[实用新型]一种用于磁制冷机的动密封动态闭环水路循环装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及制冷技术领域，具体涉及一种用于磁制冷机的动密封动态闭环水路循环装置。

背景技术

传统的磁制冷机是通过压缩气体膨胀技术实现制冷目的的。其中压缩气体使用的是氟利昂或氢氟烃。这两种气体都会对大气造成破坏，会损坏大气臭氧层或具有温室效应。近年来发展的磁制冷技术通过磁化和退磁过程中材料的磁熵变化达到制冷的目的。由于这种材料不使用气体制冷技术，不会引起温室效应，被称为绿色环保制冷技术。此外，和气体制冷系统相比，磁制冷至少可以少消耗20%至30%的能源。事实上，现在使用的冰箱和空调系统正成为全世界能源消耗的主体。与传统气体制冷技术比较，磁致冷具有低噪声、效率高、耗能低、无污染、安全可靠和易于小型化等特点。开发高性能磁致冷材料和研制高效磁致冷机已成为各国科研工作者和工业界竞争开展的热点工作。

由于磁制冷机的冷热循环过程需要靠冷却介质将磁工质进出磁场过程中产生或吸收的热量与外部环境交换，完成外部制冷，因此磁制冷机的水路设计是磁制冷机的重要组成部分。为满足磁工质与冷却介质高效热交换，水路设计需满足：1）磁工质以较高频率进出磁场；2）冷却介质在磁熵变化完成以前有充分时间与磁工质进行热交换；3）冷却介质与冷却负载之间有高效的热交换。为满足上述条件，全世界的科学家以及工程师们提出了各种各样的解决方案。总体上可以概括为两种：一为活塞式，根据磁工质相对于磁场的位置，即在不同的制冷或制热阶段，选择对应的冷却剂的流向（美国专利 No. 6, 826, 915）；二，进出水口位置随着磁工质运动，根据磁场分布确定冷却剂或冷却水路的选择（JTusek, S. Zupan, A. Sarlah, I. Prebil, A. Poredos, Development of a rotary magnetic refrigerator, International journal of refrigeration, 33(2010)294-300）；三，进出水口位置相对磁场分布固定，分水器在进水口与磁工质之间负责导流，构建冷却介质循环回路(国际专利: No. Wo 2009/024412 A1)。上述三种方案，前两种由于需要根据磁场位置转换冷热水循环完成制冷或制热循环，因此需设计相应的水路分配系统并且由于系统反应时间的限制，使得磁制冷系统制冷效率低下。第三种方案具有较高的制冷效率然而结构复杂，分水器的使用使得实现较为困难。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于磁制冷机的动密封动态闭环水路循环装置，通过采用动密封设计并利用磁工质与水路循环系统构造动态闭环水路循环系统，增加磁工质与冷却介质的接触，提高热交换效率。

为解决现有技术存在的问题，本实用新型的技术方案是：一种用于磁制冷机的动密封动态闭环水路循环装置，其特征在于：包括位于周期磁场内的磁床，所述的磁床内设置有栅格，磁床的两端设置有滑轨一和滑轨二，以及与滑轨一和滑轨二相配合的滑槽一和滑槽二，栅格内设置有磁工质，所述的滑槽一、磁工质、恒温水槽与滑槽二依次连接构成闭合循环回路一，滑槽一、磁工质、负载与滑槽二依次连接构成闭合循环回路二。

所述的滑槽一和滑槽二为三层密封结构，内外侧为迷宫式结构，中间为平滑表面。

所述的磁床为多层圆管状结构并在层间径向固定。

所述的磁工质在沿冷却介质流通方向贯通。

所述的磁床为空心圆柱壳体，空心圆柱壳体的两端设置有滑槽一和滑槽二，滑槽一上设置有与栅格连通的导流槽一和导流槽二，滑槽二上设置有与栅格连通的导流槽三和导流槽四。

所述的滑槽一上还设置有进水口一和进水口二，滑槽二上设置有出水口三和出水口四。

所述的负载为制冷机器。

所述的磁床包括用于驱动磁床旋转运动的运动部。

所述的滑槽一和滑槽二包括用于固定的安装部。

所述的用于连通磁床的进水口一、进水口二、出水口一和出水口二，用于驱动冷却介质流动的水泵一和水泵二，用于与外部热交换的负载，用于保持磁工质始终处于工作温度的恒温水槽之间的管路系统构成水路循环装置。

与现有技术相比，本实用新型的优点如下：本实用新型致力于引入动密封-动态闭路循环系统，无需分水器可实现自动分水的目的，系统结构简化，实现容易，提高冷却介质的循环效率；进、出水口与磁场相对位置可根据磁床旋转速度自由调节，满足冷却介质与磁工质热交换的时间需求，磁工质的连续旋转并与冷却介质连续换热提升了系统工作效率。

附图说明