KR20120084112A - Compact active magnetic regenerative refrigerator - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A compact refrigerator of a self-regeneration type is provided to reduce a volume between a self regenerator and a low temperature heat exchanger such that the refrigerator is miniaturized. CONSTITUTION: A compact refrigerator of a self-regeneration type comprises an active regenerator(100), a permanent magnet(200), a low temperature heat exchanger(400), a high temperature heat exchanger(300). The active regenerator comprises magnetic refrigerants, which passes through the flow of a thermal conductor. The permanent magnet is formed on an outer circumference of the active regenerator. The permanent magnet generates a magnetic field by rotating. The low temperature heat exchanger is installed in the center of the active regenerator. The high temperature heat exchanger is installed in an end part of the active regenerator.

Description

콤팩트한 능동형 자기 재생식 냉동기{Compact active magnetic regenerative refrigerator}Compact active magnetic regenerative refrigerator

본 발명은 콤팩트한 능동형 자기 재생식 냉동기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제 1 능동자기재생기와 제 2 능동자기재생기로 구성된 능동자기재생기 및 제 1 복층형 영구자석과 제 2 복층형 영구자석으로 구성된 복층형 영구자석이 직렬로 배치됨으로써, 자기 재생기와 저온부 열교환기 사이의 불필요한 볼륨을 감소시켜 콤팩트한 소형화 방식으로 형성되고, 복층형 영구자석 배열은 다른 방식의 자기 냉동시스템에 비해서 작동 방법 및 유로의 연결 방식이 간단하고, 비교적 강한 자기장 변화를 줄 수 있기 때문에 자기 냉동시스템의 성능 향상에 유용하게 활용될 수 있으며, 상기 두 쌍의 영구자석 배열을 직렬로 배열하고, 하나의 모터를 사용해서 동시에 두 자석을 구동하여 효율적인 작동이 이루어지며, 능동자기재생기와 열교환기 사이의 불필요한 공간을 최소화하는 콤팩트한 능동형 자기 재생식 냉동기에 관한 것이다.
The present invention relates to a compact active self regenerative refrigerator, and more particularly, an active magnetic regenerator comprising a first active magnetic regenerator and a second active magnetic regenerator, and a multi-layered permanent magnet composed of a first double layer permanent magnet and a second double layer permanent magnet. Since the magnets are arranged in series, the unnecessary volume between the magnetic regenerator and the low-temperature heat exchanger is reduced and formed in a compact and compact manner. The multilayer permanent magnet arrangement has a simpler operation method and a flow path connection method than other magnetic refrigeration systems. And, because it can give a relatively strong magnetic field change, it can be useful for improving the performance of the magnetic refrigeration system, by arranging the two pairs of permanent magnet array in series, using a single motor to drive two magnets at the same time Efficient operation, no invocation between active magnetic regenerator and heat exchanger Compact to minimize the space relates to active magnetic regenerative refrigeration.

현재 직면한 환경 및 에너지 문제로 인해 대안 냉동방식들에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 그 중 자기 냉동방식은 효율이 높고, 기존의 냉매를 전혀 사용하지 않아도 된다는 장점 때문에 각광받고 있는 새로운 냉동방식이다. 자기 냉동기 개발 연구는 새로운 자성 냉매의 개발과 효율적이고 현실적으로 적용 가능한 냉동 시스템의 개발 측면에서 이루어지고 있다.Due to the current environmental and energy problems, studies on alternative refrigeration methods are being actively conducted. Among them, the magnetic refrigeration method is a new refrigeration method due to its high efficiency and the elimination of the use of a conventional refrigerant at all. . Magnetic refrigerator development research has been conducted in terms of the development of new magnetic refrigerant and the development of efficient and practical refrigeration systems.

일반적으로 자기 냉동은 자기열량효과 (Magnetocaloric)를 가지는 고체물질, 이하 자성 냉매라고 하고, 상기 자성냉매에 가해지는 자기장의 크기를 변화시켜 냉동효과를 얻는 냉각방법이다. Generally, magnetic refrigeration is a solid material having a magnetocaloric effect, hereinafter referred to as a magnetic refrigerant, and is a cooling method in which a magnetic field applied to the magnetic refrigerant is changed to obtain a freezing effect.

상온에서는 자성 냉매로서 가돌리늄(Gd) 및 여러 화합물 (예, La(Fe1 - xSix)13, La(Fe1-xCoxSiy)13, La(Fe1 - xSix)13Hy, Mn(As0 .9Sb0 .1), MnFe(P0 .45As0 .55) 등)이 사용되고 있다. At room temperature, as a magnetic refrigerant, gadolinium (Gd) and various compounds (e.g., La (Fe 1 - x Si x ) 13 , La (Fe 1-x Co x Si y ) 13 , La (Fe 1 - x Si x ) 13 H the y, Mn (As 0 .9 Sb 0 .1), MnFe (P 0 .45 As 0 .55) , and so on) have been used.

여기서, 능동형 자기 재생식 냉동기는 자성 냉매를 분말, 리본, 판 등과 같은 형태로 특정 공간 안에 채워 넣고 외부에서 자기장을 변화시키면서 냉각효과를 얻고, 자기 재생기 내부에 유체를 왕복시켜 저온부에서 고온부로 열을 이동시키는 냉동 시스템이다. Here, the active self-renewing refrigeration machine fills the magnetic refrigerant in a specific space in the form of powder, ribbon, plate, etc., and obtains a cooling effect by changing the magnetic field from the outside. It is a refrigeration system to move.

이런, 자기 냉동은 작동 방법에 따라 도 1에서 나타난 바와 같이, 왕복동형(a) 및 회전형(b)으로 나눌 수 있으며, 상기 왕복동형(a)은 간단한 구조이지만 작동 주파수 증가에 한계가 있으며, 회전형(b)은 작동 주파수 증가에는 이점이 있지만, 회전하는 시스템에 유동을 공급하는 것에 비교적 어렵다는 단점이 있다.Such, magnetic refrigeration can be divided into reciprocating type (a) and rotary type (b), as shown in Figure 1 depending on the operating method, the reciprocating type (a) is a simple structure but there is a limit to increase the operating frequency, Rotation type (b) has the advantage of increasing operating frequency, but has the disadvantage of being relatively difficult to supply flow to a rotating system.

상기 자기 냉동기의 작동방법을 왕복동형 시스템을 예를 들어 설명하면 도 2에 도시한 바와 같이, 자기 냉동기가 역브레이튼 사이클 (Reverse Brayton cycle)로서 작동한다면, 다음과 같이 4개의 과정으로 작동하게 된다. 먼저, 자기 재생기(21)가 자석의 내부로 이동하면서 자성 냉매들은 자화되어 온도가 증가하게 된다, 다음으로 재생기(21)가 정지한 상태로 저온부에서부터 유동이 공급되어 재생 물질과의 열교환을 통해 재생물질의 온도가 감소한 후, 재생기(21)가 자석(22)의 외부로 이탈하면서 자성 냉매는 탈자화되어 온도가 더욱 감소하게 된다. Referring to the reciprocating system using the method of operating the magnetic refrigerator as an example, as shown in FIG. 2, if the magnetic refrigerator operates as a reverse brayton cycle, the operation is performed in four processes as follows. First, as the magnetic regenerator 21 moves inside the magnet, the magnetic refrigerants are magnetized to increase the temperature. Next, a flow is supplied from the low temperature part while the regenerator 21 is stopped, thereby regenerating through heat exchange with the regeneration material. After the temperature of the material decreases, the magnetic refrigerant demagnetizes as the regenerator 21 leaves the outside of the magnet 22, further reducing the temperature.

마지막으로 고온부(23)에서 저온부(24)로 흐르는 유동이 재생기(21)와 열교환하여 유체의 온도가 낮아지게 된다. 이렇게 온도가 낮아진 유체가 저온부 열교환기(24)에서 외부로부터 열을 흡수하여 냉각효과를 얻을 수 있다.Finally, the flow flowing from the high temperature section 23 to the low temperature section 24 exchanges heat with the regenerator 21, thereby lowering the temperature of the fluid. The fluid whose temperature is lowered thus absorbs heat from the outside in the low temperature part heat exchanger 24 to obtain a cooling effect.

또한, 위와 같은 왕복동식 및 회전식과 다소 차이가 있는 복층형 영구자석 배열을 사용하는 방법이 있다. In addition, there is a method using a multilayer permanent magnet arrangement that is slightly different from the above reciprocating and rotary type.

먼저, 도 3과 같이 각기 다른 방향으로 자화된 영구자석(31,32) 조각을 적절히 배열하여 중심부분에서 강한 자기장을 얻을 수 있는 영구자석(31,32) 배열을 동심으로 설치하고, 두 자석 중 하나를 회전시켜 중심부분에서 자기장의 변화를 발생시킬 수 있는 시스템이다.First, as shown in FIG. 3, the permanent magnets 31 and 32 are arranged concentrically to obtain a strong magnetic field at the center by properly arranging the pieces of permanent magnets 31 and 32 magnetized in different directions. It is a system that can change the magnetic field in the central part by rotating one.

상기 두 배열에 의해 발생하는 자기장의 크기가 완전히 동일하다면, 도 3a와 같이 위치한 경우 중심 자장이 크기는 각 배열에서 발생하는 자장의 합과 같으며, 둘 중 하나의 자석이 180˚ 회전하여 도 3b와 같이 배열되면, 중심 자장이 0이 된다. If the magnetic fields generated by the two arrays are exactly the same size, the central magnetic field is the same as the sum of the magnetic fields generated in each array when located as shown in FIG. 3A, and one of the magnets is rotated by 180 ° to FIG. 3B. When arranged as follows, the center magnetic field is zero.

그러므로, 연속적인 회전에 의해서 최소 자장에서 최대 자장사이에서 사인파 형태의 자기장 변화를 얻을 수 있다. 즉, 이와 같은 자석을 사용하게 되면 시스템의 전체 형상이 왕복동형 자기 냉동시스템과 유사하게 되어 구조가 단순해지며, 모터의 회전운동을 왕복운동으로 변화시키는 과정이 불필요해져 회전형 시스템처럼 작동 주파수의 증가가 쉬워지는 장점이 있다. Therefore, by the continuous rotation, the sinusoidal magnetic field change can be obtained between the minimum and maximum magnetic fields. In other words, the use of such a magnet makes the overall shape of the system similar to a reciprocating magnetic refrigeration system, which simplifies the structure and eliminates the process of changing the rotational motion of the motor into a reciprocating motion. The advantage is easy to increase.

또한, 도 4는 이와 같은 복층형 영구자석 배열을 사용하는 자기 냉동시스템의 전체 형상을 나타낸 개략도로써, 복층형 영구자석 배열은 두 쌍을 사용하여, 각 쌍은 서로 반대 위상을 가지고 회전하게 된다. In addition, Figure 4 is a schematic diagram showing the overall shape of the magnetic refrigeration system using a multi-layered permanent magnet arrangement, such that the two-layered permanent magnet array using two pairs, each pair is rotated in the opposite phase with each other.

그러므로 각각의 자석을 회전시키는데 필요한 힘이 서로 상쇄되어 시스템의 작동 주파수 증가 및 효율 증가에 도움을 줄 수 있다.Therefore, the forces required to rotate each magnet can cancel each other, helping to increase the operating frequency and efficiency of the system.

그러나, 도 4에 나타난 기존의 방식은 재생기 및 자석을 옆으로 배열하여 자기 재생기와 저온부 열교환기를 연결하는 부가적인 공간(dead volume)이 필요하게 된다. 이러한, 도 4와 같은 형상은 자석에서 생성되는 자기장의 세기를 증가시킬수록 자석의 지름이 기하급수적으로 증가하게 되어 이에 따라 재생기와 저온부 열교환기를 연결하는 불필요한 공간의 부피 역시 기하급수적으로 증가한다. 이러한 불필요한 공간의 증가는 유동에 의한 압력강하의 증가 및 외부로부터의 열 유입에 의해 시스템의 성능이 감소하는 문제점이 발생한다.
However, the conventional scheme shown in FIG. 4 requires an additional dead volume for arranging the regenerator and the magnet to the side to connect the magnetic regenerator and the low temperature heat exchanger. 4, the diameter of the magnet increases exponentially as the intensity of the magnetic field generated in the magnet increases, so that the volume of the unnecessary space connecting the regenerator and the low temperature heat exchanger also increases exponentially. This increase in unnecessary space causes a problem that the performance of the system decreases due to an increase in pressure drop due to flow and heat inflow from the outside.

문헌1 등록특허공보 제10-0737781호Document 1 Patent Publication No. 10-0737781 문헌2 등록특허공보 제10-0806716호Document 2 Registered Patent Publication No. 10-0806716 문헌3 등록특허공보 제10-0779197호Document 3 Patent Publication No. 10-0779197 문헌4 공개특허공보 제10-2004-0062989호Document 4 Published Patent Publication No. 10-2004-0062989

문헌1 K.A. Gschneidner, Jr, V. K. Pecharsky, Thirty years of near room temperature magnetic cooling: Where we are today and future prospects, International journal of refrigeration, vol. 31, pp. 945-961, (2008)Document 1 K.A. Gschneidner, Jr, V. K. Pecharsky, Thirty years of near room temperature magnetic cooling: Where we are today and future prospects, International journal of refrigeration, vol. 31, pp. 945-961, (2008) 문헌2 A. Rowe, A. Ture, Active maanetic regenerator performance enhancement using passive magnetic materials, Second international conference on magnetic refrigeration at room temperature, 2007, SloveniaDocument 2 A. Rowe, A. Ture, Active maanetic regenerator performance enhancement using passive magnetic materials, Second international conference on magnetic refrigeration at room temperature, 2007, Slovenia

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art,

제 1 능동자기재생기와 제 2 능동자기재생기로 구성된 능동자기재생기 및 제 1 복층형 영구자석과 제 2 복층형 영구자석으로 구성된 복층형 영구자석이 직렬로 배치됨으로써, 자기 재생기와 저온부 열교환기 사이의 불필요한 볼륨을 감소시켜 콤팩트한 소형화 방식으로 형성되고, 복층형 영구자석 배열은 다른 방식의 자기 냉동시스템에 비해서 작동 방법 및 유로의 연결 방식이 간단하고, 비교적 강한 자기장 변화를 줄 수 있기 때문에 자기 냉동시스템의 성능 향상에 유용하게 활용될 수 있는 콤팩트한 능동형 자기 재생식 냉동기를 제공하는데 목적이 있다.The active magnetic regenerator composed of the first active magnetic regenerator and the second active magnetic regenerator and the multilayered permanent magnet composed of the first double layered permanent magnet and the second double layered permanent magnet are arranged in series, thereby eliminating unnecessary volume between the magnetic regenerator and the low temperature part heat exchanger. Formed in a compact and compact way, the multi-layer permanent magnet array has a simpler operation method and a flow path connection method than other magnetic refrigeration systems, and can provide a relatively strong magnetic field change, thereby improving performance of the magnetic refrigeration system. It is an object of the present invention to provide a compact active self regenerative refrigerator which can be usefully used.

또한, 두 쌍의 영구자석 배열을 직렬로 배열하고, 하나의 모터를 사용해서 동시에 두 자석을 구동하여 효율적인 작동이 이루어지며, 능동자기재생기와 열교환기 사이의 불필요한 공간을 최소화하는 콤팩트한 능동형 자기 재생식 냉동기를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
In addition, two pairs of permanent magnet arrays are arranged in series, and a single motor is used to drive two magnets at the same time for efficient operation, and compact active magnetic regeneration that minimizes unnecessary space between the active magnetic regenerator and the heat exchanger. Another object is to provide a food freezer.

상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 열전도유체의 흐름을 통과시키는 자성냉매를 포함하는 능동자기재생기(AMR)와;In order to achieve the above object, the present invention provides an active magnetic regenerator (AMR) including a magnetic refrigerant passing through the flow of the heat conducting fluid;

상기 능동자기재생기의 외주연에 형성되어 회전을 통해 자기장을 발생시키는 복층형 영구자석과;A multi-layered permanent magnet formed at an outer circumference of the active magnetic regenerator and generating a magnetic field through rotation;

상기 능동자기재생기의 중앙부에 설치되어 외부에 냉열을 공급하는 저온부 열교환기와;A low temperature part heat exchanger installed at the center of the active magnetic regenerator to supply cold heat to the outside;

상기 능동자기재생기의 양끝단부에 설치되는 복수의 고온부 열교환기;A plurality of high temperature part heat exchangers installed at both ends of the active magnetic regenerator;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콤팩트한 능동형 자기 재생식 냉동기에 관한 것이다.
It relates to a compact active self-regenerative refrigerator characterized in that it comprises a.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 콤팩트한 능동형 자기 재생식 냉동기는 제 1 능동자기재생기와 제 2 능동자기재생기로 구성된 능동자기재생기 및 제 1 복층형 영구자석과 제 2 복층형 영구자석으로 구성된 복층형 영구자석이 직렬로 배치됨으로써, 자기 재생기와 저온부 열교환기 사이의 불필요한 볼륨을 감소시켜 콤팩트한 소형화 방식으로 형성되고, 복층형 영구자석 배열은 다른 방식의 자기 냉동시스템에 비해서 작동 방법 및 유로의 연결 방식이 간단하고, 비교적 강한 자기장 변화를 줄 수 있기 때문에 자기 냉동시스템의 성능 향상에 유용하게 활용될 수 있는 효과가 있다.As described above, the compact active magnetic regenerator of the present invention is an active magnetic regenerator composed of a first active magnetic regenerator and a second active magnetic regenerator, and a multi-layered permanent magnet composed of a first double layer permanent magnet and a second double layer permanent magnet. Since the magnets are arranged in series, the unnecessary volume between the magnetic regenerator and the low-temperature heat exchanger is reduced and formed in a compact and compact manner. The multilayer permanent magnet arrangement has a simpler operation method and a flow path connection method than other magnetic refrigeration systems. And, because it can give a relatively strong magnetic field change has an effect that can be usefully used to improve the performance of the magnetic refrigeration system.

또한, 두 쌍의 영구자석 배열을 직렬로 배열하고, 하나의 모터를 사용해서 동시에 두 자석을 구동하여 효율적인 작동이 이루어지며, 능동자기재생기와 열교환기 사이의 불필요한 공간을 최소화하는 효과가 있다.
In addition, by arranging two pairs of permanent magnet array in series, using a single motor to drive two magnets at the same time efficient operation is achieved, there is an effect of minimizing unnecessary space between the active magnetic regenerator and the heat exchanger.

도 1은 종래의 왕복동형 및 회전형 자기 냉동기의 형상을 나타낸 개략도이고,
도 2는 종래의 왕복동형 자기 재생식 냉동기의 작동 방식 예를 나타낸 개략도이고,
도 3은 종래의 복층형 영구자석 배열을 사용한 자기 냉동기를 나타낸 개략도이고,
도 4는 종래의 복층형 영구자석 배열의 상세도를 나타낸 개략도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 콤팩트한 능동형 자기 재생식 냉동기를 나타낸 개략도이고,
도 6은 도 5의 A-A부분을 나타낸 단면도이다.
1 is a schematic view showing the shape of a conventional reciprocating and rotary magnetic refrigerator;
Figure 2 is a schematic diagram showing an example of the operation of the conventional reciprocating self-renewing refrigerator,
3 is a schematic view showing a magnetic refrigerator using a conventional multilayered permanent magnet arrangement,
4 is a schematic view showing a detailed view of a conventional multilayered permanent magnet arrangement,
5 is a schematic view showing a compact active self regenerative refrigerator according to an embodiment of the present invention,
6 is a cross-sectional view illustrating a portion AA of FIG. 5.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.The present invention has the following features to achieve the above object.

본 발명은 열전도유체의 흐름을 통과시키는 자성냉매를 포함하는 능동자기재생기(AMR)와;The present invention provides an active magnetic regenerator (AMR) including a magnetic refrigerant passing through a flow of a thermally conductive fluid;

상기 능동자기재생기의 외주연에 형성되어 회전을 통해 자기장을 발생시키는 복층형 영구자석과;A multi-layered permanent magnet formed at an outer circumference of the active magnetic regenerator and generating a magnetic field through rotation;

상기 능동자기재생기의 중앙부에 설치되어 외부에 냉열을 공급하는 저온부 열교환기와;A low temperature part heat exchanger installed at the center of the active magnetic regenerator to supply cold heat to the outside;

상기 능동자기재생기의 양끝단부에 설치되는 복수의 고온부 열교환기;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
And a plurality of high temperature part heat exchangers installed at both ends of the active magnetic regenerator.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.The present invention having such characteristics can be more clearly described by the preferred embodiments thereof.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.Before describing the various embodiments of the present invention in detail with reference to the accompanying drawings, it can be seen that the application is not limited to the details of the configuration and arrangement of the components described in the following detailed description or shown in the drawings. will be. The invention may be embodied and carried out in other embodiments and carried out in various ways. It should also be noted that the device or element orientation (e.g., "front," "back," "up," "down," "top," "bottom, Expressions and predicates used herein for terms such as "left," " right, "" lateral, " and the like are used merely to simplify the description of the present invention, Or that the element has to have a particular orientation. Also, terms such as " first "and" second "are used herein for the purpose of the description and the appended claims, and are not intended to indicate or imply their relative importance or purpose.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 콤팩트한 능동형 자기 재생식 냉동기를 나타낸 개략도이고, 도 6은 도 5의 A-A부분을 나타낸 단면도이다.FIG. 5 is a schematic view showing a compact active self regenerative refrigerator according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a cross-sectional view showing part A-A of FIG.

도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 콤팩트한 능동형 자기 재생식 냉동기는 능동자기재생기(AMR,100)와, 복층형 영구자석(200)과, 저온부 열교환기(400)와, 복수의 고온부 열교환기(300) 및 유동공급기(500)로 구성된다.As shown in Figs. 5 and 6, the compact active self regenerative refrigerator of the present invention is an active magnetic regenerator (AMR) 100, a multi-layered permanent magnet 200, a low temperature part heat exchanger 400, a plurality of It is composed of a high temperature heat exchanger 300 and a flow feeder (500).

상기 능동자기재생기(Active Magnetic Regenerator: AMR)는 도 5에 도시한 바와 같이, 열전도유체의 흐름을 통과시키는 자성냉매를 포함하는 것으로, 원통형의 케이스 내에 자성냉매(Gd 등)로 형성된 자성체가 채워져 있고, 상기 케이스 내에 유동공급기(500)에서 이송된 열전도유체가 관통하면서 자성냉매와 열교환되는 것이다. 이때, 상기 자성냉매는 분말, 메쉬, 리본 등의 형태로 채워지는 것이다.As shown in FIG. 5, the active magnetic regenerator (AMR) includes a magnetic refrigerant through which a heat conductive fluid flows, and a magnetic body formed of magnetic refrigerant (Gd, etc.) is filled in a cylindrical case. In this case, the heat conducting fluid transferred from the flow supplier 500 passes through and heat exchanges with the magnetic refrigerant. In this case, the magnetic refrigerant is filled in the form of powder, mesh, ribbon, and the like.

여기서, 상기 능동자기재생기(100)는 도 5에서처럼, 제 1 능동자기재생기(110)와, 제 2 능동자기재생기(120)로 구성되는데, 상기 제 1 능동자기재생기(110)와, 제 2 능동자기재생기(120)는 상호 직렬로 배치되어 상호 소정간격으로 이격되게 형성된다.Here, the active magnetic regenerator 100 is composed of a first active magnetic regenerator 110 and a second active magnetic regenerator 120, as shown in FIG. 5, wherein the first active magnetic regenerator 110 and the second active magnetic regenerator 110 are used. The magnetic regenerators 120 are arranged in series with each other to be spaced apart from each other at predetermined intervals.

그리고, 상기 상호 이격된 제 1 능동자기재생기(110)와, 제 2 능동자기재생기(120) 사이에는 저온부 열교환기(400)가 접촉되어 설치되고, 상기 저온부 열교환기(400)와 상기 제 1 능동자기재생기(110)와, 제 2 능동자기재생기(120)의 일측이 상호 관통된다.In addition, a low temperature part heat exchanger 400 is installed between the first active magnetic regenerator 110 and the second active magnetic regenerator 120 spaced apart from each other, and the low temperature part heat exchanger 400 and the first active part are installed in contact with each other. The magnetic regenerator 110 and one side of the second active magnetic regenerator 120 penetrate each other.

또한, 상기 능동자기재생기(100)의 양측부 즉, 제 1 능동자기재생기(110)와, 제 2 능동자기재생기(120)의 일측 끝단부 다시말해, 저온부 열교환기(400)와 연결되는 반대측 일단부에 각각 고온부 열교환기(300)가 설치된다. 이때, 상기 고온부 열교환기(300)도 각각의 제 1 능동자기재생기(110)와, 제 2 능동자기재생기(120)와 상호 연통되도록 연결된다.In addition, both ends of the active magnetic regenerator 100, that is, one end of the first active magnetic regenerator 110 and the second active magnetic regenerator 120, that is, the opposite end connected to the low temperature part heat exchanger 400. The high temperature part heat exchanger 300 is installed in each part. In this case, the high temperature part heat exchanger 300 is also connected to communicate with each of the first active magnetic regenerator 110 and the second active magnetic regenerator 120.

상기 복층형 영구자석(200)은 도 5와 도 6에 도시한 바와 같이, 능동자기재생기(100)의 외주연에 형성되어 회전을 통해 자기장을 발생시키는 것으로, 제 1 복층형 영구자석(210)과, 제 2 복층형 영구자석(220)으로 구성된다.As shown in FIGS. 5 and 6, the multilayer permanent magnet 200 is formed on the outer circumference of the active magnetic regenerator 100 to generate a magnetic field through rotation, and the first multilayer permanent magnet 210 includes: It is composed of a second multi-layered permanent magnet 220.

여기서, 상기 제 1 복층형 영구자석(210)과, 제 2 복층형 영구자석(220)은 상호 직렬로 배치되도록 형성되고, 상호 소정간격으로 이격되어 각각 제 1 능동자기재생기(110)와, 제 2 능동자기재생기(120)의 외주연에 구비된다.Here, the first multilayer permanent magnet 210 and the second multilayer permanent magnet 220 are formed to be arranged in series with each other, and are spaced apart from each other at predetermined intervals, respectively, the first active magnetic regenerator 110 and the second active magnet. The outer periphery of the magnetic regenerator 120 is provided.

그리고, 상기 제 1 복층형 영구자석(210)과, 제 2 복층형 영구자석(220)은 도 6에서처럼 각각 제 1 능동자기재생기(110)와, 제 2 능동자기재생기(120)의 외주연에 소정간격 이격 형성되어 회전되는 내측 영구자석(230)과, 상기 내측 영구자석(230)의 외주연에 소정간격 이격 형성되어 고정되는 외측 영구자석(240)으로 구성된다.The first multilayer permanent magnet 210 and the second multilayer permanent magnet 220 each have a predetermined interval on the outer circumference of the first active magnetic regenerator 110 and the second active magnetic regenerator 120 as shown in FIG. 6. The inner permanent magnets 230 are formed to be spaced apart and rotated, and the outer permanent magnets 240 are fixed to the outer periphery of the inner permanent magnets 230 by a predetermined interval.

또한, 상기 제 1 복층형 영구자석(210)의 내측 영구자석(230)과 제 2 복층형 영구자석(220)의 내측 영구자석(230)은 동일한 회전방향으로 동시에 회전되도록 연결부(600)에 의해 상호 연결되고, 상기 제 1 복층형 영구자석(210)의 외측 영구자석(240)과 제 2 복층형 영구자석(220)의 외측 영구자석(240)은 고정되어 회전되지 않는 형태로 형성된다.In addition, the inner permanent magnet 230 of the first double-layered permanent magnet 210 and the inner permanent magnet 230 of the second double-layered permanent magnet 220 are interconnected by the connecting portion 600 so as to rotate simultaneously in the same rotational direction. The outer permanent magnet 240 of the first double layered permanent magnet 210 and the outer permanent magnet 240 of the second double layered permanent magnet 220 are fixed and are not rotated.

상기 유동공급기(500)는 도 5에 도시한 바와 같이, 고온부 열교환기(300)와 각각 연결되어 열전도유체를 공급하는데, 상기 유동공급기(500)는 복층형 영구자석(200)의 회전에 맞추어서 작동시켜 열전도유체를 고온부 열교환기(300)에 공급한다.As shown in FIG. 5, the flow feeder 500 is connected to each of the high temperature part heat exchanger 300 to supply a thermal conductive fluid. The flow feeder 500 is operated in accordance with the rotation of the multilayer permanent magnet 200. The thermally conductive fluid is supplied to the high temperature part heat exchanger 300.

여기서, 상기 유동공급기(500)는 고온부 열교환기(300)와 연결되도록 양측부에 유로관(510)이 연결되고, 상기 유로관(510)은 복수의 고온부 열교환기(300) 일단면에 각각 연결되어 양측으로 열전도유체를 공급한다.
Here, the flow supplier 500 is connected to both sides of the flow pipe 510 so as to be connected to the hot heat exchanger 300, the flow pipe 510 is respectively connected to one end surface of the plurality of hot heat exchanger (300) To supply heat conductive fluid to both sides.

이와 같이, 상기 제 1 복층형 영구자석(210)과 제 2 복층형 영구자석(220)이 도 6에서처럼 최초 서로 반대 방향으로 위치한 상태로 동일한 속도로 회전하게 되면서 각각의 내부에 위치한 능동자기재생기(100)에 자화 및 탈자화 현상을 발생시키게 된다.As such, the first double layered permanent magnet 210 and the second double layered permanent magnet 220 are rotated at the same speed while being positioned in opposite directions for the first time as shown in FIG. Magnetization and demagnetization occur in the film.

그렇게, 상기 능동자기재생기(100)에 자화 및 탈자화 현상에 의해 제 1 능동자기재생기(110)와, 제 2 능동자기재생기(120) 중 어느 하나가 가열되면 다른 하나는 냉각되는 사이클이 반복된다. 즉, 상기 제 1 능동자기재생기(110)와, 제 2 능동자기재생기(120)가 각각 가열-냉각-가열-냉각을 반복하는 것이다.As such, when one of the first active magnetic regenerator 110 and the second active magnetic regenerator 120 is heated by magnetization and demagnetization, the cycle of cooling the other is repeated. . That is, the first active magnetic regenerator 110 and the second active magnetic regenerator 120 repeat heating, cooling, heating, and cooling, respectively.

이렇게, 가열-냉각-가열-냉각을 반복하면서 가열은 고온부 열교환기(300)와 열교환되고, 냉각은 저온부 열교환기(400)와 열교환되는 것이며, 상기 저온부 열교환기(400)는 외부에 냉열을 공급하여 본 발명이 능동형 자기 재생식 냉동기가 되는 것이다.
In this way, while the heating-cooling-heating-cooling is repeated, the heating is heat exchanged with the high temperature part heat exchanger 300, and the cooling is heat exchanged with the low temperature part heat exchanger 400, and the low temperature part heat exchanger 400 supplies cold heat to the outside. Thus, the present invention is an active self-renewing refrigerator.

100 : 능동자기재생기 110 : 제 1 능동자기재생기
120 : 제 2 능동자기재생기 200 : 복층형 영구자석
210 : 제 1 복층형 영구자석 220 : 제 2 복층형 영구자석
230 : 내측 영구자석 240 : 외측 영구자석
300 : 고온부 열교환기 400 : 저온부 열교환기
500 : 유동공급기 510 : 유로관
600 : 연결부
100: active magnetic player 110: first active magnetic player
120: second active magnetic regenerator 200: double-layered permanent magnet
210: first double layer permanent magnet 220: second double layer permanent magnet
230: inner permanent magnet 240: outer permanent magnet
300: high temperature part heat exchanger 400: low temperature part heat exchanger
500: flow feeder 510: flow path
600: connection

Claims (7)

열전도유체의 흐름을 통과시키는 자성냉매를 포함하는 능동자기재생기(AMR,100)와;
상기 능동자기재생기(100)의 외주연에 형성되어 회전을 통해 자기장을 발생시키는 복층형 영구자석(200)과;
상기 능동자기재생기(100)의 중앙부에 설치되어 외부에 냉열을 공급하는 저온부 열교환기(400)와;
상기 능동자기재생기(100)의 양끝단부에 설치되는 복수의 고온부 열교환기(300);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콤팩트한 능동형 자기 재생식 냉동기.
An active magnetic regenerator (AMR) 100 including a magnetic refrigerant through which a heat conducting fluid flows;
A multi-layered permanent magnet 200 formed at an outer circumference of the active magnetic regenerator 100 to generate a magnetic field through rotation;
A low temperature part heat exchanger (400) installed at the center of the active magnetic regenerator (100) to supply cold heat to the outside;
A plurality of high temperature part heat exchangers 300 installed at both ends of the active magnetic regenerator 100;
Compact active self-renewing refrigerator characterized in that comprises a.
제 1항에 있어서,
상기 능동자기재생기(AMR,100)는 제 1 능동자기재생기(110)와, 제 2 능동자기재생기(120)가 상호 직렬로 배치되어 형성되는 것을 특징으로 하는 콤팩트한 능동형 자기 재생식 냉동기.
The method of claim 1,
The active magnetic regenerator (AMR, 100) is a compact active magnetic regenerator characterized in that the first active magnetic regenerator (110) and the second active magnetic regenerator (120) are formed in series with each other.
제 1항에 있어서,
상기 복층형 영구자석(200)은 제 1 복층형 영구자석(210)과, 제 2 복층형 영구자석(220)이 상호 직렬로 배치되어 형성되는 것을 특징으로 하는 콤팩트한 능동형 자기 재생식 냉동기.
The method of claim 1,
The multi-layered permanent magnet 200 is a compact active self-refrigerating refrigerator, characterized in that the first two-layered permanent magnet 210 and the second two-layered permanent magnet 220 are formed in series with each other.
제 1항 또는 제 3항에 있어서,
상기 복층형 영구자석(200)은 능동자기재생기(100)의 외주연에 소정간격 이격 형성되어 회전되는 내측 영구자석(230)과, 상기 내측 영구자석(230)의 외주연에 소정간격 이격 형성되어 고정되는 외측 영구자석(240)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 콤팩트한 능동형 자기 재생식 냉동기.
The method according to claim 1 or 3,
The multi-layered permanent magnet 200 is formed by fixing a predetermined interval on the outer periphery of the active magnetic regenerator 100, the inner permanent magnet 230 and a predetermined interval formed on the outer periphery of the inner permanent magnet 230 is fixed Compact active magnetic regenerated refrigeration freezer characterized in that it comprises an outer permanent magnet (240).
제 4항에 있어서,
상기 제 1 복층형 영구자석(210)의 내측 영구자석(230)과 제 2 복층형 영구자석(220)의 내측 영구자석(230)은 동일한 회전방향으로 동시에 회전되도록 연결부(600)에 의해 상호 연결되고, 상기 제 1 복층형 영구자석(210)의 외측 영구자석(240)과 제 2 복층형 영구자석(220)의 외측 영구자석(240)은 고정되어 회전되지 않는 것을 특징으로 하는 콤팩트한 능동형 자기 재생식 냉동기.
The method of claim 4, wherein
The inner permanent magnet 230 of the first double-layered permanent magnet 210 and the inner permanent magnet 230 of the second double-layered permanent magnet 220 are connected to each other by a connection part 600 to be rotated at the same time in the same rotation direction, Compact active self-refrigerating refrigerator, characterized in that the outer permanent magnet 240 of the first two-layer permanent magnet 210 and the outer permanent magnet 240 of the second two-layer permanent magnet 220 is fixed and not rotated.
제 1항에 있어서,
상기 고온부 열교환기(300)와 각각 연결되어 열전도유체를 공급하는 유동공급기(500)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 콤팩트한 능동형 자기 재생식 냉동기.
The method of claim 1,
Compact active self-refrigerating refrigeration refrigerator characterized in that the flow feeder 500 is connected to each of the high-temperature unit heat exchanger 300 to supply a heat conducting fluid.
제 6항에 있어서,
상기 유동공급기(500)는 양측부에 유로관(510)이 연결되고, 상기 유로관(510)은 복수의 고온부 열교환기(300) 일단면에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 콤팩트한 능동형 자기 재생식 냉동기.
The method according to claim 6,
The flow feeder 500 has a flow path tube 510 connected to both sides, and the flow path pipe 510 is connected to one end surface of the plurality of high temperature heat exchangers 300, respectively. Freezer.
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