KR101893164B1 - Magnetic cooling system - Google Patents

Magnetic cooling system Download PDF

Info

Publication number
KR101893164B1
KR101893164B1 KR1020170007054A KR20170007054A KR101893164B1 KR 101893164 B1 KR101893164 B1 KR 101893164B1 KR 1020170007054 A KR1020170007054 A KR 1020170007054A KR 20170007054 A KR20170007054 A KR 20170007054A KR 101893164 B1 KR101893164 B1 KR 101893164B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat exchanger
driven gear
magnetic
magnet
transfer fluid
Prior art date
Application number
KR1020170007054A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180084251A (en
Inventor
손창우
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020170007054A priority Critical patent/KR101893164B1/en
Publication of KR20180084251A publication Critical patent/KR20180084251A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101893164B1 publication Critical patent/KR101893164B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/70—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/83—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling the supply of heat-exchange fluids to heat-exchangers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/06—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the arrangements for the supply of heat-exchange fluid for the subsequent treatment of primary air in the room units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H35/00—Gearings or mechanisms with other special functional features
    • F16H2035/003—Gearings comprising pulleys or toothed members of non-circular shape, e.g. elliptical gears
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/002—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects by using magneto-caloric effects
    • F25B2321/0022—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects by using magneto-caloric effects with a rotating or otherwise moving magnet
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Abstract

본 발명은 자기 냉각 시스템에 관한 것으로서, 열전달유체가 통과하도록 형성되고, 상기 열전달유체와 열교환하는 자기열량재료가 내장된 하나 이상의 자기열교환기; 상기 자기열량재료에 선택적으로 자기장을 인가하는 자기장 인가부; 및 상기 자기열량재료로 열을 방출하여 냉각된 열전달유체가 안내되는 저온열교환부를 포함하고, 상기 자기장 인가부는 모터, 상기 모터에 의해 회전되는 구동기어, 상기 구동기어와 맞물리며 상기 자기열교환기의 일측에 배치된 종동기어, 상기 종동기어의 일면에 결합된 자석을 포함하고, 상기 자석은 상기 종동기어의 중심으로부터 반경방향 외측으로 편심되어 배치된 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a self cooling system comprising: at least one magnetic heat exchanger formed to allow a heat transfer fluid to pass therethrough and having a built-in magnetocaloric material that exchanges heat with the heat transfer fluid; A magnetic field applying unit for selectively applying a magnetic field to the magnetocaloric material; And a low temperature heat exchanger for guiding a cooled heat transfer fluid by discharging heat from the magnetocaloric material, wherein the magnetic field applicator comprises a motor, a driving gear rotated by the motor, a driving gear meshed with the driving gear, And a magnet coupled to one surface of the driven gear, wherein the magnet is arranged eccentrically radially outwardly from the center of the driven gear.

Description

자기 냉각 시스템{Magnetic cooling system}[0001] Magnetic cooling system [0002]

본 발명은 자기 냉각 시스템에 관한 것으로서, 구체적으로, 자기열량재료가 수용되는 자기열교한기가 자석에 의해 착자되는 시간을 늘려서 자기열량재료와 열전달유체 사이의 열교환 효율을 높일 수 있는 자기 냉각 시스템에 관한 것이다. More particularly, the present invention relates to a self cooling system capable of increasing the heat exchange efficiency between a magnetocaloric material and a heat transfer fluid by increasing the time during which the magnetorheological bridge is accommodated by a magnet will be.

일반적으로, 자기 냉각 시스템은 자기열량재료에 자기장을 인가할 때 상기 자기열량재료로부터 발생되는 열량, 및 상기 자기열량재료에 인가된 자기장을 소거할 때 상기 자기열량재료에 의해 흡수되는 열량을 이용하는 시스템을 나타낸다.Generally, a self cooling system includes a system that utilizes the amount of heat generated from the magnetocaloric material when applying a magnetic field to the magnetocaloric material, and the amount of heat absorbed by the magnetocaloric material when the magnetic field applied to the magnetocaloric material is erased .

즉, 자기냉동이란, 특정 자기열량재료(또는 자성체)에 자계를 주면 자기열량재료가 발열하고, 자계를 제거하면 자기열량재료가 흡열하는 현상(즉, 자기열량효과, MCE, Magnetocaloric Effect)을 이용한 것이다. 이러한 자기냉동은 프레온이나 플론을 사용하지 않기 때문에 환경에 유익한 냉동기술로서 주목받고 있다.That is, magnetic refrigeration refers to a phenomenon in which a magnetic field is given to a specific magnetocaloric material (or a magnetic material), and a phenomenon in which the magnetocaloric material absorbs heat when the magnetic field is removed (that is, a magnetocaloric effect, MCE, Magnetocaloric Effect) will be. Such self-cooling does not use Freon or Flon, so it is attracting attention as an environment-friendly refrigeration technology.

자기열량재료는 상기 자기열량재료를 통과하는 열전달유체와 열교환하도록 형성될 수 있다. The magnetocaloric material may be configured to exchange heat with the heat transfer fluid passing through the magnetocaloric material.

자기열량재료에 자기장이 인가될 때 상기 자기열량재료는 발열반응을 하며, 상기 자기열량재료를 통과하는 열전달유체는 가열될 수 있다.When a magnetic field is applied to the magnetocaloric material, the magnetocaloric material undergoes an exothermic reaction, and the heat transfer fluid passing through the magnetocaloric material may be heated.

이와 달리, 상기 자기열량재료에 인가된 자기장기 소거될 때 상기 자기열량재료는 흡열반응을 하며, 자기열량재료를 통과하는 열전달유체는 냉각될 수 있다.Alternatively, when the magnetic field applied to the magnetocaloric material is erased, the magnetocaloric material undergoes an endothermic reaction, and the heat transfer fluid passing through the magnetocaloric material may be cooled.

도 1은 종래의 자기 냉각 시스템(한국공개특허공보 제10-2013-0108765호)을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a conventional self cooling system (Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2013-0108765).

도 1을 참조하면, 마그네트(2)가 자기재생기(1)로 이동하여 자기재생기(1)에 자기장을 인가하면 열전달유체는 유체이송장치(5)에 의해 반시계 방향으로 순환한다. 자기재생기(1)로 유입된 열전달유체는 자기장이 인가된 자기재생기(1)에서 발생된 열을 흡수한 뒤, 고온측열교환기(3)에 도달하여 자기재생기(1)로부터 흡수한 열을 주위로 방출한다. 고온측열교환기(3)에서 주위로 열을 방출한 열전달유체는 저온측열교환기(4)를 거쳐 자기재생기(1)로 유입된다.Referring to FIG. 1, when the magnet 2 moves to the magnetic regenerator 1 and applies a magnetic field to the magnetic regenerator 1, the heat transfer fluid circulates counterclockwise by the fluid transfer device 5. The heat transfer fluid introduced into the magnetic regenerator 1 absorbs the heat generated by the magnetic regenerator 1 to which the magnetic field is applied and then reaches the high temperature side heat exchanger 3 to heat the heat absorbed from the magnetic regenerator 1 Lt; / RTI > The heat transfer fluid that has released heat to the surroundings in the high temperature side heat exchanger (3) flows into the magnetic regenerator (1) through the low temperature side heat exchanger (4).

이와 달리, 마그네트(2)가 자기재생기(1)로부터 이탈하여 자기재생기(1)의 자기장이 제거되면 열전달유체는 유체이송장치(5)에 의해 시계 방향으로 순환한다. 자기재생기(1)로 유입된 열전달유체는 자기장이 제거된 자기재생기(1)로 열을 전달하고 냉각된 상태로 저온측열교환기(4)에 도달하여 주위의 열을흡수한다. 저온측열교환기(4)에서 주위의 열을 흡수한 열전달유체는 고온측열교환기(3)를 거쳐 자기재생기(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.On the other hand, when the magnet 2 leaves the magnetic regenerator 1 and the magnetic field of the magnetic regenerator 1 is removed, the heat transfer fluid circulates clockwise by the fluid transfer device 5. The heat transfer fluid flowing into the magnetic regenerator 1 transfers heat to the magnetic regenerator 1 from which the magnetic field has been removed, and reaches the low temperature side heat exchanger 4 in a cooled state to absorb the heat of the surroundings. The heat transfer fluid absorbing the surrounding heat in the low temperature side heat exchanger 4 flows into the magnetic regenerator 1 via the high temperature side 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, 자기열량재료와 열전달유체의 열교환이 반복적이고 주기적으로 발생되도록 하기 위해서, 자기열량재료에 대한 착자와 탈자를 일정한 주리고 그리고 빠른 속도로 반복하는 것이 바람직하다.On the other hand, in order to cause the heat exchange between the magnetocaloric material and the heat transfer fluid to be repeatedly and periodically generated, it is desirable to constantly apply magnetization and demagnetization to the magnetocaloric material and repeat it at a high speed.

종래의 자기 냉각 시스템은 자석(마그네트)를 이용하여 자기재생기(1)를 착자 또는 탈자하는 특징을 개시하고 있을 뿐, 착자와 탈자를 일정한 주기로 반복하기 위한 구체적인 해결책을 제시하지 못하는 문제점이 있다. The conventional self-cooling system has a feature of magnetizing or demagnetizing the magnetic regenerator 1 by using a magnet (magnet), but has a problem that it can not provide a concrete solution for repeating magnetization and demagnetization at a constant cycle.

또한, 자석에 의한 기설정된 착자 및 탈자 주기에 있어서, 착자와 탈자가 유지되는 시간이 길고 착자에서 탈자로 또는 탈자에서 착자로 변경되는 시간이 짧은 것이 바람직하다. 이는, 자기열량재료의 발열반응 또는 흡열반응 시간을 늘려서 자기열량재료와 열전달유체 사이의 열교환 효율을 높이기 위함이다.In addition, it is preferable that the time period during which magnetization and demagnetization are maintained is long and the time from demagnetization to demagnetization or demagnetization to magnetization is short in the predetermined magnetization and demagnetization period by the magnet. This is to increase the exothermic reaction of the magnetocaloric material or increase the heat exchange efficiency between the magnetocaloric material and the heat transfer fluid by increasing the endothermic reaction time.

종래의 자기 냉각 시스템은 자기열량재료에 대하여 자석에 의한 착자와 탈자가 일정한 주기로 반복되는 동안에, 착자 및 탈자가 유지되는 시간을 늘리기 위한 해결책을 제시하지 못하는 문제점이 있다.The conventional self-cooling system has a problem in that it can not provide a solution for increasing the time during which magnetization and demagnetization are maintained while magnetization and demagnetization of the magnetocaloric material is repeated at a constant cycle.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자기장 인가부에 의한 자기열량재료의 착자 및 탈자가 일정한 주기로 반복될 수 있는 자기 냉각 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a magnetic cooling system in which magnetization and demagnetization of a magnetic calorimetric material by a magnetic field applying unit can be repeated at regular intervals.

또한, 본 발명은 자기장 인가부에 의한 자기열량재료의 착자 상태 및 탈자 상태가 유지되는 시간을 상대적으로 늘릴 수 있는 자기 냉각 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a magnetic cooling system capable of relatively increasing the time during which a magnetic field application portion maintains a magnetized state and a demagnetized state of a magnetic calorimetric material.

또한, 본 발명은 자기열량재료의 발열반응 시간 및 흡열반응 시간을 늘려서, 자기열량재료와 열전달유체 사이의 열교환 효율을 증대시킬 수 있는 자기 냉각 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a self cooling system capable of increasing the exothermic reaction time and the endothermic reaction time of a magnetocaloric material and increasing the heat exchange efficiency between the magnetocaloric material and the heat transfer fluid.

또한, 본 발명은 자기열량재료의 착자 또는 탈자를 위한 자기장인가부의 구동과 펌프의 구동을 동기화하여, 자기열량재료와 열전달유체 사이의 열교환을 극대화할 수 있는 자기 냉각 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a magnetic cooling system capable of maximizing heat exchange between a magnetocaloric material and a heat transfer fluid by synchronizing driving of a pump and magnetic field applying unit for magnetizing or demagnetizing a magnetic calorie material .

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위한 것으로서, 열전달유체가 통과하도록 형성되고, 상기 열전달유체와 열교환하는 자기열량재료가 내장된 하나 이상의 자기열교환기; 상기 자기열량재료에 선택적으로 자기장을 인가하는 자기장 인가부; 및 상기 자기열량재료로 열을 방출하여 냉각된 열전달유체가 안내되는 저온열교환부를 포함하고, 상기 자기장 인가부는 모터, 상기 모터에 의해 회전되는 구동기어, 상기 구동기어와 맞물리며 상기 자기열교환기의 일측에 배치된 종동기어, 상기 종동기어의 일면에 결합된 자석을 포함하고, 상기 자석은 상기 종동기어의 중심으로부터 반경방향 외측으로 편심되어 배치된 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템을 제공한다. The present invention is directed to accomplishing the above-mentioned objects, and is directed to a heat exchanger comprising: at least one magnetic heat exchanger formed to allow a heat transfer fluid to pass therethrough and having a magnetocaloric material for heat exchange with the heat transfer fluid; A magnetic field applying unit for selectively applying a magnetic field to the magnetocaloric material; And a low temperature heat exchanger for guiding a cooled heat transfer fluid by discharging heat from the magnetocaloric material, wherein the magnetic field applicator comprises a motor, a driving gear rotated by the motor, a driving gear meshed with the driving gear, And a magnet coupled to one surface of the driven gear, wherein the magnet is eccentrically disposed radially outward from the center of the driven gear.

이때, 상기 구동기어 및 상기 종동기어는 타원 기어일 수 있다.At this time, the driving gear and the driven gear may be elliptical gears.

상기 종동기어는 장축 및 단축을 구비할 수 있다. 그리고, 상기 자석은 상기 종동기어의 중심으로부터 상기 단축방향의 외측으로 편심되도록 배치될 수 있다.The driven gear may have a long shaft and a short shaft. The magnet may be disposed eccentrically from the center of the driven gear to the outside in the minor axis direction.

상기 자기열교환기는 서로 직렬로 배치된 제1자기열교환기 및 제2자기열교환기를 포함할 수 있다.The magnetic heat exchanger may include a first magnetic heat exchanger and a second magnetic heat exchanger arranged in series with each other.

상기 종동기어는 상기 제1자기열교환기의 일측에 배치된 제1종동기어 및 상기 제2자기열교환기의 일측에 배치된 제2종동기어를 포함할 수 있다.The driven gear may include a first driven gear disposed on one side of the first magnetic heat exchanger and a second driven gear disposed on a side of the second magnetic heat exchanger.

상기 제1종동기어와 상기 제2종동기어는 서로 동일한 형태로 형성될 수 있다.The first driven gear and the second driven gear may be formed in the same shape.

상기 제1종동기어 및 상기 제2종동기어는 상기 제1자기열교환기 및 상기 제2자기열교환기를 각각 마주하도록 배치될 수 있다.The first driven gear and the second driven gear may be arranged to face the first magnetic heat exchanger and the second magnetic heat exchanger, respectively.

상기 제1종동기어와 상기 제2종동기어 사이에 상기 구동기어가 배치될 수 있다.The drive gear may be disposed between the first driven gear and the second driven gear.

상기 자석은 상기 제1종동기어의 일면에 배치된 제1자석과 상기 제2종동기어의 일면에 배치된 제2자석을 포함할 수 있다.The magnet may include a first magnet disposed on one side of the first driven gear and a second magnet disposed on one side of the second driven gear.

상기 제1종동기어의 중심으로부터 상기 제1자석의 편심방향과 상기 제2종동기어의 중심으로부터 상기 제2자석의 편심방향은 서로 반대일 수 있다.The eccentric direction of the first magnet from the center of the first driven gear and the eccentric direction of the second magnet from the center of the second driven gear may be opposite to each other.

상기 제1종동기어의 회전에 따라서 상기 제1자석에 의한 상기 제1자기열교환기의 착자 및 탈자가 반복될 수 있다. 그리고, 상기 제2종동기어의 회전에 따라서 상기 제2자석에 의한 상기 제2자기열교환기의 착자 및 탈자가 반복될 수 있다.The magnetizing and demagnetizing of the first magnetic heat exchanger by the first magnet can be repeated according to the rotation of the first driven gear. Then, according to the rotation of the second driven gear, the magnetizing and demagnetizing of the second magnetic heat exchanger by the second magnet can be repeated.

상기 제1자기열교환기가 상기 제1자석에 의해 착자 또는 탈자될 때, 상기 제2자기열교환기는 상기 제2자석에 의해 탈자 또는 착자될 수 잇다.When the first magnetic heat exchanger is magnetized or demagnetized by the first magnet, the second magnetic heat exchanger can be demagnetized or magnetized by the second magnet.

상기 모터의 회전축은 일정한 속도로 회전될 때, 상기 종동기어의 회전속도는 가변될 수 있다.When the rotational axis of the motor is rotated at a constant speed, the rotational speed of the driven gear can be varied.

상기 종동기어의 단축의 연장방향이 상기 자기열교환기를 향할 때 상기 종동기어의 회전속도보다 상기 종동기어의 장축의 연장방향이 상기 자기열교환기를 향할 때 상기 종동기어의 회전속도가 더 빠를 수 있다.The rotation speed of the driven gear may be faster when the extension direction of the long axis of the driven gear is directed to the magnetic heat exchanger than the rotation speed of the driven gear when the extension direction of the minor axis of the driven gear faces the magnetic heat exchanger.

상기 종동기어의 두께는 상기 구동기어의 두께보다 두꺼운 것이 바람직하다.The thickness of the driven gear is preferably larger than the thickness of the drive gear.

상기 자기열교환기에 열전달유체를 공급하는 펌프를 더 포함할 수 있다.And a pump for supplying a heat transfer fluid to the magnetic heat exchanger.

상기 종동기어의 단축의 연장방향이 상기 자기열교환기를 향할 때, 상기 펌프에 의해 열전달유체가 가압될 수 있다.The heat transfer fluid can be pressurized by the pump when the extension direction of the minor axis of the driven gear faces the magnetic heat exchanger.

상기 구동기어의 장축 및 단축의 길이는 상기 종동기어의 장축 및 단축의 길이와 동일할 수 있다.The length of the major axis and minor axis of the drive gear may be the same as the length of the major axis and minor axis of the driven gear.

본 발명에 따르면, 자기장 인가부에 의한 자기열량재료의 착자 및 탈자가 일정한 주기로 반복될 수 있는 자기 냉각 시스템을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a magnetic cooling system in which magnetization and demagnetization of a magnetic calorie material by a magnetic field applying unit can be repeated at a constant cycle.

또한, 본 발명에 따르면, 자기장 인가부에 의한 자기열량재료의 착자 상태 및 탈자 상태가 유지되는 시간이 상대적으로 증가되는 자기 냉각 시스템을 제공할 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to provide a self cooling system in which the magnetizing state of the magnetocaloric material by the magnetic field applying unit and the time during which the demagnetizing state is maintained are relatively increased.

또한, 본 발명에 따르면, 자기열량재료의 발열반응 시간 및 흡열반응 시간을 늘려서, 자기열량재료와 열전달유체 사이의 열교환 효율을 증대시킬 수 있는 자기 냉각 시스템을 제공할 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to provide a self cooling system capable of increasing the heat exchange reaction time between the magnetic calorific material and the heat transfer fluid by increasing the exothermic reaction time and the endothermic reaction time of the magnetocaloric material.

또한, 본 발명에 따르면, 자기열량재료의 착자 또는 탈자를 위한 자기장인가부의 구동과 펌프의 구동을 동기화하여, 자기열량재료와 열전달유체 사이의 열교환을 극대화할 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to maximize the heat exchange between the magnetocaloric material and the heat transfer fluid by synchronizing the driving of the pump and the driving of the magnetic field applying part for magnetizing or demagnetizing the magnetic calorific material.

도 1은 종래의 자기 냉각 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자기 냉각 시스템의 제1상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자기 냉각 시스템의 제2상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 자기장 인가부의 작동 원리를 나타내는 도면이다.
도 5는 자기장 인가부가 구동될 때, 시간에 따른 자석의 위상을 나타내는 도면이다.1 shows a conventional self-cooling system.
2 is a diagram illustrating a first state of a self-cooling system according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a second state of a self-cooling system according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing the operation principle of the magnetic field applying section.
5 is a view showing the phase of the magnet with time when the magnetic field application unit is driven.

이하, 본 발명에 따른 자기 냉각 시스템을 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a self cooling system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.In addition, the same or corresponding components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. For convenience of explanation, the size and shape of each constituent member shown may be exaggerated or reduced have.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자기 냉각 시스템의 제1상태를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자기 냉각 시스템의 제2상태를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram illustrating a first state of a self-cooling system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram illustrating a second state of a self-cooling system according to an embodiment of the present invention.

구체적으로, 도 2는 펌프의 구동에 의해 열전달유체가 자기냉각시스템을 특정 방향(시계방향)으로 순환하는 모습을 나타내는 도면이고, 도 3은 펌프의 구동에 의해 열전달유체가 자기냉각시스템을 도 2와 반대 방향으로(반시계방향)으로 순환하는 모습을 나타내는 도면이다. 2 is a view showing a state in which the heat transfer fluid circulates the self-cooling system in a specific direction (clockwise direction) by driving the pump, and Fig. 3 is a diagram showing a state in which the heat- (Counterclockwise) in a direction opposite to the direction of rotation of the motor.

설명의 편의를 위하여, 이하에서, 자기장 인가부에 의해 자기열교환기(또는 자기열량재료)에 대해 자기장이 인가되는 현상을 "착자"라고 나타내고, 자기장이 소거되는 현상을 "탈자"라고 나타낼 수 있다.For convenience of explanation, a phenomenon in which a magnetic field is applied to a magnetic heat exchanger (or a magnetic calorie material) by a magnetic field application unit is referred to as "magnetization ", and a phenomenon in which a magnetic field is erased is referred to as" .

도 2 및 3을 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자기 냉각 시스템(10)은 자기열량재료를 구비하는 하나 이상의 자기열교환기(110, 120), 상기 자기열량재료에 선택적으로 자기장을 인가하는 자기장 인가부(200), 상기 자기열교환기(110, 120)에 열전달유체를 공급하는 펌프(500), 상기 자기열량재료로 열을 방출한 열전달유체가 안내되는 저온열교환부(310, 320), 상기 자기열량재료로부터 열을 흡수한 열전달유체가 안내되는 고온열교환부(410, 420)를 포함할 수 있다. Referring to Figures 2 and 3 together, a self cooling system 10 according to an embodiment of the present invention includes at least one magnetic heat exchanger 110, 120 having a magnetic calorific material, Temperature heat exchangers (310, 320) for guiding a heat transfer fluid that has been discharged from the magnetic calorific material, a pump (500) for supplying a heat transfer fluid to the magnetic heat exchangers (110, 120) And a high-temperature heat exchange unit (410, 420) through which a heat transfer fluid absorbing heat is guided from the magnetocaloric material.

상기 하나 이상의 자기열교환기(110, 120)는 열전달유체가 통과하도록 형성될 수 있다. 열전달유체가 상기 자기열교환기(110, 120)를 통과하는 과정에서 상기 열전달유체는 상기 자기열교환기 내에 배치되는 자기열량재료와 열교환할 수 있다. 상기 자기열량재료는 자기장의 착자 또는 탈자에 따라 발열반응 또는 흡열반응을 하는 강자성체를 나타낼 수 있다.The at least one magnetic heat exchanger (110, 120) may be formed to allow a heat transfer fluid to pass therethrough. During the passage of the heat transfer fluid through the magnetic heat exchanger (110, 120), the heat transfer fluid may exchange heat with the magnetic calorie material disposed in the magnetic heat exchanger. The magnetocaloric material may exhibit a ferromagnetic material that undergoes an exothermic reaction or an endothermic reaction depending on the magnetization or demagnetization of a magnetic field.

구체적으로, 상기 하나 이상의 자기열교환기(110, 120)는 제1자기열교환기(110) 및 제2자기열교환기(120)를 포함한다. 상기 제1자기열교환기(110)와 제2자기열교환기(120)는 서로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 도시된 실시예에서 상기 제1자기열교환기(110)와 제2자기열교환기는 서로 직렬로 연결될 수 있다.Specifically, the at least one magnetic heat exchanger (110, 120) includes a first magnetic heat exchanger (110) and a second magnetic heat exchanger (120). The first magnetic heat exchanger 110 and the second magnetic heat exchanger 120 may be connected to each other in series or in parallel. In the illustrated embodiment, the first magnetic heat exchanger 110 and the second magnetic heat exchanger may be connected in series with each other.

또한, 상기 제1자기열교환기(110)와 상기 제2자기열교환기(120)는 후술할 자기장 인가부(200)에 의해 착자되거나, 탈자될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1자기열교환기(110)와 상기 제2자기열교환기(120)가 동시에 착자되거나 착자될 수 있다. 이와 달리, 도시된 바와 같이, 제1자기열교환기(110)가 착자될 때, 제2자기열교환기(120)는 탈자되고, 제1자기열교환기(110)가 탈자될 때 상기 제2자기열교환기(120)는 착자될 수 있다.The first magnetic heat exchanger 110 and the second magnetic heat exchanger 120 may be magnetized or demagnetized by a magnetic field applying unit 200 to be described later. For example, the first magnetic heat exchanger 110 and the second magnetic heat exchanger 120 may be magnetized or magnetized at the same time. Alternatively, as shown in the drawing, when the first magnetic heat exchanger 110 is magnetized, the second magnetic heat exchanger 120 is demagnetized, and when the first magnetic heat exchanger 110 is demagnetized, the second magnetic heat exchanger The device 120 may be magnetized.

상기 제1자기열교환기(110) 및 상기 제2자기열교환기(120)의 착자 및 탈자는 상기 제1자기열교환기(110) 및 상기 제2자기열교환기(120) 내에 수용되는 자기열량재료의 착자 및 탈자를 의미할 수 있다.The first magnetic heat exchanger 110 and the second magnetic heat exchanger 120 are magnetized and demagnetized by the first magnetic heat exchanger 110 and the second magnetic heat exchanger 120, It may mean spitting and demagnetizing.

상기 자기장 인가부(200)는 상기 제1자기열교환기(110) 및 상기 제2자기열교환기(120)에 자기장을 선택적으로 인가하거나 소거하도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 자기장 인가부(200)는 상기 제1자기열교환기(110) 및 상기 제2자기열교환기(120)에 대한 자기장의 인가 및 소거(착자 및 탈자)를 기설정된 주기로 반복적으로 수행하도록 형성될 수 있다.The magnetic field applying unit 200 may be configured to selectively apply or erase a magnetic field to the first magnetic heat exchanger 110 and the second magnetic heat exchanger 120. The magnetic field applying unit 200 is configured to repeatedly apply and cancel the magnetic field to the first magnetic heat exchanger 110 and the second magnetic heat exchanger 120 at a predetermined cycle .

예를 들어, 상기 자기장 인가부(200)는 모터(201), 상기 모터(201)에 의해 회전되는 구동기어(230), 상기 구동기어(230)와 맞물리는 종동기어(210, 220), 및 상기 종동기어(210, 220)에 결합된 자석(215, 225)을 포함할 수 있다.For example, the magnetic field applying unit 200 includes a motor 201, a driving gear 230 rotated by the motor 201, driven gears 210 and 220 engaged with the driving gear 230, And magnets 215 and 225 coupled to the driven gears 210 and 220.

상기 종동기어(210, 220)는 상기 자기열교환기(110, 120)의 일측에 배치될 수 있다. 즉, 상기 종동기어(210, 220)는 상기 자기열교환기(110, 120)에 대응하는 위치에 상기 자기열교환기(110, 120)로부터 이격되어 배치될 수 있다.The driven gears 210 and 220 may be disposed on one side of the magnetic heat exchangers 110 and 120. That is, the driven gears 210 and 220 may be spaced apart from the magnetic heat exchangers 110 and 120 at positions corresponding to the magnetic heat exchangers 110 and 120.

상기 자석(215, 225)은 상기 종동기어(210, 220)의 일면에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 자석(215, 225)과 상기 구동기어(230)는 서로 간섭하지 않을 수 있다. 상기 자석(215, 225)과 상기 구동기어(230) 사이의 간섭을 더욱 방지하기 위하여, 상기 구동기어(230)의 두께는 상기 종동기어(210, 220)의 두께보다 작을 수 있다.The magnets 215 and 225 may be disposed on one side of the driven gears 210 and 220. Therefore, the magnets 215 and 225 and the driving gear 230 may not interfere with each other. The thickness of the driving gear 230 may be smaller than the thickness of the driven gears 210 and 220 to further prevent interference between the magnets 215 and 225 and the driving gear 230.

상기 자석(215, 225)은 상기 종동기어(210, 220)의 중심(211, 221)으로부터 상기 종동기어(210, 220)의 반경방향 외측으로 편심되어 배치될 수 있다.The magnets 215 and 225 may be eccentrically disposed radially outward of the driven gears 210 and 220 from the centers 211 and 221 of the driven gears 210 and 220.

따라서, 상기 종동기어(210, 220)가 회전되면, 상기 자석(215, 225)과 상기 자기열교환기(110, 120) 사이의 거리가 반복적으로 증가 및 감소된다. 상기 자석(215, 225)과 상기 자기열교환기(110, 120) 사이의 거리가 상대적으로 감소될 때 상기 자석(215, 225)에 의해 상기 자기열교환기(110, 120)에 자기장이 인가(착자)될 수 있다. 이와 달리, 상기 자석(215, 225)과 상기 자기열교환기(110, 120) 사이의 거리가 상대적으로 증가될 때 상기 자석(215, 225)에 의해 상기 자기열교환기(110, 120)에 인가되어 있던 자기장이 소거(탈자)될 수 있다.Accordingly, when the driven gears 210 and 220 are rotated, the distance between the magnets 215 and 225 and the magnetic heat exchangers 110 and 120 is repeatedly increased and decreased. A magnetic field is applied to the magnetic heat exchangers 110 and 120 by the magnets 215 and 225 when the distance between the magnets 215 and 225 and the magnetic heat exchangers 110 and 120 is relatively reduced ). Alternatively, when the distance between the magnets 215 and 225 and the magnetic heat exchangers 110 and 120 is relatively increased, they are applied to the magnetic heat exchangers 110 and 120 by the magnets 215 and 225 The magnetic field could be erased.

이러한 자기장 인가부(200)에 대하여, 이하 다른 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, such a magnetic field applying unit 200 will be described in detail with reference to other drawings.

상기 펌프(500)는 상기 하나 이상의 자기열교환기(110, 120)를 향해 열전달유체를 공급하도록 형성될 수 있다. The pump 500 may be configured to supply a heat transfer fluid toward the one or more magnetic heat exchangers 110, 120.

구체적으로, 상기 펌프(500)는 실린더(510) 및 상기 실린더(510) 내에서 상기 실린더(510)의 길이방향으로 왕복운동하는 피스톤(520)을 포함할 수 있다. 상기 펌프(500)의 작동에 기초하여 열전달유체는 상기 제1자기열교환기(110) 및 상기 제2자기열교환기(120)를 향해 순방향 또는 역방향으로 공급될 수 있다. Specifically, the pump 500 may include a cylinder 510 and a piston 520 reciprocating in the longitudinal direction of the cylinder 510 in the cylinder 510. Based on the operation of the pump 500, the heat transfer fluid may be supplied to the first magnetic heat exchanger 110 and the second magnetic heat exchanger 120 in a forward or reverse direction.

예를 들어, 상기 피스톤(520)이 상기 실린더(510)의 길이방향 일측으로 움직일 때, 열전달유체는 상기 제1자기열교환기(110) 및 상기 제2자기열교환기(120)를 순차적으로 통과할 수 있다. 이와 달리, 상기 피스톤(520)이 상기 실린더(510)의 길이방향 타측으로 움직일 때, 열전달유체는 상기 제2자기열교환기(120) 및 상기 제1자기열교환기(110)를 순차적으로 통과할 수 있다.For example, when the piston 520 moves to one side in the longitudinal direction of the cylinder 510, the heat transfer fluid sequentially passes through the first magnetic heat exchanger 110 and the second magnetic heat exchanger 120 . Alternatively, when the piston 520 moves toward the other longitudinal side of the cylinder 510, the heat transfer fluid may pass through the second magnetic heat exchanger 120 and the first magnetic heat exchanger 110 sequentially have.

펌프(500)의 작동과 자기장 인가부(200)의 작동은 서로 동기화될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 펌프(500)가 상기 펌프(500)의 길이방향 일측으로 열전달유체를 공급할 때, 상기 자기장 인가부(200)는 제1자기열교환기(110)에 자기장을 소거하고 상기 제2자기열교환기(120)에 자기장을 이가할 수 있다.The operation of the pump 500 and the operation of the magnetic field applying unit 200 can be synchronized with each other. 2, when the pump 500 supplies heat transfer fluid to one side of the pump 500 in the longitudinal direction, the magnetic field applying unit 200 applies a magnetic field to the first magnetic heat exchanger 110 The magnetic field can be canceled and the magnetic field can be applied to the second magnetic heat exchanger 120.

다시 말해서, 상기 종동기어(210, 220)의 단축(a)의 연장방향이 상기 자기열교환기(110, 120)를 향할 때, 상기 펌프(500)에 의해 열전달유체가 가압될 수 있다. 즉, 종동기어(210, 220)에 결합된 자석(215, 225)이 자기열교환기(110, 120)에 가장 가까워졌을 때 그리고 상기 자석(215, 225)이 자기열교환기(110, 120)로부터 가장 멀어졌을 때 상기 펌프(500)에 의해 열전달유체가 가압될 수 있다. 이는, 자기열교환기(110, 120)가 착자 및 탈자된 상태에서 열전달유체가 자기열교환기(110, 120)를 통과하도록 하여 자기열량재료와 열전달유체 사이의 열교환 효율을 높이기 위함이다.In other words, when the extension direction of the short axis a of the driven gears 210 and 220 is directed toward the magnetic heat exchanger 110 and 120, the heat transfer fluid can be pressurized by the pump 500. That is, when the magnets 215 and 225 coupled to the driven gears 210 and 220 are closest to the magnetic heat exchangers 110 and 120 and when the magnets 215 and 225 are moved from the magnetic heat exchangers 110 and 120 The heat transfer fluid can be pressurized by the pump 500 when it is farthest away. This is to increase the heat exchange efficiency between the magnetic calorific material and the heat transfer fluid by allowing the heat transfer fluid to pass through the magnetic heat exchanger (110, 120) while the magnetic heat exchanger (110, 120) is magnetized and demagnetized.

상기 저온열교환부(310, 320)는 자기열량재료로 열을 방출하여 냉각된 열전달유체가 안내되도록 배치될 수 있다. 상기 저온열교환부(310, 320)는 상기 제1자기열교환기(110) 및 상기 제2자기열교환기(120) 사이에 배치될 수 있다.The low-temperature heat exchanging units 310 and 320 may be arranged to guide the cooled heat transfer fluid by discharging heat from the magnetocaloric material. The low temperature heat exchange units 310 and 320 may be disposed between the first magnetic heat exchanger 110 and the second magnetic heat exchanger 120.

구체적으로, 상기 저온열교환부(310, 320)는 제1저온열교환부(310) 및 제2저온열교환부(320)를 포함할 수 있다. 상기 제1저온열교환부(310)와 상기 제2저온열교환부(320)는 서로 병렬로 배치될 수 있다.Specifically, the low temperature heat exchangers 310 and 320 may include a first low temperature heat exchanger 310 and a second low temperature heat exchanger 320. The first low temperature heat exchanging part 310 and the second low temperature heat exchanging part 320 may be arranged in parallel with each other.

도 2에 도시된 바와 같이, 펌프(500)의 작동에 기초하여 상기 자기장 인가부(200)가 제1자기열교환기(110)에 인가된 자기장을 소거하면, 상기 제1자기열교환기(110) 내의 자기열량재료는 흡열반응을 한다. 이때, 상기 제1자기열교환기(110)를 통과하는 열전달유체는 상기 자기열량재료와 열교환을 통해 냉각될 수 있다.As shown in FIG. 2, when the magnetic field applying unit 200 erases the magnetic field applied to the first magnetic heat exchanger 110 based on the operation of the pump 500, the first magnetic heat exchanger 110, The heat of magnetocaloric material undergoes an endothermic reaction. At this time, the heat transfer fluid passing through the first magnetic heat exchanger 110 may be cooled through heat exchange with the magnetocaloric material.

제1자기열교환기(110)를 통해 냉각된 열전달유체는 상기 제1저온열교환부(310)로 전달될 수 있다. 상기 제1저온열교환부(310)에서 상기 열전달유체의 냉열은 냉열의 사용처에 공급될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1저온열교환부(310)의 일측에 팬이 구비될 수 있다. 이때, 상기 팬의 구동에 의해 상기 제1저온열교환부(310)를 통과하는 열전달유체와 공기가 열교환할 수 있다. 상기 열전달유체와의 열교환을 통해 냉각된 공기는 냉열의 사용처로 공급될 수 있다. The heat transfer fluid cooled through the first magnetic heat exchanger (110) may be transferred to the first low temperature heat exchanger (310). The cold heat of the heat transfer fluid in the first low temperature heat exchanger (310) can be supplied to the place where the cold heat is used. For example, a fan may be provided at one side of the first low temperature heat exchanger 310. At this time, the heat transfer fluid passing through the first low temperature heat exchanger 310 can be heat-exchanged with the air by driving the fan. The air cooled through the heat exchange with the heat transfer fluid can be supplied to the use place of the cold heat.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 펌프(500)의 작동에 기초하여 상기 자기장 인가부(200)가 제2자기열교환기(120)에 인가된 자기장을 소거하면, 상기 제2자기열교환기(120) 내의 자기열량재료는 흡열반응을 한다. 이때, 상기 제2자기열교환기(120)를 통과하는 열전달유체는 상기 자기열량재료와 열교환을 통해 냉각될 수 있다.3, when the magnetic field applying unit 200 erases the magnetic field applied to the second magnetic heat exchanger 120 based on the operation of the pump 500, the second magnetic heat exchanger 120 are endothermic. At this time, the heat transfer fluid passing through the second magnetic heat exchanger 120 may be cooled through heat exchange with the magnetocaloric material.

제2자기열교환기(120)를 통해 냉각된 열전달유체는 상기 제1저온열교환부(320)로 전달될 수 있다. 상기 제2저온열교환부(320)에서 상기 열전달유체의 냉열은 냉열의 사용처에 공급될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2저온열교환부(320)의 일측에 팬이 구비될 수 있다. 이때, 상기 팬의 구동에 의해 상기 제2저온열교환부(320)를 통과하는 열전달유체와 공기가 열교환할 수 있다. 상기 열전달유체와의 열교환을 통해 냉각된 공기는 냉열의 사용처로 공급될 수 있다. The heat transfer fluid cooled through the second magnetic heat exchanger 120 may be transferred to the first low temperature heat exchanger 320. The cold heat of the heat transfer fluid in the second low temperature heat exchanging part 320 may be supplied to the place where the cold heat is used. For example, a fan may be provided on one side of the second low-temperature heat exchange unit 320. At this time, the heat transfer fluid passing through the second low temperature heat exchange unit 320 and the air can be heat-exchanged by driving the fan. The air cooled through the heat exchange with the heat transfer fluid can be supplied to the use place of the cold heat.

상기 고온열교환부(410, 420)는 상기 자기열량재료로부터 열을 흡수하여 가열된 열전달유체가 안내되도록 배치될 수 있다. 상기 고온열교환부(410, 420)는 상기 펌프(500)의 일단부와 상기 제1자기열교환기(110) 사이 및 상기 펌프(500)의 타단부와 상기 제2자기열교환기(120) 사이에 배치될 수 있다.The high temperature heat exchanging part (410, 420) may be arranged to absorb heat from the magnetocaloric material and guide the heated heat transfer fluid. The high temperature heat exchange units 410 and 420 are disposed between one end of the pump 500 and the first magnetic heat exchanger 110 and between the other end of the pump 500 and the second magnetic heat exchanger 120 .

구체적으로, 상기 고온열교환부(410, 420)는 제1고온열교환부(410) 및 제2고온열교환부(420)를 포함할 수 있다. 상기 제2고온열교환부(420)는 상기 펌프(500)의 일단부와 상기 제1자기열교환기(110) 사이에 배치되고, 상기 제1고온열교환부(410)는 상기 펌프(500)의 타단부와 상기 제1자기열교환기(110) 사이에 배치될 수 있다.Specifically, the high-temperature heat exchangers 410 and 420 may include a first high-temperature heat exchanger 410 and a second high-temperature heat exchanger 420. The second high temperature heat exchanging part 420 is disposed between one end of the pump 500 and the first magnetic heat exchanger 110 and the first high temperature heat exchanging part 410 is disposed between the one end of the pump 500 And the first magnetic heat exchanger (110).

도 2에 도시된 바와 같이, 펌프(500)의 작동에 기초하여 상기 자기장 인가부(200)가 제2자기열교환기(120)에 자기장을 인가하면, 상기 제2자기열교환기(120) 내의 자기열량재료는 발열반응을 한다. 이때, 상기 제2자기열교환기(120)를 통과하는 열전달유체는 상기 자기열량재료와 열교환을 통해 가열될 수 있다.As shown in FIG. 2, when the magnetic field applying unit 200 applies a magnetic field to the second magnetic heat exchanger 120 based on the operation of the pump 500, The calorific material is exothermic. At this time, the heat transfer fluid passing through the second magnetic heat exchanger 120 may be heated through heat exchange with the magnetocaloric material.

제2자기열교환기(110)를 통해 가열된 열전달유체는 상기 제1고온열교환부(410)로 전달될 수 있다. 상기 제1고온열교환부(410)에서 상기 열전달유체의 온열은 온열의 사용처에 공급될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1고온열교환부(410)의 일측에 팬이 구비될 수 있다. 이때, 상기 팬의 구동에 의해 상기 제1고온열교환부(410)를 통과하는 열전달유체와 공기가 열교환할 수 있다. 이때, 가열된 공기는 온열의 사용처로 공급될 수 있다. The heat transfer fluid heated through the second magnetic heat exchanger (110) may be transferred to the first high temperature heat exchanger (410). In the first high temperature heat exchanging part 410, the heat of the heat transfer fluid may be supplied to the place where the heat is used. For example, a fan may be provided at one side of the first high temperature heat exchanging part 410. At this time, the heat transfer fluid passing through the first high temperature heat exchanging part 410 and the air can be heat-exchanged by driving the fan. At this time, the heated air can be supplied to the use place of the heat.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 펌프(500)의 작동에 기초하여 상기 자기장 인가부(200)가 제1자기열교환기(110)에 자기장을 인가하면, 상기 제2자기열교환기(110) 내의 자기열량재료는 발열반응을 한다. 이때, 상기 제1자기열교환기(110)를 통과하는 열전달유체는 상기 자기열량재료와 열교환을 통해 가열될 수 있다.3, when the magnetic field applying unit 200 applies a magnetic field to the first magnetic heat exchanger 110 based on the operation of the pump 500, the second magnetic heat exchanger 110, Is exothermic. At this time, the heat transfer fluid passing through the first magnetic heat exchanger 110 may be heated through heat exchange with the magnetocaloric material.

제1자기열교환기(110)를 통해 가열된 열전달유체는 상기 제2고온열교환부(420)로 전달될 수 있다. 상기 제2고온열교환부(420)에서 상기 열전달유체의 온열은 온열의 사용처에 공급될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2고온열교환부(420)의 일측에 팬이 구비될 수 있다. 이때, 상기 팬의 구동에 의해 상기 제2고온열교환부(420)를 통과하는 열전달유체와 공기가 열교환할 수 있다. 이때, 가열된 공기는 온열의 사용처로 공급될 수 있다.The heat transfer fluid heated through the first magnetic heat exchanger (110) may be transferred to the second high temperature heat exchanger (420). In the second high temperature heat exchanger 420, the heat of the heat transfer fluid may be supplied to the place where the heat is used. For example, a fan may be provided on one side of the second high temperature heat exchanging part 420. At this time, the heat transfer fluid passing through the second high temperature heat exchanger 420 can be heat-exchanged with the air by driving the fan. At this time, the heated air can be supplied to the use place of the heat.

상기 펌프(500)와 상기 제1자기열교환기(110)는 제1유로(L1) 및 제2유로(L2)를 통해 연결될 수 있다. 상기 제1유로(L1) 및 상기 제2유로(L2)는 병렬로 배치될 수 있다. The pump 500 and the first magnetic heat exchanger 110 may be connected through a first flow path L1 and a second flow path L2. The first flow path L1 and the second flow path L2 may be arranged in parallel.

상기 제1유로(L1)에는 상기 펌프(500)로부터 상기 제1자기열교환기(110)를 향하는 방향으로 형성된 제1체크밸브(601)가 구비될 수 있다. 상기 제2유로(L2)에는 상기 제1자기열교환기(110)로부터 상기 펌프(500)를 향하는 방향으로 형성된 제2체크밸브(602)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 제2유로(L2)에는 전술한 제2고온열교환부(420)가 배치될 수 있다. 즉, 상기 제2유로(L2)는 상기 제2고온열교환부(420)를 통과할 수 있다.The first flow path L1 may include a first check valve 601 formed in a direction from the pump 500 toward the first magnetic heat exchanger 110. The second flow path L2 may include a second check valve 602 formed in a direction from the first magnetic heat exchanger 110 toward the pump 500. The second high-temperature heat exchanger 420 may be disposed in the second flow path L2. That is, the second flow path L2 can pass through the second high-temperature heat exchange unit 420. [

상기 제1자기열교환기(110)와 상기 제2자기열교환기(120)는 제3유로(L3) 및 제4유로(L4)를 통해 연결될 수 있다. 상기 제3유로(L3) 및 상기 제4유로(L4)는 병렬로 배치될 수 있다. The first magnetic heat exchanger 110 and the second magnetic heat exchanger 120 may be connected through a third flow path L3 and a fourth flow path L4. The third flow path L3 and the fourth flow path L4 may be arranged in parallel.

상기 제3유로(L3)에는 상기 제1자기열교환기(110)로부터 상기 제2자기열교환기(120)를 향하는 방향으로 형성된 제3체크밸브(603) 및 전술한 제1저온열교환부(310)가 구비될 수 있다. 즉, 상기 제3유로(L3)는 상기 제1저온열교환부(310)를 통과할 수 있다. 상기 제4유로(L4)에는 상기 제2자기열교환기(120)로부터 상기 제1자기열교환기(110)를 향하는 방향으로 형성된 제4체크밸브(504) 및 전술한 제2저온열교환부(320)가 구비될 수 있다. 즉, 상기 제4유로(L4)는 상기 제2저온열교환부(320)를 통과할 수 있다.A third check valve 603 formed in the third flow path L3 in the direction from the first magnetic heat exchanger 110 to the second magnetic heat exchanger 120 and the third low temperature heat exchanger 310, May be provided. That is, the third flow path L3 can pass through the first low temperature heat exchanger 310. [ The fourth check valve 504 and the second low temperature heat exchanger 320 described above are formed in the fourth flow path L4 in the direction from the second magnetic heat exchanger 120 toward the first magnetic heat exchanger 110, May be provided. That is, the fourth flow path L4 can pass through the second low temperature heat exchanger 320. [

상기 제2자기열교환기(120)와 상기 펌프(500)는 제5유로(L5) 및 제6유로(L6)를 통해 연결될 수 있다. 상기 제5유로(L5) 및 상기 제6유로(L6)는 서로 병렬로 배치될 수 있다.The second magnetic heat exchanger 120 and the pump 500 may be connected through a fifth flow path L5 and a sixth flow path L6. The fifth flow path (L5) and the sixth flow path (L6) may be arranged in parallel with each other.

상기 제5유로(L5)에는 상기 제2자기열교환기(120)로부터 상기 펌프(500)를 향하는 방향으로 형성된 제5체크밸브(605) 및 전술한 제1고온열교환부(410)가 구비될 수 있다. 즉, 상기 제5유로(L5)는 상기 제1고온열교환부(410)를 통과할 수 있다. 상기 제6유로(L6)에는 상기 펌프(500)로부터 상기 제2자기열교환기(120)를 향하는 방향으로 형성된 제6체크밸브(606)가 구비될 수 있다.A fifth check valve 605 formed in a direction from the second magnetic heat exchanger 120 toward the pump 500 and the first high temperature heat exchanger 410 described above may be provided in the fifth flow path L5 have. That is, the fifth flow path L5 may pass through the first high temperature heat exchanging part 410. [ The sixth flow path L6 may include a sixth check valve 606 formed in a direction from the pump 500 toward the second magnetic heat exchanger 120.

이하, 펌프(500) 작동에 기초한 열전달유체의 순환 과정에 대하여 설명한다. Hereinafter, the circulation process of the heat transfer fluid based on the operation of the pump 500 will be described.

우선, 도 2를 참조하면, 펌프(500) 내의 피스톤(510)이 실린더(520)의 일단부로 움직이면, 열전달유체는 제1유로(L1)를 통해 제1자기열교환기(110)로 유동한다. 이때, 상기 자기장 인가부(200)에 의해 상기 제1자기열교환기(110)에 인가된 자기장은 소거되고, 상기 제1자기열교환기(110)를 통과하는 열전달유체는 냉각된다. 냉각된 열전달유체는 제3유로(L3)를 통해 제1저온열교환부(310)로 유동하여 냉열을 방출한 후에 제2자기열교환기(120)로 안내된다. 이때, 상기 자기장 인가부(200)에 의해 상기 제2자기열교환기(120)에 자기장이 인가되고, 상기 제2자기열교환기(120)를 통과하는 열전달유체는 가열된다. 가열된 열전달유체는 제5유로(L5)를 통해 제1고온열교환부(410)로 유동하여 온열을 방출한 후에 펌프(500)로 안내될 수 있다.Referring to FIG. 2, when the piston 510 in the pump 500 moves to one end of the cylinder 520, the heat transfer fluid flows to the first magnetic heat exchanger 110 through the first flow path L1. At this time, the magnetic field applied to the first magnetic heat exchanger (110) is canceled by the magnetic field applying unit (200), and the heat transfer fluid passing through the first magnetic heat exchanger (110) is cooled. The cooled heat transfer fluid flows to the first low temperature heat exchanger 310 through the third flow path L3 to discharge cold heat and then to the second magnetic heat exchanger 120. [ At this time, a magnetic field is applied to the second magnetic heat exchanger 120 by the magnetic field applying unit 200, and the heat transfer fluid passing through the second magnetic heat exchanger 120 is heated. The heated heat transfer fluid may flow to the first high temperature heat exchanger 410 through the fifth flow path L5 and may be guided to the pump 500 after releasing the heat.

또한, 도 3을 참조하면, 펌프(500) 내의 피스톤(510)이 실린더(520)의 타단부로 움직이면, 열전달유체는 제6유로(L6)를 통해 제2자기열교환기(120)로 유동한다. 이때, 상기 자기장 인가부(200)에 의해 상기 제2자기열교환기(120)에 인가된 자기장은 소거되고, 상기 제2자기열교환기(120)를 통과하는 열전달유체는 냉각된다. 냉각된 열전달유체는 제4유로(L4)를 통해 제2저온열교환부(320)로 유동하여 냉열을 방출한 후에 제1자기열교환기(110)로 안내된다. 이때, 상기 자기장 인가부(200)에 의해 상기 제1자기열교환기(110)에 자기장이 인가되고, 상기 제1자기열교환기(110)를 통과하는 열전달유체는 가열된다. 가열된 열전달유체는 제2유로(L2)를 통해 제2고온열교환부(420)로 유동하여 온열을 방출한 후에 펌프(500)로 안내될 수 있다.3, when the piston 510 in the pump 500 moves to the other end of the cylinder 520, the heat transfer fluid flows to the second magnetic heat exchanger 120 through the sixth flow path L6 . At this time, the magnetic field applied to the second magnetic heat exchanger 120 by the magnetic field applying unit 200 is canceled, and the heat transfer fluid passing through the second magnetic heat exchanger 120 is cooled. The cooled heat transfer fluid flows to the second low temperature heat exchanger 320 through the fourth flow path L4 and is guided to the first magnetic heat exchanger 110 after releasing the cold heat. At this time, a magnetic field is applied to the first magnetic heat exchanger (110) by the magnetic field applying unit (200), and the heat transfer fluid passing through the first magnetic heat exchanger (110) is heated. The heated heat transfer fluid may flow to the second high temperature heat exchanger 420 through the second flow path L2 and may be guided to the pump 500 after releasing the heat.

상기와 같이, 펌프(500)의 작동에 기초하여 열전달유체가 도 2 및 에 도시된 화살표를 따라서 점진적으로 시계방향 및 반시계방향으로 순환할 수 있다. 즉, 실린더(510)의 길이방향 일 단부를 향하는 피스톤(520)의 움직임은 기설정된 거리만큼 열전달유체를 시계방향으로 유동시킨다. 또한, 실린더(520)의 길이방향 타 단부를 향하는 피스톤(520)의 움직임은 기설정된 거리만큼 열전달유체를 반시계방향으로 유동시킨다. 이러한 피스톤(500)의 왕복운동에 의해, 열전달유체가 자기 냉각 시스템(10)을 시계방향 및 반시계방향으로 계속적으로 순환할 수 있다.As described above, based on the operation of the pump 500, the heat transfer fluid can be gradually clockwise and counterclockwise circulated along the arrows shown in Figs. That is, the movement of the piston 520 toward one longitudinal end of the cylinder 510 causes the heat transfer fluid to flow clockwise by a predetermined distance. In addition, the movement of the piston 520 toward the other longitudinal end of the cylinder 520 causes the heat transfer fluid to flow counterclockwise by a predetermined distance. By this reciprocating movement of the piston 500, the heat transfer fluid can continuously circulate the self-cooling system 10 clockwise and counterclockwise.

도 4는 자기장 인가부의 작동 원리를 나타내는 도면이다.4 is a view showing the operation principle of the magnetic field applying section.

도 2 내지 4를 함께 참조하면, 전술한 바와 같이, 자기장 인가부(200)는 모터(201)에 의해 구동되는 구동기어(230), 상기 구동기어(230)와 맞물리는 종동기어(210, 220), 및 상기 종동기어(210, 220)의 일면에 결합된 자석(215, 225)을 포함할 수 있다.2 to 4, the magnetic field applying unit 200 includes the driving gear 230 driven by the motor 201, the driven gears 210 and 220 engaged with the driving gear 230, And magnets 215 and 225 coupled to one side of the driven gears 210 and 220.

상기 자석(215, 225)은 상기 종동기어(210, 220)의 중심(211, 221)으로부터 반경방향 외측으로 편심되어 배치될 수 있다. 따라서, 상기 종동기어(210, 220)의 회전에 따라서, 상기 자석(215, 225)과 자기열교환기(110, 120) 사이의 거리가 가까워질 때 상기 자기열교환기(110, 120)에 자기장이 인가(착자)되고, 상기 자석(215, 225)과 자기열교환기(110, 120) 사이의 거리가 멀어질 때 상기 자기열교환기(110, 120)에 인가되어 있던 자기장이 소거(탈자)될 수 있다.The magnets 215 and 225 may be eccentrically disposed radially outward from the centers 211 and 221 of the driven gears 210 and 220. Accordingly, when the distance between the magnets 215 and 225 and the magnetic heat exchangers 110 and 120 becomes close to each other as the driven gears 210 and 220 rotate, magnetic fields are generated in the magnetic heat exchangers 110 and 120 The magnetic field applied to the magnetic heat exchangers 110 and 120 may be erased when the distance between the magnets 215 and 225 and the magnetic heat exchangers 110 and 120 is increased. have.

상기 상기 구동기어(230) 및 상기 종동기어(210, 220)는 타원형으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 구동기어(230) 및 상기 종동기어(210, 220)는 타원 기어 또는 타원형 기어가 될 수 있다. The driving gear 230 and the driven gears 210 and 220 may have an elliptical shape. That is, the driving gear 230 and the driven gears 210 and 220 may be elliptical gears or elliptical gears.

예를 들어, 상기 구동기어(230) 및 상기 종동기어(210, 220)는 동일한 형태로 형성될 수 있다. 즉, 타원형 구동기어(230)의 단축(a) 및 장축(b)의 길이는 타원형 종동기어(210, 220)의 단축(a) 및 장축(b)의 길이와 동일할 수 있다.For example, the driving gear 230 and the driven gears 210 and 220 may be formed in the same shape. That is, the lengths of the short axis a and the long axis b of the elliptical drive gear 230 may be the same as the lengths of the short axis a and the long axis b of the elliptical driven gears 210 and 220.

다만, 종동기어(210, 220)의 일면에 결합되는 자석(215, 225)과 상기 구동기어(230) 사이의 간섭을 방지하기 위하여, 상기 종동기어(210, 220)의 두께는 상기 구동기어(230)의 두께보다 클 수 있다.The thickness of the driven gears 210 and 220 may be set to be greater than the thickness of the driving gear 230 in order to prevent interference between the driving gear 230 and the magnets 215 and 225 coupled to one surface of the driven gears 210 and 220, 230).

상기 자석(215, 225)은 상기 종동기어(210, 220)의 중심(211, 221)으로부터 단축(a) 방향의 외측으로 편심되도록 배치될 수 있다. 상기 종동기어(210, 220)가 회전될 때, 상기 자석(215, 225)은 전술한 자기열교환기(110, 120)에 가까워지고 상기 자기열교환기(110, 120)로부터 멀어지기를 반복할 수 있다.The magnets 215 and 225 may be eccentrically eccentrically outward in the minor axis direction a from the centers 211 and 221 of the driven gears 210 and 220. When the driven gears 210 and 220 are rotated, the magnets 215 and 225 approach the magnetic heat exchangers 110 and 120 and can repeatedly move away from the magnetic heat exchangers 110 and 120 have.

따라서, 상기 종동기어(210, 220)의 단축(a)의 연장방향이 자기열교환기(110, 120)를 향할 때, 상기 자석(215, 225)에 의해 상기 자기열교환기(110, 120)가 착자 또는 탈자될 수 있다.Accordingly, when the extension direction of the short axis a of the driven gears 210 and 220 is directed toward the magnetic heat exchangers 110 and 120, the magnetic heat exchangers 110 and 120 are rotated by the magnets 215 and 225, It may be magnetized or demagnetized.

즉, 상기 종동기어(210, 220)의 회전에 따라서, 상기 자석(215, 225)이 상기 자기열교환기(110, 120)에 가까워질 때, 상기 자기열교환기(110, 120)가 상기 자석(215, 225)에 의해 착자될 수 있다. 이와 달리, 상기 종동기어(210, 220)의 회전에 따라서, 사이 자석(215, 225)이 상기 자기열교환기(110, 120)로부터 멀어질 때, 상기 자기열교환기(110, 120)가 탈자될 수 있다.That is, when the magnets 215 and 225 approach the magnetic heat exchangers 110 and 120 in accordance with the rotation of the driven gears 210 and 220, the magnetic heat exchangers 110 and 120 move the magnets 215, and 225, respectively. The magnetic heat exchangers 110 and 120 may be dismounted when the movable magnets 215 and 225 are moved away from the magnetic heat exchangers 110 and 120 in accordance with the rotation of the driven gears 210 and 220 .

전술한 바와 같이, 상기 자기열교환기(110, 120)는 서로 직렬로 배치되는 제1자기열교환기(110) 및 제2자기열교환기(120)를 포함할 수 있다.As described above, the magnetic heat exchangers 110 and 120 may include a first magnetic heat exchanger 110 and a second magnetic heat exchanger 120 arranged in series with each other.

그리고, 상기 종동기어(210, 220)는 상기 제1자기열교환기(110)의 일측에 배치된 제1종동기어(210) 및 상기 제2자기열교환기(120)의 일측에 배치된 제2종동기어(220)를 포함할 수 있다.The driven gears 210 and 220 include a first driven gear 210 disposed on one side of the first magnetic heat exchanger 110 and a second driven gear 210 disposed on one side of the second magnetic heat exchanger 120. [ And a gear 220.

상기 제1종동기어(210)는 상기 제1자기열교환기(110)에 대응하는 위치에서 회전할 수 있다. 즉, 상기 제1종동기어(210)는 상기 제1자기열교환기(110)와 마주하도록 배치될 수 있다. 다시 말해서, 상기 제1종동기어(210)의 둘레는 상기 제1자기열교환기(110)를 마주할 수 있다.The first driven gear 210 may rotate at a position corresponding to the first magnetic heat exchanger 110. That is, the first driven gear 210 may be disposed to face the first magnetic heat exchanger 110. In other words, the periphery of the first driven gear 210 may face the first magnetic heat exchanger 110.

상기 제2종동기어(220)는 상기 제2자기열교환기(120)에 대응하는 위치에서 회전할 수 있다. 즉, 상기 제2종동기어(220)는 상기 제2자기열교환기(120)와 마주하도록 배치될 수 있다. 다시 말해서, 상기 제2종동기어(220)의 둘레는 상기 제2자기열교환기(120)를 마주할 수 있다.The second driven gear 220 may rotate at a position corresponding to the second magnetic heat exchanger 120. That is, the second driven gear 220 may be disposed to face the second magnetic heat exchanger 120. In other words, the periphery of the second driven gear 220 may face the second magnetic heat exchanger 120.

상기 자석(215, 225)은 상기 제1종동기어(210)의 일면에 결합되는 제1자석(215) 및 상기 제2종동기어(220)의 일면에 결합되는 제2자석(225)을 포함할 수 있다.The magnets 215 and 225 include a first magnet 215 coupled to one surface of the first driven gear 210 and a second magnet 225 coupled to one surface of the second driven gear 220 .

상기 제1종동기어(210)가 회전됨에 따라서, 상기 제1자석(215)에 의해 상기 제1자기열교환기(110)가 반복적으로 착자 및 탈자될 수 있다. 그리고, 상기 제2종동기어(220)가 회전됨에 따라서, 상기 제2자석(225)에 의해 상기 제2자기열교환기(120)가 반복적으로 착자 및 탈자될 수 있다.As the first driven gear 210 rotates, the first magnetic heat exchanger 110 can be repeatedly magnetized and demagnetized by the first magnet 215. As the second driven gear 220 rotates, the second magnetic heat exchanger 120 can be repeatedly magnetized and demagnetized by the second magnet 225.

상기 제1종동기어(210)와 상기 제2종동기어(220)는 서로 동일한 형태로 형성될 수 있다. 따라서, 구동기어(230)의 회전에 따라서, 상기 제1종동기어(210)와 상기 제2종동기어(220)는 서로 동일한 속도로 회전될 수 있다.The first driven gear 210 and the second driven gear 220 may be formed in the same shape. Accordingly, the first driven gear 210 and the second driven gear 220 can be rotated at the same speed as the drive gear 230 rotates.

또한, 상기 제1종동기어(210)와 상기 제2종동기어(220) 사이에 상기 구동기어(230)가 배치될 수 있다. 따라서, 상기 제1종동기어(210)와 상기 제2종동기어(220)는 상기 구동기어(230)와 반대방향으로 회전될 수 있다.Also, the driving gear 230 may be disposed between the first driven gear 210 and the second driven gear 220. Accordingly, the first driven gear 210 and the second driven gear 220 may be rotated in a direction opposite to the driving gear 230.

한편, 상기 제1자석(215)은 상기 제1종동기어(210)의 중심(211)으로부터 상기 제1종동기어(210)의 단축(a) 방향의 외측으로 편심되도록 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제2자석(225)은 상기 제2종동기어(220)의 중심(221)으로부터 상기 제2종동기어(220)의 단축(a) 방향의 외측으로 편심되도록 배치될 수 있다. The first magnet 215 may be disposed eccentrically outward from the center 211 of the first driven gear 210 in the direction of the short axis a of the first driven gear 210. The second magnet 225 may be disposed eccentrically from the center 221 of the second driven gear 220 to the outside in the direction of the short axis a of the second driven gear 220.

이때, 상기 제1종동기어(210)의 중심(211)으로부터 상기 제1자석(215)의 편심 방향과 상기 제2종동기어(220)의 중심(221)으로부터 상기 제2자석(225)의 편심 방향은 서로 반대일 수 있다.The eccentric direction of the first magnet 215 from the center 211 of the first driven gear 210 and the eccentric direction of the second magnet 225 from the center 221 of the second driven gear 220, The directions can be opposite to each other.

따라서, 상기 제1종동기어(210)의 회전에 따라서 상기 제1자석(215)에 의해 상기 제1자기열교환기(110)가 착자 또는 탈자될 때, 상기 제2종동기어(220)의 회전에 따라서 상기 제2자석(225)에 의해 상기 제2자기열교환기(120)가 탈자 또는 착자될 수 있다.Therefore, when the first magnetic heat exchanger 110 is magnetized or demagnetized by the first magnet 215 in accordance with the rotation of the first driven gear 210, the rotation of the second driven gear 220 Therefore, the second magnetic heat exchanger 120 can be demagnetized or magnetized by the second magnet 225.

즉, 상기 제1자기열교환기(110)가 상기 제1자석(215)에 의해 착자될 때, 상기 제2자기열교환기(120)는 상기 제2자석(225)에 의해 탈자될 수 있다. 또한, 상기 제1자기열교환기(110)가 상기 제1자석(215)에 의해 탈자될 때, 상기 제2자기열교환기(120)는 상기 제2자석(225)에 의해 착자될 수 있다.That is, when the first magnetic heat exchanger 110 is magnetized by the first magnet 215, the second magnetic heat exchanger 120 may be demagnetized by the second magnet 225. Also, when the first magnetic heat exchanger 110 is demagnetized by the first magnet 215, the second magnetic heat exchanger 120 may be magnetized by the second magnet 225.

한편, 모터(201)가 일정한 RPM으로 구동될 때, 상기 제1자석(215) 및 상기 제2자석(225)에 의한 상기 제1자기열교환기(110) 및 상기 제2자기열교환기(120)의 착자 및 탈자 시간이 길수록 자기열량재료와 열전달유체 사이의 열교환 효율이 증대될 수 있다.Meanwhile, when the motor 201 is driven at a constant RPM, the first magnetic heat exchanger 110 and the second magnetic heat exchanger 120 by the first magnet 215 and the second magnet 225, The heat exchange efficiency between the magnetocaloric material and the heat transfer fluid can be increased.

즉, 상기 제1자석(215) 및 상기 제2자석(225)에 의한 착자 상태 또는 탈자 상태가 길게 유지될수록, 자기열량재료와 열전달유체 사이의 열교환 효율이 증대될 수 있다.That is, as the magnetized state or the demagnetized state by the first magnet 215 and the second magnet 225 is kept long, the heat exchange efficiency between the magnetocaloric material and the heat transfer fluid can be increased.

또한, 상기 제1자석(215) 및 상기 제2자석(225)에 의한 착자 상태에서 탈자 상태로의 변이시간 또는 탈자 상태에서 착자 상태로의 변이 시간이 짧을수록 제1자기열교환기(110) 및 제2자기열교환기(120)를 통해 보다 많은 온열 또는 냉열을 확보할 수 있다.Further, as the transition time from the magnetized state to the demagnetized state or the transition time from the demagnetized state to the magnetized state by the first magnet 215 and the second magnet 225 is shorter, the first magnetic heat exchanger 110 and / More heat or cold heat can be secured through the second magnetic heat exchanger (120).

상기 구동기어(230), 상기 제1종동기어(210) 및 상기 제2종동기어(220)를 타원형 기어로 형성함에 따라서, 제1자석(215) 및 제2자석(225)에 의한 착자 상태 및 탈자 상태의 유지 시간이 길어질 수 있다. The driving gear 230, the first driven gear 210 and the second driven gear 220 are formed into elliptical gears so that the state of magnetization by the first magnet 215 and the second magnet 225, The holding time of the demagnetized state can be prolonged.

그리고, 상기 제1종동기어(210)와 상기 제2종동기어(220)의 중심(211, 221)으로부터 단축(a) 방향으로 편심하여 자석(215, 225)을 배치함에 따라서, 제1자석(215) 및 제2자석(225)에 의한 착자 상태 및 탈자 상태의 유지 시간이 길어질 수 있다.As the magnets 215 and 225 are disposed eccentrically in the direction of the minor axis (a) from the centers 211 and 221 of the first driven gear 210 and the second driven gear 220, 215 and the second magnet 225 may be longer in the magnetized state and the demagnetized state.

이하, 다른 도면을 더 참조하여, 모터(201)가 일정한 속도로 회전될 때 타원형 기어의 위상 및 회전속도의 변화에 대하여 설명한다.Changes in the phase and rotational speed of the elliptical gear when the motor 201 is rotated at a constant speed will be described below with reference to other drawings.

도 5는 자기장 인가부가 구동될 때, 시간에 따른 자석의 위상을 나타내는 도면이다. 5 is a view showing the phase of the magnet with time when the magnetic field application unit is driven.

도 5에서, 실선은 구동기어(230)와 종동기어(210, 220)가 원형 기어일 때 종동기어(210, 220)의 회전에 따른 자석(215, 225)의 위상을 나타낸다. 도 5에서, 점선은 본 발명의 실시예와 같이 구동기어(230)와 종동기어(210, 220)가 타원형 기어일 때 종동기어(210, 220)의 회전에 따른 자석(215, 225)의 위상을 나타낸다.5, the solid line represents the phase of the magnets 215 and 225 as the driven gears 210 and 220 rotate when the driving gear 230 and the driven gears 210 and 220 are circular gears. 5, the dashed line indicates the phase of the magnets 215 and 225 according to the rotation of the driven gears 210 and 220 when the driving gear 230 and the driven gears 210 and 220 are elliptical gears as in the embodiment of the present invention. .

도 4 및 5를 함께 참조하면, 모터(201)는 일정한 속도(RPM)로 구동될 수 있다. 이때, 전술한 종동기어(210, 220)의 회전속도는 가변될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 자석(215, 225)에 의한 착자 상태 및 탈자 상태를 길게 확보하기 위하여 모터(201) 자체의 속도를 연속적으로 조절할 필요가 없다.4 and 5, the motor 201 can be driven at a constant speed (RPM). At this time, the rotational speeds of the driven gears 210 and 220 may be varied. Therefore, according to the present invention, it is not necessary to continuously adjust the speed of the motor 201 itself in order to ensure long magnetization state and demagnetization state by the magnets 215 and 225.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 종동기어(210, 220)의 단축(a)의 연장방향이 자기열교환기(110, 120)를 향할 때 상기 종동기어(210, 220)의 회전속도보다 상기 종동기어(210, 220)의 장축(b)의 연장방향이 상기 자기열교환기(110, 120)를 향할 때 상기 종동기어(210, 220)의 회전속도가 더 빠른 것을 알 수 있다.5, when the extension direction of the short axis a of the driven gears 210 and 220 is directed toward the magnetic heat exchangers 110 and 120, the rotational speed of the driven gears 210 and 220 is greater than the rotational speed of the driven gears 210 and 220, It can be seen that the rotational speed of the driven gears 210 and 220 is faster when the extension direction of the longitudinal axis b of the driven gears 210 and 220 is directed to the magnetic heat exchangers 110 and 120.

이는, 타원형의 종동기어(210, 220)의 단축(a) 방향으로 편심되어 구비된 자석(215, 225)에 의해 자기열교환기(110, 120)가 착자 상태 또는 탈자 상태로 유지되는 시간이 상대적으로 길어진다는 것을 의미할 수 있다.This is because the time during which the magnetic heat exchangers 110 and 120 are maintained in the magnetized state or the demagnetized state by the magnets 215 and 225 provided eccentrically in the direction of the minor axis (a) of the elliptical driven gears 210 and 220 is relatively As shown in Fig.

반면에, 자석(215, 225)에 의해 자기열교환기(110, 120)가 착자 상태에서 탈자 상태로 변경되는 과정 또는 탈자 상태에서 착자 상태로 변경되는 과정에 걸리는 시간은 상대적으로 짧아질 수 있다.On the other hand, the time taken for the magnetic heat exchangers 110 and 120 to change from the magnetized state to the demagnetized state or from the demagnetized state to the magnetized state by the magnets 215 and 225 may be relatively short.

즉, 원형 기어의 경우, 회전에 따라서 사인(sin) 파형이 형성될 수 있다(도 5의 실선 참조). 이와 달리, 타원형 기어의 경우, 회전에 따라서 최대값과 최소값의 유지 시간이 상대적으로 더 길어지는 변형된 파형이 형성될 수 있다(도 5의 점선 참조).That is, in the case of the circular gear, a sinusoidal waveform can be formed according to the rotation (see a solid line in FIG. 5). Alternatively, in the case of an elliptical gear, a deformed waveform may be formed in which the holding time of the maximum value and the minimum value is relatively longer depending on the rotation (see a dotted line in Fig. 5).

전술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 자기장 인가부에 의한 자기열량재료의 착자 상태 및 탈자 상태가 유지되는 시간이 상대적으로 증가되는 자기 냉각 시스템을 제공할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to provide a self cooling system in which the magnetizing state of the magnetocaloric material by the magnetic field applying unit and the time during which the demagnetizing state is maintained are relatively increased.

또한, 본 발명에 따르면, 자기열량재료의 발열반응 시간 및 흡열반응 시간을 늘려서, 자기열량재료와 열전달유체 사이의 열교환 효율을 증대시킬 수 있는 자기 냉각 시스템을 제공할 수 있다.Further, according to the present invention, it is possible to provide a self cooling system capable of increasing the heat exchange reaction time between the magnetic calorific material and the heat transfer fluid by increasing the exothermic reaction time and the endothermic reaction time of the magnetocaloric material.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.The foregoing description of the preferred embodiments of the present invention has been presented for purposes of illustration and various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention, And additions should be considered as falling within the scope of the following claims.

110 제1자기열교환기 120 제2자기열교환기
200 자기장 인가부 201 모터
210, 220 종동기어 230 구동기어
215, 225 자석 310 제1저온열교환부
320 제2저온열교환부 410 제1고온열교환부
420 제2고온열교환부 500 펌프110 first magnetic heat exchanger 120 second magnetic heat exchanger
200 magnetic field applying section 201 motor
210, 220 driven gear 230 driving gear
215, 225 magnet 310 first low temperature heat exchange section
320 Second Low Temperature Heat Exchanger 410 First High Temperature Heat Exchanger
420 second high temperature heat exchanger 500 pump

Claims (15)

열전달유체가 통과하도록 형성되고, 상기 열전달유체와 열교환하는 자기열량재료가 내장된 하나 이상의 자기열교환기;
상기 자기열량재료에 선택적으로 자기장을 인가하는 자기장 인가부; 및
상기 자기열량재료로 열을 방출하여 냉각된 열전달유체가 안내되는 저온열교환부를 포함하고,
상기 자기장 인가부는 모터, 상기 모터에 의해 회전되는 타원형의 구동기어, 상기 구동기어와 맞물리며 상기 자기열교환기의 일측에 배치된 타원형의 종동기어, 상기 종동기어의 일면에 결합된 자석을 포함하고,
상기 자석은 상기 종동기어의 중심으로부터 반경방향 외측으로 편심되어 배치되며,
상기 종동기어는 장축 및 단축을 구비하고, 상기 자석은 상기 종동기어의 중심으로부터 상기 단축방향의 외측으로 편심되도록 배치된 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템. At least one magnetic heat exchanger formed to allow a heat transfer fluid to pass therethrough and having a magnetocaloric material for heat exchange with the heat transfer fluid;
A magnetic field applying unit for selectively applying a magnetic field to the magnetocaloric material; And
And a low-temperature heat exchanger for discharging heat from the magnetocaloric material to guide the cooled heat transfer fluid,
Wherein the magnetic field applying unit includes a motor, an elliptical driving gear rotated by the motor, an elliptical driven gear disposed on one side of the magnetic heat exchanger and engaging with the driving gear, and a magnet coupled to one surface of the driven gear,
The magnet is eccentrically arranged radially outward from the center of the driven gear,
Wherein the driven gear has a major axis and a minor axis, and the magnet is disposed eccentrically from the center of the driven gear to the outside in the minor axis direction. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 자기열교환기는 서로 직렬로 배치된 제1자기열교환기 및 제2자기열교환기를 포함하고,
상기 종동기어는 상기 제1자기열교환기의 일측에 배치된 제1종동기어 및 상기 제2자기열교환기의 일측에 배치된 제2종동기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the magnetic heat exchanger includes a first magnetic heat exchanger and a second magnetic heat exchanger arranged in series with each other,
Wherein the driven gear includes a first driven gear disposed on one side of the first magnetic heat exchanger and a second driven gear disposed on a side of the second magnetic heat exchanger. 제4항에 있어서,
상기 제1종동기어와 상기 제2종동기어는 서로 동일한 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the first driven gear and the second driven gear are formed in the same shape. 제4항에 있어서,
상기 제1종동기어 및 상기 제2종동기어는 상기 제1자기열교환기 및 상기 제2자기열교환기를 각각 마주하도록 배치되고,
상기 제1종동기어와 상기 제2종동기어 사이에 상기 구동기어가 배치되는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.5. The method of claim 4,
The first driven gear and the second driven gear are arranged to face the first magnetic heat exchanger and the second magnetic heat exchanger, respectively,
And the drive gear is disposed between the first driven gear and the second driven gear. 제4항에 있어서,
상기 자석은 상기 제1종동기어의 일면에 배치된 제1자석과 상기 제2종동기어의 일면에 배치된 제2자석을 포함하고,
상기 제1종동기어의 중심으로부터 상기 제1자석의 편심방향과 상기 제2종동기어의 중심으로부터 상기 제2자석의 편심방향은 서로 반대인 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.5. The method of claim 4,
The magnet includes a first magnet disposed on one side of the first driven gear and a second magnet disposed on one side of the second driven gear,
The eccentric direction of the first magnet from the center of the first driven gear and the eccentric direction of the second magnet from the center of the second driven gear are opposite to each other. 제7항에 있어서,
상기 제1종동기어의 회전에 따라서 상기 제1자석에 의한 상기 제1자기열교환기의 착자 및 탈자가 반복되고,
상기 제2종동기어의 회전에 따라서 상기 제2자석에 의한 상기 제2자기열교환기의 착자 및 탈자가 반복되는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.8. The method of claim 7,
The magnetizing and demagnetizing of the first magnetic heat exchanger by the first magnet is repeated in accordance with the rotation of the first driven gear,
And the magnetizing and demagnetizing of the second magnetic heat exchanger by the second magnet is repeated in accordance with the rotation of the second driven gear. 제8항에 있어서,
상기 제1자기열교환기가 상기 제1자석에 의해 착자 또는 탈자될 때, 상기 제2자기열교환기는 상기 제2자석에 의해 탈자 또는 착자되는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.9. The method of claim 8,
Wherein when the first magnetic heat exchanger is magnetized or demagnetized by the first magnet, the second magnetic heat exchanger is demagnetized or magnetized by the second magnet. 제1항에 있어서,
상기 모터의 회전축은 일정한 속도로 회전될 때, 상기 종동기어의 회전속도는 가변되는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the rotational speed of the driven gear is variable when the rotational axis of the motor is rotated at a constant speed. 제10항에 있어서,
상기 종동기어의 단축의 연장방향이 상기 자기열교환기를 향할 때 상기 종동기어의 회전속도보다 상기 종동기어의 장축의 연장방향이 상기 자기열교환기를 향할 때 상기 종동기어의 회전속도가 더 빠른 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.11. The method of claim 10,
And the rotating speed of the driven gear is higher when the extending direction of the long axis of the driven gear is directed to the magnetic heat exchanger than the rotating speed of the driven gear when the direction of extension of the minor axis of the driven gear is directed to the magnetic heat exchanger Self cooling system. 제1항에 있어서,
상기 종동기어의 두께는 상기 구동기어의 두께보다 두꺼운 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the driven gear is thicker than the thickness of the drive gear. 제1항에 있어서,
상기 자기열교환기에 열전달유체를 공급하는 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a pump for supplying a heat transfer fluid to the magnetic heat exchanger. 제13항에 있어서,
상기 종동기어의 단축의 연장방향이 상기 자기열교환기를 향할 때, 상기 펌프에 의해 열전달유체가 가압되는 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.14. The method of claim 13,
And the heat transfer fluid is pressurized by the pump when the extension direction of the minor axis of the driven gear faces the magnetic heat exchanger. 제1항에 있어서,
상기 구동기어의 장축 및 단축의 길이는 상기 종동기어의 장축 및 단축의 길이와 동일한 것을 특징으로 하는 자기 냉각 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the length of the major axis and minor axis of the drive gear is equal to the length of the major axis and minor axis of the driven gear.
KR1020170007054A 2017-01-16 2017-01-16 Magnetic cooling system KR101893164B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170007054A KR101893164B1 (en) 2017-01-16 2017-01-16 Magnetic cooling system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170007054A KR101893164B1 (en) 2017-01-16 2017-01-16 Magnetic cooling system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180084251A KR20180084251A (en) 2018-07-25
KR101893164B1 true KR101893164B1 (en) 2018-08-30

Family

ID=63058634

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170007054A KR101893164B1 (en) 2017-01-16 2017-01-16 Magnetic cooling system

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101893164B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112146306A (en) * 2020-09-27 2020-12-29 叶剑春 Permanent magnet type magnetic refrigerator using AMR technology as core

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000038931A (en) 1998-05-20 2000-02-08 Aisin Seiki Co Ltd Throttle valve control device
KR100716007B1 (en) * 2006-03-06 2007-05-08 주식회사 대우일렉트로닉스 Active magnetic refrigerator
KR100737781B1 (en) 2006-07-10 2007-07-10 주식회사 대우일렉트로닉스 Rotation type regenerator and magnetic refrigerator using the regenerator
KR101352283B1 (en) * 2013-08-19 2014-01-15 이태언 Stand for automatic watch

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09111573A (en) * 1995-10-18 1997-04-28 Jiyaputetsuku:Kk Driving of jacquard machine
KR101866840B1 (en) * 2012-03-26 2018-06-14 삼성전자주식회사 Magnetic cooling apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000038931A (en) 1998-05-20 2000-02-08 Aisin Seiki Co Ltd Throttle valve control device
KR100716007B1 (en) * 2006-03-06 2007-05-08 주식회사 대우일렉트로닉스 Active magnetic refrigerator
KR100737781B1 (en) 2006-07-10 2007-07-10 주식회사 대우일렉트로닉스 Rotation type regenerator and magnetic refrigerator using the regenerator
KR101352283B1 (en) * 2013-08-19 2014-01-15 이태언 Stand for automatic watch

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180084251A (en) 2018-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9784482B2 (en) Magnetic cooling apparatus and method of controlling the same
JP5278486B2 (en) Thermomagnetic engine device and reversible thermomagnetic cycle device
CN105452783B (en) Magnetic cooling device
CN107726664B (en) Magnetic Refrigerator
CN107076478A (en) With the magnetic refrigerating system not blown not etc.
JP2015075292A (en) Magneto-caloric element and thermo-magnetic cycle device with the same
WO2018135386A1 (en) Magnetic heat pump apparatus
KR101954538B1 (en) A Refrigerator System Using Magnetocaloric Material
KR101893164B1 (en) Magnetic cooling system
KR101871725B1 (en) Magnetic cooling system
US9322579B2 (en) Thermo-magnetic cycle apparatus
KR101893165B1 (en) Magnetic cooling system
CN217082976U (en) Temperature control system and device combining magnetocaloric effect and elastothermic effect
JP6060789B2 (en) Thermomagnetic cycle equipment
JP6583143B2 (en) Thermomagnetic cycle equipment
KR101819522B1 (en) Magnetic cooling system
KR101904947B1 (en) Magnetic cooling system
WO2018088167A1 (en) Magnetic heat pump device
JP6361413B2 (en) Magnetic heat pump device
JP2023141836A (en) Refrigerating device by solid refrigerant
KR101814399B1 (en) Magnetic cooling system
KR101819521B1 (en) Magnetic cooling system
CN113418321B (en) Demagnetization refrigerating device and demagnetization refrigerator
CN116951813A (en) Temperature control system, method and device combining magnetocaloric effect and elasto-caloric effect
KR20180087676A (en) Magnetic cooling system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right