(57)【要約】【課題】磁気ヒートポンプ本体から吐出されてクーラユニットを流れる冷水量とヒータユニットを流れる温水量を調整して空気調和装置の性能低下を防ぐ。【解決手段】磁場変更手段２２，２３により磁気熱量効果材料２６に印加する磁場を変化させ、磁場の変化により温度が変化した磁気熱量効果材料２６に流れる熱輸送媒体から低温の熱輸送媒体と高温の熱輸送媒体を製造する磁気ヒートポンプ本体４０から吐出された低温と高温の熱輸送媒体をそれぞれ熱交換部２、５を通過させた後に磁気ヒートポンプ本体４０に循環させる循環管路１５，１６と、熱輸送媒体を移動させる往復動ポンプ１３とを備える磁気ヒートポンプシステム３０において、循環管路１５，１６の各個に、往復動ポンプ１３の１サイクル当たりの前記熱輸送媒体の最大変位量を調整する最大変位量調整手段を設けたことを特徴とする磁気ヒートポンプシステムである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場変更手段（２２，２３）により磁気熱量効果材料（２６）に印加する磁場を変化させ、磁場の変化により温度が変化した磁気熱量効果材料（２６）に流れる熱輸送媒体から低温の熱輸送媒体と高温の熱輸送媒体を製造する磁気ヒートポンプ本体（４０）と、
前記磁気ヒートポンプ本体（４０）から吐出された低温の熱輸送媒体を第１の熱交換部（２）を通過させた後に前記磁気ヒートポンプ本体（４０）に循環させる第１の循環管路（１５）と、
前記磁気ヒートポンプ本体（４０）から吐出された高温の熱輸送媒体を第２の熱交換部（５）を通過させた後に前記磁気ヒートポンプ本体（４０）に循環させる第２の循環管路（１６）と、
前記熱輸送媒体を移動させる往復動ポンプ（１３）とを備える磁気ヒートポンプシステム（３０）において、
前記第１と第２の循環管路（１５，１６）の各個に、前記往復動ポンプ（１３）の１サイクル当たりの前記熱輸送媒体の最大変位量を調整する最大変位量調整手段を設けたことを特徴とする磁気ヒートポンプシステム。
【請求項２】
前記最大変位量調整手段が、前記第１と第２の循環管路（１５，１６）の各個に接続する第１と第２のリザーバタンク（５１，５２）を備えることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヒートポンプシステム。
【請求項３】
前記最大変位量調整手段が、前記第１と第２の循環管路（１５，１６）の各個と前記第１と第２のリザーバタンク（５１，５２）とを接続する第１と第２の連絡管路（６１，６２）の流路抵抗を制御する第１と第２の流路抵抗制御弁（７１，７２）を備えることを特徴とする請求項２に記載の磁気ヒートポンプシステム。
【請求項４】
前記最大変位量調整手段が、前記第１と第２のリザーバタンク（５１，５２）内の前記熱輸送媒体の液面（Ｗ）に印加される圧力を制御する圧力制御手段（８０，９１，８２、９０）であることを特徴とする請求項２に記載の磁気ヒートポンプシステム。
【請求項５】
前記第１と第２の流路抵抗制御弁（７１，７２）が前記連絡管路の開口面積を変更する第１と第２の可変オリフィス（７１，７２）であり、
前記第１と第２の循環管路（１５，１６）の前記熱輸送媒体の流量を増大させる時には、前記第１と第２の可変オリフィス（７１，７２）によって前記第１と第２の連絡管路（６１，６２）の開口面積を広げ、
前記第１と第２の循環管路（１５，１６）の前記熱輸送媒体の流量を低減させる時には、前記第１と第２の可変オリフィス（７１，７２）によって前記第１と第２の連絡管路（６１，６２）の開口面積を狭めることを特徴とする請求項３に記載の磁気ヒートポンプシステム。
【請求項６】
第１の熱交換部（２）を用いて空気を冷却する冷房始動時には、前記第１の可変オリフィス（７１，７２）によって前記第１の連絡管路（６１）の開口面積を最小にし、
第２の熱交換部（５）を用いて空気を暖房する暖房始動時には、前記第２の可変オリフィス（７２）によって前記第２の連絡管路の開口面積を最小にし、
システムの立ち上がり時間を短縮したことを特徴とする請求項５に記載の磁気ヒートポンプシステム。
【請求項７】
前記第１と第２の可変オリフィス（７１，７２）が電気信号により動作することを特徴とする請求項５又は６に記載の磁気ヒートポンプシステム。
【請求項８】
前記第１と第２の可変オリフィス（７１，７２）が流体又は気体の圧力により動作することを特徴とする請求項５又は６に記載の磁気ヒートポンプシステム。
【請求項９】
圧力制御手段が圧縮空気源（８０）からエア管（８１，８２）を通じて前記第１と第２のリザーバタンクの天井部（５１Ｃ，５２Ｃ）に導入される圧縮空気を制御する調圧弁（９１，９２）であり、
前記第１と第２の循環管路（１５，１６）の前記熱輸送媒体の流量を増大させる時には、前記調圧弁（９１，９２）によって前記リザーバタンク（５１，５２）の前記熱輸送媒体の液面（Ｗ）に印加される圧力を下げ、
前記第１と第２の循環管路（１５，１６）の前記熱輸送媒体の流量を低減させる時には、前記調圧弁（９１，９２）によって前記リザーバタンク（５１，５２）の前記熱輸送媒体の液面（Ｗ）に印加される圧力を上げることを特徴とする請求項３に記載の磁気ヒートポンプシステム。
【請求項１０】
圧力制御手段が前記リザーバタンク（５１，５２）内の空気溜り（５１Ａ，５２Ａ）の体積を変更する昇降弁（９６）であり、
前記第１と第２の循環管路（１５，１６）の前記熱輸送媒体の流量を増大させる時には、前記昇降弁（９６）を前記液面（Ｗ）から遠ざけて前記リザーバタンク（５１，５２）の前記熱輸送媒体の液面（Ｗ）に印加される圧力を下げ、
前記第１と第２の循環管路（１５，１６）の前記熱輸送媒体の流量を低減させる時には、前記昇降弁（９６）を前記液面（Ｗ）に近付けて前記リザーバタンク（５１，５２）の前記熱輸送媒体の液面（Ｗ）に印加される圧力を上げることを特徴とする請求項３に記載の磁気ヒートポンプシステム。
【請求項１１】
第１の熱交換部（２）を用いて空気を冷却する冷房始動時には、前記によって前記第１のリザーバタンク（５１）の前記熱輸送媒体の液面（Ｗ）に印加される圧力を最大にし、
第２の熱交換部（５）を用いて空気を暖房する暖房始動時には、前記によって前記第２のリザーバタンク（５２）の前記熱輸送媒体の液面（Ｗ）に印加される圧力を最大にし、
システムの立ち上がり時間を短縮したことを特徴とする請求項１０に記載の磁気ヒートポンプシステム。
【請求項１２】
前記磁気ヒートポンプシステム（３０）の定常運転には、前記第１の循環管路（１５）と前記第２の循環管路（１６）を流れる前記熱輸送媒体の流量比が１：１になるように、前記第１と第２の流路抵抗制御弁（７１，７２）は前記第１と第２の連絡管路（６１，６２）の流路抵抗を調整することを特徴とする請求項３に記載の磁気ヒートポンプシステム。
【請求項１３】
前記磁気ヒートポンプシステム（３０）の定常運転には、前記第１の循環管路（１５）と前記第２の循環管路（１６）を流れる前記熱輸送媒体の流量比が１：１になるように、前記圧力制御手段は、前記第１と第２のリザーバタンク（５１，５２）内の前記熱輸送媒体の液面（Ｗ）に印加される圧力を制御することを特徴とする請求項４に記載の磁気ヒートポンプシステム。
【請求項１４】
前記往復動ポンプ（１３）がラジアルピストンポンプであり、
該ラジアルピストンポンプは、前記磁気ヒートポンプ本体（４０）内の、低温の熱輸送媒体を製造する部分と高温の熱輸送媒体を製造する部分の間の部分に設けられていることを特徴とする請求項１から１３の何れか１項に記載の磁気ヒートポンプシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低温及び高温の熱輸送媒体を製造可能な磁気ヒートポンプにおいて、製造された熱輸送媒体が流れる循環管路の、熱輸送媒体の流量を状況に応じて変更することが可能な磁気ヒートポンプシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ある種の磁性体に磁場を加えていくと磁性体が発熱し、磁場を取り去ると磁性体の温度が下がる現象（磁気熱量効果）を利用した磁気ヒートポンプが知られている（例えば特許文献１参照）。磁気ヒートポンプに必要な構成は、磁気熱量効果材料を収容する磁気ヒートポンプ本体と、磁気熱量効果材料に対して熱輸送媒体の移動を行うポンプと、磁気ヒートポンプ本体内で磁気熱量効果材料に磁場変化を与える磁場印加装置のみである。このような磁気ヒートポンプ本体では、高温の熱輸送媒体と低温の熱輸送媒体の両方を製造することが可能である。従って、高温の熱輸送媒体と低温の熱輸送媒体をそれぞれ循環させる２次流路を備えた磁気ヒートポンプシステムは、自動車等の空気調和装置への適用が可能である。
【０００３】
磁気ヒートポンプシステムを用いた空気調和装置では、低温の熱輸送媒体が循環する２次経路にクーラユニットが設置され、高温の熱輸送媒体が循環する２次経路にヒータユニットが設置される。磁気熱量効果材料が充填された容器内を通過させて熱交換を行う熱輸送媒体としては、水、或いは不凍液（ロングライフクーラント：ＬＬＣ）を使用することができる。以後の説明では、空気調和装置が車両（自動車）に搭載され、熱輸送媒体として水が使用されている場合について説明する。
【０００４】
空気調和装置に使用する熱輸送媒体が水である場合、車両のエンジンルーム内には、冷水製造部と温水製造部とを備えた磁気ヒートポンプ本体、及び冷水と温水の移動手段であるピストンポンプが設けられている。冷水製造部と温水製造部には、モータによって駆動される共通の回転軸があり、冷水製造部と温水製造部にある複数の材料容器は、この回転軸に対して放射状に配置されている。また、各材料容器内には磁気熱量効果材料が通水可能な状態で内蔵されている。材料容器は材料ベッドとも呼ばれる。
【０００５】
磁気ヒートポンプ本体内で磁気熱量効果材料に磁場変化を与える磁場印加装置としては、回転軸に取り付けられて回転する永久磁石が使用される。そして、磁場変化で冷却或いは発熱する磁気熱量効果材料を水が通過することにより、温水と冷水が製造される。ピストンポンプは磁気ヒートポンプ本体内の冷水製造部と温水製造部の間の部分に設けられており、シリンダ内を往復動するピストンによって、水が冷水製造部と温水製造部の各材料容器に供給されたり、シリンダ内に吸引されたりする。ピストンポンプとしては、複数のシリンダが放射状に配置されたラジアルピストンポンプが使用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１１−５０５５４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、空気調和装置に磁気ヒートポンプシステムを用いた場合、冷水製造部と温水製造部から流出する冷水量と温水量がばらつくと、２次経路に設置されたクーラユニットを流れる冷水量とヒータユニットを流れる温水量が変化する虞がある。そして、クーラユニットを流れる冷水量とヒータユニットを流れる温水量が変化すると、空気調和装置の性能が低下するという課題があった。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑み、空気調和装置に磁気ヒートポンプシステムを用いた場合、冷水製造部と温水製造部から流出する冷水量と温水量がばらついても、クーラユニットを流れる冷水量とヒータユニットを流れる温水量を調整することにより、空気調和装置の性能低下を防ぐことが可能な磁気ヒートポンプシステムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明は、磁場変更手段（２２，２３）により磁気熱量効果材料（２６）に印加する磁場を変化させ、磁場の変化により温度が変化した磁気熱量効果材料（２６）に流れる熱輸送媒体から低温の熱輸送媒体と高温の熱輸送媒体を製造する磁気ヒートポンプ本体（４０）と、
前記磁気ヒートポンプ本体（４０）から吐出された低温の熱輸送媒体を第１の熱交換部（２）を通過させた後に前記磁気ヒートポンプ本体（４０）に循環させる第１の循環管路（１５）と、
前記磁気ヒートポンプ本体（４０）から吐出された高温の熱輸送媒体を第２の熱交換部（５）を通過させた後に前記磁気ヒートポンプ本体（４０）に循環させる第２の循環管路（１６）と、
前記熱輸送媒体を移動させる往復動ポンプ（１３）とを備える磁気ヒートポンプシステム（３０）において、
前記第１と第２の循環管路（１５，１６）の各個に、前記往復動ポンプ（１３）の１サイクル当たりの前記熱輸送媒体の最大変位量を調整する最大変位量調整手段を設けたことを特徴としている。
【００１０】
これにより、空気調和装置に磁気ヒートポンプシステムを用いた場合、冷水製造部と温水製造部から流出する冷水量と温水量がばらついても、クーラユニットを流れる冷水量とヒータユニットを流れる温水量を調整することが可能となり、空気調和装置の性能低下を防ぐことが可能になる。
【００１１】
なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明を適用する磁気ヒートポンプシステムを、車両用空気調和装置に搭載した一実施形態における全体構成図である。
【図２】図１に示した磁気ヒートポンプシステムにおける本発明の第１の実施例の構成を示すシステム構成図である。
【図３】（ａ）は図２に示した磁気ヒートポンプシステムのＡ−Ａ線における局部断面図、（ｂ）は（ａ）に示した磁気熱量効果材料を収容する材料容器の一例の構成を示す組み立て斜視図、（ｃ）は（ａ）に示した磁石を備えたロータの構成の一例を示す斜視図である。
【図４】図２に示したリザーバタンクを冷水管路と温水管路に接続する連絡管路に取り付ける流量制御弁の構成の一例を示す斜視図である。
【図５】図１に示した磁気ヒートポンプシステムにおける本発明の第２の実施例の構成を示すシステム構成図である。
【図６】図５に示したリザーバタンク内の熱輸送媒体の液面を加圧する加圧装置の一例を示す断面図である。
【図７】本発明の磁気ヒートポンプシステムにおける始動時の流量制御の根拠となる外気温度と磁気熱量効果材料の種類に応じた磁気熱量効果を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を各実施例に基いて説明する。また、各実施例については、同一構成の部分には同一の符号を付してその説明を省略又は簡略化する。本発明は、冷水を製造する冷水製造部（媒体冷却部）と温水を製造する温水製造部（媒体加熱部）とを備えた磁気ヒートポンプシステムであるが、以下に説明する実施形態では代表例として車両用の空気調和装置に搭載される磁気ヒートポンプシステムを説明する。
【００１４】
図１は、ピストンポンプを用いた磁気ヒートポンプシステム３０が車両用の空気調和装置（エアコンディショナ）１０に搭載されたときの構成を示すものである。空気調和装置１０は車両の室内側にあり、その装置本体１の中に吸熱手段としてのクーラユニット２がある。また、クーラユニット２の下流側には、冷房通路３と、熱輸送媒体である水が有する熱を外部へ放熱する放熱手段としてのヒータユニット５とヒータコア６を備える暖房通路４とがある。そして、冷房通路３と暖房通路４の入口部にはエアミックスダンパ７が設けられており、エアミックスダンパ７の移動によってクーラユニット２を通過した気流を冷房通路３に流すか、暖房通路４を流すかの調節が行われるようになっている。
【００１５】
一方、車両のエンジンルーム内には、モータ２０によって駆動される回転軸２１によって動作する冷水製造部１１、温水製造部１２及び熱輸送媒体としての水の移動手段であるピストンポンプ１３を備えた磁気ヒートポンプ本体４０がある。ピストンポンプ１３は往復動ポンプであり、水を往復移動させる。冷水製造部１１、温水製造部１２及びピストンポンプ１３の内部構造については後述する。冷水製造部１１は磁気の作用で水を冷却するものであり、冷水製造部１１で冷却された水はピストンポンプ１３によって冷水循環管路（第１の循環管路）１５に吐出され、クーラユニット２に送られた後に冷水製造部１１に戻ってくる。逆に、温水製造部１２は磁気の作用で水を加熱するものであり、温水製造部１２で加熱された水はピストンポンプ１３によって温水循環管路（第２の循環管路）１６に吐出され、ヒータユニット５に送られた後に温水製造部１２に戻ってくる。
【００１６】
一方、空気調和装置１０では、その暖房通路４に設けられたヒータコア６に、エンジン８を冷却して暖められた冷却水（クーラント）がクーラント循環路９を通じて供給され、ヒータユニット５と共に暖房通路４を通る気流を暖める。ヒータコア６は本発明には直接関係がないので、ヒータコア６についてはこれ以上の説明を省略する。
【００１７】
ここで、冷水循環管路１５と温水循環管路１６の構成について詳細に説明する。冷水製造部１１には複数の材料容器があり、各材料容器には枝管１５Ａが接続されている。複数の枝管１５Ａは集合され、供給管１５Ｂとなってクーラユニット２に水を供給する。クーラユニット２から排出された水は、戻り管１５Ｃによって冷水製造部１１まで戻り、各材料容器に接続された枝管１５Ｄに分配されて各材料容器に戻る。供給管１５Ｂと戻り管１５Ｃの間には、クーラユニット２をバイパスするバイパス管（第１のバイパス管路）１７Ａが設けられている。バイパス管１７Ａは、戻り管１５Ｃには直接接続されるが、供給管１５Ｂには第１の流路切換弁１７を介して接続されている。
【００１８】
暖房時には、第１の流路切換弁１７の切り換えにより、供給管１５Ｂを流れる水は、クーラユニット２を経由せず、バイパス管１７Ａを経由して冷水製造部１１まで戻ることができる。更に、戻り管１５Ｃの枝管１５Ｄの上流側には、第３の流路切換弁１９があり、第３の流路切換弁１９には室外器１４を経由して第３の戻り管１５Ｃに戻る迂回管（第３のバイパス管路）１９Ａが接続されている。暖房時には、第３の流路切換弁１９の切り換えにより、戻り管１５Ｃを流れてきた水は、第３の流路切換弁１９から迂回管１９Ａに流れ、室外器１４で外気から吸熱して迂回管１９Ａから戻り管１５Ｃに再流入する。戻り管１５Ｃに再流入した水は冷水製造部１１に戻る。
【００１９】
同様に、温水製造部１２には水を加熱して温水にする複数の材料容器があり、各材料容器には枝管１６Ａが接続されている。複数の枝管１６Ａは集合され、供給管１６Ｂとなってヒータユニット５に水を供給する。ヒータユニット５から排出された水は、戻り管１６Ｃによって温水製造部１２まで戻り、前述の各材料容器に接続された枝管１６Ｄに分配されて各材料容器に戻る。枝管１６Ｄの上流側の戻り管１６Ｃには、第２の流路切換弁１８があり、第２の流路切換弁１８には室外器１４を経由して戻り管１６Ｃに戻る迂回管（第２のバイパス管路）１８Ａが接続されている。第２の流路切換弁１８の切り換えにより、戻り管１６Ｃを流れてきた水は、温水製造部１２に戻る前に迂回管１８Ａに流れ、室外器１４で外気から吸熱してから、温水製造部１２に戻ることができる。
【００２０】
次に、図２と図３（ａ）〜（ｃ）を用いて、本発明の第１の実施例の磁気ヒートポンプシステム３０の構成を詳細に説明する。なお、図１で説明した室外器１４、第１から第３の流路切替弁１７〜１９、バイパス管１７Ａ及び迂回管１８Ａ，１９Ａについては本願発明と直接関係がないので、図示及び説明を省略した。また、磁気ヒートポンプ本体４０の各吐出弁２７と吸入弁２８に接続する冷水循環管路１５と温水循環管路１６は、それぞれが独立しているものとする。
【００２１】
そして、第１の実施例では、ピストンポンプ１３がラジアルピストンポンプ１３である場合の、冷水製造部１１、温水製造部１２及びラジアルピストンポンプ１３を備えた磁気ヒートポンプ本体４０の内部構造について説明する。ラジアルピストンポンプ１３に対して左右逆に取り付けられる冷水製造部１１と温水製造部１２の構造は同じであるので、同じ構成部材には同じ符号を付し、冷水製造部１１の構造について説明する。
【００２２】
図２に示す冷水製造部１１は、回転軸２１に対して同心円状に配置された円筒状のヨーク部２４を備えており、回転軸２１には図３（ａ）、（ｃ）に示すような、断面が扇状のロータ２２が対向して設けられている。そして、ロータ２２の外周面には永久磁石２３が設置されている。永久磁石２３の一方は外側がＮ極であり、他方は外側がＳ極である。そして、永久磁石２３の回転軌跡の外側とヨーク部２４の内周面との間には、磁気熱量効果を有する磁気熱量効果材料２６が充填された複数の材料容器２５が配置される。材料容器２５は材料ベッドと呼ばれることもある。磁気熱量効果材料２６が充填された材料容器２５は水を流通させる。
【００２３】
材料容器２５は図３（ｂ）に示すように、その外形が断面が扇紙型の筒状をしており、内部の空間にペレット状の磁気熱量効果材料２６が充填され、両端部がメッシュ状の端板２５Ｍで塞がれて、磁気熱量効果材料２６を閉じ込めている。水は材料容器２５の一端から端板２５Ｍを通って内部に進入し、磁気熱量効果材料２６の間の隙間を通って反対側の端部から端板２５Ｍを通って外部に抜け出ることができる。この実施例では、ヨーク部２４の内周面に６個の同じ形状の材料容器２５が配置されており、材料容器２５の内周面側を、ロータ２２の外周面に取り付けられた永久磁石２３が回転移動する。ロータ２２、永久磁石２３及びヨーク部２４が、材料容器２５に充填された磁気熱量効果材料２６に与える磁場の大きさを変更する磁場変更手段として機能する。
【００２４】
図２に戻って説明を続けると、ラジアルピストンポンプ１３のケースは、冷水製造部１１及び温水製造部１２のヨーク部２４と一体的に形成されている。よってケースにも同じ符号２４を付して説明する。ラジアルピストンポンプ１３には、冷水製造部１１にある材料容器２５の個数に合わせて６つのシリンダ３４が回転軸２１に対して放射状に設けられており、各シリンダ３４の内部には往復動するピストン３３が設けられている。一方、モータ２０によって回転する回転軸２１には回転軸２１に対して偏心しているカム３２が取り付けられており、カム３２のカムプロファイル（輪郭）に各ピストン３３が係合している。図示の形状のカム３２では回転軸２１が１回転すると、各シリンダ３４内のピストン３３が１往復するが、カム３２の突出部の反対側にもう１つ突出部を設ければ、回転軸２１が１回転すると、各シリンダ３４内のピストン３３が２往復する。回転軸２１に対してシリンダ３４が対向して設けられている場合は、ラジアルピストンポンプ１３のシリンダ数は偶数である。
【００２５】
回転軸２１から遠い側の各シリンダ３４の側面は、シリンダブロック３６に設けられた連絡通路３８によって冷水製造部１１と温水製造部１２の各材料容器２５の端面に接続されている。そして、連絡通路３８が接続する各シリンダ３４のピストン３３の上死点（ピストン３３が回転軸２１から最も遠くまで移動した点）とシリンダ３４の端部との間は、両製造部間を往復動する水の貯留部３５となっている。また、シリンダブロック３６のシリンダ３４の外側の部分には、図示を省略するがウォータジャケットが設けられている。
【００２６】
図２に示す第１の実施例では、ラジアルピストンポンプ１３から遠い側の冷水製造部１１の端面には、端面板２９が取り付けられている。端面板２９には、各材料容器２５の端面に水を導き入れる吸入弁２８と、各材料容器２５の端面から排出される水を吐出する吐出弁２７とが設けられている。各吐出弁２７には冷水循環管路１５がそれぞれ接続し、各冷水循環管路１５はクーラユニット２を通過した後に同じ材料容器２５の吸入弁２８に戻ってくる。以上、冷水製造部１１の構造を説明したが、温水製造部１２でも各吐出弁２７には温水循環管路１６がそれぞれ接続しており、各温水循環管路１６はヒータユニット５を通過した後に同じ材料容器２５の吸入弁２８に戻ってくる。そして、ラジアルピストンポンプ１３の場合は、冷水製造部１１と温水製造部１２における永久磁石２３の回転軸２１に対する位置は、９０度ずれている。
【００２７】
第１の実施例では、クーラユニット２を通過した後の各冷水循環管路１５に、第１の連絡管路６１を通じて第１のリザーバタンク５１が接続されている。そして、第１の連絡管路６１の各個には、第１の連絡管路６１の流路面積を変更する第１の流路抵抗制御弁７１が設けられている。同様に、ヒータユニット５を通過した後の各温水循環管路１６にも、第２の連絡管路６２を通じて第２のリザーバタンク５２が接続されている。そして、第２の連絡管路６２の各個に、第２の連絡管路６２の流路面積を変更する第２の流路抵抗制御弁７２が設けられていることも同様である。第１の流路抵抗制御弁７１と第２の流路抵抗制御弁７２は、制御装置１００によって制御されて第１の連絡管路６１と第２の連絡管路６２の流路面積を変更する可変オリフィスである。
【００２８】
なお、以後の説明では、第１と第２のリザーバタンク５１、５２を総称してリザーバタンク５０、第１と第２の連絡管路６１、６２を総称して連絡管路６０、第１と第２の流路抵抗制御弁７１、７２を総称して流路抵抗制御弁７０と記すことがある。
【００２９】
図４は流路抵抗制御弁７０の一例の構造と、連絡管路６０への取り付けを示すものである。流路抵抗制御弁７０は、連絡管路６０と同じ内径の流路を備えるバルブ本体７３と、バルブ本体７３の内部に設けられたバタフライ弁７６を備える。バタフライ弁７６には回転軸７５があり、この回転軸７５はバルブ本体７３を貫通して、バルブ本体７３の上部に取り付けられたバタフライ弁駆動機構７４に接続している。バタフライ弁駆動機構７４は回転軸７５を回転させてバタフライ弁７６によりバルブ本体７３内部の流路の面積を変更するものであり、電気、空気圧、油圧の何れかによって回転軸７５を回転させる。流路抵抗制御弁７０は、バルブ本体７３が連絡管路６０に設けられた配管フランジ６０Ｆの間に流路を合わせて挟まれ、配管フランジ６０Ｆのボルト孔６０Ｈに挿通されるボルトによって連絡管路６０に取り付けられる。
【００３０】
流路抵抗制御弁７０により連絡管路６０の流路の面積を変更すると、冷水循環管路１５及び温水循環管路１６を流れる水の流量が変わり、冷水循環管路１５及び温水循環管路１６を流れる水の流路抵抗を変更したのと同じ効果が得られる。よって、ラジアルピストンポンプ１３の１サイクル当たりの水の最大変化量を制御することができる。なお、流路抵抗制御弁７０としては、図４で説明したバタフライ弁７６以外にも、電気、空気圧、油圧の何れかによって制御されて連絡管路６０の流路面積を変更する弁、例えば、リード弁、ニードル弁やゲート弁等を使用することが可能である。
【００３１】
ここで、リザーバタンク５０を使用して冷水循環管路１５及び温水循環管路１６を流れる水の流路抵抗を変更する状況について説明する。図２で説明した構造の磁気ヒートポンプ本体４０では、前述のように冷水製造部１１と温水製造部１２に設けられた材料容器２５の中に、それぞれ磁気熱量効果材料２６が充填されている。一方、材料容器２５の中に充填された磁気熱量効果材料２６は、冷水製造部１１と温水製造部１２とでは磁気熱量効果を発揮する温度特性が異なる種類のものが充填されている。例えば、冷水製造部１１には、磁気熱量効果を発揮する温度特性が低い３種類の磁気熱量効果材料（材料Ａ，Ｂ，Ｃとする）が充填されており、温水製造部１２には、磁気熱量効果を発揮する温度特性が高い３種類の磁気熱量効果材料（材料Ｄ，Ｅ，Ｆとする）が充填されている。図７は、磁気熱量効果材料２６の６種類の材料Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆの、温度に対する磁気熱量効果の大きさを示すものである。
【００３２】
また、図２で説明した構造の磁気ヒートポンプ本体４０では、ラジアルピストンポンプ１３のピストン３３が上死点に向かう時に、シリンダ３４から排出される水は、冷水製造部１１と温水製造部１２に分流される。定常運転時は、冷水循環管路１５及び温水循環管路１６を流れる水の流量は同じで良いので、流路抵抗制御弁７０により連絡管路６０の流路の面積が同じになるように制御すれば良い。このときは、シリンダ３４から排出される水は、１対１の流量比で冷水循環管路１５及び温水循環管路１６に流れる。
【００３３】
一方、冬季の始動時のように、外気温が低い場合は、温水製造部１２の材料容器２５に充填されている材料Ｄ，Ｅ，Ｆは、図７に示したように、磁気熱用効果材料の作動域から外れる。よって、この時は、シリンダ３４から排出される水を、磁気熱用効果材料の低温の作動域にある材料Ａ，Ｂ，Ｃが充填されている材料容器２５を備える冷水製造部１１に多く流し、省動力で空気調和装置１０を作動させるようにする。具体的には、第１のリザーバタンク５１に接続する第１の連絡管路６１にある第１の流路抵抗制御弁７１の流路抵抗（開口面積）を減少させ、第２のリザーバタンク５２に接続する第２の連絡管路６２にある第２の流路抵抗制御弁７２の流路抵抗を増大させる。この結果、シリンダ３４から排出される温度の低い水が主に冷水製造部１１に流れ、温水製造部１２には余り流れなくなる。よって、ヒータユニット５を用いて空気を暖房する暖房始動時には、第２の流路抵抗制御弁７２によって第２の連絡管路６２の開口面積を最小にし、システムの立ち上がり時間を短縮できる。
【００３４】
逆に、夏季の始動時のように、外気温が高い場合は、冷水製造部１１の材料容器２５に充填されている材料Ａ，Ｂ，Ｃは、図７に示したように、磁気熱用効果材料の作動域から外れる。よって、この時は、シリンダ３４から排出される水を、磁気熱用効果材料の高温の作動域にある材料Ｄ，Ｅ，Ｆが充填されている材料容器２５を備える温水製造部１２に多く流し、省動力で空気調和装置１０を作動させるようにする。具体的には、第１のリザーバタンク５１に接続する第１の連絡管路６１にある第１の流路抵抗制御弁７１の流路抵抗を増大させ、第２のリザーバタンク５２に接続する第２の連絡管路６２にある第２の流路抵抗制御弁７２の流路抵抗を減少させる。この結果、シリンダ３４から排出される温度の高い水が主に温水製造部１２に流れ、冷水製造部１１には余り流れなくなる。よって、クーラ２を用いて空気を冷房する冷房始動時には、第１の流路抵抗制御弁７１によって第１の連絡管路６１の開口面積を最小にし、システムの立ち上がり時間を短縮できる。
【００３５】
図５は、図１に示した磁気ヒートポンプシステム３０における本発明の第２の実施例の構成を示すものである。図５に示す第２の実施例は、図２に示した第１の実施例と、磁気ヒートポンプ本体４０の構成は全く同じである。よって、同じ構成部材には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３６】
第２の実施例では、第１の実施例と同様に、各吐出弁２７には冷水循環管路１５がそれぞれ接続し、各冷水循環管路１５はクーラユニット２を通過した後に同じ材料容器２５の吸入弁２８に戻ってくる。また、温水製造部１２の各吐出弁２７に温水循環管路１６がそれぞれ接続しており、各温水循環管路１６はヒータユニット５を通過した後に同じ材料容器２５の吸入弁２８に戻ってくる点も同じである。
【００３７】
第２の実施例では、クーラユニット２を通過した後の各冷水循環管路１５に、第１の連絡管路６１を通じて第１のリザーバタンク５１が接続されているが、第１の連絡管路６１の各個には第１の流路抵抗制御弁７１は設けられていない。同様に、ヒータユニット５を通過した後の各温水循環管路１６にも、第２の連絡管路６２を通じて第２のリザーバタンク５２が接続されているが、第２の連絡管路６２の各個には第２の流路抵抗制御弁７２は設けられていない。
【００３８】
一方、第２の実施例では、高圧の圧縮空気を蓄えるエアタンク８０が設けられており、エアタンク８０内の圧縮空気は、第１と第２のエア管８１，８２を通じて第１と第２のリザーバタンク５１，５２の天井部５１Ｃ，５２Ｃに接続される。そして、第１のエア管８１の途中には、エアタンク８０から第１のリザーバタンク５１内への圧縮空気の供給量を変更して、リザーバタンク５１内の空気溜り５１Ａの圧力を変更する第１の調圧弁９１が設けられている。同様に、第２のエア管８２の途中には、エアタンク８０から第２のリザーバタンク５２内への圧縮空気の供給量を変更して、リザーバタンク５２内の空気溜り５２Ａの圧力を変更する第２の調圧弁９２が設けられている。
【００３９】
調圧弁９１，９２は制御装置１００からの電気信号によって動作するようになっている。そして、調圧弁９１の制御により、リザーバタンク５１内の空気溜り５１Ａの圧力を上げれば、冷水循環管路１５に流れる水の流量が減り、リザーバタンク５１内の空気溜り５１Ａの圧力を下げれば、冷水循環管路１５に流れる水の流量が増える。同様に、調圧弁９２の制御により、リザーバタンク５２内の空気溜り５２Ａの圧力を上げれば、温水循環管路１６に流れる水の流量が減り、リザーバタンク５２内の空気溜り５２Ａの圧力を下げれば、温水循環管路１６に流れる水の流量が増える。
【００４０】
第２の実施例においても、定常運転時は、冷水循環管路１５及び温水循環管路１６を流れる水の流量は同じで良いので、第１と第２の調圧弁９１，９２により、空気溜り５１Ａ、５２Ａの圧力が同じになるように制御すれば良い。このときは、シリンダ３４から排出される水は、１対１の流量比で冷水循環管路１５及び温水循環管路１６に流れる。
【００４１】
一方、冬季の始動時のように、外気温が低い場合は、温水製造部１２の材料容器２５に充填されている材料Ｄ，Ｅ，Ｆは、図７に示したように、磁気熱用効果材料の作動域から外れる。よって、この時は、シリンダ３４から排出される水を、磁気熱用効果材料の低温の作動域にある材料Ａ，Ｂ，Ｃが充填されている材料容器２５を備える冷水製造部１１に多く流し、省動力で空気調和装置１０を作動させるようにする。具体的には、第１と第２の調圧弁９１，９２を制御して、第１のリザーバタンク５１の空気溜り５１Ａの圧力を減少させ、第２のリザーバタンク５２の空気溜り５２Ａの圧力を増大させる。この結果、シリンダ３４から排出される温度の低い水が主に冷水製造部１１に流れ、温水製造部１２には余り流れなくなる。よって、ヒータユニット５を用いて空気を暖房する暖房始動時には、第２の調圧弁９２によって第２のリザーバタンク５２の空気溜り５２Ａの圧力を最大にし、システムの立ち上がり時間を短縮できる。
【００４２】
逆に、夏季の始動時のように、外気温が高い場合は、冷水製造部１１の材料容器２５に充填されている材料Ａ，Ｂ，Ｃは、図７に示したように、磁気熱用効果材料の作動域から外れる。よって、この時は、シリンダ３４から排出される水を、磁気熱用効果材料の高温の作動域にある材料Ｄ，Ｅ，Ｆが充填されている材料容器２５を備える温水製造部１２に多く流し、省動力で空気調和装置１０を作動させるようにする。具体的には、第１と第２の調圧弁９１，９２を制御して、第１のリザーバタンク５１の空気溜り５１Ａの圧力を増大させ、第２のリザーバタンク５２の空気溜り５２Ａの圧力を減少させる。この結果、シリンダ３４から排出される温度の高い水が主に温水製造部１２に流れ、冷水製造部１１には余り流れなくなる。よって、クーラ２を用いて空気を冷房する冷房始動時には、第１の調圧弁９１によって第１のリザーバタンク５１の空気溜り５１Ａの圧力を最大にし、システムの立ち上がり時間を短縮できる。
【００４３】
第２の実施例では、エアタンク８０内の圧縮空気と、第１と第２の調圧弁９１，９２を制御して、第１と第２のリザーバタンク５１，５２の空気溜り５１Ａ、５２Ａの圧力を調節していた。一方、第１と第２のリザーバタンク５１，５２の空気溜り５１Ａ、５２Ａの圧力を調節するには、エアタンク８０内の圧縮空気を用いなくても可能である。図６は、本発明の第２の実施例の変形例を示すものであり、図５に示したリザーバタンク内の水の液面を加圧する圧力制御装置９０の一例を示す断面図である。
【００４４】
圧力制御装置９０は、第１と第２のリザーバタンク５１，５２に取り付けられており、図６は第１のリザーバタンク５１を示している。第１のリザーバタンク５１の天井部５１Ｃと液面Ｗとの間には、Ｏリング９７により気密状態で空気溜り５１Ａ内を昇降する昇降弁９６が設けられている。昇降弁９６の天井部５１Ｃ側には雌ねじ部９５があり、この雌ねじ部９５には、モータ９３によって回転する雄ねじが形成された回転軸９４が螺合している。モータ９３は入力される制御信号によって回転し、回転軸９４と雌ねじ部９５によって昇降弁９６を昇降させる。昇降弁９６が液面Ｗに近づくと空気溜り５１Ａ内の圧力が高くなり、液面Ｗから離れると空気溜り５１Ａ内の圧力が低くなる。昇降弁９６は空気圧や油圧によって昇降動作をさせることも可能である。
【００４５】
以上説明した本発明の磁気ヒートポンプシステムは、自動車の空気調和装置以外にも、冷水と温水をそれぞれ循環させる磁気ヒートポンプシステムであれば有効に適用することができる。また、磁気ヒートポンプシステムに使用されるピストンポンプはラジアルピストンポンプに限られるものではなく、斜板式のアキシャルピストンポンプ等も使用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１１    冷水製造部
１２    温水製造部
１３    ラジアルピストンポンプ（ピストンポンプ）
１５    冷水循環管路（第１の循環管路）
１６    温水循環管路（第２の循環管路）
４０    磁気ヒートポンプ本体
５１，５２    リザーバタンク
６０、６１，６２    連絡管路
７０，７１，７２    流路抵抗制御弁
８０    エアタンク
９１，９２    調圧弁
９０    圧力制御弁
【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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