JP7185131B2 - 磁気冷凍モジュール - Google Patents

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Description

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、
    上記収容部(22,22a~22d)、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)、上記高温側流出路(28)、上記第1空間(29)および上記第2空間(30)は、上記磁気冷凍モジュール(20)の長手方向に沿って延び、
    上記低温側流入路(25)と上記収容部(22,22a~22d)との間に上記第1空間(29)が挟まれ、上記高温側流入路(27)と上記収容部(22,22a~22d)との間に上記第2空間(30)が挟まれる
    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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