JP5906834B2 - Magnetic air conditioner - Google Patents
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Description
本発明は、磁気冷暖房装置に係り、特に冷風及び温風を効率的に生成でき、かつ、除湿をすることもできる磁気冷暖房装置に関する。 The present invention relates to a magnetic air conditioner, and more particularly, to a magnetic air conditioner that can efficiently generate cold air and hot air and can also perform dehumidification.
従来用いられている室温域の冷凍機、例えば、冷蔵庫、冷凍庫、エアコンなどの冷凍機の大半は、フロンガスや代替フロンガスなどの気体冷媒の相変化を利用している。最近では、フロンガスの排出に伴うオゾン層破壊の問題が露呈し、さらに、代替フロンガスの排出に伴う地球温暖化への影響も懸念されている。このため、フロンガスや代替フロンガスなどの気体冷媒を用いた冷凍機に代わる、クリーンでかつ熱輸送能力の高い、革新的な冷凍機の開発が強く望まれている。 Most of refrigerators such as refrigerators, freezers, and air conditioners that are conventionally used at room temperature range use the phase change of a gaseous refrigerant such as chlorofluorocarbon gas or alternative chlorofluorocarbon gas. Recently, the problem of ozone depletion due to the emission of chlorofluorocarbons has been exposed, and there is also concern about the impact on global warming caused by the emission of alternative chlorofluorocarbons. For this reason, there is a strong demand for the development of an innovative refrigerator that is clean and has a high heat transport capability, replacing the refrigerator that uses a gaseous refrigerant such as CFC and CFC.
このような背景から、最近になって注目されるようになった冷凍技術が磁気冷凍技術である。磁性体の中には、その磁性体に印加する磁界の大きさが変化すると、その変化に応じて自身の温度を変化させる、いわゆる磁気熱量効果を発現するものがある。この磁気熱量効果を発現する磁性体を利用して熱を輸送する冷凍技術が磁気冷凍技術である。 Against this background, the refrigeration technology that has recently attracted attention is the magnetic refrigeration technology. Some magnetic materials exhibit a so-called magnetocaloric effect that changes their temperature according to the change of the magnitude of the magnetic field applied to the magnetic material. A refrigeration technique that transports heat using a magnetic material that exhibits this magnetocaloric effect is a magnetic refrigeration technique.
磁気冷凍技術を応用した冷凍機としては、例えば、下記特許文献1に記載されているような、固体物質の熱伝導を利用して熱を輸送する磁気冷凍機がある。この磁気冷凍機は以下のような構成によって熱を伝導させる。 As a refrigerator using the magnetic refrigeration technology, for example, there is a magnetic refrigerator that transports heat by utilizing the heat conduction of a solid substance as described in Patent Document 1 below. This magnetic refrigerator conducts heat by the following configuration.
磁気を印加すると温度が上昇する正の磁性体と、磁気を印加すると温度が下降する負の磁性体とを、所定の間隔で交互に複数一方向に並べて配置する。正負一対の磁性体で1つの磁性体ブロックを形成する。一方向に並ぶ複数の磁性体ブロックを環状に複数配置して磁性体ユニットを形成する。この磁性体ユニットと同心で内径と外径が略等しいハブ状の回転体に永久磁石を配置して磁気ユニットを形成する。正負の磁性体との間を挿脱する熱伝導部材を正負の磁性体との間で摺動自在となるように配置する。 A plurality of positive magnetic bodies that increase in temperature when magnetism is applied and negative magnetic bodies that decrease in temperature when magnetism is applied are alternately arranged in one direction at predetermined intervals. One magnetic body block is formed by a pair of positive and negative magnetic bodies. A plurality of magnetic blocks arranged in one direction are arranged in a ring shape to form a magnetic unit. Permanent magnets are arranged on a hub-like rotating body that is concentric with the magnetic body unit and has substantially the same inner diameter and outer diameter to form a magnetic unit. A heat conducting member for inserting and removing between the positive and negative magnetic bodies is disposed so as to be slidable between the positive and negative magnetic bodies.
永久磁石が配置されている磁気ユニットを磁性体ユニットと対向するように配置して磁性体ユニットに対し相対的に回転させる。正負の磁性体との間で挿脱される熱伝導部材を磁性体ユニットに対し相対的に回転させる。磁気ユニットの回転によって正負の磁性体に同時に磁気が印加されまた除去される。また、熱伝導部材が回転方向に並ぶ正負の磁性体との間で挿脱される。永久磁石と熱伝導部材が回転することで、磁気熱量効果により磁性体が発生する熱を磁性体が配置される一方向に熱伝導部材を介して輸送する。 The magnetic unit in which the permanent magnet is disposed is disposed so as to face the magnetic body unit, and is rotated relative to the magnetic body unit. The heat conducting member inserted / removed between the positive / negative magnetic bodies is rotated relative to the magnetic body unit. Magnetism is simultaneously applied to and removed from the positive and negative magnetic bodies by the rotation of the magnetic unit. Further, the heat conducting member is inserted into and removed from the positive and negative magnetic bodies arranged in the rotation direction. By rotating the permanent magnet and the heat conducting member, the heat generated by the magnetic body due to the magnetocaloric effect is transported through the heat conducting member in one direction in which the magnetic body is disposed.
しかし、上記特許文献1に記載された磁気冷凍機は、固体物質の熱伝導を利用して一方向に熱を輸送する構成は開示されているものの、輸送した熱を外部に取り出すための具体的な構成は開示されていない。磁気冷凍機は、輸送した熱を効率的に外部に取り出すための構成が必要である。輸送した熱を効率的に外部に取り出すことができないと、磁気冷凍機内に熱が籠り、磁気冷凍機としての熱効率が著しく低下する。 However, the magnetic refrigerator described in Patent Document 1 discloses a configuration for transporting heat in one direction using heat conduction of a solid substance, but is a specific for taking out the transported heat to the outside. No arrangement is disclosed. The magnetic refrigerator needs a configuration for efficiently taking out the transported heat to the outside. If the transported heat cannot be efficiently taken out, heat is generated in the magnetic refrigerator, and the thermal efficiency of the magnetic refrigerator is significantly reduced.
熱を外部に取り出すために通常考え得る構成は、磁気冷凍機の内周部と外周部に温風用と冷風用の冷媒通路を設け、その冷媒通路に空気を流通させて、温風と冷風を得るという構成である。この場合、単に冷媒通路を設けただけでは、冷風及び温風を効率的に生成することはできないし、除湿機能を持たせることもできない。 In order to extract heat to the outside, a conceivable configuration is that a refrigerant path for hot air and cold air is provided in the inner and outer peripheries of the magnetic refrigerator, and air is circulated through the refrigerant path so that hot air and cold air are circulated. It is the composition of obtaining. In this case, simply providing a refrigerant passage cannot efficiently generate cold air and hot air, and cannot provide a dehumidifying function.
本発明は、上記のような事情に鑑みて成されたものであり、冷風及び温風を効率的に生成でき、かつ、除湿をすることもできる磁気冷暖房装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a magnetic air conditioner that can efficiently generate cold air and hot air and can also perform dehumidification.
上記目的を達成するための本発明に係る磁気冷暖房装置は、磁気熱量材料及び熱スイッチを備えた中空状の熱生成ディスクと、磁気熱量材料に磁場を印加する磁場印加部を備えた中空状の磁場印加ディスク、とを交互に複数積層し、熱生成ディスク及び磁場印加ディスクの少なくともいずれか一方を相対的に回転させることによって回転方向とは交差する方向に熱を輸送する磁気冷暖房装置である。 In order to achieve the above object, a magnetic air conditioner according to the present invention includes a hollow heat generating disk having a magnetocaloric material and a heat switch, and a hollow heat generating disk having a magnetic field applying unit that applies a magnetic field to the magnetocaloric material. A magnetic air conditioner that transports heat in a direction crossing the rotational direction by rotating a plurality of magnetic field application disks alternately and relatively rotating at least one of the heat generation disk and the magnetic field application disk.
磁気冷暖房装置は、外周冷媒通路、内周冷媒通路及び循環通路を有する。外周冷媒通路は、熱生成ディスクと磁場印加ディスクの外周に沿って形成し、熱生成ディスクが外周側に輸送した熱を冷媒に熱伝達させて外部に取り出す。内周冷媒通路は、熱生成ディスクと磁場印加ディスクの内周に沿って形成し、熱生成ディスクが内周側に輸送した熱を冷媒に熱伝達させて外部に取り出す。循環通路は、外周冷媒通路と内周冷媒通路とを連通し、外周冷媒通路または内周冷媒通路を任意に接続することができる。したがって、冷房能力及び暖房能力を調整することができる。また循環通路は、外周冷媒通路を流れる冷媒から凝縮水を取り除き加温して除湿することもできる。外周冷媒通路と内周冷媒通路とは、熱生成ディスクと磁場印加ディスクとの積層方向に複数のグループに分割されている。1つのグループは外周冷媒通路と内周冷媒通路とを前記循環通路で連通し、他のグループは外周冷媒通路と内周冷媒通路とを独立して用いている。 The magnetic air conditioner has an outer peripheral refrigerant passage, an inner peripheral refrigerant passage, and a circulation passage. The outer peripheral refrigerant passage is formed along the outer periphery of the heat generating disk and the magnetic field application disk, and the heat transported by the heat generating disk to the outer peripheral side is transferred to the refrigerant and taken out to the outside. The inner peripheral refrigerant passage is formed along the inner periphery of the heat generating disk and the magnetic field application disk, and heat transferred from the heat generating disk to the inner peripheral side is transferred to the refrigerant and taken out to the outside. The circulation passage allows the outer peripheral refrigerant passage and the inner peripheral refrigerant passage to communicate with each other, and can arbitrarily connect the outer peripheral refrigerant passage or the inner peripheral refrigerant passage. Therefore, the cooling capacity and the heating capacity can be adjusted. The circulation passage can also be dehumidified by removing the condensed water from the refrigerant flowing through the outer refrigerant passage and heating it. The outer peripheral refrigerant passage and the inner peripheral refrigerant passage are divided into a plurality of groups in the stacking direction of the heat generation disk and the magnetic field application disk. One group connects the outer peripheral refrigerant passage and the inner peripheral refrigerant passage through the circulation passage, and the other group uses the outer peripheral refrigerant passage and the inner peripheral refrigerant passage independently.
上記のような構成を有する本発明に係る磁気冷暖房装置によれば、外周冷媒通路と内周冷媒通路とを連通する循環通路を設けているので、外周冷媒通路または内周冷媒通路を任意に接続することができ、冷房能力及び暖房能力を調整することができる。また、外周冷媒通路または内周冷媒通路を流れる冷媒から凝縮水を取り除き加温して外部に供給することができる。すなわち、磁気冷暖房装置に除湿機能を持たせることができる。 According to the magnetic air conditioner according to the present invention having the above-described configuration, since the circulation passage that connects the outer peripheral refrigerant passage and the inner peripheral refrigerant passage is provided, the outer peripheral refrigerant passage or the inner peripheral refrigerant passage is arbitrarily connected. Cooling capacity and heating capacity can be adjusted. In addition, the condensed water can be removed from the refrigerant flowing through the outer peripheral refrigerant passage or the inner peripheral refrigerant passage, heated, and supplied to the outside. That is, the dehumidifying function can be given to the magnetic air conditioner.
以下に、本実施形態に係る磁気冷暖房装置を説明する。 Below, the magnetic air conditioning apparatus which concerns on this embodiment is demonstrated.
図1は、本実施形態に係る磁気冷暖房装置の外観図である。図に示すように、磁気冷暖房装置100は円柱状の外形を有している。 FIG. 1 is an external view of a magnetic air conditioner according to this embodiment. As shown in the figure, the magnetic cooling / heating device 100 has a cylindrical outer shape.
磁気冷暖房装置100は、上部コア100Aと下部コア100Bの2つのコアから形成される。上部コア100Aと下部コア100Bはそれぞれ同一径を有する円筒形状を有している。 The magnetic air conditioner 100 is formed of two cores, an upper core 100A and a lower core 100B. Each of the upper core 100A and the lower core 100B has a cylindrical shape having the same diameter.
上部コア100Aの外周部には上部コア100Aの全周に亘ってその底面から上面に伸びる同心円筒状の外周冷媒通路200Aを形成する。なお、外周冷媒通路200Aの底面は塞がれている。したがって、外周冷媒通路200Aはその上面のみが開放されている。上部コア100Aの底面側には外周冷媒通路200Aに冷媒である空気を流入させる流入口200AINを取り付ける。上部コア100Aの上面側には流入口200AINから流入した空気を流出させる流出口200AOUTを形成する。 A concentric cylindrical outer refrigerant passage 200A extending from the bottom surface to the upper surface is formed in the outer peripheral portion of the upper core 100A over the entire circumference of the upper core 100A. Note that the bottom surface of the outer peripheral refrigerant passage 200A is closed. Therefore, only the upper surface of the outer peripheral refrigerant passage 200A is opened. An inlet 200AIN for allowing air as a refrigerant to flow into the outer peripheral refrigerant passage 200A is attached to the bottom surface side of the upper core 100A. An outlet 200AOUT is formed on the upper surface side of the upper core 100A to allow the air flowing in from the inlet 200AIN to flow out.
本実施形態では、流入口200AINから流入し外周冷媒通路200Aを流れた空気は流出口200AOUTに至るまでに冷却される。なお、本実施形態では冷媒として空気を例示するが、熱伝達特性に優れていれば、空気以外の気体冷媒を用いても良い。 In the present embodiment, the air that flows in from the inlet 200AIN and flows through the outer refrigerant passage 200A is cooled to reach the outlet 200AOUT. In the present embodiment, air is exemplified as the refrigerant, but a gas refrigerant other than air may be used as long as it has excellent heat transfer characteristics.
上部コア100Aの上面の中央部にはアウターロータモータ300Mを取り付ける。アウターロータモータ300Mの外周部には円筒状のロータ310Aを取り付ける。ロータ310Aの下部にはクラッチ300Caを取り付ける。 An outer rotor motor 300M is attached to the center of the upper surface of the upper core 100A. A cylindrical rotor 310A is attached to the outer periphery of the outer rotor motor 300M. A clutch 300Ca is attached to the lower portion of the rotor 310A.
ロータ310Aの外周とその外周から一定距離離れた部分との間の領域には、ロータ310Aの外周に沿って上部コア100Aの底面から上面に伸びる同心円筒状の内周冷媒通路320Aを形成する。なお、内周冷媒通路320Aの底面は外周冷媒通路200Aの底面と同様に塞がれている。したがって、内周冷媒通路320Aはその上面のみが開放されている。上部コア100Aの底面側には内周冷媒通路320Aに空気を流入させる流入口320AINを取り付ける。上部コア100Aの上面側には流入口320AINから流入した空気を流出させる流出口320AOUTを形成する。 A concentric cylindrical inner peripheral refrigerant passage 320A extending from the bottom surface of the upper core 100A to the upper surface along the outer periphery of the rotor 310A is formed in a region between the outer periphery of the rotor 310A and a part away from the outer periphery. The bottom surface of the inner peripheral refrigerant passage 320A is closed in the same manner as the bottom surface of the outer peripheral refrigerant passage 200A. Therefore, only the upper surface of the inner peripheral refrigerant passage 320A is opened. An inlet 320AIN for allowing air to flow into the inner peripheral refrigerant passage 320A is attached to the bottom surface side of the upper core 100A. On the upper surface side of the upper core 100A, an outlet 320AOUT is formed through which air flowing in from the inlet 320AIN flows out.
本実施形態では、流入口320AINから流入し内周冷媒通路320Aを流れた空気は流出口320AOUTに至るまでに加温される。 In the present embodiment, the air flowing in from the inlet 320AIN and flowing through the inner peripheral refrigerant passage 320A is heated up to the outlet 320AOUT.
上記では、外周冷媒通路200Aの流入口200AINから流入した空気が、外周冷媒通路200A内で冷却される場合を例示した。しかし、外周冷媒通路200Aの流入口200AINから流入した空気が、外周冷媒通路200A内で加温されるようにしても良い。また、上記では、内周冷媒通路320Aの流入口330AINから流入した空気が、内周冷媒通路320A内で加温される場合を例示した。しかし、内周冷媒通路320Aの流入口330AINから流入した空気を、内周冷媒通路320A内で冷却するようにしても良い。 In the above, the case where the air flowing in from the inlet 200AIN of the outer refrigerant passage 200A is cooled in the outer refrigerant passage 200A is illustrated. However, the air flowing in from the inlet 200AIN of the outer refrigerant passage 200A may be heated in the outer refrigerant passage 200A. Further, in the above, the case where the air flowing in from the inlet 330AIN of the inner peripheral refrigerant passage 320A is heated in the inner peripheral refrigerant passage 320A is illustrated. However, the air flowing in from the inlet 330AIN of the inner peripheral refrigerant passage 320A may be cooled in the inner peripheral refrigerant passage 320A.
下部コア100Bの外周部には、下部コア100Bの全周に亘ってその底面から上面に伸びる同心円筒状の外周冷媒通路200Bが形成してある。なお、外周冷媒通路200Bの上面及び底面は塞がれている。下部コア100Bの底面側には外周冷媒通路200Bに冷媒である空気を流入させる流入口200BINを取り付ける。下部コア100Bの上面側には流入口200AINから流入した空気を流出させる流出口200BOUTを形成する。したがって、外周冷媒通路200Bでは流入口210BINから流入した空気が流出口200BOUTから流出する。 A concentric cylindrical outer refrigerant passage 200B extending from the bottom surface to the upper surface is formed on the outer periphery of the lower core 100B over the entire circumference of the lower core 100B. Note that the upper surface and the bottom surface of the outer peripheral refrigerant passage 200B are closed. An inlet 200BIN is attached to the bottom surface side of the lower core 100B to allow air as a refrigerant to flow into the outer refrigerant passage 200B. An outlet 200BOUT is formed on the upper surface side of the lower core 100B to allow the air flowing in from the inlet 200AIN to flow out. Accordingly, in the outer refrigerant passage 200B, the air that has flowed in from the inlet 210BIN flows out from the outlet 200BOUT.
本実施形態では、流入口200BINから流入し外周冷媒通路200Bを流れた空気は流出口200BOUTに至るまでに冷却される。 In the present embodiment, the air that flows in from the inlet 200BIN and flows through the outer refrigerant passage 200B is cooled to reach the outlet 200BOUT.
下部コア100Bの上面の中央部には、上部コア100Aのロータ310Aの下部に取り付けたクラッチ300Caに接続するクラッチ300Cbを取り付ける。クラッチ300Cbには円筒状のロータ310Bを取り付ける。 A clutch 300Cb connected to the clutch 300Ca attached to the lower part of the rotor 310A of the upper core 100A is attached to the center of the upper surface of the lower core 100B. A cylindrical rotor 310B is attached to the clutch 300Cb.
ロータ310Bの外周とその外周から一定距離離れた部分との間の領域には、上部コア100Aと同様に、ロータ310Bの外周に沿って下部コア100Bの底面から上面に伸びる同心円筒状の内周冷媒通路320Bを形成する。なお、内周冷媒通路320Bの上面は外周冷媒通路200Bの上面と同様に塞がれている。したがって、内周冷媒通路320Bはその底面のみが開放されている。下部コア100Bの上面側には内周冷媒通路320Bに空気を流入させる流入口320BINを取り付ける。下部コア100Bの底面側には流入口320BINから流入した空気を流出させる流出口320BOUTを形成する。 Similar to the upper core 100A, the region between the outer periphery of the rotor 310B and a part away from the outer periphery has a concentric cylindrical inner periphery extending from the bottom surface to the upper surface of the lower core 100B along the outer periphery of the rotor 310B. A refrigerant passage 320B is formed. The upper surface of the inner peripheral refrigerant passage 320B is closed in the same manner as the upper surface of the outer peripheral refrigerant passage 200B. Therefore, only the bottom surface of the inner peripheral refrigerant passage 320B is opened. An inlet 320BIN that allows air to flow into the inner peripheral refrigerant passage 320B is attached to the upper surface side of the lower core 100B. An outlet 320BOUT is formed on the bottom surface side of the lower core 100B to allow the air flowing in from the inlet 320BIN to flow out.
本実施形態では、流入口320BINから流入し内周冷媒通路320Bを流れた空気は流出口320BOUTに至るまでに加温される。 In the present embodiment, the air that flows in from the inlet 320BIN and flows through the inner peripheral refrigerant passage 320B is heated by the time it reaches the outlet 320BOUT.
上記では、外周冷媒通路200Bの流入口200BINから流入した空気が、外周冷媒通路200B内で冷却され流出口200BOUTから流出する場合を例示した。しかし、外周冷媒通路200Bの流入口200BINから流入した空気が、外周冷媒通路200B内で加温されるようにしても良い。また、上記では、内周冷媒通路320Bの流入口330BINから流入した空気が、内周冷媒通路320B内で加温される場合を例示した。しかし、内周冷媒通路320Bの流入口330BINから流入した空気を、内周冷媒通路320B内で冷却するようにしても良い。 In the above, the case where the air flowing in from the inlet 200BIN of the outer refrigerant passage 200B is cooled in the outer refrigerant passage 200B and flows out from the outlet 200BOUT is illustrated. However, the air flowing in from the inlet 200BIN of the outer refrigerant passage 200B may be heated in the outer refrigerant passage 200B. Further, in the above, the case where the air that has flowed in from the inlet 330BIN of the inner peripheral refrigerant passage 320B is heated in the inner peripheral refrigerant passage 320B is illustrated. However, the air flowing in from the inlet 330BIN of the inner peripheral refrigerant passage 320B may be cooled in the inner peripheral refrigerant passage 320B.
なお、図1には示していないが、上部コア100Aの流入口200AIN、流入口320AIN、下部コア100Bの流入口200BIN、流入口320BIN、流出口200BOUTはそれぞれの通路を連通させる循環通路に接続される。また、流入口200AIN、流入口200BIN、流入口320AIN、流入口320BINには外部に設けたポンプから空気が供給される。循環経路とポンプの接続については後述する。 Although not shown in FIG. 1, the inlet 200AIN and inlet 320AIN of the upper core 100A, the inlet 200BIN, the inlet 320BIN, and the outlet 200BOUT of the lower core 100B are connected to circulation passages that connect the respective passages. The In addition, air is supplied to the inlet 200AIN, the inlet 200BIN, the inlet 320AIN, and the inlet 320BIN from an externally provided pump. The connection between the circulation path and the pump will be described later.
図2は、図1のA−A断面図である。図に示すように、磁気冷暖房装置100は、上部コア100Aと下部コア100Bとに分離されている。上部コア100Aと下部コア100Bの外周部には、外周冷媒通路200A、200Bが形成されている。 FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. As shown in the figure, the magnetic cooling / heating device 100 is separated into an upper core 100A and a lower core 100B. Outer peripheral refrigerant passages 200A and 200B are formed in the outer peripheral portions of the upper core 100A and the lower core 100B.
上部コア100Aの上面の中央部にはアウターロータモータ300Mが取り付けられる。アウターロータモータ300Mの外周部には円筒状のロータ310Aが取り付けてある。ロータ310Aの下部にはクラッチ300Caが取り付けられる。ロータ310Aはアウターロータモータ300Mによって図示矢印方向に回転される。 An outer rotor motor 300M is attached to the center of the upper surface of the upper core 100A. A cylindrical rotor 310A is attached to the outer periphery of the outer rotor motor 300M. A clutch 300Ca is attached to the lower part of the rotor 310A. The rotor 310A is rotated in the direction indicated by the arrow by the outer rotor motor 300M.
下部コア100Aの上面の中央部には、上部コア100Aのロータ310Aの下部に取り付けたクラッチ300Caに接続するクラッチ300Cbを取り付ける。クラッチ300Cbには円筒状のロータ310Bが取り付けてある。クラッチ300Caと300Cbは電磁式のクラッチ300Cである。クラッチ300CがONすると、クラッチ300Caと300Cbが接続され、アウターロータモータ300Mの駆動力がロータ310Aからロータ310Bに伝達し、ロータ310Bがロータ310Aとともに回転する。 A clutch 300Cb connected to the clutch 300Ca attached to the lower portion of the rotor 310A of the upper core 100A is attached to the central portion of the upper surface of the lower core 100A. A cylindrical rotor 310B is attached to the clutch 300Cb. The clutches 300Ca and 300Cb are electromagnetic clutches 300C. When the clutch 300C is turned on, the clutches 300Ca and 300Cb are connected, the driving force of the outer rotor motor 300M is transmitted from the rotor 310A to the rotor 310B, and the rotor 310B rotates together with the rotor 310A.
ロータ310Aには、磁気熱量材料に磁場を印加する磁場印加部を備えた中空状の磁場印加ディスク400Aa、400Ba、400Ca、400Daを取り付けてある。また、ロータ310Bには、磁気熱量材料に磁場を印加する磁場印加部を備えた中空状の磁場印加ディスク400Ab、400Bb、400Cb、400Dbを取り付けてある。磁場印加部は磁場印加ディスク400Aa−400Da、400Ab−400Dbの表面と裏面の両面に形成してある。 The rotor 310A is attached with hollow magnetic field application disks 400Aa, 400Ba, 400Ca, and 400Da that include a magnetic field application unit that applies a magnetic field to the magnetocaloric material. In addition, hollow magnetic field application disks 400Ab, 400Bb, 400Cb, and 400Db each having a magnetic field application unit that applies a magnetic field to the magnetocaloric material are attached to the rotor 310B. The magnetic field application unit is formed on both the front and back surfaces of the magnetic field application disks 400Aa-400Da and 400Ab-400Db.
ロータ300Aaの外周面と磁場印加ディスク400Aa−400Da、ロータ300Abの外周面と磁場印加ディスク400Ab−400Dbの内周面とは堅固に嵌め合わせられている。したがって、クラッチ300CがONしている状態で、アウターロータモータ300Mが回転すると、ロータ310A及び310Bがともに回転し、磁場印加ディスク400Aa−400Da、磁場印加ディスク400Ab−400Dbも一斉に回転する。一方、クラッチ300CがOFFしている状態では、ロータ310Aのみが回転し、磁場印加ディスク400Aa−400Daが回転する。 The outer peripheral surface of the rotor 300Aa and the magnetic field application disks 400Aa to 400Da, and the outer peripheral surface of the rotor 300Ab and the inner peripheral surface of the magnetic field application disks 400Ab to 400Db are firmly fitted. Therefore, when the outer rotor motor 300M rotates while the clutch 300C is ON, both the rotors 310A and 310B rotate, and the magnetic field application disks 400Aa-400Da and the magnetic field application disks 400Ab-400Db rotate simultaneously. On the other hand, in the state where the clutch 300C is OFF, only the rotor 310A rotates and the magnetic field application disks 400Aa to 400Da rotate.
ロータ310Aには、磁場印加ディスク400Aa、400Ba、400Ca、400Daのそれぞれに微小間隔空けて挟まれるように、磁気熱量材料及び熱スイッチを備えた中空状の熱生成ディスク410Aa、410Ba、410Caが固定して取り付けてある。また、ロータ310Bには、磁場印加ディスク400Ab、400Bb、400Cb、400Dbのそれぞれに微小間隔空けて挟まれるように、磁気熱量材料及び熱スイッチを備えた中空状の熱生成ディスク410Ab、410Bb、410Cbが固定して取り付けてある。したがって、上部コア100Aと下部コア100Bにおいて、磁場印加ディスクと熱生成ディスクとは、微小間隔空けて交互に積層されることになる。 Fixed to the rotor 310A are hollow heat generating disks 410Aa, 410Ba, 410Ca provided with a magnetocaloric material and a thermal switch so as to be sandwiched between the magnetic field application disks 400Aa, 400Ba, 400Ca, 400Da with a small gap therebetween. Attached. The rotor 310B includes hollow heat generating disks 410Ab, 410Bb, and 410Cb each including a magnetocaloric material and a thermal switch so as to be sandwiched between the magnetic field application disks 400Ab, 400Bb, 400Cb, and 400Db with a small gap therebetween. It is fixed and attached. Therefore, in the upper core 100A and the lower core 100B, the magnetic field application disk and the heat generation disk are alternately stacked with a minute interval.
磁気熱量材料は磁場を印加すると自身の温度が上昇し磁場を取り除くと自身の温度が下降する特性を有する(正の磁性体:なお、この逆の特性のものもある)。本実施形態では、磁気熱量材料として正の磁性体または負の磁性体のいずれか一方のみを用いる。しかしながら、正の磁性体と負の磁性体を混在させても良い。 A magnetocaloric material has a characteristic that its temperature rises when a magnetic field is applied, and its temperature decreases when the magnetic field is removed (positive magnetic material: some of the opposite characteristics exist). In the present embodiment, only one of a positive magnetic material and a negative magnetic material is used as the magnetocaloric material. However, a positive magnetic material and a negative magnetic material may be mixed.
したがって、クラッチ300CがONしている状態で、アウターロータモータ300Mが回転すると、ロータ310A及び310Bがともに回転し、磁場印加ディスク400Aa−400Da、磁場印加ディスク400Ab−400Dbが一斉に回転する。すると、熱生成ディスク410Aa−410Ca及び熱生成ディスク410Ab−410Cbのそれぞれに繰り返し磁場が印加され、磁場印加ディスクの回転する方向と交差する方向に熱が移動する。 Therefore, when the outer rotor motor 300M rotates while the clutch 300C is ON, both the rotors 310A and 310B rotate, and the magnetic field application disks 400Aa to 400Da and the magnetic field application disks 400Ab to 400Db rotate all at once. Then, the magnetic field is repeatedly applied to each of the heat generating disks 410Aa-410Ca and the heat generating disks 410Ab-410Cb, and the heat moves in a direction intersecting with the rotating direction of the magnetic field applying disk.
本実施形態の場合は、熱生成ディスク410Aa−410Ca及び熱生成ディスク410Ab−410Cbの外周側から内周側に熱が移動する。したがって、熱生成ディスク410Aa−410Ca及び熱生成ディスク410Ab−410Cbの外周側は温度が低くなり、その内周側は温度が高くなる。なお、本実施形態とは反対に、熱生成ディスク410Aa−410Ca及び熱生成ディスク410Ab−410Cbの内周側から外周側に熱が移動するようにしても良い。この場合、熱生成ディスク410Aa−410Ca及び熱生成ディスク410Ab−410Cbの外周側は温度が高くなり、その内周側は温度が低くなる。 In the case of the present embodiment, heat moves from the outer peripheral side to the inner peripheral side of the heat generating disks 410Aa-410Ca and the heat generating disks 410Ab-410Cb. Therefore, the outer peripheral side of the heat generating disks 410Aa-410Ca and the heat generating disks 410Ab-410Cb has a lower temperature, and the inner peripheral side has a higher temperature. In contrast to this embodiment, heat may be transferred from the inner peripheral side to the outer peripheral side of the heat generating disks 410Aa-410Ca and the heat generating disks 410Ab-410Cb. In this case, the temperature is high on the outer peripheral side of the heat generating disks 410Aa-410Ca and the heat generating disks 410Ab-410Cb, and the temperature is low on the inner peripheral side thereof.
図3は、磁場印加ディスクの構成図である。図3では図2に示した磁場印加ディスク400Aaの構成について説明する。他の磁場印加ディスク400Ba−400Da、400Ab−400Dbの構成も磁場印加ディスク400Aの構成と同一である。 FIG. 3 is a configuration diagram of the magnetic field application disk. FIG. 3 illustrates the configuration of the magnetic field application disk 400Aa shown in FIG. The configurations of the other magnetic field application disks 400Ba-400Da and 400Ab-400Db are the same as the configuration of the magnetic field application disk 400A.
図3Aは、図3Bの磁場印加ディスク400Aaの表面を示し、図3Cはその裏面を示す。図3Bに示すように、磁場印加ディスク400Aaは円板状に形成されている。図3A、図3Cに示すように、磁場印加ディスク400Aaの表面及び裏面は放射状に30度ずつ12分割された領域を有する。 3A shows the front surface of the magnetic field application disk 400Aa of FIG. 3B, and FIG. 3C shows the back surface thereof. As shown in FIG. 3B, the magnetic field application disk 400Aa is formed in a disc shape. As shown in FIGS. 3A and 3C, the front and back surfaces of the magnetic field application disk 400Aa have regions that are radially divided into 12 portions of 30 degrees.
磁場印加ディスク400Aの表面には、図4Aに示すように、12分割された各領域に、磁場印加部420Aa、420Ab、…、420Ak、420Alを形成してある。磁場印加ディスク400Aの裏面には、図4Cに示すように、12分割された各領域に、磁場印加部420Ca、420Cb、…、420Ck、420Clを形成してある。 On the surface of the magnetic field application disk 400A, as shown in FIG. 4A, magnetic field application units 420Aa, 420Ab,..., 420Ak, 420Al are formed in each of the 12 regions. On the back surface of the magnetic field application disk 400A, as shown in FIG. 4C, magnetic field application units 420Ca, 420Cb,..., 420Ck, 420Cl are formed in each of the 12 regions.
磁場印加ディスク400Aの表面の磁場印加部420Aa−420Alと、その裏面の磁場印加部420Ca−420Clとは、表面と裏面の同一位置に永久磁石を配置してある。たとえば、図4Aに示すように、磁場印加部420Aaと磁場印加部420Caとにおいて、磁場印加ディスク400Aの径方向の永久磁石の並びは同一である。磁場印加部420Abと420Cb、…、磁場印加部420Alと420Clにおいても同じである。 The magnetic field application units 420Aa-420Al on the front surface of the magnetic field application disk 400A and the magnetic field application units 420Ca-420Cl on the back surface thereof have permanent magnets arranged at the same positions on the front surface and the back surface. For example, as shown in FIG. 4A, the arrangement of the permanent magnets in the radial direction of the magnetic field application disk 400A is the same in the magnetic field application unit 420Aa and the magnetic field application unit 420Ca. The same applies to the magnetic field application units 420Ab and 420Cb, ..., and the magnetic field application units 420Al and 420Cl.
また、磁場印加ディスク400Aの表面と裏面において、隣接する磁場印加部同士の永久磁石の配置は、1つの永久磁石の厚み分だけ、磁場印加ディスク400Aの径方向に相互にずらしてある。たとえば、磁場印加部420Aa、420Ab、420Acのそれぞれにおいて、磁場印加部420Abに隣接する磁場印加部420Aa、420Acでは、磁場印加部420Aa、420Acの永久磁石の配置を、磁場印加部420Abの永久磁石の配置に対して1つの永久磁石の厚み分だけ、磁場印加ディスク400Aの径方向にずらしてある。 Further, on the front and back surfaces of the magnetic field application disk 400A, the arrangement of the permanent magnets between the adjacent magnetic field application parts is shifted from each other in the radial direction of the magnetic field application disk 400A by the thickness of one permanent magnet. For example, in each of the magnetic field application units 420Aa, 420Ab, and 420Ac, in the magnetic field application units 420Aa and 420Ac adjacent to the magnetic field application unit 420Ab, the arrangement of the permanent magnets of the magnetic field application units 420Aa and 420Ac is changed to the permanent magnet of the magnetic field application unit 420Ab. The arrangement is shifted in the radial direction of the magnetic field application disk 400A by the thickness of one permanent magnet.
図4は、熱生成ディスクの構成図である。図4では図2に示した熱生成ディスク410Aaの構成について説明する。熱生成ディスク410Aa以外の熱生成ディスク410Ba−410Ca、410Ab−410Cbの構成も熱生成ディスク410Aaの構成と同一である。 FIG. 4 is a configuration diagram of the heat generating disk. FIG. 4 describes the configuration of the heat generating disk 410Aa shown in FIG. The configuration of the heat generation disks 410Ba-410Ca, 410Ab-410Cb other than the heat generation disk 410Aa is the same as that of the heat generation disk 410Aa.
図4Aに示すように、熱生成ディスク410Aaはその外周部が外周冷媒通路200Aに臨んでいる。熱生成ディスク410Aaはその内周部が内周冷媒通路320Aに臨んでいる。熱生成ディスク410Aaの内周部はベアリング315を介してロータ310Aに取り付けられる。ロータ310Aは固定されている熱生成ディスク410Aaに対しベアリング315を介して自由に回転できる。 As shown in FIG. 4A, the outer periphery of the heat generating disk 410Aa faces the outer peripheral refrigerant passage 200A. The inner peripheral portion of the heat generating disk 410Aa faces the inner peripheral refrigerant passage 320A. The inner peripheral portion of the heat generating disk 410Aa is attached to the rotor 310A via a bearing 315. The rotor 310A can freely rotate via a bearing 315 with respect to the fixed heat generating disk 410Aa.
図4A、図4Bに示すように、熱生成ディスク410Aaの外周冷媒通路200Aに臨む位置(外周部)には低温側熱交換部450Aを備え、その内周冷媒通路320Aに臨む位置(内周部)には高温側熱交換部450Bを備える。 As shown in FIGS. 4A and 4B, the position (outer peripheral part) facing the outer refrigerant passage 200A of the heat generating disk 410Aa is provided with a low temperature side heat exchanging part 450A, and the position (inner peripheral part) facing the inner peripheral refrigerant path 320A. ) Includes a high temperature side heat exchanging section 450B.
図4Aに示すように、熱生成ディスク410Aaは放射状に30度ずつ12分割された領域を有する。各領域には、図4Bに示すように、低温側熱交換部450Aと高温側熱交換部450Bとの間に、正の磁気熱量材料460A−460N及び熱スイッチ470A−470N+1が交互に一列に配置される。図4の例では正の磁気熱量材料を示したが、負の磁気熱量材料を用いても良い。 As shown in FIG. 4A, the heat generating disk 410Aa has a region radially divided into 12 portions of 30 degrees. In each region, as shown in FIG. 4B, positive magnetocaloric materials 460A-460N and thermal switches 470A-470N + 1 are alternately arranged in a row between the low temperature side heat exchange section 450A and the high temperature side heat exchange section 450B. Is done. Although the example of FIG. 4 shows a positive magnetocaloric material, a negative magnetocaloric material may be used.
磁場印加ディスク400Aaと400Baは、図2に示したように、熱生成ディスク410Aaを挟んで回転する。磁場印加ディスク400Aaと400Baが回転すると、熱生成ディスク410Aaに形成してある磁気熱量材料460A−460Nに磁気が印加及び除去されて発熱吸熱を繰り返す。磁気熱量材料460A−460N、低温側熱交換部450A、高温側熱交換部450Bの間に設けた熱スイッチ470A−470N+1は一定のタイミングで熱を伝達する。このため、磁気熱量材料460A−460Nで生成された熱が低温側熱交換部450Aから高温側熱交換部450Bに移動し、低温側熱交換部450Aの温度は低くなり、高温側熱交換部450Bの温度は高くなる。 As shown in FIG. 2, the magnetic field application disks 400Aa and 400Ba rotate with the heat generation disk 410Aa interposed therebetween. When the magnetic field application disks 400Aa and 400Ba rotate, magnetism is applied to and removed from the magnetocaloric material 460A-460N formed on the heat generation disk 410Aa, and heat generation and heat absorption are repeated. Thermal switches 470A-470N + 1 provided between the magnetocaloric material 460A-460N, the low temperature side heat exchange unit 450A, and the high temperature side heat exchange unit 450B transfer heat at a constant timing. For this reason, the heat generated by the magnetocaloric material 460A-460N moves from the low temperature side heat exchange unit 450A to the high temperature side heat exchange unit 450B, the temperature of the low temperature side heat exchange unit 450A becomes low, and the high temperature side heat exchange unit 450B. The temperature of becomes higher.
クラッチ300CをOFFさせた状態で、外部から空気を流入口200AIN、320AIN(図1参照)に供給し、アウターロータモータ300Mによってロータ310Aを回転させる。熱生成ディスク410Aa−410Ca上の12分割されているすべての領域において、図4Aに示すように、低温側熱交換部450Aから高温側熱交換部450Bに向かって熱が移動する。 With the clutch 300C turned off, air is supplied from the outside to the inlets 200AIN and 320AIN (see FIG. 1), and the rotor 310A is rotated by the outer rotor motor 300M. As shown in FIG. 4A, heat moves from the low temperature side heat exchanging section 450A toward the high temperature side heat exchanging section 450B in all 12 regions on the heat generating disks 410Aa-410Ca.
したがって、低温側熱交換部450Aの温度が高温側熱交換部450Bの温度よりも相対的に低くなり、低温側熱交換部450Aが臨む外周冷媒通路200Aに冷風が得られる。また、高温側熱交換部450Bの温度が低温側熱交換部450Aの温度よりも相対的に高くなり、高温側熱交換部450Bが臨む内周冷媒通路320Aに温風が得られる。これば、ロータ310Bを回転させた場合も同じである。 Therefore, the temperature of the low temperature side heat exchange part 450A is relatively lower than the temperature of the high temperature side heat exchange part 450B, and cold air is obtained in the outer peripheral refrigerant passage 200A facing the low temperature side heat exchange part 450A. Moreover, the temperature of the high temperature side heat exchange part 450B becomes relatively higher than the temperature of the low temperature side heat exchange part 450A, and hot air is obtained in the inner peripheral refrigerant passage 320A facing the high temperature side heat exchange part 450B. This is the same when the rotor 310B is rotated.
本実施形態では、上部コア100Aと下部コア100Bの流入口200AIN、200BIN、流入口320AIN、3200BIN及び流出口200BOUTを、循環通路を介して接続することによって、冷風又は温風の生成能力を向上させたり、除湿機能を持たせたりしている。 In the present embodiment, the inlets 200AIN and 200BIN, the inlets 320AIN and 3200BIN, and the outlet 200BOUT of the upper core 100A and the lower core 100B are connected via the circulation passage, thereby improving the ability to generate cold air or hot air. Or have a dehumidifying function.
たとえば、大きな冷房能力が必要なときに、上部コア100Aの流入口200AINと下部コア100Bの流出口200BOUTとを循環通路で接続し、下部コア100Bの流入口200BINに外部から空気を供給する。そして、クラッチ300CをONさせてアウターロータモータ300Mを動かすと、下部コア200Bと上部コア200Aとで冷却された非常に冷たい空気が、上部コア100Aの流出口200OUTから取り出すことができる。 For example, when a large cooling capacity is required, the inlet 200AIN of the upper core 100A and the outlet 200BOUT of the lower core 100B are connected by a circulation path, and air is supplied from the outside to the inlet 200BIN of the lower core 100B. When the outer rotor motor 300M is moved by turning on the clutch 300C, very cold air cooled by the lower core 200B and the upper core 200A can be taken out from the outlet 200OUT of the upper core 100A.
あまり大きな冷房能力が必要ではないときには、上部コア100Aの流入口200AINのみから外部の空気が供給されるように循環通路を切り替え、クラッチ300CをOFFさせた状態でアウターロータモータ300Mを動かすと、上部コア200Aのみで冷却された空気が上部コア100Aの流出口200OUTから取り出すことができる。 When a very large cooling capacity is not required, the circulation path is switched so that external air is supplied only from the inlet 200AIN of the upper core 100A, and the outer rotor motor 300M is moved with the clutch 300C turned off. Air cooled only by the core 200A can be taken out from the outlet 200OUT of the upper core 100A.
さらに、たとえば、図5aに模式的に示すように、循環通路500によって上部コア100Aの外周冷媒通路200Aと内周冷媒通路320Aを連通させ、上部コア100Aの流入口200AINから供給した空気を流出口320AOUTから取り出せるようにする。この状態で、流入口200AINから空気を流入させると、外周冷媒通路200Aをa点からb点を通過している間に、同図bの実線で示すように空気が冷却される。冷却される空気に含まれる水分は凝縮されて凝縮水となり外部に取り除かれる。湿分の少なくなった空気は内周冷媒通路320Aをb地点からa地点を通過している間に、同図bの点線で示すように暖められる。このため、結果的に、空気の除湿を行うことができる。 Further, for example, as schematically shown in FIG. 5a, the outer periphery refrigerant passage 200A and the inner periphery refrigerant passage 320A of the upper core 100A are communicated by the circulation passage 500, and the air supplied from the inlet 200AIN of the upper core 100A is discharged to the outlet. It can be taken out from 320AOUT. In this state, when air is introduced from the inflow port 200AIN, the air is cooled while passing through the outer refrigerant passage 200A from the point a to the point b as shown by the solid line in FIG. Moisture contained in the air to be cooled is condensed to be condensed water and removed to the outside. The air with reduced moisture is heated as shown by the dotted line in FIG. 5B while passing through the inner peripheral refrigerant passage 320A from the point b to the point a. For this reason, dehumidification of air can be performed as a result.
本実施形態に係る磁気冷暖房装置100は、要求される冷房能力、暖房能力、除湿機能によって、循環経路500の接続状態を変えて様々な運転モードを実現する。運転モードの変更は、次の冷媒配管とバルブの切換えによって実現する。 The magnetic air conditioner 100 according to the present embodiment realizes various operation modes by changing the connection state of the circulation path 500 according to the required cooling capacity, heating capacity, and dehumidifying function. The change of the operation mode is realized by switching the next refrigerant pipe and valve.
図6は、本実施形態に係る磁気冷暖房装置の循環通路の詳細を示す。図に示すように、外周冷媒通路200Aに接続する流入口200AINは三方弁580V1に取り付けられた循環通路500Aに接続される。また、外周冷媒通路200Bに接続する流出口200BOUTは三方弁580V1に取り付けられた循環通路500Bに接続される。三方弁580V1に取り付けられた循環通路500Cは外周冷媒通路200Aに外部から空気を供給するポンプ550P1に接続される。さらに、外周冷媒通路200Bに接続する流入口200BINは循環通路500Dによってポンプ550P1に接続される。 FIG. 6 shows the details of the circulation passage of the magnetic air conditioner according to this embodiment. As shown in the figure, the inlet 200AIN connected to the outer peripheral refrigerant passage 200A is connected to a circulation passage 500A attached to the three-way valve 580V1. Further, the outlet 200BOUT connected to the outer peripheral refrigerant passage 200B is connected to a circulation passage 500B attached to the three-way valve 580V1. The circulation passage 500C attached to the three-way valve 580V1 is connected to a pump 550P1 that supplies air to the outer refrigerant passage 200A from the outside. Furthermore, the inflow port 200BIN connected to the outer peripheral refrigerant passage 200B is connected to the pump 550P1 through the circulation passage 500D.
内周冷媒通路320Aに接続する流入口320AINは三方弁580V2に取り付けられた循環通路500Eに接続される。また、内周冷媒通路320Bに接続する流入口320BINは三方弁580V2に取り付けられた循環通路500Fに接続される。三方弁580V2に取り付けられた循環通路500Gは内周冷媒通路320A及び320Bに空気を供給するポンプ550P2に接続される。さらに、外周冷媒通路200Bと内周冷媒通路320Bは循環通路500Hによって接続され、循環通路500Hには空気の通過をON、OFFさせるバルブ580V3が設けられている。 An inflow port 320AIN connected to the inner peripheral refrigerant passage 320A is connected to a circulation passage 500E attached to the three-way valve 580V2. Further, the inlet 320BIN connected to the inner peripheral refrigerant passage 320B is connected to a circulation passage 500F attached to the three-way valve 580V2. The circulation passage 500G attached to the three-way valve 580V2 is connected to a pump 550P2 that supplies air to the inner peripheral refrigerant passages 320A and 320B. Further, the outer peripheral refrigerant passage 200B and the inner peripheral refrigerant passage 320B are connected by a circulation passage 500H, and the circulation passage 500H is provided with a valve 580V3 for turning on and off the passage of air.
本実施形態に係る磁気冷暖房装置100は、磁気冷暖房装置100の動作を制御するコントローラによってその動作が制御される。図7は、本実施形態に係る磁気冷暖房装置100の制御系のブロック図である。 The operation of the magnetic air conditioner 100 according to the present embodiment is controlled by a controller that controls the operation of the magnetic air conditioner 100. FIG. 7 is a block diagram of a control system of the magnetic air conditioner 100 according to the present embodiment.
コントローラ600には、図6に示したバルブ580V1、バルブ580V2、バルブ580V3が接続される。バルブ580V1、580V2の三方弁の位置、バルブ580V3のON、OFFはコントローラ600によって制御される。 The controller 600 is connected to the valves 580V1, 580V2, and 580V3 shown in FIG. The controller 600 controls the positions of the three-way valves 580V1 and 580V2 and the ON / OFF of the valve 580V3.
コントローラ600には、クラッチ300C(300Ca、300Cb)及びアウターロータモータ300Mが接続される。クラッチ300CのON、OFF、アウターロータモータ300Mの回転数は、コントローラ600によって制御される。 The controller 600 is connected to a clutch 300C (300Ca, 300Cb) and an outer rotor motor 300M. The controller 600 controls ON / OFF of the clutch 300C and the rotation speed of the outer rotor motor 300M.
コントローラ600には、ポンプ550P1と550P2が接続される。ポンプ550P1とポンプ550P2のON、OFFはコントローラ600によって制御される。 Pumps 550P1 and 550P2 are connected to controller 600. The controller 600 controls ON / OFF of the pump 550P1 and the pump 550P2.
コントローラ600には、温度設定器610、車室内温度センサ620、外気温センサ630、日射センサ640、モータ温度センサ650、バッテリ温度センサ660、インバータ温度センサ670が接続される。 The controller 600 is connected to a temperature setter 610, a vehicle interior temperature sensor 620, an outside air temperature sensor 630, a solar radiation sensor 640, a motor temperature sensor 650, a battery temperature sensor 660, and an inverter temperature sensor 670.
温度設定器610は、たとえば車両の車室内に設けられ、乗員が車室内の温度を設定するために設けられる。車室内温度センサ620は車室内の温度を検出する。外気温センサ630は車室外の温度を検出する。日射センサ640は、車室内に差し込む太陽の日射量を検出する。モータ温度センサ650はアウターロータモータ300Mの温度を検出する。バッテリ温度検出センサ660は、車両に搭載されているバッテリの温度を検出する。インバータ温度センサ670は、アウターロータモータ300Mを駆動するインバータの温度を検出する。なお、モータ温度センサ650、バッテリ温度センサ660、インバータ温度センサ670を設けるのは、アウターロータモータ300に異常が生じたときに、その異常をいち早く検出できるようにするためである。 The temperature setting device 610 is provided, for example, in the vehicle interior of the vehicle, and is provided for the passenger to set the temperature in the vehicle interior. The vehicle interior temperature sensor 620 detects the temperature in the vehicle interior. The outside air temperature sensor 630 detects the temperature outside the passenger compartment. The solar radiation sensor 640 detects the solar radiation amount inserted into the passenger compartment. Motor temperature sensor 650 detects the temperature of outer rotor motor 300M. Battery temperature detection sensor 660 detects the temperature of the battery mounted on the vehicle. Inverter temperature sensor 670 detects the temperature of the inverter that drives outer rotor motor 300M. The reason for providing the motor temperature sensor 650, the battery temperature sensor 660, and the inverter temperature sensor 670 is to detect the abnormality promptly when an abnormality occurs in the outer rotor motor 300.
次に、コントローラ600の動作を図8−図11の動作フローチャートに基づいて説明する。 Next, the operation of the controller 600 will be described based on the operation flowcharts of FIGS.
まず、コントローラ600は、温度設定器610、車室内温度センサ620、外気温センサ630、日射センサ640、モータ温度センサ650、バッテリ温度センサ660、インバータ温度センサ670によって検出された情報を入力する。つまり、全てのセンサによって検出された情報を入力する(S100)。 First, the controller 600 inputs information detected by the temperature setter 610, the vehicle interior temperature sensor 620, the outside air temperature sensor 630, the solar radiation sensor 640, the motor temperature sensor 650, the battery temperature sensor 660, and the inverter temperature sensor 670. That is, information detected by all sensors is input (S100).
コントローラ600は、これらのセンサから入力した情報に基づいて、冷房負荷、または暖房負荷を演算し、その演算結果から、アウターロータモータ300Mの回転数と、磁気冷暖房装置100の動作モードを演算する(S110)。 The controller 600 calculates a cooling load or a heating load based on information input from these sensors, and calculates the rotation speed of the outer rotor motor 300M and the operation mode of the magnetic cooling / heating device 100 from the calculation result ( S110).
コントローラ600は、演算された回転数でアウターロータモータ300Mを運転する(S120)。 The controller 600 operates the outer rotor motor 300M at the calculated rotation speed (S120).
コントローラ600は、演算された磁気冷暖房装置100の動作モードがモード1からモード3のうちのいずれのモードであるかを判断する(S130)。 The controller 600 determines which of the mode 1 to mode 3 is the calculated operation mode of the magnetic air conditioner 100 (S130).
コントローラ600は、演算された磁気冷暖房装置100の運転モードがモード1であればモード1の制御をし(S140)、モード2または3であればモード2または3の制御をし(S150)、モード1−3以外の制御であればその他のモードの制御をする(S160)。 The controller 600 controls the mode 1 if the calculated operation mode of the magnetic air conditioner 100 is mode 1 (S140), and controls the mode 2 or 3 if mode 2 or 3 (S150). If the control is other than 1-3, control in other modes is performed (S160).
図9は、コントローラ600におけるモード1の動作フローチャートである。モード1は、磁気冷暖房装置100に、図5に示したような除湿制御をさせるための動作モードである。 FIG. 9 is an operation flowchart of mode 1 in the controller 600. Mode 1 is an operation mode for causing the magnetic air conditioner 100 to perform dehumidification control as shown in FIG.
モード1は、図12のモード1に示すような空気の流れを生じさせる動作モードである。上部コア100Aでは、流入口210AINから空気が供給され外周冷媒通路200Aでその空気が冷却され冷却された空気が流出口200AOUTから外部に供給される。また、流入口320AINから空気が供給され内周冷媒通路320Aでその空気が加温され暖められた空気が流出口320AOUTから外部に供給される。 Mode 1 is an operation mode for generating an air flow as shown in mode 1 of FIG. In the upper core 100A, air is supplied from the inflow port 210AIN, and the cooled and cooled air is supplied to the outside through the outflow port 200AOUT. In addition, air is supplied from the inflow port 320AIN, and the warmed air is supplied to the outside through the outflow port 320AOUT.
一方、下部コア100Bでは、流入口210BINから空気が供給され外周冷媒通路200Bでその空気が冷却され冷却された空気が循環通路500Hに供給される。冷却された空気が循環通路500Hから内周冷媒通路320Bに供給され加温された空気が流出口320AOUTから外部に供給される。 On the other hand, in the lower core 100B, air is supplied from the inlet 210BIN, and the cooled air is supplied to the circulation passage 500H through the outer refrigerant passage 200B. The cooled air is supplied from the circulation passage 500H to the inner peripheral refrigerant passage 320B, and the heated air is supplied to the outside from the outlet 320AOUT.
このため、モード1では、上部コア100Aは冷風と温風を作り出し、下部コア100Bは空気を除湿する。 For this reason, in mode 1, the upper core 100A creates cold air and warm air, and the lower core 100B dehumidifies the air.
モード1の空気の流れを実現させるため、コントローラ600は、図9のフローチャートに示すように各三方弁、バルブ、クラッチ、ポンプの動作を制御する。 In order to realize the air flow in mode 1, the controller 600 controls the operation of each three-way valve, valve, clutch, and pump as shown in the flowchart of FIG.
コントローラ600は、クラッチ300CをONし、ポンプ550P1とポンプ550P2をONし、流入口200A1N、200BIN、320AIN、320BINに外部から取り入れた空気を供給する(S141)。 The controller 600 turns on the clutch 300C, turns on the pump 550P1 and the pump 550P2, and supplies air taken from the outside to the inlets 200A1N, 200BIN, 320AIN, and 320BIN (S141).
コントローラ600は、三方弁580V1と三方弁580V2とを駆動させ、図13のモード1のように各三方弁の位置を設定し、バルブ580V3をONする(S142)。 The controller 600 drives the three-way valve 580V1 and the three-way valve 580V2, sets the position of each three-way valve as in mode 1 of FIG. 13, and turns on the valve 580V3 (S142).
つまり、三方弁580V1は循環通路500Cから500Aに向かう通路のみが連通されている。したがって、図6に示すように、ポンプ500P1から供給される空気が循環通路500C、500Aを介して外周冷媒通路200Aに流れる。一方、三方弁580V2は循環通路500Gから500Eに向かう通路のみが連通されている。したがって、図6に示すように、ポンプ500P2から供給される空気が循環通路500G、500Eを介して内周冷媒通路320Aを流れる。 That is, the three-way valve 580V1 communicates only with the passage from the circulation passage 500C to 500A. Therefore, as shown in FIG. 6, the air supplied from the pump 500P1 flows into the outer refrigerant passage 200A via the circulation passages 500C and 500A. On the other hand, the three-way valve 580V2 communicates only with the passage from the circulation passage 500G to 500E. Therefore, as shown in FIG. 6, the air supplied from the pump 500P2 flows through the inner peripheral refrigerant passage 320A via the circulation passages 500G and 500E.
また、三方弁580V1は外周冷媒通路200Bから流れ込もうとする空気を阻止する。また、三方弁580V2は循環通路500Hから流れ込もうとする空気を阻止する。またバルブ580V3はONしているので、循環通路500Hは連通状態である。したがって、ポンプ550P1から循環通路500D、流入口200BIN、外周冷媒通路200B、循環通路500H、内周循環通路320Bは連通している。このため、ポンプ550P1から供給される空気は、外周冷媒通路200B、循環通路500H、内周循環通路320Bを通って外部に流れる。 Further, the three-way valve 580V1 blocks air that is about to flow from the outer refrigerant passage 200B. Further, the three-way valve 580V2 blocks air that is about to flow from the circulation passage 500H. Further, since the valve 580V3 is ON, the circulation passage 500H is in a communication state. Accordingly, the circulation path 500D, the inlet 200BIN, the outer refrigerant path 200B, the circulation path 500H, and the inner circumference circulation path 320B communicate with the pump 550P1. For this reason, the air supplied from the pump 550P1 flows to the outside through the outer peripheral refrigerant passage 200B, the circulation passage 500H, and the inner peripheral circulation passage 320B.
モード2は、図12に示すモード2のような空気の流れを生じさせる動作モードである。上部コア100Aの流入口210AINと下部コア100Bの流出口210BOUTが連通され、流入口210BINから空気が供給されて外周冷媒通路200Bと200Aとで冷却される。冷却された空気は流出口200AOUTから外部に流れる。また、流入口320AINと320BINから空気が供給され内周冷媒通路320Aと320Bでその空気が加温され暖められた空気が流出口320AOUTと320BOUTから外部に流れる。また、外周冷媒通路200Bを流れる空気の一部を、循環通路500Hを介して内周冷媒通路320Bに流し、その空気を除湿する。 Mode 2 is an operation mode for generating an air flow as in mode 2 shown in FIG. The inlet 210AIN of the upper core 100A and the outlet 210BOUT of the lower core 100B are communicated, and air is supplied from the inlet 210BIN and cooled by the outer peripheral refrigerant passages 200B and 200A. The cooled air flows from the outlet 200AOUT to the outside. In addition, air is supplied from the inlets 320AIN and 320BIN, and the air heated by the inner peripheral refrigerant passages 320A and 320B and warmed flows from the outlets 320AOUT and 320BOUT to the outside. Further, a part of the air flowing through the outer peripheral refrigerant passage 200B is caused to flow to the inner peripheral refrigerant passage 320B through the circulation passage 500H, and the air is dehumidified.
このため、モード2では、上部コア100Aと下部コア100Bの両方で冷風と温風を作り出す。また一部の空気の除湿もする。 For this reason, in mode 2, both the upper core 100A and the lower core 100B produce cold air and hot air. It also dehumidifies some air.
モード2の空気の流れを実現させるため、コントローラ600は、図10のフローチャートに示すように各三方弁、バルブ、クラッチ、ポンプの動作を制御する。 In order to realize the air flow in mode 2, the controller 600 controls the operation of each three-way valve, valve, clutch, and pump as shown in the flowchart of FIG.
コントローラ600は、クラッチ300CをONし、ポンプ550P1とポンプ550P2をONし、流入口200A1N、200BIN、320AIN、320BINに外部から取り入れた空気を供給する(S151)。動作モードがモード2の場合には(S152:モード2)、次のS153の処理に進む。 The controller 600 turns on the clutch 300C, turns on the pump 550P1 and the pump 550P2, and supplies air taken from the outside to the inlets 200A1N, 200BIN, 320AIN, and 320BIN (S151). When the operation mode is mode 2 (S152: mode 2), the process proceeds to the next step S153.
コントローラ600は、三方弁580V1と三方弁580V2とを駆動させ、図13のモード2のように各三方弁の位置を設定し、バルブ580V3をONする(S153)。 The controller 600 drives the three-way valve 580V1 and the three-way valve 580V2, sets the position of each three-way valve as in mode 2 of FIG. 13, and turns on the valve 580V3 (S153).
つまり、三方弁580V1は循環通路500Bから500A及び循環通路500Hに向かう通路が連通されている。したがって、図6に示すように、ポンプ500P1から供給される空気が循環通路500Dを介して外周冷媒通路200Bに流れ、循環通路500B、500Aを介して外周冷媒通路200Aに流れる。一方、三方弁580V2は循環通路500Gから500E及び500Fの両方に向かう通路が連通されている、したがって、図6に示すように、ポンプ500P2から供給される空気が循環通路500G、500E及び500Fを介して内周冷媒通路320A、320Bに流れる。 That is, the three-way valve 580V1 communicates with the passage from the circulation passage 500B toward the circulation passage 500H and the circulation passage 500H. Therefore, as shown in FIG. 6, the air supplied from the pump 500P1 flows into the outer refrigerant passage 200B through the circulation passage 500D, and flows into the outer refrigerant passage 200A through the circulation passages 500B and 500A. On the other hand, the three-way valve 580V2 is connected to the circulation passages 500G to 500E and 500F. Therefore, as shown in FIG. 6, the air supplied from the pump 500P2 passes through the circulation passages 500G, 500E, and 500F. Flow into the inner peripheral refrigerant passages 320A and 320B.
またバルブ580V3はONしているので、循環通路500Hは連通状態である。したがって、ポンプ550P1から循環通路500D、流入口200BIN、外周冷媒通路200B、循環通路500H、内周循環通路320Bは連通している。このため、ポンプ550P1から供給される空気は、外周冷媒通路200Bから一部が分岐し、循環通路500Hに流れ込み、循環通路500Fを流れてくる空気と合流して、内周循環通路320Bを通って外部に流れる。なお、循環通路500Hを介して流れてくる空気は循環通路500Fを流れてくる空気の圧力よりも高くなっている。したがって、循環通路500Hには外周冷媒通路200Bから内周循環通路320Bに向かう方向に空気が流れることになる。 Further, since the valve 580V3 is ON, the circulation passage 500H is in a communication state. Accordingly, the circulation path 500D, the inlet 200BIN, the outer refrigerant path 200B, the circulation path 500H, and the inner circumference circulation path 320B communicate with the pump 550P1. Therefore, a part of the air supplied from the pump 550P1 is branched from the outer refrigerant passage 200B, flows into the circulation passage 500H, merges with the air flowing through the circulation passage 500F, and passes through the inner peripheral circulation passage 320B. It flows to the outside. Note that the air flowing through the circulation passage 500H is higher than the pressure of the air flowing through the circulation passage 500F. Therefore, air flows through the circulation passage 500H in the direction from the outer refrigerant passage 200B toward the inner circulation passage 320B.
このように、モード2では、外周冷媒通路200Aと200Bに直列に空気が流れるため、より温度の低い冷風を得ることができる。また、循環通路500Hに分岐した冷風が内周循環通路320Bに流れ込むので、除湿もすることができる。 Thus, in mode 2, since air flows in series in the outer refrigerant passages 200A and 200B, cold air having a lower temperature can be obtained. Further, since the cold air branched into the circulation passage 500H flows into the inner circumferential circulation passage 320B, dehumidification can be performed.
モード3は、図12に示すモード3のような空気の流れを生じさせる動作モードであり、モード2の除湿機能を取り除いたモードである。このモードでは、モード2と同様に、上部コア100Aの流入口210AINと下部コア100Bの流出口210BOUTが連通され、流入口210BINから空気が供給されて外周冷媒通路200Bと200Aとで冷却される。冷却された空気は流出口200AOUTから外部に供給される。また、流入口320AINと320BINから空気が供給され内周冷媒通路320Aと320Bでその空気が加温され暖められた空気が流出口320AOUTと320BOUTから外部に供給される。 Mode 3 is an operation mode that generates an air flow as in mode 3 shown in FIG. 12, and is a mode in which the dehumidifying function of mode 2 is removed. In this mode, as in mode 2, the inlet 210AIN of the upper core 100A and the outlet 210BOUT of the lower core 100B are communicated, and air is supplied from the inlet 210BIN and cooled by the outer refrigerant passages 200B and 200A. The cooled air is supplied to the outside from the outlet 200AOUT. In addition, air is supplied from the inlets 320AIN and 320BIN, and the heated air is heated from the outlets 320AOUT and 320BOUT through the inner peripheral refrigerant passages 320A and 320B.
このように、モード3では、上部コア100Aと下部コア100Bの両方で冷風と温風のみを作り出す。空気の除湿は行わない。 Thus, in mode 3, only the cold air and the hot air are produced in both the upper core 100A and the lower core 100B. Do not dehumidify the air.
モード3の空気の流れを実現させるため、コントローラ600は、図10のフローチャートに示すように各三方弁、バルブ、クラッチ、ポンプの動作を制御する。 In order to realize the air flow in mode 3, the controller 600 controls the operation of each three-way valve, valve, clutch, and pump as shown in the flowchart of FIG.
コントローラ600は、クラッチ300CをONし、ポンプ550P1とポンプ550P2をONし、流入口200A1N、200BIN、320AIN、320BINに外部から取り入れた空気を供給する(S151)。動作モードがモード3の場合には(S152:モード3)、次のS154の処理に進む。 The controller 600 turns on the clutch 300C, turns on the pump 550P1 and the pump 550P2, and supplies air taken from the outside to the inlets 200A1N, 200BIN, 320AIN, and 320BIN (S151). When the operation mode is mode 3 (S152: mode 3), the process proceeds to the next step S154.
コントローラ600は、三方弁580V1と三方弁580V2とを駆動させ、図13のモード3のように各三方弁の位置を設定し、バルブ580V3はOFFにする(S154)。 The controller 600 drives the three-way valve 580V1 and the three-way valve 580V2, sets the position of each three-way valve as in mode 3 of FIG. 13, and turns off the valve 580V3 (S154).
つまり、三方弁580V1は循環通路500Bから500A及び循環通路500Hに向かう通路が連通されている。したがって、図6に示すように、ポンプ500P1から供給される空気が循環通路500Dを介して外周冷媒通路200Bに流れる。一方、三方弁580V2は循環通路500Gから500E及び500Fの両方に向かう通路が連通されている、したがって、図6に示すように、ポンプ500P2から供給される空気が循環通路500G、500E及び500Fを介して内周冷媒通路320A、320Bに流れる。 That is, the three-way valve 580V1 communicates with the passage from the circulation passage 500B toward the circulation passage 500H and the circulation passage 500H. Therefore, as shown in FIG. 6, the air supplied from the pump 500P1 flows to the outer refrigerant passage 200B through the circulation passage 500D. On the other hand, the three-way valve 580V2 is connected to the circulation passages 500G to 500E and 500F. Therefore, as shown in FIG. 6, the air supplied from the pump 500P2 passes through the circulation passages 500G, 500E, and 500F. Flow into the inner peripheral refrigerant passages 320A and 320B.
またバルブ580V3はOFFになっているので、循環通路500Hは閉鎖状態である。したがって、三方弁580V1が循環通路500Hを連通させていても、バルブ580V3によって外周冷媒通路200Bから循環通路500Hに流れ込もうとする空気を遮断する。同様に、循環通路500Fから循環通路500Hに流れ込もうとする空気を遮断する。 Further, since the valve 580V3 is OFF, the circulation passage 500H is in a closed state. Therefore, even if the three-way valve 580V1 communicates with the circulation passage 500H, the valve 580V3 blocks the air that is about to flow into the circulation passage 500H from the outer refrigerant passage 200B. Similarly, the air that attempts to flow into the circulation passage 500H from the circulation passage 500F is blocked.
このように、モード3では、外周冷媒通路200Aと200Bに直列に空気が流れるため、より温度の低い冷風を得ることができる。 As described above, in mode 3, since air flows in series in the outer refrigerant passages 200A and 200B, cold air having a lower temperature can be obtained.
次に、モード1−3以外の動作モードの一例を説明する。図13に例示するその他の動作モードは、図1及び図2に示したクラッチ300CをOFFし、上部コア100Aのみを駆動させるモードである。このモードでは、上部コア100Aの流入口210AINと流入口320AINから空気が供給され、供給された空気が外周冷媒通路200Aで冷却されるとともに内周冷媒通路320Aで加温される。冷却された空気は流出口200AOUTから外部に供給される。また、加温された空気は流出口320AOUTから外部に供給される。 Next, an example of operation modes other than modes 1-3 will be described. The other operation mode illustrated in FIG. 13 is a mode in which the clutch 300C shown in FIGS. 1 and 2 is turned off and only the upper core 100A is driven. In this mode, air is supplied from the inlet 210AIN and the inlet 320AIN of the upper core 100A, and the supplied air is cooled by the outer refrigerant passage 200A and heated by the inner refrigerant passage 320A. The cooled air is supplied to the outside from the outlet 200AOUT. The heated air is supplied to the outside from the outlet 320AOUT.
図13に例示するその他の動作モードの空気の流れを実現させるため、コントローラ600は、図11のフローチャートに示すように各三方弁、バルブ、クラッチ、ポンプの動作を制御する。 In order to realize the air flow in the other operation modes illustrated in FIG. 13, the controller 600 controls the operations of the three-way valves, valves, clutches, and pumps as shown in the flowchart of FIG. 11.
コントローラ600は、クラッチ300CをOFFし、ポンプ550P1とポンプ550P2をONし、流入口200A1N、200BIN、320AIN、320BINに外部から取り入れた空気を供給する(S161)。 The controller 600 turns off the clutch 300C, turns on the pump 550P1 and the pump 550P2, and supplies air taken in from the outside to the inlets 200A1N, 200BIN, 320AIN, and 320BIN (S161).
コントローラ600は、三方弁580V1と三方弁580V2とを駆動させ、図13の他のモードのように各三方弁の位置を設定し、バルブ580V3はOFFにする(S162)。 The controller 600 drives the three-way valve 580V1 and the three-way valve 580V2, sets the position of each three-way valve as in the other mode of FIG. 13, and turns off the valve 580V3 (S162).
つまり、三方弁580V1は循環通路500Cから500Aに向かう通路のみが連通されている。したがって、図6に示すように、ポンプ500P1から供給される空気が循環通路500C、500Aを介して外周冷媒通路200Aに流れる。一方、三方弁580V2は循環通路500Gから500Eに向かう通路のみが連通されている。したがって、図6に示すように、ポンプ500P2から供給される空気が循環通路500G、500Eを介して内周冷媒通路320Aを流れる。 That is, the three-way valve 580V1 communicates only with the passage from the circulation passage 500C to 500A. Therefore, as shown in FIG. 6, the air supplied from the pump 500P1 flows into the outer refrigerant passage 200A via the circulation passages 500C and 500A. On the other hand, the three-way valve 580V2 communicates only with the passage from the circulation passage 500G to 500E. Therefore, as shown in FIG. 6, the air supplied from the pump 500P2 flows through the inner peripheral refrigerant passage 320A via the circulation passages 500G and 500E.
また、三方弁580V1は外周冷媒通路200Bに流れ込もうとする空気を阻止する。また、三方弁580V2は循環通路500Hに流れ込もうとする空気を阻止する。 Further, the three-way valve 580V1 blocks air that is about to flow into the outer refrigerant passage 200B. Further, the three-way valve 580V2 blocks air that is about to flow into the circulation passage 500H.
このように、その他のモードでは、上部コア100Aのみがアウターロータモータ300Mによって駆動され、外周冷媒通路200Aと内周冷媒通路320Aに空気が流れるため、冷風と温風を得ることができる。このモードは、冷房及び暖房能力が小さい場合に用いられる。 Thus, in other modes, only the upper core 100A is driven by the outer rotor motor 300M, and air flows through the outer peripheral refrigerant passage 200A and the inner peripheral refrigerant passage 320A, so that cold air and hot air can be obtained. This mode is used when the cooling and heating capacity is small.
以上のように、本実施形態に係る磁気冷暖房装置によれば、要求される冷房能力に応じて冷風及び温風を効率的に生成でき、かつ、空気の除湿をすることもできる。本実施形態では、モード1−3及びその他の態様について説明したが、循環通路の接続の仕方を変化させることによって、さらにさまざまなモードを実現することができる。 As described above, according to the magnetic air conditioner according to the present embodiment, cold air and hot air can be efficiently generated according to the required cooling capacity, and the air can be dehumidified. In the present embodiment, modes 1-3 and other modes have been described. However, various modes can be realized by changing the way of connecting the circulation paths.
本実施形態に係る磁気冷暖房装置によれば、外周冷媒通路、内周冷媒通路、循環通路を有することによって、簡便な構成によって、外周冷媒通路を通過する空気の除湿をすることができる。 According to the magnetic cooling / heating device according to the present embodiment, by having the outer peripheral refrigerant passage, the inner peripheral refrigerant passage, and the circulation passage, it is possible to dehumidify the air passing through the outer peripheral refrigerant passage with a simple configuration.
本実施形態に係る磁気冷暖房装置によれば、1つのグループは外周冷媒通路と内周冷媒通路とを循環通路で連通し、他のグループは外周冷媒通路と内周冷媒通路とを独立して用いることができる。このため、除湿する冷媒通路、除湿しない冷媒通路を同時に持つことができ、各種の冷房及び暖房モードが実行できる。 According to the magnetic air conditioner according to the present embodiment, one group communicates the outer peripheral refrigerant passage and the inner peripheral refrigerant passage with the circulation passage, and the other group uses the outer peripheral refrigerant passage and the inner peripheral refrigerant passage independently. be able to. For this reason, it can have simultaneously the refrigerant path which dehumidifies, and the refrigerant path which does not dehumidify, and can perform various cooling and heating modes.
本実施形態に係る磁気冷暖房装置によれば、2つのグループの冷媒通路を任意に接続しているので、多様な冷暖房制御が可能となる。 According to the magnetic cooling / heating apparatus according to the present embodiment, since the two groups of refrigerant passages are arbitrarily connected, various cooling / heating controls are possible.
本実施形態に係る磁気冷暖房装置によれば、クラッチによって上部コアと下部コアとを接続したり切り離したりできるので、要求される冷房及び暖房能力に応じて、多様な冷暖房制御が可能となる。 According to the magnetic cooling / heating apparatus according to the present embodiment, the upper core and the lower core can be connected or disconnected by the clutch, so that various cooling / heating controls can be performed according to the required cooling and heating capacity.
100 磁気冷暖房装置、
100A 上部コア、
100B 下部コア、
200A、200B 外周冷媒通路、
200AIN、200BIN、320AIN、320BIN 流入口、
200AOUT、200BOUT、320AOUT、320BOUT 流出口、
300C クラッチ、
300M アウターロータモータ、
310A、310B ロータ、
315 ベアリング、
320A、320B 内周冷媒通路、
400Aa−400Da、400Ab−400Db 磁場印加ディスク、
410Aa−410Ca、410Ab−410Cb 熱生成ディスク、
420Aa−420Al 磁場印加部、
420Ca−420Cl 磁場印加部、
450A 低温側熱交換部、
450B 高温側熱交換部、
460A−460N 磁気熱量材料、
470A−470N+1 熱スイッチ。
100 Magnetic air conditioner,
100A upper core,
100B lower core,
200A, 200B outer peripheral refrigerant passage,
200AIN, 200BIN, 320AIN, 320BIN Inlet,
200 AOUT, 200 BOUT, 320 AOUT, 320 BOUT outlet,
300C clutch,
300M outer rotor motor,
310A, 310B rotor,
315 bearing,
320A, 320B inner peripheral refrigerant passage,
400Aa-400Da, 400Ab-400Db magnetic field application disk,
410Aa-410Ca, 410Ab-410Cb heat generating disc,
420Aa-420Al magnetic field application unit,
420Ca-420Cl magnetic field application unit,
450A low temperature side heat exchange section,
450B high temperature side heat exchange part,
460A-460N magnetocaloric material,
470A-470N + 1 Thermal switch.
500、500A−500H 循環通路、
550P1、550P2 ポンプ、
580V1、580V2 三方弁、
580V3 バルブ、
610 温度設定器、
620 車室内温度センサ、
630 外気温センサ、
640 日射センサ、
650 モータ温度センサ、
660 バッテリ温度センサ、
670 インバータ温度センサ。
500, 500A-500H circulation passage,
550P1, 550P2 pump,
580V1, 580V2 three-way valve,
580V3 valve,
610 temperature setter,
620 interior temperature sensor,
630 outside air temperature sensor,
640 solar radiation sensor,
650 motor temperature sensor,
660 battery temperature sensor,
670 Inverter temperature sensor.
Claims (2)
前記熱生成ディスクと前記磁場印加ディスクの外周に沿って形成した外周冷媒通路と、
前記熱生成ディスクと前記磁場印加ディスクの内周に沿って形成した内周冷媒通路と、
前記外周冷媒通路と前記内周冷媒通路とを連通する循環通路と、を有し、
前記外周冷媒通路と前記内周冷媒通路とは、前記熱生成ディスクと前記磁場印加ディスクとの積層方向に複数のグループに分割され、
1つのグループは前記外周冷媒通路と前記内周冷媒通路とを前記循環通路で連通し、
他のグループは前記外周冷媒通路と前記内周冷媒通路とを独立して用いることを特徴とする磁気冷暖房装置。 A plurality of hollow heat generating disks including a magnetocaloric material and a heat switch and a hollow magnetic field applying disk including a magnetic field applying unit that applies a magnetic field to the magnetocaloric material are alternately stacked to generate the heat. In a magnetic air conditioner that transports heat in a direction that intersects the rotation direction by relatively rotating at least one of the disk and the magnetic field application disk,
An outer peripheral refrigerant passage formed along an outer periphery of the heat generation disk and the magnetic field application disk;
An inner circumferential refrigerant passage formed along an inner circumference of the heat generating disk and the magnetic field application disk;
Have a, a circulation passage communicating with said inner refrigerant passage with the outer circumferential refrigerant passage,
The outer peripheral refrigerant passage and the inner peripheral refrigerant passage are divided into a plurality of groups in the stacking direction of the heat generation disk and the magnetic field application disk,
One group communicates the outer peripheral refrigerant passage and the inner peripheral refrigerant passage with the circulation passage,
Other groups magnetic air conditioner according to claim Rukoto used independently and the inner peripheral coolant passage and the outer circumferential refrigerant passage.
前記熱生成ディスクと前記磁場印加ディスクの外周に沿って形成した外周冷媒通路と、
前記熱生成ディスクと前記磁場印加ディスクの内周に沿って形成した内周冷媒通路と、
前記外周冷媒通路と前記内周冷媒通路とを連通する循環通路と、を有し、
前記外周冷媒通路と前記内周冷媒通路とは、前記熱生成ディスクと前記磁場印加ディスクとの積層方向に複数のグループに分割され、
少なくともグループ間の前記外周冷媒通路と前記内周冷媒通路を連結し、かつ前記外周冷媒通路と前記内周冷媒通路に冷媒を流入させる流入口を有することを特徴とする磁気冷暖房装置。 A plurality of hollow heat generating disks including a magnetocaloric material and a heat switch and a hollow magnetic field applying disk including a magnetic field applying unit that applies a magnetic field to the magnetocaloric material are alternately stacked to generate the heat. In a magnetic air conditioner that transports heat in a direction that intersects the rotation direction by relatively rotating at least one of the disk and the magnetic field application disk,
An outer peripheral refrigerant passage formed along an outer periphery of the heat generation disk and the magnetic field application disk;
An inner circumferential refrigerant passage formed along an inner circumference of the heat generating disk and the magnetic field application disk;
A circulation passage communicating the outer peripheral refrigerant passage and the inner peripheral refrigerant passage;
The outer peripheral refrigerant passage and the inner peripheral refrigerant passage are divided into a plurality of groups in the stacking direction of the heat generation disk and the magnetic field application disk,
A magnetic air conditioner having an inlet for connecting at least the outer peripheral refrigerant passage and the inner peripheral refrigerant passage between groups and allowing refrigerant to flow into the outer peripheral refrigerant passage and the inner peripheral refrigerant passage .
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