JP2017072332A - Heat exchanger and magnetic heat pump device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a heat exchanger which can suppress decrease in heat exchange efficiency.SOLUTION: A first MCM heat exchanger 10 is used for a magnetic heat pump device and comprises an assembly 11 formed by twisting together a plurality of wires 12, and a coating layer 13 that stores the assembly 11, the wire 12 composed of a magneto-caloric effect material having magneto-caloric effect.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、磁気熱量効果を利用した磁気ヒートポンプ装置に用いられる熱交換器、及びその熱交換器を備えた磁気ヒートポンプ装置に関するものである。   The present invention relates to a heat exchanger used in a magnetic heat pump device using a magnetocaloric effect, and a magnetic heat pump device including the heat exchanger.

円柱状の複数の磁性体をその長手方向と交差する方向に重ねて構成された集合体と、その集合体が挿入された筒状のケースと、を備えた熱交換器が知られている(例えば特許文献1参照)。   There is known a heat exchanger including an assembly configured by stacking a plurality of cylindrical magnetic bodies in a direction intersecting the longitudinal direction, and a cylindrical case in which the assembly is inserted ( For example, see Patent Document 1).

特開2013−64588号公報JP 2013-64588 A

上記熱交換器では、互いに重ねて配置された複数の磁性体同士の摩擦力のみによって集合体を構成しているため、液体媒体の流体圧により磁性体が動いてしまい、熱交換効率が低下するおそれがある、という問題がある。   In the above heat exchanger, since the aggregate is constituted only by the frictional force between a plurality of magnetic bodies arranged on top of each other, the magnetic bodies move due to the fluid pressure of the liquid medium, and the heat exchange efficiency is reduced. There is a problem of fear.

本発明が解決しようとする課題は、熱交換効率の低下を抑制できる熱交換器及び磁気ヒートポンプ装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a heat exchanger and a magnetic heat pump device that can suppress a decrease in heat exchange efficiency.

[1]本発明に係る熱交換器は、磁気ヒートポンプ装置に用いられる熱交換器であって、複数の線材を撚り合わせて構成される集合体と、前記集合体を収容する収容部と、を備え、前記線材は、磁気熱量効果を有する磁気熱量効果材料から構成されている熱交換器である。 [1] A heat exchanger according to the present invention is a heat exchanger used in a magnetic heat pump device, and includes an assembly configured by twisting a plurality of wires, and a storage unit that stores the assembly. The wire rod is a heat exchanger made of a magnetocaloric effect material having a magnetocaloric effect.

[2]上記発明において、前記収容部は、一方の端部に位置する第1の開口と、他方の端部に位置する第2の開口と、を有しており、前記第1の開口から前記第2の開口に向かう方向と、前記集合体の延在方向とが実質的に一致していてもよい。 [2] In the above invention, the accommodating portion has a first opening located at one end portion and a second opening located at the other end portion, from the first opening. The direction toward the second opening and the extending direction of the assembly may substantially coincide.

[3]上記発明において、前記収容部は、前記集合体の周囲を囲繞する筒状部と、前記集合体の最外周に位置する前記線材と、前記筒状部と、の間に充填された充填部と、を含んでいてもよい。 [3] In the above invention, the accommodating portion is filled between a cylindrical portion surrounding the periphery of the assembly, the wire positioned on the outermost periphery of the assembly, and the cylindrical portion. And a filling part.

[4]上記発明において、前記複数の線材は、同心撚り、集合撚り、又は複合撚りにより撚り合わされていてもよい。 [4] In the above invention, the plurality of wires may be twisted together by concentric twisting, collective twisting, or composite twisting.

[5]上記発明において、下記(1)及び(2)式を満たしてもよい。
1.4×10≦A≦2.25×10・・・(1)
A=P/R・・・(2)
但し、上記(2)式において、Pは前記複数の線材同士を撚り合わせる撚りピッチであり、Rは前記線材の線径である。
[5] In the above invention, the following expressions (1) and (2) may be satisfied.
1.4 × 10 ≦ A ≦ 2.25 × 10 4 (1)
A = P / R (2)
However, in said (2) type | formula, P is the twist pitch which twists these wire rods, R is the wire diameter of the said wire rod.

[6]本発明に係る磁気ヒートポンプ装置は、少なくとも一つの上記熱交換器と、前記磁気熱量効果材料に磁場を印加すると共に前記磁場の大きさを変更する磁場変更手段と、配管を介して前記熱交換器にそれぞれ接続された第1及び第2の外部熱交換器と、前記磁場変更手段の動作に連動して前記熱交換器から前記第1又は第2の外部熱交換器に流体を供給する流体供給手段と、を備えた磁気ヒートポンプ装置である。 [6] The magnetic heat pump device according to the present invention includes at least one heat exchanger, a magnetic field changing unit that applies a magnetic field to the magnetocaloric effect material and changes the magnitude of the magnetic field, and the pipe via a pipe. Fluid is supplied from the heat exchanger to the first or second external heat exchanger in conjunction with the operation of the first and second external heat exchangers respectively connected to the heat exchanger and the magnetic field changing means. And a fluid heat supply device.

本発明では、複数の線材を撚り合わせることで、当該複数の線材同士が互いに保持し合った集合体を形成することができる。これにより、液体媒体の流体圧によってそれぞれの線材が動いてしまうのを抑えることができ、熱交換器の熱交換効率の低下を抑制することができる。   In the present invention, an assembly in which the plurality of wires are held together can be formed by twisting the plurality of wires. Thereby, it can suppress that each wire moves by the fluid pressure of a liquid medium, and can suppress the fall of the heat exchange efficiency of a heat exchanger.

図1は、本発明の一実施の形態に係る磁気ヒートポンプ装置の全体構成を示す図であり、ピストンが第1の位置にある状態を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a magnetic heat pump device according to an embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a state in which a piston is in a first position. 図2は、本発明の一実施の形態に係る磁気ヒートポンプ装置の全体構成を示す図である、ピストンが第2の位置にある状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the overall configuration of the magnetic heat pump device according to the embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a state where the piston is in the second position. 図3は、本発明の一実施の形態に係るMCM熱交換器の構成を示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of the MCM heat exchanger according to one embodiment of the present invention. 図4は、本発明の一実施の形態に係るMCM熱交換器の延在方向に沿った断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view along the extending direction of the MCM heat exchanger according to the embodiment of the present invention. 図5は、図4のV-V線に沿った断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 図6(a)は、本発明の一実施の形態に係る集合体の側面図であり、図6(b)は、本発明の一実施の形態に係る集合体を構成する一の線材の側面図である。FIG. 6A is a side view of an assembly according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a side view of one wire constituting the assembly according to an embodiment of the present invention. FIG. 図7は、本発明の一実施の形態に係るMCM熱交換器の製造方法を示す工程図である。FIG. 7 is a process diagram showing a method for manufacturing an MCM heat exchanger according to an embodiment of the present invention. 図8は、本発明の一実施の形態に係るMCM熱交換器の製造方法で用いられる撚合わせ装置及び樹脂押出被覆装置を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a twisting apparatus and a resin extrusion coating apparatus used in the method for manufacturing an MCM heat exchanger according to an embodiment of the present invention.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1及び図2は本実施形態における磁気ヒートポンプ装置の全体構成を示す図、図3〜図5は本実施形態におけるMCM熱交換器を示す図、図6(a)は本発明の一実施の形態に係る集合体の側面図、図6(b)は、本発明の一実施の形態に係る集合体を構成する一の線材の側面図である。   1 and 2 are diagrams showing the overall configuration of a magnetic heat pump apparatus according to the present embodiment, FIGS. 3 to 5 are diagrams showing an MCM heat exchanger according to the present embodiment, and FIG. 6 (a) is an embodiment of the present invention. The side view of the aggregate | assembly which concerns on a form, FIG.6 (b) is a side view of the one wire which comprises the aggregate | assembly which concerns on one embodiment of this invention.

本実施形態における磁気ヒートポンプ装置1は、磁気熱量効果(Magnetocaloric effect)を利用したヒートポンプ装置であり、図1及び図2に示すように、第1及び第2のMCM熱交換器10,20と、ピストン30と、永久磁石40と、低温側熱交換器50と、高温側熱交換器60と、ポンプ70と、配管81〜84と、切替弁90と、を備えている。   The magnetic heat pump device 1 in the present embodiment is a heat pump device using a magnetocaloric effect, and as shown in FIGS. 1 and 2, first and second MCM heat exchangers 10 and 20, The piston 30, the permanent magnet 40, the low temperature side heat exchanger 50, the high temperature side heat exchanger 60, the pump 70, the pipes 81 to 84, and the switching valve 90 are provided.

本実施形態における「磁気ヒートポンプ装置1」が本発明における「磁気ヒートポンプ装置」の一例に相当し、本実施形態における「第1及び第2のMCM熱交換器10,20」が本発明における「熱交換器」の一例に相当し、本実施形態における「ピストン30」及び「永久磁石40」が本発明における「磁場変更手段」の一例に相当し、本実施形態における「低温側熱交換器50」及び「高温側熱交換器60」が本発明における「第1及び第2の外部熱交換器」の一例に相当する。   The “magnetic heat pump device 1” in the present embodiment corresponds to an example of the “magnetic heat pump device” in the present invention, and the “first and second MCM heat exchangers 10 and 20” in the present embodiment are “heat” in the present invention. The “piston 30” and the “permanent magnet 40” in the present embodiment correspond to an example of the “magnetic field changing means” in the present invention, and the “low temperature side heat exchanger 50” in the present embodiment. The “high temperature side heat exchanger 60” corresponds to an example of “first and second external heat exchangers” in the present invention.

第1のMCM熱交換器10は、図3及び図4に示すように、複数の線材12からなる集合体11と、当該集合体11を収容する被覆層13と、被覆層13の両端に接続されたアダプタ16,17と、を備えている。本実施形態における「線材12」が本発明における「線材」の一例に相当し、本実施形態における「集合体11」が本発明における「集合体」の一例に相当し、本実施形態における「被覆層13」及び「アダプタ16,17」が本発明における「収容部」の一例に相当する。   As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the first MCM heat exchanger 10 is connected to an aggregate 11 composed of a plurality of wires 12, a coating layer 13 that houses the aggregate 11, and both ends of the coating layer 13. Adapters 16, 17. The “wire 12” in the present embodiment corresponds to an example of the “wire” in the present invention. The “aggregate 11” in the present embodiment corresponds to an example of the “aggregate” in the present invention. The “layer 13” and the “adapter 16, 17” correspond to an example of the “accommodating portion” in the present invention.

なお、第1のMCM熱交換器10と第2のMCM熱交換器20は、同一の構成を有しているので、以下に第1のMCM熱交換器10の構成についてのみ説明し、第2のMCM熱交換器20の構成については省略する。したがって、図3〜図5では、第1のMCM熱交換器10を示し、第2のMCM熱交換器20については括弧内に対応する符号を付することで図示を省略する。   Since the first MCM heat exchanger 10 and the second MCM heat exchanger 20 have the same configuration, only the configuration of the first MCM heat exchanger 10 will be described below. The configuration of the MCM heat exchanger 20 will be omitted. Therefore, in FIGS. 3-5, the 1st MCM heat exchanger 10 is shown, About the 2nd MCM heat exchanger 20, illustration is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the code | symbol corresponding in a parenthesis.

線材12は、磁気熱量効果を有する磁気熱量効果材料(MCM:Magnetocaloric Effect Material)から構成されている。このMCMから構成される線材12に磁場を印加すると、電子スピンが揃うことで磁気エントロピーが減少し、当該線材12は発熱して温度が上昇する。一方、線材12から磁場を除去すると、電子スピンが乱雑となり磁気エントロピーが増加し、当該線材12は吸熱して温度が低下する。   The wire 12 is made of a magnetocaloric effect material (MCM) having a magnetocaloric effect. When a magnetic field is applied to the wire 12 composed of this MCM, the magnetic spins are reduced by aligning the electron spin, and the wire 12 generates heat and the temperature rises. On the other hand, when the magnetic field is removed from the wire 12, the electron spin becomes messy and the magnetic entropy increases, and the wire 12 absorbs heat and the temperature decreases.

この線材12を構成するMCMは、磁性体であれば特に限定しないが、たとえば、常温域で高い磁気熱量効果を発揮する磁性体であることが好ましい。こうしたMCMの具体例としては、たとえば、ガドリニウム(Gd)、ガドリニウム合金、ランタン−鉄−シリコン(La−Fe−Si)系化合物等を例示することができる。   Although MCM which comprises this wire 12 will not be specifically limited if it is a magnetic body, For example, it is preferable that it is a magnetic body which exhibits the high magnetocaloric effect in a normal temperature range. Specific examples of such MCMs include gadolinium (Gd), gadolinium alloys, lanthanum-iron-silicon (La-Fe-Si) compounds, and the like.

本実施形態における線材12は、円形の断面形状を有する線材である。なお、線材12同士を相互に撚り合わせた際に当該線材12の間に流路111(後述)が形成可能であれば、線材12が円形以外の断面形状を有していてもよい。   The wire 12 in the present embodiment is a wire having a circular cross-sectional shape. In addition, as long as the flow path 111 (after-mentioned) can be formed between the said wire 12, when the wires 12 are mutually twisted, the wire 12 may have cross-sectional shapes other than circular.

集合体11は、複数の上記線材12を長手方向に対して交差する方向に束ねて、相互に撚合わせることで構成されている。隣接する撚合わされた線材12同士の側面は相互に接触し、その結果、これらの間に流路111が形成されている。なお、理解を容易にするために、図3及び図5に示す例では19本の線材12から集合体11が構成されているが、実際には、数百本〜数万本の線材12を束ねることで集合体11が構成されている。このような集合体11の外径D(図6(a)参照)としては、特に限定しないが、たとえば、磁束密度を確保する観点から、30mm以下で設定されていることが好ましい。   The assembly 11 is configured by bundling the plurality of wires 12 in a direction intersecting the longitudinal direction and twisting them together. The side surfaces of the adjacent twisted wires 12 are in contact with each other, and as a result, a flow path 111 is formed between them. In order to facilitate understanding, in the example shown in FIG. 3 and FIG. 5, the aggregate 11 is composed of 19 wires 12, but actually, hundreds to tens of thousands of wires 12 are formed. The bundle 11 is configured by bundling. The outer diameter D (see FIG. 6A) of the aggregate 11 is not particularly limited, but is preferably set to 30 mm or less from the viewpoint of ensuring the magnetic flux density, for example.

本実施形態の集合体11では、複数の線材12同士は集合撚りにより撚り合わされている。なお、集合体11における複数の線材12同士の撚り合わせ方としては、特に上述に限定されず、同心撚りや複合撚りでもよい。集合撚りとは、複数の線材12同士を一纏めにして、これらを集合体11の軸を中心に同一方向に撚り合わせる撚り方である。同心撚りとは、芯線を中心として当該芯線の周りに複数の線材12に同心円状を撚り合わせる撚り方である。複合撚りとは、複数の線材12を同心撚り又は集合撚りに撚り合わせた子撚線を、さらに同心撚り又は集合撚りに撚り合わせる撚り方である。なお、同心撚りの芯線は、一の線材12により構成されていてもよいし、複数の線材12を撚り合わせて構成されていてもよい。また、複数の線材12同士を撚り合わせる方向としては、右向きでもよいし、左向きでもよい。   In the aggregate 11 of the present embodiment, the plurality of wire rods 12 are twisted together by collective twisting. In addition, as a method of twisting the plurality of wire rods 12 in the aggregate 11, it is not particularly limited to the above, and concentric twist or composite twist may be used. Collective twisting is a twisting method in which a plurality of wire rods 12 are gathered together and twisted in the same direction around the axis of the aggregate 11. Concentric twisting is a twisting method in which concentric circles are twisted around a plurality of wire rods 12 around the core wire. The composite twist is a twisting method in which a child stranded wire obtained by twisting a plurality of wires 12 into a concentric twist or a collective twist is further twisted into a concentric twist or a collective twist. In addition, the core wire of a concentric twist may be comprised by the one wire rod 12, and may be comprised by twisting the some wire rod 12 together. Further, the direction in which the plurality of wires 12 are twisted together may be rightward or leftward.

線材12の線径R(図6(b)参照)としては、特に限定しないが、たとえば、0.01〜1mmであることが好ましく、0.02〜0.5mmのであることがより好ましい。この際、集合体11を構成する複数の線材12は、実質的に同一の線径のものを用いてもよいし、異なる線径のものが混在していてもよい。また、線材12の線径が上記範囲内で設定されている場合、当該線材12同士を撚り合わせる撚りピッチP(図6(b)参照)は、14〜450mmであることが好ましい。撚りピッチPが上記下限値よりも小さいと、線材同士が圧縮されて変形してしまい、流路が潰れるおそれがある。一方、撚りピッチPが上記上限値よりも大きいと、撚りが解れてしまい、線材同士が互いに保持し合うことができなくなるおそれがある。因みに、本明細書において、「撚りピッチ」とは、一の線材12が集合体11の周りを一周する間の当該線材12の長手方向の長さのことをいう。   Although it does not specifically limit as wire diameter R (refer FIG.6 (b)) of the wire 12, For example, it is preferable that it is 0.01-1 mm, and it is more preferable that it is 0.02-0.5 mm. At this time, the plurality of wire rods 12 constituting the aggregate 11 may have substantially the same wire diameter, or may have a mixture of different wire diameters. Moreover, when the wire diameter of the wire 12 is set within the above range, the twist pitch P (see FIG. 6B) for twisting the wires 12 is preferably 14 to 450 mm. When the twist pitch P is smaller than the lower limit, the wires are compressed and deformed, and the flow path may be crushed. On the other hand, if the twist pitch P is larger than the above upper limit, the twist may be unwound and the wires may not be held together. Incidentally, in this specification, “twist pitch” refers to the length of the wire 12 in the longitudinal direction while the wire 12 goes around the assembly 11.

また、本実施形態では、撚りピッチPと、線材12の線径Rとの関係は、下記(3)及び(4)式が成立するように設定されていることが好ましい。
1.4×10≦A≦2.25×10・・・(3)
A=P/R・・・(4)
Moreover, in this embodiment, it is preferable that the relationship between the twist pitch P and the wire diameter R of the wire 12 is set so that the following formulas (3) and (4) are established.
1.4 × 10 ≦ A ≦ 2.25 × 10 4 (3)
A = P / R (4)

この線材12の集合体11は、被覆層13によって被覆されている。この被覆層13は、図5に示すように、筒状部14と、充填部15と、を備えている。筒状部14は、集合体11の周囲を円筒状に囲繞している。一方、充填部15は、集合体11の最外周に位置する線材12aと、筒状部14との間に充填されており、最外周の線材12aと筒状部14との間を塞いでいる。この被覆層13は、たとえば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、シリコーンゴム、又は、フッ素樹脂等の樹脂材料から構成されており、筒状部14と充填部15が一体的に形成されている。本実施形態における「一体的に形成」とは、部材同士が分離しておらず、同一の樹脂材料により一体の構造体として形成されていることを意味する。   The aggregate 11 of the wires 12 is covered with a covering layer 13. As shown in FIG. 5, the coating layer 13 includes a cylindrical portion 14 and a filling portion 15. The cylindrical portion 14 surrounds the assembly 11 in a cylindrical shape. On the other hand, the filling portion 15 is filled between the wire 12 a located on the outermost periphery of the assembly 11 and the tubular portion 14, and closes the space between the outermost wire 12 a and the tubular portion 14. . The covering layer 13 is made of, for example, a resin material such as polyvinyl chloride, polyethylene, cross-linked polyethylene, silicone rubber, or fluororesin, and the cylindrical portion 14 and the filling portion 15 are integrally formed. . “Integrally formed” in the present embodiment means that the members are not separated from each other and are formed as an integral structure by the same resin material.

また、この被覆層13は、図4に示すように、一方の端部に位置する第1の開口131と、他方の端部に位置する第2の開口132と、を有している。この第1の開口131から第2の開口132に向う方向CLは、集合体11の延在方向と実質的に一致している。また、第1及び第2の開口131,132の中心は、集合体11の中心と同軸上に位置している。   In addition, as shown in FIG. 4, the coating layer 13 has a first opening 131 located at one end and a second opening 132 located at the other end. A direction CL from the first opening 131 toward the second opening 132 substantially coincides with the extending direction of the assembly 11. Further, the centers of the first and second openings 131 and 132 are located coaxially with the center of the assembly 11.

この被覆層13の第1の開口131には第1のアダプタ16が接続されており、第2の開口132には第2のアダプタ17が接続されている。この第1及び第2のアダプタ16,17としては、たとえば、熱収縮チューブなどを用いることができる。なお、第1及び第2のアダプタ16,17として、樹脂成形品を用いたり、金属材料によってこれらを構成してもよい。   The first adapter 16 is connected to the first opening 131 of the covering layer 13, and the second adapter 17 is connected to the second opening 132. As the first and second adapters 16 and 17, for example, heat shrinkable tubes or the like can be used. In addition, as the 1st and 2nd adapters 16 and 17, you may use a resin molded product or may comprise these with a metal material.

第1のアダプタ16は、第1の開口131に接続される側と反対側に、当該第1の開口131よりも小さな第1の連結口161を有している。この第1の連結口161は、第1の低温側配管81を介して、低温側熱交換器50に連通している。第2のアダプタ17も、第2の開口132に接続される側と反対側に、当該第2の開口132よりも小さな第2の連結口171を有している。この第2の連結口171は、第1の高温側配管83を介して、高温側熱交換器60に連通している。この第1及び第2の連結口161,171の中心は、集合体11の中心と同軸上に位置している。   The first adapter 16 has a first coupling port 161 smaller than the first opening 131 on the side opposite to the side connected to the first opening 131. The first connection port 161 communicates with the low temperature side heat exchanger 50 via the first low temperature side pipe 81. The second adapter 17 also has a second connection port 171 smaller than the second opening 132 on the side opposite to the side connected to the second opening 132. The second connection port 171 communicates with the high temperature side heat exchanger 60 via the first high temperature side pipe 83. The centers of the first and second connection ports 161 and 171 are located coaxially with the center of the assembly 11.

同様に、第2のMCM熱交換器20の被覆層23も、複数の線材22からなる集合体21を被覆している。そして、第1のMCM熱交換器10と同様、被覆層23の第3の開口231には第3のアダプタ26が接続され、当該被覆層23の第4の開口232には第4のアダプタ27が接続されている。この第2のMCM熱交換器20は、第3のアダプタ26に連結された第2の低温側配管82を介して、低温側熱交換器50に連通している。一方、第2のMCM熱交換器20は、第4のアダプタ27に連結された第2の高温側配管84を介して、高温側熱交換器60に連通している。   Similarly, the covering layer 23 of the second MCM heat exchanger 20 also covers the aggregate 21 composed of a plurality of wires 22. As with the first MCM heat exchanger 10, the third adapter 26 is connected to the third opening 231 of the covering layer 23, and the fourth adapter 27 is connected to the fourth opening 232 of the covering layer 23. Is connected. The second MCM heat exchanger 20 communicates with the low temperature side heat exchanger 50 via a second low temperature side pipe 82 connected to the third adapter 26. On the other hand, the second MCM heat exchanger 20 communicates with the high temperature side heat exchanger 60 via the second high temperature side pipe 84 connected to the fourth adapter 27.

なお、本実施形態では、第2のMCM熱交換器20の線材22は、第1のMCM熱交換器10の線材12と同じ構成を有している。また、第2のMCM熱交換器20の線材22の集合体21は、第1のMCM熱交換器10の線材12の集合体11と同じ構成を有している。さらに、第2のMCM熱交換器20の被覆層23は、第1のMCM熱交換器10の被覆層13と同じ構成を有している。   In the present embodiment, the wire 22 of the second MCM heat exchanger 20 has the same configuration as the wire 12 of the first MCM heat exchanger 10. Further, the assembly 21 of the wires 22 of the second MCM heat exchanger 20 has the same configuration as the assembly 11 of the wires 12 of the first MCM heat exchanger 10. Furthermore, the coating layer 23 of the second MCM heat exchanger 20 has the same configuration as the coating layer 13 of the first MCM heat exchanger 10.

たとえば、図1及び図2に示すように、本実施形態における磁気ヒートポンプ装置1を用いた空気調和装置を冷房として機能させる場合には、低温側熱交換器50と室内の空気との間で熱交換を行うことで室内を冷やすと共に、高温側熱交換器60と室外との間で熱交換を行うことで室外に放熱する。   For example, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, when the air conditioner using the magnetic heat pump device 1 in the present embodiment is caused to function as cooling, heat is generated between the low-temperature side heat exchanger 50 and indoor air. The room is cooled by exchanging, and heat is radiated to the outside by exchanging heat between the high temperature side heat exchanger 60 and the outside.

これに対し、当該空気調和装置を暖房として機能させる場合は、高温側熱交換器60と室内の空気との間で熱交換を行うことで室内を暖めると共に、低温側熱交換器50と室外の空気との間で熱交換を行うことで室外から吸熱する。   On the other hand, when making the said air conditioning apparatus function as heating, while heat-exchanging between the high temperature side heat exchanger 60 and indoor air, a room is warmed, and the low temperature side heat exchanger 50 and outdoor Heat is absorbed from the outside by exchanging heat with air.

以上のように、2つの低温側配管81,82と2つの高温側配管83,84によって、4つの熱交換器10,20,50.60を含む循環路が形成されており、ポンプ70によって当該循環路内に液体媒体が圧送される。液体媒体の具体例としては、たとえば、水、不凍液、エタノール溶液、または、これらの混合物等の液体を例示することができる。   As described above, a circulation path including the four heat exchangers 10, 20, 50.60 is formed by the two low temperature side pipes 81, 82 and the two high temperature side pipes 83, 84. A liquid medium is pumped into the circulation path. Specific examples of the liquid medium include liquids such as water, antifreeze, ethanol solution, or a mixture thereof.

2つのMCM熱交換器10,20は、ピストン30の内部に収容されている。このピストン30は、アクチュエータ35によって、一対の永久磁石40の間を往復移動することが可能となっている。具体的には、このピストン30は、図1に示すような「第1の位置」と、図2に示すような「第2の位置」との間を往復移動することが可能となっている。なお、アクチュエータ35の一例としては、たとえば、エアシリンダなどを例示することができる。   The two MCM heat exchangers 10 and 20 are accommodated inside the piston 30. The piston 30 can reciprocate between the pair of permanent magnets 40 by an actuator 35. Specifically, the piston 30 can reciprocate between a “first position” as shown in FIG. 1 and a “second position” as shown in FIG. . In addition, as an example of the actuator 35, an air cylinder etc. can be illustrated, for example.

ここで、「第1の位置」は、第1のMCM熱交換器10が永久磁石40の間に介在せず、第2のMCM熱交換器20が永久磁石40の間に介在するようなピストン30の位置である。これに対し、「第2の位置」は、第1のMCM熱交換器10が永久磁石40の間に介在し、第2のMCM熱交換器20が永久磁石40の間に介在しないようなピストン30の位置である。   Here, the “first position” refers to a piston in which the first MCM heat exchanger 10 is not interposed between the permanent magnets 40 and the second MCM heat exchanger 20 is interposed between the permanent magnets 40. 30 positions. On the other hand, the “second position” is a piston in which the first MCM heat exchanger 10 is interposed between the permanent magnets 40 and the second MCM heat exchanger 20 is not interposed between the permanent magnets 40. 30 positions.

なお、第1及び第2のMCM熱交換器10,20に代えて、永久磁石40をアクチュエータ35により往復移動させてもよい。あるいは、永久磁石40に代えて、コイルを有する電磁石を用いてもよく、この場合には、MCM熱交換器10,20又は磁石を移動させる機構が不要となる。また、コイルを有する電磁石を用いる場合には、MCM熱交換器10,20の線材12,22に対する磁場の印加/除去に代えて、線材12,22に印加した磁場の大きさを変更するようにしてもよい。   Note that the permanent magnet 40 may be reciprocated by the actuator 35 instead of the first and second MCM heat exchangers 10 and 20. Alternatively, an electromagnet having a coil may be used in place of the permanent magnet 40. In this case, a mechanism for moving the MCM heat exchangers 10 and 20 or the magnet becomes unnecessary. When using an electromagnet having a coil, the magnitude of the magnetic field applied to the wires 12 and 22 is changed instead of applying / removing the magnetic field to / from the wires 12 and 22 of the MCM heat exchangers 10 and 20. May be.

切替弁90は、第1の高温側配管83と第2の高温側配管84に設けられている。この切替弁90は、上述のピストン30の動作に連動して、ポンプ70により液体媒体の供給先を、第1のMCM熱交換器10、又は、第2のMCM熱交換器20に切り替えると共に、高温側熱交換器60の接続先を、第2のMCM熱交換器20、又は、第1のMCM熱交換器10に切り替えることが可能となっている。   The switching valve 90 is provided in the first high temperature side pipe 83 and the second high temperature side pipe 84. The switching valve 90 switches the liquid medium supply destination to the first MCM heat exchanger 10 or the second MCM heat exchanger 20 by the pump 70 in conjunction with the operation of the piston 30 described above, The connection destination of the high temperature side heat exchanger 60 can be switched to the second MCM heat exchanger 20 or the first MCM heat exchanger 10.

次に、本実施形態における磁気ヒートポンプ装置1の動作について説明する。   Next, operation | movement of the magnetic heat pump apparatus 1 in this embodiment is demonstrated.

まず、ピストン30を図1に示す「第1の位置」に移動させると、第1のMCM熱交換器10の線材12が消磁されて温度が低下する一方で、第2のMCM熱交換器20の線材22が着磁されて温度が上昇する。   First, when the piston 30 is moved to the “first position” shown in FIG. 1, the wire 12 of the first MCM heat exchanger 10 is demagnetized and the temperature decreases, while the second MCM heat exchanger 20. The wire 22 is magnetized and the temperature rises.

これと同時に、切替弁90によって、ポンプ70→第1の高温側配管83→第1のMCM熱交換器10→第1の低温側配管81→低温側熱交換器50→第2の低温側配管82→第2のMCM熱交換器20→第2の高温側配管84→高温側熱交換器60→ポンプ70からなる第1の経路が形成される。   At the same time, the switching valve 90 causes the pump 70 → the first high temperature side pipe 83 → the first MCM heat exchanger 10 → the first low temperature side pipe 81 → the low temperature side heat exchanger 50 → the second low temperature side pipe. A first path consisting of 82 → second MCM heat exchanger 20 → second high temperature side pipe 84 → high temperature side heat exchanger 60 → pump 70 is formed.

このため、消磁によって温度が低下した第1のMCM熱交換器10の線材12によって液体媒体が冷却され、当該液体媒体が低温側熱交換器50に供給されて、当該低温側熱交換器50が冷却される。   For this reason, the liquid medium is cooled by the wire 12 of the first MCM heat exchanger 10 whose temperature has decreased due to demagnetization, the liquid medium is supplied to the low-temperature side heat exchanger 50, and the low-temperature side heat exchanger 50 is To be cooled.

この際、第1のMCM熱交換器10の内部において、線材12の側面の間に形成された流路111を液体媒体が通過して線材12と接触することで、当該液体媒体が線材12によって冷却される。ここで、液体媒体が流路111を流動すると、当該流路111の外側に向かって線材12の側面を押す力や、当該液体媒体と線材12の側面との間に摩擦力が生じて線材12が動いてしまうおそれがある。これに対し、本実施形態では、複数の線材12同士を撚り合わせて、当該複数の線材12同士を互いに保持し合わせることで、線材12が動いてしまうのを抑制している。   At this time, in the first MCM heat exchanger 10, the liquid medium passes through the flow path 111 formed between the side surfaces of the wire 12 and comes into contact with the wire 12. To be cooled. Here, when the liquid medium flows through the flow path 111, a force that pushes the side surface of the wire 12 toward the outside of the flow path 111, or a frictional force is generated between the liquid medium and the side surface of the wire 12, so that the wire 12. May move. On the other hand, in this embodiment, it is suppressing that the wire 12 moves by twisting together the several wire 12 and hold | maintaining the said several wire 12 mutually.

一方、着磁されて温度が上昇した第2のMCM熱交換器20の線材22によって液体媒体が加熱され、当該液体媒体は高温側熱交換器60に供給されて、当該高温側熱交換器60が加熱される。   On the other hand, the liquid medium is heated by the wire 22 of the second MCM heat exchanger 20 that has been magnetized and the temperature has risen, and the liquid medium is supplied to the high temperature side heat exchanger 60, and the high temperature side heat exchanger 60. Is heated.

この際、第2のMCM熱交換器20の内部において、線材22の側面の間に形成された流路211を液体媒体が通過して線材22と接触することで、当該液体媒体が線材22によって加熱される。この場合においても、第1のMCM熱交換器10と同様、流路211を圧送される液体媒体によって、当該流路211外側に向って線材22の側面を押す力や、当該液体媒体と線材22の側面との間に生じる摩擦力によって、線材22が動いてしまうおそれがある。これに対し、本実施形態では、複数の線材22同士を撚り合わせて、当該複数の線材22同士を互いに保持し合わせているので、線材22が動いてしまうのを抑制できる。   At this time, the liquid medium passes through the flow path 211 formed between the side surfaces of the wire 22 inside the second MCM heat exchanger 20 and comes into contact with the wire 22, so that the liquid medium is absorbed by the wire 22. Heated. In this case as well, as in the first MCM heat exchanger 10, the liquid medium pumped through the flow path 211 pushes the force pushing the side surface of the wire 22 toward the outside of the flow path 211, or the liquid medium and the wire 22 There is a possibility that the wire rod 22 may move due to the frictional force generated between the side surface and the side surface. On the other hand, in this embodiment, since the some wire 22 is twisted together and the said some wire 22 is mutually hold | maintained, it can suppress that the wire 22 moves.

次いで、ピストン30を図2に示す「第2の位置」に移動させると、第1のMCM熱交換器10の線材12が着磁されて温度が上昇する一方で、第2のMCM熱交換器20の線材22が消磁されて温度が低下する。   Next, when the piston 30 is moved to the “second position” shown in FIG. 2, the wire 12 of the first MCM heat exchanger 10 is magnetized and the temperature rises, while the second MCM heat exchanger The 20 wires 22 are demagnetized and the temperature is lowered.

これと同時に、切替弁90によって、ポンプ70→第2の高温側配管84→第2のMCM熱交換器20→第2の低温側配管82→低温側熱交換器50→第1の低温側配管81→第1のMCM熱交換器10→第1の高温側配管83→高温側熱交換器60→ポンプ70からなる第2の経路が形成される。   At the same time, the switching valve 90 causes the pump 70 → second high temperature side pipe 84 → second MCM heat exchanger 20 → second low temperature side pipe 82 → low temperature side heat exchanger 50 → first low temperature side pipe. A second path consisting of 81 → first MCM heat exchanger 10 → first high temperature side pipe 83 → high temperature side heat exchanger 60 → pump 70 is formed.

このため、消磁によって温度が低下した第2のMCM熱交換器20の線材22によって液体媒体が冷却され、当該液体媒体が低温側熱交換器50に供給されて、当該低温側熱交換器50が冷却される。   For this reason, the liquid medium is cooled by the wire 22 of the second MCM heat exchanger 20 whose temperature has decreased due to demagnetization, the liquid medium is supplied to the low temperature side heat exchanger 50, and the low temperature side heat exchanger 50 is To be cooled.

この際、第2のMCM熱交換器20の内部において、線材22の側面の間に形成された流路を流体媒体が通過して線材22と接触することで、当該液体媒体が線材22によって冷却される。ここで、冷却媒体が流路211を流動すると、当該流路211の外側に向かって線材22の側面を押す力や、当該液体媒体と線材22の側面との間に摩擦力が生じて線材22が動いてしまうおそれがある。これに対し、本実施形態では、複数の線材22同士を撚り合わせて、当該複数の線材22同士を互いに保持し合わせることで、線材22が動いてしまうのを抑制している。   At this time, the fluid medium passes through the flow path formed between the side surfaces of the wire 22 inside the second MCM heat exchanger 20 and comes into contact with the wire 22, so that the liquid medium is cooled by the wire 22. Is done. Here, when the cooling medium flows through the flow path 211, a force that pushes the side surface of the wire 22 toward the outside of the flow path 211 or a frictional force is generated between the liquid medium and the side surface of the wire 22, thereby causing the wire 22. May move. On the other hand, in this embodiment, the wire 22 is restrained from moving by twisting together the wire 22 and holding the wires 22 together.

一方、着磁されて温度が上昇した第1のMCM熱交換器10の線材12によって液体媒体が加熱され、当該液体媒体は高温側熱交換器60に供給されて、当該高温側熱交換器60が加熱される。   On the other hand, the liquid medium is heated by the wire 12 of the first MCM heat exchanger 10 that has been magnetized and the temperature has risen, and the liquid medium is supplied to the high temperature side heat exchanger 60, and the high temperature side heat exchanger 60. Is heated.

この際、第1のMCM熱交換器10の内部において、線材12の側面の間に形成された流路111を液体媒体が通過して線材12と接触することで、当該液体媒体が線材12によって加熱される。この場合においても、第2のMCM熱交換器20と同様、流路111を圧送される液体媒体によって、当該流路111外側に向って線材12の側面を押す力や、当該液体媒体と線材12の側面との間に生じる摩擦力によって、線材12が動いてしまうおそれがある。これに対し、本実施形態では、複数の線材12同士を撚り合わせて、当該複数の線材12同士を互いに保持し合わせているので、線材12が動いてしまうのを抑制できる。   At this time, in the first MCM heat exchanger 10, the liquid medium passes through the flow path 111 formed between the side surfaces of the wire 12 and comes into contact with the wire 12. Heated. Also in this case, as in the second MCM heat exchanger 20, the liquid medium pumped through the flow path 111 pushes the side surface of the wire 12 toward the outside of the flow path 111, or the liquid medium and the wire 12 There is a possibility that the wire 12 may move due to the frictional force generated between the side surface and the side surface of the wire. On the other hand, in this embodiment, since the some wire 12 is twisted together and the said some wire 12 is mutually hold | maintained, it can suppress that the wire 12 moves.

そして、以上に説明したピストン30の「第1の位置」と「第2の位置」との間の往復移動を繰り返し、第1及び第2のMCM熱交換器10,20内の線材12,22に対する磁場の印加・除去を繰り返すことにより、低温側熱交換器50の冷却と、高温側熱交換器60の加熱とが継続される。   Then, the reciprocating movement between the “first position” and the “second position” of the piston 30 described above is repeated, and the wires 12 and 22 in the first and second MCM heat exchangers 10 and 20 are repeated. By repeating the application / removal of the magnetic field, the cooling of the low temperature side heat exchanger 50 and the heating of the high temperature side heat exchanger 60 are continued.

以下に、本実施形態における熱交換器の製造方法について、図7及び図8を参照しながら説明する。図7は本発明の一実施の形態に係るMCM熱交換器の製造方法を示す工程図、図8は本発明の一実施の形態に係るMCM熱交換器の製造方法で用いられる撚合わせ装置及び樹脂押出被覆装置を示す断面図である。   Below, the manufacturing method of the heat exchanger in this embodiment is demonstrated, referring FIG.7 and FIG.8. FIG. 7 is a process diagram showing a method for manufacturing an MCM heat exchanger according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a twisting apparatus used in the method for manufacturing an MCM heat exchanger according to an embodiment of the present invention. It is sectional drawing which shows a resin extrusion coating apparatus.

なお、第1のMCM熱交換器10と第2のMCM熱交換器20は、同じ構成を有しているので、以下に第1のMCM熱交換器10の製造方法についてのみ説明し、第2のMCM熱交換器の製造方法については省略する。   In addition, since the 1st MCM heat exchanger 10 and the 2nd MCM heat exchanger 20 have the same structure, only the manufacturing method of the 1st MCM heat exchanger 10 is demonstrated below, and 2nd The manufacturing method of the MCM heat exchanger will be omitted.

まず、図7のステップS10において、複数の線材12を撚り合わせることで集合体11を形成する(第1の工程)。   First, in step S10 of FIG. 7, the assembly 11 is formed by twisting a plurality of wire rods 12 (first step).

具体的には、まず、粉末状のMCMを型に入れて焼結加工により円柱状に成型した後、当該円柱状部材を線状に引き延ばすことで、線材12を形成する。なお、線材12の形成方法は、特に上述に限定されず、鋳造した材料を円柱状に成型した後、当該円柱状部材を線状に引き延ばしてもよい。   Specifically, first, powdery MCM is put into a mold and formed into a cylindrical shape by sintering, and then the cylindrical member is stretched in a linear shape to form the wire 12. In addition, the formation method of the wire 12 is not specifically limited to the above, You may extend the said cylindrical member linearly after shape | molding the cast material in the column shape.

次いで、線材12を複数撚り合わせることで集合体11を形成する(第2の工程)。ここでは、まず、準備した複数の線材12を、当該線材12の長手方向に対して交差する方向に束ねる。そして、束ねた複数の線材12を互いに撚り合わせる。撚り方は上述した通り種々のものが存在するが、複数の線材12同士を撚り合わせるに際しては、これらの撚り方について公知の方法を採用することができる。   Next, the aggregate 11 is formed by twisting a plurality of wires 12 (second step). Here, first, the prepared plurality of wires 12 are bundled in a direction intersecting the longitudinal direction of the wires 12. Then, the bundled wires 12 are twisted together. As described above, various twisting methods exist, but when twisting a plurality of wire rods 12, known methods can be adopted for these twisting methods.

たとえば、図8に示すような線材12が巻かれた複数の送出ボビン170から送出される線材12同士を撚り合わせる撚合わせ装置160を用いてもよい。この場合、撚合わせ装置160は、複数の挿通孔(不図示)が形成された撚合わせ制御板(不図示)を有し、この複数の挿通孔のそれぞれに送出ボビン170から送出される線材12を通して、当該撚合わせ制御板を所定の撚り方向に沿って回転させることで、複数の線材12同士が撚り合わされた集合体11を形成することができる。   For example, you may use the twisting apparatus 160 which twists the wire 12 sent out from the some delivery bobbin 170 around which the wire 12 was wound as shown in FIG. In this case, the twisting device 160 has a twisting control plate (not shown) in which a plurality of insertion holes (not shown) are formed, and the wire 12 sent from the delivery bobbin 170 to each of the plurality of insertion holes. Then, the assembly 11 in which the plurality of wire rods 12 are twisted together can be formed by rotating the twisting control plate along a predetermined twisting direction.

次いで、図7のステップS20において、図8に示すように樹脂押出被覆装置100を用いて、集合体11を被覆層13で被覆する。   Next, in step S20 of FIG. 7, the aggregate 11 is coated with the coating layer 13 using the resin extrusion coating apparatus 100 as shown in FIG.

この樹脂押出被覆装置100のクロスヘッド120には、ニップル140とダイス150から構成される成形金型130が装着されている。ニップル140は、集合体11が通過する挿通孔141を有している。また、このニップル140は、ダイス150の挿通孔151内に配置されており、溶融樹脂MRが通過する流路152が、ニップル140とダイス150との間に形成されている。   A molding die 130 including a nipple 140 and a die 150 is attached to the cross head 120 of the resin extrusion coating apparatus 100. The nipple 140 has an insertion hole 141 through which the assembly 11 passes. The nipple 140 is disposed in the insertion hole 151 of the die 150, and a flow path 152 through which the molten resin MR passes is formed between the nipple 140 and the die 150.

押出装置110によって加熱・混練された溶融樹脂MRが、クロスヘッド120に供給される。そして、集合体11がニップル140の挿通孔141を通過すると共に、溶融樹脂MRが流路152を通過して、集合体11の外周を覆うように押し出される。そして、当該溶融樹脂MRが押し出し後にすぐに冷却されることで、被覆層13が形成される。なお、溶融樹脂MRの冷却方法としては、空冷でもよいし、水冷でもよい。   The molten resin MR heated and kneaded by the extrusion device 110 is supplied to the cross head 120. The assembly 11 passes through the insertion hole 141 of the nipple 140, and the molten resin MR passes through the flow path 152 and is pushed out so as to cover the outer periphery of the assembly 11. And the coating layer 13 is formed by the said molten resin MR being cooled immediately after extrusion. The method for cooling the molten resin MR may be air cooling or water cooling.

この樹脂押出の際に、溶融樹脂MRが集合体11の外周を囲繞することで、被覆層13の筒状部14が形成される。また、これと同時に、溶融樹脂MRが集合体11の最外周に位置する線材12aに密着することで、被覆層13の充填部15が形成される。   When the resin is extruded, the molten resin MR surrounds the outer periphery of the assembly 11, so that the cylindrical portion 14 of the coating layer 13 is formed. At the same time, the molten resin MR is in close contact with the wire 12 a located on the outermost periphery of the aggregate 11, whereby the filling portion 15 of the coating layer 13 is formed.

次いで、図7のステップS30において、被覆層13で被覆された集合体11を所定長さに切断する。次いで、被覆層13の一方の端部と第1の低温側配管81とを第1のアダプタ16で連結すると共に、当該被覆層13の他方の端部と第1の高温側配管83とを第2のアダプタ17で連結する。これにより、第1のMCM熱交換器10が完成する。なお、線材12が所定の長さを予め有している場合には、このステップS30での切断工程は不要である。   Next, in step S30 of FIG. 7, the aggregate 11 covered with the coating layer 13 is cut into a predetermined length. Next, one end of the coating layer 13 and the first low temperature side pipe 81 are connected by the first adapter 16, and the other end of the coating layer 13 and the first high temperature side pipe 83 are connected to the first adapter 16. Two adapters 17 are connected. Thereby, the 1st MCM heat exchanger 10 is completed. If the wire 12 has a predetermined length in advance, the cutting step in step S30 is not necessary.

以上のように、本実施形態では、撚線と被覆層を有する被覆電線と同様の要領で、集合体11の外周に樹脂材料を押出成形することで被覆層13を形成する。このため、最外周の線材12aと被覆層13の筒状部14との間を、充填部15で容易に埋めることができる。   As described above, in the present embodiment, the coating layer 13 is formed by extruding the resin material on the outer periphery of the aggregate 11 in the same manner as a covered electric wire having a stranded wire and a coating layer. For this reason, the space between the outermost wire 12 a and the cylindrical portion 14 of the coating layer 13 can be easily filled with the filling portion 15.

本実施形態の第1及び第2のMCM熱交換器10,20、磁気ヒートポンプ装置1は、以下の効果を奏する。   The 1st and 2nd MCM heat exchangers 10 and 20 and the magnetic heat pump apparatus 1 of this embodiment have the following effects.

本実施形態では、複数の線材12を撚り合わせることで、当該複数の線材12同士が互いに保持し合った集合体11を形成することができる。これにより、液体媒体の流体圧によってそれぞれの線材12が動いてしまうのを抑えることができ、第1のMCM熱交換器10の熱交換効率の低下を抑制することができる。   In this embodiment, the assembly 11 in which the plurality of wires 12 are held together can be formed by twisting the plurality of wires 12 together. Thereby, it can suppress that each wire 12 moves with the fluid pressure of a liquid medium, and can suppress the fall of the heat exchange efficiency of the 1st MCM heat exchanger 10. FIG.

つまり、MCM熱交換器に収容される線材の位置と永久磁石の位置とがずれてしまうと線材12が発熱/吸熱し難くなってしまい、線材と液体媒体との間で熱エネルギーの交換効率が悪化するおそれがある。これに対し、本実施形態のMCM熱交換器10,20は、このような熱エネルギーの交換効率の悪化を抑制することができる。   That is, if the position of the wire housed in the MCM heat exchanger is shifted from the position of the permanent magnet, the wire 12 becomes difficult to generate or absorb heat, and the efficiency of heat energy exchange between the wire and the liquid medium is increased. May get worse. On the other hand, the MCM heat exchangers 10 and 20 of the present embodiment can suppress such deterioration of the heat energy exchange efficiency.

特に本実施形態では、複数の線材12同士を撚り合わせた集合体11を被覆層13によって覆うことで、最外周に位置する線材12が被覆層13の充填部15と強固に固着している。このため、隣り合う線材12のうち外側の一方が、順次内側の他方を支持することになるので、結果として、集合体11全体が被覆層13によって保持されることになる。これにより、液体媒体の流体圧より一層線材12が動いてしまうのを抑制することができ、熱交換器の熱交換効率の低下をさらに抑制することができる。   In particular, in the present embodiment, the covering 11 is covered with the aggregate 11 in which the plurality of wires 12 are twisted together, so that the wires 12 located on the outermost periphery are firmly fixed to the filling portion 15 of the covering layer 13. For this reason, since the outer one of the adjacent wires 12 sequentially supports the other inner side, the entire assembly 11 is held by the coating layer 13 as a result. Thereby, it can suppress that the wire 12 moves more than the fluid pressure of a liquid medium, and can further suppress the fall of the heat exchange efficiency of a heat exchanger.

また、本実施形態では、被覆層13は、第1及び第2の開口131,132を有しており、当該第1の開口131から第2の開口132に向かう方向と、集合体11の延在方向とが実質的に一致しているので、MCM熱交換器10内を流下する液体媒体の圧力損失が増大するのを抑制している。   In the present embodiment, the covering layer 13 includes first and second openings 131 and 132, and the direction from the first opening 131 toward the second opening 132 and the extension of the assembly 11. Since the current direction substantially matches, the increase in pressure loss of the liquid medium flowing down in the MCM heat exchanger 10 is suppressed.

また、本実施形態では、第1のMCM熱交換器10において、集合体11の最外周に位置する線材12aと筒状部14の間が被覆層13の充填部15で塞がれている。これにより、線材12同士の間に形成された流路111に液体媒体を多く通過させることができるので、熱交換の効率の向上を図ることができる。   In the present embodiment, in the first MCM heat exchanger 10, the space between the wire 12 a located on the outermost periphery of the assembly 11 and the cylindrical portion 14 is closed by the filling portion 15 of the coating layer 13. Thereby, a large amount of liquid medium can be passed through the flow path 111 formed between the wires 12, so that the efficiency of heat exchange can be improved.

また、本実施形態では、複数の線材12が、同心撚り、集合撚り、又は複合撚りにより撚り合わされていることで、流路111が潰れてしまうのを防ぎつつ、これら線材12同士を撚り合わせることができる。   Further, in the present embodiment, the plurality of wires 12 are twisted together by concentric twisting, collective twisting, or composite twisting, so that the wires 111 are twisted together while preventing the flow path 111 from being crushed. Can do.

また、本実施形態では、上記(3)式及び(4)式が満たされていることで、流路111が潰れてしまうのをさらに防ぎつつ、これら線材12同士を撚り合わせることができる。   Moreover, in this embodiment, by satisfy | filling the said (3) Formula and (4) Formula, these wire rods 12 can be twisted together, further preventing that the flow path 111 will be crushed.

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。   The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

上述した磁気ヒートポンプ装置の構成は一例であり、本発明に係る熱交換器をAMR(Active Magnetic Refrigerataion)方式の他の磁気ヒートポンプ装置に適用してもよい。   The configuration of the magnetic heat pump device described above is an example, and the heat exchanger according to the present invention may be applied to other magnetic heat pump devices of an AMR (Active Magnetic Refrigerataion) system.

例えば、磁気ヒートポンプ装置が、一つのMCM熱交換器と、当該MCMに磁場を印加すると共に磁場の大きさを変更する磁場変更手段と、配管を介してMCM熱交換器にそれぞれ接続された第1及び第2の外部熱交換器と、磁場変更手段の動作に連動してMCM熱交換器から第1又は第2の外部熱交換器に流体を供給する流体供給手段と、を備えてもよい。   For example, the magnetic heat pump device includes a first MCM heat exchanger, a magnetic field changing unit that applies a magnetic field to the MCM and changes the magnitude of the magnetic field, and a first connected to the MCM heat exchanger via a pipe. And a second external heat exchanger and fluid supply means for supplying fluid from the MCM heat exchanger to the first or second external heat exchanger in conjunction with the operation of the magnetic field changing means.

また、上述の実施形態では、磁気ヒートポンプ装置を家庭用或いは自動車等の空気調和装置に適用した例について説明したが、特にこれに限定されない。例えば、用途に応じた適切なキュリー温度を有するMCMを選定することで、冷凍機のような極低温域での用途、或いは、ある程度高温域での用途に、本発明に係る磁気ヒートポンプ装置を適用してもよい。   Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the example which applied the magnetic heat pump apparatus to air conditioners, such as home use or a motor vehicle, it is not specifically limited to this. For example, by selecting an MCM having an appropriate Curie temperature according to the application, the magnetic heat pump device according to the present invention can be applied to an application in a cryogenic temperature region such as a refrigerator or an application in a certain high temperature region. May be.

また、本実施形態では、集合体11は被覆層13によって被覆(収容)されていたが、特にこれに限定されず、当該集合体11を収容する容器を用いてもよい。   In the present embodiment, the aggregate 11 is covered (accommodated) by the coating layer 13, but is not particularly limited thereto, and a container that accommodates the aggregate 11 may be used.

また、本実施形態では、第1及び第2のMCM熱交換器10,20は、相互に同一の構成であったが、特にこれに限定されず、これらが異なる構成を有していてもよい。たとえば、第1及び第2のMCM熱交換器10,20の間で、異なる線径の線材を用いてもよい。また、複数の線材同士の撚り方、撚り方向、又は撚りピッチが、相互に異なっていてもよい。   In the present embodiment, the first and second MCM heat exchangers 10 and 20 have the same configuration, but are not particularly limited thereto, and may have different configurations. . For example, wires having different wire diameters may be used between the first and second MCM heat exchangers 10 and 20. Moreover, the twisting method, twisting direction, or twisting pitch of the plurality of wires may be different from each other.

また、本実施形態では、MCM熱交換器は、単一の集合体によって構成していたが、特にこれに限定されず、複数の集合体を当該MCM熱交換器の延在方向に沿って並設して構成してもよい。この場合、複数の集合体は、相互に同一の構成を有していてもよいし、異なる構成を有していてもよい。   In the present embodiment, the MCM heat exchanger is configured by a single assembly. However, the present invention is not particularly limited to this, and a plurality of assemblies are arranged along the extending direction of the MCM heat exchanger. It may be provided and configured. In this case, the plurality of aggregates may have the same configuration or different configurations.

なお、磁気ヒートポンプ装置を連続して使用し続けると、MCM熱交換器においては、高温側配管と連結された側が高温となり、低温側配管と連結された側低温となる温度勾配が生じる。このため、上記例においては、並設された複数の集合体のうち、高温側に位置する集合体を構成する線材は、比較的キュリー点(キュリー温度)の高い材料を採用し、低温側に位置する集合体を構成する線材は、比較的キュリー点の低い材料を採用することが好ましい。このように、MCM熱交換器における温度雰囲気に対応して異なるキュリー点の材料で構成された線材を用いることで、より効率良く磁気熱量効果を作用させることができる。   If the magnetic heat pump device is continuously used, in the MCM heat exchanger, a temperature gradient is generated in which the side connected to the high temperature side pipe becomes high temperature and the side connected to the low temperature side pipe becomes low temperature. For this reason, in the above example, the wire constituting the aggregate located on the high temperature side among the plurality of aggregates arranged in parallel employs a material having a relatively high Curie point (Curie temperature), and on the low temperature side. It is preferable to employ a material having a relatively low Curie point as the wire constituting the aggregate. As described above, the magnetocaloric effect can be applied more efficiently by using the wire made of the material having different Curie points corresponding to the temperature atmosphere in the MCM heat exchanger.

1・・・磁気ヒートポンプ装置
10・・・第1のMCM熱交換器
11・・・集合体
111・・・流路
12・・・線材
13・・・被覆層
131,132・・・第1及び第2の開口
14・・・筒状部
15・・・充填部
16・・・第1のアダプタ
161・・・第1の連結口
17・・・第2のアダプタ
171・・・第2の連結口
20・・・第2のMCM熱交換器
21・・・集合体
211・・・流路
22・・・線材
23・・・被覆層
231,232・・・第3及び第4の開口
233・・・内部空間
234・・・内周面
24・・・筒状部
25・・・充填部
26・・・第1のアダプタ
261・・・第1の連結口
27・・・第2のアダプタ
271・・・第2の連結口
30・・・ピストン
35・・・アクチュエータ
40・・・永久磁石
50・・・低温側熱交換器
60・・・高温側熱交換器
70・・・ポンプ
81〜82・・・第1〜第2の低温側配管
83〜84・・・第1〜第2の高温側配管
90…切替弁
100…樹脂押出被覆装置
110…押出機
120…クロスヘッド
130…成形金型
140…ニップル
141…挿通孔
150…ダイス
151…挿通孔
152…流路
160・・・撚合わせ装置
170・・・送出ボビン
MR…溶融樹脂
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic heat pump apparatus 10 ... 1st MCM heat exchanger 11 ... Aggregate 111 ... Flow path 12 ... Wire rod 13 ... Covering layer 131,132 ... 1st and 2nd opening 14 ... cylindrical part 15 ... filling part 16 ... 1st adapter 161 ... 1st connection port 17 ... 2nd adapter 171 ... 2nd connection Port 20 ... Second MCM heat exchanger 21 ... Aggregate 211 ... Flow path 22 ... Wire material 23 ... Coating layer 231,232 ... Third and fourth openings 233 .... Internal space 234 ... Inner peripheral surface 24 ... Cylindrical part 25 ... Filling part 26 ... First adapter 261 ... First connecting port 27 ... Second adapter 271 ... Second connection port 30 ... Piston 35 ... Actuator 40 ... Permanent magnet 50 ..Low temperature side heat exchanger 60 ... High temperature side heat exchanger 70 ... Pump 81-82 ... First and second low temperature side pipes 83-84 ... First and second high temperature side Pipe 90 ... Switching valve 100 ... Resin extrusion coating apparatus 110 ... Extruder 120 ... Cross head 130 ... Molding die 140 ... Nipple 141 ... Insertion hole 150 ... Die 151 ... Insertion hole 152 ... Channel 160 ... Twist device 170 ... Sending bobbin MR: Molten resin

Claims (6)

磁気ヒートポンプ装置に用いられる熱交換器であって、
前記熱交換器は、
複数の線材を撚り合わせて構成される集合体と、
前記集合体を収容する収容部と、を備え、
前記線材は、磁気熱量効果を有する磁気熱量効果材料から構成されている熱交換器。
A heat exchanger used in a magnetic heat pump device,
The heat exchanger is
An assembly formed by twisting a plurality of wires,
An accommodating portion for accommodating the assembly,
The said wire is a heat exchanger comprised from the magnetocaloric effect material which has a magnetocaloric effect.
請求項1に記載の熱交換器であって、
前記収容部は、
一方の端部に位置する第1の開口と、
他方の端部に位置する第2の開口と、を有しており、
前記第1の開口から前記第2の開口に向かう方向と、前記集合体の延在方向とが実質的に一致している熱交換器。
The heat exchanger according to claim 1,
The accommodating portion is
A first opening located at one end;
A second opening located at the other end,
A heat exchanger in which a direction from the first opening toward the second opening substantially coincides with an extending direction of the aggregate.
請求項1又は2に記載の熱交換器であって、
前記収容部は、
前記集合体の周囲を囲繞する筒状部と、
前記集合体の最外周に位置する前記線材と、前記筒状部と、の間に充填された充填部と、を含む熱交換器。
The heat exchanger according to claim 1 or 2,
The accommodating portion is
A cylindrical portion surrounding the periphery of the assembly;
A heat exchanger comprising: a filling portion filled between the wire located on the outermost periphery of the assembly and the cylindrical portion.
請求項1〜3のいずれか一項に記載の熱交換器であって、
前記複数の線材は、同心撚り、集合撚り、又は複合撚りにより撚り合わされている熱交換器。
It is a heat exchanger as described in any one of Claims 1-3,
The heat exchanger in which the plurality of wires are twisted together by concentric twisting, collective twisting, or composite twisting.
請求項1〜4のいずれか一項に記載の熱交換器であって、
下記(1)及び(2)式を満たす熱交換器。
1.4×10≦A≦2.25×10・・・(1)
A=P/R・・・(2)
但し、上記(2)式において、Pは前記複数の線材同士を撚り合わせる撚りピッチであり、Rは前記線材の線径である。
It is a heat exchanger as described in any one of Claims 1-4,
A heat exchanger that satisfies the following equations (1) and (2).
1.4 × 10 ≦ A ≦ 2.25 × 10 4 (1)
A = P / R (2)
However, in said (2) type | formula, P is the twist pitch which twists these wire rods, R is the wire diameter of the said wire rod.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の少なくとも一つの熱交換器と、
前記磁気熱量効果材料に磁場を印加すると共に前記磁場の大きさを変更する磁場変更手段と、
配管を介して前記熱交換器にそれぞれ接続された第1及び第2の外部熱交換器と、
前記磁場変更手段の動作に連動して前記熱交換器から前記第1又は第2の外部熱交換器に流体を供給する流体供給手段と、を備えた磁気ヒートポンプ装置。
At least one heat exchanger according to any one of claims 1 to 5;
A magnetic field changing means for applying a magnetic field to the magnetocaloric material and changing the magnitude of the magnetic field;
First and second external heat exchangers respectively connected to the heat exchanger via piping;
A fluid supply means for supplying a fluid from the heat exchanger to the first or second external heat exchanger in conjunction with the operation of the magnetic field changing means;
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