JP5355071B2 - 磁気冷凍デバイスおよび磁気冷凍システム - Google Patents
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Description
本発明の第1の実施の形態の磁気冷凍デバイスは、磁気熱量効果を有する磁性体粒子が充填される熱交換容器と、これらの磁性体粒子への磁場の印加および除去を、磁石と熱交換容器との相対運動により実現する磁場印加除去機構と、この熱交換容器の一端側に設けられる低温側熱交換部と、この熱交換容器の他端側に設けられる高温側熱交換部と、磁石または熱交換容器の位置変化を機械的に伝達することにより、熱交換容器内を一端側から他端側またはその逆方向に流れる熱輸送冷媒流を形成する液体冷媒移動機構と、を備える。
本発明の第2の実施の形態の磁気冷凍デバイスは、磁場印加除去機構が複数の動力源と、熱交換容器の冷熱・冷凍状態をモニタする冷熱・冷凍状態モニタ部と、冷熱・冷凍状態モニタ部によるモニタ結果に応じて複数の動力源を切り替える動力源切り替え部を有する。複数の動力源、冷熱・冷凍状態モニタ部、および動力源切り替え部を有すること以外については第1の実施の形態と同様であるので重複する内容については記載を省略する。
本発明の第3の実施の形態の磁気冷凍デバイスは、磁石または熱交換容器が相対的に回転運動し、液体冷媒移動機構が、磁石または熱交換容器の回転運動を直線運動に変換する運動方向変換部を有する。磁石または熱交換容器が相対的に直線運動ではなく回転運動すること、運動方向変換部を有すること以外については第1の実施の形態と同様であるので重複する内容については記載を省略する。
本発明の第4の実施の形態の磁気冷凍性システムは、第1ないし第3の実施の形態に記載の磁気冷凍デバイスと、低温側熱交換部に熱的に接続される冷却部と、高温側熱交換部に熱的に接続される排熱部とを備える。以下、第1ないし第3の実施の形態に記載した内容と重複する内容については、記述を省略する。
12 磁性体粒子
14 熱交換容器
16a、b 永久磁石
18 動力源
20 磁場印加除去機構
22 低温側熱交換部
24 高温側熱交換部
26 液体冷媒移動機構
30 配管
32a、b 磁石支持部材
34 動力伝達板
36 圧力配管
38 低温端側ピストン
40 低温端側圧力発生器
42 高温端側圧力発生器
44 高温端側ピストン
48a、b 固定端
50 低温端側圧力開閉弁
52 高温端側圧力開閉弁
54 台座
56 開放弁
56a ピストン
56b 貫通孔
56c 空気管
58 圧力弁
58a ピストン
58b 貫通孔
58c 空気管
59 稼働板
60 第1の動力源
62 第2の動力源
64 動力源切り替え部
66 冷熱・冷凍状態モニタ部
68 動力源制御回路
70a〜d 磁石
72a、b 磁石支持板
74 回転軸
76 動力源
78a、b 熱交換容器
80a、b 低温端側ピストン
82a、b 高温端側ピストン
86a、b 流路
88 運動方向変換部
90 冷却部
92 低温側貯留層
94 低温側熱交換器
100 排熱部
102 高温側貯留層
104 高温側熱交換器
Claims (6)
- 磁気熱量効果を有する磁性体粒子が充填される熱交換容器と、
前記磁性体粒子への磁場の印加および除去を、磁石と前記熱交換容器との相対運動により実現する磁場印加除去機構と、
前記熱交換容器の一端側に設けられる低温側熱交換部と、
前記熱交換容器の他端側に設けられる高温側熱交換部と、
前記磁石または前記熱交換容器の位置変化を機械的に伝達することにより、前記位置変化を生じさせるのと同一の動力源で、前記熱交換容器内を前記一端側から前記他端側またはその逆方向に流れる熱輸送冷媒流を形成する液体冷媒移動機構と、
を備え、
前記液体冷媒移動機構が、
前記熱交換容器の両端に設けられ液体冷媒を移動させるピストンと、
前記磁石または前記熱交換容器の位置変化に連動して圧力を発生する圧力発生器と、
前記圧力発生器で発生する圧力を前記ピストンに伝達する圧力配管と、
を備え、
前記圧力配管に、前記磁石または前記熱交換容器の位置変化に弁の開閉が連動する圧力開閉弁が設けられることを特徴とする磁気冷凍デバイス。 - 前記磁石と前記熱交換容器が相対的に直線運動することを特徴とする請求項1記載の磁気冷凍デバイス。
- 前記磁石と前記熱交換容器が相対的に回転運動し、前記液体冷媒移動機構が前記磁石または前記熱交換容器の回転運動を直線運動に変換する運動方向変換部を有することを特徴とする請求項1記載の磁気冷凍デバイス。
- 前記磁場印加除去機構が、複数の動力源と、前記熱交換容器の冷熱・冷凍状態をモニタする冷熱・冷凍状態モニタ部と、前記冷熱・冷凍状態モニタ部によるモニタ結果に応じて前記動力源を切り替える動力源切り替え部を有することを特徴とする請求項1ないし請求項3いずれか一項に記載の磁気冷凍デバイス。
- 前記磁場印加除去機構の動力源に波力、風力または水力による機械的エネルギーを用いることを特徴とする請求項1ないし請求項4いずれか一項に記載の磁気冷凍デバイス。
- 請求項1ないし請求項5いずれか一項に記載の磁気冷凍デバイスと、
前記低温側熱交換部に熱的に接続される冷却部と、
前記高温側熱交換部に熱的に接続される排熱部と、
を備えることを特徴とする磁気冷凍システム。
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