JPS63129268A - Rotary type magnetic refrigerator - Google Patents

Rotary type magnetic refrigerator

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JPS63129268A
JPS63129268A JP27431986A JP27431986A JPS63129268A JP S63129268 A JPS63129268 A JP S63129268A JP 27431986 A JP27431986 A JP 27431986A JP 27431986 A JP27431986 A JP 27431986A JP S63129268 A JPS63129268 A JP S63129268A
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JP
Japan
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heat
magnetic field
rotating wheel
working
working material
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Application number
JP27431986A
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Japanese (ja)
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秀樹 中込
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS63129268A publication Critical patent/JPS63129268A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/002Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects by using magneto-caloric effects
    • F25B2321/0021Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects by using magneto-caloric effects with a static fixed magnet

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  • Cold Air Circulating Systems And Constructional Details In Refrigerators (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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は9回転型磁気冷凍装置に係り、特に。[Detailed description of the invention] [Purpose of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a nine-rotation magnetic refrigeration device, and more particularly.

作業物質からの排熱効率を向上させることができるよう
にした磁気冷凍装置に関する。
The present invention relates to a magnetic refrigeration device that can improve the efficiency of exhausting heat from working materials.

(従来の技術) 従来、磁性体の磁気熱量効果を利用した磁気冷凍装置が
知られている。磁気冷21B置は、断熱消磁によって冷
えた磁性体で被凝縮ガスを凝縮させるようにしたもので
9通常の圧縮形冷凍機に比べて単位体積当りの冷凍能率
が高いと言う利点を備えている。
(Prior Art) Magnetic refrigeration devices that utilize the magnetocaloric effect of magnetic materials have been known. The magnetic cooler 21B condenses the gas to be condensed using a magnetic material that has been cooled by adiabatic demagnetization.9It has the advantage of higher refrigerating efficiency per unit volume than normal compression refrigerators. .

ところで、磁気冷凍装置の場合には、ガドリニウム・ガ
リウム・ガーネットで代表される磁性体。
By the way, in the case of magnetic refrigeration equipment, magnetic materials such as gadolinium, gallium, and garnet are used.

つまり作業物質を急速に磁場内に導入して断熱磁化させ
、このときに作業物質で発生した熱を外部へ逃がす排熱
過程と、11場内に位置している作業物質を急速に磁場
外に導入して断熱消磁させ、このときの吸熱作用で被凝
縮ガスを凝縮させる吸熱過程との2つの熱交換過程を交
互に行なわせる必要がある。
In other words, the working material is rapidly introduced into the magnetic field to be adiabatically magnetized, and the heat generated in the working material is released to the outside through a heat exhaust process, and the working material located within the field is rapidly introduced outside the magnetic field. It is necessary to perform two heat exchange processes alternately: an endothermic process in which the gas is adiabatically demagnetized, and the gas to be condensed is condensed by the endothermic action at this time.

このようなことから、従来の磁気冷凍装置にあっては2
作業物質を直線往復動させ、この往復動で作業物質を磁
場内および磁場外に交互に位置させるようにした直線動
型のものと1作業物質を円軌道に沿って移動させること
により1作業物質を磁場内および磁場外に交互に位置さ
せるようにした回転型のものとが考えられている。この
うち。
For this reason, in conventional magnetic refrigeration equipment, 2
A linear motion type that moves the work material back and forth in a straight line and positions the work material alternately inside and outside the magnetic field through this reciprocating motion, and a linear motion type that moves the work material along a circular orbit to move the work material along a circular orbit. A rotating type is considered in which the magnetic field is alternately positioned inside and outside the magnetic field. this house.

回転型のものは回転ホイールの同一円周上に複数の作業
物質を配置する構成を採用できるので、原理的には一層
冷凍効率を向上させることができ。
Since the rotating type can adopt a configuration in which a plurality of working materials are arranged on the same circumference of the rotating wheel, in principle, the refrigeration efficiency can be further improved.

しかも装置全体の小形化を図れる等の利点を備えている
Moreover, it has the advantage that the entire device can be made smaller.

しかしながら、従来の回転型磁気冷凍装置にあっては次
のような問題があった。すなわち2回転型のものは1通
常9回転ホイールで作業物質を支持するようにし1作業
物質が通る円軌道の一部に磁場を印加して断熱磁化させ
るようにしている。
However, the conventional rotary magnetic refrigeration apparatus has the following problems. That is, in the two-rotation type, the working material is supported by one wheel that usually rotates nine times, and a magnetic field is applied to a part of the circular orbit through which the working material passes, thereby causing adiabatic magnetization.

前述の如く0作業物質が断熱磁化状態にあるときには2
作業物質で発生した熱を外部へ排熱する必要がある。こ
のため、従来の回転型磁気冷凍装置では、磁場内に位置
した作業物質の表面で回転ホイールの軸心線方向に位置
する両端面に充分近接させて熱導体を配置し、この熱導
体を介して排熱させる方式を採用している。このような
排熱路構成であると9作業物質で発生した熱は作業物質
と熱導体との間に存在するギャップを介して熱導体に導
かれることになる。上述したギャップ内には。
As mentioned above, when the working material is in an adiabatic magnetized state, 2
It is necessary to exhaust the heat generated by the work material to the outside. For this reason, in conventional rotary magnetic refrigeration equipment, a thermal conductor is placed sufficiently close to both end faces located in the axial direction of the rotating wheel on the surface of the work material located in the magnetic field, and the thermal conductor is The system uses a method to exhaust heat. With such a heat exhaust path configuration, the heat generated in the working substance is led to the thermal conductor through the gap that exists between the working substance and the thermal conductor. Within the gap mentioned above.

通常、被凝縮ガスが存在している。したがって。Usually, a gas to be condensed is present. therefore.

作業物質で発生した熱は被凝縮ガス層を介して熱導体に
伝わることになるが、被凝縮ガス層の熱伝導率はそれ程
大きくはない。したがって、排熱効率が悪く、これが原
因して冷凍効゛率も低いと言う問題があった。
The heat generated by the working material is transferred to the thermal conductor via the condensed gas layer, but the thermal conductivity of the condensed gas layer is not very high. Therefore, there is a problem in that the heat exhaust efficiency is poor and the refrigeration efficiency is also low due to this.

そこで、上記のような不具合を解消するために。Therefore, in order to solve the above problems.

作業物質と熱導体との間の対向面積を広くすることが考
えられるが1回転型であるが故にそれ程広くすることは
できない。
It is conceivable to widen the facing area between the working material and the heat conductor, but since it is a one-turn type, it cannot be made that wide.

(発明が解決しようとする問題点) 上述の如く、従来の回転型磁気冷凍装置にあっては、断
熱磁化時における排熱効率が悪く、これが原因して冷凍
効率が低いと言う問題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the conventional rotary magnetic refrigeration apparatus has a problem in that the efficiency of heat exhaustion during adiabatic magnetization is poor, resulting in low refrigeration efficiency.

そこで本発明は1回転型の特徴を損うことなく断熱磁化
時における排熱効率を向上させることができ、もって冷
凍効率を向上させることができる回転型磁気冷凍装置を
提供することを目的としている。
Therefore, an object of the present invention is to provide a rotary magnetic refrigeration device that can improve heat exhaust efficiency during adiabatic magnetization without impairing the characteristics of a single-rotation type, thereby improving refrigeration efficiency.

[発明の構成1 (問題点を解決するための手段) 本発明は1作業物質を回転ホイールで支持させる構成を
採用し0作業物質が磁場内に位置しているとき上記作業
物質で発生した熱を断熱容器外へ導く手段を備えた回転
型磁気冷凍装置を対象にしている。このような装置にお
いて9本発明では。
[Configuration 1 of the Invention (Means for Solving Problems) The present invention adopts a configuration in which a working material is supported by a rotating wheel, and when the working material is located in a magnetic field, the heat generated in the working material is reduced. The target is a rotary magnetic refrigeration system equipped with a means for guiding the liquid out of the insulated container. In such a device 9 the present invention provides.

回転ホイールを回転軸に対して実質的に軸方向へ移動自
在に設け、ざらに前記作業物質で発生した熱を前記断熱
容器外へ導く手段を、一端側に形成された集熱面が前記
磁場内で、かつ前記回転ホイールに支持された前記作業
物質の上記回転ホイールの軸心線方向に位置する一方の
端面に摺接し得る位置に設けられ他端側が排熱系に熱的
に接続されてなる固定熱導体と、前記回転ホイールを境
にして前記固定熱導体の前記集熱面に対向する関係に設
けられ前記作業物質の他方の面に摺接しながら上記作業
物質を上記集熱面へ押圧する弾性押圧機構とで構成して
いる。
A rotating wheel is provided substantially axially movably with respect to the rotating shaft, and a heat collecting surface formed on one end side is provided with a means for guiding the heat generated in the working material out of the heat insulating container. and is provided at a position where it can slide into one end surface of the work material supported by the rotary wheel located in the axial direction of the rotary wheel, and the other end side is thermally connected to a heat exhaust system. a fixed heat conductor, and a fixed heat conductor that is arranged to face the heat collection surface of the fixed heat conductor with the rotating wheel as a boundary, and presses the work material against the heat collection surface while slidingly contacting the other surface of the work material. It consists of an elastic pressing mechanism.

〈作用) 回転ホイールの回転に伴って、この回転ホイールに支持
されている作業物質が磁場内に入ると作業物質は断熱磁
化状態となって発熱する。このとき1作業物質の一方の
端面が固定熱導体の集熱面に接触する位置まで回転する
と、この作業物質は弾性押圧機構によって上記固定熱導
体の集熱面に押付けられる。前述の如く1作業物質を支
持している回転ホイールは回転軸に対して実質的に軸方
向へ移動自在に支持されているので2作業物質の一方の
端面と固定熱導体の集熱面との間が完全に平行状態でな
い場合でも両者は完全に密着状態となる。つまり2作業
物質と固定熱導体との間の熱抵抗が充分小さな値となる
。このため1作業物質で発生した熱は固定熱導体を介し
て速やかに排熱される。
<Function> As the rotating wheel rotates, when the working material supported by the rotating wheel enters the magnetic field, the working material enters an adiabatic magnetized state and generates heat. At this time, when one end surface of one working material rotates to a position where it contacts the heat collecting surface of the fixed heat conductor, this working material is pressed against the heat collecting surface of the fixed heat conductor by the elastic pressing mechanism. As mentioned above, the rotary wheel supporting one workpiece is supported so as to be substantially movable in the axial direction with respect to the rotating shaft, so that one end surface of the second workpiece and the heat collecting surface of the fixed heat conductor are connected to each other. Even if they are not completely parallel, they are in perfect contact. In other words, the thermal resistance between the two working materials and the fixed heat conductor becomes a sufficiently small value. Therefore, the heat generated by one working material is quickly exhausted via the fixed heat conductor.

(実施例) 以下1本発明の実施例を図面を参照しながら説明する。(Example) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は1本発明の一実施例に係る回転型磁気冷凍装置
をヘリウム液化装置に組み込んだ例を示すものである。
FIG. 1 shows an example in which a rotary magnetic refrigeration device according to an embodiment of the present invention is incorporated into a helium liquefaction device.

図中1はヘリウム槽を示している。このヘリウム槽1は
、外槽2と、この外槽2内に収容され液体ヘリウムHを
直接収容するヘリウム容器3と。
In the figure, 1 indicates a helium tank. This helium tank 1 includes an outer tank 2 and a helium container 3 that is housed within the outer tank 2 and directly stores liquid helium H.

このヘリウム容器3と外槽2との間に設けられたシール
ド板4とで構成されている。そして、外槽2とシールド
板4との間の空間5およびシールド板4とヘリウム容器
3との間の空間6は、それぞれ真空引きされて真空断熱
層に形成されている。
It consists of a shield plate 4 provided between this helium container 3 and an outer tank 2. The space 5 between the outer tank 2 and the shield plate 4 and the space 6 between the shield plate 4 and the helium container 3 are each evacuated and formed into a vacuum insulation layer.

また、外槽2.ヘリウム容器3およびシールド板4は非
磁性材で形成されている。
In addition, outer tank 2. The helium container 3 and the shield plate 4 are made of non-magnetic material.

シールド板4によって囲まれた空間内でヘリウム容器3
の上方位置には、外形が円板状に形成された補助容器7
が軸心線を上下方向に向けて配置されている。この補助
容器7は非磁性材で形成されている。そして、補助容器
7内とヘリウム容器3内とは偏心した位置において筒体
8によって接続されている。補助容器7の土壁中央部に
は孔9が設けてあり、この孔9の周縁部に筒体10の下
端部が気密に接続されている。この筒体10の上端部は
、シールド板4を気密に貫通して外槽2の土壁に設けら
れた孔11の周縁部に気密に接続されている。
Helium container 3 in the space surrounded by shield plate 4
An auxiliary container 7 having a disc-shaped outer shape is located above the
are arranged with their axes facing up and down. This auxiliary container 7 is made of a non-magnetic material. The inside of the auxiliary container 7 and the inside of the helium container 3 are connected by a cylindrical body 8 at an eccentric position. A hole 9 is provided in the center of the clay wall of the auxiliary container 7, and the lower end of the cylindrical body 10 is airtightly connected to the peripheral edge of the hole 9. The upper end of this cylindrical body 10 hermetically passes through the shield plate 4 and is hermetically connected to the peripheral edge of a hole 11 provided in the earthen wall of the outer tank 2 .

一方、補助容器7内には9周縁部が軸方向へ変位可能な
弾力性に富む円板状の回転ホイール12が軸心線を上下
方向に向けて回転自在に収容されている。この回転ホイ
ール12は、熱伝導率の低い非磁性材で形成されており
、軸13の外周に固定されている。そして、軸13の下
端部は補助容器7の下壁内面に固定された軸受14によ
って支持され、また上部は補助容器7の上壁内面に固定
された軸受15によって支持されている。回転ホイール
12の周縁部には、上下方向に延びる円柱状の透孔16
を有した非磁性材製のホルダ17が等間隔に複数固定さ
れている。そして、各ホルダ17の透孔17内には作業
物質18がそれぞれ装着されている。
On the other hand, inside the auxiliary container 7, a highly elastic disc-shaped rotary wheel 12 whose nine peripheral edges are movable in the axial direction is rotatably housed with its axis oriented in the vertical direction. The rotating wheel 12 is made of a non-magnetic material with low thermal conductivity and is fixed to the outer periphery of the shaft 13. The lower end of the shaft 13 is supported by a bearing 14 fixed to the inner surface of the lower wall of the auxiliary container 7, and the upper end is supported by a bearing 15 fixed to the inner surface of the upper wall of the auxiliary container 7. A cylindrical through hole 16 extending vertically is provided at the peripheral edge of the rotating wheel 12.
A plurality of holders 17 made of a non-magnetic material and having a plurality of holders 17 are fixed at equal intervals. A working substance 18 is installed in the through hole 17 of each holder 17, respectively.

各作業物質18は、たとえばガドリニウム・ガリウム・
ガーネットの単結晶体で形成され、軸方向の長さがホル
ダ17の軸方向長さとほぼ等しく形成されている。また
1回転ホイール12を支持する軸13の上端部は、断熱
材で形成された連結軸19の一端部に接続されており、
この連結軸19の他端部は前記筒体10内を上方へ向け
て延びた後、傘歯車20.21を介して外槽2の上壁外
面に断熱材を介して固定されたモータ22の回転軸に連
結されている。
Each working substance 18 is, for example, gadolinium, gallium, etc.
It is formed of a single crystal of garnet, and its axial length is approximately equal to the axial length of the holder 17 . The upper end of the shaft 13 that supports the one-rotation wheel 12 is connected to one end of a connecting shaft 19 made of a heat insulating material.
The other end of this connecting shaft 19 extends upward inside the cylinder 10, and then connects to a motor 22 which is fixed to the outer surface of the upper wall of the outer tank 2 via a heat insulating material via bevel gears 20 and 21. Connected to the rotating shaft.

補助容器7内で、前記軸13を中心にして前記筒体8が
接続されている側とは反対側空間には。
In the auxiliary container 7, in a space on the opposite side of the axis 13 to the side to which the cylinder 8 is connected.

たとえば鋼材などで形成された固定熱導体23が配置さ
れている。この固定熱導体23の一端側には9台形に突
出した集熱面24が形成されており。
A fixed thermal conductor 23 made of, for example, steel is arranged. A nine trapezoidal protruding heat collecting surface 24 is formed on one end side of the fixed heat conductor 23.

この集熱面24を作業物質18が移動する円軌道の下面
、つまり移動する作業物質18の下端面に摺接させ得る
位置に配置している。そして、固定熱導体23の他端側
は、補助容器7の土壁を気密に貫通して補助冷凍機25
の吸熱部に接続されている。補助容器7の上壁内面で集
熱面24に対向する部分には、上下方向に延びる非磁性
材製のガイド筒26が固定されている。このガイド筒2
6の下端縁には内方向へ延びる鍔27が形成されている
。そして、ガイド筒26内には、有底筒状に形成され、
開口縁部に前記鍔27と係合し得る鍔を有した非磁性材
製の押圧子28がその底壁を下方にして上下方向に移動
自在に収容され、この押圧子28の底壁内面と補助容器
7の上壁内面との間にはコイルばね29が装着されてい
る。
This heat collecting surface 24 is arranged at a position where it can be brought into sliding contact with the lower surface of the circular orbit along which the working material 18 moves, that is, the lower end surface of the moving working material 18. The other end side of the fixed heat conductor 23 airtightly penetrates the earthen wall of the auxiliary container 7 and connects to the auxiliary refrigerator 25.
connected to the heat absorption part of the A guide tube 26 made of a non-magnetic material and extending in the vertical direction is fixed to a portion of the inner surface of the upper wall of the auxiliary container 7 that faces the heat collecting surface 24 . This guide tube 2
A flange 27 extending inward is formed at the lower end edge of 6. The guide cylinder 26 is formed into a cylinder shape with a bottom.
A presser 28 made of a non-magnetic material and having a flange on the opening edge that can engage with the flange 27 is housed so as to be movable in the vertical direction with its bottom wall facing downward. A coil spring 29 is installed between the auxiliary container 7 and the inner surface of the upper wall thereof.

補助容器7の外側には、集熱面24と押圧子28とを結
ぶ部分を取り囲む関係に磁場発生装置としての超電導コ
イル30が軸心線を回転ホイール12の軸心線に直交さ
せて配置されている。この超電導コイル30は図示しな
い熱伝導路を介してヘリウム容器3内の液体ヘリウムH
によって冷却されるようになっている。なお、第1図中
31は軸受を示し、32はシールリングを示している。
On the outside of the auxiliary container 7, a superconducting coil 30 serving as a magnetic field generator is arranged so as to surround a portion connecting the heat collecting surface 24 and the presser 28, with its axis line perpendicular to the axis line of the rotating wheel 12. ing. This superconducting coil 30 is connected to liquid helium H in the helium container 3 via a heat conduction path (not shown).
It is designed to be cooled by In addition, in FIG. 1, 31 indicates a bearing, and 32 indicates a seal ring.

次に、上記のように構成されたヘリウム液化装置の動作
を説明する。
Next, the operation of the helium liquefaction apparatus configured as described above will be explained.

まず、超電導コイル30は所定の温度に冷却されており
、しかも永久電流が流れているものとする。したがって
、集熱面24と押圧子28とを結ぶ部分には磁場が印加
されている状態にある。また、補助冷凍機25が動作し
ているものとする。
First, it is assumed that the superconducting coil 30 has been cooled to a predetermined temperature and that a persistent current is flowing through it. Therefore, a magnetic field is applied to the portion connecting the heat collecting surface 24 and the presser 28. It is also assumed that the auxiliary refrigerator 25 is operating.

補助冷凍機25が動作すると、熱導体23が充分低温に
冷却され、これによって集熱面24も充分低温に冷却さ
れる。
When the auxiliary refrigerator 25 operates, the thermal conductor 23 is cooled to a sufficiently low temperature, and thereby the heat collecting surface 24 is also cooled to a sufficiently low temperature.

このような状態で、モータ22を動作開始させると、連
結軸19が回転し、これに伴って回転ホイール12が回
転する。回転ホイール12が回転すると、各作業物質1
8は、1つの円軌道上を移動して超電導コイル30が発
生している磁場内と磁場外とに交互に位置することにな
る。作業物質18が磁場内に入り込むと、この作業物質
18は断熱磁化状態となって発熱する。また1作業物質
18が磁場外に出ると、この作業物質18は断熱消磁状
態となって吸熱する。
When the motor 22 starts operating in this state, the connecting shaft 19 rotates, and the rotary wheel 12 rotates accordingly. As the rotating wheel 12 rotates, each working material 1
8 moves on one circular orbit and is alternately located inside and outside the magnetic field generated by the superconducting coil 30. When the working material 18 enters the magnetic field, the working material 18 enters an adiabatic magnetized state and generates heat. Further, when one working substance 18 goes out of the magnetic field, this working substance 18 enters an adiabatic demagnetized state and absorbs heat.

このように断熱消磁状態になると、ヘリウム容器3内の
液面上に漂い、補助容器7内に侵入しているヘリウムガ
スが作業物質18の表面に凝縮する。この凝縮によって
生じた液滴は筒体8内を通ってヘリウム容器3内へと落
下する。したがって。
In this adiabatic demagnetization state, the helium gas floating on the liquid surface in the helium container 3 and penetrating into the auxiliary container 7 condenses on the surface of the work material 18 . The droplets generated by this condensation pass through the cylinder 8 and fall into the helium container 3. therefore.

ここにヘリウムの液化が実現される。This is where the liquefaction of helium is realized.

一方、このとき断熱磁化状態にある作業物質18は発熱
する。この熱は次のようにして外部へ排熱される。すな
わち1作業物質18が磁場内に位置しているときは、こ
の作業物質18の上、下端面に押圧子28および集熱面
24が摺接する。
On the other hand, the work material 18, which is in an adiabatic magnetized state at this time, generates heat. This heat is exhausted to the outside as follows. That is, when one working material 18 is located within the magnetic field, the presser 28 and the heat collecting surface 24 come into sliding contact with the upper and lower end surfaces of this working material 18 .

押圧子28はコイルばね29の復元力で下方に向けて押
圧されており、また作業物質18は弾性に富んだ回転ホ
イール12の周縁部に固定されている。このため2作業
物質18は、押圧子28の力によって集熱面24に押付
けられる。したがって。
The pusher 28 is pressed downward by the restoring force of the coil spring 29, and the work material 18 is fixed to the periphery of the highly elastic rotary wheel 12. Therefore, the second work material 18 is pressed against the heat collecting surface 24 by the force of the presser 28 . therefore.

作業物質18と固定熱導体23との間の熱抵抗が充分小
さくなり、この結果1作業物質18で発生した熱は固定
熱導体23を介して速やかに補助冷凍1m25へと排熱
される。したがって1作業物質18で発生した熱によっ
て補助容器7内が温度上昇したり、また断熱消磁時に作
業物質18の温度低下が阻害されるようなことはなく、
ここに良好な冷凍サイクルが実現される。
The thermal resistance between the working material 18 and the fixed thermal conductor 23 becomes sufficiently small, and as a result, the heat generated in one working material 18 is quickly exhausted to the auxiliary refrigerator 1 m25 via the fixed thermal conductor 23. Therefore, the temperature inside the auxiliary container 7 will not rise due to the heat generated by one working substance 18, and the temperature reduction of the working substance 18 will not be inhibited during adiabatic demagnetization.
A good refrigeration cycle is achieved here.

この場合、特に、コイルばね29の復元力や回転ホイー
ル12の弾性を調整することによって。
In this case, in particular by adjusting the restoring force of the coil spring 29 and the elasticity of the rotating wheel 12.

回転ホイール12の回転特性に悪影響を与えることなく
1作業物質18と固定熱導体23との間の熱抵抗を充分
小さくすることができる。したがって1回転型の特徴を
損うことなく、排熱路全体の熱抵抗を充分小さくするこ
とができるので、排熱効率を向上させることができ、結
局、冷凍効率を向上させることができる。
The thermal resistance between the working material 18 and the fixed thermal conductor 23 can be made sufficiently small without adversely affecting the rotational characteristics of the rotating wheel 12. Therefore, the thermal resistance of the entire heat exhaust path can be made sufficiently small without impairing the characteristics of the one-rotation type, so that the heat exhaust efficiency can be improved, and as a result, the refrigeration efficiency can be improved.

第2図は本発明の別の実施例に係る回転形磁気冷凍装置
をヘリウム液化装置に組み込んだ例を示すもので、第1
図と同一部分は同一符号で示しである。したがって1重
複する部分の詳しい説明は省略する。
FIG. 2 shows an example in which a rotary magnetic refrigeration device according to another embodiment of the present invention is incorporated into a helium liquefaction device.
The same parts as those in the figure are indicated by the same reference numerals. Therefore, a detailed explanation of the overlapping portion will be omitted.

この実施例では1回転ホイール12aとして非磁性材で
剛構造に形成されたものを用い、この回転ホイール12
aを軸13に対してスプライン機構41を介して軸方向
に移動自在に連結し、ざらに軸13に固定されたストッ
パ42および回転ホイール12aと軸13との間に装着
されてコイルばね43によって回転ホイール12aを常
時、集熱面24とは反対側の安定位置に保持させるよう
にしている。また9回転ホイール12aの周縁部で同一
円周上に上下方向に延びる透孔44を等間隔に複数設け
、これら透孔44内に作業物質18を装着している。ま
た、熱導体23の補助容器7内に位置する部分で上方部
分に分岐片45を設け。
In this embodiment, a rigid structure made of non-magnetic material is used as the one-rotation wheel 12a.
a is connected to the shaft 13 via a spline mechanism 41 so as to be movable in the axial direction, and a stopper 42 roughly fixed to the shaft 13 and a coil spring 43 mounted between the rotary wheel 12a and the shaft 13 The rotating wheel 12a is always held at a stable position on the opposite side from the heat collecting surface 24. Further, a plurality of through holes 44 extending vertically on the same circumference are provided at equal intervals on the peripheral edge of the nine-rotation wheel 12a, and the work material 18 is installed in these through holes 44. Further, a branch piece 45 is provided at the upper part of the heat conductor 23 located inside the auxiliary container 7.

この分岐片45の前記集熱面24に対向する部分に上下
方向に延びる透孔46を設け、この透孔46内に押圧子
47を上下方向に移動自在に装着し、この押圧子47を
板ばね48を介して分岐片45に固定するようにしてい
る。このように構成しても、前記実施例と同様に良好な
排熱機能を発揮させることができる。
A through hole 46 extending in the vertical direction is provided in a portion of the branch piece 45 facing the heat collecting surface 24, and a presser 47 is mounted in the through hole 46 so as to be movable in the vertical direction. He is trying to fix it to the branch piece 45 via a spring 48. Even with this configuration, it is possible to exhibit a good heat exhaust function as in the above embodiment.

なお9本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。すなわち、上述した実施例では磁場発生装置として
超電導コイルを使用しているが。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. That is, in the embodiments described above, a superconducting coil is used as the magnetic field generator.

常電導コイルを使用してもよい。また、上述した実施例
は本発明に係る回転型磁気冷凍装置をヘリウム液化装置
に組み込んだ例であるが、他のガスを液化する場合にも
使用できることは勿論である。
Normally conducting coils may also be used. Moreover, although the above-mentioned embodiment is an example in which the rotary magnetic refrigeration device according to the present invention is incorporated into a helium liquefaction device, it goes without saying that it can also be used to liquefy other gases.

その他1本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形でき
ることは勿論である。
1. It goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

[発明の効果] 以上述べたように1本発明によれば9作業物質を支持す
る回転ホイールを回転軸に対して実質的に軸方向へ移動
自在に設け、さらに作業物質で発生した熱を断熱容器外
へ導く手段を、一端側に形成された集熱面が前記磁場内
で、かつ回転ホイールに支持された作業物質の上記回転
ホイールの軸心線方向に位置する一方の端面に摺接し得
る位置に配置され他端側が排熱系に熱的に接続されてな
る固定熱導体と1回転ホイールを境にして上記固定熱導
体の上記集熱面に対向する関係に設けられ作業物質の他
方の面に摺接しながら上記作業物質を上記集熱面へ押圧
する弾性押圧機構とで構成しているので、構成の複雑化
を招くことなく、また回転型の特徴を損うことなく、さ
らには集熱面とこれに摺接する作業物質の面とが完全な
平行状態でない場合であっても、断熱磁化時に作業物質
から速やかに排熱させることができ、その結果として冷
凍効率を向上させることができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the rotary wheel that supports the work material is provided so as to be movable substantially in the axial direction with respect to the rotating shaft, and the heat generated by the work material is insulated. A heat collecting surface formed on one end side of the means for guiding out of the container may be in sliding contact with one end surface of the work substance supported by the rotating wheel, which is located in the axial direction of the rotating wheel. a fixed thermal conductor whose other end is thermally connected to the heat exhaust system; Since it is constructed with an elastic pressing mechanism that presses the work material against the heat collecting surface while slidingly contacting the surface, it does not complicate the structure or impair the characteristics of the rotary type, and furthermore, the material can be collected easily. Even if the hot surface and the surface of the work material in sliding contact with it are not completely parallel, heat can be quickly removed from the work material during adiabatic magnetization, and as a result, refrigeration efficiency can be improved. .

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例に係る回転型磁気冷凍装置を
ヘリウム液化装置に組み込んだ例を示す概略縦断面図、
第2図は本発明の他の実施例に係る回転型磁気冷凍装置
をヘリウム液化装置に組み込んだ例を示す概略縦断面図
である。 1・・・ヘリウム槽、3・・・ヘリウム容器、7・・・
補助容器、12.128・・・回転ホイール、18・・
・作業物質、19・・・連結軸、22・・・モータ、2
3・・・固定熱導体、24・・・集熱面、25・・・補
助冷凍機、27・・・ガイド筒、28・・・押圧子、2
9・・・コイルばね。 30・・・超電導コイル、H・・・液体ヘリウム。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第 1 図
FIG. 1 is a schematic vertical sectional view showing an example in which a rotating magnetic refrigeration device according to an embodiment of the present invention is incorporated into a helium liquefaction device;
FIG. 2 is a schematic vertical sectional view showing an example in which a rotary magnetic refrigeration device according to another embodiment of the present invention is incorporated into a helium liquefaction device. 1... Helium tank, 3... Helium container, 7...
Auxiliary container, 12.128... Rotating wheel, 18...
- Working material, 19... Connection shaft, 22... Motor, 2
3... Fixed thermal conductor, 24... Heat collecting surface, 25... Auxiliary refrigerator, 27... Guide tube, 28... Presser, 2
9...Coil spring. 30...Superconducting coil, H...liquid helium. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Figure 1

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)断熱容器と、この断熱容器内の一部に磁場を発生
させる磁場発生装置と、前記断熱容器内に配置され前記
磁場発生装置で発生した磁場内に位置しているときには
発熱し、磁場外に位置しているときには吸熱して外面に
被凝縮ガスを凝縮させる作業物質と、この作業物質を支
持する回転ホイールと、この回転ホイールを回転させて
前記作業物質を前記磁場内および磁場外に交互に位置さ
せる回転駆動手段と、前記作業物質が前記磁場内に位置
しているとき上記作業物質で発生した熱を前記断熱容器
外へ導く手段とを備えた回転型磁気冷凍装置において、
前記回転ホイールは回転軸に対して実質的に軸方向へ移
動自在に支持されており、また前記作業物質で発生した
熱を前記断熱容器外へ導く手段は、一端側に形成された
集熱面が前記磁場内で、かつ前記回転ホイールに支持さ
れた前記作業物質の上記回転ホイールの軸心線方向に位
置する一方の端面に摺接し得る位置に配置され他端側が
排熱系に熱的に接続されてなる固定熱導体と、前記回転
ホイールを境にして前記固定熱導体の前記集熱面に対向
する関係に設けられ前記作業物質の他方の端面に摺接し
ながら上記作業物質を上記集熱面へ押圧する弾性押圧機
構とで構成されていることを特徴とする回転型磁気冷凍
装置。
(1) An insulated container, a magnetic field generator that generates a magnetic field in a part of the insulated container, and a magnetic field generating device that generates heat when placed inside the insulated container and is located within the magnetic field generated by the magnetic field generator. a working material that absorbs heat and condenses gas to be condensed on its outer surface when located outside; a rotating wheel that supports this working material; and a rotating wheel that rotates the working material to move the working material into and out of the magnetic field. A rotary magnetic refrigeration device comprising rotation driving means arranged alternately and means for guiding heat generated in the working substance out of the heat insulating container when the working substance is located in the magnetic field,
The rotating wheel is supported substantially axially movably with respect to the rotating shaft, and the means for guiding the heat generated in the working substance to the outside of the heat insulating container includes a heat collecting surface formed on one end side. is disposed within the magnetic field and at a position where it can slide into sliding contact with one end surface of the work material supported by the rotary wheel located in the axial direction of the rotary wheel, and the other end side is thermally connected to the heat exhaust system. a fixed thermal conductor connected to the fixed thermal conductor, and a fixed thermal conductor that is provided in a relationship opposite to the heat collecting surface of the fixed thermal conductor with the rotating wheel as a boundary, and that collects the heat of the working material while slidingly contacting the other end surface of the working material. A rotary magnetic refrigeration device characterized by comprising an elastic pressing mechanism that presses against a surface.
(2)前記回転ホイールは、周辺部が軸方向へ変位可能
なばね部材で構成され、上記周辺部で前記作業物質を支
持していることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の回転型磁気冷凍装置。
(2) The rotation according to claim 1, wherein the rotating wheel is configured with a spring member whose peripheral portion is displaceable in the axial direction, and supports the work material at the peripheral portion. type magnetic refrigeration device.
(3)前記回転ホイールは、前記回転軸に対してスプラ
イン機構で連結され、かつばね力によって前記弾性押圧
機構側へ偏奇状態に保持されていることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の回転型磁気冷凍装置。
(3) The rotating wheel is connected to the rotating shaft by a spline mechanism, and is held in an eccentric state toward the elastic pressing mechanism by a spring force. Rotary magnetic refrigeration device.
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