多级大功率磁制机及其制冷方法技术

本发明专利技术公开了一种多级大功率磁制冷机，包括：旋转磁工质床组合、磁体、蓄冷器、散热器、循环泵、电磁阀组、电机；旋转磁工质床组合通过管路连接在蓄冷器、散热器之间；电磁阀组设置在散热器、旋转磁工质床之间的管路上，或者电磁阀组设置在蓄冷器、旋转磁工质床之间的管路上；旋转磁工质床组合包括多个并联或者串联的旋转磁工质床单体，多个旋转磁工质床单体分别安装在多个磁体的工作空隙内；旋转磁工质床单体侧部设置有转轴，转轴连接电机。本发明专利技术还公开了一种多级大功率磁制冷机的制冷方法。本发明专利技术能够扩展磁热效应工作区间，并大大提高磁热效应功率。效应功率。效应功率。

【技术实现步骤摘要】
多级大功率磁制机及其制冷方法


[0001]本专利技术属于磁制冷装置，具体涉及一种多级大功率磁制机及其制冷方法。

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；传统磁制冷系统热力学循环系统简单、制冷效率低、制冷功率低、磁热效应小，限制了室温磁场制冷技术的推广使用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种多级大功率磁制机及其制冷方法，能够扩展磁热效应工作区间，并大大提高磁热效应功率。
[0005]为达到上述目的，本专利技术使用的技术解决方案是：
[0006]多级大功率磁制冷机，包括：旋转磁工质床组合、磁体、蓄冷器、散热器、循环泵、电磁阀组、电机；旋转磁工质床组合通过管路连接在蓄冷器、散热器之间；电磁阀组设置在散热器、旋转磁工质床之间的管路上，或者电磁阀组设置在蓄冷器、旋转磁工质床之间的管路上；旋转磁工质床组合包括多个并联或者串联的旋转磁工质床单体，多个旋转磁工质床单体分别安装在多个磁体的工作空隙内；旋转磁工质床单体侧部设置有转轴，转轴连接电机。
[0007]进一步，多个旋转磁工质床单体分成第一工质床分组和第二工质床分组，第一工质床分组或者第二工质床分组的多个旋转磁工质床单体并联或者串联。
[0008]进一步，电磁阀组设置在散热器、旋转磁工质床之间的管路上，电磁阀组包括：第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀；第二电磁阀、第四电磁阀通过管路串接在第一工质床分组、散热器之间的管路上，第一电磁阀、第三电磁阀通过管路串接在第二工质床分组、散热器之间的管路上；循环泵设置在第三电磁阀、散热器之间的管路上；第五电磁阀一端连接在第一电磁阀与第二工质床分组之间的管路上，另一端连接在第四电磁阀与散热器之间的管路上；第六电磁阀设置在第二电磁阀、第三电磁阀之间的管路上。
[0009]进一步，旋转磁工质床单体包括：制冷床本体、法兰、滤网；室温磁工质颗粒填充在制冷床本体内，法兰连接在制冷床本体两端，滤网固定在制冷床本体、法兰之间，法兰连接管路；制冷床本体包括两个弧形分体，两个弧形分体利用法兰连接在一起；法兰内部设置有流道，流道的两个流道开口位于法兰的内侧壁，两个流道开口分别连通两个弧形分体；法兰的外侧壁设置有引流管，引流管位于法兰的轴心处，引流管一端连接流道另一端连接管路。
[0010]进一步，引流管设置有轴向内孔，轴向内孔设置有多个环形内槽，环形内槽内安装有密封环，管路插接在轴向内孔内，密封环位于管路与轴向内孔之间。
[0011]进一步，在管路上套装有压紧密封圈，压紧密封圈位于两个密封环之间。
[0012]进一步，管路采用硬质铜管，在引流管外侧的管路上设置有管路支架。
[0013]进一步，磁体包括：内层磁体和两个外层半磁环；两个外层半磁环的磁化角度相同；外层半磁环包括：外屏蔽层、外层半磁环磁体，外屏蔽层侧部设置有开口；开口的形状为圆形；外层半磁环磁体固定在外屏蔽层内，外层半磁环磁体的侧部设置有圆形形凹面，圆形凹面位于开口处，两个外层半磁环的圆形凹面位置相对；内层磁体位于两个弧形凹面之间，内层磁体包括：内屏蔽层以及两个半磁体，两个半磁体固定在内屏蔽层内；两个半磁体的磁化角度相同，半磁体的形状为半圆形，半磁体的外侧面为弧形凸面；内层磁体、外层半磁环之间的空隙形成工作气隙。
[0014]多级大功率磁制冷机的制冷方法，包括：
[0015]第一电磁阀、第三电磁阀、第二电磁阀、第四电磁阀导通，第五电磁阀、第六电磁阀闭合；电机带动旋转磁工质床单体旋转，第一工质床分组的弧形分体向进入工作气隙转动，作用在弧形分体内室温磁工质颗粒的磁场强度开始增强，室温磁工质颗粒制热，第一工质床分组的弧形分体制热，第一工质床分组的换热流体经第二电磁阀、第四电磁阀进入散热器，换热后的换热流体经第三电磁阀、第一电磁阀进入第二工质床分组；第二工质床分组的弧形分体向离开工作气隙方向转动，作用在弧形分体内室温磁工质颗粒的磁场强度开始减弱，室温磁工质颗粒制冷，第二工质床分组的弧形分体制冷，第二工质床分组的热流体进入蓄冷器；
[0016]第一电磁阀闭合，第三电磁阀导通，第二电磁阀导通，第四电磁阀闭合，第五电磁阀导通，第六电磁阀导通；电机继续带动旋转磁工质床单体旋转，第一工质床分组的弧形分体向离开工作气隙方向转动，弧形分体内室温磁工质颗粒的磁场强度开始减弱，室温磁工质颗粒制冷，第一工质床分组制冷，散热器内换热流体经第三电磁阀、第六电磁阀、第二电磁阀进入第一工质床分组，完成热交换后换热流体从第一工质床分组出来后进入蓄冷器；第二工质床分组的弧形分体向进入工作气隙方向转动，作用在弧形分体内室温磁工质颗粒的磁场强度开始增强，室温磁工质颗粒制热，第二工质床分组制热；蓄冷器内完成热交换的换热流体进入第二工质床分组，加热后的换热流体从第二工质床分组出来后经第五电磁阀进入散热器。
[0017]优选的，初始状态下，第一工质床分组的弧形分体位于工作气隙外部，第二工质床分组的弧形分体位于工作气隙内部。
[0018]本专利技术技术效果包括：
[0019]本专利技术通过两个的固态制冷床，能够扩展磁热效应工作区间，两个的固态制冷床配合使用，制冷、制热互相交替，并利用电磁阀组控制散热流体走向，大大提高磁热效应功率，实现磁制冷功率最大化，大大提高了磁制冷工作效率。
[0020]本专利技术的磁体采用密闭磁场，解决了磁制冷测试系统漏磁问题。内层磁体和两个外层半磁环组成密闭磁场，再加上外屏蔽层、内屏蔽层，有效避免漏磁；外层半磁环结构围成的磁场具有多层次，边缘无漏磁。本专利技术磁场的工作气隙的尺寸可调节，磁场强度可以调节。
附图说明
[0021]图1是本专利技术中多级大功率磁制机的结构原理图；
[0022]图2是本专利技术中旋转磁工质床单体的结构原理图；
[0023]图3是本专利技术中引流管的结构示意图；
[0024]图4是本专利技术中磁体的结构示意图；
[0025]图5是本专利技术中弧形分体离开工作气隙的示意图；
[0026]图6是本专利技术中弧形分体位于工作气隙内的示意图。
具体实施方式
[0027]以下描述充分地示出本专利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。
[0028]如图1所示，是本专利技术中多级大功率磁制机的结构原理图。
[0029]多级大功率磁制机的结构包括：旋转磁工质床组合1、磁体2、蓄冷器3、散热器4、循环泵5、电磁阀组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多级大功率磁制冷机，其特征在于，包括：旋转磁工质床组合、磁体、蓄冷器、散热器、循环泵、电磁阀组、电机；旋转磁工质床组合通过管路连接在蓄冷器、散热器之间；电磁阀组设置在散热器、旋转磁工质床之间的管路上，或者电磁阀组设置在蓄冷器、旋转磁工质床之间的管路上；旋转磁工质床组合包括多个并联或者串联的旋转磁工质床单体，多个旋转磁工质床单体分别安装在多个磁体的工作空隙内；旋转磁工质床单体侧部设置有转轴，转轴连接电机。2.如权利要求1所述的多级大功率磁制冷机，其特征在于，多个旋转磁工质床单体分成第一工质床分组和第二工质床分组，第一工质床分组或者第二工质床分组的多个旋转磁工质床单体并联或者串联。3.如权利要求1所述的多级大功率磁制冷机，其特征在于，电磁阀组设置在散热器、旋转磁工质床之间的管路上，电磁阀组包括：第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀；第二电磁阀、第四电磁阀通过管路串接在第一工质床分组、散热器之间的管路上，第一电磁阀、第三电磁阀通过管路串接在第二工质床分组、散热器之间的管路上；循环泵设置在第三电磁阀、散热器之间的管路上；第五电磁阀一端连接在第一电磁阀与第二工质床分组之间的管路上，另一端连接在第四电磁阀与散热器之间的管路上；第六电磁阀设置在第二电磁阀、第三电磁阀之间的管路上。4.如权利要求1所述的多级大功率磁制冷机，其特征在于，旋转磁工质床单体包括：制冷床本体、法兰、滤网；室温磁工质颗粒填充在制冷床本体内，法兰连接在制冷床本体两端，滤网固定在制冷床本体、法兰之间，法兰连接管路；制冷床本体包括两个弧形分体，两个弧形分体利用法兰连接在一起；法兰内部设置有流道，流道的两个流道开口位于法兰的内侧壁，两个流道开口分别连通两个弧形分体；法兰的外侧壁设置有引流管，引流管位于法兰的轴心处，引流管一端连接流道另一端连接管路。5.如权利要求4所述的多级大功率磁制冷机，其特征在于，引流管设置有轴向内孔，轴向内孔设置有多个环形内槽，环形内槽内安装有密封环，管路插接在轴向内孔内，密封环位于管路与轴向内孔之间。6.如权利要求5所述的多级大功率磁制冷机，其特征在于，在管路上套装有压紧密封圈，压紧密封圈位于两个密封环之间。7.如权利要求1所述的多级大功率磁制冷机，其特征在于，管路采用硬质铜管，在引流管外侧的管路上设置有管路支架。8.如权利要求1所述...

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