(57)【要約】【課題】要求能力の可変範囲において高い効率を提供できる熱磁気サイクル装置を提供する。【解決手段】熱磁気サイクル装置は、空調装置１０を提供する。熱磁気サイクル装置は、磁気熱量効果を発揮する磁気熱量効果素子３２を含む複数の素子ベッド３０を有する。磁場変調装置４０は、磁気熱量効果素子に印加される磁場を変調する。熱輸送装置は、磁気熱量効果素子と熱交換する熱輸送媒体３３の往復流を生成する。可変流路機構６０は、複数の素子ベッドの一部を稼働させ、一部を休止させる。制御装置２５は、要求能力に応じて稼働数を決定する。稼働する素子ベッドは、トルク変動を抑制するように配置される。【選択図】図１
2020020549.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気熱量効果を発揮する磁気熱量効果素子（３２）、および前記磁気熱量効果素子と熱交換するように熱輸送媒体（３３）を流す流路（３２ａ）とを提供する複数の素子ベッド（３０）と、
複数の素子ベッドにおける前記流路の構造を変化させる可変流路機構（６０）と、
要求される能力を実現しながら、動力消費を抑制するように前記可変流路機構を制御する制御装置（２５）とを備える熱磁気サイクル装置。
【請求項２】
さらに、前記磁気熱量効果素子に印加される磁場を変調する磁場変調装置（４０）と、
前記磁気熱量効果素子と熱交換する熱輸送媒体（３３）の往復流を生成すると熱輸送装置（５０）とを備え、
前記制御装置は、複数の前記素子ベッドが発揮する能力を調節するために、前記磁場変調装置および前記熱輸送装置の運転条件を調節する請求項１に記載の熱磁気サイクル装置。
【請求項３】
前記運転条件は、前記磁場変調装置および前記熱輸送装置の周波数である請求項２に記載の熱磁気サイクル装置。
【請求項４】
前記可変流路機構は、複数の素子ベッドにおける稼働ベッドの数と休止ベッドの数とを変化させる請求項１から請求項３のいずれかに記載の熱磁気サイクル装置。
【請求項５】
前記稼働ベッドは、複数の前記素子ベッドの中に、トルク変動を抑制するように配置される請求項４に記載の熱磁気サイクル装置。
【請求項６】
磁気熱量効果を発揮する磁気熱量効果素子（３２）を含む複数の素子ベッド（３０）と、
前記磁気熱量効果素子に印加される磁場を変調する磁場変調装置（４０）と、
前記磁気熱量効果素子と熱交換する熱輸送媒体（３３）の往復流を生成すると熱輸送装置（５０）と、
複数の前記素子ベッドの一部を稼働ベッドとして稼働させ、一部を休止ベッドとして休止させる可変流路機構（６０）とを備える熱磁気サイクル装置。
【請求項７】
前記可変流路機構は、複数の前記素子ベッドにおける前記熱輸送媒体の流れを制御する弁を含む請求項６に記載の熱磁気サイクル装置。
【請求項８】
前記磁場変調装置は、周方向に沿って対称に配置された複数の永久磁石（４２）を備え、
前記可変流路機構は、トルク変動を抑制するように、複数の前記素子ベッドのうち前記稼働ベッドを周方向に沿って非対称に配置する請求項６または請求項７に記載の熱磁気サイクル装置。
【請求項９】
さらに、前記可変流路機構により前記稼働ベッドの数（Ｎ）を制御し、前記磁場変調装置および前記熱輸送装置の運転条件（ｆ）を調節することにより、前記稼働ベッドが発揮する能力（Ｑ）を制御する制御装置（２５）を備え、
前記制御装置は、予め設定されたマップに基づいて、要求される要求能力を満たし、かつ効率の良い前記稼働ベッドの数と、前記運転条件との組み合わせで運転する請求項６から請求項８のいずれかに記載の熱磁気サイクル装置。
【請求項１０】
前記マップは、前記要求能力を満たす前記稼働ベッドの数と前記運転条件との複数の組み合わせから、効率の良い組み合わせを決定するように、予め設定されている請求項９に記載の熱磁気サイクル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、熱磁気サイクル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１−３は、熱磁気サイクル装置または磁気熱サイクル装置と呼ばれる装置を開示している。これらは、磁気熱量素子がもつ磁気−熱特性を利用している。これらの装置は、磁場を周期的に変動させる磁場変動装置と、熱輸送媒体の往復的流れを作り出す熱輸送装置を有する。磁場変動装置は、磁気熱量素子に対して相対的に移動する回転磁場を提供する回転磁石によって提供できる。熱輸送装置は、往復型のポンプ、または、一方向型のポンプと切換弁とによって提供できる。磁気熱量素子は、複数の素子ベッドに分散的に配置されている。複数の素子ベッドは、順に、励磁状態と消磁状態とにおかれる。ひとつの素子ベッドは、熱輸送媒体のための流路でもある。従来技術として列挙された先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２３７５４５号公報
【特許文献２】特開２０１２−４７３８５号公報
【特許文献３】特開２０１６−１０９４１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術の構成では、複数の素子ベッドによって、求められる要求能力（熱出力）を提供する。しかし、要求能力が変化すると、熱的な効率が低下する場合がある。熱的な効率は、例えば、ＣＯＰ（ＣＯＰ＝冷凍能力／入力動力）と呼ばれる指標によって評価することができる。上述の観点において、または言及されていない他の観点において、熱磁気サイクル装置にはさらなる改良が求められている。
【０００５】
開示されるひとつの目的は、要求能力の可変範囲において高い効率を提供できる熱磁気サイクル装置を提供することである。
【０００６】
開示される追加的なひとつの目的は、装置を駆動するための動力変動が抑制された熱磁気サイクル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この明細書に開示された熱磁気サイクル装置は、磁気熱量効果を発揮する磁気熱量効果素子（３２）、および磁気熱量効果素子と熱交換するように熱輸送媒体（３３）を流す流路（３２ａ）とを提供する複数の素子ベッド（３０）と、複数の素子ベッドにおける流路の構造を変化させる可変流路機構（６０）と、要求される能力を実現しながら、動力消費を抑制するように可変流路機構を制御する制御装置（２５）とを備える。
【０００８】
熱磁気サイクル装置は、複数の素子ベッドが提供する流路を変化させる可変流路機構を備える。流路は、要求能力を実現しながら、動力消費を抑制するように制御される。これにより、要求能力を実現できる流路の選択肢が複数ある場合、動力消費を抑制する流路が選択される。これにより、要求能力に応えながら、動力消費を抑制する熱磁気サイクル装置が提供される。
【０００９】
この明細書に開示された熱磁気サイクル装置は、磁気熱量効果を発揮する磁気熱量効果素子（３２）を含む複数の素子ベッド（３０）と、磁気熱量効果素子に印加される磁場を変調する磁場変調装置（４０）と、磁気熱量効果素子と熱交換する熱輸送媒体（３３）の往復流を生成すると熱輸送装置（５０）と、複数の素子ベッドの一部を稼働ベッドとして稼働させ、一部を休止ベッドとして休止させる可変流路機構（６０）とを備える。
【００１０】
熱磁気サイクル装置は、複数の素子ベッドの一部を稼働させ、一部を休止させる。これにより、能力の調節が可能となる。
【００１１】
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【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】素子ベッドを示す断面図である。
【図３】制御処理を示すフローチャートである。
【図４】熱的な能力Ｑと効率ＣＯＰとを示すグラフである。
【図５】稼働数の例を示す表である。
【図６】熱的な能力Ｑと効率ＣＯＰとを示すグラフである。
【図７】稼働ベッドの配置を示す断面図である。
【図８】トルク変動を示す波形図である。
【図９】稼働ベッドの配置を示す断面図である。
【図１０】第２実施形態の素子ベッドを示す断面図である。
【図１１】熱的な能力Ｑと効率ＣＯＰとを示すグラフである。
【図１２】第３実施形態の素子ベッドを示す断面図である。
【図１３】素子ベッドと流路との関係を示す斜視図である。
【図１４】第４実施形態の素子ベッドを示す断面図である。
【図１５】第５実施形態の素子ベッドを示す断面図である。
【図１６】第６実施形態の素子ベッドを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
【００１４】
第１実施形態
＜システム＞
図１において、この実施形態は、熱機器の一例である空調装置１０を提供する。空調装置１０は、乗り物に搭載され、乗り物の乗員室の温度を調節する。乗り物の語は、車両、船舶、航空機などの移動体、およびアミューズメント機器、娯楽機器などの非移動体を含む。空調装置１０は、暖房装置、または換気装置とも呼ばれる。空調装置１０は、磁気熱量効果型ヒートポンプ装置２０を備える。磁気熱量効果型ヒートポンプ装置２０はＭＨＰ（Ｍａｇｎｅｔｏ−ｃａｌｏｒｉｃ  ｅｆｆｅｃｔ  Ｈｅａｔ  Ｐｕｍｐ）装置２０とも呼ばれる。ＭＨＰ装置２０は、磁気熱サイクル装置を提供する。
【００１５】
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。
【００１６】
ＭＨＰ装置２０は、円筒状のハウジング２１を有する。ＭＨＰ装置２０は、ハウジング２１の内部、または外部に複数の部品を備える。ＭＨＰ装置２０は、動力源２２を有する。動力源２２は、回転軸４１を回転させる。動力源２２は、電動機である。動力源２２は、内燃機関でもよい。
【００１７】
ＭＨＰ装置２０は、複数の素子ベッド３０、磁場変調装置（ＭＧＦＭ）４０、および熱輸送装置（ＴＨＦＭ）５０を有する。素子ベッド３０は、容器３１と、磁気熱量効果素子３２と、熱輸送媒体３３とを有する。磁気熱量効果素子３２は、ＭＣＥ（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｃａｌｏｒｉｃ  Ｅｆｆｅｃｔ）素子３２とも呼ばれる。ＭＨＰ装置２０は、ＭＣＥ素子３２の磁気熱量効果を利用する。容器３１は、ＭＣＥ素子３２と、熱輸送媒体３３とを収容している。ＭＣＥ素子３２は、ＭＣＥ素子３２と熱交換するように、素子ベッド３０の中を熱輸送媒体３３が流れることを許容する通路３２ａを有する。通路３２ａは、粒状のＭＣＥ素子３２の間の隙間、板状のＭＣＥ素子３２に設けられた溝部、小片状のＭＣＥ素子３２の間の隙間などによって提供されている。
【００１８】
磁場変調装置４０と熱輸送装置５０とは、ＭＣＥ素子３２と熱輸送媒体３３とをＡＭＲ（Ａｃｔｉｖｅ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ）サイクルとして機能させる。磁場変調装置４０と熱輸送装置５０とは、磁場の変化と、熱輸送媒体３３の往復流れとを同期的に発生させる。磁場変調装置４０と熱輸送装置５０とは、例えば、動力源としての電動機を備えることができる。ＭＨＰ装置２０は、ＭＣＥ素子３２に対する、磁場の変化と熱輸送媒体３３の往復流との位相を調節する位相調節器を備えていてもよい。
【００１９】
＜磁気熱量効果素子＞
ＭＣＥ素子３２は、ＡＭＲサイクルとして機能することにより、低温端３４と高温端３５とを生成する。低温端３４と高温端３５とは、素子ベッド３０の両端に表れる。ＭＨＰ装置２０は、低温端３４の熱輸送媒体３３が所定の低温ＴＬとなるようにＡＭＲサイクルとして機能する。ＭＨＰ装置２０は、高温端３５の熱輸送媒体３３が所定の高温ＴＨとなるようにＡＭＲサイクルとして機能する。
【００２０】
ＭＣＥ素子３２は、外部磁場の強弱により発熱と吸熱とを生じる。ＭＣＥ素子３２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３２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３２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。
【００２１】
ＭＣＥ素子３２は、磁気熱量効果を発揮する材料を含む。ＭＣＥ素子３２は、材料の粒の集合体である。ＭＣＥ素子３２は、バインダ樹脂により固められた接着物、または材料の粒を焼結した焼結体により提供されている。ＭＣＥ素子３２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。例えば、ガドリニウム系材料、またはランタン−鉄−シリコン化合物を用いることができる。また、マンガン、鉄、リンおよびゲルマニウムの混合物を用いることができる。
【００２２】
ＭＣＥ素子３２は、カスケード接続された複数の部分素子を有する。複数の部分素子のひとつは、低温端３４に位置する端部素子である低温端素子である。複数の部分素子の他のひとつは、高温端３５に位置する端部素子である高温端素子である。複数の部分素子は、材料、組成比などが互いに異なっている。複数の部分素子は、ＭＣＥ素子３２の長手方向、すなわち熱輸送媒体３３の流れ方向に沿って配置されている。部分素子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。複数の部分素子は、低温端３４と高温端３５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。複数の部分素子の複数の高効率温度帯は、互いに異なる。複数の高効率温度帯は、所定の負荷温度差の範囲を覆うように分布している。複数の部分素子は、複数の高効率温度帯が連続するように直列的に接続されている。
【００２３】
複数の部分素子のそれぞれを構成する材料は、キュリー温度が異なる。キュリー温度は、常磁性状態と強磁性状態との変化点である。カスケード接続された複数の部分素子は、それらのキュリー温度が単調増加するように、直列に配置されている。なお、２つの主要な部分素子にわたって中間的なキュリー温度の補助的な部分素子を重複的に配置してもよい。
【００２４】
複数の部分素子は、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。低温端３４に近い部分は、定常運転状態において低温端３４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。高温端３５に近い部分は、定常運転状態において高温端３５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。
【００２５】
ＭＣＥ素子３２は、熱輸送媒体３３と熱交換する。熱輸送媒体３３の流れ方向は、ＭＣＥ素子３２の長さ方向ＬＤに沿って延びている。熱輸送媒体３３は、不凍液、水、油、気体などの流体によって提供することができる。熱輸送媒体３３は、作業流体とも呼ばれる。
【００２６】
＜磁場変調装置＞
磁場変調装置４０は、ＭＣＥ素子３２に外部磁場を与えるとともに、ＭＣＥ素子３２に与えられる磁場を強弱に変化させる。磁場変調装置４０は、ＭＣＥ素子３２を強い磁界内に置く励磁状態と、ＭＣＥ素子３２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４０は、ＭＣＥ素子３２が強い外部磁場の中に置かれる励磁期間、およびＭＣＥ素子３２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４０は、外部磁場を生成するための磁力源、例えば永久磁石、または電磁石を備える。
【００２７】
磁場変調装置４０は、例えば、素子ベッド３０に与える磁場を周期的に変化させるように、回転軸４１に装着された永久磁石４２によって提供される。図示の例では、素子ベッド３０の内側に永久磁石４２が配置されている。永久磁石４２は、素子ベッド３０を挟んでもよい。例えば、素子ベッド３０の径方向外側には、永久磁石またはヨークを配置することができる。また、永久磁石を固定して、素子ベッド３０を周期的に移動させてもよい。磁場変調装置４０は、素子ベッド３０と磁力源との距離を周期的に変化させるために、素子ベッド３０と磁力源との間の距離を相対的に変化させる機構によって提供できる。磁場変調装置４０は、例えば、ＭＣＥ素子３２と磁力源と相対的な移動を生じさせる。磁場変調装置４０は、例えば、素子ベッド３０の厚さ方向（径方向）に磁束を通過させる。
【００２８】
＜熱輸送装置＞
熱輸送装置５０は、ＭＣＥ素子３２に対する熱輸送媒体３３の相対的な移動を生じさせる。熱輸送装置５０は、ＭＣＥ素子３２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。図示の例では、流体機器として、左右において相補的に動作する往復式の容量型のポンプ５１、５２が図示されている。熱輸送装置５０は、ＭＣＥ素子３２と熱交換する熱輸送媒体３３をＭＣＥ素子３２に沿って流す装置である。熱輸送装置５０は、ＭＣＥ素子３２によって低温端３４と高温端３５とを生成するように、ＭＣＥ素子３２と熱輸送媒体３３との相対的な変位を生じさせる。この相対的な変位は、ＭＣＥ素子３２に対する熱輸送媒体３３の往復流によって提供される。熱輸送装置５０は、ＭＣＥ素子３２の移動、または熱輸送媒体３３の流れによって提供される。
【００２９】
これら素子ベッド３０、磁場変調装置４０、および熱輸送装置５０の説明として、特許文献に列挙した先行技術文献の記載を参照により導入する。
【００３０】
＜可変流路機構＞
ＭＨＰ装置２０は、可変流路機構６０を備える。可変流路機構６０は、可変流路機構とも呼ばれる。可変流路機構６０は、複数の素子ベッド３０のうち、一部を磁気熱量効果に関して有効に機能させ、残部を磁気熱量効果に関して無効化する。可変流路機構６０は、複数の素子ベッド３０のすべてが磁気熱量効果に関して有効に機能する状態を提供する。可変流路機構６０は、複数の素子ベッド３０のすべてが磁気熱量効果に関して無効化された状態を提供する。素子ベッド３０が有効に機能する状態は、稼働状態とも呼ばれる。素子ベッド３０が無効化された状態は、休止状態とも呼ばれる。
【００３１】
ひとつの素子ベッド３０は、低温端３４と高温端３５との間に配置されている。複数の素子ベッド３０は、低温端３４と高温端３５との間に、並列的に配置されている。可変流路機構６０は、複数の素子ベッド３０から稼働ベッドと休止ベッドとを生成する。これにより、可変流路機構６０は、低温端３４と高温端３５との間に並列的に配置された複数の素子ベッド３０の稼働数と休止数とを段階的に調節している。素子ベッド３０は、熱輸送媒体３３のための流路でもあるから、可変流路機構６０は、低温端３４と高温端３５との間における流路数を変化させている。可変流路機構６０は、低温端３４と高温端３５との間における流路に、稼働流路と、休止流路とを生成させる。可変流路機構６０は、低温端３４と高温端３５との間における流路の構造を変化させる可変流路機構でもある。
【００３２】
可変流路機構６０は、ひとつの素子ベッド３０における熱輸送媒体３３の流れをＯＮ／ＯＦＦ（許容／遮断）するように、熱輸送媒体３３の流路の中に配置されている。図示の例では、ひとつの素子ベッド３０の両端に可変流路機構６０が配置されている。可変流路機構６０は、開閉弁６１を備える。開閉弁６１は、複数の素子ベッド３０における熱輸送媒体３３の流れを制御する。開閉弁６１の開閉機能は、素子ベッド３０の磁気熱量効果を実質的にＯＮ／ＯＦＦするように熱輸送媒体３３の流れを制御できればよい。図示の例では、典型的な例として、素子ベッド３０の両端に開閉弁６１、６１が配置されている。
【００３３】
＜外部系統＞
ＭＨＰ装置２０は、外部系統２３、２４を備える。外部系統２３、２４の少なくともひとつは、空調装置１０としての空気加熱または空気冷却を提供する。この実施形態では、外部系統２３は、低温端３４から得られる低温によって空気を冷却する。外部系統２３は、熱交換器を含む低温系統とも呼ばれる。外部系統２４は、高温端３５から得られる高温によって空気を加熱する。外部系統２４は、熱交換器を含む高温系統とも呼ばれる。
【００３４】
＜制御装置＞
空調装置１０は、制御装置（ＣＮＴ）２５を備える。制御装置２５は、磁場変調装置４０および熱輸送装置５０などの空調装置１０の機器を制御する。制御装置２５は、可変流路機構６０を制御する。制御装置２５は、電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）である。制御装置２５は、少なくともひとつの演算処理装置（ＣＰＵ）と、プログラムとデータとを記憶する記憶媒体としての少なくともひとつのメモリ装置とを有する。制御装置２５は、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって提供される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって提供されうる。制御装置２５は、ひとつのコンピュータ、またはデータ通信装置によってリンクされた一組のコンピュータ資源によって提供されうる。プログラムは、制御装置２５によって実行されることによって、制御装置２５をこの明細書に記載される装置として機能させ、この明細書に記載される方法を実行するように制御装置２５を機能させる。
【００３５】
制御装置２５が提供する手段および／または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御装置２５は、ｉｆ−ｔｈｅｎ−ｅｌｓｅ形式と呼ばれるロジック、または機械学習によってチューニングされたニューラルネットワークによって提供することができる。代替的に、例えば、制御装置２５がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。
【００３６】
空調装置１０は、環境条件を検出するための複数のセンサを備える。図中には、室内の温度を検出する室内温度センサ２６と、室外の温度を検出する室外温度センサ２７とが例示されている。制御装置２５は、これら複数のセンサから、要求能力、および環境条件を取得する。制御装置２５は、空調装置１０の複数の制御対象を制御する。ここでは、動力源２２および可変流路機構６０が制御される。具体的には、動力源２２は、１回の往復流における流量を調節するために回転数が制御される。回転数は、往復流の周波数、および１回あたりの流量を変化させる。可変流路機構６０は、稼働ベッドの数と、休止ベッドの数とを制御するように制御される。さらに、可変流路機構６０は、稼働ベッドの周方向における位置を制御するように制御される。稼働ベッドの位置は、ＭＨＰ装置２０を駆動するためのトルクの変動を抑制するように制御される。制御システムに含まれる制御装置２５と信号源としてのセンサと制御対象物とは、多様な要素を提供する。それらの要素の少なくとも一部は、機能を実行するためのブロックと呼ぶことができる。別の観点では、それらの要素の少なくとも一部は、構成として解釈されるモジュール、またはセクションと呼ぶことができる。さらに、制御システムに含まれる要素は、意図的な場合にのみ、その機能を実現する手段ともよぶことができる。
【００３７】
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における断面を示す。図１は、図２のＩ−Ｉ線における断面を示す。図１および図２から、軸方向と、周方向とが理解される。軸方向は回転軸４１の中心軸が延びる方向である。周方向は、回転軸４１の回転方向である。
【００３８】
図２において、複数の素子ベッド３０は、周方向に沿って配置されている。複数の素子ベッド３０のそれぞれは、軸方向に延在している。複数の素子ベッド３０は、互いに平行に配置されている。この実施形態では、例示的に１２個の素子ベッド３０が図示されている。素子ベッド３０の数は、１２個より少なくても、多くてもよい。
【００３９】
磁場変調装置４０の永久磁石４２は、回転方向において励磁範囲と消磁範囲とを交互に提供するように配置されている。部分円筒状の永久磁石４２ａ、４２ｂは、１／４円の範囲を占める。２つの永久磁石４２ａ、４２ｂは、互いに回転軸４１の反対側に配置されている。この実施形態では、複数の永久磁石４２によって他極の回転磁界が提供されている。２つの永久磁石４２ａ、４２ｂは、２極の回転磁界を提供する。
【００４０】
熱輸送装置５０は、すべての素子ベッド３０が稼働するとき、磁場変調装置４０による励磁範囲と消磁範囲とに同時して、熱輸送媒体３３を流す。図示される瞬間の場合、矢印の頭部の記号（・）と矢印の尾部の記号（Ｘ）とで示される矢印の方向へ向かう熱輸送媒体３３の流れが供給される。回転軸４１が９０度回転すると、図示される方向とは反対の熱輸送媒体３３の流れが供給される。
【００４１】
＜制御処理＞
図３は、制御装置２５が実行する制御処理１７０の一部を示す。ステップ１７１では、環境条件が測定される。制御装置２５は、環境条件を複数のセンサ２６、２７、および複数の設定器から取得する。環境条件、室外の外気温度Ｔａｍ、室内の内気温度Ｔｒ、目標としての設定温度などを含む。さらに、環境条件は、太陽輻射熱、標高、湿度などの自然環境を示すデータを含んでいてもよい。ステップ１７２では、要求能力が決定される。要求能力は、空調装置１０として目標とする空調を実現するために必要なＭＨＰ装置２０の能力Ｑを意味する。この能力Ｑは、冷房能力および暖房能力の両方を示す。要求能力は、例えば、キロワット（ｋＷ）といった単位で示される。要求能力は、設定器によって設定されてもよい。要求能力は、複数のセンサの検出値に基づいて設定されてもよい。この実施形態では、要求能力は、利用者が操作可能な設定器によって設定される。
【００４２】
ステップ１７３では、性能マップから、要求能力に応え、かつ効率ＣＯＰの良い運転条件と、稼働ベッドの数Ｎ（逆にいえば、休止ベッドの数）が決定される。ここで、効率ＣＯＰは、ＣＯＰ＝能力／入力動力＝冷凍能力／（磁場変動仕事＋ポンプ仕事）として定義することができる。
【００４３】
図４は、性能曲線の一例を示す。性能曲線は、予め定められている。性能曲線は、ひとつの素子ベッド３０（気筒）の運転条件と、能力Ｑ（ｋＷ）との関係を示す。性能曲線は、ひとつの素子ベッド３０（気筒）の運転条件と、効率ＣＯＰ（％）との関係を示す。ここで、運転条件は、熱輸送媒体３３の往復流の周波数（ｆ（Ｈｚ））、言い換えると、単位時間あたりの流量ＦＲ（ｍ＾３／ｓ）である。流量ＦＲ、能力Ｑ、効率ＣＯＰを示す目盛りの数値は、目盛りの数を示しているに過ぎない。数値は、具体的な値（例えば、５ｋＷ）ではない。
【００４４】
能力Ｑは、所定のピーク流量ＦＰ１（周波数ｆ）において、ピーク能力Ｑｐを有する。能力Ｑの線は、流量ＦＲがピーク流量ＦＰ１に向けて増えるほど、能力Ｑが上昇する特性を示す。能力Ｑの線は、流量ＦＲが過剰となると、急激に低下する特性を示す。ピーク流量ＦＰ１以下の範囲における能力Ｑの傾斜は、ピーク流量ＦＰ１以上における能力Ｑの傾斜より小さい。よって、能力Ｑは、流量ＦＲ（周波数ｆ）をピーク流量ＦＰ１以下の調整範囲ＶＲで変化させることにより、調節することができる。
【００４５】
効率ＣＯＰは、所定のピーク流量ＦＰ２（周波数ｆ）において、ピーク効率ＣＯＰｐを有する。効率ＣＯＰの線は、ピーク流量ＦＰ２の前後の範囲において、比較的なだらかに変化する特性を示す。よって、能力Ｑは、ピーク流量ＦＰ２を含む調整範囲ＶＲにおいて、調節することができる。
【００４６】
ピーク流量ＦＰ２は、ピーク流量ＦＰ１より低い。しかも、効率ＣＯＰの傾斜は、比較的なだらかで、効率ＣＯＰの変化量は、小さい。例えば、調整範囲ＶＲにおいて、能力Ｑは３目盛り以上に変化するが、効率ＣＯＰは１目盛り程度でしかない。よって、能力Ｑを調節するように調整範囲ＶＲの中で運転条件を変化させても、効率ＣＯＰの変化は小さい。このように、性能曲線は、能力Ｑのピーク流量ＦＰ１が、効率ＣＯＰのピーク流量ＦＰ２より高流量側にある場合（すなわち大きい場合）が望ましい。この実施形態では、要求能力を満足しながら、できるだけ高い効率が得られるように運転状態が調節される。
【００４７】
図５は、稼働ベッドの数Ｎを設定するためのマップを示す。図示される実施形態のように１２本の素子ベッド３０（気筒）を有する場合、多様な切換モードを採用可能である。ひとつの切換モードＡでは、稼働ベッドの数Ｎが、１ずつ変化する。ひとつの素子ベッド３０の最高出力を１とした場合、ベッド数を変化させるだけで、１〜１２の段階的な能力調節が可能である。さらに、運転条件を変化させることで、１以下の能力調整が可能である。他の切換モードＢでは、稼働ベッドの数Ｎは、１、２、４、８、１２と変化する。この場合も、稼働ベッドの数の調節と、運転条件の調節とによって１以下から１２までの能力調節が可能である。さらに他の切換モードＣでは、稼働ベッドの数Ｎは、４、８、１２と変化する。この場合も、稼働ベッドの数の調節と、運転条件の調節とによって１以下から１２までの能力調節が可能である。稼働ベッドの数は、要求能力をできるだけピーク流量ＦＰ２に近い運転状態で実現できるように決定される。
【００４８】
図６は、ひとつの素子ベッド３０（気筒）の最大能力が２．５（ｋＷ）である場合を示す。ＭＨＰ装置２０は、４つの素子ベッド３０（気筒）を備えると仮定する。この場合、能力Ｑ＝１０（ｋＷ）が要求される場合には、４ベッドを運転条件ＦＲ＝１０で運転すると、能力Ｑ＝１０＝２．５×４を得ることができ、約４の効率ＣＯＰを実現できる。この場合、能力Ｑ＝４（ｋＷ）を要求される場合には、４ベッドを運転条件ＦＲ＝３で運転することとなり、能力Ｑ＝４＝１．０×４を得ることができ、約４の効率ＣＯＰを実現できる。しかし、能力Ｑ＝４（ｋＷ）を要求される場合には、２ベッドを運転条件ＦＲ＝７．５で運転することができれば、の能力Ｑ＝４＝２．０×２を得ることができ、約４．６の効率ＣＯＰを実現できる。
【００４９】
図３に戻り、ステップ１７３では、運転条件と稼働ベッドの数とが決定される。ここで、ＭＨＰ装置２０が発揮できる最大能力Ｑｍａｘは、素子ベッド３０の構成と、ベッド数とから決定される。ＭＨＰ装置２０が発揮できる最小能力Ｑｍｉｎは、素子ベッド３０の構成と、運転条件の限界値から決定される。要求能力が最小能力Ｑｍｉｎと最大能力Ｑｍａｘとの間にある場合、ＭＨＰ装置２０は、要求能力を満足する稼働ベッド数Ｎと、運転条件（流量ＦＲ（周波数ｆ））との複数の組み合わせを提供可能である。この実施形態では、制御装置２５は、複数の組み合わせから、効率ＣＯＰが最も高い組み合わせを選定する。制御装置２５は、その選定された組み合わせの運転状態と、稼働ベッドの数とを実現する。制御装置２５は、選定された組み合わせを実現するように、動力源２２、磁場変調装置４０、熱輸送装置５０、および可変流路機構６０を制御する。
【００５０】
制御装置２５は、可変流路機構６０により稼働ベッドの数Ｎを制御する機能をもつ。制御装置２５は、磁場変調装置４０および熱輸送装置５０の運転条件（周波数ｆ）を調節することにより、稼働ベッドが発揮する能力Ｑを制御する機能をもつ。さらに、制御装置２５は、予め設定されたマップに基づいて、要求される要求能力を満たし、かつ効率の良い稼働ベッドの数Ｎと、運転条件との組み合わせでＭＨＰ装置２０を運転する機能をもつ。
【００５１】
要求能力に応じて選定されるべき運転条件と稼働ベッドの数Ｎとの組み合わせは、性能マップとしてあらかじめ設定することができる。これにより、要求能力に応えることができ、かつ効率ＣＯＰが良い運転条件と稼働ベッドの数Ｎとを選定することが可能である。性能マップは、要求能力を満たす稼働ベッドの数Ｎと運転条件との複数の組み合わせから、効率の良い組み合わせを決定するように、予め設定されている。
【００５２】
ステップ１７４では、稼働ベッドの配置が決定される。ここでは、回転軸４１におけるトルク変動を抑制するように稼働ベッドの配置が決定される。すなわち、素子ベッド３０と磁場変調装置４０との間に作用する磁気的な力に起因して、回転軸４１にはトルク変動があらわれる。稼働ベッドおよび休止ベッドの周方向における配置を適切に設定することで、トルク変動が抑制される。制御装置２５は、トルク変動を抑制するように、稼働ベッドを配置するために、磁場変調装置４０、熱輸送装置５０、および可変流路機構６０を制御する。
【００５３】
図７は、１２ベッドの場合の素子ベッド３０の配置を示す。２つのベッドが稼働する場合を考える。１番ベッドと、７番ベッドとを稼働させると、２極の永久磁石４２は、同時に稼働ベッドに対向する。これでは、回転軸４１には、２極の永久磁石４２と、２つのベッドとの間に作用する磁力が同時に作用する。特に、稼働ベッドが磁場から抜けるときに過大なトルクが発生する。このため、回転軸４１には、大きいトルク変動があらわれる。
【００５４】
これに対して、１番ベッドと、４番ベッドとを稼働させると、２極の永久磁石４２は、順に稼働ベッドに対向する。これでは、回転軸４１には、２極の永久磁石４２と、２つのベッドとの間に作用する磁力が順に作用する。この場合、いずれか一方の稼働ベッドだけが磁場の中に位置するから、磁力が互いに相殺される。回転軸４１には、抑制されたトルク変動があらわれる。
【００５５】
磁場変調装置４０は、多くの場合、重量のバランスのために複数の永久磁石４２を等間隔に配置している。複数の永久磁石４２は、対称に配置される。複数のベッドを稼働させる場合、複数の稼働ベッドは、不等間隔に配置されることが望ましい。稼働する複数の素子ベッド３０は、周方向において非対称に配置される。複数の永久磁石４２が対称であるのに対して、稼働する複数の素子ベッド３０が非対称に配置されることで、トルク変動が抑制される。
【００５６】
図８は、トルク変動を示している。縦軸はトルクＴＱ（Ｎｍ）を示す。横軸は、回転軸４１の回転、すなわち時間の経過を示している。１番ベッドと、７番ベッドとを稼働させると、破線の波形＃１＋＃７が示すように、π／２（パイ／２）毎にピークを迎える大きいトルク変動があらわれる。これに対して、１番ベッドと４番ベッドを稼働させると、実践の波形＃１＋＃４が示すように、π／２毎にピークを迎える小さいトルク変動があらわれる。
【００５７】
図９は、１２ベッドの場合の素子ベッド３０の配置を示す。４つのベッドが稼働する場合を考える。稼働ベッドが等間隔に配置される場合、例えば、１番、４番、７番、１０番が稼働される。これに対して、稼働ベッドが不等間隔に配置される場合、例えば、１番、４番、８番、１１番を稼働させることができる。
【００５８】
図３に戻り、ステップ１７５では、ステップ１７３で求められた稼働ベッドの数を、ステップ１７４で決定された配置で実現するように、可変流路機構６０が制御される。具体的には、稼働ベッドの開閉弁６１を開き、休止ベッドの開閉弁６１を閉じる制御が実行される。これにより、可変流路機構６０は、複数の素子ベッド３０の一部を稼働ベッドとして稼働させ、一部を休止ベッドとして休止させる。ステップ１７６では、ＭＨＰ装置２０が運転される。
【００５９】
熱磁気サイクル装置の制御方法では、制御装置２５は、要求される能力を実現しながら、動力消費を抑制するように（効率ＣＯＰが高くなるように）可変流路機構６０を制御する。さらに、制御装置２５は、複数の素子ベッド３０が発揮する能力を調節するために、磁場変調装置４０および熱輸送装置５０の運転条件、すなわち周波数ｆを調節する。典型的な一例では、可変流路機構６０は、複数の素子ベッド３０における稼働ベッドの数と休止ベッドの数とを変化させる。さらに、稼働ベッドは、複数の素子ベッド３０の中に、トルク変動を抑制するように配置される。磁場変調装置４０は、周方向に沿って対称に配置された複数の永久磁石４２を備える。この場合、可変流路機構６０は、トルク変動を抑制するように、複数の素子ベッド３０のうち稼働ベッドを周方向に沿って非対称に配置する。
【００６０】
以上に述べた装置は、要求能力を実現するように、ＭＣＥ素子３２が充填された素子ベッド３０の流路の構造を変化させている。しかも、流路の構造は、消費される動力（磁場変動仕事、およびポンプ仕事を含む）を最小にするように変化される。この結果、要求能力を満たしながら、効率を高くする制御が実現される。複数の素子ベッド３０が提供する流路３２ａを変化させる可変流路機構６０を備える。流路３２ａは、要求能力を実現しながら、動力消費を抑制するように制御される。これにより、要求能力を実現できる流路の選択肢が複数ある場合、動力消費を抑制する流路が選択される。これにより、要求能力に応えながら、動力消費を抑制する熱磁気サイクル装置が提供される。
【００６１】
別の観点では、可変流路機構６０は、複数の素子ベッド３０の一部を稼働させ、一部を休止させる。これにより、能力の調節が可能となる。典型的な一例では、使用される流路の数（稼働ベッド数）を調節することによって、要求能力が満たされる。使用される流路の数は、稼働する素子ベッド３０の周方向における位置は、コギングトルクを抑制できるように設定される。望ましい例では、複数の稼働する素子ベッド３０に起因するトルクが相殺される。
【００６２】
流路の構造は、電子制御されたバルブまたはアクチュエータによって変化させることができる。また、複数の往復動ポンプの組が用いられる場合、それぞれの組は、独立して動作、または停止が可能である。これにより、稼働ベッドの数を変化させることに加えて、稼働ベッドの周方向における位置を変化させることができる。さらに、複数の素子ベッド３０における容量、カスケード配置は、複数の異なる容量、または複数の異なるカスケード配置であってもよい。例えば、所定の素子ベッド３０には、起動用のカスケード配置のＭＣＥ素子３２を配置し、起動時には当該素子ベッド３０を活性化してもよい。
【００６３】
以上に述べた実施形態によると、要求性能を満足するように、運転条件と稼働ベッドの数とが設定される。しかも、効率の良い運転条件と稼働ベッドの数との組み合わせが設定される。さらに、稼働ベッドは、不等間隔に配置される。これにより、回転軸４１におけるトルク変動が抑制される。
【００６４】
第２実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、複数の素子ベッド３０は、すべて同じサイズである。これに代えて、複数の素子ベッド３０は、異なる複数のサイズを有していてもよい。
【００６５】
図１０において、容器３１は、複数の素子ベッド３０を備える。複数の素子ベッド３０は、第１の素子ベッド２３４と、第２の素子ベッド２３５とを含む。第１の素子ベッド２３４は、第２の素子ベッド２３５より大容量である。第１の素子ベッド２３４は、扇形の断面を有する。第２の素子ベッド２３５は、円形の断面を有する。第１の素子ベッド２３４と、第２の素子ベッド２３５とは、互いに周方向に離れている。
【００６６】
図１１は、第１の素子ベッド２３４の性能曲線Ｑ（２３４）と、第２の素子ベッド２３５の性能曲線Ｑ（２３５）とを示す。第１の素子ベッド２３４と第２の素子ベッド２３５とは、同じＭＣＥ素子３２を利用している。よって、第１の素子ベッド２３４と第２の素子ベッド２３５とは、共通の効率曲線ＣＯＰを有する。第１の素子ベッド２３４が発揮可能な最大能力は、第１の素子ベッド２３４が発揮可能な最大能力より大きい。第１の素子ベッド２３４は、約５．０の最大能力を発揮可能である。第２の素子ベッド２３５は、約１．５の最大能力を発揮可能である。
【００６７】
最大の能力が要求される場合、ＭＨＰ装置２０は、運転条件ＦＲ＝１０で運転されると、能力Ｑ＝５．０×２＋１．５×６＝１９を発揮することができ、約４の効率ＣＯＰを実現できる。
【００６８】
部分的な能力が要求される場合、ＭＨＰ装置２０は、運転条件ＦＲ＝５で運転されると、能力Ｑ＝２．５×２＋０．８×６＝９．８を発揮することができ、約５の効率ＣＯＰを実現できる。最小の運転条件ＦＲ＝５において、第１の素子ベッド２３４を１つだけ稼働させることにより、能力Ｑ＝２．５×１＝２．５を発揮することができ、約５の効率ＣＯＰを実現できる。同様に、最小の運転条件ＦＲ＝５において、第２の素子ベッド２３５を１つだけ稼働させることにより、能力Ｑ＝０．８×１＝０．８を発揮することができ、約５の効率ＣＯＰを実現できる。
【００６９】
この実施形態によると、先行する実施形態の効果に加えて、複数の異なる容量をもつ素子ベッド２３４、２３５を備えることで、高い効率での運転が可能となる。このように、容量が異なる複数の素子ベッド２３４、２３５を使い分けることにより、最高の効率ＣＯＰの近傍での運転が可能となる。
【００７０】
第３実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、ひとつの素子ベッド３０は稼働または休止に制御される。これに代えて、ひとつの素子ベッド３０の中で、有効な流路断面積（有効な素子体積）を変化させてもよい。
【００７１】
図１２において、ＭＨＰ装置２０は、周方向に配置された複数の素子ベッド３０を有する。ひとつの素子ベッド３０は、第１の部分ベッド３３６と、第２の部分ベッド３３７とを有する。第１の部分ベッド３３６と、第２の部分ベッド３３７とは、周方向における同一範囲を占めている。第１の部分ベッド３３６と、第２の部分ベッド３３７とは、径方向に関して互いに重複している。第１の部分ベッド３３６と、第２の部分ベッド３３７とは、ひとつの素子ベッド３０の中で、多重に配置されている。第１の部分ベッド３３６は、第２の部分ベッド３３７の外側に配置されている。第２の部分ベッド３３７は、第１の部分ベッド３３６の中に配置されている。
【００７２】
この実施形態では、ひとつの素子ベッド３０に含まれる素子体積を調節可能である。さらに、複数の素子ベッド３０が、稼働ベッドと休止ベッドとして運転される。第１の部分ベッド３３６は、第１の部分体積（例えば、０．６）を提供する。第２の部分ベッド３３７は、第２の部分体積（例えば、０．４）を提供する。第１の部分ベッド３３６と、第２の部分ベッド３３７との両方により、全体の体積（例えば、１．０）が提供される。
【００７３】
図１３は、部分ベッド３３６、３３７を円筒にモデル化した場合の流路を示す。複数の部分ベッド３３６、３３７に共通の流路には、稼働ベッドと休止ベッドとを切換えるための開閉弁６１が配置されている。ひとつの部分ベッド３３６だけの流路には、素子体積を切換えるための開閉弁３６２が配置されている。開閉弁３６２は、部分ベッド３３６だけの流路にも設けられてもよい。
【００７４】
ＭＨＰ装置２０の制御方法では、要求能力を満たすために必要なＭＣＥ素子３２の体積を提供するように開閉弁６１、３６２が制御される。ひとつの素子ベッド３０における第１の部分ベッド３３６だけを稼働させる場合、０．６×１＝０．６の最小の素子体積が提供される。ひとつの素子ベッド３０だけを稼働させる場合、１．０×１＝１．０の素子体積が提供される。
【００７５】
この実施形態は、開閉弁６１を備えることなく、開閉弁３６２だけを備えていてもよい。この場合も、ＭＨＰ装置２０における稼働ベッドの素子体積を調節することができる。さらに、運転条件としての流量ＦＲを調節することにより、要求能力に応えることが可能である。開閉弁３６２だけを備える場合でも、複数の素子ベッド３０における流路３２ａの構造を変化させる可変流路機構６０が提供される。
【００７６】
この実施形態によると、要求能力を実現するように、ＭＣＥ素子３２が充填された素子ベッド３０の流路の構造を変化させている。しかも、流路の構造は、消費される動力（磁場変動仕事、およびポンプ仕事を含む）を最小にするように変化される。この結果、要求能力を満たしながら、効率を高くする制御が実現される。
【００７７】
第４実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、部分ベッド３３６、３３７は、多重に配置されている。これに代えて、複数の部分ベッドは、多様な配置が可能である。この実施形態では、ＭＨＰ装置２０における径方向の内外に配置された部分ベッド４３６、４３７が採用される。
【００７８】
図１４において、第１の部分ベッド４３６と第２の部分ベッド４３７とは、ＭＨＰ装置２０における径方向の内外に配置されている。第１の部分ベッド４３６は、ＭＨＰ装置２０の径方向に関して、第２の部分ベッド４３７の外側に配置されている。第２の部分ベッド４３７は、ＭＨＰ装置２０の径方向に関して、第１の部分ベッド４３６の内側に配置されている。この実施形態でも、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００７９】
第５実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、ポンプ５１、５２は、往復式の容量型ポンプである。これに代えて、ポンプ５１、５２は、一方向式のポンプによって提供可能である。この場合、素子ベッド３０の端部は、ポンプの吸入側と吐出側とに交互に連通され、往復流が提供される。往復流は、可変流路機構６０によって提供可能である。
【００８０】
図１５において、可変流路機構６０は、ひとつの素子ベッド３０に対して、開閉弁５６４、５６４と、開閉弁５６５、５６５とを有する。開閉弁５６４は、低温端３４から高温端３５へ向かう流れを提供する。開閉弁５６５は、高温端３５から低温端３４へ向かう流れを提供する。右端の開閉弁５６４は、素子ベッド３０とポンプの吐出側との間に配置されている。右端の開閉弁５６５は、素子ベッド３０とポンプの吸入側との間に配置されている。この実施形態では、左端のポンプ５１は、連通通路だけで提供されている。ポンプ５１は、ポンプを備えていてもよい。
【００８１】
複数の開閉弁５６４、５６５は、往復流を提供するように開閉制御されるとともに、稼働ベッドと休止ベッドとを提供するように開閉制御される。この実施形態でも、先行する実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００８２】
第６実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、可変流路機構６０は、開閉弁によって提供されている。これに代えて、可変流路機構６０は、シャッタ式の弁によって素子ベッドにおける流路を変化させてもよい。
【００８３】
図１６は、素子ベッド３０と可変流路機構６０とを示す斜視図である。容器３１は、複数の素子ベッド３０を有する。ひとつの素子ベッド３０は、低温端３４から高温端３５にわたって延びている。複数の素子ベッド３０は、互いに平行である。複数の素子ベッド３０は、低温端３４と高温端３５との両方に開口している。複数の素子ベッド３０は、周方向に並べられている。
【００８４】
可変流路機構６０は、シャッタ弁６６６を有する。シャッタ弁６６６は、周方向に移動可能である。シャッタ弁６６６は、複数の素子ベッド３０を開閉する。図示の例においては、図示される複数の素子ベッド３０の約半数（網掛け範囲）が閉じられている。閉じられた素子ベッド３０は、休止ベッドを提供する。残る開かれた素子ベッド３０は、稼働ベッドを提供する。
【００８５】
シャッタ弁６６６は、ひとつのアクチュエータで複数の素子ベッド３０を開閉することを可能とする。シャッタ弁６６６は、複数の開閉弁と等価でもある。この実施形態でも、先行する実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００８６】
他の実施形態
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに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。
【００８７】
明細書および図面等における開示は、請求の範囲の記載によって限定されない。明細書および図面等における開示は、請求の範囲に記載された技術的思想を包含し、さらに請求の範囲に記載された技術的思想より多様で広範な技術的思想に及んでいる。よって、請求の範囲の記載に拘束されることなく、明細書および図面等の開示から、多様な技術的思想を抽出することができる。
【００８８】
上記実施形態では、熱輸送媒体３３の流れを制御することにより、素子ベッド３０の稼働と休止とを切換えている。流れの制御は、弁によって流れを断続することにより実現されてもよく、ポンプ自身の作動を断続してもよい。また、これに代えて、素子ベッド３０に加える磁場を制御することにより、素子ベッド３０を稼働と休止とに切換えてもよい。例えば、磁場の波形（プロファイル）を制御することができる。例えば、素子ベッド３０に鎖交する磁束を遮蔽する部材の位置を制御することができる。
【００８９】
また、上記実施形態では、すべての素子ベッド３０におけるＭＣＥ素子３２を同一のカスケード接続とした。これに代えて、複数の素子ベッド３０のそれぞれは、異なるカスケード接続を有していてもよい。例えば、ひとつの素子ベッド３０のカスケード接続の段数と、他のひとつの素子ベッド３０のカスケード接続の段数とを異ならせることができる。カスケード接続の段数は、要求能力に応じて、または周波数に応じて選択することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１０  空調装置、  ２０  ＭＨＰ装置、  ２１  ハウジング、
２２  動力源、  ２３、２４  外部系統、  ２５  制御装置、
２６  室内温度センサ、  ２７  室外温度センサ、
３０  素子ベッド、  ３１  容器、  ３２  ＭＣＥ素子、
３３  熱輸送媒体、  ３４  低温端、  ３５  高温端、
４０  磁場変調装置、  ４１  回転軸、  ４２  永久磁石、
５０  熱輸送装置、  ５１、５２  ポンプ、
６０  可変流路機構、  ６１  開閉弁、
２３４  第１の素子ベッド、  ２３５  第２の素子ベッド、
３３６  第１の部分ベッド、  ３３７  第２の部分ベッド、
３６２  開閉弁、
４３６  第１の部分ベッド、  ４３７  第２の部分ベッド、
５６４、５６５  開閉弁、
６６６  シャッタ弁。
【図１】
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【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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