[发明专利]一种旋转式串极磁制冷系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁制冷装置，尤其涉及的是一种旋转式串极磁制冷系统。

背景技术

磁热效应是磁性材料在磁化和退磁过程中由于内部磁熵变化而引起材料放热和吸热的现象，是材料的一种固有特性，磁制冷就是利用材料的磁热效应来实现制冷目的。

传统的磁制冷装置包括固定设置的磁工质和反复对磁工质进行磁化和退磁的活动磁体，该技术的核心的思想是：对于单个的磁工质，利用活动用磁体对其进行反复磁化和退磁，根据磁热效应，磁工质在磁化过程放热，在退磁过程吸热。在磁化致热过程，传统的磁制冷装置通过散热结构尽可能地将单个磁工质磁化时所产生的热量排出，在磁工质退磁致冷过程，使磁工质尽可能吸收更多的外界热量，营造出低温的空间，实现制冷的效果。具体参见申请号为200710305996.7的发明专利公开的室温磁制冷系统和申请号为201320101369.2的实用新型专利公开的磁制冷部件和磁制冷机，这两个专利文献所公开的磁制冷装置均根据上述核心思想制作。

由于单个磁工质在磁化和退磁两个过程中所产生的温度差很小（一般为1-3℃），同时又由于在低温差条件下采用热传导方式速度慢，效率较低（导热物质自身的热容量存在，导致制冷效率降低），因此系统无法及时的完全排出磁工质磁化时所产生的微小热量，而这些热量对制冷效应产生了负面影响，最终导致传统的这种磁制冷装置的制冷效果极差，完全不能达到传统的家用冰箱的实用要求。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旋转式串极磁制冷系统，旨在解决传统的制冷装置制冷效果差的技术问题。

本发明的技术方案如下：一种旋转式串极磁制冷系统，其中，包括活动磁体和至少一个竖直设置的磁串，所述磁串包括依次串联导通设置的绝热腔体，所述绝热腔体内部设置有磁工质；所述活动磁体反复交错的对磁串中的磁工质进行磁化和退磁，对于同一磁串中的任意一个正处于退磁状态的磁工质，与其相邻的上下两个磁工质必然处于磁化状态；

还包括辅助磁串内部热能单向流动的热流动结构，所述热流动结构分别连通磁串的两端；所述磁串中由于磁工质被磁化而产生的热量在热传递作用和热流动结构辅助下单向流动，使磁串两端形成冷端和热端；所述冷端连接制冷腔，所述制冷腔设置在隔热箱内部。

所述的旋转式串极磁制冷系统，其中，还包括固定安装活动磁体的磁体安装架，所述磁体安装架轴向转动设置，磁体安装架两侧错位固定多个对磁串中的磁工质进行磁化和退磁的磁腔体；所述磁腔体包括上下固定设置的两块活动磁体，两块活动磁体之间形成对磁串中的磁工质进行磁化和退磁的腔体； 

所述各绝热腔体之间设置有空隙，所述磁体安装架转动，活动磁体周期经过绝热腔体之间的空隙，磁腔体周期的交错对磁串中的磁工质进行磁化和退磁，使各磁串两端形成冷端和热端。

所述的旋转式串极磁制冷系统，其中，所述热流动结构包括连通磁串两端的管道，所述管道与磁串连通，管道与制冷腔内部均设置有传递热能的制冷剂；所述管道靠近热端处设置有散热结构。

所述的旋转式串极磁制冷系统，其中，所述管道靠近冷端处设置有加快管道内部制冷剂循环运动的辅佐循环泵。

所述的旋转式串极磁制冷系统，其中，所述磁串中的各绝热腔体之间设置有防止制冷剂倒流的止回结构。

所述的旋转式串极磁制冷系统，其中，所述散热结构通过一根竖直设置的竖直长管连接制冷腔。

所述的旋转式串极磁制冷系统，其中，所述磁工质设置成外表面皱褶的多孔状结构。

本发明的有益效果：本发明跳出了传统的磁制冷结构的实际思路（传统的磁制冷机的设计思路一直专注于如何让磁工质在致热（磁化）环节散发掉更多热量，如何在制冷（退磁）环节让工质吸收更多热量），没有直接通过辅佐设备放大一个磁工质通过磁热效应所产生的制冷效果，而是从宏观角度去解决问题—将数十个工质串接在一起，让其中一部分被磁化致热，另外一部分被撤磁制冷，两者相互协助，将磁制冷机的概念转变成“热能提升机”（热能搬运）的概念，使磁串两端产生较大的温差，形成热端和冷端，其冷端温度完全符合家用冰箱制冷的要求。