主动式磁制冷机制造技术

本发明专利技术涉及一种主动式磁制冷机，其包括单独的热换热单元和冷换热单元，其中与具有磁热材料件的磁换热单元进行热交换的传热流体通过电磁阀单独地流通，所述磁热材料件布置成相互之间具有间隙。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种主动式磁制冷机，该磁制冷机包括单独的热换热单 元和冷换热单元。
技术介绍
在美国专利No. 6， 826, 915中公开了一种传统的主动式磁制冷机。如 图1所示，(a)其上被施加有磁场的磁制冷材料的温度随着磁体向右运 动而从虚线增大到实线。(b)磁制冷材料的温度随着冷侧的传热流体向 热侧运动而从虚线下降到实线，并且该传热流体被逐渐加热以在右出口 处变热，从而通过与热侧进行热交换来散热。(c)磁场己消除的磁制冷 材料的温度随着磁体向左运动而从虚线进一步下降到实线。(d)由于传 热流体从热侧向冷侧的运动，磁制冷材料被从虚线的温度加热至实线的 温度，并且传热流体被相对冷却以在左出口处变冷，从而从冷侧吸热来 对冷侧进行冷却。如图2和图3所示，根据包括上述循环的传统梭型主动式磁制冷机， 在磁场中在第一换热单元10A中被加热的传热流体的温度通过热侧换热 器70下降到大气温度，该传热流体然后通过第二换热单元IOB。同时， 由于第二换热单元IOB位于磁场外部，磁制冷材料16具有较低的温度， 所以在经过磁制冷材料层16的同时传热流体的温度下降。低温传热流体 经过冷侧换热器60，然后进入第一换热单元10A以被加热。传热流体然 后流向热侧换热器70、第二换热单元10B和冷侧换热器60，从而完成一 次循环。相反，当第二换热单元10B通过可移动机构24运动到磁路22时， 通道开关30使传热流体反向流动，从而产生逆循环。传统梭型主动式磁制冷机的缺点在于，单个传热流体流通两个磁换热单元IOA和10B以同时用作热侧和冷侧流体，使得热交换效率下降。例如，当磁路22从第一磁换热单元10A切换到第二磁换热单元10B时， 通道开关30操作。同时，第一磁换热单元10A从磁场运动出，从而使磁 热材料16的温度迅速下降。当温度下降时，经过热侧换热器70的具有 大气温度的冷却剂应经过第一磁换热单元10A以实现快速冷却的温度。 但是，没有经过热侧换热器70的高温传热流体通过通道开关30而逆向 流通以返回AMR床IO。因此，难以实现冷却效果。如图3所示，由于磁换热单元10包括传热流体的入口 18a和出口 18b，所以当通道开关30操作时，磁换热单元中的高温传热流体由于逆 向流通而不能被用完，从而使热交换效率下降。另外，由于传统的主动式磁制冷机采用单个传热流体，因此不能控 制经过热侧的传热流体的量，从而不能迅速地冷却磁热材料16的热，导 致热交换效率下降。另外，由于为了防止出现粉末状的磁热材料16由于传热流体(冷却 剂)而损失的问题，而在出口处使用细筛网16，这导致冷却剂不能顺利 流通。而且，由于冷却剂在相同的位置处持续经过磁热材料16，因此难以 实现平稳的热交换。另外，具有显微尺寸的磁热材料16在冷却剂进出磁换热单元10时 可能会发生损失。美国专利No. 6， 668， 560公开了一种传统的旋转式磁制冷机。如图4 和图5所示，根据该传统的旋转式磁制冷机，当通过冷侧入口管21进入 冷侧入口 22的传热流体17流向热侧出口 34时，传热流体17吸收由施 加有磁场的磁热材料12的磁热效应产生的热并通过热侧出口 34而离开 热侧出口管33，以冷却磁热材料12。热侧流体顺序地经过热侧出口管33、 阀71、泵60和热换热器62，并流入磁换热室13。在热侧入口管31中， 热侧流体被分到热侧入口管31和冷侧出口 23中，并在冷侧出口管24处 与冷侧流体汇合并前进至阀74。当热侧流体从热侧入口 32向冷侧出口管 24运动时，该热侧流体通过经过使已被热侧流体冷却的磁热材料12而被冷却。已经过阀74的冷侧流体经过冷换热器63并流向管83和21,从而 重复循环(省略详细的描述，省略的附图标记请参见美国专利 No. 6， 668， 560)。
技术实现思路
技术问题如上所述，由于传统的旋转式磁制冷机包括12个磁换热室，4个阔 71、 72、 73和74以及多于24根的管，因此传统的磁制冷机很难制造。而且，由于单个传热流体循环以同时用作热侧流体和冷侧流体。如 图5所示，传热流体通过热侧入口 32进入热侧并通过经过冷却的磁热材 料而被冷却，以通过冷侧入口24离开，这导致热交换效率下降。此时， 当温度低于被注入到热侧入口 32中的热侧流体的温度的传热流体进入热 侧入口 32并经过冷却的磁热材料时，可在冷侧入口 24处获得低温传热 流体，这可以提高热交换效率。另外，由于传统的主动式磁制冷机采用单个传热流体，因此不能控 制经过热侧的传热流体的量，从而不能迅速地冷却磁热材料的热，这导 致热交换效率下降。技术解决方案本专利技术的目的在于提供一种主动式磁制冷机，其中热侧和冷侧被分 开流通，以实现高的热交换效率并能控制传热流体的量。为了实现上述目的，提供一种主动式磁制冷机，其包括包含供传 热流体流经过的磁热材料的第一和第二换热单元；磁体单元，该磁体单 元用于向所述第一换热单元和所述第二换热单元中的一个施加磁场或消 除所述第一换热单元或所述第二换热单元的磁场；热换热器，该热换热 器用于与所述第一换热单元和所述第二换热单元连接以进行流通；冷换 热器，该冷换热器用于与所述第一换热单元和所述第二换热单元连接以 进行所述流通；第一电磁阀，该第一电磁阀用于将从所述热换热器排出 的第一传热流体改向至所述第一换热单元和所述第二换热单元中施加有磁场的一个；和第二电磁阀，该第二电磁阀用于将从所述冷换热器排出 的第二传热流体改向至所述第二换热单元和第一换热单元中消除了磁场 的一个。根据所述制冷机，热侧和冷侧被分开地流通，以提供高热交换效率 并控制传热流体量。优选的是，所述磁体单元包括附接至所述第一换热单元的第一电磁 体和附接至所述第二换热单元的第二电磁体。另外，当所述磁体单元包括永磁体和用于使该永磁体向所述第一换 热单元和所述第二换热单元中的一个运动的永磁体传送部件时，可以通 过单个磁体单元使用多个磁换热单元。优选的是，所述永磁体传送部件包括在其两侧设置有永磁体的磁轭以及用于使该磁轭往复运动的往复运动传递部件，在根据权利要求4的制冷机中，所述往复运动传递部件包括附接至所述磁轭的齿条、与该齿 条啮合的小齿轮以及用于将旋转力传递给该小齿轮的电机。另一方面，优选的是，所述磁体单元包括磁体和使该磁体旋转的磁体旋转组件，并且所述制冷机还包括用于安装所述第一换热单元和所 述第二换热单元的多个安装部，这些安装部设置在所述磁体的旋转平面 上；在中央处安装所述磁体旋转组件的通孔；以及导台(table),该导 台用于构成连接所述换热器和所述磁换热单元的连接路径。优选的是，在所述第一传热流体与所述第二传热流体交叉的位置处 的一部分的连接路径包括管道和桥路。还优选的是，所述磁体旋转组件包括凸缘，该凸缘用于支撑设置 在所述第一换热单元和所述第二换热单元中一个的上侧和下侧的磁体； 磁轭，其由连接所述凸缘的辐板构成；和旋转力传递部件，该传递部件 用于向所述磁轭传递旋转力。当所述第一换热单元包括包含磁热材料的第一壳体、设置在该第一 壳体的上表面上的上入口和上出口、以及设置在该第一壳体的下表面上 的下入口和下出口，并且所述第二换热单元包括包含磁热材料的第二壳 体、设置在该第二壳体的上表面上的上入口和上出口、以及设置在该第二壳体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主动式磁制冷机，该主动式磁制冷机包括：　包含供传热流体流经过的磁热材料的第一和第二换热单元；　磁体单元，该磁体单元用于向所述第一换热单元和所述第二换热单元中的一个施加磁场或消除所述第一换热单元或所述第二换热单元的磁场；　热换热器，该热换热器用于与所述第一换热单元和所述第二换热单元连接以进行流通；　冷换热器，该冷换热器用于与所述第一换热单元和所述第二换热单元连接以进行所述流通；　第一电磁阀，该第一电磁阀用于将从所述热换热器排出的第一传热流体改向至所述第一换热单元和所述第二换热单元中的施加有磁场的一个换热单元；和　第二电磁阀，该第二电磁阀用于将从所述冷换热器排出的第二传热流体改向至所述第二换热单元和所述第一换热单元中消除了磁场的一个。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：申承勋，李东棺，
申请(专利权)人：大宇电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]