[发明专利]磁冷暖气装置

说明书

技术领域

本发明涉及磁冷暖气装置，特别是涉及能够提高具有磁热效应的磁性体和与该磁性体相接的液体制冷剂之间的换热效率的磁冷暖气装置。

背景技术

目前所使用的室温区域的冷暖气装置例如冰箱、冰柜、空调等的冷冻机的一大半都是利用氟利昂气体或氟利昂气体替代品等气体制冷剂的热传导。最近，伴随氟利昂气体的排放而带来的破坏臭氧层的问题暴露出来，而且，也在担心伴随氟利昂气体替代品的排放的对地球温暖化的影响。因此，强烈希望进行洁净且热量输送能力高的包含革新的冷冻机代替使用氟利昂气体或氟利昂气体替代品等环境负荷大的气体制冷剂的冷冻机在内的冷暖气装置的开发。

从这种背景来看，最近受关注的冷暖气技术是磁冷暖气技术。在磁性体中，具有当施加于该磁性体的磁场的大小变化时自身的温度就会随着其变化而变化的体现所谓的磁热效应的磁性体。利用体现该磁热效应的磁性体来输送热量的冷暖气装置技术为磁冷暖气装置技术。

在利用气体制冷剂的冷冻机的情况下，为了使冷冻循环成立，必须使用环境负荷大的气体制冷剂，并且，必须进行对该气体制冷剂进行压缩的工序。可是，在利用磁热效应的磁冷冻机的情况下，为了使磁冷冻循环成立，只要使用环境负荷小的液体制冷剂（通常，水或水＋醇）即可，且仅使液体制冷剂沿高温侧低温侧这两个方向移动即可。

这样，磁冷冻机不会产生臭氧层破坏或地球温暖化的问题且具有高的能量效率，因此作为下一代的冷冻机，备受关注。

在以室温区域为对象的磁冷冻技术中，例如具有下述专利文献1记载的AMR（Active-Magnetic Regenerative Refrigeration）方式。AMR方式是如下的磁冷冻技术，即，使用磁性体作为磁冷冻材料，不仅使磁性体发挥磁热效应，而且也发挥将该磁性体产生的热量进行储蓄的蓄冷效应。

AMR方式为了将磁热效应和蓄冷效应进行组合，并作为磁冷冻材料整体而生成有利于热量输送的温度梯度，要控制磁冷冻材料的热传导。

专利文献1：国际公开第2010／034907号

但是，即使是具有高的能量效率的磁冷冻机，在换热效率的提高上也具有改善的余地。

在现有磁冷冻机的情况下，将平板状的多个磁性体隔开间隙地层叠，在该间隙内使液体制冷剂流通，进行磁性体和液体制冷剂之间的换热。磁性体和液体制冷剂之间的换热效率可通过探寻液体制冷剂的往复移动的高频化，具体而言，使液体制冷剂往复移动的距离及周期的最佳化来提高。但是，仅实现距离及周期的最佳化而进行高频化，在换热效率的提高上会受到限制。

因此，本发明的发明者们关注到了如下这种前缘效应，即，在流场中放置有平板时，在平板的前缘部，温度边界层的厚度变薄，可得到较高的热导率。如果积极地利用前缘效应，则能够进一步推进高频化。另外，在高频化的情况下，能够得到更高的换热效率。

发明内容

本发明的目的在于，提供通过使用可利用前缘效应的构造的磁性体，可提高磁性体和与该磁性体相接的液体制冷剂之间的换热效率的磁冷暖气装置。

用于实现上述目的的本发明的磁冷暖气装置具备换热器、磁场施加去除部及液体制冷剂移动部。换热器配置有具有磁热效应的磁性体。磁场施加去除部对磁性体施加、去除磁场。液体制冷剂移动部为了在换热器内与磁性体之间进行换热，使液体制冷剂从换热器的一端向另一端或从另一端向一端进行往复移动。磁性体由至少一个平板磁性体构成，该平板磁性体具有向相对于液体制冷剂的移动方向正交的方向开口的至少一个的流通路。流通路的开口端为积极地利用前缘效应而形成有棱角。

根据具有如上所述的构成的本发明的磁冷暖气装置，由于在平板磁性体上开口有至少一个流通路，并在流通路的开口端形成有棱角，因此，能够积极地利用前缘效应，能够得到更高的换热效率。另外，由于各平板磁性体的换热效率提高，因此，与现有相比，能够由厚度薄的许多平板磁性体形成磁性体。

因此，只要是相同的热量输送能力，则能够使磁冷暖气装置小型化、轻量化。

附图说明

图1是本发明的磁冷暖气装置的整体构成图；

图2是用于说明前缘效应的图；

图3是实施方式1的磁冷暖气装置具备的磁性体的构成图；

图4是开口于平板磁性体的狭缝的内部构造图；

图5是表示开口于平板磁性体的狭缝的另一形态的内部构造图；

图6是实施方式2的磁冷暖气装置具备的磁性体的构成图；

图7是实施方式3的磁冷暖气装置具备的磁性体的构成图；