[发明专利]磁致冷装置的磁热模块

说明书

技术领域

本发明是关于磁致冷(magnetic refrigeration)技术，且特别地关于一种磁致冷装置的磁热模块(megnetocaloric module)。

背景技术

目前，如冰箱、冷冻室、房间加热/冷却系统及相似物等的与人类的日常生活密切相关应用的室温环境下的所有致冷技术几乎大多采用气体压缩/膨胀循环技术。然而，由于排放至环境中的氟利昂气体(freon gas)，上述气体压缩/膨胀循环相关的致冷技术具有破坏环境的严重问题。此外，关于氟利昂的替代气体对于环境的负面影响也值得关注。

因此，基于环保意识和更有效的致冷技术，已提出了使用磁热效应(megnetocaloric effect)的磁致冷技术的相关研究。如此，可加快针对室温环境下磁致冷技术的研究和开发。

第2010/0058775号美国专利申请案中揭示了传统的一种磁致冷装置。如图1所示，此磁致冷装置包括填满具磁热效应(magnetocaloric effect)的磁性材料12的一种主动式磁场再生致冷床体(active magnetic regenerative refrigeration bed，AMR bed)10、设置于主动式磁场再生致冷床体10之外并可水平移动以作为一磁场产生装置的一永久磁铁14、一低温侧热交换单元21、一高温侧热交换单元31、一转换装置(switching means)40、以及一冷媒泵(refrigerant pump)50。

如图1所示的磁致冷装置例如使用水作为液态冷媒(liquid refrigerant)。低温侧热交换单元21是设置于主动式磁场再生致冷床体10的低温侧，而高温侧热交换单元31是设置于主动式磁场再生致冷床体10的高温侧。转换装置40是设置于低温侧热交换单元21和高温侧热交换单元31之间，以转换冷媒的流动方向。冷媒泵50连接于转换装置40以做为一冷媒传输装置。接着，主动式磁场再生致冷床10、转换装置40、低温侧热交换单元21以及高温侧热交换单元31通过一管路而相连结，以形成液态冷媒的一冷媒流通路径。

于图1所示的磁致冷装置的操作时，永久磁铁14设置于面向主动式磁场再生致冷床体10(如图1所示位置)的一位置，以施加磁场至主动式磁场再生致冷床体10内的磁材料12之处。因此，具磁热效应的磁性材料12便可产生热量。如此，通过冷媒泵50与转换装置40的操作，可依照自主动式磁场再生致冷床10至高温侧热交换单元31的一方向循环此液态冷媒。热量可通过液态冷媒而输送到高温侧热交换单元31处，其中液态冷媒的温度是通过磁性材料12所产生的热量而增加。

的后，永久磁铁14自面向主动式磁场再生致冷床体10的位置处移除，因而移除了施加于磁性材料12的磁场。通过磁场的移除，磁性材料12吸收了热量。因此，通过冷媒泵50与转换装置40依照自主动式磁场再生致冷床10至高温侧热交换单元31的一方向的操作可循环此液态冷媒至低温侧热交换单元21处。通过磁性材料12的热吸收，经冷却的液态冷媒传输了一较低温度至低温侧热交换单元21处。

通过移动永久磁铁14而重复地对于主动式磁场再生致冷床体10内磁性材料12施加与移除一磁场，如此便可于主动式磁场再生致冷床体10内的磁性材料12处形成一温度梯度。然后，通过同歩地施加与移除磁场以及移动液态冷媒，便可持续地冷却此低温侧热交换单元21。

然而，由于磁性材料12和主动式磁场再生致冷床体10间的实际连接情形，以及磁性材料12与主动式磁场再生致冷床体10所具备的不同金属材料，如此对于主动式磁场再生致冷床10便会造成热扩散(thermal dissipation)与电偶腐蚀(Galvanic corrosion)等问题，从而影响包括此主动式磁场再生致冷床体10的磁致冷装置的热能与物理的可靠度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种磁致冷装置的磁热模块，以降低现有的热扩散与电偶腐蚀等问题。

依据一实施例，本发明的一种磁致冷装置的磁热模块包括：

一床体，具有一内表面；一磁热材料，填入于该床体内；以及一绝缘层，形成于该内表面上，以隔离该磁热材料与该床体。基于绝缘层的形成，可降低磁性材料与床体的间的热传导情形且可避免可能发生于床体内的电偶腐蚀效应。此外，可更增大磁热模块于操作时的温度梯度。

为让本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附的图式，作详细说明如下。

附图说明

图1为一示意图，显示了现有的一种磁致冷装置；