单列多级串联式双磁场磁制冷机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种单列多级串联式双磁场磁制冷机，包括：制冷仓、循环系统、换热系统；制冷仓包括：磁场系统、工质床；磁场系统包括：至少一对双磁场单体和磁工质，双磁场单体安装在制冷仓内，双磁场单体套装在工质床的外侧，磁工质固定在工质床内部；双磁场单体为二级磁场，包括：外磁轭钢筒、外磁体、内磁轭钢筒、内磁体；内磁轭钢筒或者外磁轭钢筒连接有电机和减速机；换热系统包括：换热器、蓄冷器，循环系统包括：隔膜水泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀。本实用新型专利技术实现了磁热效应最大化，大大提高了磁制冷工作效率。大大提高了磁制冷工作效率。大大提高了磁制冷工作效率。

【技术实现步骤摘要】
单列多级串联式双磁场磁制冷机


[0001]本技术涉及室温磁制冷领域，具体涉及一种单列多级串联式双磁场磁制冷机。

技术介绍

[0002]目前，传统压缩制冷对臭氧层会产生危害，会间接导致人类生存环境的变化。根据蒙特利尔协议和京都协议，气体压缩制冷采用无氟的制冷剂，例如R410。虽然新的制冷工质不再对臭氧产生不利影响，但是会导致温室效应，仍然会破坏自然环境。
[0003]由于在传统压缩气体制冷中，制冷剂被压缩机等熵压缩，再进入冷凝器冷却，进入节流阀，最后出节流阀，进入蒸发器，按照这样循环工作，整个热力学循环的四部分是在制冷剂经过不同机械部分完成的。而室温磁场制冷的热力学循环是在蓄热器中完成循环，制冷剂即磁工质不动，只是磁场强度变化，就能完成热力学循环，这种磁场制冷热流体循环系统大大提高了制冷工作效率。
[0004]但是传统磁制冷方式机械结构复杂，室温磁场制冷中磁工质退磁不完全，磁热效应不完整。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种单列多级串联式双磁场磁制冷机，实现了磁热效应最大化，大大提高了磁制冷工作效率。
[0006]为达到上述目的，本技术使用的技术解决方案是：
[0007]单列多级串联式双磁场磁制冷机，包括：制冷仓、循环系统、换热系统；制冷仓包括：磁场系统、工质床；磁场系统包括：至少一对双磁场单体和磁工质，双磁场单体安装在制冷仓内，双磁场单体套装在工质床的外侧；工质床为密闭结构，磁工质固定在工质床内部；双磁场单体为二级磁场，包括：外磁轭钢筒、外磁体、内磁轭钢筒、内磁体；外磁体固定在外磁轭钢筒的内壁上，内磁体固定在内磁轭钢筒的内壁上；内磁轭钢筒套装在外磁轭钢筒内部；内磁轭钢筒安装在第一支撑座上，外磁轭钢筒安装在第二支撑座上，第一支撑座上、第二支撑座固定在制冷仓内，内磁轭钢筒或者外磁轭钢筒连接有电机和减速机；换热系统包括：换热器、蓄冷器，循环系统包括：隔膜水泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀；第一电磁阀、第三电磁阀、隔膜水泵串联在管路上，第二电磁阀、第四电磁阀、隔膜水泵串联在管路上，分别以并联形式分别连接在换热器、蓄冷器之间；工质床一端通过管路连接在第一电磁阀、第三电磁阀之间，另一端通过管路连接在第二电磁阀、第四电磁阀之间。
[0008]进一步，工质床两端焊接有法兰，法兰安装有过滤网，法兰的外侧连接有支撑板，支撑板的底部固定在制冷仓上。
[0009]进一步，磁工质为稀土金属丝或者稀土金属合金丝，直径为0.1mm
‑
1mm；制冷仓内设置有二极管制冷片。
[0010]进一步，制冷仓内部设置有用于控制制冷仓的起始温度的二极管制冷片，二极管制冷片带有温度传感器；换热器、蓄冷器设置有薄膜铂电阻，薄膜铂电阻用于记录温度变化。
[0011]进一步，管路上设置有真空压力表，循环系统还包括可编程控制器，电机、真空压力表、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀通过外部电源供电；可编程控制器分别通过信号线连接电机、真空压力表、隔膜水泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀；工质床、管路、换热器、蓄冷器充满换热流体，蓄冷器外部设置有制冷箱体。
[0012]本技术技术效果包括：
[0013]1、本技术提出的单列多级串联式双磁场磁制冷机，能够使磁工质完全充磁退磁，提高磁工质磁热效应利用率，实现了磁热效应最大化，大大提高了磁制冷工作效率。
[0014]2、在传统压缩机制冷中，制冷剂被压缩机等熵压缩，再进入冷凝器冷却，进入节流阀，最后出节流阀，进入蒸发器，按照这样循环工作，整个热力学循环的四部分是在制冷剂经过不同机械部分完成的。本技术中，磁制冷机的热力学循环是在制冷仓、换热系统中完成循环，通过磁场强度变化，就能完成热力学循环，大大提高了制冷工作效率。
附图说明
[0015]图1是本技术中单列多级串联式双磁场磁制冷机的结构原理图；
[0016]图2是本技术中双磁场单体的结构示意图；
[0017]图3是本技术中单列多级串联式双磁场磁制冷机的循环系统图；
[0018]图4是本技术中磁场系统外侧设置有三个磁场单体的示意图。
具体实施方式
[0019]以下描述充分地示出本技术的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。
[0020]如图1所示，是本技术中单列多级串联式双磁场磁制冷机的结构原理图。如图2所示，是本技术中双磁场单体的结构示意图。
[0021]单列多级串联式双磁场磁制冷机，包括：制冷仓1、循环系统2、换热系统；制冷仓1利用磁热效应改变磁工质的温度，并将磁工质产生的冷量或者热量传递给换热流体；循环系统2通过管路连接换热系统，用于将换热流体输送到换热系统；换热系统用于交换换热流体带出的冷量或者热量。
[0022](1)、制冷仓1包括：磁场系统11、工质床12、二极管制冷片17。
[0023]磁场系统11包括：多对双磁场单体、磁工质16，多个双磁场单体套装在同一个工质床12的外侧。双磁场单体安装在制冷仓1内。
[0024]双磁场单体为二级磁场，包括：外磁轭钢筒111、外磁体112、内磁轭钢筒113、内磁体114；外磁体112固定在外磁轭钢筒111的内壁上，内磁体114固定在内磁轭钢筒113的内壁上；内磁轭钢筒113套装在外磁轭钢筒111内部。内磁轭钢筒113安装在第一支撑座上，外磁轭钢筒111安装在第二支撑座上，第一支撑座上、第二支撑座固定在制冷仓1内，内磁轭钢筒113或者外磁轭钢筒111连接有电机和减速机。电机通过外部电源供电。
[0025]工质床12为密闭结构，通过管路连接循环系统2，两端焊接有法兰14，法兰14安装
有过滤网；法兰14的外侧连接有支撑板15，支撑板15的底部固定在制冷仓1上。磁工质16固定在工质床12内部。
[0026]电机带动减速机转动，减速机带动内磁轭钢筒113转动，外磁体112、内磁体114的磁通量叠加，改变双磁场单体的磁通量，磁通量在最低磁场到最高磁场之间变化。
[0027]磁工质16处于时最低磁场，磁工质(磁性材料)16退磁，磁工质16降温；磁工质16处于最高磁场时，磁工质16充磁，磁熵减小、晶格熵增大，原子活动加剧，磁性材料升温。磁工质16的材料为稀土金属钆丝，直径为0.1mm
‑
1mm，钆成分占比99％以上，可分段配装钆铽、钆铒合金丝，直径为0.1mm
‑
1mm。
[0028]二极管制冷片17用于控制制冷仓1的起始温度，带有温度传感器，制冷仓1内部温度达到20摄氏度开始制冷，保护磁工质16的磁热效应。
[0029]如图3所示，是本技术中单列多级串联式双磁场磁制冷机的循环系统图。
[0030](2)、循环系统2包括：可编程控制器、真空压力表21、隔膜水泵22、第一电磁阀23、第二电磁阀24、第三电磁阀25、第四电磁阀26；真空压力表21、第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种单列多级串联式双磁场磁制冷机，其特征在于，包括：制冷仓、循环系统、换热系统；制冷仓包括：磁场系统、工质床；磁场系统包括：至少一对双磁场单体和磁工质，双磁场单体安装在制冷仓内，双磁场单体套装在工质床的外侧；工质床为密闭结构，磁工质固定在工质床内部；双磁场单体为二级磁场，包括：外磁轭钢筒、外磁体、内磁轭钢筒、内磁体；外磁体固定在外磁轭钢筒的内壁上，内磁体固定在内磁轭钢筒的内壁上；内磁轭钢筒套装在外磁轭钢筒内部；内磁轭钢筒安装在第一支撑座上，外磁轭钢筒安装在第二支撑座上，第一支撑座上、第二支撑座固定在制冷仓内，内磁轭钢筒或者外磁轭钢筒连接有电机和减速机；换热系统包括：换热器、蓄冷器，循环系统包括：隔膜水泵、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀；第一电磁阀、第三电磁阀、隔膜水泵串联在管路上，第二电磁阀、第四电磁阀、隔膜水泵串联在管路上，分别以并联形式分别连接在换热器、蓄冷器之间；工质床一端通过管路连接在第一电磁阀、第三电磁阀之间，另一端通过管路连接在第二电磁阀、第四电磁阀之间。2.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兆杰，黄焦宏，刘翠兰，张英德，程娟，金培育，王强，戴默涵，
申请(专利权)人：包头稀土研究院，
类型：新型
国别省市：