JPS59180254A - 連続磁気冷凍装置 - Google Patents
連続磁気冷凍装置Info
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- JPS59180254A JPS59180254A JP5599483A JP5599483A JPS59180254A JP S59180254 A JPS59180254 A JP S59180254A JP 5599483 A JP5599483 A JP 5599483A JP 5599483 A JP5599483 A JP 5599483A JP S59180254 A JPS59180254 A JP S59180254A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
［発明の技術分野］
本発明は周期的に励磁、消磁を繰＋）返す１１び場内に
置かれた常磁性塩の磁場強度変化によるエントロピ変化
を利用した連続磁気冷凍装置ｖｖに関する。 〔発明の技術的背景〕 従来、常磁性塩の磁場強度変化によるエントロピ変化を
利用する磁気冷凍装置としては、第１図に示すものが提
案されている。図において、Ｉは磁場を発生する超電導
マグネット、２はこの磁場内に置かれた円筒状の常磁性
塩、３は常磁性塩２を磁場の内、外へ周期的に移動させ
るための操作機構、４は常磁性塩２が励ｍによ０発生す
る熱を吸収するための高温冷媒（イ’４１えば温度Ｔ２
＝４．２°にの液体ヘリウム）、５は冷凍対象としての
図示しガい機器を冷却するための低温冷媒（例えば温度
Ｔ＋−１，８°Ｋ の液体−リウム）で、常磁性塩２が
下降時消簡による吸熱（温度低下作…）を示す際の熱供
給肩゛１イである。 また、６は温度の異なる上記各冷媒４．５ を分離し、
目つ常磁性塩２をスムーズに通過させるための摺動装置
を示すもθ）である。 かかる磁気冷凍装置において、いま常時励１ａされてい
る超′屯導マゲλ、ントｌ内に操作機構３の操作にて常
磁性塩２が進入してくると、第２図に示すように常磁性
塩２は励磁されることにより、図示状態Ａから略断熱変
化忙てｔ都度が上昇する。そして、所定の磁場強度に達
する過程（図ではＱ’ｌ’ｅｓｌａから５’Ｔ”ｅｓｌ
ａまで）において高温冷媒４によ番）冷却されるため、
常磁性塩２の６１！度は励磁終了時には略高温冷媒４の
温度Ｔ２になｌ）、状態Ｂを経由Ｉ２て状態Ｃと々る。 この場合、図示Ａ−Ｈの過程が断熱変化、１３〜Ｃの過
程が放熱変化であり、またここで菖う励磁終了時とは常
磁性塩２が、略１００ パーセント超電導マグネットｌ
の磁場内に収容された状態である。 一方、上記状態Ｃより常磁性塩２を操作機構３の操作に
て超電導マグネットＩの磁場夕１／＼移動させると、消
磁効果により常（ｌｔ？性塩２の温度がｔＷ熱的に低下
する。そして、低温冷媒、５中に没するとこれから熱（
１ソ１示しない冷凍対象し文型を冷却することによｌ）
上昇する熱量の一部）を吸収［７、消磁終了時にし：［
常磁性塩２ （７’ｌ ／！＋Ａ度は略低温冷専５の温
度Ｔ、（状態Ａ）となる。こ」］により、常常磁性塩
＆：ｔ １サイクルを完了し元の状態Ｎに復帰する。な
お第２図において、余１線を伺［７た領域Ｅ Ａ Ｄ
Ｆ は１サイクル狛のＬス’ｉ凍熱佑、同じく領域Ｅ
Ｂ ＣＦは高温冷媒４に排出される熱量を示すもので
ある。 〔背鼠技術の問題点〕 然乍ら、上述した磁気冷凍装置においては、高温、低温
の温度の異々つだ２つの冷媒４，５を分離する摺動装置
６を通して２つの冷媒４゜５の混合が発生するため、冷
凍エネルギーの損失が発生することが最大の丹点と々っ
ている。 特に、極低温領域にて使用される磁気冷凍装置では冷媒
４，５として液体ヘリウムを用いるｉ４Ａ合が多く、」
二記摺動装置６からの冷媒の７’ｉ、ｉ ｊｉ、がとも
すると冷凍舶用を土１［コ団、低温冷媒５を所定温度コ
゛１（二１．８°Ｋ）に保持することカー不可能となる
。また、常磁性塩２の表面伝熱面精フＩ″−限定さう１
．ている為、励磁、消磁の発、吸熱時における冷媒４，
５と常磁性塩２との間の１′品度差カー大きくならざる
を得１゛、サイクツ１ノ効率が低小する。σｔつで、結
果的に従来の磁気冷凍装置では良好な冷凍能力を得るこ
とができないという問題がある。 〔発明の目的〕 本発明は上記のような東端に鑑みて成されたもので、そ
の目的は冷媒と常磁性塩との間の温度差を小さくし月つ
サイクル効率を向−ヒさせて冷凍能力を高めることが可
能な連続磁気冷凍装置を提供することにある。 〔発明の概要〕 上記目的を達成するために本発明では、常磁性塩を多孔
質のものとＬ、これを断熱容器内に設置してマグネット
の励磁、消磁に同期させて冷媒を通過させるようにした
ことを特徴とする。 〔発明の実施イ′ｌＩＩ ’ＩＩ 脚下、本発明を図面ＶＣ示す一実施例について説明する
。第３図は、本発明に９Ｌる沖続圃（（冷凍装置の構成
例を示すものである。［メｉＫおシ八で、７は励磁電流
の通電により１ｆ、ζ楊を発生するｊ）４７ｉ５導マ〃
ネツト、８は多孔性形状を有する常１充ｖ１塩であり、
断熱客器内に収納し２て上記超４ｊ導フグネット７の発
生する磁場によ番）励６Ｂ川能をて配置している。また
、９け常磁性塩８が励ＩＩＨにより発生する熱を吸収す
るだめの容器に収容された高温冷媒（例えば温度” ２
−４．２ ” Ｋ のｌｔ＋休ヘ体ウム）で、配管に
設けられた市１ ’？Ａｈ側の冷媒循環ポンプ１（７Ｈ
によ番］ストツづ°バルブ＋１１１’、（介して、上記
高温冷媒９を常６＜ｐ ４）ｌ Ｊｐ、（ｓに対流イｂ
’１環させるようにしている。さらに、１２は冷凍対象
としての図示しない機器を冷却するだめの容器に収容さ
れた低温冷奴（例えば温度ｉ” 、 ＝１．８°にの液
体ヘリウム）で、配管に設けられた低温側の冷媒循環ポ
ンプＩＯＬ によりストップバルブＩＩＬ を介し
て、上記低温冷媒１２を常磁性塩８に対流循環させるよ
うにしている。さらにまた、１３は上記常磁性塩８の温
度を検出する温度検出器であり、例えば熱電、対、ゲル
マニウム抵抗温度Ｒ（、白金抵抗′／昌度計等を用いる
。 一方、１４は制御ｍｌ器であり以下のＩＩ能を有する。 （ａ）上記超電導マグネット７に対する励磁電流を周期
的に変化させる。つまり例えば励磁強度がＱ ’１１．
’＋−５ｌａ 〜５ Ｔｅ５ｌａの範囲で励磁、消磁を
ヤイクリックに繰り返す機能。 （ｂｌ 上記励磁、消磁に同期させて上記冷奴９１＾
環ポンプＴＯＨ，ＩＯＬ およびストップバルブ１７
１１ 、Ｉ Ｉ Ｌ を駈動制？１ｆｌｌする、つま
り励■、１１時上記温度検出器Ｉ３の検出温度が土ＭＬ
冒温冷媒９の温度Ｔ２ と一致した時、また消郁多時１
司じく検出温度が上記低７，１ｉ！昂媒１２の温度Ｔ１
と一致しまた時に、前者は高！！ｎ！ ｆｉｌ、ｊｌ
のまた後者は低温（＋＋１１の冷媒循環ポツプ７ＱＩ１
．ＩＯＬ およびストップバルブｌ ｌ １．１ 、
１１ ｒ−を、夫々運転および開山１１佃する機能。 次に、かかる連続磁気冷凍装置の作１１”Ｉについて第
４図を用いて述べる。第４図は、常磁性塩８の１サイク
ル中の変化を閉曲懸’、 Ａ 、Ｂ 、 Ｃ、Ｔ′１に
より示しまたものである。 例えば、いま状態Ａから冷却作用が開始さオ
置かれた常磁性塩の磁場強度変化によるエントロピ変化
を利用した連続磁気冷凍装置ｖｖに関する。 〔発明の技術的背景〕 従来、常磁性塩の磁場強度変化によるエントロピ変化を
利用する磁気冷凍装置としては、第１図に示すものが提
案されている。図において、Ｉは磁場を発生する超電導
マグネット、２はこの磁場内に置かれた円筒状の常磁性
塩、３は常磁性塩２を磁場の内、外へ周期的に移動させ
るための操作機構、４は常磁性塩２が励ｍによ０発生す
る熱を吸収するための高温冷媒（イ’４１えば温度Ｔ２
＝４．２°にの液体ヘリウム）、５は冷凍対象としての
図示しガい機器を冷却するための低温冷媒（例えば温度
Ｔ＋−１，８°Ｋ の液体−リウム）で、常磁性塩２が
下降時消簡による吸熱（温度低下作…）を示す際の熱供
給肩゛１イである。 また、６は温度の異なる上記各冷媒４．５ を分離し、
目つ常磁性塩２をスムーズに通過させるための摺動装置
を示すもθ）である。 かかる磁気冷凍装置において、いま常時励１ａされてい
る超′屯導マゲλ、ントｌ内に操作機構３の操作にて常
磁性塩２が進入してくると、第２図に示すように常磁性
塩２は励磁されることにより、図示状態Ａから略断熱変
化忙てｔ都度が上昇する。そして、所定の磁場強度に達
する過程（図ではＱ’ｌ’ｅｓｌａから５’Ｔ”ｅｓｌ
ａまで）において高温冷媒４によ番）冷却されるため、
常磁性塩２の６１！度は励磁終了時には略高温冷媒４の
温度Ｔ２になｌ）、状態Ｂを経由Ｉ２て状態Ｃと々る。 この場合、図示Ａ−Ｈの過程が断熱変化、１３〜Ｃの過
程が放熱変化であり、またここで菖う励磁終了時とは常
磁性塩２が、略１００ パーセント超電導マグネットｌ
の磁場内に収容された状態である。 一方、上記状態Ｃより常磁性塩２を操作機構３の操作に
て超電導マグネットＩの磁場夕１／＼移動させると、消
磁効果により常（ｌｔ？性塩２の温度がｔＷ熱的に低下
する。そして、低温冷媒、５中に没するとこれから熱（
１ソ１示しない冷凍対象し文型を冷却することによｌ）
上昇する熱量の一部）を吸収［７、消磁終了時にし：［
常磁性塩２ （７’ｌ ／！＋Ａ度は略低温冷専５の温
度Ｔ、（状態Ａ）となる。こ」］により、常常磁性塩
＆：ｔ １サイクルを完了し元の状態Ｎに復帰する。な
お第２図において、余１線を伺［７た領域Ｅ Ａ Ｄ
Ｆ は１サイクル狛のＬス’ｉ凍熱佑、同じく領域Ｅ
Ｂ ＣＦは高温冷媒４に排出される熱量を示すもので
ある。 〔背鼠技術の問題点〕 然乍ら、上述した磁気冷凍装置においては、高温、低温
の温度の異々つだ２つの冷媒４，５を分離する摺動装置
６を通して２つの冷媒４゜５の混合が発生するため、冷
凍エネルギーの損失が発生することが最大の丹点と々っ
ている。 特に、極低温領域にて使用される磁気冷凍装置では冷媒
４，５として液体ヘリウムを用いるｉ４Ａ合が多く、」
二記摺動装置６からの冷媒の７’ｉ、ｉ ｊｉ、がとも
すると冷凍舶用を土１［コ団、低温冷媒５を所定温度コ
゛１（二１．８°Ｋ）に保持することカー不可能となる
。また、常磁性塩２の表面伝熱面精フＩ″−限定さう１
．ている為、励磁、消磁の発、吸熱時における冷媒４，
５と常磁性塩２との間の１′品度差カー大きくならざる
を得１゛、サイクツ１ノ効率が低小する。σｔつで、結
果的に従来の磁気冷凍装置では良好な冷凍能力を得るこ
とができないという問題がある。 〔発明の目的〕 本発明は上記のような東端に鑑みて成されたもので、そ
の目的は冷媒と常磁性塩との間の温度差を小さくし月つ
サイクル効率を向−ヒさせて冷凍能力を高めることが可
能な連続磁気冷凍装置を提供することにある。 〔発明の概要〕 上記目的を達成するために本発明では、常磁性塩を多孔
質のものとＬ、これを断熱容器内に設置してマグネット
の励磁、消磁に同期させて冷媒を通過させるようにした
ことを特徴とする。 〔発明の実施イ′ｌＩＩ ’ＩＩ 脚下、本発明を図面ＶＣ示す一実施例について説明する
。第３図は、本発明に９Ｌる沖続圃（（冷凍装置の構成
例を示すものである。［メｉＫおシ八で、７は励磁電流
の通電により１ｆ、ζ楊を発生するｊ）４７ｉ５導マ〃
ネツト、８は多孔性形状を有する常１充ｖ１塩であり、
断熱客器内に収納し２て上記超４ｊ導フグネット７の発
生する磁場によ番）励６Ｂ川能をて配置している。また
、９け常磁性塩８が励ＩＩＨにより発生する熱を吸収す
るだめの容器に収容された高温冷媒（例えば温度” ２
−４．２ ” Ｋ のｌｔ＋休ヘ体ウム）で、配管に
設けられた市１ ’？Ａｈ側の冷媒循環ポンプ１（７Ｈ
によ番］ストツづ°バルブ＋１１１’、（介して、上記
高温冷媒９を常６＜ｐ ４）ｌ Ｊｐ、（ｓに対流イｂ
’１環させるようにしている。さらに、１２は冷凍対象
としての図示しない機器を冷却するだめの容器に収容さ
れた低温冷奴（例えば温度ｉ” 、 ＝１．８°にの液
体ヘリウム）で、配管に設けられた低温側の冷媒循環ポ
ンプＩＯＬ によりストップバルブＩＩＬ を介し
て、上記低温冷媒１２を常磁性塩８に対流循環させるよ
うにしている。さらにまた、１３は上記常磁性塩８の温
度を検出する温度検出器であり、例えば熱電、対、ゲル
マニウム抵抗温度Ｒ（、白金抵抗′／昌度計等を用いる
。 一方、１４は制御ｍｌ器であり以下のＩＩ能を有する。 （ａ）上記超電導マグネット７に対する励磁電流を周期
的に変化させる。つまり例えば励磁強度がＱ ’１１．
’＋−５ｌａ 〜５ Ｔｅ５ｌａの範囲で励磁、消磁を
ヤイクリックに繰り返す機能。 （ｂｌ 上記励磁、消磁に同期させて上記冷奴９１＾
環ポンプＴＯＨ，ＩＯＬ およびストップバルブ１７
１１ 、Ｉ Ｉ Ｌ を駈動制？１ｆｌｌする、つま
り励■、１１時上記温度検出器Ｉ３の検出温度が土ＭＬ
冒温冷媒９の温度Ｔ２ と一致した時、また消郁多時１
司じく検出温度が上記低７，１ｉ！昂媒１２の温度Ｔ１
と一致しまた時に、前者は高！！ｎ！ ｆｉｌ、ｊｌ
のまた後者は低温（＋＋１１の冷媒循環ポツプ７ＱＩ１
．ＩＯＬ およびストップバルブｌ ｌ １．１ 、
１１ ｒ−を、夫々運転および開山１１佃する機能。 次に、かかる連続磁気冷凍装置の作１１”Ｉについて第
４図を用いて述べる。第４図は、常磁性塩８の１サイク
ル中の変化を閉曲懸’、 Ａ 、Ｂ 、 Ｃ、Ｔ′１に
より示しまたものである。 例えば、いま状態Ａから冷却作用が開始さオ
【るとする
。まず、状態Ａにおいて制御器Ｉ４により超電導マグネ
ット７Ｑ）１・ｉｌｌ磁が開始さ牙すると、該マグネッ
ト７にて発生する磁１゛１によって常１＋ｆｆｔ４Ｌ塩
８が励磁され、その温度フン；、１ＩＩＩＩ磐市流の変
化に伴なって上昇する。こσ目Ｍ合、常舷０生塩８は多
孔性形状であるため、その７８間部にイア在ずろ低温度
の冷媒のために断熱ＩＪ−Ｊｉ／こけ変化せず、玉ソト
ロピーが減少１．て図ボＡ〜Ｂのように右下ｌ）に変化
する。そして、励ｌａが進んで常磁性塩Ｈの温度が高温
冷媒９のパ１情ｆｆｉ”’２に等し７くなる（状態Ｂ）
と、温１９１金１中器Ｉ３からの、甲、カイ１．鴇を残
に制御器１４から、高へ冒１１１１の冷媒循「背ポンプ
Ｉｆ７ＨおよびストップバルブＩ Ｔ Ｉ−１に対して
制御信号が与えられる。これによ１）、冷媒循ｒ・“、
゛１ポンプＩＯＨが運転を開始するとＪＩＧにストップ
バルブｌｌＨが開いて高温冷媒ループが影成され、高７
：］ｒｒ 冷媒９が常磁性塩８を’ｊｂ １．テｑｌｉ
！ｉ Ｉ？４１７．１ｔｉｌ＋ ６７Ｍに伴なって常磁
性塩８の発生する熱が１４１１去ｒ〕れる。そして、−
ヒ畜：５５）Ｊ磁によって磁場・；４ｉ度が高磁Ｂ３．
強度（本例では５ ｑ’ｅｓｌａ ）に達する（状態Ｃ
）と、励耐；終了とｒｉ７１１侍に詮媒イＩＩｆ環ポン
プＩＯＨが】車軸４８−＋ｌ−かつストップバルブＩ
＋ １１が閉とな０、この時には常磁性塩８の温度は略
高温冷媒９の温度Ｔ２となる。かかる励磁工程における
冷媒９と常磁性塩８との温度λ：は、常６０Ｕ４−域、
Ｘ８が多孔性形状であることにより極めて小さく抑える
ことプＪ（できる。 ＝ ’、−ｊｉ 、上記に）ｄいて磁場強度が晶６μ扁
強度に達１゛る（状態Ｃ）と、制卸器１４によ０紹雷導
マグネツト７の消Ｎ）、 ２”” Ｈｆ’ｌ始され、励
磁電流の新化に４”＋’なって常磁ｔ／を一塩８の温度
が低下する０、この切１合、常６１′；性１７，４８０
） ７：１１：度はＭＩ熱的には変化せ寸、図示Ｃ−Ｄ
のように左十番）に変化する。そして、消６μが進んで
常磁性塩８ （７） ｆ、ｉ’を度が低ｆ福冷媒１２の
温度′Ｉ′１ に等しくなる（状態Ｄ）と、子連同様に
制御器１４から低温側の冷媒循環ポンプＩＯＬ およ
びストップバルブＩ Ｉ ＋、 に対１゜て側副信号
が与えられる。こ牙１によ（）、冷媒。ｒｉ、”、。 環ポンプ７（７Ｌ が運転を開始すると」しにスト・
ノブバルブＩ Ｉ Ｌ が開いて低ｆ″晶１名ｊ４．
：、（ルーづ°か）し１ノ（。 され、低温冷媒Ｉ２が常６〈ビ叶上ｊ＋ａ ８を曲して
？Ｉ、’、 ）！；；する。その結果、（ス示し５ない
ｒ９↑凍対家扮２；コをと）却することにより上ｈイし
７た熱Ｖ１１の−’ｌ’Ｊ＜を常６３・・１ノ１塩８に
て吸収する８そして、消（滋によ−）て磁ν１゛。 強度が低磁場強度（本例でＩｄ’ ０’ｆ”−５ｌａ
）に達する（状態Ａ）と、消（直終了と同＋ｉ′ｉＫ冷
媒、’ｌ’ｌ ｌ”、’：ポンプＩＯＴ が運転停止
か一つり）・ソフバノＩ７ブＩＩ＋。 が閉となり、この時には常６．′：性塩８の温襞Ｉ沫（
１６低２Ｍ１冷媒１２の温度Ｔ１ と々る。カカｚ、消
（１；’１． 、、！稈においても、前述Ｉｒ′＋！様
の、１４ｉう１１０（よｉ＋、？ｆル１１２と常磁性塩
８との間の温用差は小さく細身ることかできる。 従って、かかるＡ−Ｃの励１１ｆ・と（シ〜Ａの／１：
５ＡＩＩ−Ｌ稈を１ザイクルとし、こね、をｎＬ定・
フ）ザイクル繰を）返して行なうことによ番）、低温冷
姑’（ｒｚσ）温度がＴ１に捏持されることＶＸｆｒる
。 上述したように、本連続磁気冷凍装置においては、常磁
性塩８を多孔性形状のものとして伝熱面積を拡大し２、
且つ高温、低７１完沈媒９，１２の混合を最小限に抑え
るようにし、でいることにより、各冷媒９．ｚ２と常磁
性塩８との間の温度差を小さくしてザイクル効率を向上
させることが可ｆｉし、すなわち冷凍熱情（Ｂ Ａ Ｔ
） Ｆ ）の放熱−（Ｂ Ａ １３ＣＩ） ｌ” ）に
対する割合を改善してカルノー効率に近づけ、冷凍部：
力を大いに高めることができる。 尚、本発明は上記実姉例に限られるものでは々く、次の
ようにしても実施することができるものである。 （ａｌ 第５図に示−Ｊように、前記第３図における
ストップバルブｌ ７ Ｈ、Ｉ Ｉ Ｔ、 に代えて
、配管の圧力差によ１）自動的に開閉Ｉ１ノ作するチェ
ックバルブ１５Ｈ，７５Ｌ を設けるよ一］をてして
もよい。 かかる構成とすることによ【〕、バパルの小形化および
熱容量の縮小化が一１ｊＴ能と々る。 （ｂ） 多孔質常磁性塩８の形状とし７ては、海綿状
であってもあるいは微小球状常磁性塩を＋Ｅ ’？”；
させたようなおこし７状であってもが土ゎｈい１、がこ
の場合、空隙の常磁性塩外七体稍シこ系ＩＩ７て占める
割合は、２〜４パーセント稈Ｌす］が、いも′、シ（１
ン令Ｓがよい。 （Ｃ）上記実姉例では超電昨マ）ｆ大ツトケ１１０ハた
が・常゛眠導マゲイ・ツ）・を用いろように１２でもよ
い。 （ｄ＋ ｌ記実施例では、夙、Ｉ１晴、消陳■二程に
オ（、いて冷媒９．Ｉ２を直接當砂什塩８に列してイ５
’：ｔ？、、’ｊｌ〜だが、例えは第６図、第７１ソ１
に承寸１うに常磁性塩８には作動冷媒（液体ヘリウム舌
）を？ｊ”１環させ、これを熱交換器！６．１７におい
て各１☆１１゛１１＾、低温冷媒９，１２と熱交換を？
］々ゎ→ト、間接的に冷媒を循環させろようにし７てＪ
ｌよいイ、のである。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明にょゎ、ば、ｌ’Ｋ ６’；
＋”」盆を多孔質のものと１７、これをνｉ−が（客
器内に謹直してマグネットの励磁９消碍に同１１させて
冷媒を通スｌωさせるようにしたので、冷媒と常６（ε
性塩との間の温度差を小さくＩ−２目リサイクル効率を
向上させて冷凍能力を旨めること／１″−ｉ［能々極め
て信頼性の高い連続（ＩＲ磁気冷凍装置提供できる。
。まず、状態Ａにおいて制御器Ｉ４により超電導マグネ
ット７Ｑ）１・ｉｌｌ磁が開始さ牙すると、該マグネッ
ト７にて発生する磁１゛１によって常１＋ｆｆｔ４Ｌ塩
８が励磁され、その温度フン；、１ＩＩＩＩ磐市流の変
化に伴なって上昇する。こσ目Ｍ合、常舷０生塩８は多
孔性形状であるため、その７８間部にイア在ずろ低温度
の冷媒のために断熱ＩＪ−Ｊｉ／こけ変化せず、玉ソト
ロピーが減少１．て図ボＡ〜Ｂのように右下ｌ）に変化
する。そして、励ｌａが進んで常磁性塩Ｈの温度が高温
冷媒９のパ１情ｆｆｉ”’２に等し７くなる（状態Ｂ）
と、温１９１金１中器Ｉ３からの、甲、カイ１．鴇を残
に制御器１４から、高へ冒１１１１の冷媒循「背ポンプ
Ｉｆ７ＨおよびストップバルブＩ Ｔ Ｉ−１に対して
制御信号が与えられる。これによ１）、冷媒循ｒ・“、
゛１ポンプＩＯＨが運転を開始するとＪＩＧにストップ
バルブｌｌＨが開いて高温冷媒ループが影成され、高７
：］ｒｒ 冷媒９が常磁性塩８を’ｊｂ １．テｑｌｉ
！ｉ Ｉ？４１７．１ｔｉｌ＋ ６７Ｍに伴なって常磁
性塩８の発生する熱が１４１１去ｒ〕れる。そして、−
ヒ畜：５５）Ｊ磁によって磁場・；４ｉ度が高磁Ｂ３．
強度（本例では５ ｑ’ｅｓｌａ ）に達する（状態Ｃ
）と、励耐；終了とｒｉ７１１侍に詮媒イＩＩｆ環ポン
プＩＯＨが】車軸４８−＋ｌ−かつストップバルブＩ
＋ １１が閉とな０、この時には常磁性塩８の温度は略
高温冷媒９の温度Ｔ２となる。かかる励磁工程における
冷媒９と常磁性塩８との温度λ：は、常６０Ｕ４−域、
Ｘ８が多孔性形状であることにより極めて小さく抑える
ことプＪ（できる。 ＝ ’、−ｊｉ 、上記に）ｄいて磁場強度が晶６μ扁
強度に達１゛る（状態Ｃ）と、制卸器１４によ０紹雷導
マグネツト７の消Ｎ）、 ２”” Ｈｆ’ｌ始され、励
磁電流の新化に４”＋’なって常磁ｔ／を一塩８の温度
が低下する０、この切１合、常６１′；性１７，４８０
） ７：１１：度はＭＩ熱的には変化せ寸、図示Ｃ−Ｄ
のように左十番）に変化する。そして、消６μが進んで
常磁性塩８ （７） ｆ、ｉ’を度が低ｆ福冷媒１２の
温度′Ｉ′１ に等しくなる（状態Ｄ）と、子連同様に
制御器１４から低温側の冷媒循環ポンプＩＯＬ およ
びストップバルブＩ Ｉ ＋、 に対１゜て側副信号
が与えられる。こ牙１によ（）、冷媒。ｒｉ、”、。 環ポンプ７（７Ｌ が運転を開始すると」しにスト・
ノブバルブＩ Ｉ Ｌ が開いて低ｆ″晶１名ｊ４．
：、（ルーづ°か）し１ノ（。 され、低温冷媒Ｉ２が常６〈ビ叶上ｊ＋ａ ８を曲して
？Ｉ、’、 ）！；；する。その結果、（ス示し５ない
ｒ９↑凍対家扮２；コをと）却することにより上ｈイし
７た熱Ｖ１１の−’ｌ’Ｊ＜を常６３・・１ノ１塩８に
て吸収する８そして、消（滋によ−）て磁ν１゛。 強度が低磁場強度（本例でＩｄ’ ０’ｆ”−５ｌａ
）に達する（状態Ａ）と、消（直終了と同＋ｉ′ｉＫ冷
媒、’ｌ’ｌ ｌ”、’：ポンプＩＯＴ が運転停止
か一つり）・ソフバノＩ７ブＩＩ＋。 が閉となり、この時には常６．′：性塩８の温襞Ｉ沫（
１６低２Ｍ１冷媒１２の温度Ｔ１ と々る。カカｚ、消
（１；’１． 、、！稈においても、前述Ｉｒ′＋！様
の、１４ｉう１１０（よｉ＋、？ｆル１１２と常磁性塩
８との間の温用差は小さく細身ることかできる。 従って、かかるＡ−Ｃの励１１ｆ・と（シ〜Ａの／１：
５ＡＩＩ−Ｌ稈を１ザイクルとし、こね、をｎＬ定・
フ）ザイクル繰を）返して行なうことによ番）、低温冷
姑’（ｒｚσ）温度がＴ１に捏持されることＶＸｆｒる
。 上述したように、本連続磁気冷凍装置においては、常磁
性塩８を多孔性形状のものとして伝熱面積を拡大し２、
且つ高温、低７１完沈媒９，１２の混合を最小限に抑え
るようにし、でいることにより、各冷媒９．ｚ２と常磁
性塩８との間の温度差を小さくしてザイクル効率を向上
させることが可ｆｉし、すなわち冷凍熱情（Ｂ Ａ Ｔ
） Ｆ ）の放熱−（Ｂ Ａ １３ＣＩ） ｌ” ）に
対する割合を改善してカルノー効率に近づけ、冷凍部：
力を大いに高めることができる。 尚、本発明は上記実姉例に限られるものでは々く、次の
ようにしても実施することができるものである。 （ａｌ 第５図に示−Ｊように、前記第３図における
ストップバルブｌ ７ Ｈ、Ｉ Ｉ Ｔ、 に代えて
、配管の圧力差によ１）自動的に開閉Ｉ１ノ作するチェ
ックバルブ１５Ｈ，７５Ｌ を設けるよ一］をてして
もよい。 かかる構成とすることによ【〕、バパルの小形化および
熱容量の縮小化が一１ｊＴ能と々る。 （ｂ） 多孔質常磁性塩８の形状とし７ては、海綿状
であってもあるいは微小球状常磁性塩を＋Ｅ ’？”；
させたようなおこし７状であってもが土ゎｈい１、がこ
の場合、空隙の常磁性塩外七体稍シこ系ＩＩ７て占める
割合は、２〜４パーセント稈Ｌす］が、いも′、シ（１
ン令Ｓがよい。 （Ｃ）上記実姉例では超電昨マ）ｆ大ツトケ１１０ハた
が・常゛眠導マゲイ・ツ）・を用いろように１２でもよ
い。 （ｄ＋ ｌ記実施例では、夙、Ｉ１晴、消陳■二程に
オ（、いて冷媒９．Ｉ２を直接當砂什塩８に列してイ５
’：ｔ？、、’ｊｌ〜だが、例えは第６図、第７１ソ１
に承寸１うに常磁性塩８には作動冷媒（液体ヘリウム舌
）を？ｊ”１環させ、これを熱交換器！６．１７におい
て各１☆１１゛１１＾、低温冷媒９，１２と熱交換を？
］々ゎ→ト、間接的に冷媒を循環させろようにし７てＪ
ｌよいイ、のである。 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明にょゎ、ば、ｌ’Ｋ ６’；
＋”」盆を多孔質のものと１７、これをνｉ−が（客
器内に謹直してマグネットの励磁９消碍に同１１させて
冷媒を通スｌωさせるようにしたので、冷媒と常６（ε
性塩との間の温度差を小さくＩ−２目リサイクル効率を
向上させて冷凍能力を旨めること／１″−ｉ［能々極め
て信頼性の高い連続（ＩＲ磁気冷凍装置提供できる。
第１図は従来の磁気冷凍装置の構成を示す図、第２図は
第１図における常磁性塩の冷凍ライフルを説、明するた
めの図、第３図は本発明の一実施例を示ず構成図、第４
図は第３図における常磁性塩の冷凍サイクルを示す構成
図、第５図〜第７図は本発明の他の実施例を示す構成図
である。 １．７・・超′？ド導マゲネット、２．８・・常醒１生
塩、３・・・操作冷横、４，９・高扁冷的、５．Ｉ２・
低温冷媒、６・・摺動装置、Ｉ ＯＩｌ、 Ｊ ＯＬ”
’／＠媒省占瑠ボンフ“’、７＋１（，７１Ｔ、 ・ス
トップバルブＩ３・・・′／Ａｕ＋度検出器、Ｉ４・・
側番１１器、１５・チェックバルブ、１６．１７・・熱
交換器。 を川頓人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦２６０− 第 １ 図 ｍ ２ 図 第 ３ 図 ０ｏｕｔ 第４図 第 ５ 図 第 ７ ％
第１図における常磁性塩の冷凍ライフルを説、明するた
めの図、第３図は本発明の一実施例を示ず構成図、第４
図は第３図における常磁性塩の冷凍サイクルを示す構成
図、第５図〜第７図は本発明の他の実施例を示す構成図
である。 １．７・・超′？ド導マゲネット、２．８・・常醒１生
塩、３・・・操作冷横、４，９・高扁冷的、５．Ｉ２・
低温冷媒、６・・摺動装置、Ｉ ＯＩｌ、 Ｊ ＯＬ”
’／＠媒省占瑠ボンフ“’、７＋１（，７１Ｔ、 ・ス
トップバルブＩ３・・・′／Ａｕ＋度検出器、Ｉ４・・
側番１１器、１５・チェックバルブ、１６．１７・・熱
交換器。 を川頓人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦２６０− 第 １ 図 ｍ ２ 図 第 ３ 図 ０ｏｕｔ 第４図 第 ５ 図 第 ７ ％
Claims (2)
- （１）励磁電流の通電により磁場を発生するマグネット
と、断熱容器に収納され前記マグネットの発生する磁場
内に配置された多孔質の常磁性塩と、容器内に収容され
た所定温度の高温冷媒と、冷凍対象要素を冷却する容器
内に収容された前記高温冷媒よりも低温度の低温冷媒と
、前記常磁性塩の温度を検出する温度検出器と、前記マ
グネットに対する励磁電流を周期的に変化させると共に
、前記温度検出器の検出温度を基に前記励磁電流の変化
に伴なうマグネットの励磁、消磁に開明させて前記常磁
性塩に前記高温、低温冷媒を循環させる手段とを具備し
て成ることを特徴とする連続磁気冷凍装置。 - （２） マグネットとしては超電導マグネットを用い
るようにした特許請求の範囲第１ｆｆ、ｉ項記載の連続
磁気冷凍装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5599483A JPS59180254A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 連続磁気冷凍装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5599483A JPS59180254A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 連続磁気冷凍装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59180254A true JPS59180254A (ja) | 1984-10-13 |
| JPH0442587B2 JPH0442587B2 (ja) | 1992-07-13 |
Family
ID=13014630
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5599483A Granted JPS59180254A (ja) | 1983-03-31 | 1983-03-31 | 連続磁気冷凍装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59180254A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0650576U (ja) * | 1992-12-22 | 1994-07-12 | 神星工業株式会社 | ズボン用ハンガー |
| JP2007533949A (ja) * | 2004-04-23 | 2007-11-22 | クールテック アプリケーションズ | 電磁熱材料による発熱装置ならびに方法 |
| JP2009520946A (ja) * | 2005-12-21 | 2009-05-28 | 株式会社大宇エレクトロニクス | 磁気冷凍機 |
| WO2010106242A1 (fr) * | 2009-03-20 | 2010-09-23 | Cooltech Applications S.A.S. | Generateur thermique magnetocalorioue et son procede d'echange thermique |
-
1983
- 1983-03-31 JP JP5599483A patent/JPS59180254A/ja active Granted
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0650576U (ja) * | 1992-12-22 | 1994-07-12 | 神星工業株式会社 | ズボン用ハンガー |
| JP2007533949A (ja) * | 2004-04-23 | 2007-11-22 | クールテック アプリケーションズ | 電磁熱材料による発熱装置ならびに方法 |
| JP2009520946A (ja) * | 2005-12-21 | 2009-05-28 | 株式会社大宇エレクトロニクス | 磁気冷凍機 |
| JP4825879B2 (ja) * | 2005-12-21 | 2011-11-30 | 株式会社大宇エレクトロニクス | 磁気冷凍機 |
| WO2010106242A1 (fr) * | 2009-03-20 | 2010-09-23 | Cooltech Applications S.A.S. | Generateur thermique magnetocalorioue et son procede d'echange thermique |
| FR2943407A1 (fr) * | 2009-03-20 | 2010-09-24 | Cooltech Applications | Generateur thermique magnetocalorique et son procede d'echange thermique |
| CN102356286A (zh) * | 2009-03-20 | 2012-02-15 | 制冷技术应用股份有限公司 | 磁热热发生器及其热交换方法 |
| JP2012520986A (ja) * | 2009-03-20 | 2012-09-10 | クールテック アプリケーションズ エス．エイ．エス． | 磁気熱量による熱発生器およびその熱交換方法 |
| US9134051B2 (en) | 2009-03-20 | 2015-09-15 | Cooltech Applications Societe Par Actions Simplifiee | Magnetocaloric heat generator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0442587B2 (ja) | 1992-07-13 |
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