[发明专利]磁流体驱动装置、磁流体驱动方法以及热输送方法

说明书

提供磁流体驱动装置、磁流体驱动方法以及热输送方法，将管中流过的热媒用作热源，效率良好地驱动磁流体来输送热的单元。磁流体驱动装置(100)具有：双重管(10)，具有内侧管(11)及形成在所述内侧管(11)的外侧的外侧管(12)；以及磁场施加部(30)，配置于所述双重管(10)的外侧，所述内侧管(11)在利用所述磁场施加部(30)施加磁场的区域内具有在所述内侧管(11)的长度方向上排列设置的高热传导区域(21)以及低热传导区域(22)，所述侧管(11)的内部是热媒的流路，并且所述内侧管(11)与所述外侧管(12)之间是磁流体的流路。

技术领域

本发明涉及磁流体驱动装置以及磁流体驱动方法。

背景技术

已知在封入有磁流体的流路中具备加热部以及磁场施加部的磁流体驱动装置(专利文献1以及专利文献2)。

在磁流体驱动技术中，施加磁场使磁流体磁化，对磁化的磁流体的一部分进行加热，使该加热后的磁流体的磁化降低。由此，使作用于磁流体的磁体积力产生不均衡，从而能够驱动磁流体。典型地，磁流体含有氧化铁微粒子等磁性微粒子和分散有该磁性微粒子的母液，还可以任意地含有具有比母液低的沸点的低沸点溶剂。

图1示出公知的磁流体驱动装置的一个例子。

在图1的(a)的磁流体驱动装置中，在将横轴设为磁流体流路上的位置x、将纵轴设为磁场H时，磁场施加部理想地产生极性不反转的、大致呈现梯形分布的磁场H(图1的(b))。在对磁流体施加磁场H时，该磁流体表现为具有磁化M的流体。氧化铁微粒子在室温下表现为超顺磁性。超顺磁性体的磁化依照朗之万函数，在低磁场区域能够近似为磁化与磁场成比例。氧化铁微粒子的居里温度是477K(204℃)，具有伴随向居里温度T的温度上升而磁化降低的感温特性。

由此，用下述公式表示磁流体的局部的磁化M。

【式1】

上述公式中的各记号表示以下含义。

μ₀：真空透磁率

χ：磁化率

α：磁流体的空隙率

T：加热部中的磁流体的温度

T₀：非加热部中的磁流体的温度

T_c：磁性微粒子的居里温度

H：磁场

在处于磁场H下的磁流体中，与磁化M以及磁场梯度▽H成比例的磁体积力F起作用在将横轴设为磁流体流路上的位置x、将纵轴设为磁体积力F时，该磁体积力F以磁场施加部的中心为边界而符号反转(图1的(c))。对磁流体起作用的整体的驱动力与图1的(c)中的、由磁体积力F的曲线和横轴x包围的部分的体积成比例。

在加热前的阶段，图1中的右方向的磁体积力F1和左方向的磁体积力F2平衡，磁流体不被驱动(图1的(c)的“(i)加热前”)。

在利用配置于磁流体流路中的磁场施加部的一端的加热部对磁化后的磁流体的一部分进行加热时，伴随温度T的上升，加热部中的氧化铁粒子的磁化降低，由此磁流体的磁化M减少。另外，由此，加热部的磁体积力F2变得小于非加热部的磁体积力F1，所以作为F1与F2这两者的差值而产生图1的向右方向的驱动力。因此，磁流体自发地开始向图1右方向的驱动(图1的(c)的“(ii)加热中(TTL)”)。