[发明专利]磁热材料结构

说明书

技术领域

本发明关于一种磁热材料结构。

背景技术

磁热材料（magnetocaloric material,MCM）为具有磁热效应的材料，其在一外加磁场的作用下，磁热材的温度会随着磁场大小的变化而产生升温或降温现象，因而可用以制作磁热式的热产生器或致冷器。

现有的磁热材结构如图1A所示，磁热材料本体10容置于磁热材料容器11，磁热材料本体10中设置有多个流道12，贯穿磁热材料本体10，流道12的设置是为了供工作流体（图未显示）流过，以使磁热材料本体10与工作流体间进行热交换。现有流道12的截面形状及排列设计如图1所示，其截面形状为圆形，且呈阵列排列设置，使一外加磁场沿磁场方向B通过磁热材料结构1。

需特别说明的是，上述的“阵列排列设置”一词定义如下，并请同时参考图1B的示意图，各流道12于截面具有一中心，流道12的中心依据下列公式排列设置：L₃²=L₁²+L₂²。其中L₁为与磁场方向B平行或垂直的相邻流道的中心连线长度的最小值，L₂为与磁场方向B平行或垂直的相邻流道的中心连线长度的最大值，L₃为不与磁场方向B平行或垂直的相邻流道的中心连线长度的最小值。

然而，现有磁热材料结构与尺寸的设计只有依据热传能力、功耗损失、材料机械强度与加工能力这些特性分别设计，但未能同时将磁场通过造成的磁阻、未受磁场作用的材料体积、及结构强度等影响因素纳入考虑。举例而言，在现有磁热材料结构1中，磁场于磁热材本体10作用的磁力线Lm₁如图1所示，其并无通过沿磁场方向B所排列的相邻流道12之间的区域A₁，此区域A₁中的磁热材料本体10未受磁场作用，因而不会产生磁热效应，并且，磁场通过圆形的流道12时所受的磁阻较大，使得磁热材料结构1无法发挥最大效能。

因此，如何提供一种磁热材料结构，其能够提升磁热转换效能，并提高整体结构强度，已成为重要课题之一。

发明内容

有鉴于上述课题，本发明的目的为提供一种能够提升磁热转换效能并提高整体结构强度的磁热材结构。

为达上述目的，依据本发明的一种磁热材料结构包括一磁热材料本体以及多个流道。流道配置于磁热材料本体内，各流道于截面具有一中心，流道的中心依据下列公式排列设置：L₃²≠L₁²+L₂²。其中，L₁为与一方向平行或垂直的相邻流道的中心连线长度的最小值，L₂为与此方向平行或垂直的相邻流道的中心连线长度的最大值，L₃不与此方向平行或垂直的相邻流道的中心连线长度的最小值。

在一实施例中，方向为通过磁热材料本体的磁场方向。

在一实施例中，中心为几何中心或重心。

在一实施例中，流道呈交错排列设置。

在一实施例中，流道内流通一工作流体。其中，工作流体可包含防腐蚀添加物、防冻添加物、减少工作流体与流道壁面间阻力的添加物、或其组合。

在一实施例中，L₁等于0。

为达上述目的，依据本发明的另一种磁热材料结构包括一磁热材料本体以及多个流道。流道配置于磁热材料本体内，各流道的截面呈非圆形与非矩形的形状，且呈对称形状或呈不对称形状。

在一实施例中，对称形状为三角形、菱形、鸢形、梯形、五边形、六边形、六边以上的多边形、椭圆形、液滴形、梭形、扇形、或以上形状的组合。

在一实施例中，不对称形状为非前一实施例中所述的对称形状，均可视为不对称形状。

在一实施例中，非圆形与非矩形的截面形状的转角为圆角、弧角、或其组合。

在一实施例中，流道交错排列设置。

在一实施例中，非圆形与非矩形的截面形状具有一锐角。

在一实施例中，流道流通一工作流体。其中，工作流体可包含防腐蚀添加物、防冻添加物、减少工作流体与流道壁面间阻力的添加物、或其组合。