(57)【要約】【課題】熱交換効率を向上することが可能な磁気熱量素子およびこれを用いた熱磁気サイクル装置を提供すること。【解決手段】磁気熱量素子は、磁気熱量効果を呈する磁気熱量効果材料からなる複数の粒子８１と、複数の粒子を凝集して保持するためのバインダ８２とを備え、熱輸送媒体を流通可能な媒体流路１２１１が形成された素子である。そして、媒体流路１２１１に臨む表面では、粒子８１の露出面積がバインダ８２の露出面積よりも大きい。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気熱量効果を呈する磁気熱量効果材料からなる複数の粒子（８１）と、
前記複数の粒子を凝集して保持するためのバインダ（８２）と、を備え、
熱輸送媒体を流通可能な媒体流路（１２１１）が形成された磁気熱量素子であって、
前記媒体流路に臨む表面では、前記粒子の露出面積が前記バインダの露出面積よりも大きい磁気熱量素子。
【請求項２】
前記バインダは、前記磁気熱量効果材料よりも低熱伝導率の材料により構成されている請求項１に記載の磁気熱量素子。
【請求項３】
前記媒体流路は、等価直径が０．０１〜０．２ｍｍの微細流路である請求項１又は請求項２に記載の磁気熱量素子。
【請求項４】
複数の前記微細流路が分散して形成されている請求項３に記載の磁気熱量素子。
【請求項５】
いずれの部位も前記微細流路までの距離が０．０１〜１．０ｍｍである請求項４に記載の磁気熱量素子。
【請求項６】
前記媒体流路がそれぞれに形成された複数の素子ブロック（１２Ａ、１２Ｂ）を配列してなり、
前記素子ブロックの配列方向における両端面に前記媒体流路が開口し、前記配列方向において隣り合う前記素子ブロック同士は互いに離間しており、
前記素子ブロックは、前記配列方向における端面においても、前記粒子の露出面積が前記バインダの露出面積よりも大きい請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の磁気熱量素子。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の磁気熱量素子（１２）と、
前記磁気熱量素子に高温端と低温端とを生成するように、前記熱輸送媒体を前記媒体流路で往復移動させる熱輸送装置（１４）と、を備える熱磁気サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ここに開示される技術は、磁気熱量素子および磁気熱量素子を用いた熱磁気サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、磁気熱量効果を利用する熱磁気サイクル装置が知られている。このような装置には、磁気熱量効果を呈する磁気熱量効果材料からなる複数の粒子を樹脂バインダで凝集して保持した磁気熱量素子が用いられている。このような素子を用いた装置は、例えば下記特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−２６３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術の磁気熱量素子では、一般的に、成形加工時にバインダを構成する材料により素子表面にスキン層が形成される。バインダ材からなるスキン層は、磁気熱量素子と熱輸送媒体との熱交換において大きな熱抵抗となり、熱交換効率を低下させるという問題がある。
【０００５】
ここに開示される技術は、上記点に鑑みてなされたものであり、熱交換効率を向上することが可能な磁気熱量素子およびこれを用いた熱磁気サイクル装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、開示される磁気熱量素子では、
磁気熱量効果を呈する磁気熱量効果材料からなる複数の粒子（８１）と、
複数の粒子を凝集して保持するためのバインダ（８２）と、を備え、
熱輸送媒体を流通可能な媒体流路（１２１１）が形成された磁気熱量素子であって、
媒体流路に臨む表面では、粒子の露出面積がバインダの露出面積よりも大きい。
【０００７】
これによると、媒体流路に臨む表面において、磁気熱量効果材料からなる粒子が露出し、粒子の露出面積がバインダの露出面積よりも大きくなっている。したがって、媒体流路に臨む表面における熱抵抗を低減することができる。このようにして、磁気熱量素子と熱輸送媒体との熱交換効率を向上することができる。
【０００８】
なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、開示技術の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る熱機器のブロック図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。
【図３】第１実施形態の磁気熱量素子を含む容器を示す斜視図である。
【図４】第１実施形態の磁気熱量素子の一部である素子プレートの断面図である。
【図５】図４のＶ部拡大図である。
【図６】第１実施形態の磁気熱量素子の製造工程を示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態の磁気熱量素子の一部分のモデル図である。
【図８】比較例の磁気熱量素子の一部分のモデル図である。
【図９】他の実施形態の磁気熱量素子の一部である素子プレートの断面図である。
【図１０】他の実施形態の磁気熱量素子の一部である素子プレートの断面図である。
【図１１】他の実施形態の磁気熱量素子の一部である素子プレートの平面図である。
【図１２】他の実施形態の磁気熱量素子の一部である素子プレートの断面図である。
【図１３】他の実施形態の磁気熱量素子の一部である素子プレートの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、図面を参照しながら開示技術を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１１】
（第１実施形態）
開示技術を適用した第１実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。図１は、開示技術を適用した車両用空調装置１を示すブロック図である。図１に示すように、車両用空調装置１は、磁気熱量効果型ヒートポンプ装置１０を備える。磁気熱量効果型ヒートポンプ装置１０はＭＨＰ（Magneto-caloric effectHeat Pump）装置１０とも呼ばれる。ＭＨＰ装置１０は、磁気ヒートポンプ装置１０とも呼ばれる。ＭＨＰ装置１０は、熱磁気サイクル装置を提供する。
【００１２】
この明細書においてヒートポンプ装置の語は広義の意味で使用される。すなわち、ヒートポンプ装置の語には、ヒートポンプ装置によって得られる冷熱を利用する装置と、ヒートポンプ装置によって得られる温熱を利用する装置との両方が含まれる。冷熱を利用する装置は、冷凍サイクル装置とも呼ばれることがある。よって、この明細書においてヒートポンプ装置の語は冷凍サイクル装置を包含する概念として使用される。
【００１３】
ＭＨＰ装置１０は、磁気熱量素子１２を備える。磁気熱量素子１２は、磁気熱量効果を有する磁気作業物質からなり、ＭＣＥ（Magneto-CaloricEffect）素子１２とも呼ばれる。以下、磁気熱量素子１２を、ＭＣＥ素子１２、又は磁気作業物質１２と呼ぶ場合がある。
【００１４】
ＭＨＰ装置１０は、作業室１１が内部に形成された容器２１を備える。容器２１は、ハウジング２０内に配置され、少なくともひとつの作業室１１を区画形成している。本実施形態では、円筒形状の容器２１が、等間隔に配置された複数の作業室１１を区画形成している。本例では、ひとつの容器２１は、６つの作業室１１を区画形成しており、６つの作業室１１のそれぞれにＭＣＥ素子１２が充填配置されている。容器２１は、素子ベッド又は材料ベッドと呼ばれる場合がある。容器２１は、非磁性材である例えば樹脂により形成されている。
【００１５】
ＭＣＥ素子１２は、外部磁場の強弱により発熱と吸熱とを生じる。ＭＣＥ素子１２は、外部磁場の印加により発熱し、外部磁場の除去により吸熱する。ＭＣＥ素子１２は、外部磁場が印加されることによって電子スピンが磁場方向に揃うと、磁気エントロピーが減少し、熱を放出することによって温度が上昇する。また、ＭＣＥ素子１２は、外部磁場が除去されることによって電子スピンが乱雑になると、磁気エントロピーが増加し、熱を吸収することによって温度が低下する。ＭＣＥ素子１２は、常温域において高い磁気熱量効果を発揮する磁性体によって作られている。
【００１６】
ＭＣＥ素子１２は、磁性体の複数の粒子と、この複数の粒子を凝集して保持するバインダとを有して構成される。磁性体の粒子には、例えば、ランタン−鉄−シリコン化合物の粒子を用いることができる。当該化合物のシリコンの一部または全部に代えて、マンガン、鉄、リンおよびゲルマニウムの１つまたは複数を混合して用いることができる。また、バインダには、例えば、エポキシ樹脂を用いることができる。粒子およびバインダの材質は上記したものに限定されない。磁性体は、例えばガドリニウム系材料であってもよい。バインダは、エポキシ樹脂以外の熱硬化性樹脂であってもよい。また、熱可塑性樹脂であってもかまわない。バインダには、例えば、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂のいずれか一つ以上を含む材料を採用することができる。ＭＣＥ素子１２の構成については、後で詳述する。
【００１７】
一群のＭＣＥ素子１２は、ＭＣＥ素子１２の長手方向、すなわち一次媒体の流れ方向に沿って配置された複数の部分を有する。複数の部分は、後述する複数の素子ブロックである。複数の部分のそれぞれを構成する材料は、キュリー温度が異なる。複数の部分は、異なる温度帯において高い磁気熱量効果（ΔＳ（Ｊ／ｋｇＫ））を発揮する。高温端に近い部分は、定常運転状態において高温端に現れる温度の近傍において高い磁気熱量効果を発揮する材料組成を有する。中温部に近い部分は、定常運転状態において中温部に現れる温度の近傍において高い磁気熱量効果を発揮する材料組成を有する。低温端に近い部分は、定常運転状態において低温端に現れる温度の近傍において高い磁気熱量効果を発揮する材料組成を有する。
【００１８】
ＭＣＥ素子１２のそれぞれの部分が高い磁気熱量効果を発揮する温度帯は、高効率温度帯と呼ばれる。高効率温度帯の上限温度と下限温度とは、ＭＣＥ素子１２の材料組成などに依存する。複数の部分は、高温端と低温端との間において高効率温度帯が並ぶように直列に配列されている。言い換えると、複数の部分の高効率温度帯は、高温端と低温端との間において、高温端から徐々に低下する分布を示す。この高効率温度帯の分布は、定常状態における高温端と低温端との間の温度分布にほぼ対応する。
【００１９】
この実施形態では、定常運転において高温端と低温端との間に作り出される定常温度差を複数の部分が分担する。これにより、それぞれの部分において高い効率が得られる。言い換えると、ＭＣＥ素子１２は、定常温度差が得られるときに、それぞれの素子ブロックが所定の閾値を上回る磁気熱量効果を発揮するように調節されている。複数の素子ブロックは、作業室１１内に、所謂カスケード配置されている。
【００２０】
ＭＨＰ装置１０は、ＭＣＥ素子１２の磁気熱量効果を利用する。ＭＨＰ装置１０は、ＭＣＥ素子１２をＡＭＲ(Active Magnetic Refrigeration)サイクルとして機能させるための磁場変調装置１３と熱輸送装置１４とを備える。
【００２１】
磁場変調装置１３は、ＭＣＥ素子１２に外部磁場を与えるとともに、その外部磁場の強さを増減させる。磁場変調装置１３は、ＭＣＥ素子１２を強い磁界内に置く励磁状態と、ＭＣＥ素子１２を弱い磁界内またはゼロ磁界内に置く消磁状態とを周期的に切換える。磁場変調装置１３は、ＭＣＥ素子１２が強い外部磁場の中に置かれる励磁期間、およびＭＣＥ素子１２が励磁期間より弱い外部磁場の中に置かれる消磁期間を周期的に繰り返すように外部磁場を変調する。磁場変調装置１３は、外部磁場を生成するための磁力源、例えば永久磁石、又は電磁石を備える。本例では、磁力源を永久磁石としている。
【００２２】
熱輸送装置１４は、ＭＣＥ素子１２が放熱または吸熱する熱を輸送するための熱輸送媒体を流すための流体機器を備える。熱輸送装置１４は、ＭＣＥ素子１２と熱交換する熱輸送媒体をＭＣＥ素子１２に沿って流す装置である。熱輸送装置１４は、ＭＣＥ素子１２に高温端と低温端とを生成するように、熱輸送媒体を流す。熱輸送装置１４は、磁場変調装置１３による外部磁場の変化に同期して、熱輸送媒体の往復的な流れＦＭ、ＦＮを発生させる。以下、ＭＣＥ素子１２の一端から他端へ向かう流れＦＭを往流と呼び、他端から一端へ向かう流れＦＮを復流と呼ぶ場合がある。本例では、往流ＦＭは、高温端１１Ｅ１から低温端１１Ｅ２へ向かう熱輸送媒体流れである。復流ＦＮは、低温端１１Ｅ２から高温端１１Ｅ１へ向かう熱輸送媒体流れである。以下、高温端１１Ｅ１を、端部１１Ｅ１と呼ぶ場合がある。また、低温端１１Ｅ２を、端部１１Ｅ２と呼ぶ場合がある。
【００２３】
この実施形態では、ＭＣＥ素子１２と熱交換する熱輸送媒体は一次媒体と呼ばれる。一次媒体は、不凍液、水、油などの流体によって提供することができる。熱輸送装置１４は、磁場変調装置１３による磁場の増減に同期して熱輸送媒体を往復的に移動させる。熱輸送装置１４は、熱輸送媒体を流すためのポンプを含むことができる。熱輸送装置１４は、一次媒体を流すためのポンプ６２、７２を備える。熱輸送装置１４は、各作業室１１の両端部にそれぞれ設けられた吸入弁１１１と吐出弁１１２とを備える。ポンプ６２、７２は、吸入弁１１１及び吐出弁１１２と協働して、作業室１１のそれぞれに充填されたひとつのＭＣＥ素子１２に関して一次媒体の往復流れを供給する。ひとつのＭＣＥ素子１２は、複数の素子ブロックを組み合わせて提供される。
【００２４】
ＭＨＰ装置１０は、動力源としてのモータ１５を備える。モータ１５は、磁場変調装置１３の動力源である。モータ１５は、熱輸送装置１４の動力源である。ＭＨＰ装置１０の動力源として設けられたモータ１５は、例えば、車載の電池によって駆動される。また、モータ１５は、磁場変調装置１３を提供するロータコア３１を回転駆動する。これにより、モータ１５と磁場変調装置１３とは、ＭＣＥ素子１２へ外部磁場を印加する状態と、ＭＣＥ素子１２から外部磁場を除去した状態との間での周期的な交互切換を生じさせる。モータ１５は、熱輸送装置１４のポンプ６２、７２を駆動する。これにより、モータ１５とポンプ６２、７２とは、ひとつのＭＣＥ素子１２において、一次媒体の往復的な流れを生じさせる。ＭＨＰ装置１０は、磁場変調装置１３による磁場の増減と、熱輸送装置１４による熱輸送媒体の往復的移動とを同期させるように、モータ１５の出力軸に変速機構１８を備えている。
【００２５】
ポンプ６２、７２は、ＭＣＥ素子１２をＡＭＲサイクルとして機能させるための一次媒体の往復流ＦＭ、ＦＮを作業室１１内に生じさせる。ポンプ６２、７２は、例えば、容積型のポンプである。ポンプ６２、７２は、例えば、ピストンポンプである。ポンプ６２、７２は、例えば、多気筒のラジアルピストンポンプである。ひとつのＭＣＥ素子１２に、ポンプ６２のひとつの気筒と、ポンプ７２のひとつの気筒とが対応付けられている。ひとつのＭＣＥ素子１２に対応付けられた２つの気筒は、同期的に作動する。ポンプ６２、７２、吸入弁１１１及び吐出弁１１２の機能により、ひとつのＭＣＥ素子１２の長手方向に沿って流れる一次媒体の往復流ＦＭ、ＦＮが提供される。この実施形態では、ＭＨＰ装置１０は、熱的に並列接続された複数のＭＣＥ素子１２を備える。本例のＭＨＰ装置１０は、熱的に並列接続された６基のＭＣＥ素子１２を有する。ポンプ６２、７２は、６気筒である。
【００２６】
ハウジング２０は、円筒部と端板部とを有する外形円柱状の筐体である。ハウジング２０は、その中心軸上に回転軸２２を回転可能に支持する。回転軸２２は、モータ１５の出力軸に連結されている。ハウジング２０は、回転軸２２の周囲に、磁場変調装置１３を収容する。図２に示すように、磁場変調装置１３は、ロータコア３１、ヨーク部３２、ベアリング３３、及び磁石３４、３５を備える。
【００２７】
ロータコア３１は、回転軸２２に固定されている。ロータコア３１は、磁場変調装置１３のためのインナヨークを提供する。ロータコア３１は、その周方向に沿って磁束を通しやすい範囲と、磁束を通しにくい範囲とを形成するように構成されている。ロータコア３１は、例えば断面が扇状の一対の部材からなる。ロータコア３１には、磁石３４が固定されている。磁石３４は、部分円筒状であり、その断面が扇紙型である。磁石３４は、ロータコア３１の外周面に固定されている。
【００２８】
ヨーク部３２は、円筒形状をなしている。ヨーク部３２は、ハウジング２０の内周面に沿って配置されている。ヨーク部３２は、保持機構であるベアリング３３によってハウジング２０の内周面に回転自在に保持されている。ベアリング３３は、例えばボールベアリングである。ヨーク部３２は、アウタヨークを提供する。ヨーク部３２には、磁石３５が固定されている。
【００２９】
磁場変調装置１３のうち、ロータコア３１及び磁石３４は、容器２１の内周側に配置されている。また、磁場変調装置１３のうち、ヨーク部３２、ベアリング３３及び磁石３５は、容器２１の外周側に配置されている。磁石３４は、容器２１の一側に配置される第１磁石である。磁石３５は、容器２１の他側に配置される第２磁石である。磁石３４と磁石３５とは、容器２１の内外方の両側において、互いに異なる極が対向するように配置される。磁石３４と磁石３５とは、径方向の内側と外側とに配置されることによって、それらの間に位置付けられたＭＣＥ素子１２に強い磁場を供給する。磁石３４、３５には、フェライト磁石や、ネオジム磁石等の希土類磁石を用いることができる。
【００３０】
モータ１５により回転軸２２が回転されると、磁場変調装置１３では、ロータコア３１とともに磁石３４が回転移動する。また、磁石３４の回転移動に伴い、磁石３４に対向する磁石３５が磁石間に働く吸引力によって追従して移動し、ヨーク部３２が回転する。これにより、ロータコア３１、ヨーク部３２、磁石３４及び磁石３５を有する構成が、ＭＣＥ素子１２に対して強力な励磁及び減磁を周期的に提供する磁場変調装置１３となる。ロータコア３１、ヨーク部３２、磁石３４及び磁石３５を有する構成が、本実施形態における磁気回路部１３Ａである。磁気回路部１３Ａは、容器２１に対し相対的に移動する相対的移動体である。容器２１と磁気回路部１３Ａとを容器２１外表面に沿った方向に相対的に移動させることで、磁場変調装置１３はＭＣＥ素子１２に印加される磁場を変調する。
【００３１】
なお、ヨーク部３２は、ベアリング３３によりハウジング２０の内周面に保持されていたが、これに限定されるものではない。例えば、潤滑油層や空気層を介して保持されるものであってもよい。
【００３２】
容器２１と磁石３４とは相互に離間して配設され、ロータコア３１とともに磁石３４が回転しても容器２１に干渉しないようになっている。容器２１の外表面のうち内周側の内周側表面と、磁石３４の外表面のうち外周側の外周側表面との間には、隙間部２３が形成されている。一方、容器２１と磁石３５とも相互に離間して配設され、磁石３４に追従して磁石３５及びヨーク部３２が回転しても容器２１に干渉しないようになっている。容器２１の外表面のうち外周側の外周側表面と、磁石３５の外表面のうち内周側の内周側表面との間には、隙間部２４が形成されている。
【００３３】
ＭＨＰ装置１０は、ＭＨＰ装置１０によって得られた高温の温熱を輸送する高温系統１６を備える。高温系統１６は、ＭＨＰ装置１０によって得られた温熱を利用する熱機器でもある。ＭＨＰ装置１０は、ＭＨＰ装置１０によって得られた低温の冷熱を輸送する低温系統１７を備える。低温系統１７は、ＭＨＰ装置１０によって得られた冷熱を利用する熱機器でもある。
【００３４】
高温系統１６は、一次媒体が循環的に流される通路６１を備える。高温系統１６は、一次媒体と他の媒体との間の熱交換を提供する熱交換器６３を備える。例えば、熱交換器６３は、一次媒体と空気との熱交換を提供する。高温系統１６は、ＭＨＰ装置１０の高温端１１Ｅ１からの温熱出力を利用して、熱交換器６３から放熱して外部媒体を加熱する。高温系統１６は、ＭＨＰ装置１０の高温端１１Ｅ１からの温熱出力を熱交換器６３で外部媒体へ放出する。
【００３５】
低温系統１７は、一次媒体が循環的に流される通路７１を備える。低温系統１７は、一次媒体と他の媒体との間の熱交換を提供する熱交換器７３を備える。例えば、熱交換器７３は、一次媒体と空気との熱交換を提供する。高温系統１６は、ＭＨＰ装置１０の低温端１１Ｅ２からの冷熱出力を利用して、熱交換器６３で吸熱して外部媒体を冷却する。低温系統１７は、ＭＨＰ装置１０の低温端１１Ｅ２からの冷熱出力を熱交換器７３で外部媒体に放出するとも言える。
【００３６】
図３に示すように、容器２１内の作業室１１には、複数の素子ブロックを配列したブロック群からなるＭＣＥ素子１２が配設される。図３では、容器２１のうち、ひとつの作業室１１に対応する部分が図示されている。図中には、ブロック群の素子ブロック１２Ａ、１２Ｂと、スペーサ１２４が図示されている。ひとつの作業室１１に配置される素子ブロックは、２つに限定されるものではない。ひとつの作業室１１に配置される素子ブロックの数は、３つ以上であってもよい。
【００３７】
素子ブロック１２Ａ、１２Ｂのそれぞれは、素子片である素子プレートを積層して構成されている。図３に示すように、複数の素子ブロックは、熱輸送媒体の往復移動方向であるＸＸ方向に配列されている。各素子ブロックの素子プレートは熱輸送媒体の往復移動方向に直交するＹＹ方向に積層されている。以下、熱輸送媒体の往復移動方向でもある素子ブロックの配列方向を、単にＸＸ方向と呼ぶ場合がある。また、素子プレートの積層方向を、単にＹＹ方向と呼ぶ場合がある。また、ＸＸ方向及びＹＹ方向の両者に直交する直交方向を、ＺＺ方向と呼ぶ場合がある。ＺＺ方向は、磁場変調装置１３による磁力線の通過方向でもある。ＺＺ方向は、磁場変調装置１３による外部磁場の印加方向とも言える。外部磁場の印加方向をＹＹ方向とすることもできる。
【００３８】
素子ブロック１２Ａ、１２Ｂのそれぞれは、複数の素子プレート１２１を有する。素子プレート１２１は、薄い直方体状に形成されている。素子プレート１２１は、ひとつの広い面に凹状に形成された多数の流路溝１２１ａを有する。図４に示すように、流路溝１２１ａは、断面形状が矩形状の溝であり、ＸＸ方向に沿って延びている。流路溝１２１ａは、同一の断面形状がＸＸ方向に連続するように形成されている。素子ブロック１２Ａ、１２Ｂは、積層されたプレートの間に複数の媒体流路１２１１を区画形成する。素子プレート積層により形成される素子ブロック１２Ａ、１２Ｂにおいて、流路溝１２１ａが媒体流路１２１１を提供する。流路溝１２１ａにより、ＸＸ方向における素子ブロック両端面では媒体流路１２１１が開口している。
【００３９】
素子ブロック１２Ａ、１２Ｂは、それぞれ素子プレート１２１が同じ向きに複数枚積層され、積層構造体の図示上方の端部に素子プレート１２１が逆向きに配置されている。図示最上部の素子プレート１２１と、その下方の素子プレート１２１とは、流路溝１２１ａ形成面同士が対向して接するように配設されている。ＸＸ方向で相互に隣り合う素子ブロックの間には、スペーサを介設することができる。このスペーサは、ＸＸ方向で相互に隣り合う素子ブロックの流路同士を確実に連通するために設けられる。
【００４０】
図４に示す素子プレート１２１の厚さ寸法は、例えば、１ｍｍである。流路溝１２１ａの流路高さ寸法は、例えば、０．８ｍｍである。流路高さ寸法は、流路溝１２１ａのＹＹ方向の寸法である。流路溝１２１ａの流路幅寸法は、例えば、０．０５ｍｍである。流路幅寸法は、流路溝１２１ａのＺＺ方向の寸法である。素子プレート１２１には、多数の流路溝１２１ａが同一ピッチで形成されている。本例では、流路溝形成ピッチは、０．２５ｍｍである。したがって、隣り合う流路溝１２１ａに挟まれた壁状の素子部分は、厚さが０．２ｍｍである。
【００４１】
複数の流路溝１２１ａは、同一ピッチで形成されるものに限定されない。また、流路溝１２１ａの流路幅は、例えば、０．０２５〜０．２５ｍｍに設定することができる。素子プレート１２１の幅方向、すなわちＺＺ方向において、流路溝１２１ａは１５％程度を占めるように設定できる。
【００４２】
流路溝１２１ａは、直方体状の素子プレートの一部を除去加工して形成することができる。除去加工として、ダイシング加工、ワイヤーカット加工、切削加工、研削加工、エッチング加工、熱処理加工等を採用することができる。本例では、ダイシングソーおよびマルチワイヤソーの少なくともいずれかを用いる溝入れ加工により、流路溝１２１ａを形成している。
【００４３】
ＭＣＥ素子１２を構成する各素子プレートは、前述したように、磁性体の複数の粒子と、この複数の粒子を凝集して保持するバインダとを有して構成される。図５に示すように、磁気熱量素子であるＭＣＥ素子１２は、磁気熱量効果を呈する磁気熱量効果材料からなる複数の粒子８１と、複数の粒子８１を凝集して保持するための樹脂バインダ８２とを備えている。粒子８１は、前述したように、ランタン−鉄−マンガン−シリコン化合物の粒子とすることができる。粒子８１は、平均粒径が１００〜３００μｍであることが好ましい。ここで、平均粒径は、メディアン径とも呼ばれる中心粒径である。本例では、磁気熱量効果の観点から、平均粒径が比較的大きく、２００μｍ以上の径を有する粒子が大部分を占める粒子群を採用している。
【００４４】
一方、バインダ８２は、前述したように、エポキシ樹脂とすることができる。バインダ８２は、粒子８１を構成する磁気熱量効果材よりも低熱伝導率の材料からなることが好ましい。バインダ８２には、熱輸送媒体が水または水を含む流体である場合には、吸水性が１％以下の樹脂材を用いることが好ましい。エポキシ樹脂は、この熱伝導特性および吸水特性を提供できる樹脂である。
【００４５】
複数の粒子８１の充填率は、例えば５０％以上である。すなわち、素子プレート１２１における複数の粒子８１の体積比率は、５０％以上とすることができる。各素子プレート１２１において、複数の粒子８１の体積の総和は、バインダ８２の体積よりも大きく設定される。本例では、複数の粒子８１の充填率は、約６０％である。素子プレート１２１では、流路溝１２１ａの三方の面において、粒子８１が露出している。そして、粒子８１の露出面積は、バインダ８２の露出面積よりも大きくなっている。本例では、流路溝１２１ａ内の面において、粒子８１の露出面積が５５〜７０％を占めている。
【００４６】
流路溝１２１ａにより素子ブロック１２Ａ、１２Ｂの形成される媒体流路１２１１は、素子ブロックの内部流路と呼ぶことができる。上述したように、流路溝１２１ａにより形成される媒体流路１２１１は、比較的流路断面積が小さい微細流路である。それぞれの素子ブロック１２Ａ、１２Ｂには、多数の微細流路である媒体流路１２１１が分散して形成されている。
【００４７】
それぞれの媒体流路１２１１は、流路断面の等価直径が０．０１〜０．２ｍｍの微細流路であることが好ましい。等価直径が０．０１ｍｍ未満であると、熱輸送媒体の圧力損失の増大を招くとともに、製造が困難となり、好ましくない。一方、等価直径が０．２ｍｍを超えると、素子と熱輸送媒体との熱交換性能の低下を招き好ましくない。圧力損失の抑制、製造容易性、熱交換性能の観点から、媒体流路１２１１は、流路断面の等価直径が０．０１〜０．２ｍｍであることが好ましい。媒体流路１２１１は、流路断面の等価直径が０．０３〜０．１５ｍｍの微細流路であれば一層好ましい。媒体流路１２１１は、流路断面の等価直径が０．０８〜０．１３ｍｍの微細流路であればより一層好ましい。
【００４８】
なお、ここで言う等価直径は、等価水力直径、水力等価直径、または単に水力直径と呼ばれることがある。また、等価直径は、相当直径と呼ばれることもある。
【００４９】
また、それぞれの素子ブロック１２Ａ、１２Ｂに多数の媒体流路１２１１を分散形成することにより、素子のいずれの部位も媒体流路１２１１までの距離が極めて小さくなっている。素子のいずれの部位も、媒体流路１２１１までの距離が０．０１〜１．０ｍｍであることが好ましい。いずれの部位も媒体流路１２１１までの距離が０．０１ｍｍ未満となるように素子を形成することは、製造が困難となり好ましくない。一方、いずれかの部位の媒体流路１２１１までの距離が１．０ｍｍを超える素子を形成することは、熱輸送媒体までの熱伝達距離が大きくなり好ましくない。製造性および熱交換性能の観点から、素子のいずれの部位も、媒体流路１２１１までの距離が０．０１〜１．０ｍｍであることが好ましい。また、素子のいずれの部位も、媒体流路１２１１までの距離が０．０３〜０．５ｍｍであれば一層好ましい。さらに、素子のいずれの部位も、媒体流路１２１１までの距離が０．０５〜０．１ｍｍであればより一層好ましい。
【００５０】
図３に示すＸＸ方向で隣り合う素子ブロック１２Ａ、１２Ｂのうち、一方の素子ブロック１２Ａを第１素子ブロック１２Ａ、他方の素子ブロック１２Ｂを第２素子ブロック１２Ｂと呼ぶことができる。第１素子ブロック１２Ａには、流路溝１２１ａによってＸＸ方向に延びる複数の媒体流路１２１１が形成されている。また、第２素子ブロック１２Ｂにも、流路溝１２１ａによってＸＸ方向に延びる複数の媒体流路１２１１が形成されている。
【００５１】
スペーサ１２４は、ＸＸ方向において隣り合う２つの素子ブロック１２Ａ、１２Ｂの間に配設されている。スペーサ１２４は、本例では枠状体であり、素子ブロック１２Ａ、１２Ｂの端部に開口した複数の開口を包含する大きな貫通穴を有する。貫通穴は、素子ブロック１２Ａに設けられた複数の媒体流路１２１１と、素子ブロック１２Ｂに設けられた複数の媒体流路１２１１との連通を可能とする。スペーサ１２４は、例えば、ゴム材、樹脂材、または比較的硬度が低い金属材により形成することができる。スペーサ１２４は、弾性材からなる弾性部材である。スペーサ１２４は、素子ブロック１２Ａ、１２Ｂの間の緩衝部材としても機能する。スペーサ１２４は、断熱性を有することが好ましい。
【００５２】
スペーサ１２４の構成材料は、粒子８１を構成する磁気熱量効果材料よりも低熱伝導率を有することが好ましい。スペーサは、例えばバインダを素子ブロックから突出させることで、素子ブロックと一体的に設けることも可能である。
【００５３】
スペーサ１２４を介設することにより、ＸＸ方向で隣り合う素子ブロック１２Ａと素子ブロック１２Ｂとは互いに離間している。スペーサ１２４の貫通穴の部分が、素子ブロック１２Ａ、１２Ｂの間に、媒体流路１２１１同士を連通する連通隙間を提供する。スペーサ１２４は、隣り合う素子ブロック１２Ａ、１２Ｂの間に連通隙間を形成する隙間形成部である。連通隙間のＸＸ方向寸法は、素子ブロックから熱輸送媒体への熱浸透距離に基づいて、熱浸透距離の２倍以下で比較的小さく設定される。連通隙間のＸＸ方向寸法は、例えば５０μｍとすることができる。
【００５４】
素子ブロック１２Ａ、１２Ｂでは、連通隙間に臨むそれぞれのＸＸ方向における端面においても、粒子８１が露出している。そして、この面においても、粒子８１の露出面積は、バインダ８２の露出面積よりも大きくなっている。
【００５５】
図１に戻り、車両用空調装置１は、車両に搭載され、車両の乗員室の温度を調節する。２つの熱交換器６３、７３は、車両用空調装置１の一部を提供する。熱交換器６３は、熱交換器７３より高温になる高温側熱交換器である。熱交換器７３は、熱交換器６３より低温になる低温側熱交換器である。車両用空調装置１は、高温側の熱交換器６３、および／または低温側の熱交換器７３を室内空調のために利用するための空調ダクトおよび送風機などの空気系機器を備える。
【００５６】
車両用空調装置１は、冷房装置又は暖房装置として利用される。車両用空調装置１は、室内に供給される空気を冷却する冷却器と、冷却器によって冷却された空気を再び加熱する加熱器とを備えることができる。ＭＨＰ装置１０は、車両用空調装置１における冷熱供給源、または温熱供給源として利用される。すなわち、熱交換器６３は上記加熱器として用いることができる。また、熱交換器７３は上記冷却器として用いることができる。
【００５７】
ＭＨＰ装置１０が温熱供給源として利用されるとき、熱交換器６３を通過した空気は車両の室内に供給され、暖房のために利用される。熱交換器７３を通過した空気は車両の室外に排出される。このとき、熱交換器６３は、室内熱交換器とも呼ばれる。熱交換器７３は、室外熱交換器とも呼ばれる。
【００５８】
ＭＨＰ装置１０が冷熱供給源として利用されるとき、熱交換器７３を通過した空気は車両の室内に供給され、冷房のために利用される。熱交換器６３を通過した空気は車両の室外に排出される。このとき、熱交換器６３は、室外熱交換器とも呼ばれる。熱交換器７３は、室内熱交換器とも呼ばれる。
【００５９】
また、ＭＨＰ装置１０は、除湿装置として利用されることもある。この場合、熱交換器７３を通過した空気は、その後に、熱交換器６３を通過し、室内に供給される。ＭＨＰ装置１０は、冬期においても、夏期においても、温熱供給源として利用される。
【００６０】
次に、前述の構成の磁気熱量素子の製造方法について説明する。ＭＣＥ素子１２を製造するときには、図６に示すように、混合工程１１０、成形工程１２０、粒子露出工程１３０、積層工程１４０及び配列工程１５０を実行する。
【００６１】
混合工程１１０では、供給された多数の粒子８１と樹脂バインダ８２となる未硬化のエポキシ樹脂とを混合して混合物を得る。樹脂バインダ８２となる未硬化のエポキシ樹脂は、流動性を呈する流動性樹脂である。粒子８１と流動性樹脂との混合には、例えば回転翼を有する混合機を使用することができる。混合工程１１０では、各種の混合器、ミキサー等が使用可能である。混合工程１１０では、多数の粒子８１が流動性樹脂の中にランダムに分散された混合物が得られる。
【００６２】
混合工程１１０は、磁気熱量効果を呈する磁気熱量効果材料からなる複数の粒子８１と、流動性を呈する流動性樹脂とを混合した混合物を準備する準備工程に相当する。なお、準備工程は混合工程１１０に限定されず、混合物を準備して、後工程に供給する工程であってもよい。
【００６３】
成形工程１２０では、混合工程１１０で作成した混合物を圧縮成形機等で成形する。なお、成形工程１２０における成形加工は、圧縮成形に限定されず、トランスファー成形や射出成形であってもよい。成形金型には、例えば加熱ヒータからなる加熱装置が設けられている。成形工程１２０において金型のキャビティ内に充填された混合物は、加熱装置による加熱および硬化自己発熱による温度上昇により、流動性樹脂が硬化して樹脂バインダ８２となる。
【００６４】
このように、成形工程１２０では、混合物中の流動性樹脂を硬化により固化して、流動性樹脂を固化してなる樹脂バインダ８２で複数の粒子８１を保持するように、混合物を成形する。ここで、成形工程１２０では、混合物の温度を、粒子８１を構成する磁気熱量効果材料のキュリー温度よりも低く維持することが好ましい。これにより、粒子８１が強磁性の性質を維持することができる。
【００６５】
成形工程１２０で得られる成形体には、表面にスキン層とも呼ばれる表層が形成される。この表層は、例えば、粒子８１を含まず、樹脂バインダ８２のみにより形成される。成形金型のキャビティ内では、流動性樹脂がキャビティ内面に沿って薄膜層を形成し、その内側に粒子８１と流動性樹脂の混合物が充填され易い。これにより、成形体にはスキン層が形成され易い。
【００６６】
粒子露出工程１３０では、成形工程１２０で成形体に形成されたスキン層を除去して粒子８１を露出させる加工が行なわれる。したがって、粒子露出工程１３０は、除去工程と呼ぶことができる。粒子露出工程１３０では、前述したように、ダイシングソーおよびマルチワイヤソーの少なくともいずれかを用いる溝入れ加工により、スキン層のない流路溝１２１ａを形成する。また、粒子露出工程１３０では、素子プレート１２１の流路溝形成面とは反対面にもスキン層の除去加工を施すことが好ましい。当該面は、流路溝１２１ａの内面とともに、媒体流路１２１１に臨む面である。当該面の一部は、流路溝１２１ａの内面とともに、媒体流路１２１１を取り囲む面部である。この面においても、粒子８１を露出させ、粒子８１の露出面積を、バインダ８２の露出面積よりも大きくする。
【００６７】
さらに、粒子露出工程１３０では、素子ブロック１２Ａ、１２ＢのそれぞれでＸＸ方向における端面となる面に、粒子８１を露出させる。そして、この面においても、粒子８１の露出面積は、バインダ８２の露出面積よりも大きくする。このように、粒子露出工程１３０では、少なくとも熱輸送媒体と接触する面の一部または全部において、粒子８１を露出させる加工を行なう。そして、粒子８１の露出面積を、バインダ８２の露出面積よりも大きくする。
【００６８】
積層工程１４０では、粒子露出工程１３０までを完了した素子プレート１２１を積層して、図３に示すように各素子ブロック１２Ａ、１２Ｂを形成する。そして、配列工程１５０では、積層工程１４０で形成した積層体である素子ブロック１２Ａ、１２Ｂをスペーサ１２４とともにＸＸ方向に配列して、ＭＣＥ素子１２を完成する。
【００６９】
開示された本実施形態によれば、以下に述べる効果を得ることができる。
【００７０】
ＭＣＥ素子１２は、磁気熱量効果を呈する磁気熱量効果材料からなる複数の粒子８１と、複数の粒子を凝集して保持するためのバインダ８２とを備え、熱輸送媒体を流通可能な媒体流路１２１１が形成された素子である。そして、媒体流路１２１１に臨む表面では、粒子８１の露出面積がバインダ８２の露出面積よりも大きい。
【００７１】
これによると、媒体流路１２１１に臨む表面において、磁気熱量効果材料からなる粒子８１が露出し、粒子８１の露出面積がバインダ８２の露出面積よりも大きくなっている。したがって、媒体流路１２１１に臨む表面における熱抵抗を低減することができる。このようにして、磁気熱量素子１２と熱輸送媒体との熱交換効率を向上することができる。
【００７２】
図８は、粒子８１を６０体積％、バインダ８２を４０体積％含む素子コア部の表面に、バインダ８２のみからなるスキン層９１が形成された比較例のモデル図である。これに対し、図７は、同一厚さの部分を、粒子８１を６０体積％、バインダ８２を４０体積％含む素子コア部のみで形成した開示例のモデル図である。各モデル図において図示左右方向が熱伝達方向である。
【００７３】
一般的に、熱抵抗＝厚さ／（熱伝導率×面積）の関係が知られている。本実施形態で例示した構成では、粒子８１とバインダ８２とからなる混合材料の熱伝導率は、２（Ｗ／ｍ℃）であり、バインダ８２の構成材料の熱伝導率は、０．２（Ｗ／ｍ℃）である。
【００７４】
図７に示す開示例構成のモデルでは、熱抵抗は、０．２１／２Ａ＝０．１０５Ａ（℃／Ｗ）である。一方、図８に示す比較例構成のモデルでは、熱抵抗は、０．２／２Ａ＋０．０１／０．２Ａ＝０．１５Ａ（℃／Ｗ）である。ここで、Ａは面積である。この関係から明らかなように、粒子８１を露出する開示例構成を採用することで、大きく熱抵抗を低減することができる。
【００７５】
また、本実施形態のＭＣＥ素子１２では、バインダ８２は、磁気熱量効果材よりも低熱伝導率の材料により構成されている。これによると、熱輸送媒体の流通方向における熱移動を抑制し易い磁気熱量素子において、確実に磁気熱量素子と熱輸送媒体との熱交換効率を向上することができる。
【００７６】
また、媒体流路１２１１は、等価直径が０．０１〜０．２ｍｍの微細流路である。これによると、熱輸送媒体の圧力損失抑制や素子の製造容易性と、高い熱交換性能とを両立させた媒体流路を提供することができる。
【００７７】
媒体流路１２１１は、上述したような微細流路とすることが好ましい。熱交換性能を向上するためには、素子と媒体との熱伝達率が高い方がよい。熱伝達率ｈは、下記の式で定義される。
【００７８】
ｈ＝Ｎｕ・ｋ／Ｌ
ここで、ｈは熱伝達率（＝熱流速密度／（素子表面温度−媒体温度））、Ｎｕはヌセルト数、ｋは媒体の熱伝達率、Ｌは等価直径である。
【００７９】
形状によってＮｕは変わるものであるが、熱輸送媒体流が層流であるためほぼ変わらない。熱伝達率を出来る限り高くするためには、等価直径Ｌを極力小さくして行きたいが圧力損失とのトレードオフがある。そのため、圧力損失と熱伝達率とを両立できる等価直径として０．０１〜０．２ｍｍを設定することが好ましい。
【００８０】
また、ＭＣＥ素子１２には、複数の微細流路が分散して形成されている。これによると、熱交換性能を確実に向上させて出力密度を向上することができる。
【００８１】
また、ＭＣＥ素子１２は、いずれの部位も微細流路までの距離が０．０１〜１．０ｍｍである。これによると、素子内部の粒子８１と熱輸送媒体との間の熱伝達を効率よく行ない、熱交換性能の一層確実に向上することができる。
【００８２】
また、ＭＣＥ素子１２は、媒体流路１２１１がそれぞれに形成された複数の素子ブロック１２Ａ、１２Ｂを配列して構成されている。素子ブロックの配列方向における両端面に媒体流路１２１１が開口し、配列方向において隣り合う素子ブロック同士は互いに離間している。そして、素子ブロックは、配列方向における端面においても、粒子８１の露出面積がバインダ８２の露出面積よりも大きくなっている。これによると、素子ブロック間の隙間部に臨む端面においても、磁気熱量素子１２と熱輸送媒体との熱交換効率を向上することができる。
【００８３】
また、本実施形態のＭＨＰ装置１０は、磁気熱量素子１２と、磁気熱量素子１２に高温端と低温端とを生成するように、熱輸送媒体を媒体流路１２１１で往復移動させる熱輸送装置１４とを備えている。これによると、磁気熱量素子１２の高温端と低温端とにおける出力密度を確実に向上することができる。
【００８４】
（他の実施形態）
この明細書に開示される技術は、その開示技術を実施するための実施形態に何ら制限されることなく、種々変形して実施することが可能である。開示される技術は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。実施形態は追加的な部分をもつことができる。実施形態の部分は、省略される場合がある。実施形態の部分は、他の実施形態の部分と置き換え、または組み合わせることも可能である。実施形態の構造、作用、効果は、あくまで例示である。開示技術の技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示技術のいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
【００８５】
上記実施形態では、ＭＣＥ素子１２の各素子ブロックを、流路溝１２１ａが形成された素子プレート１２１のみを積層して構成していたが、これに限定されるものではない。各種の素子プレートや素子片を組み合わせて各素子ブロックを構成したり、一体の素子ブロックを採用したりできる。
【００８６】
例えば、断面矩形状の流路溝１２１ａに代えて、図９に示すような断面三角形状の流路溝１２１ｂを設けた素子プレート１２１を積層して微細流路を有する素子ブロックを構成してもよい。また、図１０に示すような断面台形状の流路溝１２１ｃを設けた素子プレート１２１を積層して微細流路を有する素子ブロックを構成してもよい。また、図１１に示すように、素子プレート１２１に微細流路となる貫通孔１２１ｄを多数形成して素子ブロックとしてもよい。
【００８７】
媒体流路としての多数の微細流路は、互いに形状が同一であるものに限定されず、例えば、断面形状が異なる複数種の微細流路を採用してもよい。また、多数の微細流路が素子に分散して形成されていれば、均一に分散形成されたものに限定されない。
【００８８】
また、媒体流路は、等価直径が０．０１〜０．２ｍｍの微細流路に限定されるものではない。媒体流路を取り囲む面において、磁気熱量効果材料からなる粒子の露出面積がバインダの露出面積よりも大きければよい。例えば、図１２に示すような比較的断面積が大きな三角形状の流路溝１２１ｅを設けた素子プレートを積層して媒体流路を有する素子ブロックとしてもよい。また、図１３に示すような比較的浅い矩形状の流路溝１２１ｆを１つ設けた素子プレートを積層して素子ブロックとしてもよい。
【００８９】
また、上記各実施形態では、各素子ブロックにＸＸ方向に延びる複数の媒体流路が形成されていたが、これに限定されるものではない。媒体流路の数は、上記実施形態で例示したものに限定されない。媒体流路の数は、図で例示した数よりも少なくてもかまわない。また、図で例示した数よりも多くてもかまわない。さらに、媒体流路は、上記各実施形態のようにＸＸ方向に直線的に延びるものに限定されない。例えば、作業室内においてＸＸ方向に熱輸送媒体の往復流が形成できるのであれば、若干屈曲する媒体流路であってもかまわない。
【００９０】
また、上記各実施形態では、粒子８１およびバインダ８２をそれぞれ単一の材料で形成していたが、これに限定されるものではない。複数の粒子８１は、材質の異なる粒子を混合したものであってもよい。また、バインダ８２は、例えば複数種の樹脂材を混合したものであってもよい。
【００９１】
また、上記各実施形態では、磁気ヒートポンプ装置の磁場変調装置が、容器の一側に配置された第１磁石及びヨークと、容器の他側で第１磁石に対して異なる極が対向するように配置された第２磁石及びヨークと、を備えている。そして、第１磁石及びヨークに連結された駆動装置と、第２磁石及びヨークを第１磁石及びヨークに追従して回転するように保持する保持機構とを備えるものであった。しかしながら、これに限定されるものではない。
【００９２】
例えば、第２磁石が取り付けられたヨークを、外部から駆動する外部駆動機構を設けて、第２磁石及びヨークを第１磁石及びヨークに追従して回転させるものであってもよい。この外部駆動機構の駆動源は、第１磁石が取り付けられたヨークを回転させる駆動装置であってもよいし、第１磁石が取り付けられたヨークを回転させる駆動装置とは別の駆動装置であってもよい。
【００９３】
また、上記各実施形態では、磁気回路部は、容器を間にして相互に対向する第１磁石である磁石３４と第２磁石である磁石３５とを有していたが、これに限定されるものではない。例えば、第１磁石および第２磁石のいずれかのみを備える磁気回路部としてもかまわない。
【００９４】
また、上記各実施形態では、素子ベッドである容器２１を静止させておき、磁石３４、３５側を回転する構成を採用した。これに代えて、素子ベッドである容器２１と磁場変調装置１３との間の相対的な回転を提供するための多様な構成を採用することができる。例えば、作業室１１とＭＣＥ素子１２とを有する素子ベッドである容器を、永久磁石を含む磁場変調装置に対して相対的に回転移動させてもよい。これにより、ひとつのＭＣＥ素子１２に与えられる磁場を変動させることができる。換言すれば、磁場変調装置は、磁石を有する相対的移動体に対して容器を容器外表面に沿った方向に移動させるものであってもよい。すなわち、容器と相対的移動体とを容器外表面に沿った方向に相対的に移動させて、磁気作業物質へ印加する磁場の大きさを変更するものであればよい。
【００９５】
また、上記各実施形態では、熱輸送媒体の移動装置としてのポンプを高温端及び低温端を有する容器の両側に設けていたが、これに限定されるものではない。例えば、ポンプの両側に、高温端を有する容器と低温端を有する容器とをそれぞれ配置したものであってもよい。また、ポンプの形態も前述したタイプに限定されるものではない。
【００９６】
また、上記各実施形態では、磁場変調装置は、磁力源として永久磁石を有する磁気回路部を備え、磁気回路部と容器とを相対的に移動させて磁気作業物質に印加する外部磁場を変調していた。そして、磁力源は永久磁石に限定されず、電磁石でもよいことを説明した。磁力源として電磁石を採用する場合には、磁場変調装置は、磁気回路部と容器との相対的移動を行なわなくてもかまわない。電磁石を採用する場合には、磁気回路部と容器との相対的移動がなくても磁場変調が可能である。
【００９７】
また、上記各実施形態では、ＭＨＰ装置の外部の熱交換器６３、７３に熱輸送媒体を供給した。これに代えて、一次媒体である熱輸送媒体と、二次媒体とを熱交換する熱交換器をＭＨＰ装置内に設け、二次媒体を低温系統と高温系統とに供給してもよい。
【００９８】
また、上記各実施形態では、車両用空調装置に開示技術を適用した。これに代えて、車両以外の船舶や航空機等の移動体用の空調装置に開示技術を適用してもよい。また、住宅用等の定置式の空調装置に開示技術を適用してもよい。また、水を加熱する給湯装置や水を冷却する冷水機として利用してもよい。また、上記実施形態では、室外の空気を主要な熱源とするＭＨＰ装置を説明した。これに代えて、水、土などの他の熱源を主要熱源として利用してもよい。
【００９９】
また、上記各実施形態では、熱磁気サイクル装置の一形態であるＭＨＰ装置が提供される。これに換えて、熱磁気サイクル装置の一形態である熱磁気エンジン装置を提供してもよい。例えば、上記実施形態のＭＨＰ装置の磁場変化と熱輸送媒体の流れとの位相を調節することにより熱磁気エンジン装置を提供することができる。
【符号の説明】
【０１００】
１０  磁気熱量効果型ヒートポンプ装置（ＭＨＰ装置、磁気ヒートポンプ装置）
１１  作業室
１２  磁気熱量素子（ＭＣＥ素子、磁気作業物質）
１２Ａ、１２Ｂ  素子ブロック
１３  磁場変調装置
１４  熱輸送装置
２１  容器
８１  粒子
８２  バインダ
１２１  素子プレート
１２１ａ  流路溝
１２１１  媒体流路
【図１】
2020008247.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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