JP6350147B2 - 熱磁気サイクル装置 - Google Patents

Description

ここに開示される発明は、磁性体の温度特性を利用する熱磁気サイクル装置に関する。

特許文献１−特許文献７には、磁性体の温度特性を利用する熱磁気サイクル装置が記載されている。熱磁気サイクル装置は、ヒートポンプまたはエンジンとして利用することができる。ヒートポンプにおいては、動力によって生じる磁気的な変動によって低温または高温が取り出される。エンジンにおいては、温度差に起因して生じる磁気的な変動によって動力が取り出される。これらの装置は、磁性体として、磁気熱量素子を利用する。

特開２０１２−２２９８３１号公報 特開２０１２−２５５６４２号公報 特開２０１２−２２９６３４号公報 特表２０１２−５０３７５４号公報 米国特許第８４４８４５３号明細書 特開２０１０−１０１５７６号公報 特表２０１１−５１９００９号公報

特許文献６および特許文献７は、モータのための磁気回路の中に磁気作業物質を配置する構成を提案している。しかし、モータとしての性能と、熱磁気サイクル装置としての性能とを両立することは困難である。

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。

発明の目的のひとつは、小型の熱磁気サイクル装置を提供することである。

ここに開示される発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

ここに開示される発明は、熱磁気サイクル装置を提供する。熱磁気サイクル装置は、インナステータ（７１）とアウタロータ（７２）とを有するアウタロータ型のモータ（１７）と、モータを収容するハウジング（１５）と、アウタロータの径方向外側に配置され、磁気熱量効果を発揮する磁気熱量素子（２１２）と、磁気熱量素子と熱交換するとともに熱を輸送する熱輸送媒体、および熱輸送媒体を磁気熱量素子に沿って流すポンプ（２４１）を含む熱輸送装置（１４）と、モータの軸方向に沿って離れて設けられた低温端（１２ａ）と高温端（１２ｂ）との間に磁気熱量素子を配置して収容している素子ベッドであって、アウタロータの外周面に固定されているとともに、両端面が熱輸送媒体の流れを許容しながら、素子ベッドの移動を許容するように、ハウジングの内側端面と対向している素子ベッド（２５５）と、ハウジングに固定されアウタロータの径方向外側に配置され磁気熱量素子に磁場を印加する磁力源（２１３ａ）を含み、アウタロータによる磁気熱量素子と磁力源との相対的な移動によって磁気熱量素子に印加される磁場の強さを変調する磁場変調装置（１３）と、高温端から低温端へ熱輸送媒体を流すための２つのポートと、低温端から高温端へ熱輸送媒体を流すための２つのポートとを含み、ハウジングの端面に形成された複数のポートを有し、素子ベッドの回転方向に関する位置に応じて、熱輸送媒体の流れ方向を切り換える回転型の弁機構（２４５）とを備える。

この発明によると、アウタロータの径方向外側に磁気熱量素子と磁力源が配置される。言い換えると、磁気熱量素子および磁力源の径方向内側にモータが配置される。アウタロータの径方向外側を利用することによって、小型の熱磁気サイクル装置が提供される。

発明の第１実施形態に係る熱磁気サイクル装置の断面図である。 第１実施形態の断面図である。 発明の第２実施形態に係る熱磁気サイクル装置の断面図である。 第２実施形態の断面図である。

図面を参照しながら、ここに開示される発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。また、後続の実施形態においては、先行する実施形態で説明した事項に対応する部分に百以上の位だけが異なる参照符号を付することにより対応関係を示し、重複する説明を省略する場合がある。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については他の形態の説明を参照し適用することができる。

第１実施形態
図１および図２はこの発明に係る熱磁気サイクル装置を実施するための実施形態の断面図を示す。図１は、図２のＩ−Ｉ断面を示す。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面を示す。

図１において、熱機器としての空調装置１は、磁気熱量効果型ヒートポンプ装置１１を備える。磁気熱量効果型ヒートポンプ装置１１はＭＨＰ（Magneto-caloric effectHeat Pump）装置１１とも呼ばれる。ＭＨＰ装置１１は、熱磁気サイクル装置を提供する。

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。ヒートポンプ装置の語は、それによって得られる冷熱と温熱との両方を利用する装置を含む。例えば、ヒートポンプ装置の語は、除湿装置を含む。

図１に図示される熱機器は、低温系統２を有する。低温系統２は、ＭＨＰ装置１１により得られる冷熱を運搬する。熱機器は、高温系統３を有する。高温系統３は、ＭＨＰ装置１１により得られる温熱を運搬する。ＭＨＰ装置１１、低温系統２、および高温系統３は、空調装置１を提供する。空調装置１は、車両に搭載され、車室内を空調する車両用空調装置である。

低温系統２は、ＭＨＰ装置１１によって提供される低温を運搬し、利用または廃棄するための熱輸送装置である。低温系統２は、熱輸送媒体が循環的に流れる流路を備える。低温系統２の熱輸送媒体は低温二次媒体と呼ばれる。低温系統２は、ＭＨＰ装置１１の低温端１２ａと熱交換可能に配置された媒体熱交換器２１を備える。媒体熱交換器２３は、ＭＨＰ装置１１の低温端１２ａと、低温二次媒体との間の熱交換を提供する。低温系統２は、空気と熱交換可能に配置された空気熱交換器（外部熱交換器）２２を備える。空気熱交換器２２は、熱源または熱負荷としての空気と、低温二次媒体との間の熱交換を提供する。

高温系統３は、ＭＨＰ装置１１によって提供される高温を運搬し、利用または廃棄するための熱輸送装置である。高温系統３は、熱輸送媒体が循環的に流れる流路を備える。高温系統３の熱輸送媒体は高温二次媒体と呼ばれる。高温系統３は、ＭＨＰ装置１１の高温端１２ｂと熱交換可能に配置された媒体熱交換器３１を備える。媒体熱交換器３１は、ＭＨＰ装置１１の高温端１２ｂと、高温二次媒体との間の熱交換を提供する。高温系統３は、空気と熱交換可能に配置された空気熱交換器（外部熱交換器）３２を備える。空気熱交換器３２は、熱源または熱負荷としての空気と、高温二次媒体との間の熱交換を提供する。

ＭＨＰ装置１１は、磁気熱量素子１２を備える。磁気熱量素子１２は、ＭＣＥ（Magneto-Caloric Effect）素子１２とも呼ばれる。ＭＨＰ装置１１は、ＭＣＥ素子１２の磁気熱量効果を利用する。ＭＨＰ装置１１は、ＭＣＥ素子１２によって低温端１２ａと高温端１２ｂとを生成する。ＭＣＥ素子１２は、低温端１２ａと高温端１２ｂとの間に設けられている。

ＭＣＥ素子１２は、作業室内に、熱輸送媒体と熱交換するように配置されている。ＭＣＥ素子１２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１２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１２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１２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１２は、熱機器として必要な性能を発揮するように、所定の高効率温度帯において高い磁気熱量効果を発揮する。ＭＣＥ素子１２は、低温端１２ａから高温端１２ｂに向けて連続的にまたは段階的に高効率温度帯が徐々に高くなる勾配を有する。

ＭＣＥ素子１２の材料は、必要な性能を発揮するように選定されている。ＭＣＥ素子１２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１２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。

ＭＨＰ装置１１は、磁場変調装置（ＭＧ）１３を備える。磁場変調装置１３は、ＭＣＥ素子１２に印加される磁場の強さを周期的に増減させる。磁場変調装置１３は、ＭＣＥ素子１２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１３は、ＭＣＥ素子１２を強い磁界内に置く励磁状態と、ＭＣＥ素子１２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１３は、ＭＣＥ素子１２が強い外部磁場の中に置かれる励磁期間、およびＭＣＥ素子１２が励磁期間より弱い外部磁場の中に置かれる消磁期間を周期的に繰り返すように外部磁場を変調する。磁場変調装置１３は、後述する熱輸送媒体の往復的な流れに同期して、ＭＣＥ素子１２への磁場の印加と除去とを繰り返す。磁場変調装置１３は、外部磁場を生成するための磁力源１３ａ、例えば永久磁石、または電磁石を備える。

ＭＨＰ装置１１は、熱輸送装置（ＰＭ）１４を備える。熱輸送装置１４は、熱輸送媒体と、この熱輸送媒体を流すための流体機器とを備える。熱輸送媒体は、ＭＣＥ素子１２と熱交換するとともに熱を輸送する。熱輸送媒体は、ＭＣＥ素子１２が放熱または吸熱する熱を輸送する。熱輸送装置１４は、ＭＣＥ素子１２と熱交換する熱輸送媒体をＭＣＥ素子１２に沿って流す装置である。熱輸送装置１４は、ＭＣＥ素子１２に沿って熱輸送媒体を往復的に流す。熱輸送装置１４は、磁場変調装置１３による外部磁場の変化に同期して、熱輸送媒体の往復的な流れを発生させる。熱輸送装置１４は、磁場変調装置１３による磁場の増減に同期して熱輸送媒体の流れ方向を切換える。熱輸送装置１４は、低温端１２ａから高温端１２ｂに向かう流れと、高温端１２ｂから低温端１２ａに向かう流れとを、磁場変調装置１３による磁場の変調に同期して、交互に提供する。ＭＣＥ素子１２と熱交換する熱輸送媒体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。

磁場変調装置１３と熱輸送装置１４とは、ＭＣＥ素子１２をＡＭＲ(Active Magnetic Refrigeration)サイクルの素子として機能させる。熱輸送装置１４によってＭＣＥ素子１２に沿って第１方向に熱輸送媒体が流されるときに、磁場変調装置１３はＭＣＥ素子１２に強い磁場を印加する。第１方向は、低温端１２ａから高温端１２ｂに向かう方向である。熱輸送装置１４によってＭＣＥ素子１２に沿って第１方向とは反対の第２方向に熱輸送媒体が流されるとき、磁場変調装置１３は、ＭＣＥ素子１２に弱い磁場またはゼロ磁場を印加する。第２方向は、高温端１２ｂから低温端１２ａに向かう方向である。

熱輸送装置１４は、ポンプ４１を有する。ポンプ４１は、多気筒のピストンポンプである。ポンプ４１は、複数の気筒が放射状に配置されたラジアルピストンポンプである。ポンプ４１は、複数の気筒が軸方向に沿って配置されたアキシャルピストンポンプによって提供されてもよい。ポンプ４１は、複数のシリンダ４２と、複数のピストン４３とを有する。ポンプ４１は、複数のピストン４３を駆動するための駆動機構４４を有する。駆動機構４４は、後述の動力源によって駆動されるカムである。

磁場変調装置１３および熱輸送装置１４に関しては、多様な構成を採用することができる。例えば、磁場変調装置１３は、ＭＣＥ素子１２と磁力源１３ａとの相対的な移動によって磁場を変調する装置、または磁束を遮断する部材の移動によって磁場を変調する装置を採用することができる。また、熱輸送装置１４は、往復型のポンプを利用する装置、または熱輸送媒体の流れ方向を切り換えるブリッジ型流路と切り換え弁とを利用する装置を採用することができる。磁場変調装置１３および熱輸送装置１４に関してはこの明細書に列挙された先行技術文献の記載を参照することができる。先行技術文献の記載内容は、この明細書に記載された技術的要素の説明として、参照によって導入ないし援用される。

ＭＨＰ装置１１は、ハウジング１５を備える。ハウジング１５は、磁場変調装置１３および熱輸送装置１４を収容する。ハウジング１５は、後述のモータ１７を収容する。ハウジング１５は、ＭＣＥ素子１２を収容するとともに、熱輸送媒体が流れる流路を提供する。ハウジング１５は、フロントハウジング５１、センタハウジング５２、リアハウジング５３、およびエンドキャップ５４を備える。センタハウジング５２は、磁力源１３ａによって供給される磁束を流すための磁束通路部材またはヨークとも呼ばれる。

ハウジング１５は、ＭＣＥ素子１２を収容し保持する素子ベッド５５を備える。素子ベッド５５は、円筒状である。素子ベッド５５は、円筒状の壁の中に、軸方向に沿って壁を貫通するように延びる複数の作業室５６を区画形成している。ＭＣＥ素子１２は、作業室５６の中に収容され、固定されている。作業室５６は、熱輸送媒体の通路でもある。ハウジング１５は、動力源の回転を伝達するためのシャフト５７を有する。シャフト５７は、複数のベアリング５８によって回転可能に支持されている。ハウジング１５は、ポンプ４１と作業室５６とを連通する複数の通路５９を区画形成している。ポンプ４１と通路５９とによって、作業室５６には往復的な熱輸送媒体の流れが供給される。

ＭＨＰ装置１１は、動力源としての電動式のモータ１７を有する。ポンプ４１は、モータ１７の軸方向の端部より外側に配置されている。モータ１７は、アウタロータ型のモータである。モータ１７は、インナステータ７１と、アウタロータ７２とを有する。インナステータ７１は、ハウジング１５に固定されている。アウタロータ７２は、インナステータ７１の径方向外側に回転可能に配置されている。インナステータ７１の外周面と、アウタロータ７２の内周面とは隙間を介して対向している。アウタロータ７２は、シャフト５７に連結され、シャフト５７によって回転可能に支持されている。

インナステータ７１は、外周面に複数の磁極を形成するステータコア７３を有する。インナステータ７１は、複数の磁極を励磁するステータコイル７４を有する。ステータコイル７４には、モータ１７を回転させるための電流が通電される。

アウタロータ７２は、磁束通路としてのロータコア７５を有する。アウタロータ７２は、ロータコア７５の内周面に配置された複数の永久磁石７６を有する。永久磁石７６は、モータ１７のための磁力源であり、アウタロータ７２のための磁極でもある。複数の磁極と、永久磁石７６との間の電磁的な相互作用によってアウタロータ７２は回転する。アウタロータ７２の回転は、シャフト５７を回転させる。ポンプ４１は、モータの軸方向の端部より外側に配置されている。ポンプ４１は、モータによって駆動されることによって熱輸送媒体をＭＣＥ素子１２に沿って流す。この結果、アウタロータ７２の回転によって熱輸送装置１４が駆動される。

アウタロータ７２の外周面には、磁場変調装置１３のための磁力源１３ａが固定されている。磁力源１３ａは部分円筒状の永久磁石である。アウタロータ７２が回転することにより磁力源１３ａが回転する。この結果、ＭＣＥ素子１２と磁力源１３ａとの間の相対的な移動が提供され、ＭＣＥ素子１２に印加される磁場の強さが変調される。よって、磁場変調装置１３は、アウタロータ７２によって駆動されることによってＭＣＥ素子１２に印加される磁場の強さを変調する。

ＭＣＥ素子１２および素子ベッド５５は、磁力源１３ａの径方向外側に配置されている。言い換えると、素子ベッド５５の径方向内側に磁力源１３ａとモータ１７とが配置されている。ＭＣＥ素子１２はアウタロータ７２の径方向外側に配置されている。低温端１２ａと高温端１２ｂとは、モータ１７の軸方向に沿って離れて設けられている。ＭＣＥ素子１２は、低温端１２ａと高温端１２ｂとの間に配置されている。

この構成では、ロータコア７５の上にモータ１７のための永久磁石７６と、磁場変調装置１３のための磁力源１３ａとが配置されている。ロータコア７５は、永久磁石７６のための磁路を提供するヨークとして、かつ、磁力源１３ａのための磁路を提供するヨークとして機能する。ロータコア７５は、モータ１７のための磁路と、磁場変調装置１３のための磁路との両方を提供できる断面積を有している。磁力源１３ａは、モータ１７の回転方向に沿って２つの磁極を提供する。モータ１７のための磁極の数、すなわちインナステータ７１の磁極の数と、アウタロータ７２の磁極の数とは、磁力源１３ａが提供する磁極の数より、はるかに多い。モータ１７のための磁極の数は、磁力源１３ａが提供する磁極の数の倍以上、または４倍以上である。これらの数は、モータ１７と磁場変調装置１３との相互作用を抑制するように設定されている。

磁力源１３ａは、アウタロータ７２の軸方向長さのほぼ全体をわたって配置されている。磁力源１３ａが提供する磁極のモータ１７の軸方向に関する長さは、モータ１７のための磁極、すなわちステータコア７３および永久磁石７６の軸方向の長さよりも長い。このような配置は、大きい磁力源１３ａと、大きいＭＣＥ素子１２の利用を可能とする。

この実施形態では、アウタロータ型のモータ１７によって磁場変調装置１３が駆動される。具体的には、モータ１７によってＭＣＥ素子１２と磁力源１３ａとの間の相対的な移動が提供される。よって、アウタロータ型のモータ１７の外周面を利用することができる。この構成によると、円筒状に配置されたＭＣＥ素子１２の径方向内側に動力源としてのモータ１７が配置される。このため、磁場変調装置１３のための要素をコンパクトに配置することができる。この結果、小型の熱磁気サイクル装置が提供される。また、モータ１７の軸方向にポンプ４１が配置される。この構成は、モータ１７とポンプ４１とのコンパクトな配置を可能とする。この結果、小型の熱磁気サイクル装置が提供される。

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、磁力源１３ａを移動させる。これに代えて、この実施形態では、ＭＣＥ素子２１２と素子ベッド２５５とを移動させる。また、上記実施形態では、往復流を生成するピストンポンプが採用されている。これに代えて、この実施形態では、一方向型のポンプ２４１と、弁機構２４５とが採用されている。

図３、図４は、それぞれが先行する実施形態の図１、図２に対応する断面図である。図３は図４のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す。図４は図３のＩＶ−ＩＶ断面を示す。

ＭＨＰ装置１１は、一方向に熱輸送媒体を流すポンプ２４１を有する。ポンプ２４１は、容積型または非容積型のポンプによって提供することができる。例えば、ポンプ２４１は、遠心型ポンプ、ベーン式ポンプ、ギヤポンプといった多様なポンプによって提供することができる。この構成では、熱輸送装置１４は、ポンプ２４１と弁機構２４５とによって提供される。弁機構２４５は、作業室５６に対する通路５９の接続状態を切り換えることによって作業室５６に往復的な熱輸送媒体の流れを供給する。

この実施形態では、磁力源２１３ａはセンタハウジング５２の内周面に固定されている。素子ベッド２５５はアウタロータ７２の外周面に固定されている。よって、ＭＣＥ素子２１２もアウタロータ７２の外周面に固定されている。素子ベッド２５５は、フロントハウジング５１およびリアハウジング５３から分離されている。

素子ベッド２５５の両端面は、作業室５６と通路５９との間の熱輸送媒体の流れを許容しながら、素子ベッド２５５の移動を許容するように、フロントハウジング５１およびリアハウジング５３の内側端面と対向している。素子ベッド２５５の両端面は、フロントハウジング５１およびリアハウジング５３に対してわずかな隙間を介して対向するか、フロントハウジング５１およびリアハウジング５３に対して摺動可能に接触している。

素子ベッド２５５と、フロントハウジング５１およびリアハウジング５３との間には、回転型の弁機構２４５が形成されている。弁機構２４５は、素子ベッド２５５の回転方向に関する位置に応じて、熱輸送媒体の流れ方向を切り換える。図示の例では、フロントハウジング５１およびリアハウジング５３の端面には、素子ベッド２５５の周方向に沿って４つのポートが配置されている。径方向に位置づけられた２つのポートは高温端１２ｂから低温端１２ａへ熱輸送媒体を流すためのポートである。残る２つのポートは、低温端１２ａから高温端１２ｂへ熱輸送媒体を流すためのポートである。

この実施形態でもアウタロータ型のモータ１７の外周面を利用することができるから、小型の熱磁気サイクル装置が提供される。また、モータ１７の軸方向にポンプ２４１が配置されるから、小型の熱磁気サイクル装置が提供される。

（他の実施形態）
ここに開示される発明は、その発明を実施するための実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。開示される発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。実施形態は追加的な部分をもつことができる。実施形態の部分は、省略される場合がある。実施形態の部分は、他の実施形態の部分と置き換え、または組み合わせることも可能である。実施形態の構造、作用、効果は、あくまで例示である。開示される発明の技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される発明のいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許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。

例えば、上記実施形態では、低温系統２と高温系統３との両方を採用した。これに代えて、低温端１２ａまたは高温端１２ｂと、熱源または熱負荷とを直接的に熱交換させるように構成されてもよい。この場合、熱機器は、低温系統２または高温系統３を備える。この構成においても、低温系統２または高温系統３の一方だけを利用して、ＭＨＰ装置１１の起動前処理を実行可能である。

上記実施形態では、ＭＨＰ装置１１によって車両用の空調装置４を提供した。これに代えて、住宅用の空調装置、食品などを貯蔵する冷蔵装置などを提供してもよい。

上記実施形態では、低温系統２と高温系統３とを固定した。これに代えて、低温端１２ａと高温端１２ｂとを入れ替えるようにＭＨＰ装置１１を運転してもよい。例えば、冷房用途においては系統２が低温系統となるようにＭＨＰ装置１１を運転し、暖房用途においては系統２が高温系統となるようにＭＨＰ装置１１を運転することができる。このような反転可能な運転は、磁場変調装置１３と熱輸送装置１４との位相を反転させることによって実現可能である。

上記実施形態では、磁場変調装置１３をアウタロータ７２で駆動するために、磁力源１３ａまたは素子ベッド２５５をアウタロータ７２に設けた。これに代えて、磁力源１３ａと素子ベッド５５との間に配置され、磁束の透過量を増減させる磁束制御部材を採用し、この磁束制御部材をアウタロータ７２に連結してもよい。

１ 空調装置（熱機器）、 ２ 低温系統、 ３ 高温系統、
１１ 磁気熱量効果型ヒートポンプ装置（熱磁気サイクル装置）、
１２、２１２ 磁気熱量効果素子、 １２ａ 低温端、 １２ｂ 高温端、
１３ 磁場変調装置、 １３ａ、２１３ａ 磁力源、
１４ 熱輸送装置、 ４１、２４１ ポンプ、 ２４５ 弁機構、
１５ ハウジング、 ５５、２５５ 素子ベッド、 ５６ 作業室、
１７ モータ、 ７１ インナステータ、 ７２ アウタロータ。

Claims (5)

1. インナステータ（７１）とアウタロータ（７２）とを有するアウタロータ型のモータ（１７）と、
   前記モータを収容するハウジング（１５）と、
   前記アウタロータの径方向外側に配置され、磁気熱量効果を発揮する磁気熱量素子（２１２）と、
   前記磁気熱量素子と熱交換するとともに熱を輸送する熱輸送媒体、および前記熱輸送媒体を前記磁気熱量素子に沿って流すポンプ（２４１）を含む熱輸送装置（１４）と、
   前記モータの軸方向に沿って離れて設けられた低温端（１２ａ）と高温端（１２ｂ）との間に前記磁気熱量素子を配置して収容している素子ベッドであって、前記アウタロータの外周面に固定されているとともに、両端面が前記熱輸送媒体の流れを許容しながら、前記素子ベッドの移動を許容するように、前記ハウジングの内側端面と対向している素子ベッド（２５５）と、
   前記ハウジングに固定され前記アウタロータの径方向外側に配置され前記磁気熱量素子に磁場を印加する磁力源（２１３ａ）を含み、前記アウタロータによる前記磁気熱量素子と前記磁力源との相対的な移動によって前記磁気熱量素子に印加される磁場の強さを変調する磁場変調装置（１３）と、
   前記高温端から前記低温端へ前記熱輸送媒体を流すための２つのポートと、前記低温端から前記高温端へ前記熱輸送媒体を流すための２つのポートとを含み、前記ハウジングの端面に形成された複数のポートを有し、前記素子ベッドの回転方向に関する位置に応じて、前記熱輸送媒体の流れ方向を切り換える回転型の弁機構（２４５）とを備えることを特徴とする熱磁気サイクル装置。
2. 前記磁力源が提供する磁極の前記モータの軸方向に関する長さは、前記モータのための磁極（７３、７６）の長さよりも長いことを特徴とする請求項１に記載の熱磁気サイクル装置。
3. 前記ポンプは、一方向に前記熱輸送媒体を流すポンプである請求項１または請求項２に記載の熱磁気サイクル装置。
4. 前記ハウジングは、フロントハウジング（５１）、センタハウジング（５２）、およびリアハウジング（５３）を備え、
   前記磁力源は、前記センタハウジングの内周面に固定されており、
   前記素子ベッドの両端面は、前記フロントハウジングおよび前記リアハウジング５３の内側端面と対向しており、
   前記回転型の弁機構は、前記素子ベッドと、前記フロントハウジングおよび前記リアハウジングとの間に形成されている請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱磁気サイクル装置。
5. 前記素子ベッドの両端面は、前記フロントハウジングおよび前記リアハウジングに対してわずかな隙間を介して対向するか、前記フロントハウジングおよび前記リアハウジングに対して摺動可能に接触している請求項４に記載の熱磁気サイクル装置。

Images