[发明专利]磁制冷机

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁制冷机，该磁制冷机包括独立的热换热单元和冷换热单元。

背景技术

在美国专利No.6,668,560中公开了一种传统的磁制冷机。如图1和2所示，根据该传统的磁制冷机，当通过冷侧入口管21进入冷侧入口22的导热流体17流到热侧出口34时，该导热流体17吸收由其上施加有磁场的磁热材料12的磁热效应而产生的热，并且通过热侧出口34离开热侧出口管33以冷却磁热材料12。热侧导热流体顺次经过热侧出口管33、阀71、泵60和热换热器62，并且流到磁换热室13中。在热侧入口管31中，热侧导热流体被分到热侧入口管31和冷侧出口管23，并且在冷侧出口管24处与冷侧导热流体汇合，并且前进到阀74。当热侧导热流体从热侧入口32运动到冷侧出口管24时，热侧导热流体通过经过已经由热侧冷却的磁热材料12来冷却。已经经过阀74的冷侧导热流体经过冷换热器63，并且流到管83和21以重复循环(省略详细的描述。省略的附图标记参见美国专利No.6,668,560)。

发明内容

技术问题

如上所述，由于传统的磁制冷机包括十二个磁换热室，四个阀71、72、73和74，以及多于24根的管，因此传统的磁制冷机很难制造。

而且，由于使单一导热流体循环来同时用作热侧和冷侧，也就是说，由于热侧导热流体在热侧入口32处进入以经过冷磁热材料(参见图2)并被冷却成冷侧导热流体以通过冷侧出口管24离开，因此换热效率降低。从该事实可知，当温度低于进入热侧入口32的热侧的导热流体进入热侧入口32并且经过冷却的热材料时，在冷侧出口管24处具有较低温度的导热流体可能会流出，从而提高换热效率。

另外，由于经过热侧的导热流体的量不可控，因此磁热材料的热不可能被迅速冷却，由此降低了换热效率。

另一方面，由于在出口处使用细网来避免粉末类型的磁热材料由于导热流体(冷却液)而损失的问题，因此冷却液不可能顺畅地循环。

而且，由于冷却液在相同的位置连续经过磁热材料，因此很难顺畅地换热。

另外，具有微小尺寸的钆可能在冷却液进入或离开磁换热单元时损失。

技术方案

本发明的目的是提供一种磁制冷机，其中热侧和冷侧被分开以简化结构，获得高的热效率和能够控制导热流体的量。

为了实现上述目的，提供了一种磁制冷机，该磁制冷机包括：磁换热单元，该磁换热单元包括供导热流体流经过的磁热材料；磁体部件，该磁体部件用于向所述磁换热单元施加磁场或从所述磁换热单元消除磁场；热换热流通部件；冷换热流通部件；第一电磁阀，该第一电磁阀连接到所述磁换热单元的入口、所述热换热流通部件的出口和所述冷换热流通部件的出口的接合处；以及第二电磁阀，该第二电磁阀连接到所述磁换热单元的出口、所述热换热流通部件的入口和所述冷换热流通部件的入口的接合处。

根据所述制冷机，热侧和冷侧被分开以简化结构，实现高的热效率和能够控制导热流体的量。

根据所述制冷机，当在所述热换热流通部件或所述冷换热流通部件处安装一泵时，由于经过闭合循环的该泵的压力被充分地传递到导热流体，因此可以缩短换热时间，并且提高换热效率。

另一方面，当磁体部件包括永磁体和推拉单元时，可使用单个磁换热单元，所述推拉单元用于将所述永磁体推向所述磁换热单元和将该永磁体拉离该磁换热单元。

优选的是，所述推拉单元包括：在其两侧布置有永磁体的轭；和用于使所述轭执行往复运动的往复运动传递部件，其中，所述往复运动传递部件包括附接到所述轭的齿条、与所述齿条啮合的小齿轮以及用于向所述小齿轮传送旋转力的电机。

另一方面，所述磁体部件可以是电磁体。

优选的是，所述磁换热单元包括包含所述磁热材料的壳体，所述入口布置在所述壳体的顶面处，而所述出口布置在所述壳体的底面上。

当所述磁热材料包括多个布置在所述壳体中以在其间具有间隙的磁热材料块时，则不需要网，由此允许导热流体顺畅流动。

优选的是，所述多个磁热材料块的每个磁热材料块都包括钆板或沿长度方向具有恒定圆形横截面的钆棒。

当所述钆棒包括沿长度方向的凹槽时，增加了与所述导热流体接触的接触面积，由此提高了换热效率。

有益效果

如上所述，根据本发明的磁换热单元提供了以下优点。

由于导热流体的流通被分到用于两个换热循环的所述热换热器和所述冷换热器中，并且通过使用所述电磁阀的单个磁换热单元进行换热，因此使磁制冷循环的结构得以简化。