KR101819520B1 - Magnetic cooling system - Google Patents

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김양규
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Abstract

Disclosed is a magnetic cooling system using a magnetocaloric effect. The present invention provides the magnetic cooling system, comprising: a magnetic generator configured to generate a magnetic field; an energy generator including a magnetic material having the magnetocaloric effect, and configured to move the magnetic material to the inside and outside of the magnetic field such that the magnetic material can be heated by magnetization and cooled by non-magnetization; a heat exchanger spaced at a predetermined distance from the magnetic material, and configured to heat exchange with the magnetic material; and a connector disposed between the magnetic material and the heat exchanger, and configured to have an adjustable length according to an arrangement within the magnetic field to have heat exchange between the magnetic material and the heat exchanger. Thus, the magnetic cooling system of the present invention includes the heat exchanger capable of heat exchanging with a simpler and more reliable magnetic material.

Description

자기 냉각 시스템{MAGNETIC COOLING SYSTEM}[0001] MAGNETIC COOLING SYSTEM [0002]

본 발명은 대상물을 냉각시키는 냉각 시스템에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 대상물을 냉각시키기 위해 자기열량효과를 이용하는 자기냉각시스템에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling system for cooling an object, and more particularly, to a self cooling system that uses a magnetic calorimetric effect to cool an object.

특정물질 또는 재료는 자기장이 부여되면, 자화되면서(magnetize) 가열되며, 자기장이 제거되면 비자화되면서(demagnetize) 냉각되는 성질을 갖는다. 이러한 성질은 일반적으로 자기열량효과(MCE:, Magnetocaloric Effect)라고 불리며, 자기열량효과를 갖는 물질(재료)은 자기물질(magnetic material) 또는 자기열량물질(magnetocaloric material)이라고 불린다. 또한, 자기냉동(magnetic refrigeration) 또는 자기냉각(magnetic cooling)(이하, 자기냉각)은 자기열량효과를 이용하여 저온을 형성시키는 방법을 의미하며, 자기냉동 또는 자기냉각시스템(이하, 자기냉각시스템)은 대상물의 냉동을 위해 자기냉각을 구현하는 장치를 의미한다. Certain materials or materials are magnetized when a magnetic field is applied, and demagnetize when the magnetic field is removed. Such a property is generally called a magnetocaloric effect (MCE), and a material having a magnetic calorie effect is called a magnetic material or a magnetocaloric material. In addition, magnetic refrigeration or magnetic cooling (hereinafter referred to as self-cooling) refers to a method of forming a low temperature by using a magnetic calorific effect, and a magnetic refrigeration or magnetic cooling system Means a device that implements self-cooling to freeze an object.

즉, 자기냉각시스템은 자기물질에 자기장을 인가할 때 상기 자기물질로부터 발생되는 열량 및 상기 자기물질에 인가된 자기장을 소거할 때 상기 자기물질에 의해 흡수되는 열량을 이용하는 시스템을 나타낸다. 통상적인 가스압축 냉동방식과 달리, 이와 같은 자기냉각시스템은 인체에 유해하고 고압으로 압축되는 가스냉매를 사용하지 않으므로, 안전하고, 조용하며, 환경친화적인 냉각기술로써 주목받고 있다. 예를 들어, 한국공개특허공보 제10-2013-0108765호는 앞서 설명된 바와 같은 종래의 자기냉각시스템을 개시하고 있다.That is, the self cooling system refers to a system that uses the amount of heat generated from the magnetic material when the magnetic field is applied to the magnetic material and the amount of heat absorbed by the magnetic material when the magnetic field applied to the magnetic material is erased. Unlike conventional gas compression refrigeration systems, such self cooling systems do not use gaseous refrigerants that are harmful to the human body and are compressed at high pressure, and thus have attracted attention as a safe, quiet and environmentally friendly cooling technology. For example, Korean Patent Laid-Open No. 10-2013-0108765 discloses a conventional self-cooling system as described above.

상기 자기 냉각시스템에서 자기물질의 발열 및 흡열을 이용하기 위해서는 상기 자기물질과의 열교환 및 교환된 열을 이송하는 장치가 요구된다. 이러한 열교환장치는 일반적으로 작업유체를 이용하는 배관들로 이루어지며 복잡한 구조를 갖게 된다. 또한, 자기물질이 고체이므로, 열교환 장치의 배관을 자기물질과 연결되도록 설계하는 것은 매우 어려울 수 있다. 더 나아가, 같은 이유로, 열교환장치의 배관과 자기물질의 연결부에서 작업유체의 누출이 발생될 수 있으며, 시스템의 신뢰성이 저하될 수 있다. 따라서, 이러한 문제점들을 고려하여, 자기냉각시스템이 설계될 필요가 있다. In order to utilize heat generation and endothermic of a magnetic material in the self-cooling system, a device for transferring heat exchanged with the magnetic material and exchanged heat is required. These heat exchangers generally consist of piping using working fluid and have a complicated structure. Also, since the magnetic material is a solid, it can be very difficult to design the piping of the heat exchanger to be connected to the magnetic material. Furthermore, for the same reason, leakage of the working fluid may occur at the connection portion of the piping and the magnetic material of the heat exchanger, and the reliability of the system may be deteriorated. Therefore, in view of these problems, a self cooling system needs to be designed.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 보다 단순한 자기물질과의 열교환 장치를 포함하는 자기냉각시스템을 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to provide a magnetic cooling system including a heat exchanger with simpler magnetic material.

또한, 본 발명의 다른 목적은 보다 신뢰성있는 자기물질과의 열교환 장치를 포함하는 자기냉각시스템을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a self cooling system including a heat exchange device with a more reliable magnetic material.

상술된 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 자기장을 발생시키도록 구성되는 자기 발생기: 자기열량효과를 갖는 자기물질을 포함하며, 상기 자기물질을 자화에 의해 가열되며 비자화에 의해 냉각되도록 상기 자기장 내부 및 외부로 이동시키도록 구성되는 에너지 발생기: 상기 자기물질과 소정거리로 이격되며, 상기 자기물질과 열교환하도록 구성되는 열교환기; 상기 자기물질과 열교환기 사이에 배치되며, 상기 자기물질과 상기 열교환기사이의 열교환을 위해 자기장내로의 배치여부에 따라 조절되는 길이를 갖도록 구성되는 커넥터로 이루어지는 자기 냉각시스템을 제공할 수 있다. In order to achieve the above-mentioned object, the present invention relates to a magnetic generator configured to generate a magnetic field, comprising: a magnetic material having a magnetic calorimetric effect, the magnetic material being heated by magnetization and cooled by non- And an energy generator configured to move outwardly: a heat exchanger spaced a predetermined distance from the magnetic material and configured to heat exchange with the magnetic material; And a connector disposed between the magnetic material and the heat exchanger and configured to have a length that is adjusted depending on whether the magnetic material is disposed in a magnetic field for heat exchange between the magnetic material and the heat exchanger.

상기 자기 발생기는 영구자석 또는 전자석으로 이루어질 수 있다. The magnetic generator may be formed of a permanent magnet or an electromagnet.

상기 에너지 발생기는 상기 자기물질을 반복적으로 상기 자기장 내부 및 외부로 이동시키도록 회전가능하게 구성될 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 에너지 발생기는: 상기 자기물질이 제공되며 상기 자기물질과 함께 상기 자기장을 통과하면서 회전하는 몸체; 및 상기 몸체를 회전시키는 구동 메커니즘을 포함할 수 있다. 또한, 상기 몸체는 전체적으로 또는 부분적으로 상기 자기물질로 형성되거나, 상기 자기물질로 만들어지며 상기 몸체의 표면에 부착되는 소정크기의 세그먼트를 포함할 수 있다. The energy generator may be configured to be rotatable to move the magnetic material repeatedly into and out of the magnetic field. More particularly, the energy generator comprises: a body provided with the magnetic material and rotating with the magnetic material passing through the magnetic field; And a driving mechanism for rotating the body. In addition, the body may be wholly or partially formed of the magnetic material, or may be formed of the magnetic material and include segments of a predetermined size attached to the surface of the body.

상기 열교환기는: 상기 자기장내에서 가열된 자기물질과 열교환하도록 구성된 제 1 열교환기; 및 상기 자기장 외부에서 냉각된 상기 자기물질과 열교환하도록 구성되는 제 2 열교환기를 포함할 수 있다. The heat exchanger comprising: a first heat exchanger configured to heat exchange with a magnetic material heated in the magnetic field; And a second heat exchanger configured to heat exchange with the magnetic material cooled outside the magnetic field.

상기 커넥터는 상기 자기물질상에 제공될 수 있다. 또한, 상기 커넥터는 상기 자기장 외부 및 내부에서 서로 다른 길이들을 갖도록 구성될 수 있다. 보다 상세하게는, 상기 커넥터는 상기 자기장내에서 증가되는 길이를 가지며, 상기 자기장외부에서 상대적으로 감소되는 길이를 가질 수 있다. 또한, 상기 커넥터는 소정의 길이를 가지며, 상기 자기장 내에서 상기 열교환기와 직접 접촉하도록 상기 소정길이보다 길게 연장될 수 있으며, 상기 자기장 외부에서 상기 소정길이로 복귀할 수 있다. 더 나아가, 상기 커넥터는 상기 제 1 교환기와 직접 접촉하도록 상기 자기장내에서 제 1 길이를 가지고, 상기 제 2 열교환기와 직접 접촉하게 하도록 상기 자기장 외부에서 제 2 길이를 가지며, 상기 제 1 길이가 상기 제 2 길이보다 커질 수 있다. The connector may be provided on the magnetic material. In addition, the connector may be configured to have different lengths outside and inside the magnetic field. More specifically, the connector has an increased length in the magnetic field, and may have a relatively reduced length outside the magnetic field. The connector may have a predetermined length and may extend longer than the predetermined length to directly contact the heat exchanger in the magnetic field, and may return to the predetermined length outside the magnetic field. Further, the connector has a first length in the magnetic field to directly contact the first exchanger, a second length outside the magnetic field to make direct contact with the second heat exchanger, 2 < / RTI > length.

또한, 상기 커넥터는 자기장내에서 강한 자성을 가지며 상기 자기장을 따라 유동하는 자성유체로 이루질 수 있다. 또한, 상기 커넥터는 상기 자성유체를 수용하면서 연장가능하게 구성되며 상기 자기물질상에 부착되는 컨테이너를 포함할 수 있다. 다른 한편, 상기 커넥터는 상기 자기물질상에 형성되며 상기 자성유체를 수용하는 리세스를 포함할 수 있다. In addition, the connector may be made of a magnetic fluid having strong magnetism in the magnetic field and flowing along the magnetic field. In addition, the connector may include a container that is configured to extend while receiving the magnetic fluid and is attached to the magnetic material. On the other hand, the connector may include a recess formed on the magnetic material and receiving the magnetic fluid.

본 발명에 따른 자기냉각시스템에서, 열교환기 및 자성물질은 열교환을 위해 자성유체를 이용하는 커넥터에 의해 연결될 수 있다. 이러한 커넥터는 추가적인 구동장치없이도 열교환기 및 이동하는 자성물질을 열적 및 물리적으로 안정적으로 연결할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 자기냉각시스템의 구조는 단순해질 수 있으며, 이에 따라 생산성 및 생산 단가가 감소될 수 있다. In the self-cooling system according to the present invention, the heat exchanger and the magnetic material may be connected by a connector using a magnetic fluid for heat exchange. Such a connector can thermally and physically and stably connect the heat exchanger and moving magnetic material without additional drive. Therefore, the structure of the self-cooling system according to the present invention can be simplified, thereby reducing the productivity and the production cost.

또한, 상기 커넥터의 채용으로 인해 열교환기의 배관이 자성물질과 직접연결되지 않으므로, 파손에 의한 작업유체의 누출이 예방될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 자기냉각시스템의 신뢰성이 크게 향상되며, 성능도 개선될 수 있다. Further, since the pipe of the heat exchanger is not directly connected to the magnetic material due to the use of the connector, leakage of the working fluid due to breakage can be prevented. Therefore, the reliability of the self cooling system according to the present invention is greatly improved, and the performance can also be improved.

더 나아가, 상기 커넥터는 자성물질이 이동하는 동안에도 안정적으로 열교환기와 그와 같은 자성물질을 연결할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 자기냉각시스템은 자석이나 이에 동등한 자기장 발생장치 대신에 자성물질을 높은 속도로 이동시킬 수 있다. 이러한 이유로 본 발명의 자기냉각시스템은 높은 작동주파수 및 성능을 확보할 수 있다. Furthermore, the connector can stably connect the heat exchanger and the magnetic material, such as magnetic material, while moving. Therefore, the magnetic cooling system according to the present invention can move the magnetic material at a high speed in place of the magnet or the equivalent magnetic field generating device. For this reason, the self cooling system of the present invention can ensure a high operating frequency and performance.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다. Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the following detailed description. It should be understood, however, that the detailed description and specific examples, such as the preferred embodiments of the invention, are given by way of illustration only, since various changes and modifications within the spirit and scope of the invention will become apparent to those skilled in the art.

도 1은 본 발명에 따른 자기냉각시스템의 일 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자기냉각시스템의 다른 실시예를 나타내는 개략도이다.
도 3은 도 2의 자기냉각시스템의 자기 발생기, 에너지 발생기 및 커넥터를 보다 상세하게 나타내는 개략도이다.
도 4는 에너지 발생기에 포함된 자기물질을 보다 상세하게 나타내는 사시도이다.
도 5는 에너지 발생기를 보다 상세하게 나타내는 사시도이다.
도 6은 커넥터의 변형예 및 이의 작동 및 구조를 보다 상세하게 나타내는 단면도이다.
도 7은 커넥터의 다른 변형예를 나타내는 단면도이다.
1 is a schematic diagram showing one embodiment of a self cooling system according to the present invention.
2 is a schematic diagram showing another embodiment of a self cooling system according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing the magnetic generator, energy generator and connector of the self cooling system of FIG. 2 in more detail; FIG.
4 is a perspective view showing the magnetic material included in the energy generator in more detail.
5 is a perspective view showing the energy generator in more detail.
6 is a cross-sectional view showing a modification of the connector and its operation and structure in more detail.
7 is a cross-sectional view showing another modification of the connector.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예가 상세히 설명된다. Hereinafter, embodiments disclosed in this specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be obscured. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives.

도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다. The same or similar elements are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant explanations thereof will be omitted. In addition, for convenience of explanation, the size and shape of each constituent member shown may be exaggerated or reduced.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

본 명세서에서 설명되는 자기냉각시스템은 통상적인 냉장고, 공기조화기 등을 포함할 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 이러한 통상적인 장치들뿐만 아니라 냉각을 구현하고 이를 이용하는 모든 장치에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다. 또한, 이러한 자기냉각시스템은 다음에서 설명되는 바와 같이 자기물질의 가역적인 반응, 즉 자기열량효과를 이용하므로, 통상적인 난방장치도 포함할 수 있으며 가열을 이용하는 모든 장치에도 적용될 수 있다. The self-cooling system described herein may include a conventional refrigerator, an air conditioner, or the like. However, it will be readily apparent to those skilled in the art that the configuration according to the embodiments described herein may be applied to all such devices that implement and utilize cooling as well as these conventional devices. Further, such a self-cooling system utilizes the reversible reaction of the magnetic material, that is, the magnetic calorific effect, as described below, so that it can include conventional heating devices and can be applied to all devices using heating.

도 1은 본 발명에 따른 자기냉각시스템의 일 실시예를 나타내는 개략도이다. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of a self cooling system according to the present invention.

도 1을 참조하면, 자기냉각시스템은 자기물질을 수용하며 에너지를 발생시키는 발생기(generator)(1)와 자기장을 발생시키기 위한 자석(magnet)(2)을 포함할 수 있다. 또한, 자기장을 선택적으로 부여함으로써 자기발열효과에 의한 열을 선택적으로 발생시키기 위해, 자석(2)이 고정된 발생기(1)에 가까워지게 또는 멀어지게 이동될 수 있다. Referring to FIG. 1, a self cooling system may include a generator 1 for receiving magnetic material and generating energy, and a magnet 2 for generating a magnetic field. Further, the magnet 2 can be moved close to or away from the fixed generator 1 in order to selectively generate heat due to the self-heating effect by selectively applying the magnetic field.

먼저, 자석(2)이 발생기(1)로 이동하여 발생기(1)에 자기장을 인가하면, 열전달유체(또는 작업유체)는 펌프(5)에 의해 반시계 방향으로 순환한다. 발생기(1)로 유입된 작업유체는 자기장이 인가된 발생기(1)내의 자기물질에서 발생된 열을 흡수한 뒤, 고온 열교환기(3)에 도달하여 발생기(1)로부터 흡수한 열을 주위로 방출한다. 고온 열교환기(3)에서 주위로 열을 방출한 작업유체는 저온 열교환기(4)를 거쳐 발생기(1)로 유입된다. First, when the magnet 2 moves to the generator 1 and applies a magnetic field to the generator 1, the heat transfer fluid (or working fluid) circulates counterclockwise by the pump 5. The working fluid introduced into the generator 1 absorbs the heat generated in the magnetic material in the generator 1 to which the magnetic field is applied and then reaches the high temperature heat exchanger 3 to heat the heat absorbed from the generator 1 Release. The working fluid that has released heat to the surroundings in the high temperature heat exchanger (3) flows into the generator (1) through the low temperature heat exchanger (4).

반대로, 자석(2)이 발생기(1)로부터 이탈하여 발생기(1)의 자기장이 제거되면 작업유체는 펌프(5)에 의해 반대방향, 즉 시계 방향으로 순환한다. 발생기(1)로 유입된 작업유체는 자기장이 제거된 발생기(1)내에서 냉각된 자기물질로 열을 방출하고 냉각된 상태로 저온 열교환기(4)에 도달하여 주위의 열을 흡수한다. 저온 열교환기(4)에서 주위의 열을 흡수한 작업유체는 고온 열교환기(3)를 거쳐 발생기(1)로 유입되며, 이와 같은 과정으로 1회의 열교환싸이클이 완성된다. 이와 같은 열교환사이클이 지속적으로 반복되는 과정을 통해 난방 또는 냉방에 필요한 고온 또는 저온을 얻게 된다.Conversely, when the magnet 2 is removed from the generator 1 and the magnetic field of the generator 1 is removed, the working fluid is circulated by the pump 5 in the opposite direction, i.e. clockwise. The working fluid introduced into the generator 1 emits heat to the magnetic material cooled in the generator 1 from which the magnetic field is removed and reaches the low temperature heat exchanger 4 in a cooled state to absorb the surrounding heat. The working fluid having absorbed the surrounding heat in the low temperature heat exchanger 4 flows into the generator 1 through the high temperature heat exchanger 3, and the heat exchange cycle is completed once by this process. Such a heat exchange cycle is continuously repeated to obtain a high temperature or a low temperature necessary for heating or cooling.

한편, 일반적으로 의도된 자기물질의 가열 및 냉각을 효과적으로 얻기 위해서는 충분한 강도(intensity) 및 범위의 자기장이 형성되어야 한다. 따라서, 자석(2)은 큰 크기 및 무게를 갖게 되며, 빠르게 이동되기 어렵다. 이러한 이유로, 상술된 바와 같은 1회의 열교환 사이클은 상대적으로 많은 시간을 소요하게 되며, 이에 따라 도 1의 자기냉동시스템은 낮은 운전주파수로 작동된다. 반면, 발생기(1)내의 자기물질은 자석(2)에 비해 상대적으로 적은 크기로도 의도된 성능을 낼 수 있다. 따라서, 자석 대신에 자기물질을 포함하는 컴팩트한 발생기가 이동하도록 구성되면, 자기냉동시스템은 보다 높은 주파수로 운전될 수 있으며, 냉각성능을 향상시킬 수 있다. 이러한 이유로, 도 2의 자기냉각시스템의 다른 실시예는 이동가능한 자기물질 및 이를 포함하는 발생기를 포함하며, 관련된 도면을 참조하여 다음에서 보다 상세하게 설명된다. On the other hand, magnetic fields of sufficient intensity and range must be formed in order to effectively obtain heating and cooling of the intended magnetic material. Therefore, the magnet 2 has a large size and weight, and is difficult to move quickly. For this reason, the single heat exchange cycle as described above takes a relatively long time, so that the magnetic refrigeration system of Fig. 1 operates at a low operating frequency. On the other hand, the magnetic material in the generator 1 can achieve the intended performance with a relatively small size as compared with the magnet 2. Thus, if a compact generator comprising a magnetic material instead of a magnet is configured to move, the magnetic refrigeration system can be operated at a higher frequency and can improve cooling performance. For this reason, another embodiment of the magnetic cooling system of FIG. 2 includes a movable magnetic material and a generator incorporating the same, and is described in more detail below with reference to the related drawings.

도 2는 본 발명에 따른 자기냉각시스템의 다른 실시예를 나타내는 개략도이며, 도 3은 도 2의 자기냉각시스템의 자기 발생기, 에너지 발생기 및 커넥터를 보다 상세하게 나타내는 개략도이다. 또한, 도 4는 에너지 발생기에 포함된 자기물질을 보다 상세하게 나타내는 사시도이며, 도 5는 에너지 발생기를 보다 상세하게 나타내는 사시도이다. Fig. 2 is a schematic view showing another embodiment of a self-cooling system according to the present invention, and Fig. 3 is a schematic diagram showing the magnetic generator, the energy generator and the connector of the self-cooling system of Fig. 2 in more detail. 4 is a perspective view showing the magnetic material included in the energy generator in more detail, and Fig. 5 is a perspective view showing the energy generator in more detail.

도 2 및 도 3을 참조하면, 자기냉각시스템은 자기장을 발생시키도록 구성되는 자기 발생기(100)을 포함할 수 있다. 자기 발생기(100)는 자기장을 발생시킬 수 있는 다양한 메커니즘으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 자기 발생기(100)는 영구자석 또는 전자석으로 이루어질 수 있으며, 이러한 영구자석 및 전자석은 단순한 구조를 가지면서도 원하는 강도 및 범위의 자기장을 형성할 수 있다. 또한, 도시된 바와 같이, 자기 발생기(100)는 소정 간격으로 이격되며 서로 대향되는 두 개의 면들 또는 끝단들(100a,100b)을 포함할 수 있으며, 이들 면들 또는 끝단들(100a,100b)사이에 자기장이 형성될 수 있다. Referring to Figures 2 and 3, the self-cooling system may include a magnetic generator 100 configured to generate a magnetic field. The magnetic generator 100 may be composed of various mechanisms capable of generating a magnetic field. For example, the magnetic generator 100 may be made of a permanent magnet or an electromagnet, and the permanent magnet and the electromagnet may form a magnetic field having a desired strength and range while having a simple structure. Magnetic generator 100 may include two faces or ends 100a and 100b that are spaced apart and opposed to each other with a predetermined distance therebetween and may be disposed between these faces or ends 100a and 100b A magnetic field can be formed.

또한, 발생된 자기장과 연동하도록, 자기냉각시스템은 자기 발생기(100)에 인접하게 배치되는 에너지 발생기(200)를 포함할 수 있다. 에너지 발생기(200)는 자기열량효과에 의한 발열 및 흡열을 얻기위해 자기물질(또는 자기열량물질)(240)을 포함할 수 있다. 자기물질(240)은 이미 앞서 간략하게 설명된 바와 같이, 자기열량효과를 갖는 물질을 의미한다. 보다 상세하게는, 상기 자기열량효과에 있어서, 자기장이 큐리온도(Curie temperature) 부근의 자기물질(240)에 가해지면, 상기 자기물질(240)은 자화(magnetize)되며, 전자들이 자기장에 평행하기 배열된다. 자기적 질서의 증가로 인해 엔트로피가 감소되며, 이러한 손실을 보상하기 위해 자기물질(240)의 온도는 증가된다. 반면, 자기장이 자기물질(240)로부터 제거되면, 상기 자기물질(240)은 비자화되며(demagnetize), 전자들이 다시 불규칙하게 배열된다. 따라서, 다시 엔트로피가 증가되며, 상대적으로 자기물질(240)의 온도는 감소된다. 이러한 자기열량효과로 인해, 자기장의 존재여부에 따라 자기물질(240)은 열을 발산하거나 열을 흡수할 있으며, 에너지 발생기(200)는 이러한 발열 및 흡열에 의해 원하는 대상물의 가열 및 냉각을 위한 에너지를 생성할 수 있다. In addition, to cooperate with the generated magnetic field, a self cooling system may include an energy generator 200 disposed adjacent to the magnetic generator 100. The energy generator 200 may include a magnetic material (or a magnetic calorimetric material) 240 to obtain heat generation and endothermic effect by the effect of the magnetic calorimetric effect. The magnetic material 240 refers to a material having a magnetic calorific effect as already briefly described above. More specifically, in the magnetic calorimetric effect, when a magnetic field is applied to the magnetic material 240 near the Curie temperature, the magnetic material 240 is magnetized, and electrons are parallel to the magnetic field . Entropy is reduced due to the increase in magnetic order, and the temperature of the magnetic material 240 is increased to compensate for this loss. On the other hand, when the magnetic field is removed from the magnetic material 240, the magnetic material 240 is demagnetized and electrons are irregularly arranged again. Therefore, entropy is again increased, and the temperature of the magnetic material 240 relatively decreases. Due to the magnetic calorific effect, the magnetic material 240 emits heat or absorbs heat depending on the presence or absence of a magnetic field. The energy generator 200 generates energy for heating and cooling a desired object by this heat generation and endotherm Lt; / RTI >

이와 같은 발열 및 흡열은 자기물질(240)로의 자기장의 부여 및 자기물질(240)로부터 자기장 제거에 의해 이루어지며, 자기장의 부여는 및 제거는 자기장과 자기물질(240)의 상대적인 운동에 의해 수행될 수 있다. 보다 상세하게는, 자기장의 부여 및 제거를 위해, 자기장, 즉 자기 발생기(100)(자석)가 자기물질(240)에 상대적으로 이동가능하게 구성되거나, 자기물질(240)이 자기발생기(100)에 상대적으로 이동가능하게 구성될 수 있다. 이미 앞서 설명된 바와 같이, 상대적으로 적은 크기 및 무게로 인해, 자기물질(240)을 이동시키는 것이 높은 운전주파수 및 성능에 유리할 수 있다. 따라서, 에너지 발생기(200)는 자기물질(240)을 자기 발생기(100) 및 이의 자기장에 상대적으로 이동시키도록 구성될 수 있다. 반면, 자기 발생기(100) 및 이의 자기장은 고정 또는 정지(stationary or fixed)될 수 있다. 보다 상세하게는, 에너지 발생기(200)는 자기물질(240)을 정지된 자기 발생기(100)의 자기장을 향해 이동시켜 상기 자기장내에 배치할 수 있으며, 앞서 설명된 바와 같이 자기물질(240)의 자화에 의한 발열을 유도할 수 있다. 이 후, 에너지 발생기(200)는 자기장내의 자기물질(240)을 자기장으로부터 이동시켜 상기 자기장 외부에 배치할 수 있으며, 자기물질(240)의 비자화에 의한 냉각을 유도할 수 있다. This exothermic and endothermic is accomplished by the application of a magnetic field to the magnetic material 240 and the removal of the magnetic field from the magnetic material 240 and the application and removal of the magnetic field is performed by the relative motion of the magnetic field and the magnetic material 240 . More specifically, a magnetic field, that is, a magnetic generator 100 (magnet) is configured to be relatively movable with respect to the magnetic material 240, or a magnetic material 240 is configured to move relative to the magnetic generator 100, As shown in FIG. As already described above, due to the relatively small size and weight, moving the magnetic material 240 may be advantageous for high operating frequency and performance. Thus, the energy generator 200 may be configured to move the magnetic material 240 relative to the magnetic generator 100 and its magnetic field. On the other hand, the magnetic generator 100 and its magnetic field may be stationary or fixed. More specifically, the energy generator 200 may move the magnetic material 240 toward the magnetic field of the stationary magnetic generator 100 and place the magnetic material 240 in the magnetic field. As described above, Can induce heat generation by the heat source. Thereafter, the energy generator 200 can move the magnetic material 240 in the magnetic field from the magnetic field and place it outside the magnetic field, and can induce cooling by non-magnetization of the magnetic material 240.

또한, 의도한 높은 운전주파수를 위해서는, 짧은 시간내에 자기물질(240)을 자기장내로 이동시키고 다시 자기장 외부로 이동시킬 필요가 있다. 이러한 자기물질(240)의 짧은 이동주기를 위해 다양한 메커니즘이 적용될 수 있다. 예를 들어, 왕복동 운동 메커니즘 또는 회전 운동 메커니즘이 에너지발생기(200)에 적용될 수 있다. 이러한 다양한 메커니즘들중 회전운동 메커니즘은 단순한 구조로 의도된 운동을 안정적으로 수행할 수 있다. 따라서, 에너지 발생기(200)는 회전가능하게 구성될 수 있으며, 자기물질(240)을 회전(pivot)시키면서 반복적으로 자기장을 통과시킬 수 있다. 즉, 에너지 발생기(200)는 자기물질(240)을 회전시키면서 자기물질(240)이 자기장 내부로 이동하고 다시 외부로 이동하는 과정들을 반복적이고 연속적으로 수행할 수 있다. In addition, for the intended high operating frequency, it is necessary to move the magnetic material 240 in the magnetic field within a short time and move it again to the outside of the magnetic field. Various mechanisms may be applied for short periods of movement of the magnetic material 240. For example, a reciprocating motion mechanism or a rotational motion mechanism may be applied to the energy generator 200. Among these various mechanisms, the rotational motion mechanism can stably carry out the intended motion with a simple structure. Accordingly, the energy generator 200 can be configured to be rotatable and can repeatedly pass the magnetic field while pivoting the magnetic material 240. That is, the energy generator 200 can repeatedly and continuously perform the processes of moving the magnetic material 240 into the magnetic field while moving the magnetic material 240, and moving the magnetic material 240 to the outside again.

보다 상세하게는, 도 4에 잘 도시된 바와 같이, 에너지 발생기(200)는 소정크기의 몸체(210)를 포함할 수 있다. 몸체(210)를 회전시키기 위해 에너지 발생기(200)는 구동 메커니즘(230)을 포함할 수 있다. 이러한 구동 메커니즘(230)은 회전력을 발생시키는 모터로 이루어질 수 있다. 몸체(210)는 회전축(220)을 가질 수 있으며, 구동 메커니즘(230)에 회전축(220)을 이용하여 연결될 수 있다. 몸체(210)는 다양한 형상을 가질 수 있으며, 도시된 바와 같이, 회전운동중 주변장치들과의 간섭을 최소화할 수 있도록 얇은 디스크로 이루어질 수 있다. More specifically, as best shown in FIG. 4, the energy generator 200 may include a body 210 of a predetermined size. The energy generator 200 may include a drive mechanism 230 for rotating the body 210. The driving mechanism 230 may be a motor for generating a rotational force. The body 210 may have a rotating shaft 220 and may be connected to the driving mechanism 230 using a rotating shaft 220. The body 210 can have a variety of shapes and, as shown, can be made of thin discs to minimize interference with peripheral devices during rotational movement.

자기물질(240)은 몸체(210)와 함께 회전할 수 있도록 상기 몸체(210)에 제공된다. 보다 상세하게는, 몸체(210)는 전체적으로 자기물질(240)로 이루어질 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 몸체(210)은 부분적으로 자기물질(240)로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 소정크기의 자기물질(240)의 세그먼트(segment)가 몸체(210)내에 이식(embed)될 수 있다. 더 나아가, 자기물질(240)의 세그먼트는 별도의 부재로서 상기 몸체(210)의 표면상에 부착될 수도 있다. 따라서, 이러한 구성에 따라 몸체(210)는 회전하면서 자기물질(240)과 함께 자기 발생기(100)에서 형성된 자기장, 즉 자기 발생기(100)의 대향되는 면들(100a,100b) 사이의 공간을 통과할 수 있으며, 의도된 자기물질(240)의 발열 및 냉각을 발생시킬 수 있다. 또한, 이러한 작동은 높은 운전 주파수를 얻도록 몸체(210)가 회전하는 동안 계속적으로 반복될 수 있다. 더 나아가, 자기물질(240)의 갯수가 증가되면, 보다 짧은 시간내에 발열 및 흡열의 사이클이 수행될 수 있으며, 이에 따라 작동 주파수 및 성능도 향상될 수 있다. 따라서, 몸체(210)에는 다수개의 자기물질(240), 즉 이의 세그먼트들이 제공될 수 있다. 예를 들어, 자기물질(240)은 서로 대향되게 배치되는, 즉 180도의 위상각을 갖는 한 쌍의 제 1 및 제 2 자기물질(240a.240b)을 포함할 수 있다. 만일 도 2 및 도 3의 예에서 도시된 바와 같이, 제 1 자기물질(240a)이 자기장내에 배치되면, 제 2 자기물질(240b)는 자기장내에 배치될 수 있다. 따라서, 제 1 자기물질(240a)이 가열되는 동안, 제 2 자기물질(240b)는 냉각될 수 있다. 또한, 몸체(210)가 회전하는 동안, 제 1 및 제 2 자기물질(240a,240b)는 번갈아 가며 반복적으로 자기장내에 또는 외부에 배치될 수 있으며, 반복적으로 가열되거나 냉각될 수 있다. 이러한 한 쌍의 자기물질(240a,240b)은 대상물의 가열 및 냉각을 동시에 수행할 수 있으므로, 자기냉각시스템의 설계에 기본적인 구성으로써 고려될 수 있다. 또한, 필요하다면, 더 많은 갯수의 자기물질(240)이 몸체(210)에 제공될 수 있으며, 이에 따라 더 높은 주파수 및 성능이 가능하게 된다. The magnetic material 240 is provided to the body 210 so as to rotate together with the body 210. More specifically, the body 210 may be made entirely of magnetic material 240. Also, as shown in FIG. 4, the body 210 may be partially formed of the magnetic material 240. For example, a segment of a magnetic material 240 of a predetermined size may be embedded within the body 210. Further, the segment of the magnetic material 240 may be attached on the surface of the body 210 as a separate member. Thus, according to this configuration, the body 210 rotates while passing through the space between the magnetic field generated by the magnetic generator 100 together with the magnetic material 240, that is, the facing surfaces 100a and 100b of the magnetic generator 100 And may cause the heating and cooling of the intended magnetic material 240 to occur. This operation may also be repeated continuously as the body 210 is rotated to obtain a higher operating frequency. Furthermore, if the number of magnetic materials 240 is increased, a cycle of exothermic and endothermic can be performed in a shorter time, thereby improving the operating frequency and performance. Accordingly, the body 210 may be provided with a plurality of magnetic materials 240, i.e., segments thereof. For example, the magnetic material 240 may include a pair of first and second magnetic materials 240a, 240b that are disposed opposite each other, i. E., Have a phase angle of 180 degrees. If the first magnetic material 240a is disposed in the magnetic field, as shown in the example of FIGS. 2 and 3, the second magnetic material 240b may be disposed in the magnetic field. Thus, while the first magnetic material 240a is heated, the second magnetic material 240b can be cooled. Also, while the body 210 is rotating, the first and second magnetic materials 240a and 240b may be alternately and repeatedly placed in or out of the magnetic field, and may be repeatedly heated or cooled. Such a pair of magnetic materials 240a and 240b can simultaneously perform heating and cooling of the object, and thus can be considered as a basic configuration in the design of the self cooling system. Also, if desired, a greater number of magnetic materials 240 may be provided to the body 210, thereby enabling higher frequencies and performance.

에너지 발생기(200)에서 발생된 에너지, 즉 자기물질(240)의 발열 및 흡열을 에너지 발생기(200) 외부의 대상물(subject)의 가열 및 냉각에 이용하기 위해서는, 자기물질(240)과 에너지를 일차적으로 교환할 수 있는 장치가 자기냉각시스템에 요구될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 에너지 발생기(200)는 에너지를 열 형태로 발생시키므로, 자기냉각시스템은 자기물질(240)과 열교환하도록 구성되는 열교환기(300)를 포함할 수 있다. 이러한 열교환기(300)은 배관 및 상기 배관내에 채워진 작업유체를 포함할 수 있다. 작업유체는 먼저 열교환기(300)에서 자기물질(240)과 열교환을 하며, 배관을 따라 유동하면서 교환된 열을 외부의 대상물까지 전달할 수 있다. 다른 한편, 열교환기(300)는 통상적인 배관 및 이를 따라 시스템내를 순환하는 작업유체대신에 히트파이프(heat pipe)로 이루어질 수도 있다. 다음에서 자기냉각시스템은 열교환 및 열전달을 위해 배관 및 작업유체를 사용하는 것으로 설명되나, 자기냉각시스템이 통상적인 배관 및 작업유체 대신에 히트 파이프를 사용할 수 있음은 해당 분야의 당업자에게는 자명하다. 또한, 앞서 설명된 바와 같이, 자기물질(240)은 몸체(210)과 함께 회전하므로, 열교환기(300)는 상기 자기물질(240) 및 몸체(210)의 운동과 간섭하지 않도록 배치될 필요가 있다. 따라서, 열교환기(300)는 자기물질(240) 및 몸체(210)로부터 소정 간격으로 이격될 수 있다. In order to utilize the energy generated in the energy generator 200, that is, the heat generation and the heat absorption of the magnetic material 240 for heating and cooling the subject outside the energy generator 200, May be required in the self cooling system. As described above, since the energy generator 200 generates energy in a thermal form, the self-cooling system may include a heat exchanger 300 configured to heat-exchange with the magnetic material 240. The heat exchanger 300 may include a pipe and a working fluid filled in the pipe. The working fluid first exchanges heat with the magnetic material 240 in the heat exchanger 300 and can transfer heat exchanged to the external object while flowing along the pipe. On the other hand, the heat exchanger 300 may be a heat pipe instead of a conventional piping and accordingly a working fluid circulating in the system. It will be apparent to those skilled in the art that the self cooling system will be described as using piping and working fluid for heat exchange and heat transfer in the following, but it will be apparent to those skilled in the art that the self cooling system can use heat pipes instead of conventional piping and working fluids. Also, as described above, since the magnetic material 240 rotates with the body 210, the heat exchanger 300 needs to be arranged so as not to interfere with the motion of the magnetic material 240 and the body 210 have. Thus, the heat exchanger 300 may be spaced apart from the magnetic material 240 and the body 210 at predetermined intervals.

보다 상세하게는, 열교환기(300)는 상기 자기장내에서 가열된 자기물질(240)과 열교환하도록 구성된 제 1 열교환기(310)를 포함할 수 있다. 자기물질(240)은 자기장내에서 열을 발산하므로, 제 1 열교환기(310)는 실제적으로 상기 자기물질(240)로부터 열을 전달받을 수 있다. 가열된 자기물질(240)과 열교환을 하기 위해 제 1 열교환기(310)는 이러한 가열된 자기물질(240)에 인접하게 배치될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 자기물질(240)은 자기장내에서 가열되므로, 제 1 열교환기(310)는 도 2 및 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 자기장 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 1 열교환기(310)는 자기 발생기(100)의 서로 대향되는 면들(100a,100b) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 에너지 발생기(200)의 회전하는 자기물질(240)과 몸체(210)와 간섭하지 않도록 제 1 열교환기(210)는 상기 자기 발생기(100)의 대향되는 면들(100a,100b) 사이에서 자기물질(240) 및/또는 몸체(210) 위쪽(above)에 배치될 수 있다. More specifically, the heat exchanger 300 may include a first heat exchanger 310 configured to heat exchange with the magnetic material 240 heated in the magnetic field. Since the magnetic material 240 emits heat in the magnetic field, the first heat exchanger 310 can actually receive heat from the magnetic material 240. The first heat exchanger 310 may be disposed adjacent to the heated magnetic material 240 to effect heat exchange with the heated magnetic material 240. As described above, since the magnetic material 240 is heated in the magnetic field, the first heat exchanger 310 can be disposed in the magnetic field, as best shown in FIGS. For example, the first heat exchanger 310 may be disposed between the mutually facing surfaces 100a, 100b of the magnetic generator 100. The first heat exchanger 210 is disposed between the opposing surfaces 100a and 100b of the magnetic generator 100 so as not to interfere with the rotating magnetic material 240 of the energy generator 200 and the body 210. [ May be disposed above the material 240 and / or the body 210.

열교환기(300)는 또한, 자기장 외부에서 냉각된 자기물질(240)과 열교환하도록 구성된 제 2 열교환기(320)를 포함할 수 있다. 자기물질(240)은 자기장외부에서 냉각되어 열을 흡수할 수 있으므로, 제 2 열교환기(320)는 실제적으로 상기 자기물질(240)로 열을 전달할 수 있다. 냉각된 자기물질(240)과 열교환을 하기 위해 제 2 열교환기(320)는 이러한 냉각된 자기물질(240)에 인접하게 배치될 수 있다. 자기물질(240)은 자기장외부에서 냉각되므로, 제 2 열교환기(320)는 도 2 및 도 3에 잘 도시된 바와 같이, 자기장 외부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제 2 열교환기(320)는 자기장 외부에서 상기 회전하는 자기물질(240)과 몸체(210)와 간섭하지 않도록 자기물질(240) 및/또는 몸체(210) 위쪽(above)에 소정간격을 갖도록 배치될 수 있다. The heat exchanger 300 may also include a second heat exchanger 320 configured to heat exchange with the magnetic material 240 cooled outside the magnetic field. The magnetic material 240 can be cooled outside the magnetic field to absorb heat, so that the second heat exchanger 320 can actually transfer heat to the magnetic material 240. The second heat exchanger 320 may be disposed adjacent to the cooled magnetic material 240 to effect heat exchange with the cooled magnetic material 240. Since the magnetic material 240 is cooled outside the magnetic field, the second heat exchanger 320 can be disposed outside the magnetic field, as best shown in FIGS. For example, the second heat exchanger 320 may be disposed above the magnetic material 240 and / or the body 210 so as not to interfere with the rotating magnetic material 240 and the body 210 outside the magnetic field. Spaced apart from each other.

앞서 설명된 바와 같이, 자기물질(240)은 고체 상태를 가지므로, 열교환을 하기 위해서는 열교환기(300)는 이러한 자기물질(240)과 물리적으로 직접 접촉해야 한다. 그러나, 자기물질(240)은 자기냉각시스템의 작동중에 계속적으로 운동, 즉 회전하므로, 열교환기(300)를 운동하는 자기물질(240)과 물리적으로 직접 접촉하도록 구성하는 것은 어려울 수 있다. 또한, 열교환기(300)는 배관 또는 히트 파이프를 이용하므로, 이러한 배관 또는 히트 파이프를 자기물질(240)과 직접 연결하면 작업유체가 누출될 수 있다. 예를 들어, 배관 또는 히트파이프는 자기물질(240)과의 반복적인 마찰에 의해 파손될 수 있으며 작동유체의 누출이 야기될 수 있다. 또한, 이러한 누출을 방지하기 위해서는 배관이나 히트파이프에 보다 안정적인 실링이 요구되며, 이에 따라 열교환기(300)의 구조가 복잡해질 수 있다. 이러한 이유들로, 자기냉각시스템은 열교환을 위해 자기물질(240)와 열교환기(300:310,320)을 연결하도록 구성되는 커넥터(connector)(400)를 포함할 수 있다. 커넥터(400)는 기본적으로 열교환기(310,320)과 자기물질(240)과 열교환이 수행될 때, 열교환기(310,320)과 자기물질(240)사이에 배치되며 이들과 물리적으로 직접 접촉하면서 서로 연결할 수 있다. As described above, since the magnetic material 240 has a solid state, the heat exchanger 300 must physically contact the magnetic material 240 in order to perform heat exchange. However, it may be difficult to configure the magnetic material 240 to physically contact the magnetic material 240 that is moving the heat exchanger 300 as it continuously moves, i.e. rotates, during operation of the self-cooling system. Further, since the heat exchanger 300 uses a pipe or a heat pipe, when the pipe or the heat pipe is directly connected to the magnetic material 240, the working fluid may leak. For example, the piping or heat pipe may be damaged by repeated rubbing with the magnetic material 240 and leakage of working fluid may be caused. Further, in order to prevent such leakage, a more stable sealing is required for the piping and the heat pipe, so that the structure of the heat exchanger 300 can be complicated. For these reasons, the self-cooling system may include a connector 400 configured to connect the magnetic material 240 and the heat exchanger 300: 310, 320 for heat exchange. The connector 400 is basically disposed between the heat exchangers 310 and 320 and the magnetic material 240 when heat exchange is performed between the heat exchangers 310 and 320 and the magnetic material 240, have.

상기 자기냉각시스템에서, 자기물질(240)은 자기장내에 또는 자기장 외부에 배치될 때 각각 서로 다른 열교환기(310,320)과 열교환을 수행하며, 자기물질(240)과 열교환기(310,320)는 열 교환을 수행하는 동안에만 서로 연결 또는 접촉될 필요가 있다. 즉, 자기물질(240)의 자기장내의 배치여부는 자기물질(240)과 서로 다른 열교환기(310,320)와의 연결과 직접적인 상관관계를 가질 수 있다. 마찬가지로, 자기물질(240)과 열교환기들(310,320)을 연결하기 위해서는 컨넥터(400)도 물리적으로 자기장 내부 또는 자기장 외부에 배치되는 것이 유리하다. 더 나아가, 자기물질(240) 및 열교환기(310,320)와 보다 확실하게 접촉하기 위해서 컨넥터(400)의 길이는 조절될 필요가 있다. 따라서, 자기물질(240)과 열교환기들(310,320)의 연결을 위해, 컨넥터(400)는 컨넥터(400)가 자기장내에 배치되었는지 아니면 자기장 외부에 배치되는지에 따라 조절되는 길이를 갖도록 구성될 수 있다. 즉, 컨넥터(400)의 길이는 컨넥터(400)의 자기장내의 배치여부에 기초하여 조절될 수 있다. In the magnetic refrigeration system, the magnetic material 240 performs heat exchange with the different heat exchangers 310 and 320 when placed in the magnetic field or outside the magnetic field, and the magnetic material 240 and the heat exchangers 310 and 320 perform heat exchange They need to be connected or contacted with each other only during execution. That is, whether or not the magnetic material 240 is disposed in the magnetic field may have a direct correlation with the connection between the magnetic material 240 and the different heat exchangers 310 and 320. Similarly, in order to connect the magnetic material 240 to the heat exchangers 310 and 320, it is advantageous that the connector 400 is also physically disposed inside the magnetic field or outside the magnetic field. Further, the length of the connector 400 needs to be adjusted to more reliably contact the magnetic material 240 and the heat exchangers 310, 320. Thus, for connection of the magnetic material 240 with the heat exchangers 310 and 320, the connector 400 may be configured to have a length that is adjusted depending on whether the connector 400 is disposed within a magnetic field or outside the magnetic field . That is, the length of the connector 400 can be adjusted based on whether or not the connector 400 is disposed in the magnetic field.

이와 같이 조절되는 길이를 갖기 위해 컨넥터(400)는 다양한 메커니즘을 채용할 수 있다. 이러한 많은 메커니즘들중에서 컨넥터(400)는 예를 들어, 자성유체로 이루어질 수 있다. 자성유체(ferrofluid or magnetic fluid)는 액체속에 자성분말을 콜로이드형태로 안정 및 분산시켜서 만들어진다. 또한, 자성분말의 집전이나 응집을 방지하기 위해 상기 자성유체에는 계면활성제가 첨가될 수 있다. 이러한 자성유체는 자기장내에서 자화되면서 강한 가성을 가질 수 있다. 따라서, 자성유체는 자기장을 따라 유동할 수 있다. 자기장에 의해 이동되는 성질로 인해, 자성유체로 만들어진 커넥터(400)는 자기장의 부가 또는 제거만으로도 이의 길이를 변화시킬 수 있다. 따라서, 자성유체를 이용한 커넥터(400)는 추가적인 구동장치가 없이 의도된 작동을 수행할 수 있으므로 커넥터(400) 및 자기냉각시스템의 단순한 구조를 위해 매우 유리하다. 또한, 자기물질(240)이 운동하면서 커넥터(400)에 의해 열교환기(300)에 접촉할 때에도, 자성유체를 이용한 커넥터(400)는 유체 자체의 물리적 특성으로 인해 자기물질(240) 및 열교환기(300)에 대한 상대적 운동하에서도 이들과 마찰을 거의 발생시키지 않을 수 있다. 따라서, 자기물질(240)이 원활하게 회전할 수 있으며, 커넥터(400)의 파손이 발생되지 않을 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 이미 열교환기들(310,320)는 자기장 내부 및 외부에 각각 고정되어 있으므로, 자기물질(240)과 열교환기들(310,320)을 연결하기 위해서 컨넥터(400)는 자기물질(240)과 함께 자기장 내부 또는 자기장 외부에 배치될 필요가 있다. 따라서, 컨넥터(400)는 도 2, 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 자기물질(240)상에 제공되거나 장착될 수 있다. 특히, 자성유체는 높은 점도를 가지며, 자기물질(240)은 자체적으로 자성을 갖는다. 따라서, 자성유체로 만들어진 컨넥터(400)는 자기물질(240)상에 소정의 형태를 유지하면서 견고하게 부착될 수 있다. 도 4를 참조하여 상세하게 설명된 바와 같이, 몸체(210)에 다수개의 자기물질(240)이 제공되면, 자기물질들(240)에 각각 컨넥터(400)가 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 5를 참조하면, 에너지 발생기(200)이 몸체(210)에 부착된 한 쌍의 제 1 및 제 2 자기물질(240a,240b)를 갖는 경우, 한 쌍의 제 1 및 제 2 커넥터(400a,400b)가 상기 제 1 및 제 2 자기물질(240a,240b)에 각각 제공될 수 있다. The connector 400 may employ a variety of mechanisms to achieve this length. Of these many mechanisms, the connector 400 may be made of, for example, a magnetic fluid. A magnetic fluid (ferrofluid or magnetic fluid) is made by stabilizing and dispersing a magnetic powder in a liquid in a liquid. Further, a surfactant may be added to the magnetic fluid to prevent the magnetic powder from collecting or aggregating. These magnetic fluids are magnetized in the magnetic field and can have strong caustic. Thus, the magnetic fluid can flow along the magnetic field. Due to the nature of being moved by the magnetic field, the connector 400 made of a magnetic fluid can change its length only by the addition or removal of a magnetic field. Accordingly, the connector 400 using the magnetic fluid is highly advantageous for the simple structure of the connector 400 and the self-cooling system, since it can perform the intended operation without additional driving devices. Also, when the magnetic material 240 moves and contacts the heat exchanger 300 by the connector 400, the connector 400 using the magnetic fluid may cause the magnetic material 240 and the heat exchanger 300, Even under the relative motion with respect to the support member 300, it is possible to generate little friction with these members. Therefore, the magnetic material 240 can smoothly rotate, and the connector 400 may not be damaged. As described above, since the heat exchangers 310 and 320 are already fixed inside and outside the magnetic field, in order to connect the magnetic material 240 and the heat exchangers 310 and 320, the connector 400 is formed of the magnetic material 240, In the magnetic field or outside the magnetic field. Thus, the connector 400 may be provided or mounted on the magnetic material 240, as shown in Figs. 2, 3 and 5. In particular, the magnetic fluid has a high viscosity, and the magnetic material 240 itself has magnetism. Thus, the connector 400 made of a magnetic fluid can be firmly attached while maintaining a predetermined shape on the magnetic material 240. As described in detail with reference to FIG. 4, when the body 210 is provided with a plurality of magnetic materials 240, the magnetic materials 240 may each be provided with a connector 400. 5, when the energy generator 200 has a pair of first and second magnetic materials 240a, 240b attached to the body 210, a pair of first and second Connectors 400a and 400b may be provided to the first and second magnetic materials 240a and 240b, respectively.

자기물질(240)과 열교환기(300)의 연결을 위한 길이 조절에 있어서, 커넥터(400)의 길이는 먼저 자기장에 의해 변화될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 자성유체는 자기장내에서 강한 자성에 의해 자기장을 따라 유동할 수 있다. 도 2, 3, 및 도 6에 도시된 바와 같이, 이와 같은 유동은 자성유체(즉, 커넥터(400))를 열교환기(즉, 제 1 열교환기(310))를 향해 연장시키는 결과를 가져오며, 최종적으로 커넥터(400)는 열교환기(310)와 직접적으로 접촉할 수 있다. 보다 상세하게는, 커넥터(400)는 자기장이 부여되지 않을 때 소정의 길이(L2)를 가질 수 있다. 만일 커넥터(400)가 자기장내에 배치되면 (도 2, 도 3, 및 도 6에서 제 1 커넥터(400a) 참조), 상기 커넥터(400)는 상기 자기장 내에서 제 1 열교환기(310)와 직접 접촉하도록 상기 소정길이(L2)보다 길게, 즉 길이(L1)로 연장될 수 있다. 다른 한편, 만일 커넥터(400)이 자기장 외부에 배치되면 (도 2, 도 3, 및 도 6 에서 제 2 커넥터(400b) 참조), 자성유체는 자성을 잃게되며 자기장에 따른 유동 또는 이동도 제거될 수 있다. 상기 커넥터(400)는 자기장 외부에서 상기 소정길이(L2)로 복귀될 수 있으며, 그와 같은 소정길이(L2)에 맞게 배치된 제 2 열교환기(320)과 직접 접촉할 수 있다. 따라서, 커넥터(400)는 열교환기(300)와 접촉하도록 기본적으로 자기장의 내 외부에서 서로 다른 길이들(L1,L2)을 갖는다. 또한, 커넥터(400)는 자기장내에서 연장되며(extend), 이에 따라 증가되는 길이를 가질 수 있다. 또한, 커넥터(400)는 자기장 외부에서 상대적으로 축소(shrink, compress or retreat)되며, 이에 따라 상대적으로 감소되는 길이를 가질 수 있다. 즉, 자기장 내에서의 커넥터(400)의 길이는 자기장 외부에서의 커넥터(400)의 길이보다 커질 수 있다. In adjusting the length for connection of the magnetic material 240 and the heat exchanger 300, the length of the connector 400 may first be changed by the magnetic field. As described above, the magnetic fluid can flow along the magnetic field by strong magnetism in the magnetic field. As shown in Figures 2, 3 and 6, this flow results in extending the magnetic fluid (i.e., connector 400) toward the heat exchanger (i.e., first heat exchanger 310) , And finally the connector 400 may be in direct contact with the heat exchanger 310. More specifically, the connector 400 may have a predetermined length L2 when no magnetic field is applied. If the connector 400 is disposed in a magnetic field (see first connector 400a in Figures 2, 3 and 6), the connector 400 is in direct contact with the first heat exchanger 310 in the magnetic field (L2), that is, the length (L1). On the other hand, if the connector 400 is disposed outside the magnetic field (see second connector 400b in Figures 2, 3 and 6), the magnetic fluid will lose magnetism and the flow or mobility due to the magnetic field will be removed . The connector 400 may be returned to the predetermined length L2 from the outside of the magnetic field and may be in direct contact with the second heat exchanger 320 arranged to fit the predetermined length L2. Thus, the connector 400 has basically different lengths L1 and L2 in and out of the magnetic field so as to contact the heat exchanger 300. In addition, the connector 400 may extend in the magnetic field and thus have an increased length. Also, the connector 400 may be relatively shrink (compress or retreat) outside the magnetic field and thus have a relatively reduced length. That is, the length of the connector 400 in the magnetic field may be greater than the length of the connector 400 outside the magnetic field.

보다 상세하게는, 커넥터(400)는 상기 자기장내에서 제 1 길이(L1)를 가지며, 이러한 제 1 길이(L1)에 의해 제 1 열교환기(310)과 직접 접촉할 수 있다. 또한, 커넥터(400)는 자기장외부에서 제 1 길이(L1)와는 다른 제 2 길이(L2)를 가지며, 이러한 제 2 길이(L2)에 의해, 제 2 열교환기(320)와 직접 접촉할 수 있다. 즉, 제 1 열교환기(310)는 기 설정된 제 1 길이(L1)만큼 자성유체(420) 또는 몸체(210)으로부터 이격되며, 제 2 열교환기(320)는 기 설정된 제 2 길이(L2)만큼 이격된다. 또한, 커넥터(400)는 자기장내에서만 연장되므로, 상기 제 1 길이(L1)가 상기 제 2 길이(L2)보다 크게 형성된다. 이러한 길이들(L1,L2)를 고려하여, 제 2 열교환기(320)가 제 1 열교환기보다 자기물질(240)에 가깝게 배치될 수 있다. More specifically, the connector 400 has a first length L1 in the magnetic field and can be in direct contact with the first heat exchanger 310 by this first length L1. The connector 400 also has a second length L2 that is different from the first length L1 outside the magnetic field and can be in direct contact with the second heat exchanger 320 by this second length L2 . That is, the first heat exchanger 310 is spaced apart from the magnetic fluid 420 or the body 210 by a predetermined first length L1, and the second heat exchanger 320 is spaced apart from the magnetic fluid 420 or the body 210 by a predetermined second length L2 It is separated. Also, since the connector 400 extends only in the magnetic field, the first length L1 is formed to be larger than the second length L2. Considering these lengths L1 and L2, the second heat exchanger 320 may be disposed closer to the magnetic material 240 than the first heat exchanger.

커넥터(400)를 형성하는 자성유체는 앞서 설명된 바와 같이, 자기물질(240)상에서 안정적으로 고정될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 유체자체의 물리적 특성을 고려하여, 커넥터(400)는 자성유체를 보다 안정적으로 자기물질(240)에 배치할 수 있도록 구성될 수 있다. 이러한 변형된 커넥터(400)가 관련된 도면들을 참조하여 다음에서 설명된다. 도 6은 커넥터의 변형예 및 이의 작동 및 구조를 보다 상세하게 나타내는 단면도이며, 도 7은 커넥터의 다른 변형예를 나타내는 단면도이다. The magnetic fluid forming the connector 400 can be stably fixed on the magnetic material 240, as described above. Nevertheless, taking into account the physical properties of the fluid itself, the connector 400 can be configured to more reliably place the magnetic fluid in the magnetic material 240. This modified connector 400 is described next with reference to the related drawings. Fig. 6 is a cross-sectional view showing a modification of the connector and its operation and structure in more detail, and Fig. 7 is a cross-sectional view showing another modification of the connector.

먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 커넥터(400)는 자기물질(240)상에 형성되는 리세스(430)을 포함할 수 있다. 이러한 리세스(430)내에 자성유체(420)는 수용될 수 있으며, 이에 따라 자기물질(240)이 회전하는 동안에도 열교환기(300)과 연결되도록 안정적으로 작동할 수 있다. First, as shown in FIG. 7, the connector 400 may include a recess 430 formed on the magnetic material 240. The magnetic fluid 420 may be received in the recess 430 so that the magnetic material 240 can be stably operated to be connected to the heat exchanger 300 while rotating.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 커넥터(400)는 자성유체(420)를 수용하는 컨테이너(410)를 포함할 수 있다. 이러한 컨테이너(410)는 자성유체(420)를 자기물질(240)에 제공하기 위해 상기 자기물질(240)상에 부착될 수 있다. 앞서 설명된 바와 같이, 자성유체(420)는 자기장내에서 연장되므로, 컨테이너(410)도 이러한 자성유체(420)의 연장을 방해하지 않도록 연장가능하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 컨테이너(410)는 자기물질(240)상에 부착되며 자성유체(420)를 수용하는 몸체(410a)를 포함할 수 있다. 또한, 컨테이너(410)는 상기 몸체(410a)의 개방된 상부를 덮는 커버(410b)를 포함할 수 있다. 커버(410b)는 몸체(410a)에 운동가능하게(movably) 결합될 수 있다. 커버(410b)의 안정적인 운동을 위해 몸체(410a)와 커버(410b)사이에는 홈과 돌기로 이루어지는 가이드 구조가 적용될 수도 있다. 6, the connector 400 may include a container 410 that receives the magnetic fluid 420. As shown in FIG. Such a container 410 may be attached on the magnetic material 240 to provide a magnetic fluid 420 to the magnetic material 240. As described above, since the magnetic fluid 420 extends in the magnetic field, the container 410 can also be configured so as not to interfere with the extension of the magnetic fluid 420. For example, the container 410 may include a body 410a that is attached on the magnetic material 240 and receives the magnetic fluid 420. In addition, the container 410 may include a cover 410b covering the open top of the body 410a. The cover 410b may be movably coupled to the body 410a. For stable movement of the cover 410b, a guide structure including a groove and a projection may be applied between the body 410a and the cover 410b.

이와 같은 도 6의 커넥터(400)가 자기장내에 배치되면, 컨테이너(410)내의 자성유체(420)는 화살표로 표시된 바와 같이, 자기장을 따라 유동하면서 제 1 열교환기(310)를 향해 연장될 수 있다. 자성유체(420)의 연장에 따라 커버(410b)는 제 1 길이(L1)을 갖도록 들어올려지며, 제 1 열교환기(310)와 접촉하게 된다. 따라서, 자성물질(240)은 몸체(410a), 자성유체(420) 및 커버(410b)를 통해 제 1 열교환기(310)와 연결되며, 열교환을 수행할 수 있다. 다른 한편, 커넥터(400)가 자기장 외부에 배치되면, 자성의 상실에 의해 자성유체(420)의 연장은 제거되며, 이에 따라 커버(410b)는 제 2 열교환기(320)와 접촉하도록 제 2 길이(L2)로 복귀하게 된다. 따라서, 자성물질(240)은 자기장 외부에서도 몸체(410a), 자성유체(420) 및 커버(410b)를 통해 제 2 열교환기(320)와 연결되며, 열교환을 수행할 수 있다. 6, the magnetic fluid 420 in the container 410 may extend toward the first heat exchanger 310 while flowing along the magnetic field, as indicated by the arrows . As the magnetic fluid 420 extends, the cover 410b is lifted to have a first length L1 and comes into contact with the first heat exchanger 310. [ Accordingly, the magnetic material 240 is connected to the first heat exchanger 310 through the body 410a, the magnetic fluid 420, and the cover 410b, and can perform heat exchange. On the other hand, when the connector 400 is disposed outside the magnetic field, the extension of the magnetic fluid 420 is removed by the loss of magnetism, so that the cover 410b is in contact with the second heat exchanger 320, (L2). Accordingly, the magnetic material 240 is connected to the second heat exchanger 320 through the body 410a, the magnetic fluid 420, and the cover 410b to perform heat exchange, even outside the magnetic field.

도 2를 다시 참조하면, 자기냉각시스템은 제 1 열교환기(310)와 연결되는 고온 열교환기(hot heat exchnager)(500)을 포함할 수 있다. 고온 열교환기(500)는 배관을 통해 제 1 열교환기(310)와 연결되며, 제 1 열교환기(310)에서 자기물질(240)에 의해 가열된 작업유체가 배관을 통해 고온 열교환기(500)에 공급될 수 있다. 따라서, 고온 열교환기(500)는 가열된 작업유체로부터 열을 외부의 대상물, 즉 외기 또는 외부물체로 전달시키며, 이에 따라 외부 대상물을 가열할 수 있다. 즉, 외부 대상물을 가열하기 위해 자기물질(240)에서 발생된 열은 제 1 열교환기(310) 및 고온 열교환기(500)를 거쳐 외부 대상물에 전달될 수 있다. 예를 들어, 고온 열교환기(500)는 응축기로 이루어질 수 있으며, 이러한 응축기는 고온의 기체로 가열된 작업유체를 액체로 상변화시킴으로써 보다 많을 열을 효과적으로 외부 대상물에 전달할 수 있다. 또한, 자기냉각시스템은 제 2 열교환기(320)와 연결되는 저온 열교환기(hot heat exchnager)(700)을 포함할 수 있다. 저온 열교환기(700)는 배관을 통해 제 2 열교환기(320)와 연결되며, 제 2 열교환기(320)에서 자기물질(240)에 의해 냉각된 작업유체가 배관을 통해 저온 열교환기(700)에 공급될 수 있다. 따라서, 저온 열교환기(700)는 외부의 대상물로부터 냉각된 작업유체로 열을 전달, 즉 냉각된 작업유체를 이용하여 외부 대상물로부터 열을 흡수하며, 이에 따라 외부 대상물을 냉각시킬 수 있다. 즉, 외부 대상물을 냉각시키기 위해 외부 대상물의 열은 저온 열교환기(700) 및 제 2 열교환기(320)를 거쳐 자기물질(240)로 전달될 수 있다. 예를 들어, 저온 열교환기(700)는 증발기로 이루어질 수 있으며, 이러한 응축기는 저온의 액체를 고온의 기체로 상변화시킴으로써 보다 많을 열을 효과적으로 외부 대상물로부터 전달받을 수 있다. 더 나아가, 자기냉각시스템은 배관상에 설치된 펌프(600)을 포함할 수 있다. 상기 펌프(600)는 앞서 설명된 일련의 열전달과정을 위해 작업유체를 배관을 따라 순환시키는 역할을 수행할 수 있다. Referring again to FIG. 2, the self-cooling system may include a hot heat ex- changer 500 coupled to the first heat exchanger 310. The hot- The high temperature heat exchanger 500 is connected to the first heat exchanger 310 through a pipe and the working fluid heated by the magnetic material 240 in the first heat exchanger 310 flows through the pipe to the high temperature heat exchanger 500, As shown in FIG. Accordingly, the high temperature heat exchanger 500 transfers heat from the heated working fluid to an external object, i.e., outside air or an external object, thereby heating the external object. That is, heat generated in the magnetic material 240 to heat the external object may be transferred to the external object through the first heat exchanger 310 and the high temperature heat exchanger 500. For example, the high-temperature heat exchanger 500 may be a condenser, which can transfer more heat to an external object by phase-changing the working fluid heated by the hot gas to liquid. In addition, the self-cooling system may include a hot heat ex- changer 700 connected to the second heat exchanger 320. The low temperature heat exchanger 700 is connected to the second heat exchanger 320 through a pipe and the working fluid cooled by the magnetic material 240 in the second heat exchanger 320 flows through the pipe to the low temperature heat exchanger 700, As shown in FIG. Therefore, the low temperature heat exchanger 700 can transfer heat from the external object to the cooled working fluid, i.e., absorb the heat from the external object using the cooled working fluid, thereby cooling the external object. That is, the heat of the external object may be transferred to the magnetic material 240 through the low-temperature heat exchanger 700 and the second heat exchanger 320 to cool the external object. For example, the low-temperature heat exchanger 700 may be composed of an evaporator, which can effectively transfer more heat from an external object by phase-changing a low-temperature liquid to a high-temperature gas. Further, the self-cooling system may include a pump 600 installed on the piping. The pump 600 may circulate the working fluid along the pipe for the series of heat transfer processes described above.

상술된 본 발명의 자기냉각시스템의 구성에 뒤이어, 관련된 도면을 참조하여 상기 자기냉각시스템의 작동이 본 발명의 보다 나은 이해를 위해 다음에서 상세하게 설명된다. Following construction of the self-cooling system of the present invention described above, the operation of the self-cooling system with reference to the associated drawings is described in detail below for a better understanding of the present invention.

도 2을 참조하면, 자기냉각시스템이 작동을 시작하면, 에너지 발생기(200)의 구동장치(230)는 회전축(220)에 연결된 몸체(210)를 회전시킬 수 있다. 몸체(210)가 회전함에 따라 상기 몸체(210)에 제공된 자기물질(240:240a,240b)도 함께 회전할 수 있다. 구동장치(230)의 작동과 더불어 자기 발생기(100)도 작동되면서 자기장을 발생시킬 수 있다. 따라서, 자기물질(240:240a,240b)들은 회전하면서 순차적으로 자기장내에 이동하고, 이후 다시 자기장 외부로 이동할 수 있으며, 이러한 이동 및 배치는 반복적으로 수행될 수 있다. 또한, 복수개의 자기물질(240a,240b)이 몸체(210)에 제공되는 경우, 일부의 자기물질은 자기장 내부에 배치되며, 다른 자기물질은 자기장 외부에 배치될 수 있다. Referring to FIG. 2, when the self cooling system starts operating, the driving unit 230 of the energy generator 200 can rotate the body 210 connected to the rotation shaft 220. As the body 210 rotates, the magnetic material 240 (240a, 240b) provided on the body 210 may rotate together. In addition to the operation of the driving device 230, the magnetic generator 100 may also be operated to generate a magnetic field. Accordingly, the magnetic material 240 (240a, 240b) can sequentially move in the magnetic field while rotating, and then move out of the magnetic field again, and such movement and disposition can be repeatedly performed. Further, when a plurality of magnetic materials 240a and 240b are provided in the body 210, some of the magnetic materials may be disposed inside the magnetic field, and other magnetic materials may be disposed outside the magnetic field.

자기물질(240)(예를 들어 도 2의 제 1 자기물질(240a))가 자기장내에 배치되면, 커넥터(400)(도 2의 제 1 커넥터(400a)는 앞서 설명된 바와 같이 연장되며 제 1 열교환기(310)과 직접 접촉할 수 있다. 따라서, 커넥터(400)에 의해 제 1 열교환기(310)는 자기물질(240)과 물리적 및 열적으로 연결되며, 상기 자기물질(240)과 열교환을 수행할 수 있다. 다른 한편, 자기물질(240)(도 2의 제 2 자기물질(240b))가 자기장외부에 배치되면, 커넥터(400)(도 2의 제 2 커넥터(400b)는 자기장의 제거로 인해 수축되며, 제 2 열교환기(320)와 직접 접촉할 수 있다. 따라서, 커넥터(400)에 의해 제 2 열교환기(320)는 자기물질(240)과 물리적 및 열적으로 연결되며, 상기 자기물질(240)과 열교환을 수행할 수 있다. When the magnetic material 240 (e.g., the first magnetic material 240a of FIG. 2) is placed in a magnetic field, the connector 400 (the first connector 400a of FIG. 2 extends as described above, The first heat exchanger 310 is physically and thermally connected to the magnetic material 240 by the connector 400 so that heat exchange with the magnetic material 240 is performed (Second magnetic material 240b of FIG. 2) is disposed outside the magnetic field, the connector 400 (second connector 400b of FIG. 2) The second heat exchanger 320 is physically and thermally connected to the magnetic material 240 by the connector 400 and the second heat exchanger 320 is in contact with the second heat exchanger 320. [ Heat exchange with material 240 may be performed.

자기장내에서 가열된 자기물질(240)의 열은 제 1 열교환기(310)로 전달되며, 제 1 열교환기(310)내부의 작업유체를 가열할 수 있다. 가열된 작업유체는 배관을 따라 유동하여 고온 열교환기(500)으로 공급될 수 있다. 가열된 작업유체는 고온 열 교환기(500)에서 외부 대상물에 열을 전달하며 이에 따라 외부 대상물은 가열될 수 있다. 이와 같은 열 전달에 의해 냉각된 저온의 작업유체는 배관을 따라 제 2 열고환기(320)로 공급될 수 있다. 제 2 열교환기(320)내의 작업유체는 자기장 외부에서 냉각된 자기물질(240)로 추가적으로 열을 전달하며, 이에 따라 추가적으로 냉각될 수 있다. 냉각된 작업유체는 배관을 따라 저온 열교환기(700)로 공급될 수 있다. 저온 열교환기(700)에서 냉각된 작업유체로 외부 대상물의 열은 전달되며, 즉 외부 대상물로부터 냉각된 작업유체는 열을 흡수하며, 이에 따라 외부 대상물은 냉각될 수 있다. 저온 열 교환기(700)에서 가열된 작업유체는 다시 제 1 열교환기(310)로 공급될 수 있으며, 앞서 설명된 일련의 사이클이 반복될 수 있다. 따라서, 이러한 사이클의 반복에 의해 자기냉각시스템은 원하는 대상물을 가열 및 냉각시킬 수 있다. The heat of the magnetic material 240 heated in the magnetic field is transferred to the first heat exchanger 310 and the working fluid in the first heat exchanger 310 can be heated. The heated working fluid may flow along the piping and be supplied to the high temperature heat exchanger 500. The heated working fluid conveys heat to the external object in the high temperature heat exchanger 500, so that the external object can be heated. The low-temperature working fluid cooled by such heat transfer may be supplied to the second open-air vent 320 along the piping. The working fluid in the second heat exchanger 320 transfers additional heat to the magnetic material 240 cooled outside the magnetic field, and thus can be further cooled. The cooled working fluid may be supplied to the low temperature heat exchanger 700 along the piping. The heat of the external object is transferred to the working fluid cooled in the low temperature heat exchanger 700, that is, the working fluid cooled from the external object absorbs heat, so that the external object can be cooled. The working fluid heated in the low temperature heat exchanger 700 may again be supplied to the first heat exchanger 310 and the series of cycles described above may be repeated. Thus, by repeating this cycle, the self cooling system can heat and cool the desired object.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The foregoing detailed description should not be construed in all aspects as limiting and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.

100: 자기발생기 200: 에너지 발생기
300: 열교환기 400: 커넥터
500: 고온 열교환기 600: 펌프
700: 저온 열교환기
100: magnetic generator 200: energy generator
300: heat exchanger 400: connector
500: high temperature heat exchanger 600: pump
700: Low temperature heat exchanger

Claims (15)

자기장을 발생시키도록 구성되는 자기 발생기:
자기열량효과를 갖는 자기물질을 포함하며, 상기 자기물질을 자화에 의해 가열되며 비자화에 의해 냉각되도록 상기 자기장 내부 및 외부로 이동시키도록 구성되는 에너지 발생기:
상기 자기물질과 소정거리로 이격되며, 상기 자기물질과 열교환하도록 구성되는 열교환기; 및
상기 자기물질과 열교환기 사이에 배치되며, 열교환을 위해 상기 자기물질과 상기 열교환기를 연결시키는 커넥터로 이루어지며,
상기 커넥터의 길이는 상기 커넥터가 상기 자기장내에 배치되는지 여부에 따라 조절되며,
상기 열교환기는:
상기 자기장 내부에 배치되며, 가열된 제 1 자기물질과 열교환하도록 구성된 제 1 열교환기; 및
상기 자기장 외부에 배치되며, 냉각된 제 2 자기물질과 열교환하도록 구성되는 제 2 열교환기를 포함하며,
상기 커넥터는:
상기 제 1 자기물질과 상기 제 1 열교환기사이에 배치되며, 상기 제 1 열교환기와 상기 제 1 자기물질을 연결하도록 상기 자기장내에서 제 1 길이를 갖는 제 1 커넥터; 및
상기 제 2 자기물질과 상기 제 2 열교환기사이에 배치되며, 상기 제 2 열교환기와 상기 제 2 자기물질을 연결하도록 상기 자기장 외부에서 상기 제 1 길이보다 작은 제 2 길이를 갖는 제 2 커넥터를 포함하며,
상기 제 1 및 제 2 열교환기에서 동시에 가열 및 냉각이 수행되도록, 상기 제 1 커넥터가 상기 제 1 자기물질 및 제 1 열교환기를 연결함과 동시에 상기 제 2 커넥터는 상기 제 2 자기물질과 제 2 열교환기를 연결하는 자기 냉각시스템.
A magnetic generator configured to generate a magnetic field:
An energy generator comprising a magnetic material having a magnetic calorific effect and configured to move the magnetic material into and out of the magnetic field to be heated by magnetization and cooled by non-magnetization;
A heat exchanger spaced apart from the magnetic material by a predetermined distance and configured to exchange heat with the magnetic material; And
And a connector disposed between the magnetic material and the heat exchanger for connecting the magnetic material and the heat exchanger for heat exchange,
The length of the connector is adjusted depending on whether the connector is disposed in the magnetic field,
Wherein the heat exchanger comprises:
A first heat exchanger disposed within the magnetic field and configured to heat exchange with the heated first magnetic material; And
And a second heat exchanger disposed outside the magnetic field and configured to exchange heat with the cooled second magnetic material,
The connector comprising:
A first connector disposed between the first magnetic material and the first heat exchange article and having a first length in the magnetic field for coupling the first heat exchanger and the first magnetic material; And
A second connector disposed between the second magnetic material and the second heat exchange element and having a second length less than the first length outside the magnetic field to couple the second heat exchanger and the second magnetic material,
Wherein the first connector connects the first magnetic material and the first heat exchanger and the second connector connects the second magnetic material and the second heat exchanger so that heating and cooling are performed simultaneously in the first and second heat exchangers, Self cooling system to connect the machine.
제 1 항에 있어서,
상기 자기 발생기는 영구자석 또는 전자석으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기 냉각시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the magnetic generator comprises a permanent magnet or an electromagnet.
제 1 항에 있어서,
상기 에너지 발생기는 상기 자기물질을 반복적으로 상기 자기장 내부 및 외부로 이동시키도록 회전가능하게 구성되는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the energy generator is configured to be rotatable to move the magnetic material repeatedly into and out of the magnetic field.
제 1 항에 있어서,
상기 에너지 발생기는:
상기 자기물질이 제공되며 상기 자기물질과 함께 상기 자기장을 통과하면서 회전하는 몸체; 및
상기 몸체를 회전시키는 구동 메커니즘을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기냉각 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the energy generator comprises:
A body provided with the magnetic material and rotating with the magnetic material passing through the magnetic field; And
And a drive mechanism for rotating the body.
제 4 항에 있어서,
상기 몸체는 전체적으로 또는 부분적으로 상기 자기물질로 형성되거나, 상기 자기물질로 만들어지며 상기 몸체의 표면에 부착되는 소정크기의 세그먼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
5. The method of claim 4,
Wherein the body comprises a segment of a predetermined size formed entirely or partially of the magnetic material or made of the magnetic material and attached to the surface of the body.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 커넥터는 상기 자기물질상에 제공되는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the connector is provided on the magnetic material.
제 1 항에 있어서,
상기 커넥터는 상기 자기장 외부 및 내부에서 서로 다른 길이들을 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the connector is configured to have different lengths outside and inside the magnetic field.
제 1 항에 있어서,
상기 커넥터는 상기 자기장내에서 증가되는 길이를 가지며, 상기 자기장외부에서 상대적으로 감소되는 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the connector has an increased length in the magnetic field and a length that is relatively reduced outside the magnetic field.
제 1 항에 있어서,
상기 커넥터는 소정의 길이를 가지며, 상기 자기장 내에서 상기 열교환기와 직접 접촉하도록 상기 소정길이보다 길게 연장되는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the connector has a predetermined length and extends longer than the predetermined length to come into direct contact with the heat exchanger within the magnetic field.
제 10 항에 있어서,
상기 커넥터는 상기 자기장 외부에서 상기 소정길이로 복귀하는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
11. The method of claim 10,
And the connector returns to the predetermined length outside the magnetic field.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 커넥터는 자기장내에서 강한 자성을 가지며 상기 자기장을 따라 유동하는 자성유체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the connector is made of a magnetic fluid having strong magnetism in the magnetic field and flowing along the magnetic field.
제 13 항에 있어서,
상기 커넥터는 상기 자성유체를 수용하면서 연장가능하게 구성되며 상기 자기물질상에 부착되는 컨테이너를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
14. The method of claim 13,
Wherein the connector comprises a container that is configured to extend while receiving the magnetic fluid and is attached to the magnetic material.
제 13 항에 있어서,
상기 커넥터는 상기 자기물질상에 형성되며 상기 자성유체를 수용하는 리세스를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.
14. The method of claim 13,
Wherein the connector comprises a recess formed on the magnetic material and receiving the magnetic fluid.
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