WO2018088168A1 - 磁気ヒートポンプ装置 - Google Patents

磁気ヒートポンプ装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2018088168A1
WO2018088168A1 PCT/JP2017/037911 JP2017037911W WO2018088168A1 WO 2018088168 A1 WO2018088168 A1 WO 2018088168A1 JP 2017037911 W JP2017037911 W JP 2017037911W WO 2018088168 A1 WO2018088168 A1 WO 2018088168A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnetic
magnetic working
temperature
heat
heat pump
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/037911
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
相哲 裴
Original Assignee
サンデンホールディングス株式会社
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 サンデンホールディングス株式会社 filed Critical サンデンホールディングス株式会社
Priority to CN201780069777.5A priority Critical patent/CN109952476A/zh
Priority to DE112017005715.9T priority patent/DE112017005715T5/de
Priority to US16/349,557 priority patent/US20200191449A1/en
Publication of WO2018088168A1 publication Critical patent/WO2018088168A1/ja

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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/012—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials adapted for magnetic entropy change by magnetocaloric effect, e.g. used as magnetic refrigerating material
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/012—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials adapted for magnetic entropy change by magnetocaloric effect, e.g. used as magnetic refrigerating material
    • H01F1/015—Metals or alloys
    • 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]

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic heat pump device using the magnetocaloric effect of a magnetic working substance.
  • a magnetic heat pump device using a property (magnetocaloric effect) that causes a large temperature change when a magnetic working material is excited and demagnetized has been attracting attention in recent years.
  • a Gd-based secondary phase transition material has been used as the magnetic working substance, but in recent years, a Mn-based or La-based secondary phase transition material having a larger magnetic entropy change than the Gd-based material has been used. (For example, refer to Patent Document 1).
  • Mn-based and La-based magnetic working materials have a large change in magnetic entropy due to excitation and demagnetization and a large heat absorption / dissipation capability, but there is a disadvantage that the operating temperature range is narrow and the required temperature change cannot be obtained alone. . Therefore, it is conceivable that a plurality of magnetic working substances having a low Curie point to a high one are filled in a duct in a cascade connection to change the temperature from normal temperature to the required freezing temperature or hot water supply temperature (heat dissipation temperature). ing.
  • the present invention has been made to solve the conventional technical problem, and a magnetic heat pump apparatus capable of effectively cascading a plurality of types of magnetic working substances to obtain necessary cooling and heat radiation temperatures.
  • the purpose is to provide.
  • the magnetic heat pump device of the present invention changes the magnitude of a magnetic work body formed by filling a magnetic working material having a magnetocaloric effect into a duct through which a heat medium is circulated, and a magnetic field applied to the magnetic working material.
  • a heat exchanger on the heat absorption side for absorbing heat to the heat medium
  • a plurality of kinds of magnetic working materials are placed from the low temperature end to the high temperature end in the order of the low Curie point.
  • the magnetic working materials are cascade-connected by being filled, and the dimensions for filling the magnetic working materials are made to correspond to predetermined specific temperature ranges in which the respective temperature changes increase.
  • the specific temperature range in which the temperature change of each magnetic working material is large in the above invention is such that the magnetic entropy change reaches a peak value from the temperature on the high temperature side of the half-value width of each magnetic working material. It is the range to the temperature which becomes.
  • the specific temperature range in which the temperature change of each magnetic working material is large in each of the above inventions is saturated when the temperature of each magnetic working material is individually filled in the duct.
  • the temperature change between the low temperature end and the high temperature end is larger than the other portions.
  • the magnetic heat pump device of the invention of claim 4 is characterized in that in each of the above inventions, each magnetic working material is filled in a duct so that the specific temperature range of each magnetic working material is connected from low to high.
  • each magnetic working substance is a material having a larger magnetic entropy change than the Gd system but a narrow operating temperature range.
  • each magnetic working substance is a Mn-based or La-based material.
  • a magnetic heat pump device is characterized in that, in each of the above inventions, the duct is made of a resin.
  • a magnetic working body in which a magnetic working material having a magnetocaloric effect is filled in a duct through which a heat medium is circulated, and a magnetic field change for changing the magnitude of a magnetic field applied to the magnetic working material.
  • Apparatus heat medium moving device for moving the heat medium between the high temperature end and the low temperature end of the magnetic working body, a heat dissipating side heat exchanger for dissipating the heat medium on the high temperature end side, and heat on the low temperature end side
  • a magnetic heat pump apparatus including an endothermic heat exchanger for absorbing heat to a medium, a plurality of types of magnetic working materials are placed in a duct of a magnetic working body from a low temperature end to a high temperature end in order of decreasing Curie point.
  • Each magnetic working substance is cascade-connected by filling, and the dimensions for filling each magnetic working substance are made to correspond to a predetermined specific temperature range in which each temperature change becomes large.
  • Magnetic invention as in the invention Even when magnetic working materials with a large operating temperature range but a narrow operating temperature range are used, they can be effectively cascaded to obtain a large temperature change from the cold end temperature to the hot end temperature.
  • the temperature can be lowered to the cooling temperature necessary for the heat pump or increased to the heat radiation temperature.
  • the specific temperature range in which the temperature change of each magnetic working material of the present invention becomes large is the peak value of the magnetic entropy change from the half temperature on the high temperature side of the half width of each magnetic working material. This is the range up to the temperature.
  • the specific temperature range in which the temperature change of each magnetic working material of each of the above inventions is large is saturated when each magnetic working material is filled in the duct alone. In some cases, the temperature change between the low temperature end and the high temperature end is larger than that in other portions.
  • each magnetic working material is filled in the duct so that the specific temperature range of each magnetic working material is connected from low to high as in the invention of claim 4, each magnetic working material is most effective.
  • the largest temperature change can be obtained by cascade connection.
  • the duct is made of resin as in the invention of claim 7, the heat loss from the magnetic working material that rises or falls due to the change of the magnetic field to the outside can be reduced.
  • the heat is prevented from flowing from the high temperature end to the low temperature end via the duct, and the temperature difference between the high temperature end and the low temperature end can be maintained.
  • FIG. 2 is a sectional view of the magnetic heat pump AMR (Active Magnetic Regenerator) of FIG. 1. It is a figure which shows the temperature of the high temperature end and low temperature end of a magnetic working body in the state where the temperature change was saturated.
  • FIG. 2 is a T ⁇ ( ⁇ S) diagram showing physical properties of a magnetic working substance used in the magnetic heat pump apparatus of FIG. 1. It is the figure demonstrated with the filling length and temperature in a duct which shows the physical property of the magnetic working material used with the magnetic heat pump apparatus of FIG.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a magnetic heat pump device 1 according to an embodiment to which the present invention is applied
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of an AMR 2 for magnetic heat pump of the magnetic heat pump device 1.
  • the target refrigeration capacity of the magnetic heat pump device 1 of the embodiment is 100 W.
  • the magnetic heat pump AMR 2 of the magnetic heat pump apparatus 1 includes a hollow cylindrical housing 3 and a pair of (two) permanent magnets 6 (magnetic field) on an axially symmetric circumferential surface in the housing 3. Generator) is provided with a rotating body 7 attached radially. Both ends of the shaft of the rotating body 7 are rotatably supported by the housing 3 and are further connected to a servo motor via a speed reducer (not shown), and the rotation is controlled by this servo motor.
  • the rotating body 7, the permanent magnet 6 and the like constitute a magnetic field changing device that changes the magnitude of the magnetic field applied to the magnetic working material 13 described later.
  • rotary valves 8 and 9 (FIG. 1), which will be described later, are connected to the shaft of the rotating body 7.
  • magnetic working bodies 11A, 11B, 11C, and 11D which are twice the number of permanent magnets 6, are disposed in the circumferential direction in the state of being close to the outer peripheral surface of the permanent magnet 6 on the inner periphery of the housing 3. Fixed at regular intervals.
  • the magnetic working bodies 11A and 11C are arranged in an axially symmetric position with the rotating body 7 interposed therebetween, and the magnetic working bodies 11B and 11D are arranged in an axially symmetric position with the rotating body 7 interposed therebetween (FIG. 2). .
  • Each of the magnetic working bodies 11A to 11D has a plurality of types (three types in the embodiment) of first to second types having a magnetocaloric effect in a hollow duct 12 whose cross section is an arc shape along the inner periphery of the housing 3.
  • the magnetic working material 13 formed by cascading three magnetic working materials 13A, 13B, and 13C is filled with a heat medium (here, water) so that it can flow (FIG. 1).
  • the duct 12 is made of a highly heat-insulating resin material. This reduces the heat loss from the magnetic working material 13 to the atmosphere (external) that increases or decreases when the magnetic field is changed (excitation and demagnetization) as described later, and prevents heat transfer in the axial direction. . Further, the magnetic working bodies 11A to 11D will be described in detail later.
  • each of the magnetic working bodies 11A to 11D has a high temperature end 14 at one end (left end in FIG. 1) and a low temperature end 16 at the other end (right end in FIG. 1).
  • the high temperature pipes 17A and 17B are connected to the high temperature end 14 of the magnetic working body 11A
  • the high temperature pipes 17C and 17D are connected to the high temperature end 14 of the magnetic working body 11C in an axially symmetric position.
  • the high temperature pipes 17E and 17F are connected to the high temperature end 14 of 11B.
  • the high temperature pipes 17G and 17H are connected to the high temperature end 14 of the magnetic working body 11D that is axially symmetric with it, and each pipe is pulled out from the housing 3. It is.
  • the low temperature pipes 18A and 18B are connected to the low temperature end 16 of the magnetic working body 11A, and in the embodiment, the low temperature pipes 18C and 18D are connected to the low temperature end 16 of the magnetic working body 11C which is in an axially symmetric position.
  • the low-temperature pipes 18E and 18F are connected to the low-temperature end 16 of 11B, and in the embodiment, the low-temperature pipes 18G and 18H are connected to the low-temperature end 16 of the magnetic working body 11D that is axially symmetric with it.
  • a circulation path of the heat medium (water) is configured.
  • each high temperature piping 17A, 17C, 17E, 17G of each magnetic working body 11A, 11C, 11B, 11D is connected to one connection port 8A of the rotary valve 8, and each magnetic working body 11A, 11C, 11B, 11D is connected.
  • Each high temperature pipe 17B, 17D, 17F, 17H is connected to the other connection port 8B of the rotary valve 8.
  • the rotary valve 8 further has an outflow port 8C and an inflow port 8D.
  • the internal valve body is rotated by the servo motor described above to connect the connection port 8A to the outflow port 8C, and the connection port 8B is connected to the inflow port.
  • the state is switched between a state communicating with 8D, and a state where connection port 8A communicates with inflow port 8D and connection port 8B communicates with outflow port 8C.
  • the outflow port 8C of the rotary valve 8 is connected to the inlet of the heat exchanger 21 on the heat radiation side through the pipe 19, and the outlet of the heat exchanger 21 is connected to the suction side of the circulation pump 24 through the pipe 22 and the heater 23. It is connected. And the discharge side of this circulation pump 24 is connected to the inflow port 8D of the rotary valve 8 via the piping 26, and the circulation path of the waste heat side is comprised.
  • each low temperature pipe 18A, 18C, 18E, 18G of each magnetic working body 11A, 11C, 11B, 11D is connected to one connection port 9A of the rotary valve 9, and each of the magnetic working bodies 11A, 11C, 11B, 11D is connected.
  • Each low-temperature pipe 18B, 18D, 18F, 18H is connected to the other connection port 9B of the rotary valve 9.
  • the rotary valve 9 further has an outflow port 9C and an inflow port 9D.
  • the internal valve body is rotated by the servo motor described above to connect the connection port 9A to the outflow port 9C, and the connection port 9B is connected to the inflow port. Switching between the state communicating with 9D and the state communicating the connection port 9A with the inflow port 9D and the connection port 9B with the outflow port 9C are performed.
  • the outflow port 9C of the rotary valve 9 is connected to the inlet of the heat exchanger 28 on the heat absorption side through the pipe 27, and the outlet of the heat exchanger 28 is connected to the inflow port 9D of the rotary valve 9 through the pipe 29.
  • a circulation path on the heat absorption side is configured.
  • the circulation pump 24, the rotary valves 8, 9 and the respective pipes constitute a heat medium moving device for reciprocating the heat medium between the high temperature end 14 and the low temperature end 16 of each of the magnetic working bodies 11A to 11D.
  • the rotary valve 8 When the rotary body 7 is at the 0 ° position (FIG. 2), the rotary valve 8 communicates the connection port 8A with the outflow port 8C and the connection port 8B with the inflow port 8D. 9 indicates that the connection port 9A is in communication with the inflow port 9D and the connection port 9B is in communication with the outflow port 9C.
  • the heat medium (water) is changed from the circulation pump 24 ⁇ the pipe 26 ⁇ the inflow port 8D of the rotary valve 8 to the connection port 8B ⁇ the high temperature pipes 17F and 17H ⁇ Magnetic working bodies 11B and 11D at positions of 90 ° and 270 ° ⁇ low temperature pipes 18F and 18H ⁇ outlet port 9C from connection port 9B of rotary valve 9 ⁇ pipe 27 ⁇ heat exchanger 28 on heat absorption side ⁇ pipe 29 ⁇ rotary valve 9 Inlet port 9D to connecting port 9A ⁇ low temperature piping 18A and 18C ⁇ magnetic working bodies 11A and 11C at positions of 0 ° and 180 ° ⁇ high temperature piping 17A and 17C ⁇ rotary valve 8 connecting port 8A to outlet port 8C ⁇ pipe 19 ⁇
  • the heat exchanger 21 on the heat radiating side ⁇ the piping 22 ⁇ the heater 23 ⁇ the circulation pump 24 is circulated in this order.
  • the heat medium (water) in the magnetic working bodies 11A, 11C vibrates in the axial direction of the magnetic working bodies 11A, 11C, transfers heat from the low temperature end 16 to the high temperature end 14, and becomes a high temperature at the high temperature end 14.
  • Water flows out from the high-temperature pipe to the heat exchanger 21 on the heat radiation side, releases the heat of work to the outside (outside air, etc.), and the heat medium (water) that has become low temperature at the low-temperature end 16 absorbs heat from the low-temperature pipe. It flows out to the heat exchanger 28 on the side, absorbs heat from the cooled object 31, and cools the cooled object 31.
  • heat is dissipated to the magnetic working material 13 of the magnetic working bodies 11B and 11D whose temperature has been demagnetized and lowered, and the cooled heat medium (water) absorbs heat from the body 31 to be cooled by the heat exchanger 28 on the heat absorbing side, After cooling the body 31 to be cooled, the heat medium (water) absorbs heat from the magnetic working material 13 of the magnetic working bodies 11A and 11C whose temperature has been increased by excitation, cools it, and performs heat exchange on the heat radiation side. Returning to the vessel 21, the amount of work heat is released to the outside (outside air, etc.).
  • connection port 8D of the valve 8 From the inflow port 8D of the valve 8 to the connection port 8B ⁇ high temperature pipes 17B and 17D ⁇ magnetic working bodies 11A and 11C at positions of 0 ° and 180 ° ⁇ low temperature pipes 18B and 18D ⁇ from the connection port 9B of the rotary valve 9 to the outflow port 9C ⁇ Piping 27 ⁇ heat exchanger 28 on the heat absorption side ⁇ piping 29 ⁇ connection port 9A to inlet port 9D of the rotary valve 9 ⁇ magnetic working bodies 11B and 11D at positions 90 ° and 270 ° ⁇ high temperature piping 17E And 17G ⁇ outlet port 8C from connection port 8A of rotary valve 8 ⁇ pipe 19 ⁇ heat exchanger 21 on the heat radiation side ⁇ pipe 22 ⁇ heater 23 ⁇ circulation pump 24 in this order. Will be in a state.
  • the rotation of the rotary body 7 and the switching of the rotary valves 8 and 9 are performed at a relatively high rotational speed and timing, and the heat medium (water) between the high temperature end 14 and the low temperature end 16 of each magnetic working body 11A to 11D.
  • the temperature difference between the high temperature end 14 and the low temperature end 16 of each of the magnetic working bodies 11A to 11D is repeated by repeatedly absorbing and releasing heat from the magnetic working material 13 of the magnetic working bodies 11A to 11D to be excited / demagnetized.
  • the temperature of the low temperature end 16 of each of the magnetic working bodies 11A to 11D connected to the heat exchanger 28 on the endothermic side is a temperature at which the refrigerating capacity of the magnetic working material 13 and the thermal load of the cooled object 31 are balanced.
  • the temperature of the high temperature end 14 of each of the magnetic working bodies 11A to 11D connected to the heat exchanger 21 on the heat radiating side is substantially constant due to the balance between the heat radiating capacity and the refrigeration capacity of the heat exchanger 21.
  • FIG. 3 shows the temperatures of the high temperature end 14 and the low temperature end 16 with L1 and L2 in a state where the temperature change is saturated in this way.
  • both the high temperature end 14 and the low temperature end 16 are affected by heat absorption and heat dissipation due to excitation and demagnetization, and rise and fall with a predetermined temperature range (about 2K in the embodiment).
  • both the heat exchanger 21 on the heat radiating side and the heat exchanger 28 on the heat absorbing side or either One of them is composed of a microchannel heat exchanger.
  • the micro-channel type heat exchanger has a higher heat transfer coefficient than other types of heat exchangers and has a wide heat transfer area per unit volume. Therefore, the magnetic heat pump device 1 according to the present invention provides the required capacity. It is very suitable for obtaining.
  • FIG. 4 shows a T ⁇ ( ⁇ S) diagram of each of the magnetic working materials 13A to 13C of the example.
  • T is temperature (K or ° C.)
  • ( ⁇ S) is magnetic entropy change (J / kgK).
  • three kinds of Mn-based or La-based materials are used as the first to third magnetic working substances 13A to 13C.
  • These Mn-based and La-based materials have a larger magnetic entropy change ( ⁇ S) due to excitation / demagnetization and higher heat absorption / heat dissipation capabilities than conventionally used Gd-based materials.
  • the operating temperature range (driving temperature span) of each material is narrower than that of the Gd-based material, when used alone, the temperature cannot be changed from room temperature to the required freezing / radiating (hot water supply) temperature.
  • L3 in FIG. 4 indicates physical properties of the first magnetic working material 13A
  • L4 indicates physical properties of the second magnetic working material 13B
  • L5 indicates physical properties of the third magnetic working material 13C.
  • the first magnetic working material 13A of the example is a secondary phase transition material having a Curie point Tc1 which is a magnetic phase transition point
  • the second magnetic working material 13B is a secondary phase transition material having a Curie point Tc2
  • the magnetic working material 13C of No. 3 is a secondary phase transition material having a Curie point Tc3.
  • the magnetic entropy change ( ⁇ S) of the first magnetic working material 13A has a peak value ( ⁇ SMax) at the temperature Tp1 near the Curie point Tc1 of a certain magnetic flux density (T).
  • the magnetic entropy change ( ⁇ S) of the second magnetic working material 13B has a peak value ( ⁇ SMax) at the temperature Tp2 near the Curie point Tc2 of a certain magnetic flux density (T), and the magnetic entropy of the third magnetic working material 13C.
  • the change ( ⁇ S) has a peak value ( ⁇ SMax) at a temperature Tp3 near the Curie point Tc3 of a certain magnetic flux density (T).
  • the magnetic entropy change ( ⁇ S) of each of the magnetic working materials 13A to 13C on the vertical axis with respect to the temperature on the horizontal axis is the peak value ( ⁇ SMax) near the respective Curie points. ) Is a relatively steep mountain shape.
  • the magnetic working materials 13A to 13C are selected so that the Curie points have a relationship of Tc1 ⁇ Tc2 ⁇ Tc3, and the first magnetic working material 13A having the lowest Curie point Tc1 is used for each magnetic work.
  • the third magnetic working material 13C having the highest Curie point Tc3 is charged on the high temperature end 14 side in the duct 12 of each magnetic working body 11A-11D.
  • the second magnetic working material 13B having the intermediate Curie point Tc2 is filled between the first magnetic working material 13A and the third magnetic working material 13C in the duct 12 of each of the magnetic working bodies 11A to 11D.
  • the magnetic working substance 13 is configured by cascading them.
  • each magnetic working material 13 in the duct 12 of each of the magnetic working bodies 11A to 11D is transferred from the low temperature end 16 side to the high temperature end 14 side, and each magnetic working material 13A to 13C is converted into the first magnetic working material 13A ( Filled with the second magnetic working material 13B (having an intermediate Curie point Tc2) and the third magnetic working material 13C (having the highest Curie point Tc3) in this order. Cascade connection.
  • This half-value width ⁇ T is a temperature change width of a value ( ⁇ S) which is a half of the peak value ( ⁇ SMax) of the T ⁇ ( ⁇ S) curve shown in FIG. This is the operating temperature range (or operating temperature range) of the magnetic working material.
  • the magnetic entropy change ( ⁇ S) of each of the magnetic working materials 13A to 13C has a relatively steep mountain shape with the peak value ( ⁇ SMax) as the apex. Although narrow, the range from the temperature on the high temperature side half of this half width ⁇ T (the peak value ( ⁇ SMax) to the higher temperature half) to the temperature at which the peak value ( ⁇ SMax) is reached (relative to L3 in FIG. 4). The temperature change becomes large in the range between the two broken lines shown as an example).
  • FIG. 5 shows this corresponding to the length Y, where Y is the length from the low temperature end 16 to the high temperature end 14 of the magnetic working bodies 11A to 11D.
  • the horizontal axis represents the filling length of the magnetic working materials 13A to 13C, and the position of the length Y from the low temperature end 16 is the high temperature end 14 from here.
  • L6 indicates the temperature of each part from the low temperature end 16 to the high temperature end 14 when the first magnetic working substance 13A is completely filled from the low temperature end 16 to the high temperature end 14 and the temperature change is saturated as described above.
  • L7 is the temperature of each part when the second magnetic working material 13B is filled from the low temperature end 16 to the high temperature end 14 and L8 is also filled with the third magnetic working material 13C from the low temperature end 16 to the high temperature end 14 The temperature of each part is shown.
  • X1 is the range in which the temperature change of the first magnetic working material 13A increases (the range from the half temperature on the high temperature side of the half-value width ⁇ T to the temperature at which the peak value ( ⁇ SMax) is reached:
  • X2 indicates a specific temperature range in which the temperature change of the second magnetic working material 13B increases, and
  • X3 indicates a specific temperature range in which the temperature change of the third magnetic working material 13C increases.
  • the specific temperature range X1 to X3 in the magnetic working material filled from the low temperature end 16 to the high temperature end 14, the temperature change is larger than the other portions.
  • the single first magnetic working substance 13A is completely filled from the low temperature end 16 to the high temperature end 14, only a temperature change from the temperature T1 of the low temperature end 16 to the temperature T3 of the high temperature end 14 can be obtained (L6).
  • the single second magnetic working material 13B is filled from the low temperature end 16 to the high temperature end 14, only a temperature change from the temperature T2 of the low temperature end 16 to the temperature T5 of the high temperature end 14 can be obtained (L7).
  • all the single third magnetic working substance 13C is filled from the low temperature end 16 to the high temperature end 14, only a temperature change from the temperature T4 of the low temperature end 16 to the temperature T6 of the high temperature end 14 can be obtained. (L8).
  • the magnetic working materials 13A to 13C are connected to the inside of the duct 12 so that the specific temperature ranges X1 to X3 in which the temperature changes of the magnetic working materials 13A to 13C are increased from low to high. It was made to fill in.
  • the upper boundary point of the specific temperature range of the first magnetic working material 13A matches or approximates the lower boundary point of the specific temperature range of the second magnetic working material 13B.
  • the upper boundary point of the specific temperature range coincides with or approximates the lower boundary point of the specific temperature range of the third magnetic working material 13C, and the lower boundary point of the first magnetic working material 13A or Magnetic properties having a physical property that provides a required temperature change (temperature change from temperature T1 to temperature T6 in FIG. 5) between the vicinity and the upper boundary point of the specific temperature range of the third magnetic working substance 13C or the vicinity thereof.
  • the working material was selected as the first to third magnetic working materials 13A to 13C.
  • a specific temperature range X1 in which the temperature change of the first magnetic working material 13A is large is a position of the length Y1 from the low temperature end 16
  • the specific temperature range X2 in which the temperature change of the second magnetic working material 13B becomes large corresponds to the dimension from the position of the length Y1 to the position of the length Y2
  • Made to correspond to the dimensions of up magnetic working material 13C position length Y3 temperature change increases the temperature range from X3 from the position of the length Y2 of (position of the hot end 14).
  • Mn-based and La-based magnetic working materials 13A to 13C having a narrow operating temperature range are used, they are cascaded most effectively so that the temperature T1 at the low temperature end 16 can be reduced as shown in FIG.
  • the largest temperature change can be obtained up to the temperature T6 of the high temperature end 14, and the temperature can be lowered to the cooling temperature necessary for the heat pump or increased to the heat radiation temperature such as heating and hot water supply.
  • FIG. 6 shows an example of the magnetic heat pump device 1 when the target refrigeration capacity is 500 W and it is configured by a single AMR 2 for magnetic heat pump.
  • the large casing 3 is required, and the number of pipes 32 and 33 (the high-temperature pipe and the low-temperature pipe in the above-described example) connected to the large casing 3 is very large and the number of parts increases. Further, there is a problem that the rotary valves 8 and 9 are also enlarged and the structure is complicated.
  • FIG. 7 five sets of the magnetic heat pump AMR 2 (housing 3) and the rotary valves 8 and 9 of the 100 W magnetic heat pump apparatus 1 of the example of FIG. By connecting them in parallel, the number of pipes can be reduced as compared with the case of FIG. 6 and the rotary valves 8, 9, 36, 37 can be reduced in size. In addition, the dead space is reduced, and the heat loss transferred from the piping is also reduced. Furthermore, since the magnetic heat pump device 1 for 500 W can be configured by diverting the magnetic heat pump AMR 2 for 100 W, the cost for design and production can be reduced.
  • the magnetic working material 13 is configured by cascading three types of magnetic working materials 13A to 13C.
  • the invention is not limited to this, and two or four or more types of magnetic working materials 13 are used depending on the target refrigeration capacity. Magnetic working materials may be cascaded. Even in such a case, each magnetic working substance is filled in the duct 12 without departing from the spirit of the present invention.
  • the overall configuration of the magnetic heat pump device is not limited to the embodiment, and the heat medium moving device may be configured by a so-called displacer instead of the circulation pump 24 and the rotary valves 8 and 9.
  • Magnetic heat pump device 2 AMR for magnetic heat pump 3 Housing 6 Permanent magnet (Magnetic field changing device) 7 Rotating body (magnetic field changing device) 8, 9 Rotary valve (heat medium transfer device) 11A to 11D Magnetic working body 12 Duct 13, 13A to 13C Magnetic working material 14 High temperature end 16 Low temperature end 21, 28 Heat exchanger 24 Circulation pump (heat medium moving device)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Abstract

磁気ヒートポンプ装置（１）は磁気作業体（１１Ａ～１１Ｄ）と、永久磁石（６）と、循環ポンプ（２４）と、ロータリ弁（８、９）と、熱交換器（２１、２８）を有する。磁気作業体のダクト（１２）に、複数種の磁気作業物質（１３Ａ～１３Ｃ）を、そのキュリー点が低い順に低温端（１６）から高温端（１４）に渡って充填することで各磁気作業物質をカスケード接続すると共に、各磁気作業物質を充填する寸法を、それぞれの温度変化が大きくなる所定の特定温度範囲に対応させる。複数種の磁気作業物質を効果的にカスケード接続して必要な冷却、放熱温度を得ることができる。

Description

磁気ヒートポンプ装置
　本発明は、磁気作業物質の磁気熱量効果を利用した磁気ヒートポンプ装置に関する。
  フロン等の気体冷媒を使用した従来の蒸気圧縮冷凍装置に代わり、磁気作業物質が励磁と消磁の際に大きな温度変化を生じさせる性質（磁気熱量効果）を利用した磁気ヒートポンプ装置が近年注目されている。この磁気作業物質として従来Ｇｄ系の２次相転移材料が使用されていたが、近年ではこのＧｄ系の材料よりも磁気エントロピー変化が大きいＭｎ系或るいはＬａ系の２次相転移材料が利用されるようになって来ている（例えば、特許文献１参照）。
　このＭｎ系、Ｌａ系の磁気作業物質は、励磁と消磁による磁気エントロピー変化が大きく、吸熱／放熱能力も大きいが、稼働温度域が狭く単体では必要される温度変化が得られないという欠点がある。そこで、キュリー点が低いものから高いものまで複数の磁気作業物質をダクト内にカスケード接続で充填し、常温から必要とする冷凍温度や給湯温度（放熱温度）までの温度変化をさせることが考えられている。
特開２００８－５１４０９号公報
　しかしながら、従来では各磁気作業物質をダクト内において、どのようにカスケード接続すれば効果的か、定量的に検討されていなかったのが現実である。
　本発明は、係る従来の技術的課題を解決するために成されたものであり、複数種の磁気作業物質を効果的にカスケード接続して必要な冷却、放熱温度を得ることができる磁気ヒートポンプ装置を提供することを目的とする。
　本発明の磁気ヒートポンプ装置は、磁気熱量効果を有する磁気作業物質を、熱媒体が流通されるダクト内に充填して成る磁気作業体と、磁気作業物質に印加される磁場の大きさを変更する磁場変更装置と、磁気作業体の高温端と低温端の間で熱媒体を移動させる熱媒体移動装置と、高温端側の熱媒体を放熱させるための放熱側の熱交換器と、低温端側の熱媒体に吸熱させるための吸熱側の熱交換器とを備えたものであって、磁気作業体のダクトに、複数種の磁気作業物質を、そのキュリー点が低い順に低温端から高温端に渡って充填することで各磁気作業物質をカスケード接続すると共に、各磁気作業物質を充填する寸法を、それぞれの温度変化が大きくなる所定の特定温度範囲に対応させたことを特徴とする。
　請求項２の発明の磁気ヒートポンプ装置は、上記発明において各磁気作業物質の温度変化が大きくなる特定温度範囲は、各磁気作業物質の半値幅の高温側の半分の温度から磁気エントロピー変化がピーク値となる温度までの範囲であることを特徴とする。
　請求項３の発明の磁気ヒートポンプ装置は、上記各発明において各磁気作業物質の温度変化が大きくなる特定温度範囲は、各磁気作業物質をそれぞれ単体でダクト内に充填した場合、その温度変化が飽和したときに低温端から高温端の間で温度変化が他の部分より大きくなっている範囲であることを特徴とする。
　請求項４の発明の磁気ヒートポンプ装置は、上記各発明において各磁気作業物質の特定温度範囲が、低いものから高いものに渡って繋がるように、各磁気作業物質をダクト内に充填したことを特徴とする。
　請求項５の発明の磁気ヒートポンプ装置は、上記各発明において各磁気作業物質は、Ｇｄ系よりも磁気エントロピー変化が大きいが、稼働温度域が狭い材料であることを特徴とする。
　請求項６の発明の磁気ヒートポンプ装置は、上記発明において各磁気作業物質は、Ｍｎ系、又は、Ｌａ系の材料であることを特徴とする。
　請求項７の発明の磁気ヒートポンプ装置は、上記各発明においてダクトを、樹脂にて構成したことを特徴とする。
　本発明によれば、磁気熱量効果を有する磁気作業物質を、熱媒体が流通されるダクト内に充填して成る磁気作業体と、磁気作業物質に印加される磁場の大きさを変更する磁場変更装置と、磁気作業体の高温端と低温端の間で熱媒体を移動させる熱媒体移動装置と、高温端側の熱媒体を放熱させるための放熱側の熱交換器と、低温端側の熱媒体に吸熱させるための吸熱側の熱交換器とを備えた磁気ヒートポンプ装置において、磁気作業体のダクトに、複数種の磁気作業物質を、そのキュリー点が低い順に低温端から高温端に渡って充填することで各磁気作業物質をカスケード接続すると共に、各磁気作業物質を充填する寸法を、それぞれの温度変化が大きくなる所定の特定温度範囲に対応させたので、請求項５や請求項６の発明の如く磁気エントロピー変化は大きいが、稼働温度域が狭い磁気作業物質を使用した場合にも、それらを効果的にカスケード接続して、低温端の温度から高温端の温度まで大きな温度変化が得られるようになり、ヒートポンプとして必要な冷却温度まで下げ、或いは、放熱温度まで上げられるようになる。
　この場合、請求項２の発明の如く、上記発明の各磁気作業物質の温度変化が大きくなる特定温度範囲は、各磁気作業物質の半値幅の高温側の半分の温度から磁気エントロピー変化がピーク値となる温度までの範囲である。
　また、請求項３の発明の如く、上記各発明の各磁気作業物質の温度変化が大きくなる特定温度範囲は、各磁気作業物質をそれぞれ単体でダクト内に充填した場合、その温度変化が飽和したときに低温端から高温端の間で温度変化が他の部分より大きくなっている範囲である。
　更に、請求項４の発明の如く各磁気作業物質の特定温度範囲が、低いものから高いものに渡って繋がるように、各磁気作業物質をダクト内に充填すれば、各磁気作業物質を最も効果的にカスケード接続して最も大きな温度変化を得ることができるようになる。
　また、請求項７の発明の如くダクトを樹脂にて構成すれば、磁場の変更で温度が上昇し、或いは、低下する磁気作業物質から外部への熱損失を低減させることができるようになると共に、ダクトを介して高温端から低温端に熱が流れることを妨げ、高温端と低温端の温度差を維持することができるようになる。
本発明を適用した実施例の磁気ヒートポンプ装置の全体構成図である。 図１の磁気ヒートポンプ用ＡＭＲ（Ａｃｔｉｖｅ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｒｅｇｅｎｅｒａｔｏｒ）の断面図である。 温度変化が飽和した状態における磁気作業体の高温端と低温端の温度を示す図である。 図１の磁気ヒートポンプ装置で使用する磁気作業物質の物性を示すＴ・（－ΔＳ）線図である。 図１の磁気ヒートポンプ装置で使用する磁気作業物質の物性を示すダクト内の充填長さと温度で説明した図である。 冷凍能力５００Ｗの磁気ヒートポンプ装置を５００Ｗ用の磁気ヒートポンプ用ＡＭＲで構成した場合の構成図である。 冷凍能力５００Ｗの磁気ヒートポンプ装置を、１００Ｗ用の磁気ヒートポンプ用ＡＭＲ５台を並列接続して構成した場合の構成図である。
  以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明を適用した実施例の磁気ヒートポンプ装置１の全体構成図、図２は磁気ヒートポンプ装置１の磁気ヒートポンプ用ＡＭＲ２の断面図を示している。尚、実施例の磁気ヒートポンプ装置１の目標冷凍能力は１００Ｗとする。
（１）磁気ヒートポンプ装置１の構成
　先ず、図２の磁気ヒートポンプ用ＡＭＲ２について説明する。磁気ヒートポンプ装置１の磁気ヒートポンプ用ＡＭＲ２は、中空筒状の筐体３と、この筐体３内の軸心にあって、軸対称となる周面に一対（二個）の永久磁石６（磁場発生部材）が放射状に取り付けられた回転体７とを備える。回転体７の軸の両端は筐体３によって回転自在に軸支されると共に、更に図示しない減速機を介してサーボモータに連結され、このサーボモータにより回転制御される。これら回転体７や永久磁石６等により後述する磁気作業物質１３に印加される磁場の大きさを変更する磁場変更装置が構成される。また、回転体７の軸には後述するロータリ弁８、９（図１）が連結される。
  一方、筐体３の内周には、永久磁石６の二倍の個数である四本の磁気作業体１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄが、永久磁石６の外周面に近接する状態で周方向に等間隔で固定されている。実施例の場合、磁気作業体１１Ａと１１Ｃが回転体７を挟んで軸対称位置に配置され、磁気作業体１１Ｂと１１Ｄが回転体７を挟んで軸対称位置に配置されている（図２）。各磁気作業体１１Ａ～１１Ｄは、断面が筐体３の内周に沿った円弧状となる中空のダクト１２内に、磁気熱量効果を有する複数種（実施例では三種類）の第１～第３の磁気作業物質１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃをカスケード接続して成る磁気作業物質１３を、熱媒体（ここでは水）が流通可能にそれぞれ充填したものである（図１）。
　尚、実施例ではダクト１２を断熱性の高い樹脂材料にて構成している。これにより、後述する如き磁場の変更（励磁と消磁）で温度が上昇し、或いは、低下する磁気作業物質１３から大気（外部）への熱損失を低減させ、軸方向の伝熱を防いでいる。また、磁気作業体１１Ａ～１１Ｄについては後に詳述する。
 そして、係る磁気ヒートポンプ用ＡＭＲ２を組み込んだ図１の磁気ヒートポンプ装置１
の全体構成図において、各磁気作業体１１Ａ～１１Ｄは、一端（図１における左端）に高温端１４を有し、他端（図１における右端）に低温端１６を有している。そして、磁気作業体１１Ａの高温端１４に高温配管１７Ａ及び１７Ｂが接続され、実施例ではそれと軸対称位置にある磁気作業体１１Ｃの高温端１４に高温配管１７Ｃ及び１７Ｄが接続され、磁気作業体１１Ｂの高温端１４に高温配管１７Ｅ及び１７Ｆが接続され、実施例ではそれと軸対称位置にある磁気作業体１１Ｄの高温端１４に高温配管１７Ｇ及び１７Ｈが接続されて各配管が筐体３から引き出されている。
　また、磁気作業体１１Ａの低温端１６に低温配管１８Ａ及び１８Ｂが接続され、実施例ではそれと軸対称位置にある磁気作業体１１Ｃの低温端１６に低温配管１８Ｃ及び１８Ｄが接続され、磁気作業体１１Ｂの低温端１６に低温配管１８Ｅ及び１８Ｆが接続され、実施例ではそれと軸対称位置にある磁気作業体１１Ｄの低温端１６に低温配管１８Ｇ及び１８Ｈが接続されて各配管が筐体３から引き出され、これらにより、熱媒体（水）の循環経路が構成されている。
　そして、各磁気作業体１１Ａ、１１Ｃ、１１Ｂ、１１Ｄの各高温配管１７Ａ、１７Ｃ、１７Ｅ、１７Ｇがロータリ弁８の一方の接続ポート８Ａに接続され、各磁気作業体１１Ａ、１１Ｃ、１１Ｂ、１１Ｄの各高温配管１７Ｂ、１７Ｄ、１７Ｆ、１７Ｈがロータリ弁８の他方の接続ポート８Ｂに接続されている。ロータリ弁８は更に流出ポート８Ｃと流入ポート８Ｄを有しており、前述したサーボモータにより内部の弁体が回転されて接続ポート８Ａを流出ポート８Ｃに連通し、且つ、接続ポート８Ｂを流入ポート８Ｄに連通する状態と、接続ポート８Ａを流入ポート８Ｄに連通し、且つ、接続ポート８Ｂを流出ポート８Ｃに連通する状態とに切り換える。
　ロータリ弁８の流出ポート８Ｃは、配管１９を介して放熱側の熱交換器２１の入口に接続され、この熱交換器２１の出口は配管２２、ヒータ２３を介して循環ポンプ２４の吸込側に接続されている。そして、この循環ポンプ２４の吐出側が配管２６を介してロータリ弁８の流入ポート８Ｄに接続されて排熱側の循環経路が構成されている。
　一方、各磁気作業体１１Ａ、１１Ｃ、１１Ｂ、１１Ｄの各低温配管１８Ａ、１８Ｃ、１８Ｅ、１８Ｇはロータリ弁９の一方の接続ポート９Ａに接続され、各磁気作業体１１Ａ、１１Ｃ、１１Ｂ、１１Ｄの各低温配管１８Ｂ、１８Ｄ、１８Ｆ、１８Ｈがロータリ弁９の他方の接続ポート９Ｂに接続されている。ロータリ弁９は更に流出ポート９Ｃと流入ポート９Ｄを有しており、前述したサーボモータにより内部の弁体が回転されて接続ポート９Ａを流出ポート９Ｃに連通し、且つ、接続ポート９Ｂを流入ポート９Ｄに連通する状態と、接続ポート９Ａを流入ポート９Ｄに連通し、且つ、接続ポート９Ｂを流出ポート９Ｃに連通する状態とに切り換える。
　ロータリ弁９の流出ポート９Ｃは、配管２７を介して吸熱側の熱交換器２８の入口に接続され、この熱交換器２８の出口は配管２９を介してロータリ弁９の流入ポート９Ｄに接続されて吸熱側の循環経路が構成されている。これら循環ポンプ２４、ロータリ弁８、９や各配管により、各磁気作業体１１Ａ～１１Ｄの高温端１４と低温端１６の間で熱媒体を往復移動させる熱媒体移動装置が構成される。
（２）磁気ヒートポンプ装置１の動作
　以上の構成の磁気ヒートポンプ装置１の動作について説明する。先ず、回転体７が０°の位置（図２に示す位置）にあるとき、永久磁石６、６が０°及び１８０°の位置にあるので、この０°及び１８０°の位置にある磁気作業体１１Ａ、１１Ｃの磁気作業物質１３に印加される磁場の大きさは増大し、励磁されて温度が上昇する。一方、これと９０°位相が異なる９０°及び２７０°の位置にある磁気作業体１１Ｂ、１１Ｄの磁気作業物質１３に印加される磁場の大きさは減少し、消磁されて温度が低下する。
  また、回転体７が０°の位置（図２）にあるとき、ロータリ弁８は接続ポート８Ａを流出ポート８Ｃに連通し、且つ、接続ポート８Ｂを流入ポート８Ｄに連通する状態とし、ロータリ弁９は接続ポート９Ａを流入ポート９Ｄに連通し、且つ、接続ポート９Ｂを流出ポート９Ｃに連通する状態とする。
　そして、循環ポンプ２４の運転により、熱媒体（水）は図１に実線矢印で示すように、循環ポンプ２４→配管２６→ロータリ弁８の流入ポート８Ｄから接続ポート８Ｂ→高温配管１７Ｆ及び１７Ｈ→９０°及び２７０°の位置の磁気作業体１１Ｂ及び１１Ｄ→低温配管１８Ｆ及び１８Ｈ→ロータリ弁９の接続ポート９Ｂから流出ポート９Ｃ→配管２７→吸熱側の熱交換器２８→配管２９→ロータリ弁９の流入ポート９Ｄから接続ポート９Ａ→低温配管１８Ａ及び１８Ｃ→０°及び１８０°の位置の磁気作業体１１Ａ及び１１Ｃ→高温配管１７Ａ及び１７Ｃ→ロータリ弁８の接続ポート８Ａから流出ポート８Ｃ→配管１９→放熱側の熱交換器２１→配管２２→ヒータ２３→循環ポンプ２４の順で循環される状態となる。
　磁気作業体１１Ａ、１１Ｃ中の熱媒体（水）は磁気作業体１１Ａ、１１Ｃの軸方向に振動し、熱を低温端１６から高温端１４へ伝達し、高温端１４で高温となった熱媒体（水）が高温配管から放熱側の熱交換器２１に流出し、仕事分の熱量を外部（外気等）に放出し、低温端１６で低温となった熱媒体（水）が低温配管から吸熱側の熱交換器２８に流出し、被冷却体３１から吸熱し、当該被冷却体３１を冷却する。即ち、消磁されて温度が低下した磁気作業体１１Ｂ、１１Ｄの磁気作業物質１３に放熱し、冷却された熱媒体（水）は、吸熱側の熱交換器２８で被冷却体３１から吸熱し、当該被冷却体３１を冷却した後、当該熱媒体（水）は、励磁されて温度が上昇した磁気作業体１１Ａ、１１Ｃの磁気作業物質１３から吸熱してそれを冷却し、放熱側の熱交換器２１に戻り、仕事分の熱量を外部（外気等）に放出する。
  次に、回転体７を永久磁石６、６と共に９０°回転させると、０°と１８０°との位置にある磁気作業体１１Ａ、１１Ｃの磁気作業物質１３は消磁されて温度が低下し、９０°及び２７０°の位置にある磁気作業体１１Ｂ、１１Ｄの磁気作業物質１３は、励磁されて温度が上昇する。このとき、ロータリ弁８、９も回転体７と共にその弁体が９０°回転されるため、今度は熱媒体（水）が図１に破線矢印で示すように、循環ポンプ２４→配管２６→ロータリ弁８の流入ポート８Ｄから接続ポート８Ｂ→高温配管１７Ｂ及び１７Ｄ→０°及び１８０°の位置の磁気作業体１１Ａ及び１１Ｃ→低温配管１８Ｂ及び１８Ｄ→ロータリ弁９の接続ポート９Ｂから流出ポート９Ｃ→配管２７→吸熱側の熱交換器２８→配管２９→ロータリ弁９の流入ポート９Ｄから接続ポート９Ａ→低温配管１８Ｅ及び１８Ｇ→９０°及び２７０°の位置の磁気作業体１１Ｂ及び１１Ｄ→高温配管１７Ｅ及び１７Ｇ→ロータリ弁８の接続ポート８Ａから流出ポート８Ｃ→配管１９→放熱側の熱交換器２１→配管２２→ヒータ２３→循環ポンプ２４の順で循環される状態となる。
　この回転体７の回転と各ロータリ弁８、９の切り換えを比較的高速の回転数とタイミングで行い、各磁気作業体１１Ａ～１１Ｄの高温端１４と低温端１６の間で熱媒体（水）を往復移動させ、励磁／消磁される各磁気作業体１１Ａ～１１Ｄの磁気作業物質１３からの吸熱／放熱を繰り返すことによって、各磁気作業体１１Ａ～１１Ｄの高温端１４と低温端１６の温度差が徐々に拡大し、やがて吸熱側の熱交換器２８に繋がる各磁気作業体１１Ａ～１１Ｄの低温端１６の温度は磁気作業物質１３の冷凍能力と被冷却体３１の熱負荷とがバランスする温度まで低下し、放熱側の熱交換器２１に繋がる各磁気作業体１１Ａ～１１Ｄの高温端１４の温度は熱交換器２１の放熱能力と冷凍能力とがバランスして略一定温度になる。
（３）熱交換器２１、２８
　上述した如く吸熱／放熱の繰り返しにより、各磁気作業体１１Ａ～１１Ｄの高温端１４と低温端１６の温度差は広がり、磁気作業物質１３の能力に釣り合った温度差になった時点で温度変化は飽和することになる。ここで、図３はこのように温度変化が飽和した状態における高温端１４と低温端１６の温度をＬ１とＬ２で示している。この図からも明らかな如く高温端１４、低温端１６共に励磁と消磁による吸熱と放熱の影響を受け、所定の温度幅（実施例では２Ｋ程）をもって上下する。
　このような小さい温度差で外部（外気や被冷却体３１）と熱交換することができるように、実施例では放熱側の熱交換器２１と吸熱側の熱交換器２８の双方、又は、何れか一方をマイクロチャンネル型の熱交換器で構成している。マイクロチャンネル型の熱交換器は他の形式の熱交換器と比較して伝熱係数が高い上、単位体積当たりの伝熱面積も広いので、本発明の如き磁気ヒートポンプ装置１により所要の能力を得る上で極めて好適である。
（４）磁気作業体１１Ａ～１１Ｄの磁気作業物質１３（カスケード接続）
　次に、図４、図５を参照しながら、各磁気作業体１１Ａ～１１Ｄのダクト１２内に充填する第１～第３の磁気作業物質１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃのカスケード接続について説明する。前述した如く各磁気作業体１１Ａ～１１Ｄの樹脂製のダクト１２内には、磁気作業物質１３を構成する複数種の磁気作業物質、実施例では三種類の第１～第３の磁気作業物質１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃがカスケード接続されるかたちでそれぞれ充填されている。
　図４は実施例の各磁気作業物質１３Ａ～１３ＣのＴ・（－ΔＳ）線図を示している。尚、Ｔは温度（Ｋ、又は、℃）、（－ΔＳ）は磁気エントロピー変化（Ｊ／ｋｇＫ）である。また、実施例では第１～第３の磁気作業物質１３Ａ～１３Ｃとして三種類のＭｎ系、又は、Ｌａ系材料を使用している。このＭｎ系、Ｌａ系材料は、従来使用されていたＧｄ系材料よりも励磁／消磁による磁気エントロピー変化（－ΔＳ）が大きく、吸熱／放熱能力も高い。しかしながら、各材料の稼働温度域（駆動温度スパン）がＧｄ系材料よりも狭いため、単体で使用したのでは常温から必要とする冷凍／放熱（給湯等）温度まで温度変化をさせることができない。
　即ち、図４中のＬ３は第１の磁気作業物質１３Ａの物性、Ｌ４は第２の磁気作業物質１３Ｂの物性、Ｌ５は第３の磁気作業物質１３Ｃの物性をそれぞれ示している。実施例の第１の磁気作業物質１３Ａは磁気的な相転移点であるキュリー点Ｔｃ１を有する２次相転移材料、第２の磁気作業物質１３Ｂはキュリー点Ｔｃ２を有する２次相転移材料、第３の磁気作業物質１３Ｃはキュリー点Ｔｃ３を有する２次相転移材料である。
　また、図４に示す如く、第１の磁気作業物質１３Ａの磁気エントロピー変化（－ΔＳ）は、ある磁束密度（Ｔ）のキュリー点Ｔｃ１付近の温度Ｔｐ１にピーク値（－ΔＳＭａｘ）を持ち、第２の磁気作業物質１３Ｂの磁気エントロピー変化（－ΔＳ）は、ある磁束密度（Ｔ）のキュリー点Ｔｃ２付近の温度Ｔｐ２にピーク値（－ΔＳＭａｘ）を持ち、第３の磁気作業物質１３Ｃの磁気エントロピー変化（－ΔＳ）は、ある磁束密度（Ｔ）のキュリー点Ｔｃ３付近の温度Ｔｐ３にピーク値（－ΔＳＭａｘ）を持つ。この図４から明らかな如く、横軸の温度に対して、縦軸の各磁気作業物質１３Ａ～１３Ｃの磁気エントロピー変化（－ΔＳ）は何れも、それぞれのキュリー点付近にあるピーク値（－ΔＳＭａｘ）を頂点とした比較的急峻な山型となる。
　そして、実施例では先ず各キュリー点がＴｃ１＜Ｔｃ２＜Ｔｃ３の関係となるように各磁気作業物質１３Ａ～１３Ｃが選択され、最も低いキュリー点Ｔｃ１を有する第１の磁気作業物質１３Ａが各磁気作業体１１Ａ～１１Ｄのダクト１２内の低温端１６側に充填され、最も高いキュリー点Ｔｃ３を有する第３の磁気作業物質１３Ｃが各磁気作業体１１Ａ～１１Ｄのダクト１２内の高温端１４側に充填され、中間のキュリー点Ｔｃ２を有する第２の磁気作業物質１３Ｂが各磁気作業体１１Ａ～１１Ｄのダクト１２内において、第１の磁気作業物質１３Ａと第３の磁気作業物質１３Ｃの間に充填され、それらがカスケード接続されることで磁気作業物質１３が構成されている。
　即ち、各磁気作業体１１Ａ～１１Ｄのダクト１２内の磁気作業物質１３は、低温端１６側から高温端１４側に渡って、各磁気作業物質１３Ａ～１３Ｃが、第１の磁気作業物質１３Ａ（最も低いキュリー点Ｔｃ１を有する）、第２の磁気作業物質１３Ｂ（中間のキュリー点Ｔｃ２を有する）、第３の磁気作業物質１３Ｃ（最も高いキュリー点Ｔｃ３を有する）の順で充填されるかたちでカスケード接続されている。
　ここで、磁気作業物質がどのような温度幅で有効であるかを示す指標として、磁気エントロピー変化（－ΔＳ）の半値幅ΔＴがある。この半値幅ΔＴとは、図４に示したＴ・（－ΔＳ）曲線のピーク値（－ΔＳＭａｘ）の１／２の（－ΔＳ）の値の温度変化幅であり、この半値幅ΔＴが当該磁気作業物質の稼働温度域（或いは、動作温度幅）となる。
　前述した如く各磁気作業物質１３Ａ～１３Ｃの磁気エントロピー変化（－ΔＳ）は何れもピーク値（－ΔＳＭａｘ）を頂点とした比較的急峻な山型となるため、稼働温度域である半値幅ΔＴも狭いが、この半値幅ΔＴの高温側の半分（ピーク値（－ΔＳＭａｘ）から温度が高い側の半分）の温度からピーク値（－ΔＳＭａｘ）となる温度までの範囲（図４のＬ３に対して記入した２本の破線で挟まれる範囲で例示）で温度変化が大きくなる。これを磁気作業体１１Ａ～１１Ｄの低温端１６から高温端１４までの長さをＹとして、この長さＹに対応させて示したものが図５である。
　図５の横軸は磁気作業物質１３Ａ～１３Ｃの充填長さであり、低温端１６を基点としてここからＹの長さの位置が高温端１４とする。また、図中Ｌ６は第１の磁気作業物質１３Ａを低温端１６から高温端１４まで全て充填し、前述した如く温度変化が飽和したときの低温端１６から高温端１４に渡る各部の温度を示し、Ｌ７は同じく第２の磁気作業物質１３Ｂを低温端１６から高温端１４まで全て充填したときの各部の温度、Ｌ８は同じく第３の磁気作業物質１３Ｃを低温端１６から高温端１４まで全て充填したときの各部の温度を示している。
　尚、図中Ｘ１は第１の磁気作業物質１３Ａの前述した温度変化が大きくなる範囲（半値幅ΔＴの高温側の半分の温度からピーク値（－ΔＳＭａｘ）となる温度までの範囲：以下、特定温度範囲と云う）、Ｘ２は第２の磁気作業物質１３Ｂの温度変化が大きくなる特定温度範囲、Ｘ３は第３の磁気作業物質１３Ｃの温度変化が大きくなる特定温度範囲をそれぞれ示しており、各特定温度範囲Ｘ１～Ｘ３は低温端１６から高温端１４まで充填された当該磁気作業物質において、他の部分より温度変化が大きくなっている。
　若し、単体の第１の磁気作業物質１３Ａを低温端１６から高温端１４まで全て充填したときには、低温端１６の温度Ｔ１から高温端１４の温度Ｔ３までの温度変化しか得られない（Ｌ６）。また、単体の第２の磁気作業物質１３Ｂを低温端１６から高温端１４まで全て充填したときには、低温端１６の温度Ｔ２から高温端１４の温度Ｔ５までの温度変化しか得られない（Ｌ７）。更に、単体の第３の磁気作業物質１３Ｃを低温端１６から高温端１４まで全て充填したときには、低温端１６の温度Ｔ４から高温端１４の温度Ｔ６までの温度変化しか得られないことが図５から分かる（Ｌ８）。
　そこで、本発明では各磁気作業物質１３Ａ～１３Ｃの前述した温度変化が大きくなる特定温度範囲Ｘ１～Ｘ３が、低いものから高いものに渡って繋がるように各磁気作業物質１３Ａ～１３Ｃをダクト１２内に充填するようにした。
　先ず、第１の磁気作業物質１３Ａの特定温度範囲の上側の境界点が第２の磁気作業物質１３Ｂの特定温度範囲の下側の境界点に一致若しくは近似し、第２の磁気作業物質１３Ｂの特定温度範囲の上側の境界点が第３の磁気作業物質１３Ｃの特定温度範囲の下側の境界点に一致若しくは近似し、第１の磁気作業物質１３Ａの特定温度範囲の下側の境界点若しくはその付近から、第３の磁気作業物質１３Ｃの特定温度範囲の上側の境界点若しくはその付近までの間で所要の温度変化（図５の温度Ｔ１から温度Ｔ６の温度変化）が得られる物性の磁気作業物質を第１～第３の磁気作業物質１３Ａ～１３Ｃとして選定した。
　そして、図５中の低温端１６から長さＹ１の位置までのダクト１２内に最も低いキュリー点Ｔｃ１を有する第１の磁気作業物質１３Ａ、この長さＹ１の位置から長さＹ２の位置までのダクト１２内に次に高いキュリー点Ｔｃ２を有する第２の磁気作業物質１３Ｂ、この長さＹ２の位置から高温端１４（低温端１６から長さＹの位置）までのダクト１２内に最も高いキュリー点Ｔｃ３を有する第３の磁気作業物質１３Ｃをそれぞれ充填してカスケード接続するものとすると、第１の磁気作業物質１３Ａの温度変化が大きくなる特定温度範囲Ｘ１を低温端１６から長さＹ１の位置までの寸法に対応させ、第２の磁気作業物質１３Ｂの温度変化が大きくなる特定温度範囲Ｘ２をこの長さＹ１の位置から長さＹ２の位置までの寸法に対応させ、第３の磁気作業物質１３Ｃの温度変化が大きくなる特定温度範囲Ｘ３をこの長さＹ２の位置から長さＹ３の位置（高温端１４の位置）までの寸法に対応させた。
　これにより、稼働温度域が狭いＭｎ系、Ｌａ系の磁気作業物質１３Ａ～１３Ｃを使用した場合にも、それらを最も効果的にカスケード接続して、図５に示す如く低温端１６の温度Ｔ１から高温端１４の温度Ｔ６まで最も大きな温度変化が得られるようになり、ヒートポンプとして必要な冷却温度まで下げ、或いは、暖房・給湯等の放熱温度まで上げられるようになった。
（５）磁気ヒートポンプ装置１の並列接続
　次に、図６は目標とする冷凍能力を５００Ｗとし、それを一台の磁気ヒートポンプ用ＡＭＲ２で構成した場合の磁気ヒートポンプ装置１の例を示している。係る大出力を得るためには大型の筐体３を必要とし、それに繋がる配管３２、３３（前述した例の高温配管や低温配管）の数も非常に多数にのぼって部品点数が多くなる。また、ロータリ弁８、９も大型化し、構造も複雑化する問題がある。
　一方、図７に示す如く図１の例の１００Ｗ用の磁気ヒートポンプ装置１の磁気ヒートポンプ用ＡＭＲ２（筐体３）とロータリ弁８、９のセットを５台準備し、これをロータリ弁３６、３７間に並列接続するようにすれば、図６の場合に比して配管の本数を削減し、ロータリ弁８、９、３６、３７も小型化することができる。また、デッドスペースも少なくなると共に、配管から伝熱される熱ロスも低減される。更に、１００Ｗ用の磁気ヒートポンプ用ＡＭＲ２を流用して５００Ｗ用の磁気ヒートポンプ装置１を構成することができるので、設計・生産にかかるコストも削減することができるようになる。
　尚、実施例では磁気作業物質１３を三種類の磁気作業物質１３Ａ～１３Ｃをカスケード接続して構成したが、それに限らず、目標とする冷凍能力に応じて、二種類、或いは、四種類以上の磁気作業物質をカスケード接続してもよい。その場合にも、本発明の趣旨を逸脱しない範囲でダクト１２内に各磁気作業物質を充填するものとする。
　また、磁気ヒートポンプ装置の全体構成も実施例に限られるものでは無く、熱媒体移動装置も循環ポンプ２４やロータリ弁８、９に代えて、所謂ディスプレーサで構成してもよい。
　１　磁気ヒートポンプ装置
　２　磁気ヒートポンプ用ＡＭＲ
　３　筐体
　６　永久磁石（磁場変更装置）
　７　回転体（磁場変更装置）
　８、９　ロータリ弁（熱媒体移動装置）
　１１Ａ～１１Ｄ　磁気作業体
　１２　ダクト
　１３、１３Ａ～１３Ｃ　磁気作業物質
　１４　高温端
　１６　低温端
　２１、２８　熱交換器
　２４　循環ポンプ（熱媒体移動装置）

Claims (7)

  1. 　磁気熱量効果を有する磁気作業物質を、熱媒体が流通されるダクト内に充填して成る磁気作業体と、
    　前記磁気作業物質に印加される磁場の大きさを変更する磁場変更装置と、
    　前記磁気作業体の高温端と低温端の間で前記熱媒体を移動させる熱媒体移動装置と、
    　前記高温端側の前記熱媒体を放熱させるための放熱側の熱交換器と、
    　前記低温端側の前記熱媒体に吸熱させるための吸熱側の熱交換器とを備えた磁気ヒートポンプ装置において、
    　前記磁気作業体のダクトに、複数種の前記磁気作業物質を、そのキュリー点が低い順に前記低温端から前記高温端に渡って充填することで前記各磁気作業物質をカスケード接続すると共に、
    　前記各磁気作業物質を充填する寸法を、それぞれの温度変化が大きくなる所定の特定温度範囲に対応させたことを特徴とする磁気ヒートポンプ装置。
  2. 　前記各磁気作業物質の温度変化が大きくなる特定温度範囲は、各磁気作業物質の半値幅の高温側の半分の温度から磁気エントロピー変化がピーク値となる温度までの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヒートポンプ装置。
  3. 　前記各磁気作業物質の温度変化が大きくなる特定温度範囲は、各磁気作業物質をそれぞれ単体で前記ダクト内に充填した場合、その温度変化が飽和したときに前記低温端から前記高温端の間で温度変化が他の部分より大きくなっている範囲であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の磁気ヒートポンプ装置。
  4. 　前記各磁気作業物質の特定温度範囲が、低いものから高いものに渡って繋がるように、前記各磁気作業物質を前記ダクト内に充填したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうちの何れかに記載の磁気ヒートポンプ装置。
  5. 　前記各磁気作業物質は、Ｇｄ系よりも磁気エントロピー変化が大きいが、稼働温度域が狭い材料であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のうちの何れかに記載の磁気ヒートポンプ装置。
  6. 　前記各磁気作業物質は、Ｍｎ系、又は、Ｌａ系の材料であることを特徴とする請求項５に記載の磁気ヒートポンプ装置。
  7. 　前記ダクトを、樹脂にて構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項６のうちの何れかに記載の磁気ヒートポンプ装置。
PCT/JP2017/037911 2016-11-14 2017-10-20 磁気ヒートポンプ装置 WO2018088168A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201780069777.5A CN109952476A (zh) 2016-11-14 2017-10-20 磁热泵装置
DE112017005715.9T DE112017005715T5 (de) 2016-11-14 2017-10-20 Magnetische Wärmepumpeneinrichtung
US16/349,557 US20200191449A1 (en) 2016-11-14 2017-10-20 Magnetic Heat Pump Device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-221640 2016-11-14
JP2016221640A JP2018080853A (ja) 2016-11-14 2016-11-14 磁気ヒートポンプ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018088168A1 true WO2018088168A1 (ja) 2018-05-17

Family

ID=62110555

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/037911 WO2018088168A1 (ja) 2016-11-14 2017-10-20 磁気ヒートポンプ装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20200191449A1 (ja)
JP (1) JP2018080853A (ja)
CN (1) CN109952476A (ja)
DE (1) DE112017005715T5 (ja)
WO (1) WO2018088168A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3812667A4 (en) * 2018-09-14 2022-03-23 Daikin Industries, Ltd. MAGNETIC REFRIGERATION MODULE

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7108183B2 (ja) * 2018-09-27 2022-07-28 ダイキン工業株式会社 磁気冷凍システム
JP2023141739A (ja) * 2022-03-24 2023-10-05 信越化学工業株式会社 磁気冷凍材料の製造方法及び磁気冷凍材料

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006514158A (ja) * 2003-01-29 2006-04-27 スティッチング ヴォール デ テクニッシェ ヴェッテンシャッペン 冷却容量を有する磁気材料、当該材料の製造方法および当該材料の使用方法
JP2007154233A (ja) * 2005-12-02 2007-06-21 Tohoku Univ 低温動作型磁気冷凍作業物質および磁気冷凍方法
JP2009221494A (ja) * 2008-03-13 2009-10-01 Chubu Electric Power Co Inc 磁気冷凍材料
JP2011080711A (ja) * 2009-10-08 2011-04-21 Toshiba Corp 温度調整装置および温度調整システム
JP2012255642A (ja) * 2011-05-13 2012-12-27 Denso Corp 熱磁気サイクル装置
JP2013108663A (ja) * 2011-11-18 2013-06-06 Nissan Motor Co Ltd 磁気冷暖房装置
JP2014521050A (ja) * 2011-07-19 2014-08-25 アストロノーティックス コーポレイション オブ アメリカ 磁気熱量材料の逆劣化のためのシステム及び方法
JP2015075292A (ja) * 2013-10-09 2015-04-20 株式会社デンソー 磁気熱量素子およびそれを備える熱磁気サイクル装置
JP2016514360A (ja) * 2013-01-24 2016-05-19 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ 材料配列の最適化による磁気熱量カスケードの性能改良
US20160216012A1 (en) * 2015-01-22 2016-07-28 General Electric Company Regenerator including magneto caloric material with channels for the flow of heat transfer fluid

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4567609B2 (ja) * 2006-01-12 2010-10-20 財団法人鉄道総合技術研究所 磁気作業物質回転型磁気冷凍機
JP4917385B2 (ja) 2006-08-24 2012-04-18 中部電力株式会社 磁気冷凍装置
JP6000814B2 (ja) * 2012-11-13 2016-10-05 株式会社東芝 磁気冷凍デバイス及び磁気冷凍システム
GB2527025B (en) * 2014-04-14 2017-05-31 Stelix Ltd Refrigeration pill of longitudinally split construction
CN105004093B (zh) * 2015-06-24 2017-10-20 华南理工大学 一种双循环往复式室温磁制冷系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006514158A (ja) * 2003-01-29 2006-04-27 スティッチング ヴォール デ テクニッシェ ヴェッテンシャッペン 冷却容量を有する磁気材料、当該材料の製造方法および当該材料の使用方法
JP2007154233A (ja) * 2005-12-02 2007-06-21 Tohoku Univ 低温動作型磁気冷凍作業物質および磁気冷凍方法
JP2009221494A (ja) * 2008-03-13 2009-10-01 Chubu Electric Power Co Inc 磁気冷凍材料
JP2011080711A (ja) * 2009-10-08 2011-04-21 Toshiba Corp 温度調整装置および温度調整システム
JP2012255642A (ja) * 2011-05-13 2012-12-27 Denso Corp 熱磁気サイクル装置
JP2014521050A (ja) * 2011-07-19 2014-08-25 アストロノーティックス コーポレイション オブ アメリカ 磁気熱量材料の逆劣化のためのシステム及び方法
JP2013108663A (ja) * 2011-11-18 2013-06-06 Nissan Motor Co Ltd 磁気冷暖房装置
JP2016514360A (ja) * 2013-01-24 2016-05-19 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアＢａｓｆ Ｓｅ 材料配列の最適化による磁気熱量カスケードの性能改良
JP2015075292A (ja) * 2013-10-09 2015-04-20 株式会社デンソー 磁気熱量素子およびそれを備える熱磁気サイクル装置
US20160216012A1 (en) * 2015-01-22 2016-07-28 General Electric Company Regenerator including magneto caloric material with channels for the flow of heat transfer fluid

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3812667A4 (en) * 2018-09-14 2022-03-23 Daikin Industries, Ltd. MAGNETIC REFRIGERATION MODULE

Also Published As

Publication number Publication date
DE112017005715T5 (de) 2019-08-14
CN109952476A (zh) 2019-06-28
US20200191449A1 (en) 2020-06-18
JP2018080853A (ja) 2018-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5884806B2 (ja) 磁気熱量素子およびそれを備える熱磁気サイクル装置
CN112437859B (zh) 具有旋转热交换器的磁热热二极管组件
KR102217279B1 (ko) 자기열 물질을 사용하는 가변 히트 펌프
US7481064B2 (en) Method and device for continuous generation of cold and heat by means of the magneto-calorific effect
US10443905B2 (en) Magnetocaloric refrigeration using fully solid state working medium
US20140366557A1 (en) Magnetic cooling apparatus and method of controlling the same
US10598411B2 (en) Magnetic refrigerating device
KR20170055519A (ko) 불균일한 이송을 갖는 자기 냉동 시스템
JP6003879B2 (ja) 熱磁気サイクル装置
WO2018088168A1 (ja) 磁気ヒートポンプ装置
WO2018135386A1 (ja) 磁気ヒートポンプ装置
US10520229B2 (en) Caloric heat pump for an appliance
WO2017171076A1 (ja) 熱交換器、及び磁気ヒートポンプ装置
JP5312844B2 (ja) 磁気冷凍装置
JP6384255B2 (ja) 磁気熱量素子および熱磁気サイクル装置
WO2018168294A1 (ja) 磁気作業体及びこれを使用した磁気ヒートポンプ装置
JP6384256B2 (ja) 磁気熱量素子および熱磁気サイクル装置
JP2019032131A (ja) 冷凍システム、磁性体構造、磁気冷凍ユニット、および放熱アシスト方法
JP6940017B2 (ja) 固体冷媒による冷却モジュール及び固体冷媒による冷却システム
CN112424543B (zh) 具有传热流体回路的磁热热二极管组件
WO2018088167A1 (ja) 磁気ヒートポンプ装置
US11022348B2 (en) Caloric heat pump for an appliance
KR101819522B1 (ko) 자기 냉각 시스템
JP2009281683A (ja) 磁気冷凍装置
JP6601300B2 (ja) 熱磁気サイクル装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17869292

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17869292

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1