JP2020193782A - Thermomagnetic cycle device - Google Patents

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英晃 大川
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Abstract

To provide a thermomagnetic cycle device with accelerated activation.SOLUTION: In a demagnetization period DEMG, a suppression period REPR in which a flow rate FR of a medium is suppressed is provided. The suppression period REPR is provided in a reduction period MG- where a magnetic field MG decreases. In the reduction period, a magnetic calorific value effect element exerts an endothermic effect. In the suppression period, heat exchange between the magnetic heat quantity effect element and the medium is suppressed. As a result, the endothermic action decreases the temperature of the magnetic calorie effect element. By this operation, cold storage operation is executed. The cold storage operation accelerates the temperature decrease of the magnetic heat quantity effect element.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

この明細書における開示は、熱磁気サイクル装置に関する。 The disclosure herein relates to a thermomagnetic cycle device.

特許文献1は、熱磁気サイクル装置を開示する。特許文献1では、初期温度からの起動を促進している。先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。 Patent Document 1 discloses a thermomagnetic cycle device. In Patent Document 1, start-up from the initial temperature is promoted. The contents of the prior art document are incorporated by reference as an explanation of the technical elements in this specification.

特開2016−109412号公報JP-A-2016-109412

特許文献1は、往復流長を調節することにより、起動を促進している。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、熱磁気サイクル装置にはさらなる改良が求められている。 Patent Document 1 promotes activation by adjusting the reciprocating flow length. Further improvements are required of thermomagnetic cycle devices in the above-mentioned viewpoints or in other viewpoints not mentioned.

開示されるひとつの目的は、起動が促進された熱磁気サイクル装置を提供することである。 One object disclosed is to provide a thermomagnetic cycle device with accelerated activation.

ここに開示された熱磁気サイクル装置は、高温端(HT)と低温端(LT)との間に配置され、磁気熱量効果を発揮する磁気熱量効果素子(7)と、磁気熱量効果素子と熱交換する媒体(8)と、磁気熱量効果素子に外部磁場を与える励磁期間と外部磁場を除去する消磁期間とを交互に繰り返すように外部磁場の強さを周期的に変調する磁場変調装置(11)と、磁気熱量効果素子と媒体との相対的な移動を往復的に生成する熱輸送装置(21)とを備え、磁場変調装置および/または熱輸送装置は、励磁期間における磁気熱量効果素子と媒体との第1熱交換量と、消磁期間における磁気熱量効果素子と媒体との第2熱交換量とが異なるように設定されている。 The thermomagnetic cycle device disclosed herein is arranged between a high temperature end (HT) and a low temperature end (LT), and exhibits a magnetic heat effect element (7), a magnetic heat effect element, and heat. A magnetic field modulator (11) that periodically modulates the strength of the external magnetic field so as to alternately repeat the exchange medium (8), the excitation period for applying an external magnetic field to the magnetic heat effect element, and the demagnetization period for removing the external magnetic field. ) And the heat transport device (21) that reciprocally generates the relative movement between the magnetic heat effect element and the medium, and the magnetic field modulator and / or the heat transport device is the magnetic heat effect element during the excitation period. The first heat exchange amount with the medium and the second heat exchange amount between the magnetic heat quantity effect element and the medium during the demagnetization period are set to be different.

開示される熱磁気サイクル装置によると、励磁期間における磁気熱量効果素子と媒体との第1熱交換量と、消磁期間における磁気熱量効果素子と媒体との第2熱交換量とが異なる。第1熱交換量と第2熱交換量との差は、磁気熱量効果素子の温度を変化させる。よって、磁気熱量効果素子の温度変化が促進される。磁気熱量効果素子の温度変化の促進は、熱磁気サイクル装置が起動されてから、計画された熱出力が得られるまでの起動時間の短縮に貢献する。 According to the disclosed thermomagnetic cycle apparatus, the first heat exchange amount between the magnetic heat effect element and the medium during the excitation period and the second heat exchange amount between the magnetic heat effect element and the medium during the demagnetization period are different. The difference between the first heat exchange amount and the second heat exchange amount changes the temperature of the magnetic heat exchange amount effect element. Therefore, the temperature change of the magnetic heat quantity effect element is promoted. The promotion of the temperature change of the magnetic heat quantity effect element contributes to shortening the start-up time from the start-up of the thermomagnetic cycle device to the acquisition of the planned heat output.

ひとつの実施形態において、第1熱交換量は、第2熱交換量より大きい(Q1>Q2)。消磁期間に磁気熱量効果に起因して磁気熱量効果素子の温度が低下する場合、蓄冷運転が提供される。蓄冷運転は、磁気熱量効果素子の温度の低下を促進する。 In one embodiment, the first heat exchange amount is larger than the second heat exchange amount (Q1> Q2). A cold storage operation is provided when the temperature of the magnetic heat effect element drops due to the magnetic heat effect during the degaussing period. The cold storage operation promotes a decrease in the temperature of the magnetic heat quantity effect element.

ひとつの実施形態において、第1熱交換量は、第2熱交換量より小さい(Q1<Q2)。励磁期間に磁気熱量効果に起因して磁気熱量効果素子の温度が上昇する場合、蓄熱運転が提供される。蓄熱運転は、磁気熱量効果素子の温度の上昇を促進する。 In one embodiment, the first heat exchange amount is smaller than the second heat exchange amount (Q1 <Q2). A heat storage operation is provided when the temperature of the magnetic heat effect element rises due to the magnetic heat effect during the excitation period. The heat storage operation promotes an increase in the temperature of the magnetic heat quantity effect element.

この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。 The disclosed aspects of this specification employ different technical means to achieve their respective objectives. The claims and the reference numerals in parentheses described in this section exemplify the correspondence with the parts of the embodiments described later, and are not intended to limit the technical scope. The objectives, features, and effects disclosed herein will be made clearer by reference to the subsequent detailed description and accompanying drawings.

第1実施形態に係る空調装置のブロック図である。It is a block diagram of the air conditioner which concerns on 1st Embodiment. 複数のトラックを示すカムの平面図である。It is a top view of the cam which shows a plurality of tracks. 熱媒体の流れと磁場との変化を示す波形図である。It is a waveform diagram which shows the change between the flow of a heat medium and a magnetic field. MHP装置の温度分布を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature distribution of the MHP apparatus. MHP装置の温度分布を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature distribution of the MHP apparatus. 制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control process. 第2実施形態に係る熱機器のブロック図である。It is a block diagram of the thermal equipment which concerns on 2nd Embodiment. 熱媒体の流れと磁場との変化を示す波形図である。It is a waveform diagram which shows the change between the flow of a heat medium and a magnetic field. 第3実施形態に係る熱機器のブロック図である。It is a block diagram of the thermal apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 熱媒体の流れと磁場との変化を示す波形図である。It is a waveform diagram which shows the change between the flow of a heat medium and a magnetic field. 第4実施形態に係る熱機器のブロック図である。It is a block diagram of the thermal equipment which concerns on 4th Embodiment. 制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control process. MHP装置の温度変化を示す波形図である。It is a waveform figure which shows the temperature change of the MHP apparatus. 第5実施形態に係る熱機器のブロック図である。It is a block diagram of the thermal apparatus which concerns on 5th Embodiment. 第6実施形態に係る熱機器のブロック図である。It is a block diagram of the thermal apparatus which concerns on 6th Embodiment. 第7実施形態に係る熱機器のブロック図である。It is a block diagram of the thermal apparatus which concerns on 7th Embodiment. 制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control process. MHP装置の温度変化を示す波形図である。It is a waveform figure which shows the temperature change of the MHP apparatus. 第8実施形態に係る熱機器のフローチャートである。It is a flowchart of the heat equipment which concerns on 8th Embodiment. 第9実施形態のMHP装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the MHP apparatus of 9th Embodiment. 図20のXXI−XXI線における断面図である。It is sectional drawing in the XXI-XXI line of FIG. 磁場の強さと回転角とを示す波形図である。It is a waveform diagram which shows the strength of a magnetic field and the angle of rotation.

複数の実施形態が、図面を参照しながら説明される。複数の実施形態において、機能的におよび/または構造的に対応する部分および/または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および/または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。 A plurality of embodiments will be described with reference to the drawings. In a plurality of embodiments, functionally and / or structurally corresponding parts and / or associated parts may be designated with the same reference code or reference codes having a hundreds or more different digits. References can be made to the description of other embodiments for the corresponding and / or associated parts.

第1実施形態
図1は、第1実施形態に係る空調装置1を示す。空調装置1は、熱機器のひとつである。空調装置1は、磁気熱量効果型ヒートポンプ装置2(MHP:Magneto−caloric effect Heat Pump)を備える。MHP装置2は、熱磁気サイクル装置を提供する。
First Embodiment FIG. 1 shows an air conditioner 1 according to the first embodiment. The air conditioner 1 is one of the thermal devices. The air conditioner 1 includes a magnetic heat effect type heat pump device 2 (MHP: Magneto-caloric effect Heat Pump). The MHP device 2 provides a thermomagnetic cycle device.

この明細書においてヒートポンプ装置の語は広義の意味で使用される。すなわち、ヒートポンプ装置の語には、ヒートポンプ装置によって得られる冷熱を利用する装置と、ヒートポンプ装置によって得られる温熱を利用する装置との両方が含まれる。冷熱を利用する装置は、冷凍サイクル装置とも呼ばれることがある。よって、この明細書においてヒートポンプ装置の語は冷凍サイクル装置を包含する概念として使用される。 In this specification, the term heat pump device is used in a broad sense. That is, the term heat pump device includes both a device that utilizes the cold heat obtained by the heat pump device and a device that utilizes the heat obtained by the heat pump device. Devices that utilize cold heat are sometimes also called refrigeration cycle devices. Therefore, the term heat pump device is used herein as a concept that includes a refrigeration cycle device.

MHP装置2は、高温端HTと低温端LTとの間に温度差を生成するように構成されている。空調装置1は、高温熱交換器3と、低温熱交換器4とを有する。高温熱交換器3は、高温端HTに設けられている。低温熱交換器4は、低温端LTに設けられている。空調装置1は、MHP装置2から熱的出力を取り出すための機器を備える。出力機器のひとつは、MHP装置2の高温端HTに得られる高温を利用する高温熱交換器3によって提供される。高温熱交換器3は、高温端HTと、媒体、例えば空気との間の熱交換を提供する。高温熱交換器3は、主として放熱のために用いられる。高温熱交換器3は、例えば車両の室内に設置され、空調用空気と熱交換することにより空気を温める。高温熱交換器3は、高温系統の構成要素のひとつである。出力機器のひとつは、MHP装置2の低温端LTに得られる低温を利用する低温熱交換器4によって提供される。低温熱交換器4は、低温端LTと、媒体、例えば空気との間の熱交換を提供する。低温熱交換器4は、主として吸熱のために用いられる。低温熱交換器4は、例えば車両の外部に設置され、外気と熱交換する。低温熱交換器4は、低温系統の構成要素のひとつである。 The MHP device 2 is configured to generate a temperature difference between the high temperature end HT and the low temperature end LT. The air conditioner 1 has a high temperature heat exchanger 3 and a low temperature heat exchanger 4. The high temperature heat exchanger 3 is provided at the high temperature end HT. The low temperature heat exchanger 4 is provided at the low temperature end LT. The air conditioner 1 includes a device for extracting a thermal output from the MHP device 2. One of the output devices is provided by a high temperature heat exchanger 3 that utilizes the high temperature obtained at the high temperature end HT of the MHP device 2. The high temperature heat exchanger 3 provides heat exchange between the high temperature end HT and a medium such as air. The high temperature heat exchanger 3 is mainly used for heat dissipation. The high-temperature heat exchanger 3 is installed in, for example, the interior of a vehicle, and heats the air by exchanging heat with air for air conditioning. The high temperature heat exchanger 3 is one of the components of the high temperature system. One of the output devices is provided by a low temperature heat exchanger 4 that utilizes the low temperature obtained at the low temperature end LT of the MHP device 2. The cold heat exchanger 4 provides heat exchange between the cold end LT and a medium, such as air. The low temperature heat exchanger 4 is mainly used for heat absorption. The low temperature heat exchanger 4 is installed outside the vehicle, for example, and exchanges heat with the outside air. The low temperature heat exchanger 4 is one of the components of the low temperature system.

MHP装置2は、MHP装置2を駆動するための動力源5を有する。MHP装置2は、例えば、動力源5によって回転駆動される。動力源5は、MHP装置2の唯一の動力源5である。動力源5は、電動機、内燃機関など回転機器によって提供される。動力源5の一例は、車両に搭載された電池によって駆動される電動機である。 The MHP device 2 has a power source 5 for driving the MHP device 2. The MHP device 2 is rotationally driven by, for example, the power source 5. The power source 5 is the only power source 5 of the MHP device 2. The power source 5 is provided by a rotating device such as an electric motor or an internal combustion engine. An example of the power source 5 is an electric motor driven by a battery mounted on a vehicle.

MHP装置2は、ハウジング6を備える。ハウジング6は、熱輸送のための媒体が流れることができる作業室を区画形成する。ひとつの作業室は、ハウジング6の軸方向に沿って延びている。ひとつの作業室は、ハウジング6の軸方向の両方の端面において開口している。 The MHP device 2 includes a housing 6. The housing 6 partitions a working room through which a medium for heat transport can flow. One working room extends along the axial direction of the housing 6. One working room is open at both axial end faces of the housing 6.

MHP装置2は、磁気熱量効果素子(MCE:Magneto−Caloric Effect)7を備える。MCE素子7は、高温端HTと低温端LTとの間に配置されている。MCE素子7は、磁気熱量効果を発揮する。MCE素子7は、ハウジング6内に固定的に支持されている。MCE素子7は、作業室の中に位置づけられている。MCE素子7は、ハウジング6の軸方向に沿って細長く延在している。 The MHP device 2 includes a magnetic heat quantity effect element (MCE: Magneto-Caloric Effect) 7. The MCE element 7 is arranged between the high temperature end HT and the low temperature end LT. The MCE element 7 exerts a magnetic heat quantity effect. The MCE element 7 is fixedly supported in the housing 6. The MCE element 7 is positioned in the work room. The MCE element 7 extends elongated along the axial direction of the housing 6.

MHP装置2は、MCE素子7の磁気熱量効果を利用する。MHP装置2は、MCE素子7によって高温端HTと低温端LTとを生成する。MCE素子7は、高温端HTと低温端LTとの間に設けられている。 The MHP device 2 utilizes the magnetic heat effect of the MCE element 7. The MHP device 2 generates a high temperature end HT and a low temperature end LT by the MCE element 7. The MCE element 7 is provided between the high temperature end HT and the low temperature end LT.

MCE素子7は、外部磁場の強弱の変化に応答して発熱と吸熱とを生じる。MCE素子7は、外部磁場の印加により発熱し、外部磁場の除去により吸熱する。MCE素子7は、外部磁場が印加されることによって電子スピンが磁場方向に揃うと、磁気エントロピーが減少し、熱を放出することによって温度が上昇する。また、MCE素子7は、外部磁場が除去されることによって電子スピンが乱雑になると、磁気エントロピーが増加し、熱を吸収することによって温度が低下する。MCE素子7は、常温域において高い磁気熱量効果を発揮する磁性体によって作られている。例えば、ガドリニウム系材料、またはランタン−鉄−シリコン化合物を用いることができる。また、マンガン、鉄、リンおよびゲルマニウムの混合物を用いることができる。MCE素子7には、外部磁場の印加により吸熱し、外部磁場の除去により発熱する素子を利用してもよい。 The MCE element 7 generates heat and endothermic in response to a change in the strength of the external magnetic field. The MCE element 7 generates heat when an external magnetic field is applied, and absorbs heat when the external magnetic field is removed. When the electron spins of the MCE element 7 are aligned in the magnetic field direction by applying an external magnetic field, the magnetic entropy decreases and the temperature of the MCE element 7 rises by releasing heat. Further, when the electron spin of the MCE element 7 becomes disordered due to the removal of the external magnetic field, the magnetic entropy increases and the temperature of the MCE element 7 decreases by absorbing heat. The MCE element 7 is made of a magnetic material that exhibits a high magnetic heat effect in the normal temperature range. For example, a gadolinium-based material or a lanthanum-iron-silicon compound can be used. In addition, a mixture of manganese, iron, phosphorus and germanium can be used. As the MCE element 7, an element that absorbs heat by applying an external magnetic field and generates heat by removing the external magnetic field may be used.

MCE素子7は、直列的に接続された複数の部分素子を有する。MCE素子7は、カスケード接続されており、カスケード接続素子とも呼ばれる。複数の部分素子は、互いに異なる温度帯において高い効率で磁気熱量効果を発揮する。複数の部分素子は、高温端HTと低温端LTとの間における温度差を分担するように配列されている。 The MCE element 7 has a plurality of partial elements connected in series. The MCE element 7 is cascade-connected and is also called a cascade connection element. The plurality of partial elements exert a magnetic heat quantity effect with high efficiency in different temperature zones. The plurality of partial elements are arranged so as to share the temperature difference between the high temperature end HT and the low temperature end LT.

MCE素子7は、熱輸送を担う媒体8と熱交換するように配置されている。言い換えると、媒体8は、MCE素子7と熱交換する。媒体8は、作業室を満たしている。媒体8は、熱を蓄え、熱を輸送する蓄熱要素を提供する。MCE素子7は、媒体8の流れ方向に沿って長く配置されている。媒体8は一次媒体と呼ばれる。一次媒体は、不凍液、水、油などの流体によって提供することができる。ハウジング6とMCE素子7とは、素子ベッドを提供する。 The MCE element 7 is arranged so as to exchange heat with the medium 8 responsible for heat transport. In other words, the medium 8 exchanges heat with the MCE element 7. The medium 8 fills the working room. The medium 8 provides a heat storage element that stores heat and transports heat. The MCE element 7 is arranged long along the flow direction of the medium 8. The medium 8 is called a primary medium. The primary medium can be provided by a fluid such as antifreeze, water, oil. The housing 6 and the MCE element 7 provide an element bed.

MHP装置2は、MCE素子7をAMR(Active Magnetic Refrigeration)サイクルの素子として機能させるための磁場変調装置11(MGMD)と熱輸送装置21(THMD)とを備える。磁場変調装置11は、磁力源を備える。磁力源は、永久磁石、または、電磁石、または、永久磁石と電磁石との組合せによって提供可能である。 The MHP device 2 includes a magnetic field modulation device 11 (MGMD) and a heat transport device 21 (THMD) for making the MCE element 7 function as an element of an AMR (Active Magnetic Refrigeration) cycle. The magnetic field modulator 11 includes a magnetic force source. The magnetic force source can be provided by a permanent magnet, or an electromagnet, or a combination of a permanent magnet and an electromagnet.

磁場変調装置11は、周期的に変動する磁場をMCE素子7に与える。MCE素子7は、磁場の中に配置され、磁気熱量効果を発揮する。磁場変調装置11は、MCE素子7に外部磁場を与えるとともに、その外部磁場の強さを増減させる。磁場変調装置11は、MCE素子7を強い磁界内に置く励磁状態と、MCE素子7を弱い磁界内またはゼロ磁界内に置く消磁状態とを周期的に切換える。磁場変調装置11は、MCE素子7と磁力源との間の距離を周期的に変化させる可動機構を含む。可動機構は、MCE素子7、または磁力源のいずれか一方を他方に対して移動させる。磁場変調装置11は、MCE素子7に外部磁場を与える励磁期間MGPRと、外部磁場を除去する消磁期間DEMGとを交互に繰り返すように外部磁場の強さを周期的に変調する。 The magnetic field modulator 11 gives the MCE element 7 a magnetic field that fluctuates periodically. The MCE element 7 is arranged in a magnetic field and exerts a magnetic heat quantity effect. The magnetic field modulator 11 applies an external magnetic field to the MCE element 7 and increases or decreases the strength of the external magnetic field. The magnetic field modulator 11 periodically switches between an exciting state in which the MCE element 7 is placed in a strong magnetic field and a degaussing state in which the MCE element 7 is placed in a weak magnetic field or a zero magnetic field. The magnetic field modulator 11 includes a movable mechanism that periodically changes the distance between the MCE element 7 and the magnetic force source. The movable mechanism moves either the MCE element 7 or the magnetic force source with respect to the other. The magnetic field modulator 11 periodically modulates the strength of the external magnetic field so that the excitation period MGPR that applies an external magnetic field to the MCE element 7 and the degaussing period DEMG that removes the external magnetic field are alternately repeated.

図3において、波形MGは、磁場を示す。磁場変調装置11は、励磁期間MGPR、および消磁期間DEMGを周期的に繰り返すように外部磁場を変調する。励磁期間MGPRは、MCE素子7が強い外部磁場の中に置かれる期間である。励磁期間MGPRは、磁場の強さが増加する増加期間MG+を含む。増加期間MG+は、時刻t1においてはじまり、時刻t2において終了する。励磁期間MGPRは、磁場が強い状態に飽和している飽和期間を含む。消磁期間DEMGは、MCE素子7が励磁期間より弱い外部磁場の中に置かれる期間である。消磁期間DEMGは、磁場の強さが減少する減少期間MG−を含む。減少期間MG−は、時刻t3においてはじまり、時刻t4において終了する。消磁期間DEMGは、磁場が弱い状態に飽和している飽和期間を含む。この実施形態では、励磁期間MGPRと消磁期間DEMGとは等しい。増加期間MG+と減少期間MG−とは、等しい。これに代えて、励磁期間MGPRと消磁期間DEMGとの間に差があってもよい。増加期間MG+と減少期間MG−との間に差があってもよい。 In FIG. 3, the waveform MG shows a magnetic field. The magnetic field modulator 11 modulates the external magnetic field so as to periodically repeat the excitation period MGPR and the degaussing period DEMG. The excitation period MGPR is the period during which the MCE element 7 is placed in a strong external magnetic field. The excitation period MGPR includes an increasing period MG + in which the strength of the magnetic field increases. The increase period MG + starts at time t1 and ends at time t2. The excitation period MGPR includes a saturation period in which the magnetic field is saturated in a strong state. The degaussing period DEMG is a period in which the MCE element 7 is placed in an external magnetic field weaker than the excitation period. The degaussing period DEMG includes a decreasing period MG- in which the strength of the magnetic field decreases. The reduction period MG- begins at time t3 and ends at time t4. The degaussing period DEMG includes a saturation period in which the magnetic field is saturated in a weak state. In this embodiment, the excitation period MGPR and the degaussing period DEMG are equal. The increase period MG + and the decrease period MG- are equal. Instead, there may be a difference between the excitation period MGPR and the degaussing period DEMG. There may be a difference between the increasing period MG + and the decreasing period MG-.

図1に戻り、熱輸送装置21は、MCE素子7と媒体8との相対的な移動を往復的に生成する。熱輸送装置21は、MCE素子7と熱交換する媒体8をMCE素子7に沿って往復的に流す装置である。熱輸送装置21は、媒体8を磁場の変動に同期して往復的に流す。熱輸送装置21は、MCE素子7の磁気熱量効果による発熱と吸熱とに同期して、媒体8を軸方向(図示の左右方向)に移動させる。熱輸送装置21は、MCE素子7と媒体8との間に、相対的な、往復移動を生じさせる。この実施形態では、往復移動は、媒体8の往復流によって実現されている。高温熱交換器3および低温熱交換器4を流れる媒体は、媒体8である。高温熱交換器3および低温熱交換器4を流れる媒体は、媒体8と熱交換する二次媒体でもよい。 Returning to FIG. 1, the heat transport device 21 reciprocally generates a relative movement between the MCE element 7 and the medium 8. The heat transport device 21 is a device that reciprocally flows a medium 8 that exchanges heat with the MCE element 7 along the MCE element 7. The heat transport device 21 reciprocates the medium 8 in synchronization with the fluctuation of the magnetic field. The heat transport device 21 moves the medium 8 in the axial direction (horizontal direction in the drawing) in synchronization with heat generation and endothermic heat due to the magnetic heat quantity effect of the MCE element 7. The heat transport device 21 causes a relative reciprocating movement between the MCE element 7 and the medium 8. In this embodiment, the reciprocating movement is realized by the reciprocating flow of the medium 8. The medium flowing through the high temperature heat exchanger 3 and the low temperature heat exchanger 4 is the medium 8. The medium flowing through the high temperature heat exchanger 3 and the low temperature heat exchanger 4 may be a secondary medium that exchanges heat with the medium 8.

熱輸送装置21は、媒体8を圧送するポンプ31を含む。熱輸送装置21は、往復流を提供する容積型のポンプ31を備える。図示されるポンプ31は、相補的に駆動される複数のピストンによって媒体8の往復流を生成する。熱輸送装置21は、複数のピストンを駆動するためのリンク機構32とカム機構33とを備える。カム機構33は、動力源5から供給される回転力を往復運動に変換する変換器を提供する。リンク機構32は、カム機構33から供給される往復運動を複数のピストンに伝達する。カム機構33は、カムフォロワ41と、カムロータ42とを有する。カムフォロワ41は、カムロータ42に形成されているカムプロファイル43に沿って移動する。カムプロファイル43は、複数のトラックを含む。カムフォロワ41は、複数のトラックを選択するように構成されている。言い換えると、カムフォロワ41は、複数のトラックを切替可能に構成されている。 The heat transport device 21 includes a pump 31 that pumps the medium 8. The heat transport device 21 includes a positive displacement pump 31 that provides reciprocating flow. The illustrated pump 31 produces a reciprocating flow of the medium 8 by a plurality of complementaryly driven pistons. The heat transport device 21 includes a link mechanism 32 and a cam mechanism 33 for driving a plurality of pistons. The cam mechanism 33 provides a converter that converts the rotational force supplied from the power source 5 into reciprocating motion. The link mechanism 32 transmits the reciprocating motion supplied from the cam mechanism 33 to the plurality of pistons. The cam mechanism 33 has a cam follower 41 and a cam rotor 42. The cam follower 41 moves along the cam profile 43 formed on the cam rotor 42. The cam profile 43 includes a plurality of tracks. The cam follower 41 is configured to select a plurality of tracks. In other words, the cam follower 41 is configured so that a plurality of tracks can be switched.

図2において、カムプロファイル43における2つのトラック44、45が示されている。2つのトラック44、45は、同心状に形成されている。カムフォロワ41は、トラック44、または、トラック45を選択可能である。トラック44は、上昇行程と下降行程とが対称な第1のカムストローク波形を生成する。トラック45は、上昇行程と下降行程とが非対称な第2のカムストローク波形を生成する。第1のカムストローク波形と、第2のカムストローク波形とは、媒体8の異なる流れ波形を生成する。言い換えると、第2のカムストローク波形が生成する第2の流れ波形は、第1のカムストローク波形が生成する第1の流れ波形とは、異なる。第1の流れ波形、および、第2の流れ波形は、MCE素子7に、蓄熱、または、蓄冷を生じさせる。第2の流れ波形がMCE素子7に与える蓄熱量、または、蓄冷量は、第1の流れ波形がMCE素子7に与える蓄熱量、または、蓄冷量より多い。MHP装置2は、この蓄熱量、または、蓄冷量の差を、起動の促進、すなわち起動時間の短縮に利用する。 In FIG. 2, two tracks 44, 45 in the cam profile 43 are shown. The two tracks 44, 45 are formed concentrically. The cam follower 41 can select the track 44 or the track 45. The track 44 generates a first cam stroke waveform in which the ascending stroke and the descending stroke are symmetrical. The track 45 generates a second cam stroke waveform in which the ascending stroke and the descending stroke are asymmetrical. The first cam stroke waveform and the second cam stroke waveform generate different flow waveforms of the medium 8. In other words, the second flow waveform generated by the second cam stroke waveform is different from the first flow waveform generated by the first cam stroke waveform. The first flow waveform and the second flow waveform cause the MCE element 7 to store heat or cool. The heat storage amount or cold storage amount given to the MCE element 7 by the second flow waveform is larger than the heat storage amount or cold storage amount given to the MCE element 7 by the first flow waveform. The MHP device 2 utilizes this difference in the amount of heat storage or the amount of cold storage to promote startup, that is, to shorten the startup time.

図1に戻り、熱輸送装置21は、トラック44、または、トラック45を選択するようにカムフォロワ41の位置を制御する切替器(SW)34を備える。切替器34は、電動機、サーボモータによって提供可能である。 Returning to FIG. 1, the heat transport device 21 includes a switch (SW) 34 that controls the position of the cam follower 41 so as to select the track 44 or the track 45. The switch 34 can be provided by an electric motor and a servomotor.

MHP装置2は、制御装置(CTR)35を備える。制御装置35は、少なくとも動力源5を制御する。制御装置35は、動力源5による回転数を制御する。制御装置35は、切替器34を制御する。加えて、制御装置35は、空調装置1としての機能を制御する。制御装置35は、例えば、高温熱交換器3および/または低温熱交換器4への送風量を制御する。 The MHP device 2 includes a control device (CTR) 35. The control device 35 controls at least the power source 5. The control device 35 controls the rotation speed by the power source 5. The control device 35 controls the switch 34. In addition, the control device 35 controls the function as the air conditioner 1. The control device 35 controls, for example, the amount of air blown to the high temperature heat exchanger 3 and / or the low temperature heat exchanger 4.

制御装置35は、電子制御装置(Electronic Control Unit)である。制御装置35は、熱磁気サイクル装置のための制御システムを提供する。制御システムは、少なくともひとつの演算処理装置(CPU)と、プログラムとデータとを記憶する記憶媒体としての少なくともひとつのメモリ装置とを有する。制御システムは、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供されうる。制御システムは、ひとつのコンピュータ、またはデータ通信装置によってリンクされた一組のコンピュータ資源によって提供されうる。プログラムは、制御システムによって実行されることによって、制御システムをこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される方法を実行するように制御システムを機能させる。 The control device 35 is an electronic control unit (Electronic Control Unit). The control device 35 provides a control system for the thermomagnetic cycle device. The control system has at least one arithmetic processing unit (CPU) and at least one memory device as a storage medium for storing programs and data. The control system is provided by a microcomputer with a computer-readable storage medium. A storage medium is a non-transitional substantive storage medium that stores a computer-readable program non-temporarily. The storage medium may be provided by a semiconductor memory, a magnetic disk, or the like. The control system may be provided by a single computer, or a set of computer resources linked by a data communication device. By being executed by the control system, the program causes the control system to function as a device described herein and to perform the methods described herein.

制御システムが提供する手段および/または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御システムは、if−then−else形式と呼ばれるロジック、または機械学習によってチューニングされたニューラルネットワークによって提供することができる。代替的に、例えば、制御システムがハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。 The means and / or functions provided by the control system can be provided by the software recorded in the substantive memory device and the computer, software only, hardware only, or a combination thereof that executes the software. For example, the control system can be provided by a logic called if-then-else form, or a neural network tuned by machine learning. Alternatively, for example, if the control system is provided by electronic circuits that are hardware, it can be provided by digital or analog circuits that include multiple logic circuits.

この明細書における制御装置は、電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)とも呼ばれる場合がある。制御装置、または制御システムは、(a)if−then−else形式と呼ばれる複数の論理としてのアルゴリズム、または(b)機械学習によってチューニングされた学習済みモデル、例えばニューラルネットワークとしてのアルゴリズムによって提供される。 The control device in this specification may also be referred to as an electronic control device (ECU: Electronic Control Unit). The control device or control system is provided by (a) an algorithm as multiple logics called if-then-else form, or (b) a trained model tuned by machine learning, for example, an algorithm as a neural network. ..

制御装置は、少なくともひとつのコンピュータを含む制御システムによって提供される。制御システムは、データ通信装置によってリンクされた複数のコンピュータを含む場合がある。コンピュータは、ハードウェアである少なくともひとつのプロセッサ(ハードウェアプロセッサ)を含む。ハードウェアプロセッサは、下記(i)、(ii)、または(iii)により提供することができる。 The control device is provided by a control system that includes at least one computer. The control system may include multiple computers linked by data communication equipment. A computer includes at least one processor (hardware processor) which is hardware. The hardware processor can be provided by (i), (ii), or (iii) below.

(i)ハードウェアプロセッサは、少なくともひとつのメモリに格納されたプログラムを実行する少なくともひとつのプロセッサコアである場合がある。この場合、コンピュータは、少なくともひとつのメモリと、少なくともひとつのプロセッサコアとによって提供される。プロセッサコアは、CPU:Central Processing Unit、GPU:Graphics Processing Unit、RISC−CPUなどと呼ばれる。メモリは、記憶媒体とも呼ばれる。メモリは、プロセッサによって読み取り可能な「プログラムおよび/またはデータ」を非一時的に格納する非遷移的かつ実体的な記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリ、磁気ディスク、または光学ディスクなどによって提供される。プログラムは、それ単体で、またはプログラムが格納された記憶媒体として流通する場合がある。 (I) The hardware processor may be at least one processor core that executes a program stored in at least one memory. In this case, the computer is provided by at least one memory and at least one processor core. The processor core is called a CPU: Central Processing Unit, a GPU: Graphics Processing Unit, RISC-CPU, or the like. Memory is also called a storage medium. Memory is a non-transitional and substantive storage medium that non-temporarily stores "programs and / or data" that can be read by a processor. The storage medium is provided by a semiconductor memory, a magnetic disk, an optical disk, or the like. The program may be distributed by itself or as a storage medium in which the program is stored.

(ii)ハードウェアプロセッサは、ハードウェア論理回路である場合がある。この場合、コンピュータは、プログラムされた多数の論理ユニット(ゲート回路)を含むデジタル回路によって提供される。デジタル回路は、ロジック回路アレイ、例えば、ASIC:Application−Specific Integrated Circuit、FPGA:Field Programmable Gate Array、SoC:System on a Chip、PGA:Programmable Gate Array、CPLD:Complex Programmable Logic Deviceなどとも呼ばれる。デジタル回路は、プログラムおよび/またはデータを格納したメモリを備える場合がある。コンピュータは、アナログ回路によって提供される場合がある。コンピュータは、デジタル回路とアナログ回路との組み合わせによって提供される場合がある。 (Ii) The hardware processor may be a hardware logic circuit. In this case, the computer is provided by a digital circuit that includes a large number of programmed logic units (gate circuits). The digital circuit is a logic circuit array, for example, ASIC: Application-Specific Integrated Circuit, FPGA: Field Programmable Gate Array, SoC: System on a Chip, PGA: Programmable Cable. Digital circuits may include memory for storing programs and / or data. Computers may be provided by analog circuits. Computers may be provided by a combination of digital and analog circuits.

(iii)ハードウェアプロセッサは、上記(i)と上記(ii)との組み合わせである場合がある。(i)と(ii)とは、異なるチップの上、または共通のチップの上に配置される。これらの場合、(ii)の部分は、アクセラレータとも呼ばれる。 (Iii) The hardware processor may be a combination of the above (i) and the above (ii). (I) and (ii) are arranged on different chips or on a common chip. In these cases, the part (ii) is also called an accelerator.

制御装置と信号源と制御対象物とは、多様な要素を提供する。それらの要素の少なくとも一部は、ブロック、モジュール、またはセクションと呼ぶことができる。さらに、制御システムに含まれる要素は、意図的な場合にのみ、機能的な手段と呼ばれる。 Control devices, signal sources, and controlled objects provide various elements. At least some of those elements can be called blocks, modules, or sections. Moreover, the elements contained in the control system are called functional means only when intentionally.

この開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。代替的に、この開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。代替的に、この開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリーと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。 The controls and methods thereof described in this disclosure are realized by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. May be done. Alternatively, the controls and methods thereof described in this disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits. Alternatively, the controls and techniques described in this disclosure include a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor composed of one or more hardware logic circuits. It may be realized by one or more dedicated computers configured by a combination. Further, the computer program may be stored in a computer-readable non-transitional tangible recording medium as an instruction executed by the computer.

図3において、MHP装置2の複数の部位の作動を示す波形図が図示されている。カムプロファイル43は、カムフォロワ41のストロークSTを規定する。トラック44は、カムフォロワ41のストロークST44を提供する。トラック45は、カムフォロワ41のストロークST45を提供する。ストロークSTは、リンク機構32によってポンプ31に伝達される。ポンプ31は、媒体8の往復流を提供する。ストロークSTは、流量FRを規定する。 In FIG. 3, a waveform diagram showing the operation of a plurality of parts of the MHP device 2 is shown. The cam profile 43 defines the stroke ST of the cam follower 41. The track 44 provides the stroke ST44 of the cam follower 41. The track 45 provides the stroke ST45 of the cam follower 41. The stroke ST is transmitted to the pump 31 by the link mechanism 32. The pump 31 provides a reciprocating flow of the medium 8. The stroke ST defines the flow rate FR.

ストロークST44は、破線で示される流量波形FR44を生み出す。流量波形FR44は、励磁期間MGPRにおいて媒体8を一方向に流し、消磁期間DEMGにおいて媒体8を他方向に流す。一方向は、低温端LTから高温端HTに向かう方向である。他方向は、高温端HTから低温端LTに向かう方向である。流量波形FR44は、通常運転モードにおいて提供される。通常運転モードにおいては、磁場波形と流量波形との両方が、一周期の中において対称に変化する。通常運転モードは、等温サイクルモード、または、断熱サイクルモードとも呼ばれる。 The stroke ST44 produces the flow rate waveform FR44 shown by the dashed line. The flow rate waveform FR44 causes the medium 8 to flow in one direction during the excitation period MGPR, and the medium 8 to flow in the other direction during the degaussing period DEMG. One direction is from the low temperature end LT to the high temperature end HT. The other direction is from the high temperature end HT to the low temperature end LT. The flow rate waveform FR44 is provided in the normal operating mode. In the normal operation mode, both the magnetic field waveform and the flow rate waveform change symmetrically in one cycle. The normal operation mode is also called an isothermal cycle mode or an adiabatic cycle mode.

図4において、流量波形FR44による起動時の温度分布が図示されている。横軸はMCE素子7のカスケード接続方向の長さLを示す。縦軸は、MCE素子7の温度TEMPを示す。MHP装置2の起動時を考える。MHP装置2の温度は、起動前において、初期温度Tiに安定しているものとする。初期温度Tiは、外気温度でもある。起動時において、MHP装置2の温度分布は、破線で示されるように初期温度Tiに安定しているものと仮定する。 In FIG. 4, the temperature distribution at the time of starting by the flow rate waveform FR44 is shown. The horizontal axis represents the length L of the MCE element 7 in the cascade connection direction. The vertical axis shows the temperature TEMP of the MCE element 7. Consider the startup of the MHP device 2. It is assumed that the temperature of the MHP device 2 is stable at the initial temperature Ti before starting. The initial temperature Ti is also the outside air temperature. At startup, it is assumed that the temperature distribution of the MHP device 2 is stable at the initial temperature Ti as shown by the broken line.

流量波形FR44によってMHP装置2が起動された場合の温度変化を考える。MHP装置2が外気温度の中に長期間にわたって放置された後の起動を考える。まず、初期温度Tiにおいて磁気熱量効果を発揮する初期部分素子が発熱と吸熱とを繰り返す。これにより、初期部分素子において温度勾配が生成される。MHP装置2の運転が継続すると、温度勾配の範囲が広がる。磁気熱量効果を発揮する部分素子の数が増加する。 Consider the temperature change when the MHP device 2 is started by the flow rate waveform FR44. Consider activation after the MHP device 2 has been left in the outside air temperature for a long period of time. First, the initial partial element that exerts the magnetic heat quantity effect at the initial temperature Ti repeats heat generation and endothermic. As a result, a temperature gradient is generated in the initial partial element. As the operation of the MHP device 2 continues, the range of the temperature gradient expands. The number of partial elements that exert the magnetic heat effect is increased.

さらに、MCE素子7には、MCE素子7に起因する発熱と吸熱に加えて、外乱的な熱が加えられる。外乱的な熱には、例えば、MHP装置2の熱容量、動力源5の発熱、電気回路の発熱などが含まれる。外乱的な熱は、低温端LTへ向かう方向における温度勾配の成長を妨げる。外乱的な熱は、高温端HTへ向かう方向における温度勾配の成長を支援する。この結果、温度勾配が成長する起動期間においては、温度勾配が高温端HTへ向けて延びる速度は、温度勾配が低温端LTへ向けて延びる速度より速い。言い換えると、起動期間においては、初期温度Tiから高温端HTに向けて広がる温度上昇幅dTh44は、初期温度Tiから低温端LTに向けて広がる温度低下幅dTc44より大きい(dTh44>dTc44)。別の観点では、起動期間においては、初期部分素子から高温端HTに向けて広がる活性化長さは、初期部分素子から低温端LTに向けて広がる活性化長さより長い。流量波形FR44では、MHP装置2の高温端HTと低温端LTとの両方が計画温度TH、TLに到達するために、長時間を要する。言い換えると、流量波形FR44では、起動時間が長い。 Further, external heat is applied to the MCE element 7 in addition to the heat generation and endothermic heat caused by the MCE element 7. Disturbing heat includes, for example, the heat capacity of the MHP device 2, the heat generated by the power source 5, the heat generated by the electric circuit, and the like. Disturbing heat impedes the growth of the temperature gradient towards the cold end LT. Disturbing heat supports the growth of the temperature gradient towards the hot end HT. As a result, during the start-up period when the temperature gradient grows, the rate at which the temperature gradient extends toward the high temperature end HT is faster than the rate at which the temperature gradient extends toward the low temperature end LT. In other words, during the start-up period, the temperature rise width dTh44 extending from the initial temperature Ti toward the high temperature end HT is larger than the temperature decrease width dTc44 spreading from the initial temperature Ti toward the low temperature end LT (dTh44> dTc44). From another point of view, in the activation period, the activation length extending from the initial partial element toward the high temperature end HT is longer than the activation length extending from the initial partial element toward the low temperature end LT. In the flow rate waveform FR44, it takes a long time for both the high temperature end HT and the low temperature end LT of the MHP device 2 to reach the planned temperatures TH and TL. In other words, the flow rate waveform FR44 has a long start-up time.

多くの空調装置1およびMHP装置2は、低温端LTにおいて出力される冷熱を利用する。冷熱の温度は外気温度より低い。このため、初期温度Tiと高温端HTの計画温度THとの差(TH−Ti)は、初期温度Tiと低温端LTの計画温度TLとの差(Ti−TL)より小さい(TH−Ti<Ti−TL)。このようなMHP装置2の使用温度条件も、流量波形FR44による起動時間の長さを顕著なものとする。 Many air conditioners 1 and MHP devices 2 utilize the cold heat output at the cold end LT. The temperature of cold heat is lower than the temperature of the outside air. Therefore, the difference (TH-Ti) between the initial temperature Ti and the planned temperature TH at the high temperature end HT is smaller than the difference (Ti-TL) between the initial temperature Ti and the planned temperature TL at the low temperature end LT (TH-Ti < Ti-TL). The operating temperature condition of the MHP device 2 also makes the length of the start-up time according to the flow rate waveform FR44 remarkable.

図3に戻り、ストロークST45は、実線で示される流量波形FR45を生み出す。流量波形FR45は、励磁期間MGPRにおいて媒体8を一方向に流し、消磁期間DEMGにおいて媒体8を他方向に流す。流量波形FR45は、促進運転モードにおいて提供される。促進運転モードにおいては、磁場波形、または、流量波形、または、磁場波形と流量波形との両方が、一周期の中において非対称に変化する。 Returning to FIG. 3, the stroke ST45 produces the flow rate waveform FR45 shown by the solid line. The flow rate waveform FR45 causes the medium 8 to flow in one direction during the excitation period MGPR and the medium 8 to flow in the other direction during the degaussing period DEMG. The flow rate waveform FR45 is provided in the accelerated operation mode. In the accelerated operation mode, the magnetic field waveform, the flow rate waveform, or both the magnetic field waveform and the flow rate waveform change asymmetrically in one cycle.

ただし、流量波形FR45は、消磁期間DEMGにおいて媒体8の流量を抑制した抑制期間REPRを有する。流量波形FR45の最大流量FR45mは、流量波形FR44の最大流量FR44mより大きい。抑制期間REPRにおける流量は、消磁期間DEMGの残余の期間における流量より小さい。この実施形態では、消磁期間DEMGの残余の期間における流量は、最大流量FR45mである。抑制期間REPRにおける流量は、流量波形FR45の最大流量FR45mより小さい。この実施形態では、抑制期間REPRにおける流量は、0(ゼロ)である。流量波形FR44が提供する流量積算値と、流量波形FR45が提供する流量積算値とは等しく設定されている。 However, the flow rate waveform FR45 has a suppression period REPR in which the flow rate of the medium 8 is suppressed in the degaussing period DEMG. The maximum flow rate FR45m of the flow rate waveform FR45 is larger than the maximum flow rate FR44m of the flow rate waveform FR44. The flow rate during the suppression period REPR is smaller than the flow rate during the residual period of the degaussing period DEMG. In this embodiment, the flow rate during the residual period of the degaussing period DEMG is the maximum flow rate FR45 m. The flow rate in the suppression period REPR is smaller than the maximum flow rate FR45m of the flow rate waveform FR45. In this embodiment, the flow rate during the suppression period REPR is 0 (zero). The flow rate integrated value provided by the flow rate waveform FR44 and the flow rate integrated value provided by the flow rate waveform FR45 are set to be equal.

抑制期間REPRは、消磁期間DEMGの初期に設けられている。抑制期間REPRは、減少期間MG−と少なくとも部分的に重複するように設けられている。この実施形態では、抑制期間REPRは、減少期間MG−と完全に重複している。抑制期間REPRは、時刻t3においてはじまり、時刻t4において終了する。 The suppression period REPR is provided at the beginning of the degaussing period DEMG. The suppression period REPR is provided so as to at least partially overlap the reduction period MG-. In this embodiment, the suppression period REPR completely overlaps with the reduction period MG-. The suppression period REPR starts at time t3 and ends at time t4.

抑制期間REPRにおいて、MCE素子7に加えられる外部磁場は除去される。抑制期間REPRにおいて、MCE素子7の温度が低下する。特に、減少期間MG−において、MCE素子7に加えられる外部磁場は除去される。減少期間MG−において、MCE素子7の温度が低下する。抑制期間REPRにおいて、MCE素子7の低い温度は、媒体8に持ち去られることなく、MCE素子7の温度を低下させるように作用する。言い換えると、MCE素子7は、蓄冷する。さらに、抑制期間REPRの後に続く最大流量FR45mの期間は、MCE素子7と媒体8との熱交換効率を低下させる場合がある。この場合、抑制期間REPRにおける蓄冷が維持されやすい。 During the suppression period REPR, the external magnetic field applied to the MCE element 7 is removed. During the suppression period REPR, the temperature of the MCE element 7 decreases. In particular, during the reduction period MG-, the external magnetic field applied to the MCE element 7 is removed. During the reduction period MG-, the temperature of the MCE element 7 decreases. In the suppression period REPR, the low temperature of the MCE element 7 acts to lower the temperature of the MCE element 7 without being carried away to the medium 8. In other words, the MCE element 7 stores cold. Further, the period of the maximum flow rate FR45 m following the suppression period REPR may reduce the heat exchange efficiency between the MCE element 7 and the medium 8. In this case, cold storage during the suppression period REPR is likely to be maintained.

よって、熱輸送装置21は、消磁期間DEMGにおいてMCE素子7と媒体8との熱交換量を抑制する抑制期間REPRを有する。熱輸送装置21は、消磁期間DEMGの初期において媒体8の流れを停止することにより抑制期間REPRを提供する。この結果、熱輸送装置21は、第1熱交換量Q1が第2熱交換量Q2より大きく(Q1>Q2)なるように設定されている。熱輸送装置21は、第1熱交換量Q1と第2熱交換量Q2とが等しい(Q1=Q2)通常運転モードを有している。さらに、熱輸送装置21は、促進運転モードと、通常運転モードとに切り替え可能に構成されている。 Therefore, the heat transport device 21 has a suppression period REPR that suppresses the amount of heat exchange between the MCE element 7 and the medium 8 during the degaussing period DEMG. The heat transport device 21 provides a suppression period REPR by stopping the flow of the medium 8 in the early stages of the degaussing period DEMG. As a result, the heat transport device 21 is set so that the first heat exchange amount Q1 is larger than the second heat exchange amount Q2 (Q1> Q2). The heat transport device 21 has a normal operation mode in which the first heat exchange amount Q1 and the second heat exchange amount Q2 are equal (Q1 = Q2). Further, the heat transport device 21 is configured to be switchable between a accelerated operation mode and a normal operation mode.

図5において、流量波形FR45による起動時の温度分布が図示されている。条件は、図4と同じである。流量波形FR45によってMHP装置2が起動された場合の温度変化を考える。 In FIG. 5, the temperature distribution at the time of starting by the flow rate waveform FR45 is shown. The conditions are the same as in FIG. Consider the temperature change when the MHP device 2 is started by the flow rate waveform FR45.

流量波形FR45が提供される場合も、温度勾配は、徐々に広がる。さらに、MCE素子7には、外乱的な熱が加えられる。さらに、流量波形FR45では、MCE素子7は蓄冷する。この蓄冷に起因する温度低下は、外乱的な熱に起因する温度上昇を少なくとも部分的に相殺する。蓄冷に起因する温度低下は、高温端HTへ向かう方向における温度勾配の成長を妨げる。蓄冷に起因する温度低下は、低温端LTへ向かう方向における温度勾配の成長を支援する。 The temperature gradient also gradually widens when the flow waveform FR45 is provided. Further, ambient heat is applied to the MCE element 7. Further, in the flow rate waveform FR45, the MCE element 7 stores cold. The temperature drop due to this cold storage at least partially offsets the temperature rise due to the disturbance heat. The temperature drop due to cold storage hinders the growth of the temperature gradient in the direction toward the high temperature end HT. The temperature drop due to cold storage supports the growth of the temperature gradient in the direction towards the cold end LT.

MCE素子7に蓄冷に起因する温度低下が与えられることにより、低温端LTへ向かう方向における温度勾配の成長が支援される。この場合、温度勾配の高温方向への成長速度は、温度勾配の低温方向への成長速度を依然として上回る場合がある。それでも、流量波形FR45により生成される温度勾配の低温方向への成長速度は、流量波形FR44により生成される温度勾配の低温方向への成長速度より大きい。この結果、流量波形FR45により、起動時間が短縮される。 By giving the MCE element 7 a temperature drop due to cold storage, the growth of the temperature gradient in the direction toward the low temperature end LT is supported. In this case, the growth rate of the temperature gradient in the high temperature direction may still exceed the growth rate of the temperature gradient in the low temperature direction. Nevertheless, the growth rate of the temperature gradient generated by the flow waveform FR45 in the low temperature direction is higher than the growth rate of the temperature gradient generated by the flow waveform FR44 in the low temperature direction. As a result, the flow rate waveform FR45 shortens the start-up time.

望ましい形態では、温度勾配の高温方向への成長速度は、温度勾配の低温方向への成長速度と拮抗する場合がある。2つの成長速度は、等しくなる場合がある。例えば、起動期間において、温度上昇幅dTh45は、温度低下幅dTc45と等しい(dTh45=dTc45)。この場合、起動時間が明確に短縮される。 In the preferred form, the growth rate of the temperature gradient in the high temperature direction may antagonize the growth rate of the temperature gradient in the low temperature direction. The two growth rates may be equal. For example, during the start-up period, the temperature rise width dTh45 is equal to the temperature fall width dTc45 (dTh45 = dTc45). In this case, the startup time is clearly reduced.

より望ましい形態では、温度勾配の高温方向への成長速度は、温度勾配の低温方向への成長速度より小さい。例えば、起動期間において、温度上昇幅dTh45は、温度低下幅dTc45より小さい(dTh45<dTc45)。この場合、起動時間が著しく短縮される。よって、抑制期間REPRを含む流量波形FR45は、抑制期間REPRを含まない流量波形FR44より短い起動時間を実現する。さらに、流量波形FR45は、起動期間において、温度上昇幅dTh45以上の温度低下幅dTc45を提供する場合がある(dTh45≦dTc45)。言い換えると、MHP装置2のクールダウン運転時間が短縮される。 In a more desirable form, the growth rate of the temperature gradient in the high temperature direction is smaller than the growth rate of the temperature gradient in the low temperature direction. For example, during the start-up period, the temperature rise width dTh45 is smaller than the temperature decrease width dTc45 (dTh45 <dTc45). In this case, the startup time is significantly reduced. Therefore, the flow rate waveform FR45 including the suppression period REPR realizes a shorter start-up time than the flow rate waveform FR44 not including the suppression period REPR. Further, the flow rate waveform FR45 may provide a temperature decrease width dTc45 having a temperature increase width dTh45 or more during the start-up period (dTh45 ≦ dTc45). In other words, the cool-down operation time of the MHP device 2 is shortened.

図6において、流量波形FR44と、流量波形FR45とを切り替える制御処理180が図示されている。制御処理180は、制御装置35によって実行される。ステップ181において、制御装置35は、MHP装置2の起動からの経過時間timerが、予め設定された閾値時間Tth0を超えたか否かを判定する。ステップ181は、タイマ処理を提供する。経過時間timerが閾値時間Tth0を超えない場合、処理は、ステップ182へ進む。ステップ182において、制御装置35は、切替器34によってトラック45を選択する。この結果、流量波形FR45が提供される。これにより、MHP装置2の起動が促進される。ステップ182は、促進運転モードを提供する。促進運転モードは、蓄冷運転モードとも呼ばれる。促進運転モードは、起動運転モードとも、昇温抑制モードかつ降温促進モードとも呼ばれる。経過時間timerが閾値時間Tth0を超えた場合、処理はステップ183に進む。ステップ183において、制御装置35は、切替器34によってトラック44を選択する。この結果、流量波形FR44が提供される。これにより、MHP装置2は、安定的に運転される。ステップ183は、通常運転モードを提供する。制御装置35は、通常運転モードに先立って実行される促進運転モードの期間を、タイマによって規定している。 In FIG. 6, the control process 180 for switching between the flow rate waveform FR44 and the flow rate waveform FR45 is shown. The control process 180 is executed by the control device 35. In step 181 the control device 35 determines whether or not the elapsed time timer from the start of the MHP device 2 exceeds the preset threshold time Tth0. Step 181 provides timer processing. If the elapsed time timer does not exceed the threshold time Tth0, the process proceeds to step 182. In step 182, the control device 35 selects the track 45 by the switch 34. As a result, the flow rate waveform FR45 is provided. This promotes the activation of the MHP device 2. Step 182 provides a accelerated driving mode. The accelerated operation mode is also called a cold storage operation mode. The accelerated operation mode is also referred to as a start-up operation mode, a temperature rise suppression mode, and a temperature decrease promotion mode. If the elapsed time timer exceeds the threshold time Tth0, the process proceeds to step 183. In step 183, the control device 35 selects the track 44 by the switch 34. As a result, the flow rate waveform FR44 is provided. As a result, the MHP device 2 is operated stably. Step 183 provides a normal operation mode. The control device 35 defines the period of the accelerated operation mode executed prior to the normal operation mode by a timer.

この実施形態では、消磁期間DEMGの中だけに抑制期間REPRを設けた。これに加えて、励磁期間MGPRの中にも抑制期間REPRを設けてもよい。消磁期間DEMGにおける抑制期間REPR(D)は、励磁期間MGPRにおける抑制期間REPR(M)より長く設定される。この場合、温度上昇幅dTh45以上の温度低下幅dTc45が提供される。この結果、MHP装置2のクールダウン運転時間が短縮される。 In this embodiment, the suppression period REPR is provided only in the degaussing period DEMG. In addition to this, the suppression period REPR may be provided in the excitation period MGPR. The suppression period REPR (D) in the degaussing period DEMG is set longer than the suppression period REPR (M) in the excitation period MGPR. In this case, a temperature decrease width dTc45 having a temperature increase width dTh45 or more is provided. As a result, the cool-down operation time of the MHP device 2 is shortened.

なお、この実施形態では、消磁期間DEMGの中だけに抑制期間REPRを設けた。これに代えて、励磁期間MGPRの中だけに抑制期間REPRを設けてもよい。また、励磁期間MGPRにおける抑制期間REPR(M)は、消磁期間DEMGにおける抑制期間REPR(D)より長く設定されてもよい。この場合、MCE素子7は、抑制期間REPRにおいて蓄熱する。このため、温度勾配の高温方向への成長速度が支援される。このような変形例は、高温端HTから提供される高温が利用される用途に適している。例えば、MHP装置2を暖房用途に利用する場合に適している。励磁期間MGPRの中における抑制期間REPRは、高温端HTの温度が計画温度THに到達するまでの起動時間の短縮に貢献する。言い換えると、MHP装置2のウォームアップ運転時間が短縮される。 In this embodiment, the suppression period REPR is provided only in the degaussing period DEMG. Instead of this, the suppression period REPR may be provided only in the excitation period MGPR. Further, the suppression period REPR (M) in the excitation period MGPR may be set longer than the suppression period REPR (D) in the degaussing period DEMG. In this case, the MCE element 7 stores heat during the suppression period REPR. Therefore, the growth rate of the temperature gradient in the high temperature direction is supported. Such a modification is suitable for applications where the high temperature provided from the high temperature end HT is utilized. For example, it is suitable when the MHP device 2 is used for heating purposes. The suppression period REPR in the excitation period MGPR contributes to shortening the start-up time until the temperature of the high temperature end HT reaches the planned temperature TH. In other words, the warm-up operation time of the MHP device 2 is shortened.

以上に述べた実施形態によると、励磁期間MGPRにおけるMCE素子7と媒体8との間の第1熱交換量Q1と、消磁期間DEMGにおけるMCE素子7と媒体8との間の第2熱交換量Q2とが異なる。熱交換量Q1、Q2は、磁場変調装置11、および/または、熱輸送装置21によって設定されている。この結果、MHP装置2が計画された熱出力を提供するために要する起動時間が短縮される。 According to the embodiment described above, the first heat exchange amount Q1 between the MCE element 7 and the medium 8 during the excitation period MGPR and the second heat exchange amount between the MCE element 7 and the medium 8 during the degaussing period DEMG. It is different from Q2. The heat exchange amounts Q1 and Q2 are set by the magnetic field modulator 11 and / or the heat transport device 21. As a result, the startup time required for the MHP device 2 to provide the planned heat output is reduced.

第2実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、流量波形を切り替えることにより、異なる熱交換量が提供される。これに代えて、磁場波形を切り替えることにより、異なる熱交換量が提供されてもよい。
Second Embodiment This embodiment is a modification based on the preceding embodiment as a basic embodiment. In the above embodiment, different heat exchange amounts are provided by switching the flow rate waveform. Alternatively, different amounts of heat exchange may be provided by switching the magnetic field waveform.

図7に図示されるように、カム機構33は、カムプロファイル243を有する。カムプロファイル243は、トラック44だけを有する。磁場変調装置11は、MCE素子7に与える磁場の変化波形を調節可能である。磁場変調装置11は、磁場を可変とするために、電磁石(EMG)211aを、追加的に、または代替的に備える。磁場変調装置11は、少なくとも2つの磁場波形を提供する。MHP装置2は、切替器236を備える。切替器236は、磁場変調装置11における電磁石211aを励磁する駆動回路によって提供される。切替器236は、磁場波形を切り替える。MHP装置2は、制御装置35を備える。制御装置35は、切替器236を制御する。制御装置35は、例えば、先行する実施形態の制御処理180を実行することにより、磁場波形を切り替える。制御処理180において、流量波形FR44は、磁場波形CMPに置き換えられ、流量波形FR45は、磁場波形EMB2に置き換えられている。 As illustrated in FIG. 7, the cam mechanism 33 has a cam profile 243. The cam profile 243 has only track 44. The magnetic field modulator 11 can adjust the change waveform of the magnetic field applied to the MCE element 7. The magnetic field modulator 11 additionally or optionally comprises an electromagnet (EMG) 211a to make the magnetic field variable. The magnetic field modulator 11 provides at least two magnetic field waveforms. The MHP device 2 includes a switch 236. The switch 236 is provided by a drive circuit that excites the electromagnet 211a in the magnetic field modulator 11. The switch 236 switches the magnetic field waveform. The MHP device 2 includes a control device 35. The control device 35 controls the switch 236. The control device 35 switches the magnetic field waveform, for example, by executing the control process 180 of the preceding embodiment. In the control process 180, the flow rate waveform FR44 is replaced by the magnetic field waveform CMP, and the flow rate waveform FR45 is replaced by the magnetic field waveform EMB2.

図8において、媒体8の流量の変化と、磁場MGの変化とが図示されている。熱輸送装置21は、固定の流量波形FR44を提供する。磁場変調装置11は、増加期間MG+と減少期間MG−とを提供する。増加期間MG+は、減少期間MG−より長い(MG+>MG−)。増加期間MG+と減少期間MG−との差は、温度勾配の低温方向への成長速度を、外乱的な熱に抗して促進するように設定することが望ましい。増加期間MG+は、励磁期間MGPRの50%以上を占めている。減少期間MG−は、消磁期間DEMGの50%未満である。増加期間MG+が長くなることにより、MCE素子7に印加される外部磁場の増加速度が抑制される。この実施形態の磁場波形EMB2は、ゆっくりと増加し、速く減少する。この結果、破線で示される比較例の磁場波形CMPと比較して、MCE素子7は、ゆっくりと発熱する。所定量の媒体8は、MCE素子7が発熱する前に、MCE素子7の上を流れ去る。よって、励磁期間MGPRにおける熱交換量は、消磁期間DEMGにおける熱交換量より抑制される。この結果、昇温を抑制し、降温を促進するMHP装置2が提供される。この結果、MHP装置2のクールダウン運転時間が短縮される。 In FIG. 8, the change in the flow rate of the medium 8 and the change in the magnetic field MG are illustrated. The heat transport device 21 provides a fixed flow waveform FR44. The magnetic field modulator 11 provides an increasing period MG + and a decreasing period MG−. The increase period MG + is longer than the decrease period MG- (MG +> MG-). It is desirable that the difference between the increasing period MG + and the decreasing period MG- be set so as to promote the growth rate of the temperature gradient in the low temperature direction against the disturbance heat. The increase period MG + accounts for 50% or more of the excitation period MGPR. The reduction period MG- is less than 50% of the degaussing period DEMG. As the increase period MG + becomes longer, the rate of increase of the external magnetic field applied to the MCE element 7 is suppressed. The magnetic field waveform EMB2 of this embodiment increases slowly and decreases rapidly. As a result, the MCE element 7 generates heat slowly as compared with the magnetic field waveform CMP of the comparative example shown by the broken line. A predetermined amount of the medium 8 flows off the MCE element 7 before the MCE element 7 generates heat. Therefore, the amount of heat exchange during the excitation period MGPR is suppressed more than the amount of heat exchange during the degaussing period DEMG. As a result, the MHP device 2 that suppresses the temperature rise and promotes the temperature drop is provided. As a result, the cool-down operation time of the MHP device 2 is shortened.

なお、高温端HTから提供される高温が利用される用途においては、増加期間MG+は、減少期間MG−より短く設定される(MG+<MG−)か、または、増加期間MG+は、減少期間MG−と等しく設定される(MG+=MG−)。これらの場合、MHP装置2のウォームアップ運転時間が短縮される。増加期間MG+が減少期間MG−より短く設定される場合、MHP装置2のウォームアップ運転時間が顕著に短縮される。 In the application where the high temperature provided from the high temperature end HT is utilized, the increase period MG + is set shorter than the decrease period MG- (MG + <MG-), or the increase period MG + is the decrease period MG. Set equal to-(MG + = MG-). In these cases, the warm-up operation time of the MHP device 2 is shortened. When the increase period MG + is set shorter than the decrease period MG-, the warm-up operation time of the MHP device 2 is significantly shortened.

この実施形態でも、励磁期間MGPRにおけるMCE素子7と媒体8との間の熱交換量と、消磁期間DEMGにおけるMCE素子7と媒体8との間の熱交換量とが異なる。磁場変調装置11は、第1熱交換量Q1が第2熱交換量Q2より大きく(Q1>Q2)なるように設定されている。この結果、MHP装置2が計画された熱出力を提供するために要する起動時間が短縮される。 Also in this embodiment, the amount of heat exchange between the MCE element 7 and the medium 8 during the excitation period MGPR and the amount of heat exchange between the MCE element 7 and the medium 8 during the degaussing period DEMG are different. The magnetic field modulator 11 is set so that the first heat exchange amount Q1 is larger than the second heat exchange amount Q2 (Q1> Q2). As a result, the startup time required for the MHP device 2 to provide the planned heat output is reduced.

第3実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、流量波形、または、磁場波形を切り替えている。これに代えて、流量波形、および、磁場波形の両方を切り替えることにより、異なる熱交換量が提供されてもよい。
Third Embodiment This embodiment is a modification based on the preceding embodiment as a basic embodiment. In the above embodiment, the flow rate waveform or the magnetic field waveform is switched. Alternatively, different heat exchange amounts may be provided by switching both the flow rate waveform and the magnetic field waveform.

図9において、MHP装置2は、第1実施形態のカムプロファイル43と、第2実施形態の磁場変調装置11とを備える。MHP装置2は、切替器34と、切替器236との両方を制御する制御装置35を備える。制御装置35は、例えば、先行する実施形態の制御処理180を実行することにより、流量波形と磁場波形との両方を切り替える。制御処理180において、ステップ182では流量波形FR45と磁場波形EMB2との両方が提供され、ステップ183では流量波形FR44と磁場波形CMPとの両方が提供される。 In FIG. 9, the MHP device 2 includes a cam profile 43 of the first embodiment and a magnetic field modulation device 11 of the second embodiment. The MHP device 2 includes a control device 35 that controls both the switch 34 and the switch 236. The control device 35 switches between both the flow rate waveform and the magnetic field waveform, for example, by executing the control process 180 of the preceding embodiment. In the control process 180, in step 182, both the flow rate waveform FR45 and the magnetic field waveform EMB2 are provided, and in step 183, both the flow rate waveform FR44 and the magnetic field waveform CMP are provided.

図10において、この実施形態では、起動期間における蓄冷運転では、流量波形FR45と磁場波形EMB2との両方が提供される。起動後の通常運転では、流量波形FR44と磁場波形CMPとの両方が提供される。この実施形態でも、励磁期間MGPRにおけるMCE素子7と媒体8との間の熱交換量と、消磁期間DEMGにおけるMCE素子7と媒体8との間の熱交換量とが異なる。磁場変調装置11および熱輸送装置21は、第1熱交換量Q1が第2熱交換量Q2より大きく(Q1>Q2)なるように設定されている。この結果、MHP装置2が計画された熱出力を提供するために要する起動時間が短縮される。 In FIG. 10, in this embodiment, both the flow rate waveform FR45 and the magnetic field waveform EMB2 are provided in the cold storage operation during the start-up period. In normal operation after startup, both the flow rate waveform FR44 and the magnetic field waveform CMP are provided. Also in this embodiment, the amount of heat exchange between the MCE element 7 and the medium 8 during the excitation period MGPR and the amount of heat exchange between the MCE element 7 and the medium 8 during the degaussing period DEMG are different. The magnetic field modulator 11 and the heat transport device 21 are set so that the first heat exchange amount Q1 is larger than the second heat exchange amount Q2 (Q1> Q2). As a result, the startup time required for the MHP device 2 to provide the planned heat output is reduced.

第4実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、制御装置35はタイマによって促進運転(蓄冷運転)の時間を規定している。これに代えて、促進運転の期間は、温度情報などの観測値に基づいて規定することができる。
Fourth Embodiment This embodiment is a modification based on the preceding embodiment as a basic embodiment. In the above embodiment, the control device 35 defines the time of the accelerated operation (cold storage operation) by the timer. Instead, the period of accelerated operation can be specified based on observed values such as temperature information.

図11において、MHP装置2は、低温端LTにおける媒体8の温度を観測する温度センサ437を備える。温度センサ437による観測信号TEMP1は、制御装置35に入力される。観測温度TEMP1は、MCE素子7の温度に関連する観測温度の一例である。 In FIG. 11, the MHP device 2 includes a temperature sensor 437 that observes the temperature of the medium 8 at the low temperature end LT. The observation signal TEMP1 by the temperature sensor 437 is input to the control device 35. The observed temperature TEMP1 is an example of the observed temperature related to the temperature of the MCE element 7.

図12において、流量波形FR44と、流量波形FR45とを切り替える制御処理480が図示されている。制御処理480は、制御装置35によって実行される。ステップ484において、制御装置35は、MHP装置2に求められている運転モードを判定する。求められている運転モードが冷却モード(COOL)である場合、処理は、ステップ485へ進む。求められている運転モードが冷却モード以外である場合、処理は、終了する。ステップ484は、運転モードが蓄冷運転に適した冷却モードであることを判定するモード判定部を提供する。言い換えると、ステップ484は、蓄冷運転に適していない運転モードにおいては、起動時に蓄冷運転を禁止する禁止制御を提供する。 In FIG. 12, a control process 480 for switching between the flow rate waveform FR44 and the flow rate waveform FR45 is shown. The control process 480 is executed by the control device 35. In step 484, the control device 35 determines the operation mode required for the MHP device 2. If the required operating mode is the cooling mode (COOL), the process proceeds to step 485. If the required operating mode is other than the cooling mode, the process ends. Step 484 provides a mode determination unit that determines that the operation mode is a cooling mode suitable for cold storage operation. In other words, step 484 provides a prohibition control that prohibits the cold storage operation at startup in an operation mode that is not suitable for the cold storage operation.

ステップ485では、制御装置35は、観測信号TEMP1が閾値温度Tth1より低いか否かを判定する。TEMP1<Tth1が肯定的である場合、処理は、ステップ183へ進む。TEMP1<Tth1が否定的である場合、処理は、ステップ182へ進む。したがって、観測信号TEMP1が閾値温度Tth1を下回るまで、制御装置35は、ステップ182における蓄冷運転を繰り返えす。やがて、観測信号TEMP1が閾値温度Tth1を下回ると、制御装置35は、ステップ182における通常運転に移行する。さらに、ステップ486において、制御装置35は、観測信号TEMP1が閾値温度Tth2より高いか否かを判定する。TEMP1>Tth2が肯定的である場合、処理は、ステップ182に戻る。TEMP1>Tth2が否定的である場合、処理は、ステップ183へ戻る。閾値温度Tth2は、閾値温度Tth1より高い。 In step 485, the control device 35 determines whether or not the observation signal TEMP1 is lower than the threshold temperature Tth1. If TEMP1 <Tth1 is positive, the process proceeds to step 183. If TEMP1 <Tth1 is negative, the process proceeds to step 182. Therefore, the control device 35 repeats the cold storage operation in step 182 until the observation signal TEMP1 falls below the threshold temperature Tth1. Eventually, when the observation signal TEMP1 falls below the threshold temperature Tth1, the control device 35 shifts to the normal operation in step 182. Further, in step 486, the control device 35 determines whether or not the observation signal TEMP1 is higher than the threshold temperature Tth2. If TEMP1> Tth2 is positive, the process returns to step 182. If TEMP1> Tth2 is negative, processing returns to step 183. The threshold temperature Tth2 is higher than the threshold temperature Tth1.

図13に図示されるように、2つの閾値温度Tth1、Tth2は、観測信号TEMP1に関してヒステリシス特性を提供する。これにより、起動運転と通常運転との頻繁な切り替えが抑制される。この実施形態によると、観測信号TEMP1が提供する低温端LTの温度情報に基づいて、促進運転モード(蓄冷運転)の期間が規定される。制御装置35は、通常運転モードに先立って実行される促進運転モードの期間を、MCE素子7の温度に関連する観測温度TEMP1に基づいて、規定している。 As illustrated in FIG. 13, the two threshold temperatures Tth1 and Tth2 provide hysteresis characteristics with respect to the observed signal TEMP1. As a result, frequent switching between start-up operation and normal operation is suppressed. According to this embodiment, the period of the accelerated operation mode (cold storage operation) is defined based on the temperature information of the low temperature end LT provided by the observation signal TEMP1. The control device 35 defines the period of the accelerated operation mode executed prior to the normal operation mode based on the observed temperature TEMP1 related to the temperature of the MCE element 7.

第5実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。この実施形態では、蓄冷運転の期間は、MCE素子7の温度の観測値に基づいて規定される。
Fifth Embodiment This embodiment is a modification based on the preceding embodiment as a basic embodiment. In this embodiment, the period of the cold storage operation is defined based on the observed value of the temperature of the MCE element 7.

図14に図示されるように、MHP装置2は、MCE素子7の一部の温度を直接的に観測する温度センサ538を備える。温度センサ538は、蓄冷運転を利用するMHP装置2においては、低温端LTの近傍におけるMCE素子7に設けられることが望ましい。温度センサ538による観測信号TEMP2は、制御装置35に入力される。観測信号TEMP2は、制御装置35において、先行する実施形態の観測信号TEMP1に代えて利用される。この実施形態でも、観測信号TEMP2が提供する温度情報に基づいて、蓄冷運転の期間が規定される。 As shown in FIG. 14, the MHP device 2 includes a temperature sensor 538 that directly observes the temperature of a part of the MCE element 7. It is desirable that the temperature sensor 538 is provided in the MCE element 7 in the vicinity of the low temperature end LT in the MHP device 2 that utilizes the cold storage operation. The observation signal TEMP2 by the temperature sensor 538 is input to the control device 35. The observation signal TEMP2 is used in the control device 35 in place of the observation signal TEMP1 of the preceding embodiment. Also in this embodiment, the period of the cold storage operation is defined based on the temperature information provided by the observation signal TEMP2.

第6実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、蓄冷運転の期間が規定される。これに代えて、蓄熱運転の期間が観測値に基づいて規定されてもよい。
Sixth Embodiment This embodiment is a modification based on the preceding embodiment as a basic embodiment. In the above embodiment, the period of the cold storage operation is defined. Instead of this, the period of the heat storage operation may be specified based on the observed value.

図15に図示されるように、MHP装置2は、高温端HTにおける媒体8の温度を観測する温度センサ639を備える。温度センサ639による観測信号TEMP3は、制御装置35に入力される。MHP装置2は、高温端HTから提供される高温を利用する。この実施形態では、高温端HTの温度が計画温度に到達するまでの起動時間が短縮されるように切替器34が制御される。この実施形態では、促進運転モードにおいて、蓄冷運転に代えて、蓄熱運転が実行される。観測信号TEMP3は、蓄熱運転の期間を規定する。この実施形態では、観測信号TEMP3が提供する温度情報に基づいて、促進運転モードである蓄熱運転の期間が規定される。 As shown in FIG. 15, the MHP device 2 includes a temperature sensor 639 that observes the temperature of the medium 8 at the high temperature end HT. The observation signal TEMP3 by the temperature sensor 639 is input to the control device 35. The MHP device 2 utilizes the high temperature provided by the high temperature end HT. In this embodiment, the switch 34 is controlled so that the start-up time until the temperature of the high temperature end HT reaches the planned temperature is shortened. In this embodiment, in the accelerated operation mode, the heat storage operation is executed instead of the cold storage operation. The observation signal TEMP3 defines the period of heat storage operation. In this embodiment, the period of the heat storage operation, which is the accelerated operation mode, is defined based on the temperature information provided by the observation signal TEMP3.

蓄熱運転においては、磁場変調装置11、および/または、熱輸送装置21は、第1熱交換量Q1が第2熱交換量Q2より小さく(Q1<Q2)なるように設定されている。磁気熱量効果に起因してMCE素子7に発生した熱は、媒体8によって運び去られることなく、MCE素子7の温度を上昇させる。蓄熱運転は、例えば、増加期間MG+の少なくとも一部において流量FRを抑制する抑制期間を設定することにより実現可能である。蓄熱運転は、例えば、増加期間MG+を減少期間MG−より短くすることで実現可能である。これらの場合も、励磁期間MGPRにおけるMCE素子7と媒体8との間の熱交換量と、消磁期間DEMGにおけるMCE素子7と媒体8との間の熱交換量とが異なる。当業者であれば、蓄熱運転を実現するための手法は、先行する実施形態における蓄冷運転に基づいて理解可能である。 In the heat storage operation, the magnetic field modulator 11 and / or the heat transport device 21 are set so that the first heat exchange amount Q1 is smaller than the second heat exchange amount Q2 (Q1 <Q2). The heat generated in the MCE element 7 due to the magnetic calorific value effect raises the temperature of the MCE element 7 without being carried away by the medium 8. The heat storage operation can be realized, for example, by setting a suppression period for suppressing the flow rate FR in at least a part of the increase period MG +. The heat storage operation can be realized, for example, by making the increase period MG + shorter than the decrease period MG−. Also in these cases, the amount of heat exchange between the MCE element 7 and the medium 8 during the excitation period MGPR and the amount of heat exchange between the MCE element 7 and the medium 8 during the degaussing period DEMG are different. Those skilled in the art can understand the method for realizing the heat storage operation based on the cold storage operation in the preceding embodiment.

第7実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、蓄冷運転の期間、または、蓄熱運転の期間が規定される。これに代えて、蓄冷運転の期間、および、蓄熱運転の期間の両方が観測値に基づいて規定されてもよい。
Seventh Embodiment This embodiment is a modification based on the preceding embodiment as a basic embodiment. In the above embodiment, the period of the cold storage operation or the period of the heat storage operation is defined. Instead, both the period of the cold storage operation and the period of the heat storage operation may be specified based on the observed values.

図16に図示されるように、MHP装置2は、温度センサ437と、温度センサ639との両方を備える。空調装置1によって低温源としてMHP装置2が利用される場合、MHP装置2は、低温端LTから提供される低温を利用する。空調装置1によって高温源としてMHP装置2が利用される場合、MHP装置2は、高温端HTから提供される高温を利用する。空調装置1は、運転モードに応じて、低温を利用する場合と、高温を利用する場合とを切り替える。空調装置1は、例えば、冷房モードと、暖房モードとに応じてMHP装置2の運転モードを切り替えることができる。この実施形態では、例えば、冷房モードにおいて、温度センサ437の観測温度が初期温度から所定値に達するまでの期間において蓄冷運転が実行される。これにより、冷房モードにおける起動時間が短縮される。この実施形態では、例えば、暖房モードにおいて、温度センサ639の観測温度が初期温度から所定値に達するまでの期間において蓄熱運転が実行される。これにより、暖房モードにおける起動時間が短縮される。 As illustrated in FIG. 16, the MHP device 2 includes both a temperature sensor 437 and a temperature sensor 639. When the MHP device 2 is used as the low temperature source by the air conditioner 1, the MHP device 2 uses the low temperature provided from the low temperature end LT. When the MHP device 2 is used as the high temperature source by the air conditioner 1, the MHP device 2 utilizes the high temperature provided from the high temperature end HT. The air conditioner 1 switches between a case of using a low temperature and a case of using a high temperature according to the operation mode. The air conditioner 1 can switch the operation mode of the MHP device 2 according to, for example, the cooling mode and the heating mode. In this embodiment, for example, in the cooling mode, the cold storage operation is executed during the period from the initial temperature to the predetermined value of the observed temperature of the temperature sensor 437. As a result, the startup time in the cooling mode is shortened. In this embodiment, for example, in the heating mode, the heat storage operation is executed in the period from the initial temperature to the predetermined value of the observed temperature of the temperature sensor 639. This shortens the startup time in the heating mode.

図17において、制御装置35により実行される制御処理790が図示されている。ステップ791において、制御装置35は、冷房モード(COLD)と暖房モード(HOT)とを選択する。冷房モードにおいては、処理は、ステップ485へ進む。暖房モードにおいては、処理は、ステップ792へ進む。ステップ485、183、486、182は、先行する実施形態と同じである。ステップ792では、制御装置35は、観測信号TEMP3が閾値温度Tth3より高いか否かを判定する。TEMP3>Tth3が肯定的である場合、処理は、ステップ793へ進む。TEMP3>Tth3が否定的である場合、処理は、ステップ795へ進む。したがって、観測信号TEMP3が閾値温度Tth3を上回るまで、制御装置35は、ステップ795における蓄熱運転を繰り返えす。やがて、観測信号TEMP3が閾値温度Tth3を上回ると、制御装置35は、ステップ793における通常運転に移行する。さらに、ステップ794において、制御装置35は、観測信号TEMP3が閾値温度Tth2より低いか否かを判定する。TEMP3<Tth2が肯定的である場合、処理は、ステップ795に戻る。TEMP3<Tth2が否定的である場合、処理は、ステップ793へ戻る。閾値温度Tth3は、閾値温度Tth4より高い。 In FIG. 17, the control process 790 executed by the control device 35 is illustrated. In step 791, the control device 35 selects a cooling mode (COLD) and a heating mode (HOT). In the cooling mode, the process proceeds to step 485. In the heating mode, the process proceeds to step 792. Steps 485, 183, 486, 182 are the same as the preceding embodiments. In step 792, the control device 35 determines whether or not the observation signal TEMP3 is higher than the threshold temperature Tth3. If TEMP3> Tth3 is positive, the process proceeds to step 793. If TEMP3> Tth3 is negative, the process proceeds to step 795. Therefore, the control device 35 repeats the heat storage operation in step 795 until the observation signal TEMP3 exceeds the threshold temperature Tth3. Eventually, when the observation signal TEMP3 exceeds the threshold temperature Tth3, the control device 35 shifts to the normal operation in step 793. Further, in step 794, the control device 35 determines whether or not the observation signal TEMP3 is lower than the threshold temperature Tth2. If TEMP3 <Tth2 is positive, processing returns to step 795. If TEMP3 <Tth2 is negative, processing returns to step 793. The threshold temperature Tth3 is higher than the threshold temperature Tth4.

図18に図示されるように、2つの閾値温度Tth3、Tth4は、観測信号TEMP3に関してヒステリシス特性を提供する。これにより、起動運転と通常運転との頻繁な切り替えが抑制される。蓄熱運転の期間は、観測信号TEMP3が提供する高温端HTの温度情報に基づいて規定される。この実施形態によると、MHP装置2は、蓄冷運転モード、および、蓄熱運転モードの両方を含み、かつ、それらを選択的に切り替え可能である。蓄冷運転モードにおいては、励磁期間MGPRにおける第1熱交換量Q1が、消磁期間DEMGにおける第2熱交換量Q2より大きい。蓄熱運転モードにおいては、第1熱交換量Q1が第2熱交換量Q2より小さい。この結果、冷房モードにおいても、暖房モードにおいても、起動時間が短縮される。 As illustrated in FIG. 18, the two threshold temperatures Tth3 and Tth4 provide hysteresis characteristics with respect to the observed signal TEMP3. As a result, frequent switching between start-up operation and normal operation is suppressed. The period of the heat storage operation is defined based on the temperature information of the high temperature end HT provided by the observation signal TEMP3. According to this embodiment, the MHP device 2 includes both a cold storage operation mode and a heat storage operation mode, and can selectively switch between them. In the cold storage operation mode, the first heat exchange amount Q1 in the excitation period MGPR is larger than the second heat exchange amount Q2 in the degaussing period DEMG. In the heat storage operation mode, the first heat exchange amount Q1 is smaller than the second heat exchange amount Q2. As a result, the start-up time is shortened in both the cooling mode and the heating mode.

第8実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、通常運転と蓄冷運転との切り替え、または、通常運転と蓄熱運転との切り替えが実行される。これに代えて、MHP装置2は、運転期間の全期間にわたって、蓄冷運転、または、蓄熱運転を実行してもよい。
Eighth Embodiment This embodiment is a modification based on the preceding embodiment as a basic embodiment. In the above embodiment, switching between normal operation and cold storage operation, or switching between normal operation and heat storage operation is executed. Instead, the MHP device 2 may perform a cold storage operation or a heat storage operation for the entire operation period.

図19において、制御装置35が実行する制御処理880が図示されている。制御処理880は、ステップ889のみを備えている。ステップ889は、蓄冷運転のためのステップ182、または、蓄熱運転のためのステップ795によって提供される。この実施形態でも、起動時間が短縮される。 In FIG. 19, the control process 880 executed by the control device 35 is illustrated. The control process 880 includes only step 889. Step 889 is provided by step 182 for cold storage operation or step 795 for heat storage operation. Also in this embodiment, the startup time is shortened.

第9実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。第2実施形態、および、第3実施形態では、磁場変調装置11は、電磁石211aを備える。これに代えて、磁場変調装置11は、磁場波形EMB2を提供する永久磁石を備えていてもよい。
Ninth Embodiment This embodiment is a modification based on the preceding embodiment as a basic embodiment. In the second and third embodiments, the magnetic field modulator 11 includes an electromagnet 211a. Alternatively, the magnetic field modulator 11 may include a permanent magnet that provides the magnetic field waveform EMB2.

図20および図21において、MHP装置2は、磁場変調装置11を備える。図21は、図20におけるXXI−XXI断面を示す。磁場変調装置11は、磁力源としての永久磁石911aを備える。永久磁石911aは、回転可能である。永久磁石911aは、回転方向RTに移動可能である。永久磁石911aは、動力源5によって駆動されている。MCE素子7は、静止している。永久磁石911aは、MCE素子7に対して相対的に移動する。永久磁石911aは、相対的な移動によって励磁期間MGPRと、消磁期間DEMGとを提供する。MCE素子7は、永久磁石911aに対して移動してもよい。 In FIGS. 20 and 21, the MHP device 2 includes a magnetic field modulation device 11. FIG. 21 shows a cross section of XXI-XXI in FIG. The magnetic field modulator 11 includes a permanent magnet 911a as a magnetic force source. The permanent magnet 911a is rotatable. The permanent magnet 911a can move in the rotation direction RT. The permanent magnet 911a is driven by the power source 5. The MCE element 7 is stationary. The permanent magnet 911a moves relative to the MCE element 7. The permanent magnet 911a provides an excitation period MGPR and a degaussing period DEMG by relative movement. The MCE element 7 may move with respect to the permanent magnet 911a.

永久磁石911aの着磁パターンは、MCE素子7に磁場波形EMB2を与えるように設定されている。着磁パターンは、永久磁石911aの着磁方向、または、着磁強度によって設定可能である。図示の例では、着磁パターンは、永久磁石911aの着磁方向を変化させることにより設定されている。着磁方向は、着磁ベクトルとも呼ばれる。図示において、白抜き矢印は、永久磁石911aにおける着磁方向を示す。着磁方向の分布は、永久磁石911aの回転方向RTに沿って徐々に変化している。着磁方向は、回転方向RTの先行部分911bでは、径方向に対して大きく傾斜している。着磁方向は、回転方向RTの後続部分911cでは、径方向に対して小さく傾斜している。径方向に対する着磁方向の傾斜角は、先行部分911bから、後続部分911cへ向けて、徐々に減少している。着磁方向は、後続部分911cにおいては、径方向に一致している。着磁方向が徐々に変化する結果、MCE素子7に与えられる径方向の磁場の強さも、徐々に変化する。 The magnetizing pattern of the permanent magnet 911a is set to give the magnetic field waveform EMB2 to the MCE element 7. The magnetizing pattern can be set by the magnetizing direction of the permanent magnet 911a or the magnetizing strength. In the illustrated example, the magnetizing pattern is set by changing the magnetizing direction of the permanent magnet 911a. The magnetizing direction is also called a magnetizing vector. In the figure, the white arrow indicates the magnetizing direction of the permanent magnet 911a. The distribution in the magnetizing direction gradually changes along the rotation direction RT of the permanent magnet 911a. The magnetizing direction is greatly inclined with respect to the radial direction in the preceding portion 911b of the rotation direction RT. The magnetizing direction is slightly inclined with respect to the radial direction in the subsequent portion 911c of the rotation direction RT. The inclination angle in the magnetizing direction with respect to the radial direction gradually decreases from the leading portion 911b toward the succeeding portion 911c. The magnetizing direction coincides with the radial direction in the subsequent portion 911c. As a result of the gradual change in the magnetizing direction, the strength of the radial magnetic field applied to the MCE element 7 also gradually changes.

図22において、磁場波形EMB2と、永久磁石911aの回転角との関係が図示されている。図22において、波形図(a)は、MCE素子7aにおける径方向の磁場MGの強さを示す。図22において、断面図(b)は、時刻t91における永久磁石911aの回転角を示す。図22において、断面図(c)は、時刻t92における永久磁石911aの回転角を示す。MCE素子7aにおける径方向の磁場MGの強さは、永久磁石911aの回転につれて変化する。増加期間MG+は、減少期間MG−より長い。よって、増加期間MG+において、MCE素子7と熱交換しないまま流れ去る媒体8が生じる。この結果、励磁期間MGPRにおけるMCE素子7と媒体8との間の熱交換量と、消磁期間DEMGにおけるMCE素子7と媒体8との間の熱交換量とが異なるMHP装置2が提供される。 In FIG. 22, the relationship between the magnetic field waveform EMB2 and the rotation angle of the permanent magnet 911a is shown. In FIG. 22, the waveform diagram (a) shows the strength of the magnetic field MG in the radial direction in the MCE element 7a. In FIG. 22, the cross-sectional view (b) shows the angle of rotation of the permanent magnet 911a at time t91. In FIG. 22, the cross-sectional view (c) shows the angle of rotation of the permanent magnet 911a at time t92. The strength of the magnetic field MG in the radial direction in the MCE element 7a changes as the permanent magnet 911a rotates. The increase period MG + is longer than the decrease period MG-. Therefore, in the increasing period MG +, the medium 8 that flows away without heat exchange with the MCE element 7 is generated. As a result, the MHP device 2 is provided in which the amount of heat exchange between the MCE element 7 and the medium 8 during the excitation period MGPR and the amount of heat exchange between the MCE element 7 and the medium 8 during the degaussing period DEMG are different.

他の実施形態
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および/または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および/または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および/または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
Other Embodiments The disclosure in this specification, drawings and the like is not limited to the exemplified embodiments. The disclosure includes exemplary embodiments and modifications by those skilled in the art based on them. For example, disclosure is not limited to the parts and / or element combinations shown in the embodiments. Disclosure can be carried out in various combinations. The disclosure can have additional parts that can be added to the embodiment. The disclosure includes the parts and / or elements of the embodiment omitted. Disclosures include replacement or combination of parts and / or elements between one embodiment and another. The technical scope disclosed is not limited to the description of the embodiments. Some technical scopes disclosed are indicated by the claims description and should be understood to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the claims statement.

明細書および図面等における開示は、請求の範囲の記載によって限定されない。明細書および図面等における開示は、請求の範囲に記載された技術的思想を包含し、さらに請求の範囲に記載された技術的思想より多様で広範な技術的思想に及んでいる。よって、請求の範囲の記載に拘束されることなく、明細書および図面等の開示から、多様な技術的思想を抽出することができる。 Disclosure in the description, drawings, etc. is not limited by the description of the scope of claims. The disclosure in the specification, drawings, etc. includes the technical ideas described in the claims, and further covers a wider variety of technical ideas than the technical ideas described in the claims. Therefore, various technical ideas can be extracted from the disclosure of the description, drawings, etc. without being bound by the description of the claims.

上記実施形態では、ポンプ31を採用した。これに代えて、熱輸送装置21は、一方向流を提供する非容積型のポンプを備える場合がある。この場合、熱輸送装置21は、一方向流を往復流に変換するための弁機構を備える。弁機構は、回転式切換弁、開閉式切換弁など多様な弁機構によって提供することができる。 In the above embodiment, the pump 31 is adopted. Instead, the heat transfer device 21 may include a non-volumetric pump that provides unidirectional flow. In this case, the heat transport device 21 includes a valve mechanism for converting a unidirectional flow into a reciprocating flow. The valve mechanism can be provided by various valve mechanisms such as a rotary switching valve and an on-off switching valve.

上記実施形態では、抑制期間REPRにおける流量FRは、0(ゼロ)である。これに代えて、抑制期間REPRにおける流量を所定の抑制流量としてもよい。ただし、抑制流量は、消磁期間DEMGの残余の期間における流量より小さい。 In the above embodiment, the flow rate FR in the suppression period REPR is 0 (zero). Instead of this, the flow rate in the suppression period REPR may be a predetermined suppression flow rate. However, the suppressed flow rate is smaller than the flow rate in the remaining period of the degaussing period DEMG.

1 空調装置、 2 磁気熱量効果型ヒートポンプ装置(MHP)、 3 高温熱交換器、 4 低温熱交換器、 5 動力源、 6 ハウジング、 7 磁気熱量効果素子(MCE)、 8 媒体、 11 磁場変調装置(MGMD)、 21 熱輸送装置(THMD)、 31 ポンプ、 32 リンク機構、 33 カム機構、 34 切替器(SW)、 35 制御装置(CTR)、 41 カムフォロワ、 42 カムロータ、 43 カムプロファイル、 44、45 トラック、 180 制御処理、 HT 高温端、 LT 低温端、 MGPR 励磁期間、 MG+ 増加期間、 DEMG 消磁期間、 MG− 減少期間、 REPR 抑制期間、 ST44、ST45 ストローク量、 FR44、FR45 流量波形、 TH、TL 計画温度、 dTc44、dTc45 温度低下幅、 dTh44、dTh45 温度上昇幅、 Tth0 閾値時間、
211a 電磁石、 236 切替器、 243 カムプロファイル、
437 温度センサ、 480 制御処理、
538 温度センサ、
639 温度センサ、
790 制御処理、
880 制御処理、
911a 永久磁石、 911b 先行部分、 911c 後続部分、
TEMP、TEMP1、TEMP2、TEMP3 観測温度、
Tth1、Tth2、Tth3、Tth4 閾値温度。
1 Air conditioner, 2 Magnetic heat effect type heat pump device (MHP), 3 High temperature heat exchanger, 4 Low temperature heat exchanger, 5 Power source, 6 Housing, 7 Magnetic heat effect element (MCE), 8 Medium, 11 Magnetic field modulator (MGMD), 21 Heat Transport Device (THMD), 31 Pump, 32 Link Mechanism, 33 Cam Mechanism, 34 Switch (SW), 35 Control Device (CTR), 41 Cam Follower, 42 Cam Rotor, 43 Cam Profile, 44, 45 Track, 180 control process, HT high temperature end, LT low temperature end, MGPR excitation period, MG + increase period, DEMG demagnetization period, MG-decrease period, REPR suppression period, ST44, ST45 stroke amount, FR44, FR45 flow waveform, TH, TL Planned temperature, dTc44, dTc45 temperature decrease width, dTh44, dTh45 temperature increase width, Tth0 threshold time,
211a electromagnet, 236 switch, 243 cam profile,
437 temperature sensor, 480 control process,
538 temperature sensor,
639 temperature sensor,
790 control processing,
880 control processing,
911a Permanent magnet, 911b leading part, 911c trailing part,
TEMP, TEMP1, TEMP2, TEMP3 observation temperature,
Tth1, Tth2, Tth3, Tth4 threshold temperature.

Claims (10)

高温端(HT)と低温端(LT)との間に配置され、磁気熱量効果を発揮する磁気熱量効果素子(7)と、
前記磁気熱量効果素子と熱交換する媒体(8)と、
前記磁気熱量効果素子に外部磁場を与える励磁期間と前記外部磁場を除去する消磁期間とを交互に繰り返すように前記外部磁場の強さを周期的に変調する磁場変調装置(11)と、
前記磁気熱量効果素子と前記媒体との相対的な移動を往復的に生成する熱輸送装置(21)とを備え、
前記磁場変調装置および/または前記熱輸送装置は、前記励磁期間における前記磁気熱量効果素子と前記媒体との第1熱交換量と、前記消磁期間における前記磁気熱量効果素子と前記媒体との第2熱交換量とが異なるように設定されている熱磁気サイクル装置。
A magnetic heat quantity effect element (7) that is arranged between the high temperature end (HT) and the low temperature end (LT) and exerts a magnetic heat quantity effect,
A medium (8) that exchanges heat with the magnetic heat effect element and
A magnetic field modulator (11) that periodically modulates the strength of the external magnetic field so that the excitation period for applying an external magnetic field to the magnetic heat effect element and the degaussing period for removing the external magnetic field are alternately repeated.
A heat transport device (21) that reciprocally generates relative movement between the magnetic heat effect element and the medium is provided.
The magnetic field modulator and / or the heat transport device includes a first heat exchange amount between the magnetic heat effect element and the medium during the excitation period, and a second heat exchange amount between the magnetic heat effect element and the medium during the demagnetization period. A thermomagnetic cycle device that is set to differ from the amount of heat exchange.
前記磁場変調装置および/または前記熱輸送装置は、前記第1熱交換量が前記第2熱交換量より大きく(Q1>Q2)なるように設定されている請求項1に記載の熱磁気サイクル装置。 The thermomagnetic cycle device according to claim 1, wherein the magnetic field modulator and / or the heat transport device is set so that the first heat exchange amount is larger than the second heat exchange amount (Q1> Q2). .. 前記熱輸送装置は、前記消磁期間において前記磁気熱量効果素子と前記媒体との熱交換量を抑制する抑制期間(REPR)を有する請求項2に記載の熱磁気サイクル装置。 The thermomagnetic cycle device according to claim 2, wherein the heat transport device has a suppression period (REPR) for suppressing the amount of heat exchange between the magnetic heat quantity effect element and the medium during the degaussing period. 前記熱輸送装置は、前記消磁期間の初期において前記媒体の流れを停止することにより前記抑制期間(REPR)を提供する請求項3に記載の熱磁気サイクル装置。 The thermomagnetic cycle device according to claim 3, wherein the heat transport device provides the suppression period (REPR) by stopping the flow of the medium at the beginning of the degaussing period. 前記磁場変調装置は、
前記励磁期間において前記外部磁場を増加させる増加期間(MG+)と、
前記消磁期間において前記外部磁場を減少させる減少期間(MG−)とを有し、
前記増加期間は前記減少期間より長い期間(MG+>MG−)である請求項2から請求項4のいずれかに記載の熱磁気サイクル装置。
The magnetic field modulator
An increasing period (MG +) that increases the external magnetic field during the exciting period, and
It has a reduction period (MG-) that reduces the external magnetic field in the degaussing period.
The thermomagnetic cycle apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein the increase period is a period longer than the decrease period (MG +> MG−).
前記磁場変調装置および/または前記熱輸送装置は、前記第1熱交換量が前記第2熱交換量より小さく(Q1<Q2)なるように設定されている請求項1から請求項5のいずれかに記載の熱磁気サイクル装置。 Any one of claims 1 to 5, wherein the magnetic field modulator and / or the heat transport device is set so that the first heat exchange amount is smaller than the second heat exchange amount (Q1 <Q2). The thermomagnetic cycle device described in. 前記磁場変調装置および/または前記熱輸送装置は、
前記第1熱交換量と前記第2熱交換量とが異なる促進運転モードと、
前記第1熱交換量と前記第2熱交換量とが等しい(Q1=Q2)通常運転モードとに切り替え可能に構成されている請求項1から請求項6のいずれかに記載の熱磁気サイクル装置。
The magnetic field modulator and / or the heat transport device
Accelerated operation mode in which the first heat exchange amount and the second heat exchange amount are different,
The thermomagnetic cycle apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the first heat exchange amount and the second heat exchange amount are equal (Q1 = Q2) and can be switched to a normal operation mode. ..
さらに、前記磁場変調装置および/または前記熱輸送装置を制御する制御装置(35)を備え、
前記制御装置は、前記通常運転モードに先立って実行される前記促進運転モードの期間を規定している請求項7に記載の熱磁気サイクル装置。
Further, a control device (35) for controlling the magnetic field modulator and / or the heat transport device is provided.
The thermomagnetic cycle device according to claim 7, wherein the control device defines a period of the accelerated operation mode that is executed prior to the normal operation mode.
前記制御装置は、前記促進運転モードの時間(timer)、または、前記磁気熱量効果素子の温度に関連する観測温度(TEMP1、TEMP2、TEMP3)に基づいて、前記促進運転モードの期間を規定している請求項8に記載の熱磁気サイクル装置。 The control device defines the period of the accelerated operation mode based on the time of the accelerated operation mode (timer) or the observed temperature (TEMP1, TEMP2, TEMP3) related to the temperature of the magnetic heat effect element. The thermomagnetic cycle apparatus according to claim 8. 前記促進運転モードは、
前記第1熱交換量が前記第2熱交換量より大きい蓄冷運転モードと、
前記第1熱交換量が前記第2熱交換量より小さい蓄熱運転モードとを含み、
前記磁場変調装置および/または前記熱輸送装置は、前記蓄冷運転モードと前記蓄熱運転モードとを切り替え可能に構成されている請求項7から請求項9のいずれかに記載の熱磁気サイクル装置。
The accelerated operation mode is
A cold storage operation mode in which the first heat exchange amount is larger than the second heat exchange amount,
Including a heat storage operation mode in which the first heat exchange amount is smaller than the second heat exchange amount.
The thermomagnetic cycle device according to any one of claims 7 to 9, wherein the magnetic field modulator and / or the heat transport device is configured to be able to switch between the cold storage operation mode and the heat storage operation mode.
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