(57)【要約】【課題】  熱伝導流体を磁気材料全体に分散流動させて、優秀な熱交換を実行させることができる回転式再生機と、これを利用した磁気冷凍機を提供する。【解決手段】   本発明による回転式再生機は、熱伝導流体の流れを通過させる磁気材料を含む第１ＡＭＲ（能動磁気再生機）及び第２ＡＭＲ（能動磁気再生機）と；磁石と；前記磁石を前記第１ＡＭＲまたは前記第２ＡＭＲに配置し、磁場を印加するか、または消去する磁石回転アセンブリーと；を備えてなり、前記各々のＡＭＲは、前記磁気材料が充填される貫通孔が長さ方向に沿って形成されるＡＭＲベッドと、前記ＡＭＲベッドの両側に結合され、前記貫通孔に連通する低温側ＡＭＲノズル及び高温側ＡＭＲノズルとで構成され、前記ＡＭＲノズルのうちいずれか１つには、前記熱伝導流体を前記貫通孔の断面全体に均一に分配する分配チャンバーが形成される。【選択図】      図４
2009543021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導流体の流れを通過させる磁気材料を含む第１ＡＭＲ（能動磁気再生機）及び第２ＡＭＲ（能動磁気再生機）と；
磁石と；
前記磁石を前記第１ＡＭＲまたは前記第２ＡＭＲに配置し、前記磁気材料に磁場を印加するか、または消去する磁石回転アセンブリーと；を備えてなり、
前記各々のＡＭＲは、前記磁気材料が充填される貫通孔が長さ方向に沿って形成されるＡＭＲベッドと、前記ＡＭＲベッドの両側に結合され、前記貫通孔に連通する低温側ＡＭＲノズル及び高温側ＡＭＲノズルとで構成され、
前記ＡＭＲノズルのうちいずれか１つには、前記熱伝導流体を前記貫通孔の断面全体に均一に分配する分配チャンバーが形成されることを特徴とする回転式再生機。
【請求項２】
前記磁石回転アセンブリーは、前記第１ＡＭＲまたは前記第２ＡＭＲの上下側に配置される前記磁石を支持するボディーと、このボディーを支持する回転板と、この回転板に回転動力を伝達する回転動力伝達部材とで構成され、
前記ＡＭＲの各々は、垂直タワーに直角である水平方向に支持されることを特徴とする請求項１に記載の回転式再生機。
【請求項３】
前記ＡＭＲノズルの一端には分配チャンバーが形成され、他端には出入口が形成され、前記ＡＭＲノズルの出入口は、前記ＡＭＲと同一の平面上にあるように前記垂直タワーに向って‘Ｌ’字形状に形成されることを特徴とする請求項２に記載の回転式再生機。
【請求項４】
前記ＡＭＲは、プラスチック材質であることを特徴とする 請求項１乃至３のいずれかに記載の回転式再生機。
【請求項５】
前記貫通孔は、リブ型隔壁によって上側貫通孔と下側貫通孔とに区切られることを特徴とする請求項４に記載の回転式再生機。
【請求項６】
前記ＡＭＲベッドと前記ＡＭＲノズルとの間には、メッシュとパッキングが設けられることを特徴とする請求項５に記載の回転式再生機。
【請求項７】
熱伝導流体の流れを通過させる磁気材料を含む第１ＡＭＲ（能動磁気再生機）及び第２ＡＭＲ（能動磁気再生機）と；
磁石と；
前記磁石を前記第１ＡＭＲまたは前記第２ＡＭＲに配置し、 前記磁気材料に磁場を印加するか、または消去する磁石回転アセンブリーと；
前記ＡＭＲに熱的に接続される低温熱交換部及び高温熱交換部と；を備えてなり、
前記各々のＡＭＲは、前記磁気材料が充填される貫通孔が長さ方向に沿って形成されるＡＭＲベッドと、前記ＡＭＲベッドの両側に結合され、前記貫通孔に連通する低温側ＡＭＲノズル及び高温側ＡＭＲノズルとで構成され、
前記ＡＭＲノズルのうちいずれか１つには、前記熱伝導流体を前記貫通孔の断面全体に均一に分配する分配チャンバーが形成されることを特徴とする磁気冷凍機。
【請求項８】
前記磁石回転アセンブリーは、前記第１ＡＭＲまたは前記第２ＡＭＲの上下側に配置される前記磁石を支持するボディーと、このボディーを支持する回転板と、この回転板に回転動力を伝達する回転動力伝達部材とで構成され、
前記ＡＭＲの各々は、垂直タワーに直角である水平方向に支持されることを特徴とする請求項７に記載の磁気冷凍機。
【請求項９】
前記ＡＭＲノズルの一端には分配チャンバーが形成され、他端には出入口が形成され、
前記ＡＭＲノズルの出入口は、前記ＡＭＲと同一の平面上にあるように前記垂直タワーに向って‘Ｌ’字形状に形成されることを特徴とする請求項８に記載の磁気冷凍機。  
【請求項１０】
前記ＡＭＲは、プラスチック材質であり、
前記ＡＭＲベッドと前記ＡＭＲノズルとの間には、メッシュとパッキングが設けられることを特徴とする 請求項７乃至９のいずれかに記載の磁気冷凍機。
【請求項１１】
前記貫通孔は、リブ型隔壁によって上側貫通孔と下側貫通孔とに区切られることを特徴とする請求項１０に記載の磁気冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転式ツインマグネット部材と能動磁気再生機（Active Magnetic Regenerator：ＡＭＲ）の構成を利用した再生機と、この再生機を使用した磁気冷凍機に関する。
【背景技術】
【０００２】
能動磁気冷凍機の概念を説明すれば、図１に示されたように、（ａ）磁石が右側に移動するにつれて磁場にかかるようになる磁気冷媒層の温度が点線から実線に上昇する。（ｂ）低温部の熱伝導流体が高温部方向に移動するにつれて、磁気冷媒層は、点線から実線の温度に冷却され、この時、流体は、徐々に加熱され、右側出口では、高温になり、高温部との熱交換によって熱を放出するようになる。（ｃ）磁石が左側に移動するにつれて、磁場が除去される磁気冷媒層の温度は、点線から実線にさらに低下するようになる。（ｄ）高温部から低温部への流体の移動によって、磁気冷媒層は、点線から実線の温度に加熱され、相対的に流体は冷却され、左側出口では、低温になり、低温部から熱を吸収することによって、低温部の冷却が行われる。
【０００３】
このようなサイクルをする従来の能動磁気冷凍機として、例えば、特許文献１が提案されている。図２及び図３に示されたように、従来、能動磁気冷凍機は、第１ＡＭＲベッド１０Ａが磁場内で始まると見る時、第１ＡＭＲベッド１０Ａで加熱された熱伝導流体が高温熱交換器７０を通じて大気温度に低くなった後、第２磁気熱交換ユニット１０Ｂを通過する。この時、第２ＡＭＲベッド１０Ｂは、磁場の外部にあり、磁気材料１６の温度は低温なので、熱伝導流体が通過しながら熱伝導流体の温度が低くなる。温度が低くなった熱伝導流体は、低温熱交換器６０を通過し、さらに第１ＡＭＲベッド１０Ａに投入されて加熱された後、高温熱交換器７０と第２ＡＭＲベッド１０Ｂ及び低温熱交換器６０に進行しながら１サイクルになる。反対に、移動機構２４によって第２ＡＭＲベッド１０Ｂがマグネットサーキット２２に進行すれば、チャンネルスイッチ３０が熱伝導流体の流れを正反対に変え、逆回転するサイクルになる。
【０００４】
一方、図３に示されたように、ＡＭＲベッド１０は、シリンダー形態のコンテナ１２と、コンテナ１２の内部に貯蔵された複数の磁気材料１６及びメッシュ１４で構成されている。コンテナ１２は、熱交換チューブ３２または３４に接続される熱伝導流体インレット／アウトレットポート１８ａ、１８ｂを含む。
【０００５】
ところが、インレット／アウトレットポート１８ａ、１８ｂは、コンテナ１２の中心部に設けられている。そのため、熱伝導流体がコンテナ１２の断面全体に広がって流動しないので、熱伝導流体が磁気材料１６を一度貫通した箇所だけ続いて通過する恐れが大きいため、円満な熱交換の実行が難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，８２６，９１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前述した問題を解決するためになされたもので、熱伝導流体を磁気材料全体に分散流動させて、優秀な熱交換を実行させることができる回転式再生機と、これを利用した磁気冷凍機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る回転式再生機は、熱伝導流体の流れを通過させる磁気材料を含む第１ＡＭＲ（能動磁気再生機）及び第２ＡＭＲ（能動磁気再生機）と；磁石と；前記磁石を前記第１ＡＭＲまたは前記第２ＡＭＲに配置し、 前記磁気材料に磁場を印加するか、または消去する磁石回転アセンブリーと；を備えてなり、
前記各々のＡＭＲは、前記磁気材料が充填される貫通孔が長さ方向に沿って形成されるＡＭＲベッドと、前記ＡＭＲベッドの両側に結合され、前記貫通孔に連通する低温側ＡＭＲノズル及び高温側ＡＭＲノズルとで構成され、
前記ＡＭＲノズルのうちいずれか１つには、前記熱伝導流体を前記貫通孔の断面全体に均一に分配する分配チャンバーが形成されることを特徴とする。
本発明の他の態様に係る磁気冷凍機は、熱伝導流体の流れを通過させる磁気材料を含む第１ＡＭＲ（能動磁気再生機）及び第２ＡＭＲ（能動磁気再生機）と；磁石と；前記磁石を前記第１ＡＭＲまたは前記第２ＡＭＲに配置し、 前記磁気材料に磁場を印加するか、または消去する磁石回転アセンブリーと；前記ＡＭＲに熱的に接続される低温熱交換部及び高温熱交換部と；を備えてなり、
前記各々のＡＭＲは、前記磁気材料が充填される貫通孔が長さ方向に沿って形成されるＡＭＲベッドと、前記ＡＭＲベッドの両側に結合され、前記貫通孔に連通する低温側ＡＭＲノズル及び高温側ＡＭＲノズルとで構成され、
前記ＡＭＲノズルのうちいずれか１つには、前記熱伝導流体を前記貫通孔の断面全体に均一に分配する分配チャンバーが形成されることを特徴とする。
【０００９】
これら構成によれば、分配チャンバーを通じて熱伝導流体が貫通孔の断面全体に均一に分配されて流動するので、磁気材料全体と均一に熱交換することができる。
【００１０】
前述した構成において、前記磁石回転アセンブリーは、前記第１ＡＭＲまたは前記第２ＡＭＲの上下側に配置される前記磁石を支持するボディーと、このボディーを支持する回転板と、この回転板に回転動力を伝達する回転動力伝達部材とで構成され、前記ＡＭＲの各々は、垂直タワーに直角である水平方向に支持されることが好ましい。
【００１１】
また、前記ＡＭＲノズルの一端には分配チャンバーが形成され、他端には出入口が形成され、前記ＡＭＲノズルの出入口は、前記ＡＭＲと同一の平面上にあるように前記垂直タワーに向って‘Ｌ’字形状に形成されることによって、磁石の回転を妨害せず、回転半径を減らすことができる。
【００１２】
また、前記ＡＭＲをプラスチック材質で具現することによって、断熱効果により広い温度勾配を形成することができる。
【００１３】
また、前記ＡＭＲベッドと前記ＡＭＲノズルとの間にメッシュとパッキングが設けられることによって、熱伝導流体と磁気材料の流出を防止することができる。
【００１４】
また、前記貫通孔は、リブ型隔壁によって上側貫通孔と下側貫通孔とに区切られることによって、熱伝導流体の圧力によるベッドの変形を防止することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上の説明から明らかなように、本発明の再生機とこれを利用した磁気冷凍機によれば次のような効果がある。
第一に、ＡＭＲベッドの磁気材料の充填横断面がほぼ同一の大きさの分配チャンバーが形成されていて、熱伝導流体が磁気材料全体に均一に流動するので、部分的に流動して形成される溝がほぼ抑制され、熱交換効率を顕著に向上させることができる。
第二に、回転式ＡＭＲのサイクル動作を利用するので、熱交換効率を上昇させることができる。
第三に、熱伝導流体が磁気材料を常に経由して通過する構造となっていて、熱交換効率を上昇させることができる。
第四に、メッシュとプラスチックパッキングを利用して熱伝導流体と磁気材料の流出を同時に防止することができる。
第五に、４個のＡＭＲを利用して冷却効果を二倍に向上させることができる。
第六に、ＡＭＲがプラスチック材質と外部に露出されない磁気材料によって断熱状態を作ることができ、熱交換効率を上昇させることができる。
第七に、ＡＭＲベッドの貫通孔をリブ形態の隔壁で上下に区切ることによって、熱伝導流体の流動圧力によってＡＭＲの形状が変形されない。たとえ変形されるとしても、熱伝導流体は、分配チャンバーＤの構造によって磁気材料を避けることができないので、熱交換の効率が高い。
第八に、ＡＭＲノズルの出入口がＡＭＲと同一の平面上にあるように垂直タワーに向って‘Ｌ’字形状に形成されることによって、熱伝導流体が磁気材料に流れるようにするニップルの大きさが磁石間の距離より大きいため、マグネット部材が回転するのに妨害することを防止することができ、マグネット部材の回転半径を最小化し、狭小な空間でも使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】能動磁気冷凍機概念図である。
【図２】従来の能動磁気冷凍機の構成図である。
【図３】図２の能動磁気冷凍機用ＡＭＲベッドを示す断面図である。
【図４】本発明の好ましい実施例に係る回転式再生機を概略的に示す斜視図である。
【図５】図４の能動磁気再生機（ＡＭＲ）の主要部分を示す分離斜視図である。
【図６】磁気冷凍システムのサイクル動作図である。
【図７】磁気冷凍システムのサイクル動作図である。
【図８】磁気冷凍システムのサイクル動作図である。
【図９】磁気冷凍システムのサイクル動作図である。
【図１０】磁気冷凍システムのサイクル動作図である。
【図１１】磁気冷凍システムのサイクル動作図である。
【図１２】磁気冷凍システムのサイクル動作図である。
【図１３】磁気冷凍システムのサイクル動作図である。
【図１４】磁気冷凍システムのサイクル動作図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施例を説明する。
図４は、本発明の好ましい実施例に係る回転式再生機を概略的に示す斜視図であり、図５は、図４の能動磁気再生機（ＡＭＲ）の主要部分を示す分離斜視図であり、図６乃至図１４は、磁気冷凍システムのサイクル動作図である。
【００１８】
図４乃至図１４に示されたように、本実施例の磁気冷凍機は、再生機１００と、前記再生機１００と熱的に接続される低温熱交換部１６０及び高温熱交換部１７０とを含むことが好ましい。低温熱交換部１６０は、冷却機能をするのに対し、高温熱交換部１７０は、熱放出機能をする。
【００１９】
再生機１００は、図４及び図５に示されたように、大きく、能動磁気再生機（Active Magnetic Regenerator：ＡＭＲ）１１０と、マグネット部材２１０と、ＡＭＲ１１０に磁場を印加するか、または消去する磁石回転アセンブリーとで構成されている。
【００２０】
ＡＭＲ１１０は、第１ＡＭＲ１１０Ａと第２ＡＭＲ１１０Ｂとで構成されている。各々のＡＭＲ１１０は、図５に示されたように、熱伝導流体の流れを通過させる磁気材料を含むＡＭＲベッド１１１と、ＡＭＲベッド１１１の両側に結合される低温側ＡＭＲノズル１２０Ｌ及び高温側ＡＭＲノズル１２０Ｈとで構成されている。
【００２１】
前記ＡＭＲベッド１１１には、磁気材料が充填される貫通孔１１４が長さ方向に沿って形成されている。また、前記貫通孔１１４には、低温側ＡＭＲノズル１２０Ｌ及び高温側ＡＭＲノズル１２０Ｈが連通結合されている。
【００２２】
また、低温側ＡＭＲノズル１２０Ｌの両端には、低温側出入口１２１Ｌと分配チャンバー１２３Ｌが形成され、高温側ＡＭＲノズル１２０Ｈの一端には、高温側出入口１２１Ｈが、他端には分配チャンバー１２３Ｈが形成されている。これら分配チャンバー１２３Ｌ、１２３Ｈは、貫通孔１１４の流路断面全体に均一に分配する分配チャンバーとして機能をする。したがって、低温出入口１２１Ｌまたは高温出入口１２１Ｈで十分な速度で進行し、分配チャンバー１２３Ｌ１２３Ｈで拡散され、貫通孔１１４の全体に均一に流動するので、磁気材料との部分的接触とこれによる溝形状を最大限抑制し、熱交換効率を顕著に高めることができる。また、低温側出入口１２１Ｌと高温側出入口１２１Ｈは、熱交換チューブ１３２、１３４に接続されている。
【００２３】
第１ＡＭＲ１１０Ａは、対向する位置に複数個設置され、第２ＡＭＲ１１０Ｂは、第１ＡＭＲ１１０Ｂとクロスされるように複数個設置されている。
【００２４】
このようなクロス配置構造によって、第１ＡＭＲベッド１１１Ａが磁石２１１内にあれば、第２ＡＭＲベッド１１１Ｂは、磁石２１１の外部に位置する。ＡＭＲベッド１１１ＡとＡＭＲベッド１１１Ｂとの間にスペースがある理由は、ＡＭＲベッド１１１が磁場の外部に出る時は、熱伝導流体が流れてはならないからである。すなわち、第１ＡＭＲベッド１１１Ａが加熱されれば、第２ＡＭＲベッド１１１Ｂは、冷却されるサイクルが繰り返される。
【００２５】
このようなＡＭＲ１１０の構造によって、熱伝導流体が磁気材料を常に経由して通過するので、熱交換効率を上昇させることができる。また、磁気材料が外部に露出されていないので、断熱状態を作ることができ、熱交換効率が上昇する。
【００２６】
また、ＡＭＲベッド１１０Ａ、１１０Ｂまたは全体ＡＭＲ１１０がプラスチック材質で成形されることが好ましい。プラスチックは、断熱効果が大きく、且つ広い温度勾配を形成する。
【００２７】
一方、前記貫通孔１１４は、リブ型隔壁Ｒによって上側貫通孔ＵＰと下側貫通孔ＬＰとに区切られることが好ましい。隔壁Ｒは、リブの機能をし、圧力によってＡＭＲベッド１１１の形状が変形されないように保持する機能をする。前記貫通孔１１４の装着溝１１５にはメッシュＭとプラスチックパッキングＳが装着されることが、磁気材料と熱伝導流体の流出を防止するという側面で好ましい。
【００２８】
低温熱交換部１６０及び高温熱交換部１７０は、熱伝導流体が流動する熱伝逹チューブ１３２、１３３、１３４、１３５、１３６によってＡＭＲ１１０と熱的に接続されている。熱伝導流体の流動は、ポンプ１４０によって生成される。また、熱伝導流体の方向転換は、ソレノイド弁ＳＯＬ１〜ＳＯＬ４によって行われる。また、ポンプ１４０の前後にバイパスチューブ１３７が接続されている。
【００２９】
マグネット部材２１０は、磁石２１１と、この磁石２１１を支持するボディー２１３とで構成されている。
【００３０】
磁石回転アセンブリー２３０は、前記マグネット部材２１０を支持する回転板２３０と、この回転板２３０に回転動力を伝達する回転動力伝達部材（図示せず）とで構成されている。回転動力伝達部材（図示せず）としては、ギアー、ベルト、モーターなど多様に具現することができる。
【００３１】
前記磁石２１１の間にＡＭＲベッド１１１が出入りするように、垂直タワー１５０に直角である水平方向に支持されることが好ましい。
【００３２】
また、前記ＡＭＲノズル１２０Ｌ、１２０Ｈの出入口１２１Ｌ、１２１Ｈは、ＡＭＲベッド１１１と同一の平面上にあるように前記垂直タワー１５０に向って‘Ｌ’字形状で形成されることが好ましい。これは、熱伝導流体が磁気材料に流れるようにするニップルの大きさが磁石間の距離より大きため、でマグネット部材が回転するのに妨害するすることを防止するためである。また、マグネット部材２１０の回転半径を最小化し、狭小な空間でも使用可能である。
【００３３】
以下、前述した構成による本実施例の磁気冷凍機サイクル動作を図６乃至図１４によって説明する。また、図６乃至図１４のソレノイド弁ＳＯＬがＯＦＦなら。エルボー形態で流動し、ＯＮなら、直線形態で流動するようにスイッチすることを示す。
【００３４】
図６は、２つのマグネット部材２１０がＡＭＲ１１０ＡとＡＭＲ１１０Ｂとの間のスペースに正確に位置した時を示す。マグネット部材２１０は、正確に１８０度角度に位置することが好ましい。図１で、ＡＭＲ１１０Ａ、１１０Ｂに熱伝導流体が流れてはならないので、ソレノイド弁１乃至ソレノイド弁４は、ＯＦＦ状態であり、熱伝導流体は、バイパスチューブ１３７と接続されたソレノイド弁３とソレノイド４を通じてバイパスされる。
【００３５】
図７及び図８は、複数のＡＭＲ１１０Ａが磁石２１１内に入るのに対し、複数のＡＭＲ１１０Ｂは、磁石２１１の外部に完全に出たので、高温熱交換器１７０を経由した大気温度の熱伝導流体がチューブ１３２を通じてＡＭＲ１１０Ｂを通過しながら冷却され、対向ＡＭＲ１１０Ｂを通過しがらもう一度冷却されることによって、ダブル冷却効果を得ることができる。対向ＡＭＲ１１０Ｂを経てダブル冷却された熱伝導流体は、低温熱交換器１６０を通過しながらさらに大気温度（事実は大気温度より若干低い温度）に戻り、ＡＭＲ１１０Ａを経て１次加熱された後、対向ＡＭＲ１１０Ａを経て２次に加熱される。対向ＡＭＲ１１０Ａを経由した熱伝導流体の温度がＡＭＲ１１０Ａを経由した熱伝導流体の温度よりダブル加熱され、チューブ１３４とチューブ１３５を通じてポンプ１４０に出るようになる。熱伝導流体は、ポンプ１４０を通過し高温熱交換器１７０を経て大気温度（事実は大気温度より若干高い温度）に戻り、さらにＡＭＲ１１０Ｂに投入されることが１サイクルである。図８は、複数のＡＭＲ１１０Ａが磁石２１１内に完全に入って立ち止まり、さらに外部に出るために移動する前までの状態であり、熱伝導流体は、前述した方向に続いて流れる。この時、ソレノイド弁２はＯＦＦ、ソレノイド弁１、３、４はＯＮ状態であり、ＡＭＲ１１０Ａの低温側出入口１２１ＡＬ及び高温側出入口１２１ＡＨは、低温側インレット及び高温側アウトレットとして、ＡＭＲ１１０Ｂの高温側出入口１２１ＢＨ及び低温側出入口１２１ＢＬは、高温側アウトレット及び低温側インレットとして機能して循環するようになる。
【００３６】
図９及び図１０は、複数のＡＭＲ１１０Ａが磁石２１１の外部に出るために移動する瞬間から熱伝導流体がＡＭＲ１１０に流れずにバイパスするようになる（ソレノイド弁すべてＯＦＦ）。
【００３７】
図１１及び図１２では、図７及び図８のサイクルと正反対にＡＭＲ１１０Ｂが磁石２１１内に入るのに対し、ＡＭＲ１１０Ａが磁石２１１の外部に完全に出たので、高温熱交換器１７０を経由した大気温度の熱伝導流体が正反対にチューブ１３４を通じて対向ＡＭＲ１１０ＡとＡＭＲ１１０Ａを通過しながらダブル冷却され、低温熱交換器１６０を通過しながらさらに大気温度（事実は大気温度より若干低い温度）に戻り、対向ＡＭＲ１１０ＢとＡＭＲ１１０Ｂを経てダブル加熱された後、チューブ１３２とチューブ１３３を通じてポンプ１４０に出るようになる。熱伝導流体は、ポンプ１４０を通過し高温熱交換器１７０を経て大気温度（事実は大気温度より若干高い温度）に戻り、チューブ１３４を通じて複数のＡＭＲ１１０Ａにさらに投入されることが１サイクルである。この時のソレノイド弁１は、ＯＦＦ、ソレノイド弁２、３、４はＯＮ状態であり、ＡＭＲ１１０Ａの低温側出入口１２１ＡＬ及び高温側出入口１２１ＡＨは、低温側アウトレット及び高温側インレットとして、ＡＭＲ１１０Ｂの高温側出入口１２１ＢＨ及び低温側出入口１２１ＢＬは、高温側インレット及び低温側アウトレットとして機能して循環するようになる。
【００３８】
図１３及び図１４は、複数のＡＭＲ１１０Ｂが磁石２１１の外部に出るために移動する瞬間からは熱伝導流体がＡＭＲ１１０に流れずにバイパスされる。
【００３９】
図６乃至図１４の９段階までが全体回転式サイクルの半分サイクルのみを示し、マグネット部材２１０が最初の位置に戻るまで図８乃至図１４で同様に繰り返されることによって、全体回転式サイクルがなされる。
【００４０】
このような本実施例に係る磁気冷凍機サイクルの特徴は、熱伝導流体が直接磁気材料を通過しなければならない構造により熱交換の効率を高め、４個のＡＭＲ１１０が連結され、さらに多い量の磁気材料によりほぼ二倍の冷却効果が見られる。また、ＡＭＲにリブ１１４が形成されていて、熱伝導流体の流動圧力によってＡＭＲの形状が変形されないが、たとえ変形されるとしても、熱伝導流体は、分配チャンバーＤの構造によって磁気材料を避けることができないので、熱交換の効率が高い。また、ＡＭＲ１１０が板状であって、その構造が簡単であるが、効率が非常に良く、且つ成形が容易なプラスチック材質で形成されているという点である。
【００４１】
また、回転式ＡＭＲのサイクル動作なので、効率的であり、高い低温と高温の温度勾配を示すことによって冷却効果を奏することができる。前述したように、熱伝導流体が２個のＡＭＲを経てダブル冷却され、また２個のＡＭＲを経てダブル加熱されることを特徴とし、二倍の冷却効果を得ることができる。
【００４２】
また、サイクルの基本特徴は、ＡＭＲが磁石内に入る時は、熱伝導流体が低温から高温に流れ、ＡＭＲが磁石の外部に出る間には、熱伝導流体がＡＭＲに流れない。ＡＭＲが磁石の外部に出て冷却された後、熱伝導流体が高温から低温に流れる。
【００４３】
また、高温熱交換器の位置は、ポンプの吐出側にあるので、このような高温熱交換器の位置は、ポンプによって加熱された熱伝導流体の熱をＡＭＲに入る前に大気温度に作ることができる。
【００４４】
また、磁気材料は、磁場が印加される時、温度が変化する特性があり、このような特性に優れた材料としては、微細な大きさの粉末であるガドリニウムＧｄがある。このガドリニウムは、熱伝導流体の流れに対して浸透性に優れた空隙を有しており、熱の吸収及び放出に優れている。
【００４５】
本発明の再生機とこれを利用した磁気冷凍機は、前述実施例に限定されず、本発明の技術思想が許容する範囲内で多様に変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００４６】
４０、１４０  ポンプ
６０、１６３  低温熱交換器（室内機）
７０、１７０  高温熱交換器
１００  再生機
１１０、１１０Ａ、１１０Ｂ  ＡＭＲ
１１１  ＡＭＲベッド
１１４  貫通孔
１１５  装着溝
１２０Ｌ  低温側ＡＭＲノズル
１２０Ｈ  高温側ＡＭＲノズル
１２１Ｌ  低温側出入口
１２１Ｈ  高温側出入口
１２３Ｌ  低温側分配チャンバー
１２３Ｈ  高温側分配チャンバー
１５０  タワー
２１０  マグネット部材
２１１  磁石
２１３  ボディー
２３０  回転板
Ｍ  メッシュ
Ｒ  リブ型隔壁
Ｓ  パッキング
ＳＯＬ１〜ＳＯＬ４  ソレノイド弁
【図１】
2009543021.tif 000003
【図２】
2009543021.tif 000004
【図３】
2009543021.tif 000005
【図４】
2009543021.tif 000006
【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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【国際調査報告】
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