[发明专利]磁制冷组件及具有其的磁制冷机

说明书

本发明提供了一种磁制冷组件及具有其的磁制冷机，其中，磁制冷组件包括：磁工质床，磁工质床包括基体以及沿基体的周向布置的多个磁工质腔，多个磁工质腔用以容纳磁工质，多个磁工质腔中的一部分串联形成第一流道，多个磁工质腔中的其余部分串联形成第二流道，第一流道和第二流道相互独立；磁体，可转动地设置在磁工质床上，磁体包括磁体主体和磁体支干，磁体支干从磁体主体的中心向远离中心的方向延伸，磁体支干具有与形成第一流道的多个磁工质腔重合的第一重合位置以及与形成第二流道的多个磁工质腔重合的第二重合位置。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中磁制冷机的各流路换热流体不均进而造成冷量损失的问题。

技术领域

本发明涉及制冷领域，具体而言，涉及一种磁制冷组件及具有其的磁制冷机。

背景技术

磁制冷是一种绿色环保的制冷技术，其理论卡诺循环效率可达60％，在环境友好、节约能源方面较蒸气压缩式制冷更具发展潜力。其原理是利用磁制冷材料的磁热效应(Magnetocaloric effect，MCE)：外磁场的变化会引发材料自身磁熵的改变并伴随吸热和放热现象。具体来讲磁热效应在磁制冷材料的居里温度附近最为显著，当作用外磁场时材料的磁熵值降低并放出热量；当无外磁场时材料的磁熵值增加并吸收热量。如果在此吸热、放热之间，用适当的过程加以连接，不断地将热量排出、冷量取出，就形成了磁制冷循环，可以持续输出冷量。

自1976年美国NASA Lewis研究中心G.V.Brown研制出世界第一台室温磁制冷样机以来，国内外研究者、机构也分别研制出各式磁制冷样机。根据提供磁化场的磁体与磁工质的相对运动关系，磁制冷机可以分为静止式、往复式、旋转式三类；根据磁场源的提供方式，可分为电磁铁、超导体、永磁体等。其中旋转永磁式磁制冷样机具有运行频率高、结构紧凑、磁场利用率高、制冷效率高、运行成本低等优点，更有利于走向商业化。

但已有的技术中，旋转永磁式磁制冷机的流体流路和运行控制的设计较为复杂。例如文献《Development of a rotary magnetic refrigerator》中公开了一种旋转永磁式磁制冷样机，此样机磁工质床上共接出16根进出管，采用多个流体换向阀控制换热流体流向。当各进出管中换热流体不均时容易造成冷量损失，因此此样机通过四个分配器分别连接冷端和热端，却又导致换热流体流路和运行控制复杂。

发明内容

本发明旨在提供一种磁制冷组件及具有其的磁制冷机，以解决现有技术中磁制冷机的各流路换热流体不均进而造成冷量损失的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种磁制冷组件，包括：磁工质床，磁工质床包括基体以及沿基体的周向布置的多个磁工质腔，多个磁工质腔用以容纳磁工质，多个磁工质腔中的一部分串联形成第一流道，多个磁工质腔中的其余部分串联形成第二流道，第一流道和第二流道相互独立；磁体，可转动地设置在磁工质床上，磁体包括磁体主体和磁体支干，磁体支干从磁体主体的中心向远离中心的方向延伸，磁体支干具有与形成第一流道的多个磁工质腔重合的第一重合位置以及与形成第二流道的多个磁工质腔重合的第二重合位置。

进一步地，相邻的两个形成第一流道的多个磁工质腔之间设置有一个形成第二流道的多个磁工质腔。

进一步地，磁体支干还具有与形成第一流道的多个磁工质腔和形成第二流道的多个磁工质腔均不重叠的分离位置。

进一步地，第一流道具有第一端口和第二端口，形成第一流道的多个磁工质腔包括第一磁工质腔和第二磁工质腔，第一磁工质腔内设置有隔板，第一端口和第二端口均设置在第一磁工质腔的外端并位于隔板的两侧，第二磁工质腔内设置有第一折流板以使第二磁工质腔内形成第一折流通道，形成第一流道的多个磁工质腔之间还设置有第一连通通道，第一连通通道沿基体的周向延伸并位于磁工质腔的周向内侧。