JPS6294771A - 磁気冷凍機 - Google Patents
磁気冷凍機Info
- Publication number
- JPS6294771A JPS6294771A JP23325785A JP23325785A JPS6294771A JP S6294771 A JPS6294771 A JP S6294771A JP 23325785 A JP23325785 A JP 23325785A JP 23325785 A JP23325785 A JP 23325785A JP S6294771 A JPS6294771 A JP S6294771A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- magnetic field
- rotating body
- refrigerator
- heat
- 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、これに磁場を印加し
たり、除去したりして冷凍を行う磁気冷凍機に係り、特
に高効率化に好適な磁気冷凍機に関する。
たり、除去したりして冷凍を行う磁気冷凍機に係り、特
に高効率化に好適な磁気冷凍機に関する。
磁気冷凍機の原理は、磁場を加えると発熱し、磁場を除
去すると吸熱するという磁性体の磁気熱量効果を利用す
ることは周知のとおりである。磁気冷凍によって超流動
ヘリウムを生成する方法として、例えば特開昭５８−１
８４４６９号公報に示されるような回転型磁気冷凍機が
知られている。この回転型磁気冷凍機は、従来の超流動
ヘリウム生成用磁気冷凍機として発表されている回転型
、往復動型の問題点を解決する有効なものであるが、電
磁石によって発生された高磁場を有効に利用していない
。すなわち、Ｕ Ｓ ４，０３３，７３４の回転型は円
柱体の全外周面に磁性体を配置するホイール型のもので
、作業物質としてガドリニウム・ガリウム・ガーネット
（Ｇ ｄ ａＧ ａ ６０ ｓｚ）などの熱伝導率の非
常に良い磁性体を使用する場合、作業物質の円周方向の
熱伝導による熱損失が大きく、効率が低く、またＷ、
Ａ 、 ５ｔｅｙｅｒｊ （Ｊ 、 Ａｐｐｌ、Ｐｈｙ
ｓ、 ４９（３） 、 １９７８）の回転ホイール型で
は回転体中に作業流体を流すため気密の確保の問題があ
り、流体循環の手段を要するなど、きわめて複雑な構成
であり、また、Ｒ，ＢｅｒａｎＢｅｒ ｅｔ ａｌ、（
Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎＣｒｙｏｇｅｎｉｃ Ｅｎｇｊ
ｎｅｅｒｉｎｇ、ｖｏｌ ２７．ｐ７０３．１９８２
Ｐ１．ｅｎｕｍ Ｐｒｅｓｓ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）の往
復動型は磁性体を高磁界中に往復運転によって出し入れ
するものであるが、モータ駆動の場合、回転運動を直線
運動に変換する機構を要し、かつストロークが大きくな
るため駆動部分が複雑かつ大形になるなどの問題点を有
する。
去すると吸熱するという磁性体の磁気熱量効果を利用す
ることは周知のとおりである。磁気冷凍によって超流動
ヘリウムを生成する方法として、例えば特開昭５８−１
８４４６９号公報に示されるような回転型磁気冷凍機が
知られている。この回転型磁気冷凍機は、従来の超流動
ヘリウム生成用磁気冷凍機として発表されている回転型
、往復動型の問題点を解決する有効なものであるが、電
磁石によって発生された高磁場を有効に利用していない
。すなわち、Ｕ Ｓ ４，０３３，７３４の回転型は円
柱体の全外周面に磁性体を配置するホイール型のもので
、作業物質としてガドリニウム・ガリウム・ガーネット
（Ｇ ｄ ａＧ ａ ６０ ｓｚ）などの熱伝導率の非
常に良い磁性体を使用する場合、作業物質の円周方向の
熱伝導による熱損失が大きく、効率が低く、またＷ、
Ａ 、 ５ｔｅｙｅｒｊ （Ｊ 、 Ａｐｐｌ、Ｐｈｙ
ｓ、 ４９（３） 、 １９７８）の回転ホイール型で
は回転体中に作業流体を流すため気密の確保の問題があ
り、流体循環の手段を要するなど、きわめて複雑な構成
であり、また、Ｒ，ＢｅｒａｎＢｅｒ ｅｔ ａｌ、（
Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎＣｒｙｏｇｅｎｉｃ Ｅｎｇｊ
ｎｅｅｒｉｎｇ、ｖｏｌ ２７．ｐ７０３．１９８２
Ｐ１．ｅｎｕｍ Ｐｒｅｓｓ、Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ）の往
復動型は磁性体を高磁界中に往復運転によって出し入れ
するものであるが、モータ駆動の場合、回転運動を直線
運動に変換する機構を要し、かつストロークが大きくな
るため駆動部分が複雑かつ大形になるなどの問題点を有
する。
また、運転中に磁気作業物質が電磁力の作用で外れたり
割れたりするという問題もあった。
割れたりするという問題もあった。
本発明の目的は、これらの問題点を解決した信頼性の高
い磁気冷凍機を提供することにある。
い磁気冷凍機を提供することにある。
（発明の概要〕
本発明の特徴は、回転体あるいはピストンへ磁気作業物
質を組込むとき、磁気冷凍運転中前記磁気作業物質に作
用する電磁力によって、組込んだ磁気作業物がはずれた
り、割れたりしないように、磁気作業物質の形状を、前
記電磁力の方向に対し、テーパ形状とし、この電磁力を
このテーパ而で受けて、磁気作業物質がはずれたり、熱
歪や集中応力などによって割れないようにする。また、
ハウジングについても、熱歪により変形し難い構造とす
る。
質を組込むとき、磁気冷凍運転中前記磁気作業物質に作
用する電磁力によって、組込んだ磁気作業物がはずれた
り、割れたりしないように、磁気作業物質の形状を、前
記電磁力の方向に対し、テーパ形状とし、この電磁力を
このテーパ而で受けて、磁気作業物質がはずれたり、熱
歪や集中応力などによって割れないようにする。また、
ハウジングについても、熱歪により変形し難い構造とす
る。
以下、本発明の一実施例を第１図〜第３図により説明す
る。複数個の磁気作業物質１を断熱性の円柱体２に、そ
の外表面が露出するようん状態で組込んで、ロータ基を
形成する。磁気作業物質１としては、単結晶Ｇｄ５Ｇａ
ｓ○１２などの磁性体である。円柱体２としては、アル
ミナ、結晶化ガラスなどの前記磁気作業物質と同程度の
熱収縮率をもち、かつ熱伝導率の低いものを使う。磁気
作業物質の露出表面は円柱体と同一外径とする。４は、
ロータｌを回転駆動するための軸である。５は、軸受で
ある。
る。複数個の磁気作業物質１を断熱性の円柱体２に、そ
の外表面が露出するようん状態で組込んで、ロータ基を
形成する。磁気作業物質１としては、単結晶Ｇｄ５Ｇａ
ｓ○１２などの磁性体である。円柱体２としては、アル
ミナ、結晶化ガラスなどの前記磁気作業物質と同程度の
熱収縮率をもち、かつ熱伝導率の低いものを使う。磁気
作業物質の露出表面は円柱体と同一外径とする。４は、
ロータｌを回転駆動するための軸である。５は、軸受で
ある。
先ず動作原理を説明する。ハウジング且の外部に超電導
コイルなどにより高磁場領域７を形成する。この高磁領
域７の反対側に低磁場領域８を形成する。ロータ基をハ
ウジング−９−の中に収納し。
コイルなどにより高磁場領域７を形成する。この高磁領
域７の反対側に低磁場領域８を形成する。ロータ基をハ
ウジング−９−の中に収納し。
上述のような磁場分布中でロータ基を回転させる。
このとき、磁気作業物質はその熱気熱量効果により磁化
されるときは発熱し、減されるときは吸熱する。そうす
ると、ハウジングの全体は液体ヘリウム９ （ｌａｔｍ
、 ４．２ Ｋ）中に浸漬しているので、磁化され、
発熱したときには、液体ヘリウム１０（Ｌａｔｍ、 ４
、２ Ｋ）へその沸騰熱伝達で放熱する。
されるときは発熱し、減されるときは吸熱する。そうす
ると、ハウジングの全体は液体ヘリウム９ （ｌａｔｍ
、 ４．２ Ｋ）中に浸漬しているので、磁化され、
発熱したときには、液体ヘリウム１０（Ｌａｔｍ、 ４
、２ Ｋ）へその沸騰熱伝達で放熱する。
このとき、穴１１ａ、ｌｌｂによって、液体ヘリウム９
と液体ヘリウム１０は連通になっているので、液体ヘリ
ウムが沸騰によって蒸発すると、その気泡はｌｌａより
、液体ヘリウム９側へ放出される。このとき、液体ヘリ
ウム１ｏは、穴１−Ｌ ｂから補絡される。さて、磁気
作業物質１が減磁されると、その温度は低下し、超流動
ヘリウム１２から吸熱し、冷却する。こうして、磁気冷
凍サイクルが実行される。
と液体ヘリウム１０は連通になっているので、液体ヘリ
ウムが沸騰によって蒸発すると、その気泡はｌｌａより
、液体ヘリウム９側へ放出される。このとき、液体ヘリ
ウム１ｏは、穴１−Ｌ ｂから補絡される。さて、磁気
作業物質１が減磁されると、その温度は低下し、超流動
ヘリウム１２から吸熱し、冷却する。こうして、磁気冷
凍サイクルが実行される。
さて、上述のように磁気冷凍サイクルが実行されると、
ローターｐ−に組込んだ磁気作業物質は磁場が増加する
方へ引かれるので、例えばこの磁気作業物質１がロータ
の軸の外径方向に磁場が増加するような位置にあるとき
、磁気作業物質１は、外径方向へととび出させるような
電磁力が働くので、磁気作業物質が少し飛び出したりし
て、ハウジングと接触したりすることがあるので、磁気
作業物質１は、ロータの外径方向に対して、テーパｌａ
。
ローターｐ−に組込んだ磁気作業物質は磁場が増加する
方へ引かれるので、例えばこの磁気作業物質１がロータ
の軸の外径方向に磁場が増加するような位置にあるとき
、磁気作業物質１は、外径方向へととび出させるような
電磁力が働くので、磁気作業物質が少し飛び出したりし
て、ハウジングと接触したりすることがあるので、磁気
作業物質１は、ロータの外径方向に対して、テーパｌａ
。
１ｂを付けて取付ける゛。
第４図に、本発明の他の実施例を示す。これもやはり、
ローターβ−の外径方向に対して、テーパｌａ、ｌｂを
設けて、磁気作業物質１を取付けるものである。このよ
うなＪｌ、１造とすることによって、磁気作業物質１の
体積当りの外周表面へ露出面積磁気作業物１３（テーパ
１３ａ、′Ｌ３ｂ）を円板形状の断熱体１４に組込んで
、デスク１旦を構成する。このディスクは、一定の磁場
分布に配置され、軸受１６ａ、１６ｂによって軸受し、
回転させることによって、磁気冷凍サイクルを実現させ
るものである。
ローターβ−の外径方向に対して、テーパｌａ、ｌｂを
設けて、磁気作業物質１を取付けるものである。このよ
うなＪｌ、１造とすることによって、磁気作業物質１の
体積当りの外周表面へ露出面積磁気作業物１３（テーパ
１３ａ、′Ｌ３ｂ）を円板形状の断熱体１４に組込んで
、デスク１旦を構成する。このディスクは、一定の磁場
分布に配置され、軸受１６ａ、１６ｂによって軸受し、
回転させることによって、磁気冷凍サイクルを実現させ
るものである。
本発明によれば、磁気冷凍サイクル運転を実現中、磁気
作業物質に働く電磁力により、磁気作業物質がはずれな
いように、電磁力の方向に対してテーパを付けて、この
テーバ面で電磁力を受けることができ、そして、ハウジ
ングも熱歪や集中応力などによって変形し誉い構造とな
るので、信頼性の高い磁気冷凍機を得ることができる。
作業物質に働く電磁力により、磁気作業物質がはずれな
いように、電磁力の方向に対してテーパを付けて、この
テーバ面で電磁力を受けることができ、そして、ハウジ
ングも熱歪や集中応力などによって変形し誉い構造とな
るので、信頼性の高い磁気冷凍機を得ることができる。
第１図〜第３図は、本発明の実施例を示す図で第１図は
磁気冷凍機の斜視図、第２図は縦断面図。 第３図は横断面図、第４図は、本発明の一実施例付の一
例を示す図である。 １・・・磁気作業物質、２・・・円柱体、３・・・ロー
タ、６・・・ハウジング。 、−一
磁気冷凍機の斜視図、第２図は縦断面図。 第３図は横断面図、第４図は、本発明の一実施例付の一
例を示す図である。 １・・・磁気作業物質、２・・・円柱体、３・・・ロー
タ、６・・・ハウジング。 、−一
Claims (1)
- 磁場を加えると発熱し、磁場を除去すると吸熱する磁気
冷凍同作業物質と、断熱性の回転体に前記磁気冷凍用作
業物を複数個組み込んだ磁気回転体と、一定の高低の磁
場分布を形成する磁場発生装置、前記磁気回転体を収納
するハウジングを有する磁気冷凍機において、前記磁気
作業物質に磁場が増大する方向のテーパを設けて断熱性
の回転体に組み込み、磁気回転体を構成することを特徴
とする磁気冷凍機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23325785A JPS6294771A (ja) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | 磁気冷凍機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23325785A JPS6294771A (ja) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | 磁気冷凍機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6294771A true JPS6294771A (ja) | 1987-05-01 |
Family
ID=16952239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23325785A Pending JPS6294771A (ja) | 1985-10-21 | 1985-10-21 | 磁気冷凍機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6294771A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0389559A (ja) * | 1989-08-31 | 1991-04-15 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | アモルファス太陽電池 |
| JP2012179266A (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Hitachi Appliances Inc | 洗濯乾燥機 |
-
1985
- 1985-10-21 JP JP23325785A patent/JPS6294771A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0389559A (ja) * | 1989-08-31 | 1991-04-15 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | アモルファス太陽電池 |
| JP2012179266A (ja) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Hitachi Appliances Inc | 洗濯乾燥機 |
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