JPS59212659A - 磁気冷凍機 - Google Patents
磁気冷凍機Info
- Publication number
- JPS59212659A JPS59212659A JP8573383A JP8573383A JPS59212659A JP S59212659 A JPS59212659 A JP S59212659A JP 8573383 A JP8573383 A JP 8573383A JP 8573383 A JP8573383 A JP 8573383A JP S59212659 A JPS59212659 A JP S59212659A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- heat
- working material
- working
- heat transfer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
- F25B2321/002—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects by using magneto-caloric effects
- F25B2321/0021—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects by using magneto-caloric effects with a static fixed magnet
Landscapes
- Devices That Are Associated With Refrigeration Equipment (AREA)
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
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、磁気冷凍用作業物質とこの作業物質に印加す
る磁界の強度を変化させる磁界装置よりなる磁気冷凍機
に係り、特に高効率化に好適な熱交換を行なう構成に関
する。
る磁界の強度を変化させる磁界装置よりなる磁気冷凍機
に係り、特に高効率化に好適な熱交換を行なう構成に関
する。
従来の磁気冷凍機の熱交換の方法について、第１図にて
説明する。１は、作業物質を磁化あるいは消磁するだめ
の、マグネットである。
説明する。１は、作業物質を磁化あるいは消磁するだめ
の、マグネットである。
２は、作業物質で、一般にＧｄ３Ｇａ５Ｏ１２の単結晶
などが２０に以下の温度領域では使用される。
などが２０に以下の温度領域では使用される。
先ず、この磁気冷凍機の動作について説明する。
マグネット１によって、作業物質が磁化されると、作業
物質はその磁気熱量効果によって、発熱し、温度が上昇
する。このとき、弁３，４が開となり、弁３より、冷媒
が流され、伝熱面５を介して強制熱伝達によって、作業
物質を冷、：ｌｉ Ｌ 、弁４を通して排出される。こ
の状態よシ、弁３，４を閉としだ後マグネット１によシ
消磁すれば、作業物質は磁気熱量効果より、冷却され温
度が低下する。このとき、冷媒６（液）に負荷された熱
によって蒸発した冷媒６は、作業物質下面の伝達面７で
再凝縮し、熱は作業物質へ吸熱される。これらのことを
ある一定の周波数で繰り返すことによって、冷媒６の温
度および圧力をある一定値に保つことができ、冷媒６に
入る熱を吸収できる。８は、断熱部分である。
物質はその磁気熱量効果によって、発熱し、温度が上昇
する。このとき、弁３，４が開となり、弁３より、冷媒
が流され、伝熱面５を介して強制熱伝達によって、作業
物質を冷、：ｌｉ Ｌ 、弁４を通して排出される。こ
の状態よシ、弁３，４を閉としだ後マグネット１によシ
消磁すれば、作業物質は磁気熱量効果より、冷却され温
度が低下する。このとき、冷媒６（液）に負荷された熱
によって蒸発した冷媒６は、作業物質下面の伝達面７で
再凝縮し、熱は作業物質へ吸熱される。これらのことを
ある一定の周波数で繰り返すことによって、冷媒６の温
度および圧力をある一定値に保つことができ、冷媒６に
入る熱を吸収できる。８は、断熱部分である。
しかしながら、周波数がＩＨｚ程度と比較的太きくなる
と、例えば作業物質が伝熱面５より放熱する過程では、
作業物質の内部の熱輸送は非定常の熱伝導現象で行われ
るため、作業物質の熱拡散係数が比較的良くても、伝熱
面５側の温度は、弁３を介して流される冷媒の温度とほ
ぼ同じになるが、伝熱面５と反対側では温度が筒いまま
となる。
と、例えば作業物質が伝熱面５より放熱する過程では、
作業物質の内部の熱輸送は非定常の熱伝導現象で行われ
るため、作業物質の熱拡散係数が比較的良くても、伝熱
面５側の温度は、弁３を介して流される冷媒の温度とほ
ぼ同じになるが、伝熱面５と反対側では温度が筒いまま
となる。
このような状態から、消磁過程へ移ると、作業物質全体
が有効に利用できないことになり冷凍機の効率を著しく
低下させることになる。また、作業物質が吸熱する過程
でも、同様に、作業物質全体が有効に吸熱源として寄与
できないことなり、冷凍機の効率を著しく低下させる。
が有効に利用できないことになり冷凍機の効率を著しく
低下させることになる。また、作業物質が吸熱する過程
でも、同様に、作業物質全体が有効に吸熱源として寄与
できないことなり、冷凍機の効率を著しく低下させる。
このような現象は、作業物質の伝熱長さが長くなればな
るほど大きくなる。例えば、作業物質をＧｄ３Ｇａ５Ｏ
１２とすると、５にでの熱拡散係数は７０Ｃｒｎ３／ｓ
と比較的良いが、長さが５０閣程度となると、作業物質
の体積当シの熱交換への寄与率は、熱交換の時間を０．
５．とすると、約５０％以下となり、作業物質の利用率
は低い。これは、熱拡散係数は温度依存性があるので、
動作する温度によっても大きな影響を受ける。
るほど大きくなる。例えば、作業物質をＧｄ３Ｇａ５Ｏ
１２とすると、５にでの熱拡散係数は７０Ｃｒｎ３／ｓ
と比較的良いが、長さが５０閣程度となると、作業物質
の体積当シの熱交換への寄与率は、熱交換の時間を０．
５．とすると、約５０％以下となり、作業物質の利用率
は低い。これは、熱拡散係数は温度依存性があるので、
動作する温度によっても大きな影響を受ける。
従来の磁気冷凍機の熱交換方式は、使用する作業物質を
有効に利用できないという欠点があった。
有効に利用できないという欠点があった。
本発明の目的は、作業物質を有効に利用できる熱交換の
方法を提供することにある。
方法を提供することにある。
本発明は、作業物質を有効に利用できるようにするため
に、作業物質において、伝熱面からの最大の熱伝導距離
を短く、そしてほぼ等距離とするようにした点に特徴が
ある。
に、作業物質において、伝熱面からの最大の熱伝導距離
を短く、そしてほぼ等距離とするようにした点に特徴が
ある。
以下、本発明の一実施例を第２図によ）説明する。作業
物質２から外部へ排熱する過程においては、作業物質２
の外周に設けたらせん状の小断面積の冷却流路９に、弁
３．弁４を開として、弁３より冷媒を流して、熱伝達を
行わせる。１０は、冷却流路９をや成するだめの部品で
、１０の内面にらせん溝加工を行った後に、平滑な外周
を有する作業物質を図に示すように、１０の内面側には
めこむことによって、作業物質２の外周に機械加工する
ことなしに、冷却流路を形成できる。冷却流路９は、小
さい流路断面積をもつので、弁３を介して流れる冷媒は
乱流となり、非常に大きな熱伝達率を有することになる
。次に、作業物質２へ外部から熱を吸収する過程におい
ては、作業物質２の中心に穴１１をあけ、その内面１２
で、凝縮熱伝達で熱のやりとりを行わせる。このように
すると、２つの伝熱過程で、作業物質２において、それ
ぞれの過程における伝熱面からの最大熱伝導短離を短く
でき、かつほぼ等距離とすることができる。
物質２から外部へ排熱する過程においては、作業物質２
の外周に設けたらせん状の小断面積の冷却流路９に、弁
３．弁４を開として、弁３より冷媒を流して、熱伝達を
行わせる。１０は、冷却流路９をや成するだめの部品で
、１０の内面にらせん溝加工を行った後に、平滑な外周
を有する作業物質を図に示すように、１０の内面側には
めこむことによって、作業物質２の外周に機械加工する
ことなしに、冷却流路を形成できる。冷却流路９は、小
さい流路断面積をもつので、弁３を介して流れる冷媒は
乱流となり、非常に大きな熱伝達率を有することになる
。次に、作業物質２へ外部から熱を吸収する過程におい
ては、作業物質２の中心に穴１１をあけ、その内面１２
で、凝縮熱伝達で熱のやりとりを行わせる。このように
すると、２つの伝熱過程で、作業物質２において、それ
ぞれの過程における伝熱面からの最大熱伝導短離を短く
でき、かつほぼ等距離とすることができる。
本発明によれば、伝熱面からの最大伝熱距離を短くでき
、かつほぼ等距離とすることができ、作業物質内に、伝
達過程において大きな温度勾配が付かないようにするこ
とができるので、作業物質の全体を有効に利用できると
いう効果がある。
、かつほぼ等距離とすることができ、作業物質内に、伝
達過程において大きな温度勾配が付かないようにするこ
とができるので、作業物質の全体を有効に利用できると
いう効果がある。
第１図は、従来の磁気冷凍機の一例を示す縦断面図、第
２図は、本発明の磁気冷凍機の一実施例を示す縦断面図
である。 １・・・ンレノイドコイル、２・・・作業物質、５・・
・伝熱面、６・・・冷媒（液）、７・・・伝熱面、９・
・・冷却流路、１２・・・伝熱面。 ６４″′″″Ｎ−！ｒ： ７４ｍ＃＊：（” ）１又〜
、、゛／ 第 １ 図 ４ 不？図 ２７３
２図は、本発明の磁気冷凍機の一実施例を示す縦断面図
である。 １・・・ンレノイドコイル、２・・・作業物質、５・・
・伝熱面、６・・・冷媒（液）、７・・・伝熱面、９・
・・冷却流路、１２・・・伝熱面。 ６４″′″″Ｎ−！ｒ： ７４ｍ＃＊：（” ）１又〜
、、゛／ 第 １ 図 ４ 不？図 ２７３
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、磁性体からなる磁気冷凍用作業物質と、この作業物
質に印加する磁界の強度を変化させることができる磁界
装置よシなる磁気冷凍機において、作業物質が放熱ある
いは吸熱するときの伝熱面からの最大熱伝導距離をほぼ
等間隔となるよう構成したことを特徴とする磁気冷凍機
。 ２、前記第１項において、作業物質である磁性体の放熱
を、該磁性体の外周面に設けた冷却流路に流す冷媒の強
制熱伝達で行うように構成したことを特徴とする磁気冷
凍機。 ３、前記第１項において、作業物質の磁性体の吸熱を、
該磁性体の中心軸上にあけた穴の内周面の凝縮熱伝達で
行なうように構成したことを特徴とする磁気冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8573383A JPS59212659A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | 磁気冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8573383A JPS59212659A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | 磁気冷凍機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59212659A true JPS59212659A (ja) | 1984-12-01 |
Family
ID=13867037
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8573383A Pending JPS59212659A (ja) | 1983-05-18 | 1983-05-18 | 磁気冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59212659A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009210165A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Toshiba Corp | 磁気冷凍デバイスおよび磁気冷凍システム |
| JP2017096528A (ja) * | 2015-11-20 | 2017-06-01 | 株式会社フジクラ | 熱交換器及び磁気ヒートポンプ装置 |
-
1983
- 1983-05-18 JP JP8573383A patent/JPS59212659A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009210165A (ja) * | 2008-03-03 | 2009-09-17 | Toshiba Corp | 磁気冷凍デバイスおよび磁気冷凍システム |
| JP2017096528A (ja) * | 2015-11-20 | 2017-06-01 | 株式会社フジクラ | 熱交換器及び磁気ヒートポンプ装置 |
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