱交換、すなわち放熱（発熱）したり吸熱したりする。この結果、外気は加熱されたり冷却されたりして、外気の温度が調整される。なお、磁気作業物質と液体との間の熱交換の効率を向上させるために、液体が温度変化している際には、バルブを閉じておくことが好ましい。また、本発明の磁気作業物質としては、ガドリニウム、ランタン、鉄、シリコンのうち何れか１種類の元素を含む化合物、あるいはその水素化合物が、常温で磁気エントロピーが大きく増減することから、好適である。
【００１４】
ここで、気体を媒体とした従来の温度調整装置では、気体を高圧に圧縮するための圧縮機が必要不可欠となる。この結果、装置にこの圧縮機を設置するための所定の空間を要するため、装置を小型化することが困難となる。この点、本請求項１に記載の発明では、気体を高圧に圧縮するための圧縮機を必要としないため、装置の小型化を図ることができる。またさらに、本発明は、気体を高圧に圧縮するための圧縮機が不要であるので、低騒音かつ低振動で装置を駆動することができる。また、本発明では、気体を高圧に圧縮するための圧縮機が不要であるため、動力は液体の圧送に（単に液体を流路に流すためだけに）必要なものに限られる。従って、本発明は、省エネルギーを図ることができる。
【００１５】
また、本発明は、常温で磁気エントロピーが大きく変化するような磁気作業物質を使用しているため、超低温等の特殊な温度環境、ひいては超伝導材料を用いた超伝導磁石や強力な磁場を発生する電磁石等の特殊な磁石を不要とし、エネルギーの損失が少ない理想的な温度調整装置を得ることができる。すなわち、本発明は、磁気エネルギーを熱エネルギーに変換する熱変換効率を向上させることができる。
【００１６】
さらに、本発明では、熱交換器から流出した液体（外気との間で熱交換済みの液体）が戻り流路によって磁場発生器を経る。この結果、磁場発生器はこの液体によって冷却される。従って、磁場発生器を冷却する特殊な冷却機が不要になるため、低コスト化を図ることができると共に、装置の小型化により一層効果的である。
【００１７】
以上説明したように、本発明の温度調整装置は、小型で熱変換効率を向上させることができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、液体がポンプで圧送される独立した第１及び第２の流路と、磁気を透過可能とした第１及び第２の磁気透過ボックスにそれぞれ収容されて前記第１及び第２の流路の途中にそれぞれ設けられ、磁場が印加されることにより常温で磁気エントロピーが変化して、磁気熱量効果を生じる第１及び第２の磁気作業物質と、前記第１及び第２の磁気作業物質にそれぞれ磁場を印加する第１及び第２の磁場発生器と、前記第１及び第２の流路のそれぞれにおいて前記第１及び第２の磁気透過ボックスよりも下流側に設けられ、それぞれ前記液体と外気との間で熱交換する第１及び第２の熱交換器と、前記第２の磁気透過ボックスと前記第１の熱交換器とを連結し、前記第２の磁気透過ボックスから前記第１の熱交換器へ前記液体を流動させる第３の流路と、前記第１の磁気透過ボックスと前記第２の熱交換機とを連結し、前記第１の磁気透過ボックスから前記第２の熱交換器へ前記液体を流動させる第４の流路と、前記第１乃至第４の流路の各々において前記第１及び第２の磁気透過ボックスと前記第１及び第２の熱交換器との間に設けられ、前記液体の流れを独立に遮断する第１乃至第４のバルブと、前記第１及び第２の磁場発生器のうち一方の磁場発生器に磁場を印加させて前記第１及び第２の磁気透過ボックスのうち一方の磁気透過ボックスで前記液体が飽和温度まで加熱された場合に、前記一方の磁気透過ボックスに連結された流路のそれぞれに設けられたバルブのうち前記第１の熱交換器側の流路のバルブを開いて前記飽和温度に達した液体を前記一方の磁気透過ボックスから前記第１の熱交換器へ流動させ、かつ、前記一方の磁気透過ボックスに連結された流路のバルブのうち前記第２の熱交換器側の流路のバルブを閉じて前記一方の磁気透過ボックスから前記第２の熱交換器へ前記液体を流動させることを中断するのに並行して、他方の磁場発生器に磁場の印加を中断させて他方の磁気透過ボックスで前記液体を冷却し、前記他方の磁気透過ボックスに連結された流路のそれぞれに設けられたバルブのうち前記第１の熱交換器側の流路のバルブを閉じて前記液体を前記他方の磁気透過ボックスから前記第１の熱交換器へ流動させることを中断し、かつ、前記他方の磁気透過ボックスに連結された流路のバルブのうち前記第２の熱交換器側の流路のバルブを開いて前記他方の磁気透過ボックスから前記第２の熱交換器へ前記液体を流動させる第１の状態と、前記他方の磁場発生器に磁場を印加させて前記他方の磁気透過ボックスで前記液体が飽和温度まで加熱された場合に、前記他方の磁気透過ボックスに連結された流路のそれぞれに設けられたバルブのうち前記第１の熱交換器側の流路のバルブを開いて前記飽和温度に達した液体を前記他方の磁気透過ボックスから前記第１の熱交換器へ流動させ、かつ、前記他方の磁気透過ボックスに連結された流路のバルブのうち前記第２の熱交換器側の流路のバルブを閉じて前記他方の磁気透過ボックスから前記第２の熱交換器へ前記液体を流動させることを中断するのに並行して、前記一方の磁場発生器に磁場の印加を中断させて前記一方の磁気透過ボックスで前記液体を冷却し、前記一方の磁気透過ボックスに連結された流路のそれぞれに設けられたバルブのうち前記第１の熱交換器側の流路のバルブを閉じて前記液体を前記一方の磁気透過ボックスから前記第１の熱交換器へ流動させることを中断し、かつ、前記一方の磁気透過ボックスに連結された流路のバルブのうち前記第２の熱交換器側の流路のバルブを開いて前記一方の磁気透過ボックスから前記第２の熱交換器へ前記液体を流動させる第２の状態と、を交互に切り替える制御装置と、前記第１及び第２の熱交換器と、前記第１及び第２の磁場発生器とを連結し、前記第１及び第２の熱交換器から流出した前記液体を前記第１及び第２の磁場発生器を経て流すための戻り流路と、を備えたことを特徴とする。
【００１９】
請求項２に記載の発明によれば、液体は、独立した第１及び第２の流路のそれぞれにポンプによって圧送され、第１及び第２の磁気透過ボックスに至る。第１及び第２の磁場発生器によって第１及び第２の磁気透過ボックス内の第１及び第２の磁気作業物質に磁場が印加されたり第１及び第２の磁気作業物質から磁場が取り去られたりすると、第１及び第２の磁気作業物質では、常温で磁気エントロピーが変化して、磁気熱量効果を生じる。磁気作業物質に磁場が印加された場合には、磁気作業物質が発熱して液体の温度が上昇する。一方、磁気作業物質から磁場が取り去られた場合には、磁気作業物質が吸熱して液体の温度が低下する。
【００２０】
第１及び第２の磁気透過ボックス内の液体を加熱及び冷却する際において、制御装置は、第１及び第２の磁気透過ボックスのうち一方の磁気透過ボックス内の液体を第１及び第２の磁気作業物質のうち一方の磁気作業物質に加熱（冷却）させ、これに並行して、他方の磁気透過ボックス内の液体を他方の磁気作業物質に冷却（加熱）させる。さらに、制御装置は、磁気透過ボックスで飽和温度まで加熱された液体を流動させる際には、この磁気透過ボックスに連結された流路のそれぞれに設けられたバルブのうち第１の熱交換器側の流路のバルブを開いてこの加熱された液体を第１の熱交換器へ流動させ、かつ、第２の熱交換器側の流路のバルブを閉じてこの加熱された液体を第２の熱交換器へ流動させることを中断させる。これに並行して、制御装置は、磁気透過ボックスで冷却された液体を流動させる際には、この磁気透過ボックスに連結された流路のそれぞれに設けられたバルブのうち第１の熱交換器側の流路のバルブを閉じてこの冷却された液体を第１の熱交換機に流動させることを中断させ、かつ、第２の熱交換器側の流路のバルブを開いてこの冷却された液体を第２の熱交換器に流動させる。このようにして制御装置は、第１の状態と第２の状態とを交互に切り替える。この結果、第１の熱交換器には飽和温度まで加熱された液体が供給され、第２の熱交換器には冷却された液体が供給されることになる。従って、飽和温度まで加熱された液体と冷却された液体とを分別して各熱交換器で液体と外気との熱交換を行うことができる。この結果、外気は加熱されたり冷却されたりして、外気の温度が調整される。なお、本発明の磁気作業物質としては、ガドリニウム、ランタン、鉄、シリコンのうち何れか１種類の元素を含む化合物、あるいはその水素化合物が、常温で磁気エントロピーが大きく増減することから、好適である。
【００２１】
ここで、気体を媒体とした従来の温度調整装置では、気体を高圧に圧縮するための圧縮機が必要不可欠となる。この結果、装置にこの圧縮機を設置するための所定の空間を要するため、装置を小型化することが困難となる。この点、本請求項２に記載の発明では、気体を高圧に圧縮するための圧縮機を必要としないため、装置の小型化を図ることができる。またさらに、本発明は、気体を高圧に圧縮するための圧縮機が不要であるので、低騒音かつ低振動で装置を駆動することができる。また、本発明では、気体を高圧に圧縮するための圧縮機が不要であるため、動力は液体の圧送に（単に液体を流路に流すためだけに）必要なものに限られる。従って、本発明は、省エネルギーを図ることができる。
【００２２】
また、本発明は、常温で磁気エントロピーが大きく変化するような磁気作業物質を使用しているため、超低温等の特殊な温度環境、ひいては超伝導材料を用いた超伝導磁石や強力な磁場を発生する電磁石等の特殊な磁石を不要とし、エネルギーの損失が少ない理想的な温度調整装置を得ることができる。すなわち、本発明は、磁気エネルギーを熱エネルギーに変換する熱変換効率を向上させることができる。
【００２３】
さらに、本発明では、第１及び第２の熱交換器から流出した液体（外気との間で熱交換済みの液体）が戻り流路によって第１及び第２の磁場発生器を経る。この結果、第１及び第２の磁場発生器はこの液体によって冷却される。従って、第１及び第２の磁場発生器を冷却する特殊な冷却機が不要になるため、低コスト化を図ることができると共に、装置の小型化により一層効果的である。
【００２４】
以上説明したように、本発明の温度調整装置は、小型で熱変換効率を向上させることができる。
【００２５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記磁気作業物質は、細粉状又はメッシュ状である、ことを特徴とする。
【００２６】
請求項３に記載の発明によれば、第１及び第２の磁気作業物質の表面積を増やすことで、磁気作業物質と液体との接触面積を大きくすることができる。この結果、磁気作業物質と液体との間の熱交換を効率良く行うことができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３記載の発明において、前記第１及び第２の磁気透過ボックスには、前記液体の飽和温度を検出する温度センサがそれぞれ設けられ、前記制御装置は、前記温度センサが前記液体の飽和温度を検出した場合に前記第１の状態と前記第２の状態とを切り替える、ことを特徴とする。
【００２８】
請求項４に記載の発明によれば、第１の磁気透過ボックス内の液体及び第２の磁気透過ボックス内の液体の飽和温度は、第１及び第２の磁気透過ボックスにそれぞれ設けられた温度センサによって検出される。温度センサが液体の飽和温度を検出すると、制御装置は、第１の状態と第２の状態とを交互に切り替える。このように、飽和温度が温度センサによって検出されるため、液体が飽和温度に達したことを検出する精度が向上する。
【００２９】
請求項５に記載の発明は、請求項２又は請求項３記載の発明において、前記第１及び第２の磁場発生器が磁場を印加してから前記第１及び第２の磁気透過ボックス内の前記液体の温度が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、前記制御装置は、前記飽和温度到達時間毎に前記第１の状態と前記第２の状態とを切り替える、ことを特徴とする。
【００３０】
請求項５に記載の発明によれば、外気の温度を調整するにあたって、第１及び第２の磁場発生器が磁場を印加してから第１及び第２の磁気透過ボックス内の液体の温度が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、制御装置にこの飽和温度到達時間を設定しておく。その後、外気の温度を調整する際には、制御装置が、第１及び第２の磁場発生器の何れか一方が磁場を印加し始めてから飽和温度到達時間毎に第１の状態と第２の状態とを切り替える。このようにして第１の状態と第２の状態とが切り替えられるため、液体が飽和温度に達したことを検出する特別な温度センサを不要とすることができる。
【００３１】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の発明において、前記磁場発生器は、永久磁石と電磁石とから構成される、ことを特徴とする。
【００３２】
請求項６に記載の発明によれば、磁場発生器は、永久磁石と電磁石とから構成されているため、永久磁石で生じた磁場に電磁石で生じた磁場を重畳させることで、例えば、超伝導磁石や強力な磁場を発生する電磁石等の特殊な磁石を用いなくても強い磁場を磁気作業物質に印加することができる。
【００３３】
請求項７に記載の発明は、請求項６記載の発明において、前記磁場発生器は、前記永久磁石で発生した磁場と前記電磁石で発生した磁場とを重畳させて、前記永久磁石で発生した磁場の強さと前記電磁石で発生した磁場の強さとをそのまま加算した強さの磁場を生じさせるものとした、ことを特徴とする。
【００３４】
請求項７に記載の発明によれば、少なくとも磁場発生器の内部では、永久磁石で発生した磁場や電磁石で発生した磁場は弱められることがない。この結果、磁場発生器で発せられて磁気作業物質に印加される磁場は、永久磁石で発生した磁場と電磁石で発生した磁場とを最も効率良く利用したものとなる。従って、請求項７に記載の発明は、磁気エネルギーを熱エネルギーに変換する熱変換効率をより一層向上させることができる。
【００３５】
請求項８に記載の発明は、請求項２乃至請求項７の何れか１項記載の発明において、前記戻り流路において前記第１及び第２の磁場発生器よりも下流側に設けられると共に前記ポンプが連結され、前記戻り流路によって前記第１及び第２の磁場発生器を経た前記液体を所定量蓄えると共に、蓄えられた前記液体が前記ポンプによって汲み出されるタンクをさらに備えた、ことを特徴とする。
【００３６】
請求項８に記載の発明によれば、第１及び第２の熱交換器を経た液体は、戻り流路において第１及び第２の磁場発生器よりも下流側に設けられたタンクに所定量蓄えられる。さらに、このタンクに蓄えられた液体は、ポンプによって汲み出されて再び第１及び第２の流路に圧送される。この結果、液体は温度調整装置を循環することになり、外気との間で熱交換したり第１及び第２の磁場発生器を冷却したりした液体を再利用することができる。
【００３７】
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至請求項８の何れか１項記載の発明において、前記熱交換器によって熱交換された前記外気を所定方向へ流動させる送風機をさらに備えた、ことを特徴とする。
【００３８】
請求項９に記載の発明によれば、送風機は、熱交換器によって熱交換された外気を所定方向へ流動させる。この場合において、送風機は、熱交換器での液体と外気との熱交換を促進させる。この結果、液体と外気との熱交換を効率良く行うことができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
図１には、本発明の第１の実施の形態に係る温度調整装置１０の概略構成図が示されている。温度調整装置１０には、ポンプ６０が備えられており、液体（例えば、水、あるいは、水とアルコールとの混合液）４０を圧送するようになっている。ポンプ６０には、第１及び第２の流路としてのパイプ１０２及びパイプ１０４が独立して連結されており、それぞれにポンプ６０側から液体４０が流動するようになっている。
【００４０】
パイプ１０２及びパイプ１０４の途中には、第１及び第２の磁気透過ボックスとしての磁気透過ボックス１４及び磁気透過ボックス２０がそれぞれ設けられている。磁気透過ボックス１４及び磁気透過ボックス２０は、常磁性の材料で形成されており、磁気を透過可能としている。磁気透過ボックス１４及び磁気透過ボックス２０には、それぞれ細粉状又はメッシュ状（本実施の形態では、細粉状）とされた第１及び第２の磁気作業物質としての磁気作業物質１２、１３が収容されている。磁気作業物質１２、１３は、ガドリニウム、ランタン、鉄、シリコンのうち何れか１種類の元素を含む化合物（例えば、Ｇｄの化合物やＬａ、Ｆｅ、Ｓｉの化合物等）、あるいはその水素化合物となっており、磁気透過ボックス１４、２０にそれぞれ収容された磁気作業物質１２、１３では、それぞれ第１及び第２の磁場発生器としての磁場発生器１６、２２によって磁場が印加されることにより常温で磁気エントロピーが変化して、磁気熱量効果を生じるようになっている。
【００４１】
磁場発生器１６、２２は、図２に示されるように、側断面を略「Ｃ」字状とした磁性体のヨーク４２に励磁コイル４４が巻き付けられたものとされている。すなわち、これらのヨーク４２と励磁コイル４４とは、電磁石を構成している。磁場発生器１６、２２のヨーク４２の一対の端縁は所定の間隔で対向しており、この一対の端縁の間に磁気透過ボックス１４、２０がそれぞれ離間して配置されている。磁場発生器１６、２２は、励磁コイル４４に電流を流した場合に閉ループ状の磁気回路（矢印Ｘを参照。）を構成するものとされ、励磁コイル４４に電流を流したり遮断したりすることで磁気透過ボックス１４、２０、ひいては磁気透過ボックス１４、２０に収容されている磁気作業物質１２、１３に磁場を印加したり磁気作業物質１２、１３から磁場を取り去ったりすることができるようになっている。
【００４２】
また、磁気透過ボックス１４及び磁気透過ボックス２０の内部には、液体４０が蓄えられており、磁気透過ボックス１４及び磁気透過ボックス２０に収容されている磁気作業物質１２、１３を浸している。磁気作業物質１２が磁気熱量効果により発熱及び吸熱した場合には、液体４０は、磁気作業物質１２の発熱及び吸熱作用に応じて加熱及び冷却される。
【００４３】
このような磁気透過ボックス１４、２０には、それぞれ温度センサ４６、４８が取り付けられており、磁気透過ボックス１４内の液体４０の温度及び磁気透過ボックス２０内の液体４０の飽和温度を検出できるようになっている。
【００４４】
図１に示されるように、パイプ１０２及びパイプ１０４のそれぞれにおいて磁気透過ボックス１４及び磁気透過ボックス２０よりも下流側には、第１の熱交換器としての発熱器２６、第２の熱交換器としての吸熱器２８が設けられている。また、磁気透過ボックス２０と発熱器２６との間には、第３の流路としてのパイプ１０６が配設されている。パイプ１０６は、磁気透過ボックス２０と発熱器２６とを連結しており、磁気透過ボックス２０から発熱器２６へ液体４０を流動させるようになっている。さらに、磁気透過ボックス１４と吸熱器２８との間には、第４の流路としてのパイプ１０８が配設されている。パイプ１０８は、磁気透過ボックス１４と吸熱器２８とを連結しており、磁気透過ボックス１４から吸熱器２８へ液体４０を流動させるようになっている。
【００４５】
発熱器２６、吸熱器２８は、それぞれ液体４０と外気との間で熱を交換する。発熱器２６では、磁場発生器１６、２２が磁場を印加することで磁気作業物質１２、１３により加熱された液体４０が、発熱器２６の内部を通過して外気に熱を放出するようになっている。これに対して、吸熱器２８では、磁場発生器１６、２２が磁場の印加を中断することで磁気作業物質１２、１３により冷却された液体４０が、吸熱器２８の内部を通過して外気から熱を奪うようになっている。
【００４６】
また、上述したパイプ１０２、１０４、１０６、１０８の各々において磁気透過ボックス１４及び磁気透過ボックス２０と発熱器２６及び吸熱器２８との間には、第１乃至第４のバルブとしてのバルブ６２、６４、６６、６８が設けられている。これらのバルブ６２、６４、６６、６８は、液体４０の流れを独立に遮断する。
【００４７】
このような温度調整装置１０には、発熱器２６、吸熱器２８のそれぞれに対応して送風機としてのファン３４、３６が設けられている。ファン３４は、発熱器２６によって加熱された外気を所定方向へ流動させるようになっている。これに対して、ファン３６は、吸熱器２８によって冷却された外気を所定方向へ流動させるようになっている。
【００４８】
また、温度調整装置１０には、制御装置３２が備えられている。制御装置３２は、温度センサ４６、４８、磁場発生器１６、２２、バルブ６２、６４、６６、６８の各々に接続されている。制御装置３２は、磁気透過ボックス１４内の液体４０の温度や磁気透過ボックス２０内の液体４０の温度に基づいて、磁場発生器１６、２２が磁場を磁気作業物質１２に印加するか否かを制御したり、バルブ６２、６４、６６、６８の開閉等を独立に制御したりする。
【００４９】
以下の表１に温度調整装置１０が取り得る状態を示す。
【００５０】
【表１】
【００５１】
ここで、「状態Ｉ」は、磁場発生器１６に磁場を印加させて磁気透過ボックス１４で液体４０が飽和温度まで加熱された場合に、バルブ６２を開いて飽和温度に達した液体４０を磁気透過ボックス１４から発熱器２６へ流動させ、かつ、バルブ６８を閉じて磁気透過ボックス１４から吸熱器２８へ液体４０を流動させることを中断するのに並行して、磁場発生器２２に磁場の印加を中断させて磁気透過ボックス２０で液体４０を冷却し、バルブ６６を閉じて液体４０を磁気透過ボックス２０から発熱器２６へ流動させることを中断し、かつ、バルブ６４を開いて磁気透過ボックス２０から吸熱器２８へ液体４０を流動させる状態である。
【００５２】
これに対して、「状態ＩＩ」は、磁場発生器２２に磁場を印加させて磁気透過ボックス２０で液体４０が飽和温度まで加熱された場合に、バルブ６６を開いて飽和温度に達した液体４０を磁気透過ボックス２０から発熱器２６へ流動させ、かつ、バルブ６４を閉じて磁気透過ボックス２０から吸熱器２８へ液体４０を流動させることを中断するのに並行して、磁場発生器１６に磁場の印加を中断させて磁気透過ボックス１４で液体４０を冷却し、バルブ６２を閉じて液体４０を磁気透過ボックス１４から発熱器２６へ流動させることを中断し、かつ、バルブ６８を開いて磁気透過ボックス１４から吸熱器２８へ液体４０を流動させる状態である。
【００５３】
このようにして、制御装置３２は、「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを交互に切り替えるようになっている。
【００５４】
また、上述した発熱器２６には、パイプ１０９Ａが連結しており、発熱器２６から流出した液体４０がパイプ１０９Ａを流れるようになっている。これに対して、吸熱器２８には、パイプ１０９Ｂが連結しており、吸熱器２６から流出した液体４０がパイプ１０９Ｂを流れるようになっている。これらのパイプ１０９Ａとパイプ１０９Ｂとは、下流側で一体となってパイプ１０９とされ、発熱器２６から流出した液体４０と吸熱器２８から流出した液体４０とが流れるようになっている。またさらに、これらのパイプ１０９Ａ、１０９Ｂの途中には、それぞれ逆止弁１０９Ｃ、１０９Ｄが設けられており、パイプ１０９Ａ、１０９Ｂで液体４０が逆流しないようになっている。
【００５５】
さらに、パイプ１０９の下流側には、パイプ１１０、１１２の一端が連結している。パイプ１１０は磁場発生器１６と連結しており、一方、パイプ１１２は磁場発生器２２と連結している。パイプ１１０は、パイプ１０９（パイプ１０９Ａ、１０９Ｂを含む。）と共に発熱器２６及び吸熱器２８から流出した液体４０を磁場発生器１６を経て流すためのものとなっており、一方、パイプ１１２はパイプ１０９（パイプ１０９Ａ、１０９Ｂを含む。）と共に発熱器２６及び吸熱器２８から流出した液体４０を磁場発生器２２を経て流すためのものとなっている。
【００５６】
図２に示されるように、パイプ１１０、１１２は、パイプ１１０、１１２の位置が励磁コイル４４の軸位置近傍となるように、励磁コイル４４の略軸方向（図２における略上下方向）に沿ってヨーク４２を貫通している。パイプ１１０内では、流体４０は矢印Ａで示される方向に流れ、これに対して、パイプ１１２内では、流体４０は矢印Ｂで示される方向に流れる。
【００５７】
図１に示されるように、このようなパイプ１１０、１１２の他端は、共にパイプ１１３の一端と連結しており、パイプ１１３には、パイプ１１０、１１２によって磁場発生器１６及び磁場発生器２２を経た液体４０が流れるようになっている。このようなパイプ１１３と、上述したパイプ１０９（パイプ１０９Ａ、１０９Ｂを含む。）、１１０、１１２とは、一体となって戻り流路を構成している。
【００５８】
さらに、このパイプ１１３の他端には、タンク５８が設けられており、パイプ１１３を経た液体４０（すなわち、パイプ１１０、１１２によって磁場発生器１６及び磁場発生器２２を経た液体４０）を所定量蓄えるようになっている。タンク５８では、液体４０が流入してから所定時間が経過するうちに、この液体４０は放熱、あるいは吸熱して常温に戻る。またさらに、このタンク５８には、パイプ５９を介して上述したポンプ６０が連結されており、タンク５８に蓄えられた液体４０がポンプ６０によってパイプ５９を介して汲み出されるようになっている。
【００５９】
なお、図１における矢印Ｃ〜Ｈは、液体４０が流れる向きを示している。
【００６０】
以下に、本発明の第１の実施の形態に係る温度調整装置１０の作用について説明する。
【００６１】
液体４０は、パイプ１０２及びパイプ１０４のそれぞれにポンプ６０によって圧送され、磁気透過ボックス１４及び磁気透過ボックス２０に至る。磁場発生器１６及び磁場発生器２２によって磁気透過ボックス１４及び磁気透過ボックス２０内の磁気作業物質１２、１３に磁場が印加されたり磁気作業物質１２、１３から磁場が取り去られたりすると、磁気作業物質１２、１３では、常温で磁気エントロピーが変化して、磁気熱量効果を生じる。磁気作業物質１２、１３に磁場が印加された場合には、磁気作業物質１２、１３が発熱して液体４０の温度が上昇する。一方、磁気作業物質１２、１３から磁場が取り去られた場合には、磁気作業物質１２、１３が吸熱して液体４０の温度が低下する。この場合において、磁気作業物質１２、１３は細粉状又はメッシュ状とされている。この結果、磁気作業物質１２、１３の表面積が増えるので、磁気作業物質１２、１３と液体４０との接触面積を大きくすることができる。従って、磁気作業物質１２、１３と液体４０との間の熱交換を効率良く行うことができる。
【００６２】
磁気透過ボックス１４及び磁気透過ボックス２０内の液体４０を加熱及び冷却する際において、制御装置３２は、磁気透過ボックス１４内の液体４０を磁気作業物質１２に加熱（冷却）させ、これに並行して、磁気透過ボックス内２０の液体４０を磁気作業物質１３に冷却（加熱）させる。さらに、制御装置３２は、磁気透過ボックス１４（磁気作業物質２０）で飽和温度まで加熱された液体４０を流動させる際には、バルブ６２（バルブ６６）を開いてこの加熱された液体４０を発熱器２６へ流動させ、かつ、バルブ６８（バルブ６４）を閉じてこの加熱された液体４０を吸熱器２８へ流動させることを中断させる。これに並行して、制御装置３２は、磁気透過ボックス２０（磁気透過ボックス１４）で冷却された液体４０を流動させる際には、バルブ６６（バルブ６２）を閉じてこの冷却された液体４０を発熱器２６に流動させることを中断させ、かつ、バルブ６４（バルブ６８）を開いてこの冷却された液体４０を吸熱器２８に流動させる。このようにして制御装置３２は、「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを交互に切り替える。この結果、発熱器２６には飽和温度まで加熱された液体４０が供給され、吸熱器２８には冷却された液体４０が供給されることになる。従って、飽和温度まで加熱された液体４０と冷却された液体４０とを分別して発熱器２６、吸熱器２８のそれぞれで液体４０と外気との熱交換を行うことができる。この結果、外気は加熱されたり冷却されたりして、外気の温度が調整される。
【００６３】
このような温度調整装置１０では、磁気透過ボックス１４内の液体４０及び磁気透過ボックス２０内の液体４０の飽和温度は、磁気透過ボックス１４、２０にそれぞれ設けられた温度センサ４６、４８によって検出される。温度センサ４６、４８が液体４０の飽和温度を検出すると、制御装置３２は、「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを切り替える。このように、飽和温度が温度センサ４６、４８によって検出されるため、液体４０が飽和温度に達したことを検出する精度が向上する。
【００６４】
また、発熱器２６及び吸熱器２８から流動した液体４０は、発熱器２６及び吸熱器２８の下流側に設けられたタンク５８に所定量蓄えられる。このタンク５８に蓄えられた液体４０は、ポンプ６０によって汲み出されて再びパイプ１０２、１０４に圧送される。この結果、液体４０は温度調整装置１０を循環することになり、外気との間で熱交換済みの液体を再利用することができる。
【００６５】
さらに、ファン３４、３６は、それぞれ発熱器２６、吸熱器２８によって熱交換された外気を所定方向へ流動させる。この場合において、ファン３４、３６は、液体４０と外気との熱交換を促進させる。この結果、発熱器２６、吸熱器２８のそれぞれでの液体４０と外気との熱交換を効率良く行うことができる。
【００６６】
ここで、気体を媒体とした従来の温度調整装置では、気体を高圧に圧縮するための圧縮機が必要不可欠となる。この結果、装置にこの圧縮機を設置するための所定の空間を要するため、装置を小型化することが困難となる。この点、本発明の第１の実施の形態に係る温度調整装置１０では、気体を高圧に圧縮するための圧縮機を必要としないため、装置の小型化を図ることができる。またさらに、温度調整装置１０は、気体を高圧に圧縮するための圧縮機が不要であるので、低騒音かつ低振動で装置を駆動することができる。また、温度調整装置１０では、気体を高圧に圧縮するための圧縮機が不要であるため、動力は液体の圧送に（単に液体４０をパイプ１０２、１０４等に流すためだけに）必要なものに限られる。従って、温度調整装置１０は、省エネルギーを図ることができる。
【００６７】
また、温度調整装置１０は、常温で磁気エントロピーが大きく変化するような磁気作業物質１２、１３を使用しているため、超低温等の特殊な温度環境、ひいては超伝導材料を用いた超伝導磁石や強力な磁場を発生する電磁石等の特殊な磁石を不要とし、エネルギーの損失が少ない理想的な温度調整装置を得ることができる。すなわち、温度調整装置１０は、磁気エネルギーを熱エネルギーに変換する熱変換効率を向上させることができる。
【００６８】
さらに、温度調整装置１０では、発熱器２６及び吸熱器２８から流出した液体４０（外気との間で熱交換済みの液体４０）がパイプ１０９（パイプ１０９Ａ、１０９Ｂを含む。）、パイプ１１０、及びパイプ１１２によって磁場発生器１６及び磁場発生器２２を経る。この結果、磁場発生器１６及び磁場発生器２２はこの液体４０によって冷却される。従って、磁場発生器１６及び磁場発生器２２を冷却する特殊な冷却機が不要になるため、低コスト化を図ることができると共に、装置の小型化により一層効果的である。
【００６９】
以上説明したように、本発明の第１の実施の形態に係る温度調整装置１０は、小型で熱変換効率を向上させることができる。
【００７０】
なお、本発明の第１の実施の形態に係る温度調整装置１０では、温度センサ４６、４８を用いて液体４０が飽和温度に達したことを検出した際に、制御装置３２が、「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを切り替えるものとしたが、本発明は、これに限らない。温度センサ４６、４８を用いなくとも、磁場発生器１６及び磁場発生器２２が磁場を印加してから液体４０が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、制御装置３２が、飽和温度到達時間毎に「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを切り替える構成としてもよい。
【００７１】
この場合においては、外気の温度を調整するにあたって、磁場発生器１６、２２が磁場を印加してから磁気透過ボックス１４、２０内の液体４０の温度が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、制御装置３２にこの飽和温度到達時間を設定しておく。その後、外気の温度を調整する際には、制御装置３２が、磁場発生器１６、２２の何れか一方が磁場を印加し始めてから飽和温度到達時間毎に「状態Ｉ」と「状態Ｉ」とを切り替える。このようにして「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とが切り替えられるため、液体４０が飽和温度に達したことを検出する特別な温度センサ（例えば、上述した温度センサ４６、４８）を不要とすることができる。温度調整装置１０をこのような構成にしても、上述した本発明の第１の実施の形態に係る温度調整装置１０と同様の効果を奏することができる。
【００７２】
また、本発明の第１の実施の形態では、パイプ１１０、１１２の位置が励磁コイル４４の軸位置近傍となるように、パイプ１１０、１１２が励磁コイル４４の略軸方向に沿ってヨーク４２を貫通するものとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、ヨーク４２の内部では、パイプ１１０がパイプ１１０Ａとパイプ１１０Ｂとの２つに分かれた状態で配管されると共に、パイプ１１２がパイプ１１２Ａとパイプ１１２Ｂとの２つに分かれた状態で配管されていてもよい。この場合、図３に示されるように、パイプ１１０Ａ及びパイプ１１０Ｂが磁気透過ボックス１６の上方及び下方に位置するようにヨーク４２を貫通（図３におけるヨーク４２の左上の部位と左下の部位を貫通）すると共に、パイプ１１２Ａ及びパイプ１１２Ｂが磁気透過ボックス２２の上方及び下方に位置するようにヨーク４２を貫通（図３におけるヨーク４２の左上の部位と左下の部位を貫通）するようにしてもよい。また、この他の例として、パイプ１１０、１１２をヨーク４２と接触させた状態でヨーク４２の外周に設けてもよい。さらに、他の例として、ヨーク４２の内部を巡回するようにパイプ１１０、１１２が配管されていてもよい。これらの場合においても、上述した本発明の第１の実施の形態に係る温度調整装置１０と同様の作用及び効果を奏することができる。
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態に係る温度調整装置１０について説明する。なお、上述した本発明の第１の実施の形態と同一構成・同一作用の箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
【００７３】
図４に示されるように、本発明の第２の実施の形態に係る温度調整装置１０は、磁場発生器１６、２２に永久磁石８０及びヨーク８２を組み込んでハイブリッド型磁石（永久磁石と電磁石とを組み合わせた磁石）としたものである。
【００７４】
磁場発生器１６、２２の側断面図において、磁場発生器１６、２２の中央部には、矩形状の永久磁石８０が設けられている。永久磁石８０のＮ極８４とＳ極８６とのそれぞれには、磁性材からなる一対の矩形状のヨーク８２の各々が一体的に密着接合されており、これらの永久磁石８０と一対のヨーク８２とは、一体となって略「Ｉ」字状となっている。永久磁石８０は、これらの一対のヨーク８２を介してヨーク４２の左右方向中央上部及び左右方向中央下部に一体的に密着接合されている。
【００７５】
図５（Ａ）に示されるように、このような磁場発生器１６、２２では、励磁コイル４４の電流がオフの場合に、永久磁石８０から放出された磁力線（矢印Ｙを参照。）は、永久磁石８０のＮ極８４から放出されて、永久磁石８０の上方のヨーク８２とヨーク４２との連結部位からヨーク４２の励磁コイル４４側を経て、永久磁石８０の下方のヨーク８２とヨーク４２との連結部位から永久磁石８０のＳ極８６に至るようになっている。すなわち、励磁コイル４４の電流がオフの場合には磁場発生器１６は、永久磁石８０に対して励磁コイル４４側で閉ループ状の磁気回路を構成し、磁気作業物質１２、１３へ磁場を印加しないようになっている。
【００７６】
一方、図５（Ｂ）に示されるように、励磁コイル４４の電流がオンの場合には、永久磁石８０で生じた磁力線（矢印Ｚを参照。）は、励磁コイル４４で発生した磁場（矢印Ｗを参照。）の影響を受けて、永久磁石８０の上方のヨーク８２とヨーク４２との連結部位からヨーク４２の磁気透過ボックス１４、２０側を経て、永久磁石８０の下方のヨーク８２とヨーク４２との連結部位から永久磁石８０のＳ極８６に至るようになっている。すなわち、励磁コイル４４の電流がオンの場合においては、磁場発生器１６、２２は、永久磁石８０に対して磁気透過ボックス１４、２０側で閉ループ状の磁気回路を構成し、磁気作業物質１２、１３に磁場を印加するようになっている。この場合において、磁場発生器１６、２２は、永久磁石８０で発生した磁場と励磁コイル４４で発生した磁場とを重畳させて、永久磁石８０で発生した磁場の強さと励磁コイル４４で発生した磁場の強さとをそのまま加算した強さの磁場を生じさせるようになっている。
【００７７】
以下に、本発明の第２の実施の形態に係る温度調整装置１０の作用について説明する。
【００７８】
励磁コイル４４の電流がオフの場合では、永久磁石８０で生じた磁場は、磁気透過ボックス１４、２２を透過しないため、磁気作業物質１２、１３に磁場が印加されることはない（図５（Ａ））。
【００７９】
一方、励磁コイル４４の電流がオンの場合では、永久磁石８０で生じた磁場に励磁コイル４４で生じた磁場（すなわち、電磁石で生じた磁場）を重畳させることで、永久磁石８０で生じた磁力線の向きが変更される。永久磁石８０で生じた磁力線は、永久磁石８０から見て左回り方向に進み、磁気透過ボックス１４、２０の内部の磁気作業物質１２、１３を通過する。この結果、磁気透過ボックス１４の内部の磁気作業物質１２や磁気透過ボックス２０の内部の磁気作業物質１３に強い磁場を印加する（図５（Ｂ））。従って、本発明の第２の実施の形態に係る温度調整装置１０では、磁場発生器１６、２２が、ヨーク８２に接合された永久磁石８０と、ヨーク４２及び励磁コイル４４からなる電磁石とから構成されているため、例えば、超伝導磁石や強力な磁場を発生する電磁石等の特殊な磁石を用いなくても強い磁場を磁気作業物質１２、１３に印加することができる。
【００８０】
またここで、少なくとも磁場発生器１６、２２の内部、すなわちヨーク４２、８２では、永久磁石８０で発生した磁場や励磁コイル４４で発生した磁場は弱められることがない。この結果、磁場発生器１６、２２で発せられて磁気作業物質１２、１３に印加される磁場は、永久磁石８０で発生した磁場と励磁コイル４４で発生した磁場とを最も効率良く利用したものとなる。従って、温度調整装置１０は、磁気エネルギーを熱エネルギーに変換する熱変換効率をより一層向上させることができる。
【００８１】
以上説明したような本発明の第２の実施の形態に係る温度調整装置１０は、上述した本発明の第１の実施の形態に係る温度調整装置１０と同様の効果を奏することができる。
【００８２】
なお、本発明の第２の実施の形態に係る温度調整装置１０では、温度センサ４６、４８を用いて液体４０が飽和温度に達したことを検出した際に、制御装置３２が、「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを切り替えるものとしたが、本発明は、これに限らない。温度センサ４６、４８を用いなくとも、磁場発生器１６及び磁場発生器２２が磁場を印加してから液体４０が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、制御装置３２が、飽和温度到達時間毎に「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを切り替える構成としてもよい。
【００８３】
この場合においては、外気の温度を調整するにあたって、磁場発生器１６、２２が磁場を印加してから磁気透過ボックス１４、２０内の液体４０の温度が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、制御装置３２にこの飽和温度到達時間を設定しておく。その後、外気の温度を調整する際には、制御装置３２が、磁場発生器１６、２２の何れか一方が磁場を印加し始めてから飽和温度到達時間毎に「状態Ｉ」と「状態Ｉ」とを切り替える。このようにして「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とが切り替えられるため、液体４０が飽和温度に達したことを検出する特別な温度センサ（例えば、上述した温度センサ４６、４８）を不要とすることができる。温度調整装置１０をこのような構成にしても、上述した本発明の第２の実施の形態に係る温度調整装置１０と同様の効果を奏することができる。
【００８４】
また、本発明の第２の実施の形態では、パイプ１１０、１１２の位置が励磁コイル４４の軸位置近傍となるように、パイプ１１０、１１２が励磁コイル４４の略軸方向に沿ってヨーク４２を貫通するものとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、ヨーク４２の内部では、パイプ１１０がパイプ１１０Ａとパイプ１１０Ｂとの２つに分かれた状態で配管されると共に、パイプ１１２がパイプ１１２Ａとパイプ１１２Ｂとの２つに分かれた状態で配管されていてもよい。この場合、図６に示されるように、パイプ１１０Ａ及びパイプ１１０Ｂが磁気透過ボックス１６の上方及び下方に位置するようにヨーク４２を貫通（図６におけるヨーク４２の左上の部位と左下の部位を貫通）すると共に、パイプ１１２Ａ及びパイプ１１２Ｂが磁気透過ボックス２２の上方及び下方に位置するようにヨーク４２を貫通（図６におけるヨーク４２の左上の部位と左下の部位を貫通）するようにしてもよい。また、この他の例として、パイプ１１０、１１２をヨーク４２と接触させた状態でヨーク４２の外周に設けてもよい。さらに、他の例として、ヨーク４２の内部を巡回するようにパイプ１１０、１１２が配管されていてもよい。これらの場合においても、上述した本発明の第２の実施の形態に係る温度調整装置１０と同様の作用及び効果を奏することができる。
（第３の実施の形態）
次いで、本発明の第３の実施の形態に係る温度調整装置１０について説明する。本発明の第３の実施の形態に係る温度調整装置１０は、上述した本発明の第１の実施の形態に係る温度調整装置１０を変形したものである。このため、上述した本発明の第１の実施の形態と同一構成・同一作用の箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
【００８５】
図７に示されるように、本発明の第３の実施の形態に係る温度調整装置１０は、上述した本発明の第１の実施の形態に係る温度調整装置１０に温度センサ１１４、１１６、及びポンプ１１８をさらに設けたものである。
【００８６】
温度センサ１１４、１１６は、磁場発生器１６、２２のヨーク４２において図８の上下方向上端かつ左右方向左側に取り付けられており、ヨーク４２の温度を検出する。これらの温度センサ１１４、１１６は、上述した制御装置３２に接続されており、温度センサ１１４、１１６によるヨーク４２の温度検出結果が制御装置３２に伝送される。
【００８７】
また、ポンプ１１８は、上述したパイプ１０９の途中に設けられている。ポンプ１１８は、発熱器２６及び吸熱器２８から流出した液体４０を、パイプ１１０、１１２側に圧送する。このようなポンプ１１８は、制御装置３２に接続されており、制御装置３２からの制御信号に基づいて、液体４０の圧送量を調整するようになっている。
【００８８】
以下に、本発明の第３の実施の形態に係る温度調整装置１０の作用について説明する。
【００８９】
磁場発生器１６、２２のヨーク４２の温度が温度センサ１１４、１１６によって検出されると、温度センサ１１４、１１６によるヨーク４２の温度検出結果が制御装置３２に伝送される。制御装置３２にこの温度検出結果が入力されると、制御装置３２は、この温度検出結果に基づいてポンプ１１８に制御信号を出力する。ポンプ１１８にこの制御信号が入力されると、ポンプ１１８は、この制御信号に基づいて、液体４０の圧送量を調整する。この結果、磁場発生器１６、２２のヨーク４２を経る液体４０の単位時間あたりの流量を適切に調整することができる。従って、ヨーク４２の温度をより一層適切に調整することができる。
【００９０】
また、本発明の第３の実施の形態に係る温度調整装置１０は、液体４０をポンプ６０のみで圧送する構成に比べて、液体４０の圧送力の低下分を補うため、液体４０を容易に循環させることができる。
【００９１】
なお、本発明の第３の実施の形態に係る温度調整装置１０では、温度センサ４６、４８を用いて液体４０が飽和温度に達したことを検出した際に、制御装置３２が、「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを切り替えるものとしたが、本発明は、これに限らない。温度センサ４６、４８を用いなくとも、磁場発生器１６及び磁場発生器２２が磁場を印加してから液体４０が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、制御装置３２が、飽和温度到達時間毎に「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを切り替える構成としてもよい。
【００９２】
この場合においては、外気の温度を調整するにあたって、磁場発生器１６、２２が磁場を印加してから磁気透過ボックス１４、２０内の液体４０の温度が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、制御装置３２にこの飽和温度到達時間を設定しておく。その後、外気の温度を調整する際には、制御装置３２が、磁場発生器１６、２２の何れか一方が磁場を印加し始めてから飽和温度到達時間毎に「状態Ｉ」と「状態Ｉ」とを切り替える。このようにして「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とが切り替えられるため、液体４０が飽和温度に達したことを検出する特別な温度センサ（例えば、上述した温度センサ４６、４８）を不要とすることができる。温度調整装置１０をこのような構成にしても、上述した本発明の第３の実施の形態に係る温度調整装置１０と同様の効果を奏することができる。
【００９３】
また、本発明の第３の実施の形態では、パイプ１１０、１１２の位置が励磁コイル４４の軸位置近傍となるように、パイプ１１０、１１２が励磁コイル４４の略軸方向に沿ってヨーク４２を貫通するものとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、ヨーク４２の内部では、パイプ１１０がパイプ１１０Ａとパイプ１１０Ｂとの２つに分かれた状態で配管されると共に、パイプ１１２がパイプ１１２Ａとパイプ１１２Ｂとの２つに分かれた状態で配管されていてもよい。この場合、図９に示されるように、パイプ１１０Ａ及びパイプ１１０Ｂが磁気透過ボックス１６の上方及び下方に位置するようにヨーク４２を貫通（図９におけるヨーク４２の左上の部位と左下の部位を貫通）すると共に、パイプ１１２Ａ及びパイプ１１２Ｂが磁気透過ボックス２２の上方及び下方に位置するようにヨーク４２を貫通（図９におけるヨーク４２の左上の部位と左下の部位を貫通）するようにしてもよい。また、この他の例として、パイプ１１０、１１２をヨーク４２と接触させた状態でヨーク４２の外周に設けてもよい。さらに、他の例として、ヨーク４２の内部を巡回するようにパイプ１１０、１１２が配管されていてもよい。これらの場合においても、上述した本発明の第３の実施の形態に係る温度調整装置１０と同様の作用及び効果を奏することができる。
（第４の実施の形態）
次いで、本発明の第４の実施の形態に係る温度調整装置１０について説明する。本発明の第４の実施の形態に係る温度調整装置１０は、上述した本発明の第３の実施の形態に係る温度調整装置１０において、磁場発生器１６、２２として、本発明の第２の実施の形態で説明したハイブリッド型磁石の磁場発生器１６、２２を適用したものである（図１０を参照。）。ハイブリッド型磁石の磁場発生器１６、２２の構成及び作用については、本発明の第２の実施の形態で説明しているため、その説明を省略する。また、磁場発生器１６、２２がハイブリッド型磁石である点を除き他の点は、上述した本発明の第３の実施の形態と同一構成・同一作用となっているため、同一符号を付してその説明を省略する。
【００９４】
なお、本発明の第４の実施の形態に係る温度調整装置１０では、温度センサ４６、４８を用いて液体４０が飽和温度に達したことを検出した際に、制御装置３２が、「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを切り替えるものとしたが、本発明は、これに限らない。温度センサ４６、４８を用いなくとも、磁場発生器１６及び磁場発生器２２が磁場を印加してから液体４０が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、制御装置３２が、飽和温度到達時間毎に「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを切り替える構成としてもよい。
【００９５】
この場合においては、外気の温度を調整するにあたって、磁場発生器１６、２２が磁場を印加してから磁気透過ボックス１４、２０内の液体４０の温度が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、制御装置３２にこの飽和温度到達時間を設定しておく。その後、外気の温度を調整する際には、制御装置３２が、磁場発生器１６、２２の何れか一方が磁場を印加し始めてから飽和温度到達時間毎に「状態Ｉ」と「状態Ｉ」とを切り替える。このようにして「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とが切り替えられるため、液体４０が飽和温度に達したことを検出する特別な温度センサ（例えば、上述した温度センサ４６、４８）を不要とすることができる。温度調整装置１０をこのような構成にしても、上述した本発明の第４の実施の形態に係る温度調整装置１０と同様の効果を奏することができる。
【００９６】
また、本発明の第４の実施の形態では、パイプ１１０、１１２の位置が励磁コイル４４の軸位置近傍となるように、パイプ１１０、１１２が励磁コイル４４の略軸方向に沿ってヨーク４２を貫通するものとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、ヨーク４２の内部では、パイプ１１０がパイプ１１０Ａとパイプ１１０Ｂとの２つに分かれた状態で配管されると共に、パイプ１１２がパイプ１１２Ａとパイプ１１２Ｂとの２つに分かれた状態で配管されていてもよい。この場合、図１１に示されるように、パイプ１１０Ａ及びパイプ１１０Ｂが磁気透過ボックス１６の上方及び下方に位置するようにヨーク４２を貫通（図１１におけるヨーク４２の左上の部位と左下の部位を貫通）すると共に、パイプ１１２Ａ及びパイプ１１２Ｂが磁気透過ボックス２２の上方及び下方に位置するようにヨーク４２を貫通（図１１におけるヨーク４２の左上の部位と左下の部位を貫通）するようにしてもよい。また、この他の例として、パイプ１１０、１１２をヨーク４２と接触させた状態でヨーク４２の外周に設けてもよい。さらに、他の例として、ヨーク４２の内部を巡回するようにパイプ１１０、１１２が配管されていてもよい。これらの場合においても、上述した本発明の第４の実施の形態に係る温度調整装置１０と同様の作用及び効果を奏することができる。
（第５の実施の形態）
次いで、本発明の第５の実施の形態に係る温度調整装置１０について説明する。なお、上述した本発明の第１乃至第４の実施の形態と同一構成・同一作用の箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
【００９７】
図１２に示されるように、本発明の第５の実施の形態に係る温度調整装置１０は、空間９２を設け、この空間９２の壁９４の一部を構成するように発熱器２６及び吸熱器２８を対向させて配置し、発熱器２６及び吸熱器２８付近では、発熱器２６及び吸熱器２８の配置箇所を除いて空間９２を気密にしたものである。さらに、この空間９２の内部には、送風機としての１台のファン９０が配置されている。ファン９０は、発熱器２６及び吸熱器２８で加熱及び冷却された外気を空間９２の内部側から外部側に向けて流動させるようになっている。また、このファン９０は、発熱器２６及び吸熱器２８において、液体４０と外気との間の熱交換を促進させる役割を担っている。なお、図１２では、説明の都合上、パイプ１０２、１０４、１０６、１０８、１０９、及びバルブ６２、６４、６６、６８等を省略して示している。また、図１２における矢印付きの破線は、ファン３４によって外気が流動する向きを示している。
【００９８】
以下に、本発明の第５の実施の形態に係る温度調整装置１０の作用について説明する。
【００９９】
外気の温度を調整する際には、発熱器２６、吸熱器２８の内部を液体４０が通過することで、外気と液体４０との間で熱交換が行われる。その後、発熱器２６、吸熱器２８によって熱交換された外気がファン９０によって空間９２の内部側から外部側に向かって流動する。
【０１００】
このような温度調整装置１０では、発熱器２６及び吸熱器２８付近では、発熱器２６及び吸熱器２８の配置箇所を除いて空間９２を気密にしているため、外気は発熱器２６及び吸熱器２８を通過する。この結果、発熱器２６、吸熱器２８で熱交換された外気を空間９２の内部側から外部側に向けて流動させるには、１台のファン９０の駆動で十分となる。従って、温度調整装置１０の部品点数を削減することができる。
【０１０１】
また、発熱器２６、吸熱器２８で熱交換された外気を流動させるための動力が、ファン９０の１台分で済むため、温度調整装置１０は、省エネルギーを図ることができる。
【０１０２】
以上説明したような本発明の第５の実施の形態に係る温度調整装置１０は、上述した本発明の第１乃至第４の実施の形態に係る温度調整装置１０と同様の効果を奏することができる。
【０１０３】
なお、本発明の第５の実施の形態に係る温度調整装置１０では、温度センサ４６、４８を用いて液体４０が飽和温度に達したことを検出した際に、制御装置３２が、「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを切り替えるものとしたが、本発明は、これに限らない。温度センサ４６、４８を用いなくとも、磁場発生器１６及び磁場発生器２２が磁場を印加してから液体４０が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、制御装置３２が、飽和温度到達時間毎に「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とを切り替える構成としてもよい。
【０１０４】
この場合においては、外気の温度を調整するにあたって、磁場発生器１６、２２が磁場を印加してから磁気透過ボックス１４、２０内の液体４０の温度が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、制御装置３２にこの飽和温度到達時間を設定しておく。その後、外気の温度を調整する際には、制御装置３２が、磁場発生器１６、２２の何れか一方が磁場を印加し始めてから飽和温度到達時間毎に「状態Ｉ」と「状態Ｉ」とを切り替える。このようにして「状態Ｉ」と「状態ＩＩ」とが切り替えられるため、液体４０が飽和温度に達したことを検出する特別な温度センサ（例えば、上述した温度センサ４６、４８）を不要とすることができる。温度調整装置１０をこのような構成にしても、上述した本発明の第５の実施の形態に係る温度調整装置１０と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１及び第２の実施の形態に係る温度調整装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る磁場発生器の側断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係るパイプ（戻り流路）の配管位置の変形例である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る磁場発生器の側断面図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る磁場発生器で発生した磁場の向きを説明するための図であり、（Ａ）は磁場印加オフの状態における図、（Ｂ）は磁場印加オンの状態における図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るパイプ（戻り流路）の配管位置の変形例である。
【図７】本発明の第３及び第４の実施の形態に係る温度調整装置の構成を示す概略図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る磁場発生器の側断面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係るパイプ（戻り流路）の配管位置の変形例である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る磁場発生器の側断面図である。
【図１１】本発明の第４の実施の形態に係るパイプ（戻り流路）の配管位置の変形例である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態に係る発熱器及び吸熱器が壁の一部を構成している空間の概略図である。
【符号の説明】
１０・・温度調整装置、１２・・磁気作業物質（第１の磁気作業物質）、１３・・磁気作業物質（第２の磁気作業物質）、１４・・磁気透過ボックス（第１の磁気透過ボックス）、１６・・磁場発生器（第１の磁場発生器）、２０・・磁気透過ボックス（第２の磁気透過ボックス）、２２・・磁場発生器（第２の磁場発生器）、２６・・発熱器（熱交換器）、２８・・吸熱器（熱交換器）、３２・・制御装置、３４、３６・・ファン（送風機）、４０・・液体、４２・・ヨーク（電磁石）、４４・・励磁コイル（電磁石）、４６、４８・・温度センサ、５８・・タンク、６０・・ポンプ、６２・・バルブ（第１のバルブ）、６４・・バルブ（第２のバルブ）、６６・・バルブ（第３のバルブ）、６８・・バルブ（第４のバルブ）、８０・・永久磁石、１０２・・パイプ（第１の流路）、１０４・・パイプ（第２の流路）、１０６・・パイプ（第３の流路）、１０４・・パイプ（第４の流路）、１０９、１１０、１１２、１１３・・パイプ（戻り流路）
Claims (9)
- 液体がポンプで圧送される流路と、
前記流路の途中に設けられ、磁場が印加されることにより常温で磁気エントロピーが変化して、磁気熱量効果を生じる磁気作業物質と、
前記磁気作業物質に磁場を印加する磁場発生器と、
前記流路において前記磁気作業物質よりも下流側に設けられ、前記液体と外気との間で熱を交換する熱交換器と、
前記流路において前記磁気作業物質と前記熱交換器との間に設けられ、前記液体の流れを遮断するバルブと、
前記熱交換器と前記磁場発生器とを連結し、前記熱交換器から流出した前記液体を前記磁場発生器を経て流すための戻り流路と、
を備えたことを特徴とする温度調整装置。 - 液体がポンプで圧送される独立した第１及び第２の流路と、
磁気を透過可能とした第１及び第２の磁気透過ボックスにそれぞれ収容されて前記第１及び第２の流路の途中にそれぞれ設けられ、磁場が印加されることにより常温で磁気エントロピーが変化して、磁気熱量効果を生じる第１及び第２の磁気作業物質と、
前記第１及び第２の磁気作業物質にそれぞれ磁場を印加する第１及び第２の磁場発生器と、
前記第１及び第２の流路のそれぞれにおいて前記第１及び第２の磁気透過ボックスよりも下流側に設けられ、それぞれ前記液体と外気との間で熱交換する第１及び第２の熱交換器と、
前記第２の磁気透過ボックスと前記第１の熱交換器とを連結し、前記第２の磁気透過ボックスから前記第１の熱交換器へ前記液体を流動させる第３の流路と、
前記第１の磁気透過ボックスと前記第２の熱交換機とを連結し、前記第１の磁気透過ボックスから前記第２の熱交換器へ前記液体を流動させる第４の流路と、
前記第１乃至第４の流路の各々において前記第１及び第２の磁気透過ボックスと前記第１及び第２の熱交換器との間に設けられ、前記液体の流れを独立に遮断する第１乃至第４のバルブと、
前記第１及び第２の磁場発生器のうち一方の磁場発生器に磁場を印加させて前記第１及び第２の磁気透過ボックスのうち一方の磁気透過ボックスで前記液体が飽和温度まで加熱された場合に、前記一方の磁気透過ボックスに連結された流路のそれぞれに設けられたバルブのうち前記第１の熱交換器側の流路のバルブを開いて前記飽和温度に達した液体を前記一方の磁気透過ボックスから前記第１の熱交換器へ流動させ、かつ、前記一方の磁気透過ボックスに連結された流路のバルブのうち前記第２の熱交換器側の流路のバルブを閉じて前記一方の磁気透過ボックスから前記第２の熱交換器へ前記液体を流動させることを中断するのに並行して、他方の磁場発生器に磁場の印加を中断させて他方の磁気透過ボックスで前記液体を冷却し、前記他方の磁気透過ボックスに連結された流路のそれぞれに設けられたバルブのうち前記第１の熱交換器側の流路のバルブを閉じて前記液体を前記他方の磁気透過ボックスから前記第１の熱交換器へ流動させることを中断し、かつ、前記他方の磁気透過ボックスに連結された流路のバルブのうち前記第２の熱交換器側の流路のバルブを開いて前記他方の磁気透過ボックスから前記第２の熱交換器へ前記液体を流動させる第１の状態と、
前記他方の磁場発生器に磁場を印加させて前記他方の磁気透過ボックスで前記液体が飽和温度まで加熱された場合に、前記他方の磁気透過ボックスに連結された流路のそれぞれに設けられたバルブのうち前記第１の熱交換器側の流路のバルブを開いて前記飽和温度に達した液体を前記他方の磁気透過ボックスから前記第１の熱交換器へ流動させ、かつ、前記他方の磁気透過ボックスに連結された流路のバルブのうち前記第２の熱交換器側の流路のバルブを閉じて前記他方の磁気透過ボックスから前記第２の熱交換器へ前記液体を流動させることを中断するのに並行して、前記一方の磁場発生器に磁場の印加を中断させて前記一方の磁気透過ボックスで前記液体を冷却し、前記一方の磁気透過ボックスに連結された流路のそれぞれに設けられたバルブのうち前記第１の熱交換器側の流路のバルブを閉じて前記液体を前記一方の磁気透過ボックスから前記第１の熱交換器へ流動させることを中断し、かつ、前記一方の磁気透過ボックスに連結された流路のバルブのうち前記第２の熱交換器側の流路のバルブを開いて前記一方の磁気透過ボックスから前記第２の熱交換器へ前記液体を流動させる第２の状態と、を交互に切り替える制御装置と、
前記第１及び第２の熱交換器と、前記第１及び第２の磁場発生器とを連結し、前記第１及び第２の熱交換器から流出した前記液体を前記第１及び第２の磁場発生器を経て流すための戻り流路と、
を備えたことを特徴とする温度調整装置。 - 前記磁気作業物質は、細粉状又はメッシュ状である、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の温度調整装置。 - 前記第１及び第２の磁気透過ボックスには、前記液体の飽和温度を検出する温度センサがそれぞれ設けられ、
前記制御装置は、前記温度センサが前記液体の飽和温度を検出した場合に前記第１の状態と前記第２の状態とを切り替える、
ことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の温度調整装置。 - 前記第１及び第２の磁場発生器が磁場を印加してから前記第１及び第２の磁気透過ボックス内の前記液体の温度が飽和温度に達するまでの飽和温度到達時間を予め計測しておき、
前記制御装置は、前記飽和温度到達時間毎に前記第１の状態と前記第２の状態とを切り替える、
ことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の温度調整装置。 - 前記磁場発生器は、永久磁石と電磁石とから構成される、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の温度調整装置。 - 前記磁場発生器は、前記永久磁石で発生した磁場と前記電磁石で発生した磁場とを重畳させて、前記永久磁石で発生した磁場の強さと前記電磁石で発生した磁場の強さとをそのまま加算した強さの磁場を生じさせるものとした、
ことを特徴とする請求項６記載の温度調整装置。 - 前記戻り流路において前記第１及び第２の磁場発生器よりも下流側に設けられると共に前記ポンプが連結され、前記戻り流路によって前記第１及び第２の磁場発生器を経た前記液体を所定量蓄えると共に、蓄えられた前記液体が前記ポンプによって汲み出されるタンクをさらに備えた、
ことを特徴とする請求項２乃至請求項７の何れか１項記載の温度調整装置。 - 前記熱交換器によって熱交換された前記外気を所定方向へ流動させる送風機をさらに備えた、
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１項記載の温度調整装置。
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- 2003-05-12 JP JP2003133462A patent/JP2004333097A/ja active Pending
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