WO2020054506A1 - 磁気冷凍モジュール - Google Patents

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WO2020054506A1
WO2020054506A1 PCT/JP2019/034579 JP2019034579W WO2020054506A1 WO 2020054506 A1 WO2020054506 A1 WO 2020054506A1 JP 2019034579 W JP2019034579 W JP 2019034579W WO 2020054506 A1 WO2020054506 A1 WO 2020054506A1
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WO
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path
temperature side
low
heat medium
temperature
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PCT/JP2019/034579
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English (en)
French (fr)
Inventor
潤一 寺木
Original Assignee
ダイキン工業株式会社
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • F25B25/005Machines, plants or systems, using a combination of modes of operation covered by two or more of the groups F25B1/00 - F25B23/00 using primary and secondary systems
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
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    • F24F5/0007Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
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    • F24F5/0042Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater characterised by the application of thermo-electric units or the Peltier effect
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25B2321/00Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/002Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects by using magneto-caloric effects
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B2321/0021Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects by using magneto-caloric effects with a static fixed magnet
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Definitions

  • the present disclosure relates to a magnetic refrigeration module.
  • Patent Document 1 a magnetic refrigeration module for generating cold and warm heat using the magnetocaloric effect.
  • the magnetic refrigeration module of this document is configured to apply and remove a magnetic field to and from a storage unit that stores a magnetic work material, and to generate cold and warm heat by flowing a heat medium into and out of the storage unit.
  • the magnetic working material in the storage unit should be fully utilized.
  • a space for expanding the flow of the heat medium is required between the flowing channel and the housing, and the heat medium in this space is magnetic. Since it cannot be discharged to the outside of the refrigeration module and becomes a dead volume (dead volume) and lowers the performance of the magnetic refrigeration module, it is desirable that the size be as small as possible. However, if this space is made small, the heat medium cannot flow into a wide area of the accommodating portion, and the magnetic working material cannot be effectively used, so that the performance of the magnetic refrigeration module is also reduced.
  • the purpose of the present disclosure is to allow a heat medium to flow widely in a storage section while keeping the dead volume as small as possible.
  • a storage section (22, 22a to 22d) that stores a magnetic work substance (24) and forms a flow path (23) through which a heat medium flows, and the flow path (23)
  • a low-temperature side inflow path (25) for flowing the heat medium into one end a high-temperature side inflow path (27) for flowing the heat medium into the other end of the flow path (23), and a flow out from one end of the flow path (23).
  • a magnetic refrigeration module (20) provided with a low-temperature side outflow path (26) through which the heated heat medium flows and a high-temperature side outflow path (28) through which the heat medium flowing out from the other end of the flow path (23) flows.
  • a first space (29) is formed between one end of the flow path (23) and the low-temperature side inflow path (25).
  • a second space (30) is formed between the other end and the high-temperature side inflow path (27), and communicates with the low-temperature side inflow path (25) and the first space (29).
  • a first intermediate flow path (31, 32) for expanding the flow of the heat medium from the side inflow path (25) to the first space (29); the high temperature side inflow path (27) and the second space (30)
  • a second intermediate flow path (33, 34) for expanding the flow of the heat medium from the high temperature side inflow path (27) to the second space (30).
  • the heat medium flows from the low temperature side to the high temperature side or from the high temperature side to the low temperature side in the magnetic refrigeration module (20).
  • the heat medium is supplied to the low-temperature side inflow path (25), the first intermediate flow paths (31, 32), the first space (29), and the storage sections (22, 22a to 22d).
  • the flow of the heat medium from the low-temperature side inflow path (25) to the first space (29) via the first intermediate flow path (31, 32) is expanded by the first intermediate flow path (31, 32).
  • the heat medium flows into a wide area of the first space (29). Therefore, even if the first space (29), which can form a dead volume, is relatively small, the subsequent storage portions (22, 22a to 22d)
  • the heat medium flows widely through the flow path (23).
  • the flow of the heat medium from the high-temperature-side inflow path (27) to the second space (30) via the second intermediate flow path (33, 34) is expanded by the second intermediate flow path (33, 34). .
  • the heat medium flows into a wide area of the second space (30), so that even if the second space (30), which can form a dead volume, is relatively small, the subsequent storage portions (22, 22a to 22d) The heat medium also flows widely in the flow path (23).
  • the first intermediate flow path (31, 32) and the second intermediate flow path (33, 34) are formed by an elongated slit (31, 33, 35, 37) or a plurality of tubes (32, 34, 36, 38) or through holes.
  • the first space (29) or the second space (30) is formed by an elongated slit (31, 33, 35, 37) or by a plurality of tubes (32, 34, 36, 38) or through holes.
  • the flow of the heat carrier toward () is expanded. Specifically, the flow of such a heat medium is limited to a range in which the elongated slits (31, 33, 35, 37) extend, or a range in which a plurality of tubes (32, 34, 36, 38) or through holes exist.
  • the storage section (22, 22a to 22d) is configured to apply a magnetic field
  • the first space (29) And the second space (30) are arranged so as to sandwich the housing (22, 22a to 22d) in the direction of the magnetic field applied to the housing (22, 22a to 22d).
  • the magnetic working material (24) generates heat by applying a magnetic field to the storage sections (22, 22a to 22d), while the magnetic field is removed from the storage sections (22, 22a to 22d).
  • the magnetic work material (24) absorbs heat.
  • the general direction of the flow of the heat medium from the first space (29) to the second space (30) via the storage portions (22, 22a to 22d) and the general direction of the flow of the heat medium are reversed. Are substantially parallel to the direction of the magnetic field applied to the housings (22, 22a to 22d).
  • the storage section (22, 22a to 22d) is configured to apply a magnetic field
  • the first space (29) And the second space (30) are arranged so as to sandwich the accommodation section (22, 22a to 22d) in a direction orthogonal to the direction of the magnetic field applied to the accommodation section (22, 22a to 22d). It is characterized by being.
  • the magnetic working material (24) generates heat when a magnetic field is applied to the storage sections (22, 22a to 22d), while the magnetic field is removed from the storage sections (22, 22a to 22d).
  • the magnetic work material (24) absorbs heat.
  • the general direction of the flow of the heat medium from the first space (29) to the second space (30) via the storage portions (22, 22a to 22d) and the general direction of the flow of the heat medium are reversed. Are substantially perpendicular to the direction of the magnetic field applied to the housings (22, 22a-22d).
  • the flow direction of the heat medium flowing into the low-temperature side inflow path (25) and the low-temperature side outflow path (26) The flow directions of the heat medium flowing out of the high-temperature side inflow channel (27) and the flow directions of the heat medium flowing out of the high-temperature side outflow channel (28) are opposite to each other. Are opposite to each other.
  • the inlet of the low-temperature side inflow channel (25) and the outlet of the low-temperature side outflow channel (26) can be arranged on the same side in the magnetic refrigeration module (20). Further, the inlet of the high-temperature side inflow channel (27) and the outlet of the high-temperature side outflow channel (28) can be arranged on the same side in the magnetic refrigeration module (20).
  • the flow direction of the heat medium flowing into the low-temperature side inflow path (25) and the flow direction of the heat medium flowing out from the high-temperature side outflow path (28) are different from those in the fifth aspect.
  • the flow direction of the heat medium flowing out of the low-temperature side outflow path (26) and the flow direction of the heat medium flowing into the high-temperature side inflow path (27) are the same. It is characterized by.
  • the inlet of the low-temperature side inflow channel (25) and the outlet of the low-temperature side outflow channel (26), and the inlet of the high-temperature side inflow channel (27) and the outlet of the high-temperature side outflow channel (28) are magnetically connected.
  • the refrigeration modules (20) can be arranged on opposite sides of each other.
  • the flow direction of the heat medium flowing into the low-temperature-side inflow path (25) and the flow direction of the heat medium flowing into the high-temperature-side inflow path (27) are different from the fifth aspect.
  • the flow direction of the heat medium flowing out of the low-temperature side outflow path (26) and the flow direction of the heat medium flowing out of the high-temperature side outflow path (28) are the same. It is characterized by.
  • the low-temperature side inflow channel (25) and the low-temperature side outflow channel (26), and the high-temperature side inflow channel (27) and the high-temperature side outflow channel (28) are the same in the magnetic refrigeration module (20). Can be placed on the side. That is, they can all be arranged on the same side in the magnetic refrigeration module (20).
  • the flow direction of the heat medium flowing into the low-temperature side inflow path (25) and the low-temperature side outflow path (26) are the same as each other. Are the same as each other.
  • the inlet of the low-temperature side inflow channel (25) and the outlet of the low-temperature side outflow channel (26) can be arranged on the magnetic refrigeration module (20) on opposite sides.
  • the inlet of the high-temperature side inflow channel (27) and the outlet of the high-temperature side outflow channel (28) can be arranged on opposite sides of the magnetic refrigeration module (20).
  • the third intermediate flow path (35) communicating with the first space (29) and the low-temperature side outflow path (26). , 36) and a fourth intermediate flow path (37, 38) communicating with the second space (30) and the high temperature side outflow path (28), and the first to fourth intermediate flow paths (31 to 38). 38) is characterized in that it is arranged near the center of the storage section (22, 22a to 22d) in a direction orthogonal to the flow direction of the heat medium in the flow path (23).
  • the heat medium is supplied to the low-temperature side inflow path (25), the first intermediate flow path (31, 32), the first space (29), and the storage section (22, 22a).
  • first to fourth intermediate flow paths (31 to 38) are arranged near the center of the storage sections (22, 22a to 22d), they flow into the first space (29) or the second space (30).
  • the flow of the heat medium is easily spread, and the heat medium can flow into the entire accommodating portions (22, 22a to 22d) even if the first space (29) and the second space (30) are small.
  • the third intermediate flow path (35) communicates with the first space (29) and the low-temperature side outflow path (26). , 36) and a fourth intermediate flow path (37, 38) communicating with the second space (30) and the high-temperature side outflow path (28), and the first and second intermediate flow paths (31 to 38).
  • the third and fourth intermediate flow paths (35) are disposed near one end of the storage portions (22, 22a to 22d) in a direction orthogonal to the flow direction of the heat medium in the flow path (23).
  • To 38) are arranged near the other end of the storage section (22, 22a to 22d) in a direction orthogonal to the flow direction of the heat medium in the flow path (23).
  • the heat medium is supplied to the low-temperature side inflow path (25), the first intermediate flow path (31, 32), the first space (29), and the storage section (22, 22a).
  • the distance from the first intermediate flow path (31, 32) to the fourth intermediate flow path (37, 38) is between the first space (29) and the second space (30). Since the heat medium is substantially uniform, the heat medium easily flows uniformly from the first intermediate flow path (31, 32) to the fourth intermediate flow path (37, 38). This also applies to the flow of the heat medium from the second intermediate flow path (33, 34) to the third intermediate flow path (35, 36) in the latter case.
  • the storage section (22, 22a to 22d), the low-temperature-side and high-temperature-side inflow paths (25, 27) are provided.
  • each element of the magnetic refrigeration module (20) can be unitized by the case (21).
  • a twelfth aspect of the present disclosure is characterized in that, in the eleventh aspect, at least a part of the case (21) is made of a magnetic material.
  • a portion of the case (21) made of a magnetic material can be used as a part of a magnetic path.
  • the case (21) includes a short-circuit suppressing unit (39 to 42) for suppressing a short-circuit of the applied magnetic field via the case (21). It is characterized by having.
  • a short circuit of the applied magnetic field via the case (21) is suppressed, so that the magnetic field can efficiently act on the magnetic work material (24).
  • the short-circuit suppressing portion (39 to 42) is arranged such that the non-magnetic portion disposed between portions of the case (21) made of a magnetic material. (39, 40).
  • the nonmagnetic portion (39, 40) suppresses a short circuit of the magnetic field via the case (21).
  • the short-circuit suppressing portion (39 to 42) is formed to be relatively thin in the case (21), and the thin portion ( 41, 42).
  • the case (21) is provided such that the housing portions (22, 22a to 22) that do not face both ends of the flow path (23). 22d) is characterized in that the portion facing the outer surface has a lower thermal conductivity than the other portions.
  • a plurality of the housing sections are arranged side by side, and a plurality of the housing sections are provided.
  • the low-temperature side inflow path (25) or the low-temperature side outflow path (26) and the high-temperature side inflow path (27) or the high-temperature side outflow path (28) It is characterized by being lined up with each other.
  • a set of a low-temperature-side inflow path (25), a low-temperature-side outflow path (26), a high-temperature-side inflow path (27), a high-temperature-side outflow path (28), and a storage unit (22, 22a to 22d). are formed.
  • the case (21) includes the low-temperature-side inflow path (25) or the low-temperature-side outflow path (26) and the high-temperature-side inflow path (27). Alternatively, it has a heat insulating portion (43, 44) provided between the high-temperature side outflow passage (28).
  • the heat insulating portions (43, 44) cause an undesirable change from the high-temperature side inflow path (27) or the high-temperature side outflow path (28) to the low-temperature side inflow path (25) or the low-temperature side outflow path (26). Heat transport is suppressed.
  • the housing portion (22, 22a to 22d) is arranged such that, in the flow direction of the heat medium in the flow path (23),
  • the low-temperature side inflow channel (25) and the low-temperature side outflow channel (26) are arranged between the accommodating portions (22, 22a to 22d) arranged side by side, or the high-temperature side inflow channel.
  • a path (27) and the high-temperature-side outflow path (28) are provided.
  • the low temperature side inflow path (25) and the low temperature side outflow path (26) or the high temperature side inflow path (27) and the high temperature side outflow path (28) are arranged in a housing portion (22, 22a to 22d). Therefore, the high-temperature-side inflow path and the outflow path (27, 28) and the low-temperature-side inflow path and outflow path (25, 26) can be separated from each other, and undesirable heat transfer from the former to the latter can be suppressed.
  • the accommodating portions (22, 22a to 22d) intersect with the flow direction of the heat medium in the flow path (23).
  • the low-temperature side inflow channel (25) and the low-temperature side outflow channel (26) are arranged on one side in the flow direction of the storage portions (22, 22a to 22d) in the flow direction.
  • the high-temperature side inflow channel (27) and the high-temperature side outflow channel (28) are disposed on the other side of the storage section (22, 22a to 22d) in the flow direction. I do.
  • the low-temperature side inflow path (25) and the low-temperature side outflow path (26), or the high-temperature side inflow path (27) and the high-temperature side outflow path (28) are provided in the flow path (23). It can be arranged on one side or the other side of the storage section (22, 22a to 22d) in the flow direction of the heat medium. Therefore, the high-temperature-side inflow path and the outflow path (27, 28) and the low-temperature-side inflow path and outflow path (25, 26) can be separated from each other, and undesirable heat transfer from the former to the latter can be suppressed.
  • the heat medium flows from the plurality of low-temperature-side inflow paths (25) or the plurality of high-temperature-side inflow paths (27) into one storage section (22, 22a to 22d), and one storage section (22). 22, 22a to 22d), the heat medium flows out to the plurality of low-temperature side outflow paths (26) or the plurality of high-temperature side outflow paths (28).
  • FIG. 1 is a circuit diagram schematically illustrating a configuration of the air conditioning system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of the magnetic refrigeration module of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing a configuration of a magnetic refrigeration module according to a first modification of the first embodiment.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG.
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing a configuration of a magnetic refrigeration module according to a second modification of the first embodiment.
  • FIG. 7 is a four-sided view schematically showing the configuration of the magnetic refrigeration module of the second embodiment.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
  • FIG. 9 is a four-sided view schematically showing the configuration of the magnetic refrigeration module of the third embodiment.
  • FIG. 10 is a sectional view taken along line XX of FIG.
  • FIG. 11 is a four-sided view schematically showing the configuration of the magnetic refrigeration module of the fourth embodiment.
  • FIG. 12 is a sectional view taken along the line XII-XII of FIG.
  • FIG. 13 is a diagram corresponding to FIG. 12 of the magnetic refrigeration module of the first modification of the fourth embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram corresponding to FIG. 12 of the magnetic refrigeration module of the second modification of the fourth embodiment.
  • FIG. 15 is a four-sided view schematically showing the configuration of the magnetic refrigeration module of the fifth embodiment.
  • FIG. 16 is a sectional view taken along the line XVI-XVI in FIG.
  • Embodiment 1 ⁇ Embodiment 1
  • Embodiment 1 will be described.
  • the magnetic refrigeration module (20) of the present embodiment adjusts the temperature of the heat medium using the magneto-caloric effect, and is provided in an air conditioning system (10) configured as, for example, a chiller.
  • the use of the magnetic refrigeration module (20) is not limited to this.
  • the magnetic refrigeration module (20) may be provided in an air conditioner.
  • FIG. 1 is a circuit diagram schematically showing a configuration of the air conditioning system (10) of the first embodiment.
  • the air conditioning system (10) includes a magnetic refrigeration module (20), a low-temperature heat exchanger (60), a high-temperature heat exchanger (70), and a heat medium pump (80).
  • the heat medium circuit (11) is provided. Each component of the heat medium circuit (11) is connected to each other via a heat medium pipe.
  • the magnetic refrigeration module (20) is provided with a magnetic working material (24), and a magnetic field is applied to or removed from the magnetic working material (24) to generate a magnetocaloric effect, thereby flowing inside. It is a device that heats or cools the heat medium.
  • the magnetic refrigeration module (20) has a low temperature side inflow path (25), a low temperature side outflow path (26), a high temperature side inflow path (27), and a high temperature side outflow path (28).
  • Each of the inflow channels (25, 27) and each of the outflow channels (26, 28) communicates with the internal space of the storage section (22) (see FIG. 2) of the magnetic refrigeration module (20).
  • the heat medium flowing from the low-temperature side inflow channel (25) flows through the housing part (22) and is discharged from the high-temperature side outflow channel (28).
  • the heat medium flowing from the high-temperature side inflow channel (27) flows through the housing part (22) and is discharged from the low-temperature side outflow channel (26).
  • the low-temperature side heat exchanger (60) exchanges heat between the heat medium cooled by the magnetic refrigeration module (20) and a secondary refrigerant flowing through a use unit (for example, an air handling unit) not shown.
  • the low-temperature side heat exchanger (60) includes a first inflow section (61) connected to the low-temperature side outflow path (26) of the magnetic refrigeration module (20), and a low-temperature side inflow path (25) of the magnetic refrigeration module (20). ), And a third inflow portion (63) and a third outflow portion (64) connected to the usage unit.
  • the heat medium pipe between the low temperature side outflow path (26) and the first inflow portion (61) allows the flow of the heat medium from the former to the latter while allowing the flow of the heat medium opposite thereto.
  • a prohibiting first check valve (91) is provided in the heat medium pipe between the low temperature side inflow path (25) and the first outflow portion (62). In the heat medium pipe between the low temperature side inflow path (25) and the first outflow portion (62), the flow of the heat medium from the latter to the former is allowed while the flow of the heat medium is prohibited.
  • a second check valve (92) is provided.
  • the high-temperature side heat exchanger (70) exchanges heat between the heat medium heated by the magnetic refrigeration module (20) and a secondary refrigerant flowing through a heat source unit (for example, a cooling tower) not shown.
  • the high temperature side heat exchanger (70) includes a second inflow section (71) connected to the high temperature side outflow path (28) of the magnetic refrigeration module (20), and a high temperature side inflow path (27) of the magnetic refrigeration module (20). ), And a fourth inflow portion (73) and a fourth outflow portion (74) connected to the heat source unit.
  • the heat medium pipe between the high temperature side outflow path (28) and the second inflow portion (71) allows the flow of the heat medium from the former to the latter, while preventing the flow of the heat medium from the former.
  • a prohibiting third check valve (93) is provided in the heat medium pipe between the high temperature side inflow path (27) and the second outflow portion (72).
  • a fourth check valve (94) is provided in the heat medium pipe between the high temperature side inflow path (27) and the second outflow portion (72).
  • the heat medium pump (80) is for flowing a heat medium between the magnetic refrigeration module (20) and each of the heat exchangers (60, 70).
  • the heat medium pump (80) is configured as a piston pump in this example, and has a cylinder (81) and a piston (84) disposed therein.
  • the cylinder (81) is partitioned into a first chamber (82) and a second chamber (83) by a piston (84).
  • the first chamber (82) communicates with a heat medium pipe between the low temperature side heat exchanger (60) and the second check valve (92), and the second chamber (83) communicates with the high temperature side heat exchanger ( 70) and the fourth check valve (94).
  • the heat medium pump (80) discharges the heat medium from the first chamber (82) and sucks the heat medium into the second chamber (83) by the piston (84) reciprocating in the cylinder (81).
  • the first operation of discharging the heat medium from the second chamber (83) and the second operation of sucking the heat medium into the first chamber (82) are performed.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing a configuration of the magnetic refrigeration module (20).
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG.
  • the magnetic refrigeration module (20) includes a housing section (22), a low-temperature side inflow path (25), a high-temperature side inflow path (27), a low-temperature side outflow path (26), and a high-temperature side outflow path (26).
  • a side outflow path (28) and a case (21) for accommodating them are provided.
  • the housing part (22) is formed in a rectangular parallelepiped shape extending in the longitudinal direction of the magnetic refrigeration module (20) (that is, the direction perpendicular to the plane of FIG. 3).
  • the storage section (22) stores the magnetic work substance (24).
  • the storage section (22) forms a flow path (23) through which the heat medium flows.
  • One end of the flow path (23) corresponds to the left end of the storage section (22) in FIGS. 2 and 3, and the other end corresponds to the right end of the storage section (22) in FIGS. Therefore, the general direction of the flow of the heat medium in the flow path (23) is the left-right direction in FIGS. 2 and 3 (see the double arrow in FIG. 3). This direction substantially coincides with the direction of the magnetic field applied to the housing (22), as shown in FIGS.
  • the low-temperature side inflow path (25) is a rectangular tubular flow path extending along the longitudinal direction of the magnetic refrigeration module (20).
  • the low-temperature-side inflow path (25) is sealed at the rear end in FIGS. 2 and 3 and is open at the front end in the same drawing.
  • the front end of the low-temperature side inflow path (25) is connected to the first outflow portion (62) of the low-temperature side heat exchanger (60) via a heat medium pipe.
  • the low-temperature-side inflow path (25) allows the heat medium flowing from the low-temperature-side heat exchanger (60) to flow into one end of the flow path (23) of the storage section (22).
  • the heat medium flows through the low-temperature side inflow path (25) from the near side to the far side in FIGS. 2 and 3 (see the arrow in FIG. 2 and the symbol in FIG. 3).
  • the high-temperature side inflow path (27) is a rectangular cylindrical flow path extending along the longitudinal direction of the magnetic refrigeration module (20).
  • the high-temperature side inflow path (27) is sealed at the near-side end in FIGS. 2 and 3 and is open at the far-side end in the same figure.
  • the rear end of the high-temperature side inflow path (27) is connected to the second outflow portion (72) of the high-temperature side heat exchanger (70) via a heat medium pipe.
  • the high-temperature-side inflow path (27) allows the heat medium flowing from the high-temperature-side heat exchanger (70) to flow into the other end of the flow path (23) of the storage section (22).
  • the heat medium flows through the high-temperature side inflow path (27) from the back side to the front side in FIGS. 2 and 3 (see the arrow in FIG. 2 and the symbol in FIG. 3).
  • the low-temperature outflow passage (26) is a rectangular tubular flow passage extending along the longitudinal direction of the magnetic refrigeration module (20).
  • the low-temperature outflow path (26) is sealed at the far end in FIGS. 2 and 3 and is open at the near end in FIG.
  • a front end of the low-temperature side outflow passage (26) is connected to a first inflow portion (61) of the low-temperature side heat exchanger (60) via a heat medium pipe.
  • the heat medium flowing out from one end of the flow path (23) of the storage section (22) flows through the low temperature side outflow path (26).
  • the heat medium flows through the low-temperature outflow passage (26) from the back side to the front side in FIGS. 2 and 3 (see the arrow in FIG. 2 and the symbol in FIG. 3).
  • the high-temperature outflow passage (28) is a rectangular tubular flow passage extending along the longitudinal direction of the magnetic refrigeration module (20).
  • the hot end outflow passage (28) is sealed at the near end in FIGS. 2 and 3, and is open at the far end in FIG.
  • the deep end of the high-temperature side outflow passage (28) is connected to the second inflow portion (71) of the high-temperature side heat exchanger (70) via a heat medium pipe.
  • the heat medium flowing out from the other end of the flow path (23) of the storage section (22) flows through the high temperature side outflow path (28).
  • the heat medium flows through the high-temperature outflow passage (28) from the near side to the far side in FIGS. 2 and 3 (see the arrow in FIG. 2 and the symbol in FIG. 3).
  • a first space (29) is formed between one end of the flow path (23) of the storage section (22) and the low temperature side inflow path (25) and low temperature side outflow path (26).
  • the first space (29) is a flat rectangular tube-shaped space extending along the longitudinal direction of the magnetic refrigeration module (20).
  • the first space (29) is in communication with the entire end of the flow path (23) of the storage section (22).
  • first slit (31) is formed between the low-temperature-side inflow path (25) and the first space (29) to communicate with both of them.
  • the first slit (31) is an elongated gap extending along the longitudinal direction of the magnetic refrigeration module (20).
  • the first slit (31) widens the flow of the heat medium from the low-temperature side inflow path (25) to the first space (29). That is, due to the presence of the first slit (31), the heat medium flowing through the low-temperature side inflow path (25) flows into substantially the entire first space (29) in the longitudinal direction of the magnetic refrigeration module (20). .
  • the first slit (31) forms a first intermediate channel.
  • 3A third slit (35) is formed between the low-temperature-side outflow channel (26) and the first space (29) to communicate with both of them.
  • the third slit (35) is an elongated gap extending along the longitudinal direction of the magnetic refrigeration module (20).
  • the third slit (35) allows the heat medium to flow smoothly from the first space (29) to the low-temperature-side outflow channel (26).
  • the third slit (35) forms a third intermediate channel.
  • the first slit (31) and the third slit (35) are accommodated in a direction orthogonal to the general flow direction of the heat medium in the flow path (23) of the accommodation section (22) (that is, the vertical direction in FIG. 3). It is arranged near the center of the part (22).
  • the first slit (31) is provided at the lower end of the low-temperature-side inflow passage (25) disposed in the upper half of the magnetic refrigeration module (20), and at the portion near the center of the first space (29). Are communicated with each other.
  • the third slit (35) connects the upper end of the low-temperature outflow passage (26) arranged in the lower half of the magnetic refrigeration module (20) with the portion near the center of the first space (29). They are communicating.
  • a second space (30) is formed between the other end of the flow path (23) of the storage section (22) and the high temperature side inflow path (27) and high temperature side outflow path (28).
  • the second space (30) is a flat rectangular tube-shaped space extending along the longitudinal direction of the magnetic refrigeration module (20).
  • the second space (30) communicates with the entire other end of the flow path (23) of the storage section (22).
  • a second slit (33) is formed between the high-temperature side inflow path (27) and the second space (30) to communicate with both of them.
  • the second slit (33) is an elongated gap extending along the longitudinal direction of the magnetic refrigeration module (20).
  • the second slit (33) widens the flow of the heat medium from the high-temperature-side inflow path (27) to the second space (30). That is, due to the presence of the second slit (33), the heat medium flowing through the high-temperature side inflow path (27) flows into substantially the entire second space (30) in the longitudinal direction of the magnetic refrigeration module (20). .
  • the second slit (33) forms a second intermediate channel.
  • the fourth slit (37) is formed between the high-temperature-side outflow passage (28) and the second space (30) to communicate with both of them.
  • the fourth slit (37) is an elongated gap extending along the longitudinal direction of the magnetic refrigeration module (20).
  • the fourth slit (37) allows the heat medium to flow smoothly from the second space (30) to the high-temperature outflow channel (28).
  • the fourth slit (37) forms a fourth intermediate channel.
  • the second slit (33) and the fourth slit (37) are arranged closer to the center of the housing part (22) in a direction orthogonal to the general flow direction of the heat medium in the flow path (23) of the housing part (22). Have been.
  • the second slit (33) has a lower end portion of the high-temperature side inflow passage (27) arranged in the upper half of the magnetic refrigeration module (20) and a portion near the center of the second space (30). Are communicated with each other.
  • the fourth slit (37) connects the upper end of the high-temperature outflow passage (28) arranged in the lower half of the magnetic refrigeration module (20) with the portion near the center of the second space (30). They are communicating.
  • first space (29) and the second space (30) sandwich the housing part (22) in the direction of the magnetic field applied to the housing part (22) (that is, the horizontal direction in FIGS. 2 and 3).
  • first space (29) is arranged on the left side of the accommodation section (22)
  • second space (30) is arranged on the right side of the accommodation section (22).
  • the case (21) is a member that constitutes the outer portion of the magnetic refrigeration module (20).
  • the case (21) includes a housing portion (22), a low-temperature side and high-temperature side inflow channel (25, 27), a low-temperature side and high-temperature side outflow channel (26, 28), and first and second spaces (29, 29). 30) and the first to fourth slits (31, 33, 35, 37).
  • the case (21) includes a portion surrounding the low-temperature-side inflow channel and the outflow channel (25, 26) (that is, a left portion in FIGS. 2 and 3) and a portion surrounding the high-temperature-side inflow channel and outflow channel (27, 28). (That is, the right part in FIGS. 2 and 3) is made of a magnetic material (for example, an electromagnetic steel sheet).
  • the case (21) has first and second nonmagnetic portions (39, 40) made of a nonmagnetic material between these two portions.
  • the case (21) has a first non-magnetic portion (39) between the low-temperature side inflow path (25) and the high-temperature side inflow path (27), and is connected to the low-temperature side outflow path (26) and the high-temperature side outflow path (26).
  • a second non-magnetic portion (40) is provided between the side non-flow passage (28).
  • the non-magnetic material constituting the first and second non-magnetic portions (39, 40) includes a portion surrounding the low-temperature side inflow channel and the outflow channel (25, 26) and a portion surrounding the high-temperature side inflow channel and outflow channel (27, 40). 28)
  • the thermal conductivity is lower than that of the material forming the two parts.
  • the first and second non-magnetic sections (39, 40) each constitute a short-circuit suppressing section.
  • the air conditioning system (10) causes the heat medium pump (80) to alternately perform the first operation and the second operation, and applies a magnetic field to the housing portion (22) of the magnetic refrigeration module (20) in accordance with both operations. Cooling is supplied to the utilization unit by dropping or removing.
  • a magnetic field is applied to the storage section (22) of the magnetic refrigeration module (20) while the flow of the heat medium is stopped.
  • the magnetic work substance (24) in the storage section (22) generates heat.
  • the heat medium pump (80) performs the first operation in this state, the piston (84) moves to the left in FIG. 1, and the heat medium is discharged from the first chamber (82).
  • the heat medium discharged from the first chamber (82) passes through the second check valve (92), flows into the storage section (22), and exchanges heat with the magnetic working material (24) in a heated state. Heated.
  • the heated heat medium passes through the third check valve (93) and flows into the high-temperature side heat exchanger (70), where it radiates heat to the secondary refrigerant of the heat source unit to be heated. Outflow from (70).
  • the heat medium flowing out of the high-temperature side heat exchanger (70) is sucked into the second chamber (83) of the heat medium pump (80).
  • the cooled heat medium passes through the first check valve (91) and flows into the low-temperature side heat exchanger (60), where it cools the secondary refrigerant of the utilization unit to form the low-temperature side heat exchanger. Outflow from (60).
  • the heat medium flowing out of the low-temperature side heat exchanger (60) is sucked into the first chamber (82) of the heat medium pump (80).
  • the low-temperature side heat exchanger (60) and the high-temperature side heat exchanger (70) are each maintained at a substantially constant temperature according to the magnetic work material (24) in the storage section (22).
  • the magnetic working material (24) is maintained so that the temperature of the low-temperature side heat exchanger (60) is maintained at a temperature lower than the temperature of the target space or the temperature of the air around the storage section (22). ) Is selected.
  • the magnetic refrigeration module (20) when the heat medium pump (80) performs the second operation, the high-temperature-side inflow path (27), the second slit (33), the second space (30), and the accommodation section (22) ), The first space (29), the third slit (35), and the low-temperature outflow channel (26).
  • the flow of the heat medium flowing out of the high-temperature side inflow path (27) is expanded by the second slit (33) in the longitudinal direction of the magnetic refrigeration module (20), and is substantially in the second space (30). Flow into the whole.
  • the flow of the heat medium spreads in the vertical direction in FIGS. 2 and 3, whereby the heat medium flows into substantially the entire flow path (23) of the storage section (22).
  • the magnetic refrigeration module (20) includes a housing part (22) that houses a magnetic work substance (24) and forms a flow path (23) through which a heat medium flows, and one end of the flow path (23).
  • a low-temperature side inflow path (25) for flowing the heat medium into the heat path a high-temperature side inflow path (27) for flowing the heat medium to the other end of the flow path (23), and flow out from one end of the flow path (23).
  • a first space (29) is formed between one end of the flow path (23) and the low temperature side inflow path (25).
  • a second space (30) is formed between the other end of the first member and the high temperature side inflow path (27), and communicates with the low temperature side inflow path (25) and the first space (29).
  • a first slit (31) for expanding the flow of the heat medium from the low temperature side inflow path (25) to the first space (29) communicates with the high temperature side inflow path (27) and the second space (30).
  • a second slit (33) for expanding the flow of the heat medium from the high-temperature side inflow path (27) to the second space (30).
  • the heat medium flows from the low temperature side to the high temperature side or from the high temperature side to the low temperature side in the magnetic refrigeration module (20).
  • the heat medium is supplied to the low-temperature side inflow path (25), the first slit (31), the first space (29), the flow path (23) of the storage section (22), And the hot-side outflow path (28) or the hot-side inflow path (27), the second slit (33), the second space (30), the flow path (23) of the storage part (22), and the low temperature It flows in the order of the side outflow channel (26).
  • the flow of the heat medium from the low-temperature side inflow path (25) to the first space (29) via the first slit (31) is expanded by the first slit (31).
  • the heat medium flows into a wide area of the first space (29), so that even if the first space (29), which can form a dead volume, is relatively small, the flow path of the subsequent accommodating portion (22)
  • the heat medium also flows widely in (23).
  • the flow of the heat medium from the high-temperature-side inflow path (27) to the second space (30) through the second slit (33) is expanded by the second slit (33).
  • the heat medium flows into a wide area of the second space (30), so that even if the second space (30), which can form a dead volume, is relatively small, the flow path of the subsequent accommodating portion (22)
  • the heat medium also flows widely in (23).
  • the housing portion (22) is configured to apply a magnetic field
  • the first space (29) and the second space (30) are arranged so as to sandwich the housing part (22) in the direction of the magnetic field applied to the housing part (22).
  • the magnetic working material (24) generates heat when a magnetic field is applied to the housing portion (22), while the magnetic working material (24) absorbs heat when the magnetic field is removed from the housing portion (22).
  • both the general direction of the flow of the heat medium from the first space (29) to the second space (30) via the housing part (22) and the general direction of the flow of the heat medium are opposite. , Substantially parallel to the direction of the magnetic field applied to the housing (22).
  • the flow direction of the heat medium flowing into the low-temperature side inflow path (25) and the flow direction of the heat medium flowing out from the low-temperature side outflow path (26) are different.
  • the flow directions of the heat medium flowing into the high-temperature side inflow path (27) and the flow directions of the heat medium flowing out of the high-temperature side outflow path (28) are opposite to each other. Therefore, the inlet of the low-temperature side inflow channel (25) and the outlet of the low-temperature side outflow channel (26) can be arranged on the same side in the magnetic refrigeration module (20). Further, the inlet of the high-temperature side inflow channel (27) and the outlet of the high-temperature side outflow channel (28) can be arranged on the same side in the magnetic refrigeration module (20).
  • the flow direction of the heat medium flowing into the low-temperature side inflow path (25) and the flow direction of the heat medium flowing out of the high-temperature side outflow path (28) are different.
  • the flow directions of the heat medium flowing out of the low-temperature side outflow path (26) and the heat medium flowing into the high-temperature side inflow path (27) are the same. Therefore, the inlet of the low-temperature side inflow channel (25) and the outlet of the low-temperature side outflow channel (26) and the inlet of the high-temperature side inflow channel (27) and the outlet of the high-temperature side outflow channel (28) are connected to the magnetic refrigeration module (20). ) Can be arranged opposite to each other.
  • the magnetic refrigeration module (20) of the present embodiment includes a third slit (35) communicating with the first space (29) and the low-temperature outflow passage (26), the second space (30) and the third space (30).
  • the heat medium is supplied to the low-temperature side inflow path (25), the first slit (31), the first space (29), the flow path (23) of the storage section (22), It flows in the order of the space (30), the fourth slit (37), and the high-temperature-side outflow channel (28), or the high-temperature-side inflow channel (27), the second slit (33), the second space (30), and the housing portion
  • the flow path (23), the first space (29), the third slit (35), and the low-temperature outflow path (26) flow in the order of (22).
  • first to fourth slits (31, 33, 35, 37) are arranged near the center of the housing portion (22), the heat flowing into the first space (29) or the second space (30).
  • the flow of the medium is easy to spread, and the heat medium can flow into the entire accommodating portion (22) even if the first space (29) and the second space (30) are reduced.
  • the magnetic refrigeration module (20) of the present embodiment includes the storage section (22), the low-temperature side and high-temperature side inflow paths (25, 27), and the low-temperature side and high-temperature side outflow paths (26, 28). And a case (21) accommodating the first and second slits (31, 33). Therefore, each element of the magnetic refrigeration module (20) can be unitized by the case (21).
  • At least a part of the case (21) is made of a magnetic material. Therefore, when a magnetic field is applied to cause a magnetocaloric effect on the magnetic work material (24), the portion made of the magnetic material in the case (21) can be used as a part of the magnetic path.
  • the magnetic refrigeration module (20) of the present embodiment has short-circuit suppressing portions (39 to 42) for suppressing a short circuit of the applied magnetic field via the case (21). Therefore, short-circuiting of the applied magnetic field via the case (21) is suppressed, so that the magnetic field can be efficiently applied to the magnetic work material (24).
  • the short-circuit suppressing portions (39 to 42) are arranged between the first and second portions of the case (21) which are arranged between the portions made of a magnetic material. It is composed of non-magnetic parts (39, 40). Therefore, a short circuit of the magnetic field via the case (21) is suppressed by the first and second non-magnetic portions (39, 40).
  • the magnetic refrigeration module (20) of the present embodiment is configured such that, in the case (21), portions facing the outer surface of the housing portion (22) that do not face both ends of the flow path (23) (that is, the first and second portions).
  • the thermal conductivity of the second non-magnetic portion (39, 40) is lower than the thermal conductivity of the other portions.
  • undesirable heat transport occurs through the portion, that is, heat transport that causes loss from the high temperature side to the low temperature side.
  • the thermal conductivity of the portion of the case (21) between both ends of the flow path (23) is low, heat is transmitted from the high temperature side to the low temperature side via the case (21). Is suppressed.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing the configuration of the magnetic refrigeration module (20) of the present modification.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line VV of FIG. As shown in the drawing, the low-temperature side inflow channel (25), the high-temperature side inflow channel (27), the low-temperature side outflow channel (26), and the high-temperature side outflow channel (28) are located at the far end in FIGS. Are sealed, and the front end in the figure is open.
  • the front end of the low temperature side inflow path (25) is connected to the first outflow part (62) of the low temperature side heat exchanger (60) via a heat medium pipe.
  • the heat medium flows through the low-temperature side inflow path (25) from the near side to the far side in FIGS. 4 and 5 (see arrows in FIG. 4 and symbols in FIG. 5).
  • the front end of the high-temperature side inflow path (27) is connected to the second outflow portion (72) of the high-temperature side heat exchanger (70) via a heat medium pipe.
  • the heat medium flows through the high-temperature side inflow path (27) from the near side to the far side in FIGS. 4 and 5 (see arrows in FIG. 4 and symbols in FIG. 5).
  • a front end of the low-temperature side outflow passage (26) is connected to a first inflow portion (61) of the low-temperature side heat exchanger (60) via a heat medium pipe.
  • the heat medium flows through the low-temperature outflow path (26) from the back side to the front side in FIGS. 2 and 3 (see the arrow in FIG. 4 and the symbol in FIG. 5).
  • the front end of the high-temperature side outflow passage (28) is connected to the second inflow portion (71) of the high-temperature side heat exchanger (70) via a heat medium pipe.
  • the heat medium flows through the high-temperature outflow passage (28) from the back side to the front side in FIGS. 4 and 5 (see the arrow in FIG. 4 and the symbol in FIG. 5).
  • the first slit (31) and the third slit (35) are accommodated in a direction (ie, a vertical direction in FIG. 5) orthogonal to a general flow direction of the heat medium in the flow path (23) of the accommodation section (22). It is arranged near the end of the part (22). Specifically, the first slit (31) connects the upper end of the low-temperature side inflow passage (25) arranged in the upper half of the magnetic refrigeration module (20) and the upper end of the first space (29) to each other. They are communicating. The third slit (35) connects the lower end of the low-temperature outflow passage (26) arranged in the lower half of the magnetic refrigeration module (20) with the lower end of the first space (29). ing.
  • the second slit (33) and the fourth slit (37) are closer to the end of the storage section (22) in a direction orthogonal to the general flow direction of the heat medium in the flow path (23) of the storage section (22). Are located. Specifically, the second slit (33) connects the upper end of the high-temperature-side inflow path (27) arranged in the upper half of the magnetic refrigeration module (20) and the upper end of the second space (30) to each other. They are communicating. The fourth slit (37) connects the lower end of the high-temperature side outflow passage (28) disposed in the lower half of the magnetic refrigeration module (20) with the lower end of the second space (30). ing.
  • the accommodation section (22) is configured so that a magnetic field is applied in the vertical direction in FIGS. 4 and 5.
  • the first space (29) and the second space (30) are arranged so as to sandwich the housing part (22) in a direction orthogonal to the direction of the magnetic field applied to the housing part (22).
  • the case (21) is substantially entirely made of a magnetic material (for example, an electromagnetic steel plate). Further, the case (21) includes a portion surrounding the low-temperature side inflow channel and the outflow channel (25, 26) (that is, a left portion in FIGS. 4 and 5) and a high-temperature side inflow channel and outflow channel (27, 28).
  • the surrounding portion (that is, the right portion in FIGS. 4 and 5) is formed relatively thin in the case (21), and specifically, is formed thinner than the portions located above and below the housing portion (22).
  • the case (21) has a first thin portion (41) on the left side in FIGS. 4 and 5, and has a second thin portion (42) on the right side in FIG.
  • the first and second thin portions (41, 42) are configured such that when a magnetic field is applied to the housing portion (22), the magnetic field causes magnetic saturation.
  • the first and second thin portions (41, 42) each constitute a short-circuit suppressing portion.
  • the case (21) has a portion surrounding the low-temperature side inflow channel and outflow channel (25, 26) and a portion surrounding the high-temperature side inflow channel and outflow channel (27, 28) covered with a heat insulating material (51). Have been done. Thus, it is possible to prevent the heat medium flowing through the magnetic refrigeration module (20) from causing undesired heat transport with external air or the like.
  • the case (21) may be entirely covered with a heat insulating material (51).
  • the housing part (22) is configured to apply a magnetic field
  • the first space (29) and the second space (30) are arranged so as to sandwich the housing section (22) in a direction perpendicular to the direction of the magnetic field applied to the housing section (22).
  • the magnetic working material (24) generates heat by applying a magnetic field to the housing part (22), while the magnetic working material (24) absorbs heat by removing the magnetic field from the housing part (22).
  • both the general direction of the flow of the heat medium from the first space (29) to the second space (30) via the housing part (22) and the general direction of the flow of the heat medium are opposite. , Substantially perpendicular to the direction of the magnetic field applied to the housing (22).
  • the flow direction of the heat medium flowing into the low-temperature side inflow path (25) and the flow direction of the heat medium flowing into the high-temperature side inflow path (27) are different.
  • the flow direction of the heat medium flowing out of the low-temperature side outflow path (26) and the flow direction of the heat medium flowing out of the high-temperature side outflow path (28) are the same. Therefore, the low-temperature side inflow path (25) and the low-temperature side outflow path (26) and the high-temperature side inflow path (27) and the high-temperature side outflow path (28) can be arranged on the same side in the magnetic refrigeration module (20). . That is, they can all be arranged on the same side in the magnetic refrigeration module (20).
  • the magnetic refrigeration module (20) of this modification includes a third slit (35) communicating with the first space (29) and the low-temperature outflow passage (26), the second space (30) and the third space (30).
  • the third and fourth slits (35, 37) are disposed near one end of the housing section (22), and the third and fourth slits (35, 37) are arranged in the direction perpendicular to the flow direction of the heat medium in the flow path (23). It is arranged near the other end of (22).
  • the heat medium is supplied to the low-temperature side inflow path (25), the first slit (31), the first space (29), the flow path (23) of the storage section (22), It flows in the order of the space (30), the fourth slit (37), and the high-temperature-side outflow channel (28), or the high-temperature-side inflow channel (27), the second slit (33), the second space (30), and the housing portion
  • the flow path (23), the first space (29), the third slit (35), and the low-temperature outflow path (26) flow in the order of (22).
  • the distance from the first slit (31) to the fourth slit (37) is substantially uniform from the first space (29) to the second space (30) between them.
  • the heat medium easily flows uniformly from the first slit (31) to the fourth slit (37). This also applies to the flow of the heat medium from the second slit (33) to the third slit (35) in the latter.
  • the first and second short-circuit suppressing portions (39 to 42) are formed relatively thin in the case (21) and cause magnetic saturation by the magnetic field. It is constituted by thin portions (41, 42). Therefore, a short circuit of the magnetic field via the case (21) is suppressed by the first and second thin portions (41, 42).
  • FIG. 6 is a perspective view schematically showing the configuration of the magnetic refrigeration module of this modification.
  • the low-temperature side inflow channel (25) and the high-temperature side outflow channel (28) are sealed at the far end in FIG. 6 and open at the near end in FIG.
  • the side inflow path (27) and the low temperature side outflow path (26) are sealed at the near-side end in FIG. 6 and open at the far-side end in FIG.
  • the front end of the low temperature side inflow path (25) is connected to the first outflow part (62) of the low temperature side heat exchanger (60) via a heat medium pipe.
  • the heat medium flows through the low-temperature side inflow path (25) from the near side to the far side in FIG. 6 (see the arrow in FIG. 6).
  • the back end of the high-temperature side inflow passage (27) is connected to the second outflow portion (72) of the high-temperature side heat exchanger (70) via a heat medium pipe.
  • the heat medium flows through the high-temperature-side inflow path (27) from the back side to the front side in FIG. 6 (see the arrow in FIG. 6).
  • the back end of the low-temperature side outflow passage (26) is connected to the first inflow portion (61) of the low-temperature side heat exchanger (60) via a heat medium pipe.
  • the heat medium flows through the low-temperature outflow path (26) from the near side to the far side in FIG. 6 (see the arrow in FIG. 6).
  • the front end of the high-temperature side outflow passage (28) is connected to the second inflow portion (71) of the high-temperature side heat exchanger (70) via a heat medium pipe.
  • the heat medium flows through the high-temperature outflow path (28) from the back side to the front side in FIG. 6 (see the arrow in FIG. 6).
  • the first to fourth intermediate channels (31 to 38) are each constituted by a plurality of pipes (32, 34, 36, 38).
  • a plurality of first pipes (32) communicating with the low-temperature side inflow path (25) and the first space (29) constitute a first intermediate flow path
  • the plurality of second pipes (34) communicating with the space (30) constitute a second intermediate flow path
  • 36) constitutes a third intermediate flow path
  • a plurality of fourth pipes (38) communicating with the high temperature side outflow path (28) and the second space (30) constitute a fourth intermediate flow path.
  • the first to fourth tubes (32, 34, 36, 38) are arranged at regular intervals over the entire length of the magnetic refrigeration module (20) in the longitudinal direction.
  • the first to fourth intermediate flow paths (31 to 38) are constituted by a plurality of first to fourth pipes (32, 34, 36, 38). Have been. Therefore, the flow of the heat medium toward the first space (29) or the second space (30) is expanded by the plurality of first to fourth pipes (32, 34, 36, 38). Specifically, the flow of the heat medium is widened in a range where the plurality of first to fourth pipes (32, 34, 36, 38) exist.
  • the flow direction of the heat medium flowing into the low-temperature side inflow path (25) and the flow direction of the heat medium flowing out from the low-temperature side outflow path (26) are different.
  • the flow direction of the heat medium flowing into the high temperature side inflow path (27) and the flow direction of the heat medium flowing out from the high temperature side outflow path (28) are the same. Therefore, the inlet of the low-temperature side inflow channel (25) and the outlet of the low-temperature side outflow channel (26) can be arranged on the magnetic refrigeration module (20) on opposite sides.
  • the inlet of the high-temperature side inflow channel (27) and the outlet of the high-temperature side outflow channel (28) can be arranged on opposite sides of the magnetic refrigeration module (20).
  • Embodiment 2 ⁇ Embodiment 2
  • the magnetic refrigeration module (20) according to the first embodiment includes a plurality of storage portions (22), a plurality of inflow channels (25, 27), and a plurality of outflow channels (26, 28). And different.
  • points different from the first embodiment will be mainly described.
  • FIG. 7 is a four-sided view schematically showing the configuration of the magnetic refrigeration module (20) of the present embodiment. Specifically, the center of FIG. 7 is a plan view of the magnetic refrigeration module (20), the bottom is a front view of the magnetic refrigeration module (20), and the top is a top view. A rear view of the magnetic refrigeration module (20) and a right side view of the magnetic refrigeration module (20) are shown on the right of the plan view (the same applies to FIGS. 9, 11 and 15).
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG.
  • the magnetic refrigeration module (20) includes a plurality (four in this example) of accommodating portions (22).
  • the magnetic refrigeration module (20) includes a low-temperature side inflow path (25), a high-temperature side inflow path (27), a low-temperature side outflow path (26), and a high-temperature side outflow path ( 28) one by one. That is, in this example, the magnetic refrigeration module (20) includes four low-temperature-side low-temperature inflow paths (25), a high-temperature-side inflow path (27), a low-temperature-side outflow path (26), and four high-temperature-side outflow paths (28). Prepare one by one.
  • the plurality of storage sections (22) are arranged side by side in the left-right direction in FIG.
  • the low-temperature side inflow path (25) and the low-temperature side outflow path (26), and the high-temperature side inflow path (27) and the high-temperature side outflow path (28) are arranged side by side.
  • a high-temperature-side inflow channel (27) and a high-temperature-side outflow channel (28), or a low-temperature-side inflow channel (25) and a low-temperature-side outflow channel (26) are provided between adjacent storage portions (22). Each two are arranged collectively.
  • the magnetic refrigeration module (20) includes a low-temperature side header (45) and a high-temperature side header (48), a low-temperature side inflow pipe (46) and a low-temperature side outflow pipe (47), and a high-temperature side inflow pipe.
  • a pipe (49) and a hot-side outlet pipe (50) are provided.
  • the low-temperature header (45) is provided on the front side of the magnetic refrigeration module (20). As for the inside of the low-temperature side header (45), the upper part is formed in the low-temperature side inflow chamber (45a), and the lower part is formed in the low-temperature side outflow chamber (45b).
  • the low temperature side inflow chamber (45a) communicates with all the low temperature side inflow paths (25) and the low temperature side inflow pipe (46).
  • the low-temperature outflow chamber (45b) communicates with all the low-temperature outflow paths (26) and the low-temperature outflow pipe (47).
  • the high temperature side header (48) is provided on the back side of the magnetic refrigeration module (20). As for the inside of the high temperature side header (48), the upper part is formed in the high temperature side inflow chamber (48a), and the lower part is formed in the high temperature side outflow chamber (48b).
  • the high temperature side inflow chamber (48a) communicates with all the high temperature side inflow paths (27) and the high temperature side inflow pipe (49).
  • the high temperature side outflow chamber (48b) communicates with all the high temperature side outflow passages (28) and the high temperature side outflow pipe (50).
  • the inlet of the low-temperature side inflow pipe (46) is connected to the first outflow portion (62) of the low-temperature side heat exchanger (60) via a heat medium pipe.
  • the outlet of the low-temperature side outflow pipe (47) is connected to the first inflow section (61) of the low-temperature side heat exchanger (60) via a heat medium pipe.
  • the inlet of the high temperature side inflow pipe (49) is connected to the second outflow portion (72) of the high temperature side heat exchanger (70) via a heat medium pipe.
  • the outlet of the high temperature side outflow pipe (50) is connected to the second inflow section (71) of the high temperature side heat exchanger (70) via a heat medium pipe.
  • the heat medium pump (80) when the heat medium pump (80) performs the second operation, the high temperature side inflow pipe (49), the high temperature side inflow chamber (48a), the high temperature side inflow path (27), the second Slit (33), second space (30), flow path (23) of storage section (22), first space (29), third slit (35), low-temperature side outflow channel (26), low-temperature side outflow chamber (45b), and the heat medium flows in the order of the low temperature side outflow pipe (47).
  • a plurality of the accommodating portions (22) are arranged side by side, and in the direction in which the plurality of the accommodating portions (22) are arranged, the low-temperature side inflow path ( 25) or the low temperature side outflow path (26) and the high temperature side inflow path (27) or the high temperature side outflow path (28) are arranged side by side. Therefore, a plurality of sets of the low-temperature side inflow channel (25), the low-temperature side outflow channel (26), the high-temperature side inflow channel (27), the high-temperature side outflow channel (28), and the housing portion (22) are formed.
  • a plurality of the accommodating portions (22) are arranged side by side in the flow direction of the heat medium in the flow path (23), and the accommodating portions (22) are arranged side by side.
  • the low-temperature side inflow path (25) and the low-temperature side outflow path (26), or the high-temperature side inflow path (27) and the high-temperature side outflow path (28) are arranged.
  • the low-temperature side inflow channel (25) and the low-temperature side outflow channel (26), or the high-temperature side inflow channel (27) and the high-temperature side outflow channel (28) are placed between the accommodating parts (22). Can be placed.
  • the high-temperature-side inflow path and the outflow path (27, 28) and the low-temperature-side inflow path and outflow path (25, 26) can be separated from each other, and undesirable heat transfer from the former to the latter can be suppressed.
  • Embodiment 3 will be described.
  • the arrangement of the low-temperature side inflow path and outflow path (25, 26) and the high-temperature side inflow path and outflow path (27, 28) and the configuration of the case (21) are as described above. Different from the second embodiment. Hereinafter, points different from the second embodiment will be mainly described.
  • FIG. 9 is a four-sided view schematically showing the configuration of the magnetic refrigeration module (20) of the present embodiment.
  • FIG. 10 is a sectional view taken along line XX of FIG.
  • the magnetic refrigeration module (20) includes a plurality (four in this example) of accommodating portions (22a to 22d).
  • the plurality of storage sections (22a to 22d) are arranged side by side in the left-right direction in FIG.
  • the plurality of storage units (22a to 22d) are also referred to as first to fourth storage units (22a to 22d) in order from left to right in FIG.
  • the low temperature side inflow path (25) is provided in the upper part of the case (21). Specifically, the low temperature side inflow path (25) includes an upper portion on the left side of the first storage portion (22a), an upper portion between the second storage portion (22b) and the third storage portion (22c), A total of three are provided in the upper part on the right side of the storage part (22d).
  • the low-temperature outflow channel (26) is provided in the lower part of the case (21). Specifically, the low-temperature outflow path (26) includes a lower portion on the left side of the first storage portion (22a), a lower portion between the second storage portion (22b) and the third storage portion (22c), A total of three are provided in the lower part on the right side of the storage part (22d).
  • the high temperature side inflow path (27) is provided in the upper part of the case (21). Specifically, the high temperature side inflow path (27) includes an upper portion between the first storage portion (22a) and the second storage portion (22b), and a third storage portion (22c) and a fourth storage portion (22d). In total, two are provided in the upper part between the two.
  • the high-temperature outflow channel (28) is provided in the lower part of the case (21). Specifically, the high temperature side outflow channel (28) includes a lower portion between the first storage portion (22a) and the second storage portion (22b), a third storage portion (22c), and a fourth storage portion (22d). And a lower portion between them, two in total.
  • a portion above the plurality of storage portions (22a to 22d) and a portion below the plurality of storage portions (22a to 22d) are made of a magnetic material (for example, an electromagnetic steel plate).
  • the case (21) has a plurality (four in this example) of first heat insulating portions (43) provided between the low-temperature-side inflow path (25) and the high-temperature-side inflow path (27).
  • the case (21) has a plurality (four in this example) of second heat insulating portions (44) provided between the low-temperature side outflow path (26) and the high-temperature side outflow path (28).
  • the first and second heat insulating portions (43, 44) are made of a material having a lower thermal conductivity than the magnetic material. Note that the first and second heat insulating portions (43, 44) may be formed of an air layer.
  • the case (21) includes a first heat insulating portion (25) provided between the low-temperature side inflow path (25) and the high-temperature side inflow path (27). 43), and a second heat insulating portion (44) provided between the low temperature side outflow path (26) and the high temperature side outflow path (28). Therefore, the first and second heat insulating portions (43, 44) desirably cause the high-temperature side inflow channel (27) or the high-temperature side outflow channel (28) to reach the low-temperature side inflow channel (25) or the low-temperature side outflow channel (26). No heat transport is deterred.
  • Embodiment 4 will be described.
  • the magnetic refrigeration module (20) of the present embodiment is different from the third embodiment in the arrangement of the low-temperature side inflow channel and outflow channel (25, 26) and the high-temperature side inflow channel and outflow channel (27, 28).
  • points different from the third embodiment will be mainly described.
  • FIG. 11 is a four-sided view schematically showing the configuration of the magnetic refrigeration module (20) of the present embodiment.
  • FIG. 12 is a sectional view taken along line XII-XII in FIG.
  • the magnetic refrigeration module (20) includes a plurality (four in this example) of accommodating portions (22a to 22d).
  • the plurality of storage sections (22a to 22d) are arranged side by side in the left-right direction in FIG.
  • the plurality of storage sections (22a to 22d) are also referred to as first to fourth storage sections (22a to 22d) in order from left to right in FIG.
  • the low temperature side inflow channel (25) and the low temperature side outflow channel (26) are provided in the upper part of the case (21). Specifically, the low-temperature-side inflow path (25) is shifted leftward above the first and third storage sections (22a, 22c) and rightward above the second and fourth storage sections (22b, 22d), A total of four are provided.
  • the low-temperature outflow passage (26) is located on the right side above the first and third storage sections (22a, 22c) and on the left side above the second and fourth storage sections (22b, 22d) in total. Four are provided.
  • the high temperature side inflow channel (27) and the high temperature side outflow channel (28) are provided in the lower part of the case (21). Specifically, the high-temperature side inflow path (27) has a leftward position below the first and third storage portions (22a, 22c) and a rightward position below the second and fourth storage portions (22b, 22d). There are four in total.
  • the high-temperature side outflow passage (28) is located on the right side below the first and third storage sections (22a, 22c) and on the left side below the second and fourth storage sections (22b, 22d). A total of four are provided.
  • a portion above the plurality of storage portions (22a to 22d) and a portion below the plurality of storage portions (22a to 22d) are made of a magnetic material (for example, an electromagnetic steel plate).
  • a magnetic material for example, an electromagnetic steel plate.
  • the case (21) is provided at a portion between the portions made of a magnetic material, in other words, at the left and right portions of each of the storage portions (22a to 22d), and is provided with a non-magnetic portion (39) made of a non-magnetic material. ).
  • a plurality of the accommodating portions (22a to 22d) are arranged side by side in a direction intersecting with the flow direction of the heat medium in the flow path (23).
  • the low-temperature side inflow channel (25) and the low-temperature side outflow channel (26) are arranged on one side in the flow direction of the storage sections (22a to 22d), and the storage sections (22a to 22d) have the above-described configuration.
  • the high-temperature-side inflow path (27) and the high-temperature-side outflow path (28) are arranged.
  • the low-temperature side inflow channel (25) and the low-temperature side outflow channel (26) or the high-temperature side inflow channel (27) and the high-temperature side outflow channel (28) are connected to the heat medium in the flow path (23). It can be arranged on one side or the other side of the receiving section (22a to 22d) in the flow direction. Therefore, the high-temperature-side inflow path and the outflow path (27, 28) and the low-temperature-side inflow path and outflow path (25, 26) can be separated from each other, and undesirable heat transfer from the former to the latter can be suppressed.
  • Embodiment 4 A first modification of the fourth embodiment will be described.
  • the magnetic refrigeration module (20) of the present modification has only one housing portion (22), and has a low-temperature side inflow channel and an outflow channel (25, 26) and a high-temperature side inflow channel with respect to the housing portion (22).
  • Embodiment 4 is different from Embodiment 4 in that a plurality of sets of paths and outflow paths (27, 28) are provided.
  • points different from the fourth embodiment will be mainly described.
  • FIG. 13 is a diagram corresponding to FIG. 12 of the magnetic refrigeration module (20) of the present modification.
  • the magnetic refrigeration module (20) includes only one storage portion (22) extending in the width direction (ie, the left-right direction in FIG. 13).
  • the number and arrangement of the low-temperature side inflow channel and outflow channel (25, 26) and the high-temperature side inflow channel and outflow channel (27, 28) are the same as those of the fourth embodiment.
  • the low-temperature side inflow path and the outflow path (25, 26) and the high-temperature side inflow path and outflow path (27, 28) are provided for one housing part (22). Are provided (four in this example).
  • the magnetic refrigeration module (20) of the present modification includes the low-temperature-side inflow path (25), the high-temperature-side inflow path (27), the low-temperature-side outflow path (26), and the high-temperature-side outflow path (28).
  • a plurality of sets are provided for one accommodation section (22). Therefore, the heat medium flows into one accommodating section (22) from the plurality of low-temperature side inflow paths (25) or the plurality of high-temperature side inflow paths (27), and a plurality of low-temperature side outflows from one accommodating section (22).
  • the heat medium flows out into the channel (26) or the plurality of high-temperature side outflow channels (28).
  • Embodiment 4 A second modification of the fourth embodiment will be described.
  • the magnetic refrigeration module (20) of this modification is different from Modification 1 of Embodiment 4 in the configuration of the low-temperature side inflow path and outflow path (25, 26) and the high-temperature side inflow path and outflow path (27, 28). .
  • differences from the first modification of the fourth embodiment will be mainly described.
  • FIG. 14 is a diagram corresponding to FIG. 12 of the magnetic refrigeration module (20) of this modification.
  • the inflow paths (25, 27) and the outflow paths (26, 28) of the present modification are of the same type and are disposed adjacent to each other in the first modification of the fourth embodiment.
  • it has a configuration in which two low-temperature-side inflow paths (25) corresponding to the first and second storage sections (22a, 22b) are integrated into one.
  • a portion made of a magnetic material between two low-temperature side inflow paths (25) corresponding to the first and second storage portions (22a, 22b) is used. Since it can be omitted, the magnetic refrigeration module (20) can be downsized in the width direction.
  • Embodiment 5 ⁇ Embodiment 5
  • the magnetic refrigeration module (20) according to the present embodiment is different from the fourth embodiment in the number and arrangement of the housing portion (22), the inflow channels (25, 27) and the outflow channels (26, 28). And different.
  • points different from Modification 2 of Embodiment 4 will be mainly described.
  • FIG. 15 is a four-sided view schematically showing the configuration of the magnetic refrigeration module (20) of the present embodiment.
  • FIG. 16 is a sectional view taken along the line XVI-XVI in FIG.
  • the magnetic refrigeration module (20) includes two housing portions (22) extending in the width direction (ie, the left-right direction in FIG. 15). These two housing portions (22) are arranged side by side in the height direction of the magnetic refrigeration module (20) (that is, in the vertical direction in FIG. 15).
  • the numbers and arrangements of the low-temperature side inflow channels and outflow channels (25, 26) and the high-temperature side inflow channels and outflow channels (27, 28) with respect to the respective housing portions (22) are the second modification of the fourth embodiment. It is similar to that of
  • the present disclosure is useful for a magnetic refrigeration module.

Landscapes

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Abstract

磁気冷凍モジュール(20)は、低温側流入路(25)および第1空間(29)に連通し、低温側流入路(25)から第1空間(29)へ向かう熱媒体の流れを広げる第1中間流路(31,32)と、高温側流入路(27)および第2空間(30)に連通し、高温側流入路(27)から第2空間(30)へ向かう熱媒体の流れを広げる第2中間流路(33,34)とを備える。それにより、死容積をできるだけ小さくしながら、収容部に広く熱媒体が流れるようにすることができる。

Description

磁気冷凍モジュール
 本開示は、磁気冷凍モジュールに関するものである。
 従来より、磁気熱量効果を利用して冷熱および温熱を作り出すための磁気冷凍モジュールが知られている(例えば、特許文献1)。同文献の磁気冷凍モジュールは、磁気作業物質を収容する収容部に磁場を印加および除去すると共に、当該収容部に熱媒体を流入および流出させることで冷熱および温熱を作り出すように構成されている。
特開2016-530479号公報
 ところで、磁気冷凍モジュールの性能を最大限に発揮させるため、収容部内の磁気作業物質を余すところなく利用するべきである。そのためには、熱媒体を収容部の広い範囲に流入させる必要がある。熱媒体を収容部の広い範囲に流入させるためには、流入する流路と収容部との間に、熱媒体の流れを広げるための空間が必要となるが、この空間内の熱媒体は磁気冷凍モジュールの外部に排出することができず、死容積(デッドボリューム)となり、磁気冷凍モジュールの性能を低下させるため、できるだけ小さい方が望ましい。しかしながら、この空間を小さくすると、熱媒体が収容部の広い範囲に流入することができず磁気作業物質を有効に利用することができないため、やはり磁気冷凍モジュールの性能を低下させることになる。
 本開示の目的は、死容積をできるだけ小さくしながら、収容部に広く熱媒体が流れるようにすることにある。
 本開示の第1の態様は、磁気作業物質(24)を収容し、かつ熱媒体が流れる流路(23)を形成する収容部(22,22a~22d)と、上記流路(23)の一端へ熱媒体を流入させる低温側流入路(25)と、上記流路(23)の他端へ熱媒体を流入させる高温側流入路(27)と、上記流路(23)の一端から流出した熱媒体が流れる低温側流出路(26)と、上記流路(23)の他端から流出した熱媒体が流れる高温側流出路(28)とを備えた磁気冷凍モジュール(20)を対象とする。この磁気冷凍モジュール(20)は、上記流路(23)の一端と上記低温側流入路(25)との間に、第1空間(29)が形成されており、上記流路(23)の他端と上記高温側流入路(27)との間に、第2空間(30)が形成されており、上記低温側流入路(25)および上記第1空間(29)に連通し、上記低温側流入路(25)から上記第1空間(29)へ向かう熱媒体の流れを広げる第1中間流路(31,32)と、上記高温側流入路(27)および上記第2空間(30)に連通し、上記高温側流入路(27)から上記第2空間(30)へ向かう熱媒体の流れを広げる第2中間流路(33,34)とを備える。
 第1の態様では、熱媒体が、磁気冷凍モジュール(20)において、低温側から高温側へ、または高温側から低温側へ流れる。具体的に、熱媒体は、磁気冷凍モジュール(20)において、低温側流入路(25)、第1中間流路(31,32)、第1空間(29)、収容部(22,22a~22d)の流路(23)、および高温側流出路(28)の順に流れるか、または高温側流入路(27)、第2中間流路(33,34)、第2空間(30)、収容部(22,22a~22d)の流路(23)、および低温側流出路(26)の順に流れる。
 ここで、低温側流入路(25)から第1中間流路(31,32)を介して第1空間(29)へ向かう熱媒体の流れは、第1中間流路(31,32)によって広げられる。これにより、第1空間(29)の広い範囲に熱媒体が流れ込むので、死容積を構成し得る当該第1空間(29)を比較的小さくしても、それに続く収容部(22,22a~22d)の流路(23)に広く熱媒体が流れる。また、高温側流入路(27)から第2中間流路(33,34)を介して第2空間(30)へ向かう熱媒体の流れは、第2中間流路(33,34)によって広げられる。これにより、第2空間(30)の広い範囲に熱媒体が流れ込むので、死容積を構成し得る当該第2空間(30)を比較的小さくしても、それに続く収容部(22,22a~22d)の流路(23)にも広く熱媒体が流れる。
 本開示の第2の態様は、上記第1の態様において、上記第1中間流路(31,32)および上記第2中間流路(33,34)は、細長いスリット(31,33,35,37)により、または複数の管体(32,34,36,38)もしくは貫通孔により構成されていることを特徴とする。
 第2の態様では、細長いスリット(31,33,35,37)により、または複数の管体(32,34,36,38)もしくは貫通孔により、第1空間(29)または第2空間(30)へ向かう熱媒体の流れが広げられる。具体的に、そのような熱媒体の流れは、細長いスリット(31,33,35,37)が延びる範囲において、または複数の管体(32,34,36,38)もしくは貫通孔が存在する範囲において広げられる。
 本開示の第3の態様は、上記第1または第2の態様において、上記収容部(22,22a~22d)は、磁場が印加されるように構成されており、上記第1空間(29)と上記第2空間(30)とは、上記収容部(22,22a~22d)に印加される磁場の方向において上記収容部(22,22a~22d)を挟むように配置されていることを特徴とする。
 第3の態様では、収容部(22,22a~22d)に磁場が印加されることで磁気作業物質(24)が発熱する一方、収容部(22,22a~22d)から磁場が除去されることで磁気作業物質(24)が吸熱する。また、第1空間(29)から収容部(22,22a~22d)を介して第2空間(30)へ向かう熱媒体の流れの大まかな方向と、その逆の熱媒体の流れの大まかな方向との両方が、収容部(22,22a~22d)に印加される磁場の方向と実質的に平行になる。
 本開示の第4の態様は、上記第1または第2の態様において、上記収容部(22,22a~22d)は、磁場が印加されるように構成されており、上記第1空間(29)と上記第2空間(30)とは、上記収容部(22,22a~22d)に印加される磁場の方向と直交する方向において上記収容部(22,22a~22d)を挟むように配置されていることを特徴とする。
 第4の態様では、収容部(22,22a~22d)に磁場が印加されることで磁気作業物質(24)が発熱する一方、収容部(22,22a~22d)から磁場が除去されることで磁気作業物質(24)が吸熱する。また、第1空間(29)から収容部(22,22a~22d)を介して第2空間(30)へ向かう熱媒体の流れの大まかな方向と、その逆の熱媒体の流れの大まかな方向との両方が、収容部(22,22a~22d)に印加される磁場の方向と実質的に垂直になる。
 本開示の第5の態様は、上記第1~第4の態様のいずれか1つにおいて、上記低温側流入路(25)に流入する熱媒体の流れ方向と、上記低温側流出路(26)から流出する熱媒体の流れ方向とは、互いに逆であり、上記高温側流入路(27)に流入する熱媒体の流れ方向と、上記高温側流出路(28)から流出する熱媒体の流れ方向とは、互いに逆であることを特徴とする。
 第5の態様では、低温側流入路(25)の入口と低温側流出路(26)の出口とを磁気冷凍モジュール(20)において同じ側に配置できる。また、高温側流入路(27)の入口と高温側流出路(28)の出口とを磁気冷凍モジュール(20)において同じ側に配置できる。
 本開示の第6の態様は、上記第5の態様において、上記低温側流入路(25)に流入する熱媒体の流れ方向と、上記高温側流出路(28)から流出する熱媒体の流れ方向とは、互いに同じであり、上記低温側流出路(26)から流出する熱媒体の流れ方向と、上記高温側流入路(27)に流入する熱媒体の流れ方向とは、互いに同じであることを特徴とする。
 第6の態様では、低温側流入路(25)の入口および低温側流出路(26)の出口と、高温側流入路(27)の入口および高温側流出路(28)の出口とを、磁気冷凍モジュール(20)において互いに反対側に配置できる。
 本開示の第7の態様は、上記第5の態様において、上記低温側流入路(25)に流入する熱媒体の流れ方向と、上記高温側流入路(27)に流入する熱媒体の流れ方向とは、互いに同じであり、上記低温側流出路(26)から流出する熱媒体の流れ方向と、上記高温側流出路(28)から流出する熱媒体の流れ方向とは、互いに同じであることを特徴とする。
 第7の態様では、低温側流入路(25)および低温側流出路(26)と、高温側流入路(27)および高温側流出路(28)とを、磁気冷凍モジュール(20)において互いに同じ側に配置できる。すなわち、これら全てを磁気冷凍モジュール(20)において同じ側に配置できる。
 本開示の第8の態様は、上記第1~第4の態様のいずれか1つにおいて、上記低温側流入路(25)に流入する熱媒体の流れ方向と、上記低温側流出路(26)から流出する熱媒体の流れ方向とは、互いに同じであり、上記高温側流入路(27)に流入する熱媒体の流れ方向と、上記高温側流出路(28)から流出する熱媒体の流れ方向とは、互いに同じであることを特徴とする。
 第8の態様では、低温側流入路(25)の入口と低温側流出路(26)の出口とを磁気冷凍モジュール(20)において互いに反対側に配置できる。また、高温側流入路(27)の入口と高温側流出路(28)の出口とを磁気冷凍モジュール(20)において互いに反対側に配置できる。
 本開示の第9の態様は、上記第1~第8の態様のいずれか1つにおいて、上記第1空間(29)および上記低温側流出路(26)に連通する第3中間流路(35,36)と、上記第2空間(30)および上記高温側流出路(28)に連通する第4中間流路(37,38)とを備え、上記第1~第4中間流路(31~38)は、上記流路(23)における熱媒体の流れ方向と直交する方向において、上記収容部(22,22a~22d)の中央寄りに配置されていることを特徴とする。
 第9の態様では、熱媒体は、磁気冷凍モジュール(20)において、低温側流入路(25)、第1中間流路(31,32)、第1空間(29)、収容部(22,22a~22d)の流路(23)、第2空間(30)、第4中間流路(37,38)、および高温側流出路(28)の順に流れるか、または高温側流入路(27)、第2中間流路(33,34)、第2空間(30)、収容部(22,22a~22d)の流路(23)、第1空間(29)、第3中間流路(35,36)、および低温側流出路(26)の順に流れる。そして、第1~第4中間流路(31~38)が収容部(22,22a~22d)の中央寄りに配置されているので、第1空間(29)または第2空間(30)に流入する熱媒体の流れが広がりやすく、第1空間(29)および第2空間(30)を小さくしても収容部(22,22a~22d)の全体に熱媒体を流入させることができる。
 本開示の第10の態様は、上記第1~第8の態様のいずれか1つにおいて、上記第1空間(29)および上記低温側流出路(26)に連通する第3中間流路(35,36)と、上記第2空間(30)および上記高温側流出路(28)に連通する第4中間流路(37,38)とを備え、上記第1および第2中間流路(31~34)は、上記流路(23)における熱媒体の流れ方向と直交する方向において、上記収容部(22,22a~22d)の一端寄りに配置され、上記第3および第4中間流路(35~38)は、上記流路(23)における熱媒体の流れ方向と直交する方向において、上記収容部(22,22a~22d)の他端寄りに配置されていることを特徴とする。
 第10の態様では、熱媒体は、磁気冷凍モジュール(20)において、低温側流入路(25)、第1中間流路(31,32)、第1空間(29)、収容部(22,22a~22d)の流路(23)、第2空間(30)、第4中間流路(37,38)、および高温側流出路(28)の順に流れるか、または高温側流入路(27)、第2中間流路(33,34)、第2空間(30)、収容部(22,22a~22d)の流路(23)、第1空間(29)、第3中間流路(35,36)、および低温側流出路(26)の順に流れる。そして、前者では、第1中間流路(31,32)から第4中間流路(37,38)までの距離が、これらの間の第1空間(29)から第2空間(30)までにおいて実質的に均一になるので、第1中間流路(31,32)から第4中間流路(37,38)まで熱媒体が均一に流れやすい。このことは、後者における第2中間流路(33,34)から第3中間流路(35,36)までの熱媒体の流れにも当てはまる。
 本開示の第11の態様は、上記第1~第10の態様のいずれか1つにおいて、上記収容部(22,22a~22d)と、上記低温側および高温側流入路(25,27)と、上記低温側および高温側流出路(26,28)と、上記第1および第2中間流路(31~34)とを収容するケース(21)を備えることを特徴とする。
 第11の態様では、ケース(21)によって磁気冷凍モジュール(20)の各要素をユニット化できる。
 本開示の第12の態様は、上記第11の態様において、上記ケース(21)の少なくとも一部は、磁性材料で構成されていることを特徴とする。
 第12の態様では、磁気作業物質(24)に磁気熱量効果を生じさせるために磁場を印加する場合に、ケース(21)のうち磁性材料で構成された部分を磁路の一部として利用できる。
 本開示の第13の態様は、上記第12の態様において、上記ケース(21)は、印加される磁場が上記ケース(21)を介して短絡するのを抑止する短絡抑止部(39~42)を有することを特徴とする。
 第13の態様では、印加される磁場がケース(21)を介して短絡することが抑止されるので、当該磁場を磁気作業物質(24)に効率的に作用させることができる。
 本開示の第14の態様は、上記第13の態様において、上記短絡抑止部(39~42)は、上記ケース(21)のうち磁性材料で構成された部分の間に配置された非磁性部(39,40)で構成されていることを特徴とする。
 第14の態様では、非磁性部(39,40)によってケース(21)を介した磁場の短絡が抑止される。
 本開示の第15の態様は、上記第13の態様において、上記短絡抑止部(39~42)は、上記ケース(21)において相対的に薄く形成されて上記磁場によって磁気飽和を生じる薄肉部(41,42)によって構成されていることを特徴とする。
 第15の態様では、薄肉部(41,42)によってケース(21)を介した磁場の短絡が抑止される。
 本開示の第16の態様は、上記第11~第15の態様のいずれか1つにおいて、上記ケース(21)は、上記流路(23)の両端に面しない上記収容部(22,22a~22d)の外面に対向する部分の熱伝導率が、他の部分の熱伝導率よりも低いことを特徴とする。
 第16の態様では、流路(23)の両端の間に熱伝導率の高い部分が存在すると、その部分を介して望ましくない熱輸送、すなわち高温側から低温側への損失となる熱輸送が生じる。これに対し、第16の態様では、ケース(21)のうち流路(23)の両端の間の部分の熱伝導率が低いので、高温側から低温側へケース(21)を介して熱が伝わることが抑止される。
 本開示の第17の態様は、上記第11~第16の態様のいずれか1つにおいて、上記収容部(22,22a~22d)は、互いに並んで複数配置されており、複数の上記収容部(22,22a~22d)が並ぶ方向において、上記低温側流入路(25)または上記低温側流出路(26)と、上記高温側流入路(27)または上記高温側流出路(28)とが互いに並んでいることを特徴とする。
 第17の態様では、低温側流入路(25)、低温側流出路(26)、高温側流入路(27)、高温側流出路(28)、および収容部(22,22a~22d)の組が複数個形成される。
 本開示の第18の態様は、上記第17の態様において、上記ケース(21)は、上記低温側流入路(25)または上記低温側流出路(26)と、上記高温側流入路(27)または上記高温側流出路(28)との間に設けられた断熱部(43,44)を有することを特徴とする。
 第18の態様では、断熱部(43,44)によって、高温側流入路(27)または高温側流出路(28)から低温側流入路(25)または低温側流出路(26)への望ましくない熱輸送が抑止される。
 本開示の第19の態様は、上記第1~第18の態様のいずれか1つにおいて、上記収容部(22,22a~22d)は、上記流路(23)における熱媒体の流れ方向において、互いに並んで複数配置されており、互いに並ぶ上記収容部(22,22a~22d)の間には、上記低温側流入路(25)および上記低温側流出路(26)が、または上記高温側流入路(27)および上記高温側流出路(28)が配置されていることを特徴とする。
 第19の態様では、低温側流入路(25)と低温側流出路(26)とを、または高温側流入路(27)と高温側流出路(28)とを、互いに並ぶ収容部(22,22a~22d)の間に配置できる。したがって、高温側流入路および流出路(27,28)と低温側流入路および流出路(25,26)とを互いに離間させることができ、前者から後者への望ましくない熱輸送を抑止できる。
 本開示の第20の態様は、上記第1~第18の態様のいずれか1つにおいて、上記収容部(22,22a~22d)は、上記流路(23)における熱媒体の流れ方向と交差する方向において、互いに並んで複数配置されており、上記収容部(22,22a~22d)の上記流れ方向における一方側には、上記低温側流入路(25)および上記低温側流出路(26)が配置され、上記収容部(22,22a~22d)の上記流れ方向における他方側には、上記高温側流入路(27)および上記高温側流出路(28)が配置されていることを特徴とする。
 第20の態様では、低温側流入路(25)と低温側流出路(26)とを、または高温側流入路(27)と高温側流出路(28)とを、流路(23)にける熱媒体の流れ方向における収容部(22,22a~22d)の一方側または他方側に配置できる。したがって、高温側流入路および流出路(27,28)と低温側流入路および流出路(25,26)とを互いに離間させることができ、前者から後者への望ましくない熱輸送を抑止できる。
 本開示の第21の態様は、上記第1~第20の態様のいずれか1つにおいて、上記低温側流入路(25)、上記高温側流入路(27)、上記低温側流出路(26)、および上記高温側流出路(28)は、1つの上記収容部(22,22a~22d)に対して複数組ずつ設けられていることを特徴とする。
 第21の態様では、複数の低温側流入路(25)または複数の高温側流入路(27)から1つの収容部(22,22a~22d)へ熱媒体が流入すると共に、1つの収容部(22,22a~22d)から複数の低温側流出路(26)または複数の高温側流出路(28)へ熱媒体が流出する。
図1は、実施形態1の空調システムの構成を概略的に示す回路図である。 図2は、実施形態1の磁気冷凍モジュールの構成を概略的に示す斜視図である。 図3は、図2のIII-III線に沿った断面図である。 図4は、実施形態1の変形例1の磁気冷凍モジュールの構成を概略的に示す斜視図である。 図5は、図4のV-V線に沿った断面図である。 図6は、実施形態1の変形例2の磁気冷凍モジュールの構成を概略的に示す斜視図である。 図7は、実施形態2の磁気冷凍モジュールの構成を概略的に示す四面図である。 図8は、図7のVIII-VIII線に沿った断面図である。 図9は、実施形態3の磁気冷凍モジュールの構成を概略的に示す四面図である。 図10は、図9のX-X線に沿った断面図である。 図11は、実施形態4の磁気冷凍モジュールの構成を概略的に示す四面図である。 図12は、図11のXII-XII線に沿った断面図である。 図13は、実施形態4の変形例1の磁気冷凍モジュールの図12相当図である。 図14は、実施形態4の変形例2の磁気冷凍モジュールの図12相当図である。 図15は、実施形態5の磁気冷凍モジュールの構成を概略的に示す四面図である。 図16は、図15のXVI-XVI線に沿った断面図である。
 《実施形態1》
 実施形態1について説明する。本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)は、磁気熱量効果を利用して熱媒体の温度を調節するものであって、例えば冷専チラーとして構成された空調システム(10)に設けられる。なお、磁気冷凍モジュール(20)の用途は、これに限られるものではもちろんない。例えば、磁気冷凍モジュール(20)は、空気調和装置に設けられていてもよい。
  -空調システムの構成-
 図1は、実施形態1の空調システム(10)の構成を概略的に示す回路図である。同図に示すように、空調システム(10)は、磁気冷凍モジュール(20)と、低温側熱交換器(60)と、高温側熱交換器(70)と、熱媒体ポンプ(80)とが設けられた熱媒体回路(11)を備える。熱媒体回路(11)の各構成要素は、熱媒体配管を介して互いに接続されている。
 磁気冷凍モジュール(20)は、磁気作業物質(24)を備えていて、当該磁気作業物質(24)に磁場を印加したり除去したりすることで磁気熱量効果を生じさせ、それにより内部を流れる熱媒体を加熱または冷却する装置である。磁気冷凍モジュール(20)は、低温側流入路(25)と、低温側流出路(26)と、高温側流入路(27)と、高温側流出路(28)とを有する。各流入路(25,27)および各流出路(26,28)は、磁気冷凍モジュール(20)の収容部(22)(図2を参照)の内部空間に連通している。低温側流入路(25)から流入した熱媒体は、収容部(22)内を流れて高温側流出路(28)から排出される。高温側流入路(27)から流入した熱媒体は、収容部(22)内を流れて低温側流出路(26)から排出される。磁気冷凍モジュール(20)の構成について、詳しくは後述する。
 低温側熱交換器(60)は、磁気冷凍モジュール(20)で冷却された熱媒体と、図示を省略する利用ユニット(例えば、エアハンドリングユニット)を流れる二次冷媒とを熱交換させるものである。低温側熱交換器(60)は、磁気冷凍モジュール(20)の低温側流出路(26)に接続された第1流入部(61)と、磁気冷凍モジュール(20)の低温側流入路(25)に接続された第1流出部(62)と、利用ユニットに接続された第3流入部(63)および第3流出部(64)とを有する。
 ここで、低温側流出路(26)と第1流入部(61)との間の熱媒体配管には、前者から後者への熱媒体の流れを許容する一方でその逆の熱媒体の流れを禁止する第1逆止弁(91)が設けられている。また、低温側流入路(25)と第1流出部(62)との間の熱媒体配管には、後者から前者への熱媒体の流れを許容する一方でその逆の熱媒体の流れを禁止する第2逆止弁(92)が設けられている。
 高温側熱交換器(70)は、磁気冷凍モジュール(20)で加熱された熱媒体と、図示を省略する熱源ユニット(例えば、クーリングタワー)を流れる二次冷媒とを熱交換させるものである。高温側熱交換器(70)は、磁気冷凍モジュール(20)の高温側流出路(28)に接続された第2流入部(71)と、磁気冷凍モジュール(20)の高温側流入路(27)に接続された第2流出部(72)と、熱源ユニットに接続された第4流入部(73)および第4流出部(74)とを有する。
 ここで、高温側流出路(28)と第2流入部(71)との間の熱媒体配管には、前者から後者への熱媒体の流れを許容する一方でその逆の熱媒体の流れを禁止する第3逆止弁(93)が設けられている。また、高温側流入路(27)と第2流出部(72)との間の熱媒体配管には、後者から前者への熱媒体の流れを許容する一方でその逆の熱媒体の流れを禁止する第4逆止弁(94)が設けられている。
 熱媒体ポンプ(80)は、磁気冷凍モジュール(20)と各熱交換器(60,70)との間で熱媒体を流すためのものである。熱媒体ポンプ(80)は、この例ではピストンポンプとして構成されていて、シリンダ(81)とその内部に配置されたピストン(84)とを有する。シリンダ(81)は、ピストン(84)によって第1室(82)と第2室(83)とに仕切られている。第1室(82)は、低温側熱交換器(60)と第2逆止弁(92)との間の熱媒体配管に連通し、第2室(83)は、高温側熱交換器(70)と第4逆止弁(94)との間の熱媒体配管に連通している。
 熱媒体ポンプ(80)は、ピストン(84)がシリンダ(81)内で往復運動を行うことにより、第1室(82)から熱媒体を吐出しかつ第2室(83)に熱媒体を吸入する第1動作と、第2室(83)から熱媒体を吐出しかつ第1室(82)に熱媒体を吸入する第2動作とを行うように構成されている。
  -磁気冷凍モジュールの構成-
 図2は、磁気冷凍モジュール(20)の構成を概略的に示す斜視図である。また、図3は、図2のIII-III線に沿った断面図である。同図に示すように、磁気冷凍モジュール(20)は、収容部(22)と、低温側流入路(25)と、高温側流入路(27)と、低温側流出路(26)と、高温側流出路(28)と、これらを収容するケース(21)とを備える。
 収容部(22)は、磁気冷凍モジュール(20)の長手方向(すなわち、図3における紙面直交方向)に延びる直方体状に形成されている。収容部(22)は、磁気作業物質(24)を収容している。収容部(22)は、熱媒体が流れる流路(23)を形成している。この流路(23)は、一端が図2および図3における収容部(22)の左端に相当し、かつ他端が図2および図3における収容部(22)の右端に相当している。したがって、流路(23)における熱媒体の流れの大まかな方向は、図2および図3における左右方向である(図3における両矢印を参照)。この方向は、図2および図3に示すように、収容部(22)に印加される磁場の方向と実質的に一致している。
 低温側流入路(25)は、磁気冷凍モジュール(20)の長手方向に沿って延びる角筒状の流路である。低温側流入路(25)は、図2および図3における奥側端が封止され、かつ同図における手前側端が開放されている。低温側流入路(25)の手前側端は、熱媒体配管を介して低温側熱交換器(60)の第1流出部(62)に接続されている。低温側流入路(25)は、低温側熱交換器(60)から流れてきた熱媒体を、収容部(22)の流路(23)の一端へ流入させる。熱媒体は、低温側流入路(25)を、図2および図3における手前側から奥側に向かって流れる(図2における矢印および図3における記号を参照)。
 高温側流入路(27)は、磁気冷凍モジュール(20)の長手方向に沿って延びる角筒状の流路である。高温側流入路(27)は、図2および図3における手前側端が封止され、かつ同図における奥側端が開放されている。高温側流入路(27)の奥側端は、熱媒体配管を介して高温側熱交換器(70)の第2流出部(72)に接続されている。高温側流入路(27)は、高温側熱交換器(70)から流れてきた熱媒体を、収容部(22)の流路(23)の他端へ流入させる。熱媒体は、高温側流入路(27)を、図2および図3における奥側から手前側に向かって流れる(図2における矢印および図3における記号を参照)。
 低温側流出路(26)は、磁気冷凍モジュール(20)の長手方向に沿って延びる角筒状の流路である。低温側流出路(26)は、図2および図3における奥側端が封止され、かつ同図における手前側端が開放されている。低温側流出路(26)の手前側端は、熱媒体配管を介して低温側熱交換器(60)の第1流入部(61)に接続されている。低温側流出路(26)は、収容部(22)の流路(23)の一端から流出した熱媒体が流れる。熱媒体は、低温側流出路(26)を、図2および図3における奥側から手前側に向かって流れる(図2における矢印および図3における記号を参照)。
 高温側流出路(28)は、磁気冷凍モジュール(20)の長手方向に沿って延びる角筒状の流路である。高温側流出路(28)は、図2および図3における手前側端が封止され、かつ同図にける奥側端が開放されている。高温側流出路(28)の奥側端は、熱媒体配管を介して高温側熱交換器(70)の第2流入部(71)に接続されている。高温側流出路(28)は、収容部(22)の流路(23)の他端から流出した熱媒体が流れる。熱媒体は、高温側流出路(28)を、図2および図3における手前側から奥側に向かって流れる(図2における矢印および図3における記号を参照)。
 収容部(22)の流路(23)の一端と、低温側流入路(25)および低温側流出路(26)との間には、第1空間(29)が形成されている。この第1空間(29)は、磁気冷凍モジュール(20)の長手方向に沿って延びる扁平な角筒状の空間である。第1空間(29)は、収容部(22)の流路(23)の一端の全体と連通している。
 低温側流入路(25)と第1空間(29)との間には、これらの両方に連通する第1スリット(31)が形成されている。この第1スリット(31)は、磁気冷凍モジュール(20)の長手方向に沿って延びる細長い間隙である。第1スリット(31)は、低温側流入路(25)から第1空間(29)へ向かう熱媒体の流れを広げる。つまり、第1スリット(31)が存在することにより、低温側流入路(25)を流れる熱媒体は、磁気冷凍モジュール(20)の長手方向において第1空間(29)の実質的に全体へ流れ込む。第1スリット(31)は、第1中間流路を構成している。
 低温側流出路(26)と第1空間(29)との間には、これらの両方に連通する第3スリット(35)が形成されている。この第3スリット(35)は、磁気冷凍モジュール(20)の長手方向に沿って延びる細長い間隙である。第3スリット(35)は、第1空間(29)から低温側流出路(26)へ熱媒体がスムーズに流れるようにする。第3スリット(35)は、第3中間流路を構成している。
 第1スリット(31)および第3スリット(35)は、収容部(22)の流路(23)における熱媒体の大まかな流れ方向と直交する方向(すなわち、図3における上下方向)において、収容部(22)の中央寄りに配置されている。具体的に、第1スリット(31)は、磁気冷凍モジュール(20)の上半部に配置された低温側流入路(25)の下端部と、第1空間(29)の中央寄りの部分とを互いに連通させている。また、第3スリット(35)は、磁気冷凍モジュール(20)の下半部に配置された低温側流出路(26)の上端部と、第1空間(29)の中央寄りの部分とを互いに連通させている。
 収容部(22)の流路(23)の他端と、高温側流入路(27)および高温側流出路(28)との間には、第2空間(30)が形成されている。この第2空間(30)は、磁気冷凍モジュール(20)の長手方向に沿って延びる扁平な角筒状の空間である。第2空間(30)は、収容部(22)の流路(23)の他端の全体と連通している。
 高温側流入路(27)と第2空間(30)との間には、これらの両方に連通する第2スリット(33)が形成されている。この第2スリット(33)は、磁気冷凍モジュール(20)の長手方向に沿って延びる細長い間隙である。第2スリット(33)は、高温側流入路(27)から第2空間(30)へ向かう熱媒体の流れを広げる。つまり、第2スリット(33)が存在することにより、高温側流入路(27)を流れる熱媒体は、磁気冷凍モジュール(20)の長手方向において第2空間(30)の実質的に全体へ流れ込む。第2スリット(33)は、第2中間流路を構成している。
 高温側流出路(28)と第2空間(30)との間には、これらの両方に連通する第4スリット(37)が形成されている。この第4スリット(37)は、磁気冷凍モジュール(20)の長手方向に沿って延びる細長い間隙である。第4スリット(37)は、第2空間(30)から高温側流出路(28)へ熱媒体がスムーズに流れるようにする。第4スリット(37)は、第4中間流路を構成している。
 第2スリット(33)および第4スリット(37)は、収容部(22)の流路(23)における熱媒体の大まかな流れ方向と直交する方向において、収容部(22)の中央寄りに配置されている。具体的に、第2スリット(33)は、磁気冷凍モジュール(20)の上半部に配置された高温側流入路(27)の下端部と、第2空間(30)の中央寄りの部分とを互いに連通させている。また、第4スリット(37)は、磁気冷凍モジュール(20)の下半部に配置された高温側流出路(28)の上端部と、第2空間(30)の中央寄りの部分とを互いに連通させている。
 また、第1空間(29)と第2空間(30)とは、収容部(22)に印加される磁場の方向(すなわち、図2および図3における左右方向)において収容部(22)を挟むように配置されている。つまり、第1空間(29)は収容部(22)の左方に、第2空間(30)は収容部(22)の右方に、それぞれ配置されている。
 ケース(21)は、磁気冷凍モジュール(20)の外側部分を構成する部材である。ケース(21)は、収容部(22)と、低温側および高温側流入路(25,27)と、低温側および高温側流出路(26,28)と、第1および第2空間(29,30)と、第1~第4スリット(31,33,35,37)とを収容している。
 ケース(21)は、低温側流入路および流出路(25,26)を囲む部分(すなわち、図2および図3における左側部分)と、高温側流入路および流出路(27,28)を囲む部分(すなわち、図2および図3における右側部分)とが、磁性材料(例えば、電磁鋼板)で構成されている。ケース(21)は、これら両部分の間に、非磁性材料で構成された第1および第2非磁性部(39,40)を有する。ここで、ケース(21)は、低温側流入路(25)と高温側流入路(27)との間に第1非磁性部(39)を有し、かつ低温側流出路(26)と高温側流出路(28)との間に第2非磁性部(40)を有する。また、第1および第2非磁性部(39,40)を構成する非磁性材料は、低温側流入路および流出路(25,26)を囲む部分と、高温側流入路および流出路(27,28)を囲む部分との両部分を構成する材料よりも熱伝導率が低い。第1および第2非磁性部(39,40)は、それぞれ短絡抑止部を構成している。
  -運転動作-
 次に、空調システム(10)および磁気冷凍モジュール(20)の運転動作について説明する。
 空調システム(10)は、熱媒体ポンプ(80)に第1動作と第2動作を交互に行わせると共に、両動作に対応させて磁気冷凍モジュール(20)の収容部(22)に磁場を印加したり除去したりすることにより、利用ユニットに冷熱を供給する。
 具体的に、まず、熱媒体の流れを止めた状態で、磁気冷凍モジュール(20)の収容部(22)に磁場を印加する。これにより、収容部(22)内の磁気作業物質(24)が発熱する。この状態で熱媒体ポンプ(80)が第1動作を行うと、図1中の左方にピストン(84)が移動し、第1室(82)から熱媒体が吐出される。第1室(82)から吐出された熱媒体は、第2逆止弁(92)を通過して収容部(22)に流れ込み、ここで発熱状態の磁気作業物質(24)と熱交換して加熱される。続けて、加熱された熱媒体は、第3逆止弁(93)を通過して高温側熱交換器(70)に流入し、そこで熱源ユニットの二次冷媒に放熱して高温側熱交換器(70)から流出する。高温側熱交換器(70)から流出した熱媒体は、熱媒体ポンプ(80)の第2室(83)に吸入される。
 次に、熱媒体の流れを止めた状態で、磁気冷凍モジュール(20)の収容部(22)から磁場を除去する。これにより、収容部(22)内の磁気作業物質(24)が吸熱する。この状態で熱媒体ポンプ(80)が第2動作を行うと、図1中の右方にピストン(84)が移動し、第2室(83)から熱媒体が吐出される。第2室(83)から吐出された熱媒体は、第4逆止弁(94)を通過して収容部(22)に流れ込み、ここで吸熱状態の磁気作業物質(24)と熱交換して冷却される。続けて、冷却された熱媒体は、第1逆止弁(91)を通過して低温側熱交換器(60)に流入し、そこで利用ユニットの二次冷媒を冷却して低温側熱交換器(60)から流出する。低温側熱交換器(60)から流出した熱媒体は、熱媒体ポンプ(80)の第1室(82)に吸入される。
 以上の動作を繰り返し行うことにより、低温側熱交換器(60)に冷熱を供給しかつ高温側熱交換器(70)に温熱を供給することができ、これにより利用ユニットで対象空間の冷房を行うことができる。定常状態においては、低温側熱交換器(60)と高温側熱交換器(70)は、収容部(22)内の磁気作業物質(24)に応じた略一定の温度にそれぞれ維持される。本実施例では、低温側熱交換器(60)の温度が、対象空間の温度や、収容部(22)の周辺の空気の温度よりも低い温度に維持されるように、磁気作業物質(24)が選定される。
  -磁気冷凍モジュールにおける熱媒体の流れ-
 磁気冷凍モジュール(20)では、熱媒体ポンプ(80)が第1動作を行う場合に、低温側流入路(25)、第1スリット(31)、第1空間(29)、収容部(22)の流路(23)、第2空間(30)、第4スリット(37)、および高温側流出路(28)の順に熱媒体が流れる。このとき、低温側流入路(25)から流出する熱媒体の流れは、磁気冷凍モジュール(20)の長手方向において、第1スリット(31)によって広げられて第1空間(29)の実質的に全体に流れ込む。さらに、第1空間(29)では、図2および図3における上下方向に熱媒体の流れが広がり、それにより収容部(22)の流路(23)の実質的に全体にわたって熱媒体が流れ込む。
 一方、磁気冷凍モジュール(20)では、熱媒体ポンプ(80)が第2動作を行う場合、高温側流入路(27)、第2スリット(33)、第2空間(30)、収容部(22)の流路(23)、第1空間(29)、第3スリット(35)、および低温側流出路(26)の順に熱媒体が流れる。このとき、高温側流入路(27)から流出する熱媒体の流れは、磁気冷凍モジュール(20)の長手方向において、第2スリット(33)によって広げられて第2空間(30)の実質的に全体に流れ込む。さらに、第2空間(30)では、図2および図3における上下方向に熱媒体の流れが広がり、それにより収容部(22)の流路(23)の実質的に全体にわたって熱媒体が流れ込む。
 -実施形態1の効果-
 本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)は、磁気作業物質(24)を収容し、かつ熱媒体が流れる流路(23)を形成する収容部(22)と、上記流路(23)の一端へ熱媒体を流入させる低温側流入路(25)と、上記流路(23)の他端へ熱媒体を流入させる高温側流入路(27)と、上記流路(23)の一端から流出した熱媒体が流れる低温側流出路(26)と、上記流路(23)の他端から流出した熱媒体が流れる高温側流出路(28)とを備える。また、磁気冷凍モジュール(20)は、上記流路(23)の一端と上記低温側流入路(25)との間に、第1空間(29)が形成されており、上記流路(23)の他端と上記高温側流入路(27)との間に、第2空間(30)が形成されており、上記低温側流入路(25)および上記第1空間(29)に連通し、上記低温側流入路(25)から上記第1空間(29)へ向かう熱媒体の流れを広げる第1スリット(31)と、上記高温側流入路(27)および上記第2空間(30)に連通し、上記高温側流入路(27)から上記第2空間(30)へ向かう熱媒体の流れを広げる第2スリット(33)とを備える。
 したがって、熱媒体が、磁気冷凍モジュール(20)において、低温側から高温側へ、または高温側から低温側へ流れる。具体的に、熱媒体は、磁気冷凍モジュール(20)において、低温側流入路(25)、第1スリット(31)、第1空間(29)、収容部(22)の流路(23)、および高温側流出路(28)の順に流れるか、または高温側流入路(27)、第2スリット(33)、第2空間(30)、収容部(22)の流路(23)、および低温側流出路(26)の順に流れる。ここで、低温側流入路(25)から第1スリット(31)を介して第1空間(29)へ向かう熱媒体の流れは、第1スリット(31)によって広げられる。これにより、第1空間(29)の広い範囲に熱媒体が流れ込むので、死容積を構成し得る当該第1空間(29)を比較的小さくしても、それ続く収容部(22)の流路(23)にも広く熱媒体が流れる。また、高温側流入路(27)から第2スリット(33)を介して第2空間(30)へ向かう熱媒体の流れは、第2スリット(33)によって広げられる。これにより、第2空間(30)の広い範囲に熱媒体が流れ込むので、死容積を構成し得る当該第2空間(30)を比較的小さくしても、それに続く収容部(22)の流路(23)にも広く熱媒体が流れる。
 また、本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)は、上記収容部(22)が、磁場が印加されるように構成されており、上記第1空間(29)と上記第2空間(30)とは、上記収容部(22)に印加される磁場の方向において上記収容部(22)を挟むように配置されている。したがって、収容部(22)に磁場が印加されることで磁気作業物質(24)が発熱する一方、収容部(22)から磁場が除去されることで磁気作業物質(24)が吸熱する。また、第1空間(29)から収容部(22)を介して第2空間(30)へ向かう熱媒体の流れの大まかな方向と、その逆の熱媒体の流れの大まかな方向との両方が、収容部(22)に印加される磁場の方向と実質的に平行になる。
 また、本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)は、上記低温側流入路(25)に流入する熱媒体の流れ方向と、上記低温側流出路(26)から流出する熱媒体の流れ方向とが、互いに逆であり、上記高温側流入路(27)に流入する熱媒体の流れ方向と、上記高温側流出路(28)から流出する熱媒体の流れ方向とが、互いに逆である。したがって、低温側流入路(25)の入口と低温側流出路(26)の出口とを磁気冷凍モジュール(20)において同じ側に配置できる。また、高温側流入路(27)の入口と高温側流出路(28)の出口とを磁気冷凍モジュール(20)において同じ側に配置できる。
 また、本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)は、上記低温側流入路(25)に流入する熱媒体の流れ方向と、上記高温側流出路(28)から流出する熱媒体の流れ方向とが、互いに同じであり、上記低温側流出路(26)から流出する熱媒体の流れ方向と、上記高温側流入路(27)に流入する熱媒体の流れ方向とが、互いに同じである。したがって、低温側流入路(25)の入口および低温側流出路(26)の出口と、高温側流入路(27)の入口および高温側流出路(28)の出口とを、磁気冷凍モジュール(20)において互いに反対側に配置できる。
 また、本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)は、上記第1空間(29)および上記低温側流出路(26)に連通する第3スリット(35)と、上記第2空間(30)および上記高温側流出路(28)に連通する第4スリット(37)とを備え、上記第1~第4スリット(31,33,35,37)は、上記流路(23)における熱媒体の流れ方向と直交する方向において、上記収容部(22)の中央寄りに配置されている。したがって、熱媒体は、磁気冷凍モジュール(20)において、低温側流入路(25)、第1スリット(31)、第1空間(29)、収容部(22)の流路(23)、第2空間(30)、第4スリット(37)、および高温側流出路(28)の順に流れるか、または高温側流入路(27)、第2スリット(33)、第2空間(30)、収容部(22)の流路(23)、第1空間(29)、第3スリット(35)、および低温側流出路(26)の順に流れる。そして、第1~第4スリット(31,33,35,37)が収容部(22)の中央寄りに配置されているので、第1空間(29)または第2空間(30)に流入する熱媒体の流れが広がりやすく、第1空間(29)および第2空間(30)を小さくしても収容部(22)の全体に熱媒体を流入させることができる。
 また、本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)は、上記収容部(22)と、上記低温側および高温側流入路(25,27)と、上記低温側および高温側流出路(26,28)と、上記第1および第2スリット(31,33)とを収容するケース(21)を備える。したがって、ケース(21)によって磁気冷凍モジュール(20)の各要素をユニット化できる。
 また、本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)は、上記ケース(21)の少なくとも一部が、磁性材料で構成されている。したがって、磁気作業物質(24)に磁気熱量効果を生じさせるために磁場を印加する場合に、ケース(21)のうち磁性材料で構成された部分を磁路の一部として利用できる。
 また、本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)は、印加される磁場が上記ケース(21)を介して短絡するのを抑止する短絡抑止部(39~42)を有する。したがって、印加される磁場がケース(21)を介して短絡することが抑止されるので、当該磁場を磁気作業物質(24)に効率的に作用させることができる。
 また、本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)は、上記短絡抑止部(39~42)は、上記ケース(21)のうち磁性材料で構成された部分の間に配置された第1および第2非磁性部(39,40)で構成されている。したがって、第1および第2非磁性部(39,40)によってケース(21)を介した磁場の短絡が抑止される。
 また、本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)は、上記ケース(21)において、上記流路(23)の両端に面しない上記収容部(22)の外面に対向する部分(すなわち、第1および第2非磁性部(39,40))の熱伝導率が、他の部分の熱伝導率よりも低い。ここで、流路(23)の両端の間に熱伝導率の高い部分が存在すると、その部分を介して望ましくない熱輸送、すなわち高温側から低温側への損失となる熱輸送が生じる。これに対し、本実施形態では、ケース(21)のうち流路(23)の両端の間の部分の熱伝導率が低いので、高温側から低温側へケース(21)を介して熱が伝わることが抑止される。
  -実施形態1の変形例1-
 実施形態1の変形例1について説明する。本変形例は、上記実施形態1と、磁気冷凍モジュール(20)における熱媒体の流れの向き、各スリット(31,33,35,37)の位置、収容部(22)に印加される磁場の向き、およびケース(21)の構成が異なる。以下、上記実施形態1と異なる点について主に説明する。
 図4は、本変形例の磁気冷凍モジュール(20)の構成を概略的に示す斜視図である。また、図5は、図4のV-V線に沿った断面図である。同図に示すように、低温側流入路(25)、高温側流入路(27)、低温側流出路(26)、および高温側流出路(28)は、図4および図5における奥側端が封止され、かつ同図における手前側端が開放されている。
 低温側流入路(25)の手前側端は、熱媒体配管を介して低温側熱交換器(60)の第1流出部(62)に接続されている。熱媒体は、低温側流入路(25)を、図4および図5における手前側から奥側に向かって流れる(図4における矢印および図5における記号を参照)。
 高温側流入路(27)の手前側端は、熱媒体配管を介して高温側熱交換器(70)の第2流出部(72)に接続されている。熱媒体は、高温側流入路(27)を、図4および図5における手前側から奥側に向かって流れる(図4における矢印および図5における記号を参照)。
 低温側流出路(26)の手前側端は、熱媒体配管を介して低温側熱交換器(60)の第1流入部(61)に接続されている。熱媒体は、低温側流出路(26)を、図2および図3における奥側から手前側に向かって流れる(図4における矢印および図5における記号を参照)。
 高温側流出路(28)の手前側端は、熱媒体配管を介して高温側熱交換器(70)の第2流入部(71)に接続されている。熱媒体は、高温側流出路(28)を、図4および図5における奥側から手前側に向かって流れる(図4における矢印および図5における記号を参照)。
 第1スリット(31)および第3スリット(35)は、収容部(22)の流路(23)における熱媒体の大まかな流れ方向と直交する方向(すなわち、図5における上下方向)において、収容部(22)の端部寄りに配置されている。具体的に、第1スリット(31)は、磁気冷凍モジュール(20)の上半部に配置された低温側流入路(25)の上端部と、第1空間(29)の上端部とを互いに連通させている。また、第3スリット(35)は、磁気冷凍モジュール(20)の下半部に配置された低温側流出路(26)の下端部と、第1空間(29)の下端部とを互いに連通させている。
 第2スリット(33)および第4スリット(37)は、収容部(22)の流路(23)における熱媒体の大まかな流れ方向と直交する方向において、収容部(22)の端部寄りに配置されている。具体的に、第2スリット(33)は、磁気冷凍モジュール(20)の上半部に配置された高温側流入路(27)の上端部と、第2空間(30)の上端部とを互いに連通させている。また、第4スリット(37)は、磁気冷凍モジュール(20)の下半部に配置された高温側流出路(28)の下端部と、第2空間(30)の下端部とを互いに連通させている。
 収容部(22)は、図4および図5における上下方向に磁場が印加されるように構成されている。このため、第1空間(29)と第2空間(30)とは、収容部(22)に印加される磁場の方向と直交する方向において収容部(22)を挟むように配置されている。
 ケース(21)は、実質的に全体が磁性材料(例えば、電磁鋼板)で構成されている。また、ケース(21)は、低温側流入路および流出路(25,26)を囲む部分(すなわち、図4および図5における左側部分)と、高温側流入路および流出路(27,28)を囲む部分(すなわち、図4および図5における右側部分)とが、当該ケース(21)において相対的に薄く形成され、具体的には収容部(22)の上下に位置する部分よりも薄く形成された第1および第2薄肉部(41,42)を有する。ここで、ケース(21)は、図4および図5における左側に第1薄肉部(41)を有し、かつ同図における右側に第2薄肉部(42)を有する。第1および第2薄肉部(41,42)は、収容部(22)に磁場が印加される場合に当該磁場によって磁気飽和を生じるように構成されている。第1および第2薄肉部(41,42)は、それぞれ短絡抑止部を構成している。
 また、ケース(21)は、低温側流入路および流出路(25,26)を囲む部分と、高温側流入路および流出路(27,28)を囲む部分とが、断熱材(51)で覆われている。これにより、磁気冷凍モジュール(20)を流れる熱媒体が、外部の空気等との間で望ましくない熱輸送が生じるのを抑止できる。なお、ケース(21)は、全体が断熱材(51)で覆われていてもよい。
  -実施形態1の変形例1の効果-
 本変形例の磁気冷凍モジュール(20)によっても、上記実施形態1と同様の効果が得られる。
 また、本変形例の磁気冷凍モジュール(20)は、上記収容部(22)が、磁場が印加されるように構成されており、上記第1空間(29)と上記第2空間(30)とが、上記収容部(22)に印加される磁場の方向と直交する方向において上記収容部(22)を挟むように配置されている。ここで、収容部(22)に磁場が印加されることで磁気作業物質(24)が発熱する一方、収容部(22)から磁場が除去されることで磁気作業物質(24)が吸熱する。また、第1空間(29)から収容部(22)を介して第2空間(30)へ向かう熱媒体の流れの大まかな方向と、その逆の熱媒体の流れの大まかな方向との両方が、収容部(22)に印加される磁場の方向と実質的に垂直になる。
 また、本変形例の磁気冷凍モジュール(20)は、上記低温側流入路(25)に流入する熱媒体の流れ方向と、上記高温側流入路(27)に流入する熱媒体の流れ方向とが、互いに同じであり、上記低温側流出路(26)から流出する熱媒体の流れ方向と、上記高温側流出路(28)から流出する熱媒体の流れ方向とが、互いに同じである。したがって、低温側流入路(25)および低温側流出路(26)と、高温側流入路(27)および高温側流出路(28)とを、磁気冷凍モジュール(20)において互いに同じ側に配置できる。すなわち、これら全てを磁気冷凍モジュール(20)において同じ側に配置できる。
 また、本変形例の磁気冷凍モジュール(20)は、上記第1空間(29)および上記低温側流出路(26)に連通する第3スリット(35)と、上記第2空間(30)および上記高温側流出路(28)に連通する第4スリット(37)とを備え、上記第1および第2スリット(31,33)は、上記流路(23)における熱媒体の流れ方向と直交する方向において、上記収容部(22)の一端寄りに配置され、上記第3および第4スリット(35,37)は、上記流路(23)における熱媒体の流れ方向と直交する方向において、上記収容部(22)の他端寄りに配置されている。したがって、熱媒体は、磁気冷凍モジュール(20)において、低温側流入路(25)、第1スリット(31)、第1空間(29)、収容部(22)の流路(23)、第2空間(30)、第4スリット(37)、および高温側流出路(28)の順に流れるか、または高温側流入路(27)、第2スリット(33)、第2空間(30)、収容部(22)の流路(23)、第1空間(29)、第3スリット(35)、および低温側流出路(26)の順に流れる。そして、前者では、第1スリット(31)から第4スリット(37)までの距離が、これらの間の第1空間(29)から第2空間(30)までにおいて実質的に均一になるので、第1スリット(31)から第4スリット(37)まで熱媒体が均一に流れやすい。このことは、後者における第2スリット(33)から第3スリット(35)までの熱媒体の流れにも当てはまる。
 また、本変形例の磁気冷凍モジュール(20)は、上記短絡抑止部(39~42)が、上記ケース(21)において相対的に薄く形成されて上記磁場によって磁気飽和を生じる第1および第2薄肉部(41,42)によって構成されている。したがって、第1および第2薄肉部(41,42)によってケース(21)を介した磁場の短絡が抑止される。
  -実施形態1の変形例2-
 実施形態1の変形例2について説明する。本変形例は、上記実施形態1と、磁気冷凍モジュール(20)における熱媒体の流れの向き、および第1~第4中間流路(31~38)の構成が異なる。以下、上記実施形態1と異なる点について主に説明する。
 図6は、本変形例の磁気冷凍モジュールの構成を概略的に示す斜視図である。同図に示すように、低温側流入路(25)および高温側流出路(28)は、図6における奥側端が封止され、かつ同図における手前側端が開放されている一方、高温側流入路(27)および低温側流出路(26)は、図6における手前側端が封止され、かつ同図における奥側端が開放されている。
 低温側流入路(25)の手前側端は、熱媒体配管を介して低温側熱交換器(60)の第1流出部(62)に接続されている。熱媒体は、低温側流入路(25)を、図6における手前側から奥側に向かって流れる(図6における矢印を参照)。
 高温側流入路(27)の奥側端は、熱媒体配管を介して高温側熱交換器(70)の第2流出部(72)に接続されている。熱媒体は、高温側流入路(27)を、図6における奥側から手前側に向かって流れる(図6における矢印を参照)。
 低温側流出路(26)の奥側端は、熱媒体配管を介して低温側熱交換器(60)の第1流入部(61)に接続されている。熱媒体は、低温側流出路(26)を、図6における手前側から奥側に向かって流れる(図6における矢印を参照)。
 高温側流出路(28)の手前側端は、熱媒体配管を介して高温側熱交換器(70)の第2流入部(71)に接続されている。熱媒体は、高温側流出路(28)を、図6における奥側から手前側に向かって流れる(図6における矢印を参照)。
 また、図6に示すように、第1~第4中間流路(31~38)は、それぞれ複数の管体(32,34,36,38)によって構成されている。具体的に、低温側流入路(25)および第1空間(29)に連通する複数の第1管体(32)が第1中間流路を構成し、高温側流入路(27)および第2空間(30)に連通する複数の第2管体(34)が第2中間流路を構成し、低温側流出路(26)および第1空間(29)に連通する複数の第3管体(36)が第3中間流路を構成し、そして高温側流出路(28)および第2空間(30)に連通する複数の第4管体(38)が第4中間流路を構成している。第1~第4管体(32,34,36,38)は、それぞれ磁気冷凍モジュール(20)の長手方向の全長にわたって等間隔で並んで配置されている。
  -実施形態1の変形例2の効果-
 本変形例の磁気冷凍モジュール(20)によっても、上記実施形態1と同様の効果が得られる。
 また、本変形例の磁気冷凍モジュール(20)は、上記第1~第4中間流路(31~38)は、複数の第1~第4管体(32,34,36,38)により構成されている。したがって、複数の第1~第4管体(32,34,36,38)により、第1空間(29)または第2空間(30)へ向かう熱媒体の流れが広げられる。具体的に、そのような熱媒体の流れは、複数の第1~第4管体(32,34,36,38)が存在する範囲において広げられる。
 また、本変形例の磁気冷凍モジュール(20)は、上記低温側流入路(25)に流入する熱媒体の流れ方向と、上記低温側流出路(26)から流出する熱媒体の流れ方向とが、互いに同じであり、上記高温側流入路(27)に流入する熱媒体の流れ方向と、上記高温側流出路(28)から流出する熱媒体の流れ方向とが、互いに同じである。したがって、低温側流入路(25)の入口と低温側流出路(26)の出口とを磁気冷凍モジュール(20)において互いに反対側に配置できる。また、高温側流入路(27)の入口と高温側流出路(28)の出口とを磁気冷凍モジュール(20)において互いに反対側に配置できる。
 《実施形態2》
 実施形態2について説明する。本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)は、複数の収容部(22)ならびに複数の各流入路(25,27)および複数の各流出路(26,28)を備える点で、上記実施形態1と異なる。以下、上記実施形態1と異なる点について主に説明する。
 図7は、本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)の構成を概略的に示す四面図である。具体的に、図7の中央に示すのが磁気冷凍モジュール(20)の平面図であり、その下に示すのが磁気冷凍モジュール(20)の正面図であり、平面図の上に示すのが磁気冷凍モジュール(20)の背面図であり、そして平面図の右に示すのが磁気冷凍モジュール(20)の右側面図である(図9、図11、および図15においても同様)。また、図8は、図7のVIII-VIII線に沿った断面図である。
 上記の図に示すように、磁気冷凍モジュール(20)は、複数(この例では、4つ)の収容部(22)を備える。また、磁気冷凍モジュール(20)は、各収容部(22)に対して、低温側流入路(25)、高温側流入路(27)、低温側流出路(26)、および高温側流出路(28)を1つずつ備える。つまり、この例では、磁気冷凍モジュール(20)は、低温側低温側流入路(25)、高温側流入路(27)、低温側流出路(26)、および高温側流出路(28)を4つずつ備える。
 複数の収容部(22)は、図8における左右方向に並んで配置されている。そして、複数の収容部(22)が並ぶ方向において、低温側流入路(25)および低温側流出路(26)と、高温側流入路(27)および高温側流出路(28)とが互いに並んでいる。ここで、隣り合う収容部(22)の間には、高温側流入路(27)および高温側流出路(28)が、または低温側流入路(25)および低温側流出路(26)が、それぞれ2つずつまとめて配置されている。これにより、低温側流入路および流出路(25,26)と高温側流入路および流出路(27,28)とを互いに離間して配置することができ、よって両者の間における望ましくない熱輸送を抑止することができる。
 図7に示すように、磁気冷凍モジュール(20)は、低温側ヘッダ(45)および高温側ヘッダ(48)と、低温側流入管(46)および低温側流出管(47)と、高温側流入管(49)および高温側流出管(50)とを備える。
 低温側ヘッダ(45)は、磁気冷凍モジュール(20)における前面側に設けられている。低温側ヘッダ(45)の内部は、上側部分が低温側流入室(45a)に形成され、下側部分が低温側流出室(45b)に形成されている。低温側流入室(45a)は、全ての低温側流入路(25)と、低温側流入管(46)とに連通している。低温側流出室(45b)は、全ての低温側流出路(26)と、低温側流出管(47)とに連通している。
 高温側ヘッダ(48)は、磁気冷凍モジュール(20)における背面側に設けられている。高温側ヘッダ(48)の内部は、上側部分が高温側流入室(48a)に形成され、下側部分が高温側流出室(48b)に形成されている。高温側流入室(48a)は、全ての高温側流入路(27)と、高温側流入管(49)とに連通している。高温側流出室(48b)は、全ての高温側流出路(28)と、高温側流出管(50)とに連通している。
 低温側流入管(46)の入口は、熱媒体配管を介して低温側熱交換器(60)の第1流出部(62)に接続されている。低温側流出管(47)の出口は、熱媒体配管を介して低温側熱交換器(60)の第1流入部(61)に接続されている。高温側流入管(49)の入口は、熱媒体配管を介して高温側熱交換器(70)の第2流出部(72)に接続されている。高温側流出管(50)の出口は、熱媒体配管を介して高温側熱交換器(70)の第2流入部(71)に接続されている。
  -磁気冷凍モジュールにおける熱媒体の流れ-
 磁気冷凍モジュール(20)では、熱媒体ポンプ(80)が第1動作を行う場合に、低温側流入管(46)、低温側流入室(45a)、低温側流入路(25)、第1スリット(31)、第1空間(29)、収容部(22)の流路(23)、第2空間(30)、第4スリット(37)、高温側流出路(28)、高温側流出室(48b)、および高温側流出管(50)の順に熱媒体が流れる。一方、磁気冷凍モジュール(20)では、熱媒体ポンプ(80)が第2動作を行う場合、高温側流入管(49)、高温側流入室(48a)、高温側流入路(27)、第2スリット(33)、第2空間(30)、収容部(22)の流路(23)、第1空間(29)、第3スリット(35)、低温側流出路(26)、低温側流出室(45b)、および低温側流出管(47)の順に熱媒体が流れる。
  -実施形態2の効果-
 本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)によっても、上記実施形態1と同様の効果が得られる。
 また、本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)は、上記収容部(22)が、互いに並んで複数配置されており、複数の上記収容部(22)が並ぶ方向において、上記低温側流入路(25)または上記低温側流出路(26)と、上記高温側流入路(27)または上記高温側流出路(28)とが互いに並んでいる。したがって、低温側流入路(25)、低温側流出路(26)、高温側流入路(27)、高温側流出路(28)、および収容部(22)の組が複数個形成される。
 また、本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)は、上記収容部(22)が、上記流路(23)における熱媒体の流れ方向において、互いに並んで複数配置されており、互いに並ぶ上記収容部(22)の間には、上記低温側流入路(25)および上記低温側流出路(26)が、または上記高温側流入路(27)および上記高温側流出路(28)が配置されている。このため、低温側流入路(25)と低温側流出路(26)とを、または高温側流入路(27)と高温側流出路(28)とを、互いに並ぶ収容部(22)の間に配置できる。したがって、高温側流入路および流出路(27,28)と低温側流入路および流出路(25,26)とを互いに離間させることができ、前者から後者への望ましくない熱輸送を抑止できる。
  《実施形態3》
 実施形態3について説明する。本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)は、低温側流入路および流出路(25,26)ならびに高温側流入路および流出路(27,28)の配置と、ケース(21)の構成とが上記実施形態2と異なる。以下、上記実施形態2と異なる点について主に説明する。
 図9は、本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)の構成を概略的に示す四面図である。また、図10は、図9のX-X線に沿った断面図である。
 上記の図に示すように、磁気冷凍モジュール(20)は、複数(この例では、4つ)の収容部(22a~22d)を備える。複数の収容部(22a~22d)は、図10における左右方向に並んで配置されている。本実施形態では、図10における左から右に向かって順に、複数の収容部(22a~22d)を第1~第4収容部(22a~22d)とも言う。
 低温側流入路(25)は、ケース(21)のうち上側部分に設けられている。具体的に、低温側流入路(25)は、第1収容部(22a)の左側における上部と、第2収容部(22b)と第3収容部(22c)との間における上部と、第4収容部(22d)の右側における上部とに、全部で3つ設けられている。
 低温側流出路(26)は、ケース(21)のうち下側部分に設けられている。具体的に、低温側流出路(26)は、第1収容部(22a)の左側における下部と、第2収容部(22b)と第3収容部(22c)との間における下部と、第4収容部(22d)の右側における下部とに、全部で3つ設けられている。
 高温側流入路(27)は、ケース(21)のうち上側部分に設けられている。具体的に、高温側流入路(27)は、第1収容部(22a)と第2収容部(22b)との間における上部と、第3収容部(22c)と第4収容部(22d)との間における上部とに、全部で2つ設けられている。
 高温側流出路(28)は、ケース(21)のうち下側部分に設けられている。具体的に、高温側流出路(28)は、第1収容部(22a)と第2収容部(22b)との間における下部と、第3収容部(22c)と第4収容部(22d)との間における下部とに、全部で2つ設けられている。
 ケース(21)は、複数の収容部(22a~22d)よりも上側の部分と、複数の収容部(22a~22d)よりも下側の部分とが、磁性材料(例えば、電磁鋼板)で構成されている。ケース(21)は、低温側流入路(25)と高温側流入路(27)との間に設けられた複数(この例では、4つ)の第1断熱部(43)を有する。また、ケース(21)は、低温側流出路(26)と高温側流出路(28)との間に設けられた複数(この例では、4つ)の第2断熱部(44)を有する。第1および第2断熱部(43,44)は、当該磁性材料よりも熱伝導率の低い材料で構成されている。なお、第1および第2断熱部(43,44)は、空気層で構成されていてもよい。
  -実施形態3の効果-
 本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)によっても、上記実施形態2と同様の効果が得られる。
 また、本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)は、上記ケース(21)が、上記低温側流入路(25)と上記高温側流入路(27)との間に設けられた第1断熱部(43)と、上記低温側流出路(26)と上記高温側流出路(28)との間に設けられた第2断熱部(44)とを有する。したがって、第1および第2断熱部(43,44)によって、高温側流入路(27)または高温側流出路(28)から低温側流入路(25)または低温側流出路(26)への望ましくない熱輸送が抑止される。
 《実施形態4》
 実施形態4について説明する。本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)は、低温側流入路および流出路(25,26)ならびに高温側流入路および流出路(27,28)の配置が上記実施形態3と異なる。以下、上記実施形態3と異なる点について主に説明する。
 図11は、本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)の構成を概略的に示す四面図である。また、図12は、図11のXII-XII線に沿った断面図である。
 上記の図に示すように、磁気冷凍モジュール(20)は、複数(この例では、4つ)の収容部(22a~22d)を備える。複数の収容部(22a~22d)は、図12における左右方向に並んで配置されている。本実施形態では、図12における左から右に向かって順に、複数の収容部(22a~22d)を第1~第4収容部(22a~22d)とも言う。
 低温側流入路(25)および低温側流出路(26)は、ケース(21)のうち上側部分に設けられている。具体的に、低温側流入路(25)は、第1および第3収容部(22a,22c)の上側における左寄りと、第2および第4収容部(22b,22d)の上側における右寄りとに、全部で4つ設けられている。また、低温側流出路(26)は、第1および第3収容部(22a,22c)の上側における右寄りと、第2および第4収容部(22b,22d)の上側における左寄りとに、全部で4つ設けられている。
 高温側流入路(27)および高温側流出路(28)は、ケース(21)のうち下側部分に設けられている。具体的に、高温側流入路(27)は、第1および第3収容部(22a,22c)の下側における左寄りと、第2および第4収容部(22b,22d)の下側における右寄りとに、全部で4つ設けられている。また、高温側流出路(28)は、第1および第3収容部(22a,22c)の下側における右寄りと、第2および第4収容部(22b,22d)の下側における左寄りとに、全部で4つ設けられている。
 ケース(21)は、複数の収容部(22a~22d)よりも上側の部分と、複数の収容部(22a~22d)よりも下側の部分とが、磁性材料(例えば、電磁鋼板)で構成されている。また、ケース(21)は、磁性材料で構成された部分の間の部分、換言すると各収容部(22a~22d)の左右の部分に設けられ、非磁性材料で構成された非磁性部(39)を有する。
  -実施形態4の効果-
 本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)によっても、上記実施形態3と同様の効果が得られる。
 また、本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)は、上記収容部(22a~22d)が、上記流路(23)における熱媒体の流れ方向と交差する方向において、互いに並んで複数配置されており、上記収容部(22a~22d)の上記流れ方向における一方側には、上記低温側流入路(25)および上記低温側流出路(26)が配置され、上記収容部(22a~22d)の上記流れ方向における他方側には、上記高温側流入路(27)および上記高温側流出路(28)が配置されている。このため、低温側流入路(25)と低温側流出路(26)とを、または高温側流入路(27)と高温側流出路(28)とを、流路(23)にける熱媒体の流れ方向における収容部(22a~22d)の一方側または他方側に配置できる。したがって、高温側流入路および流出路(27,28)と低温側流入路および流出路(25,26)とを互いに離間させることができ、前者から後者への望ましくない熱輸送を抑止できる。
  -実施形態4の変形例1-
 実施形態4の変形例1について説明する。本変形例の磁気冷凍モジュール(20)は、収容部(22)が1つだけ設けられると共に、当該収容部(22)に対して低温側流入路および流出路(25,26)ならびに高温側流入路および流出路(27,28)が複数組設けられている点で上記実施形態4と異なる。以下、上記実施形態4と異なる点について主に説明する。
 図13は、本変形例の磁気冷凍モジュール(20)の図12相当図である。同図に示すように、磁気冷凍モジュール(20)は、その幅方向(すなわち、図13における左右方向)に延びる1つだけの収容部(22)を備える。一方、低温側流入路および流出路(25,26)と、高温側流入路および流出路(27,28)との数および配置は、上記実施形態4のそれと同様である。このため、本変形例の磁気冷凍モジュール(20)では、1つの収容部(22)に対して低温側流入路および流出路(25,26)ならびに高温側流入路および流出路(27,28)が複数組(この例では、4組)設けられている。
  -実施形態4の変形例1の効果-
 本変形例の磁気冷凍モジュール(20)によっても、上記実施形態4と同様の効果が得られる。
 また、本変形例の磁気冷凍モジュール(20)は、上記低温側流入路(25)、上記高温側流入路(27)、上記低温側流出路(26)、および上記高温側流出路(28)が、1つの上記収容部(22)に対して複数組ずつ設けられている。したがって、複数の低温側流入路(25)または複数の高温側流入路(27)から1つの収容部(22)へ熱媒体が流入すると共に、1つの収容部(22)から複数の低温側流出路(26)または複数の高温側流出路(28)へ熱媒体が流出する。
  -実施形態4の変形例2-
 実施形態4の変形例2について説明する。本変形例の磁気冷凍モジュール(20)は、低温側流入路および流出路(25,26)ならびに高温側流入路および流出路(27,28)の構成が上記実施形態4の変形例1と異なる。以下、上記実施形態4の変形例1と異なる点について主に説明する。
 図14は、本変形例の磁気冷凍モジュール(20)の図12相当図である。同図に示すように、本変形例の各流入路(25,27)および各流出路(26,28)は、上記実施形態4の変形例1において同じ種類で隣り合って配置されたもの(例えば、第1および第2収容部(22a,22b)に対応する2つの低温側流入路(25))が1つにまとめられたような構成を有する。
 これにより、各流入路(25,27)および各流出路(26,28)をより容易に形成することが可能となる。また、上記実施形態4の変形例1に比べて、例えば第1および第2収容部(22a,22b)に対応する2つの低温側流入路(25)の間における磁性材料で構成された部分を省略できるため、磁気冷凍モジュール(20)を幅方向において小型化することが可能となる。
 《実施形態5》
 実施形態5について説明する。本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)は、収容部(22)と、各流入路(25,27)および各流出路(26,28)との数および配置が上記実施形態4の変形例2と異なる。以下、上記実施形態4の変形例2と異なる点について主に説明する。
 図15は、本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)の構成を概略的に示す四面図である。また、図16は、図15のXVI-XVI線に沿った断面図である。
 上記の図に示すように、磁気冷凍モジュール(20)は、その幅方向(すなわち、図15における左右方向)に延びる2つの収容部(22)を備える。これら2つの収容部(22)は、磁気冷凍モジュール(20)の高さ方向(すなわち、図15における上下方向)に並んで配置されている。一方、低温側流入路および流出路(25,26)と、高温側流入路および流出路(27,28)との各収容部(22)に対する数および配置は、上記実施形態4の変形例2のそれと同様である。
 また、本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)では、その高さ方向において互いに離間した2つの低温側ヘッダ(45)が設けられている。
  -実施形態5の効果-
 本実施形態の磁気冷凍モジュール(20)によっても、上記実施形態4の変形例2と同様の効果が得られる。
 以上、実施形態および変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨および範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態および変形例は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。
 以上説明したように、本開示は、磁気冷凍モジュールについて有用である。
 20 磁気冷凍モジュール
 21 ケース
 22 収容部
 22a~22d 第1~第4収容部(収容部)
 23 流路
 24 磁気作業物質
 25 低温側流入路
 26 低温側流出路
 27 高温側流入路
 28 高温側流出路
 29 第1空間
 30 第2空間
 31 第1スリット(第1中間流路)
 32 第1管体(第1中間流路)
 33 第2スリット(第2中間流路)
 34 第2管体(第2中間流路)
 35 第3スリット(第3中間流路)
 36 第3管体(第3中間流路)
 37 第4スリット(第4中間流路)
 38 第4管体(第4中間流路)
 39 第1非磁性部(非磁性部、短絡抑止部)
 40 第2非磁性部(非磁性部、短絡抑止部)
 41 第1薄肉部(薄肉部、短絡抑止部)
 42 第2薄肉部(薄肉部、短絡抑止部)
 43 第1断熱部(断熱部)
 44 第2断熱部(断熱部)

Claims (21)

  1.  磁気作業物質(24)を収容し、かつ熱媒体が流れる流路(23)を形成する収容部(22,22a~22d)と、
     上記流路(23)の一端へ熱媒体を流入させる低温側流入路(25)と、
     上記流路(23)の他端へ熱媒体を流入させる高温側流入路(27)と、
     上記流路(23)の一端から流出した熱媒体が流れる低温側流出路(26)と、
     上記流路(23)の他端から流出した熱媒体が流れる高温側流出路(28)とを備えた磁気冷凍モジュール(20)であって、
     上記流路(23)の一端と上記低温側流入路(25)との間に、第1空間(29)が形成されており、
     上記流路(23)の他端と上記高温側流入路(27)との間に、第2空間(30)が形成されており、
     上記低温側流入路(25)および上記第1空間(29)に連通し、上記低温側流入路(25)から上記第1空間(29)へ向かう熱媒体の流れを広げる第1中間流路(31,32)と、
     上記高温側流入路(27)および上記第2空間(30)に連通し、上記高温側流入路(27)から上記第2空間(30)へ向かう熱媒体の流れを広げる第2中間流路(33,34)とを備える
    ことを特徴とする磁気冷凍モジュール。
  2.  請求項1において、
     上記第1中間流路(31,32)および上記第2中間流路(33,34)は、細長いスリット(31,33,35,37)により、または複数の管体(32,34,36,38)もしくは貫通孔により構成されている
    ことを特徴とする磁気冷凍モジュール。
  3.  請求項1または2において、
     上記収容部(22,22a~22d)は、磁場が印加されるように構成されており、
     上記第1空間(29)と上記第2空間(30)とは、上記収容部(22,22a~22d)に印加される磁場の方向において上記収容部(22,22a~22d)を挟むように配置されている
    ことを特徴とする磁気冷凍モジュール。
  4.  請求項1または2において、
     上記収容部(22,22a~22d)は、磁場が印加されるように構成されており、
     上記第1空間(29)と上記第2空間(30)とは、上記収容部(22,22a~22d)に印加される磁場の方向と直交する方向において上記収容部(22,22a~22d)を挟むように配置されている
    ことを特徴とする磁気冷凍モジュール。
  5.  請求項1~4のいずれか1項において、
     上記低温側流入路(25)に流入する熱媒体の流れ方向と、上記低温側流出路(26)から流出する熱媒体の流れ方向とは、互いに逆であり、
     上記高温側流入路(27)に流入する熱媒体の流れ方向と、上記高温側流出路(28)から流出する熱媒体の流れ方向とは、互いに逆である
    ことを特徴とする磁気冷凍モジュール。
  6.  請求項5において、
     上記低温側流入路(25)に流入する熱媒体の流れ方向と、上記高温側流出路(28)から流出する熱媒体の流れ方向とは、互いに同じであり、
     上記低温側流出路(26)から流出する熱媒体の流れ方向と、上記高温側流入路(27)に流入する熱媒体の流れ方向とは、互いに同じである
    ことを特徴とする磁気冷凍モジュール。
  7.  請求項5において、
     上記低温側流入路(25)に流入する熱媒体の流れ方向と、上記高温側流入路(27)に流入する熱媒体の流れ方向とは、互いに同じであり、
     上記低温側流出路(26)から流出する熱媒体の流れ方向と、上記高温側流出路(28)から流出する熱媒体の流れ方向とは、互いに同じである
    ことを特徴とする磁気冷凍モジュール。
  8.  請求項1~4のいずれか1項において、
     上記低温側流入路(25)に流入する熱媒体の流れ方向と、上記低温側流出路(26)から流出する熱媒体の流れ方向とは、互いに同じであり、
     上記高温側流入路(27)に流入する熱媒体の流れ方向と、上記高温側流出路(28)から流出する熱媒体の流れ方向とは、互いに同じである
    ことを特徴とする磁気冷凍モジュール。
  9.  請求項1~8のいずれか1項において、
     上記第1空間(29)および上記低温側流出路(26)に連通する第3中間流路(35,36)と、
     上記第2空間(30)および上記高温側流出路(28)に連通する第4中間流路(37,38)とを備え、
     上記第1~第4中間流路(31~38)は、上記流路(23)における熱媒体の流れ方向と直交する方向において、上記収容部(22,22a~22d)の中央寄りに配置されている
    ことを特徴とする磁気冷凍モジュール。
  10.  請求項1~8のいずれか1項において、
     上記第1空間(29)および上記低温側流出路(26)に連通する第3中間流路(35,36)と、
     上記第2空間(30)および上記高温側流出路(28)に連通する第4中間流路(37,38)とを備え、
     上記第1および第2中間流路(31~34)は、上記流路(23)における熱媒体の流れ方向と直交する方向において、上記収容部(22,22a~22d)の一端寄りに配置され、
     上記第3および第4中間流路(35~38)は、上記流路(23)における熱媒体の流れ方向と直交する方向において、上記収容部(22,22a~22d)の他端寄りに配置されている
    ことを特徴とする磁気冷凍モジュール。
  11.  請求項1~10のいずれか1項において、
     上記収容部(22,22a~22d)と、上記低温側および高温側流入路(25,27)と、上記低温側および高温側流出路(26,28)と、上記第1および第2中間流路(31~34)とを収容するケース(21)を備える
    ことを特徴とする磁気冷凍モジュール。
  12.  請求項11において、
     上記ケース(21)の少なくとも一部は、磁性材料で構成されている
    ことを特徴とする磁気冷凍モジュール。
  13.  請求項12において、
     上記ケース(21)は、印加される磁場が上記ケース(21)を介して短絡するのを抑止する短絡抑止部(39~42)を有する
    ことを特徴とする磁気冷凍モジュール。
  14.  請求項13において、
     上記短絡抑止部(39~42)は、上記ケース(21)のうち磁性材料で構成された部分の間に配置された非磁性部(39,40)で構成されている
    ことを特徴とする磁気冷凍モジュール。
  15.  請求項13において、
     上記短絡抑止部(39~42)は、上記ケース(21)において相対的に薄く形成されて上記磁場によって磁気飽和を生じる薄肉部(41,42)によって構成されている
    ことを特徴とする磁気冷凍モジュール。
  16.  請求項11~15のいずれか1項において、
     上記ケース(21)は、上記流路(23)の両端に面しない上記収容部(22,22a~22d)の外面に対向する部分の熱伝導率が、他の部分の熱伝導率よりも低い
    ことを特徴とする磁気冷凍モジュール。
  17.  請求項11~16のいずれか1項において、
     上記収容部(22,22a~22d)は、互いに並んで複数配置されており、
     複数の上記収容部(22,22a~22d)が並ぶ方向において、上記低温側流入路(25)または上記低温側流出路(26)と、上記高温側流入路(27)または上記高温側流出路(28)とが互いに並んでいる
    ことを特徴とする磁気冷凍モジュール。
  18.  請求項17において、
     上記ケース(21)は、上記低温側流入路(25)または上記低温側流出路(26)と、上記高温側流入路(27)または上記高温側流出路(28)との間に設けられた断熱部(43,44)を有する
    ことを特徴とする磁気冷凍モジュール。
  19.  請求項1~18のいずれか1項において、
     上記収容部(22,22a~22d)は、上記流路(23)における熱媒体の流れ方向において、互いに並んで複数配置されており、
     互いに並ぶ上記収容部(22,22a~22d)の間には、上記低温側流入路(25)および上記低温側流出路(26)が、または上記高温側流入路(27)および上記高温側流出路(28)が配置されている
    ことを特徴とする磁気冷凍モジュール。
  20.  請求項1~18のいずれか1項において、
     上記収容部(22,22a~22d)は、上記流路(23)における熱媒体の流れ方向と交差する方向において、互いに並んで複数配置されており、
     上記収容部(22,22a~22d)の上記流れ方向における一方側には、上記低温側流入路(25)および上記低温側流出路(26)が配置され、
     上記収容部(22,22a~22d)の上記流れ方向における他方側には、上記高温側流入路(27)および上記高温側流出路(28)が配置されている
    ことを特徴とする磁気冷凍モジュール。
  21.  請求項1~20のいずれか1項において、
     上記低温側流入路(25)、上記高温側流入路(27)、上記低温側流出路(26)、および上記高温側流出路(28)は、1つの上記収容部(22,22a~22d)に対して複数組ずつ設けられている 
    ことを特徴とする磁気冷凍モジュール。
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