(57)【要約】【課題】磁気的、および機械的な強度の観点で有利な素子ベッドを提供する。【解決手段】磁気熱量効果素子４は、磁気熱量効果を発揮する。磁気熱量効果素子４は、容器３に収容されている。容器３は、容器３の壁を提供する容器部材３１を有する。容器部材３１は、非磁性の材料製である。容器３は、容器３に部分的に設けられ容器部材３１を補強する補強部材３２を有する。補強部材３２は、磁性の材料製である。補強部材３２は、磁気熱量効果素子４に供給される磁束ＢＳに対して縦長となる断面を有している。【選択図】図３
2019100650.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（４）と、
前記磁気熱量効果素子を収容する容器であって、前記容器の壁を提供する容器部材（３１）、および前記容器に部分的に設けられ前記容器部材を補強する補強部材（３２）を有する容器（３）とを備える磁気熱サイクル装置の素子ベッド。
【請求項２】
前記容器部材は、非磁性の材料製である請求項１に記載の磁気熱サイクル装置の素子ベッド。
【請求項３】
前記補強部材は、磁性の材料製である請求項１または請求項２に記載の磁気熱サイクル装置の素子ベッド。
【請求項４】
前記補強部材は、前記磁気熱量効果素子に供給される磁束（ＢＳ）の方向に沿って縦長の断面を有する請求項３に記載の磁気熱サイクル装置の素子ベッド。
【請求項５】
前記容器部材は、前記磁気熱量効果素子に供給される磁束の方向に関して前記磁気熱量効果素子と重複している重複壁を有し、
前記補強部材は、少なくとも前記重複壁に配置されている請求項１から請求項４のいずれかに記載の磁気熱サイクル装置の素子ベッド。
【請求項６】
前記容器部材は、筒状の部材であって、
前記重複壁は、他の壁より薄い請求項５に記載の磁気熱サイクル装置の素子ベッド。
【請求項７】
前記補強部材は、長さ方向（ＬＤ）に関して互いに離れている複数の補強部材（７３２ａ（ｎ）、７３２ａ（ｎ＋１）、７３２ａ（ｎ−１）、Ａ３２）を有する請求項１から請求項６のいずれかに記載の磁気熱サイクル装置の素子ベッド。
【請求項８】
前記補強部材は、前記容器部材を周方向に囲む環状の補強部材（Ａ３２）を有する請求項７に記載の磁気熱サイクル装置の素子ベッド。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の磁気熱サイクル装置の素子ベッド（２）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（６）と、
前記磁気熱量効果素子と熱交換する熱輸送媒体の往復流を生成する熱輸送装置（７）とを備える磁気熱サイクル装置。
【請求項１０】
請求項５に記載の磁気熱サイクル装置の素子ベッド（２）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（６）と、
前記磁気熱量効果素子と熱交換する熱輸送媒体の往復流を生成する熱輸送装置（７）とを備え、
複数の前記素子ベッドが周方向に沿って配置されたベッド群（２ａ）を有し、
前記磁束の方向が径方向であり、
前記重複壁は径方向に面する外壁および内壁であり、
複数の前記素子ベッドが前記重複壁以外の側壁を対向させて配置されている磁気熱サイクル装置。
【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、磁気熱サイクル装置およびその素子ベッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、磁気熱サイクル装置およびその素子ベッドを開示する。いわゆる素子ベッドは、磁気熱量効果素子と、容器とを含む。容器は、磁気熱量効果素子を収容する。容器は、磁気熱量効果素子に磁場を印加することを許容し、しかも、磁気熱量効果素子と熱交換するように熱輸送媒体が流れることを許容する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−５１４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来技術では、磁気熱量効果素子に磁場を印加することを許容するために、容器の材料および／または形状が制限される。反対に、磁気的に望ましい容器は、機械的な強度不足を生じる場合がある。容器が熱輸送媒体の圧力を受ける場合、容器の耐圧性が損なわれる場合がある。また、追加的に、または、代替的に、容器は、磁気的な損失、熱的な損失、渦電流に関連する損失などの損失が少ないことが望ましい。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、磁気熱サイクル装置およびその素子ベッド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、磁気的な観点、および、機械的な強度の観点で有利な容器を備えた磁気熱サイクル装置およびその素子ベッドを提供することである。
【０００６】
開示される他のひとつの目的は、容器に起因する損失を抑制できる磁気熱サイクル装置およびその素子ベッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに開示された磁気熱サイクル装置の素子ベッドは、磁気熱量効果を発揮する磁気熱量効果素子（４）と、磁気熱量効果素子を収容する容器であって、容器の壁を提供する容器部材（３１）、および容器に部分的に設けられ容器部材を補強する補強部材（３２）を有する容器（３）とを備える。
【０００８】
開示される磁気熱サイクル装置の素子ベッドによると、素子ベッドの容器を補強することができる。容器が機械的な強度の観点で補強されることにより、容器を磁気的な観点から改良することができる。この結果、磁気的な観点、および、機械的な強度の観点で有利な容器を提供することができる。
【０００９】
ここに開示された磁気熱サイクル装置は、上記素子ベッド（２）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（６）と、磁気熱量効果素子と熱交換する熱輸送媒体の往復流を生成する熱輸送装置（７）とを備える。
【００１０】
開示される磁気熱サイクル装置によると、磁気的な観点、および、機械的な強度の観点で有利な容器を備える磁気熱サイクル装置が提供される。
【００１１】
ここに開示された磁気熱サイクル装置は、少なくとも重複壁に補強部材が配置されている素子ベッド（２）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（６）と、磁気熱量効果素子と熱交換する熱輸送媒体の往復流を生成する熱輸送装置（７）とを備え、複数の素子ベッドが周方向に沿って配置されたベッド群（２ａ）を有し、磁束の方向が径方向であり、重複壁は径方向に面する外壁および内壁であり、複数の素子ベッドが重複壁以外の側壁を対向させて配置されている。
【００１２】
開示される磁気熱サイクル装置によると、磁気熱量効果素子に作用する主要な磁束を透過させる重複壁に補強部材が配置されている。周方向に沿って複数の素子ベッドが配置された構成では、外壁および内壁が径方向に面する。しかも磁束の方向が径方向とされているから、重複壁は、外壁および内壁である。よって、補強部材は、比較的高い強度が求められる外壁および内壁を補強することができる。
【００１３】
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】
【００１４】
【図１】第１実施形態の装置を示すブロック図である。
【図２】第１実施形態の装置を示す断面図である。
【図３】第１実施形態の素子ベッドを示す斜視図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線における断面図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ線における断面図である。
【図６】図３のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
【図７】第２実施形態の素子ベッドを示す斜視図である。
【図８】第３実施形態の素子ベッドを示す斜視図である。
【図９】第４実施形態の素子ベッドを示す斜視図である。
【図１０】第５実施形態の素子ベッドを示す斜視図である。
【図１１】第６実施形態の素子ベッドを示す斜視図である。
【図１２】第７実施形態の素子ベッドを示す斜視図である。
【図１３】素子ベッドの温度分布を示すグラフである。
【図１４】第８実施形態の製造方法を示す斜視図である。
【図１５】第９実施形態の製造方法を示す斜視図である。
【図１６】第１０実施形態の素子ベッドを示す斜視図である。
【図１７】図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線における断面図である。
【図１８】図１６のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線における断面図である。
【図１９】図１６のＸＩＸ−ＸＩＸ線における断面図である。
【図２０】素子ベッドの温度分布を示すグラフである。
【図２１】第１１実施形態の製造方法を示す斜視図である。
【図２２】第１２実施形態の補強部材を示す断面図である。
【図２３】第１３実施形態の補強部材を示す断面図である。
【図２４】第１４実施形態の補強部材を示す断面図である。
【図２５】第１５実施形態の補強部材を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
【００１６】
第１実施形態
図１は、磁気熱サイクル装置を示すブロック図である。磁気熱サイクル装置は、磁気熱量効果型ヒートポンプ装置１を提供する。磁気熱量効果型ヒートポンプ装置１は、ＭＨＰ装置１と呼ばれる。ＭＨＰは、Ｍａｇｎｅｔｏ−ｃａｌｏｒｉｃ  ｅｆｆｅｃｔ  Ｈｅａｔ  Ｐｕｍｐである。ＭＨＰ装置１は、磁気ヒートポンプ装置とも呼ばれる。ＭＨＰ装置１は、乗り物用空調装置を提供する。
【００１７】
この明細書において乗り物の語は広義の意味で使用される。すなわち、乗り物の語は、乗員室または荷室を有する移動体、例えば、走行車両、船舶、飛行機を含む。さらに、乗り物の語は、シミュレーション機器、アミューズメント機器などを含む。
【００１８】
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。
【００１９】
ＭＨＰ装置１は、磁気熱量効果素子ベッド２を備える。磁気熱量効果素子ベッド２は、素子ベッド２と呼ばれる。素子ベッド２は、容器３と、磁気熱量素子４を有する。磁気熱量素子４は、ＭＣＥ素子４と呼ばれる。ＭＨＰ装置１は、ＭＣＥ素子４の磁気熱量効果を利用する。容器３は、作業室３ａを内部に区画形成している。容器３は、ＭＣＥ素子４を収容する。ＭＣＥ素子４は、作業室３ａの中に収容されている。ＭＣＥ素子４は、作業室３ａの一端における端部領域である高温端１１と作業室３ａの他端における端部領域である低温端１２と間に配置されている。容器３は、ＭＣＥ素子４に磁場を印加することを許容し、しかも、ＭＣＥ素子４と熱交換するように熱輸送媒体５が流れることを許容する。熱輸送媒体５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。容器３の大部分は、非磁性の材料製である。
【００２０】
ＭＣＥ素子４は、磁気熱量効果を有する磁気作業物質を含む。ＭＣＥは、Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｃａｌｏｒｉｃ  Ｅｆｆｅｃｔとも呼ばれる。ＭＣＥ素子４は、高温端１１と低温端１２と間に配置されている。ＭＣＥ素子４は、外部磁場の強弱により発熱と吸熱とを生じる。容器３とＭＣＥ素子４とは、熱輸送媒体５の流路を形成するように、配置されている。
【００２１】
ＭＣＥ素子４は、複数の素子群４ｎを有する。図示されている素子群４ｎの数は、例示である。ＭＣＥ素子４は、ｎ個の素子群４ｎを有することができる。複数の素子群４ｎは、定常運転時に得られる目標値としての温度勾配（温度分布）を分担する。温度勾配は、高温端１１と低温端１２とを生成する。高温端１１および低温端１２の語は、素子ベッド２の中の部分的な領域を指している。高温端１１および低温端１２は、長さ方向ＬＤにおけるＭＣＥ素子２より外側の領域を指している。高温端１１および低温端１２よりさらに外側には、多くの場合、配管、ポンプ、弁機構などが配置されている。温度勾配は、ＭＨＰ装置１が長時間にわたって運転される結果として得られる。例えば、定常運転時に得られる温度勾配は、乗り物用空調装置として利用できる高温と低温とを提供する。複数の素子群４ｎは、ＭＣＥ素子４の長手方向、すなわち熱輸送媒体５の流れ方向に沿って配置されている。このようなＭＣＥ素子４における複数の素子群４ｎの配置は、カスケード配置と呼ばれる。
【００２２】
複数の素子群４ｎのそれぞれを構成する材料は、キュリー温度が異なる。複数の素子群４ｎ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１１に近い素子群４ｎは、定常運転状態において高温端１１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。中温部に近い素子群４ｎ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１２に近い素子群４ｎは、定常運転状態において低温端１２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。
【００２３】
ＭＣＥ素子４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４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４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４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。磁性体は、例えばガドリニウム系材料であってもよい。また、マンガン、鉄、リンおよびゲルマニウムの混合物であってもよい。
【００２４】
ＭＨＰ装置１は、磁場変調装置６（ＭＧＦＭ）と熱輸送装置７（ＦＬＤＭ）とを備える。磁場変調装置６と熱輸送装置７とは、ＭＣＥ素子４をＡＭＲ（Ａｃｔｉｖｅ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ）サイクルとして機能させる。磁場変調装置６と熱輸送装置７とは、同期的に作動する。
【００２５】
磁場変調装置６は、ＭＣＥ素子４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ように外部磁場を変調する。外部磁場は、厚さ方向ＴＤに沿って与えられる。容器３を厚さ方向ＴＤに沿って貫通する磁束ＢＳが図示されている。磁場変調装置６は、ＭＣＥ素子４を強い磁界内に置く励磁状態と、ＭＣＥ素子４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６は、ＭＣＥ素子４が強い外部磁場の中に置かれる励磁期間、およびＭＣＥ素子４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６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ことができる。
【００２６】
磁場変調装置６は、永久磁石を含む磁性部材６ａを備える。磁性部材６ａは、ＭＣＥ素子４の全体に外部磁場を印加可能である。磁性部材６ａの全長は、ＭＣＥ素子４の全長より長い。磁性部材６ａは、ＭＣＥ素子４と重複するように配置されている。磁性部材６ａは、素子ベッド２と重複するように配置されている。磁性部材６ａは、素子ベッド２のうち、ＭＣＥ素子４が配置された中央領域と重複するように配置されている。さらに、磁性部材６ａは、高温端１１と重複するように配置されている。磁性部材６ａは、高温端１１にも、外部磁場の変化を与える。磁性部材６ａは、低温端１２と重複するように配置されている。磁性部材６ａは、低温端１２にも、外部磁場の変化を与える。このように、磁場変調装置６は、素子ベッドが提供する端部領域にも、外部磁場の変化を作用させる。
【００２７】
磁場変調装置６は、素子ベッド２および／または永久磁石を移動させ、素子ベッド２と永久磁石との間の距離を周期的に、かつ相対的に変化させる機構によって提供される。磁場変調装置６は、例えば、固定の素子ベッド２に対して、永久磁石を回転移動させる回転機構を含むことができる。
【００２８】
熱輸送装置７は、ＭＣＥ素子４が放熱または吸熱する熱を輸送するための熱輸送媒体５流すための流体機器を備える。熱輸送装置７は、ＭＣＥ素子４と熱交換する熱輸送媒体５をＭＣＥ素子４に沿って流す装置である。熱輸送装置７は、ＭＣＥ素子４に高温端と低温端とを生成するように、熱輸送媒体５を流す。熱輸送装置７は、例えば、磁場変調装置６による外部磁場の変化に同期して熱輸送媒体５を往復的に流す。熱輸送装置７は、熱輸送媒体５を流すためのポンプを含むことができる。熱輸送装置７は、熱輸送媒体５の流れを制御するための複数の通路、および弁機構を備えることができる。
【００２９】
ＭＨＰ装置１は、乗り物用空調装置を提供するための空調装置８（ＨＶＡＣ）を有する。空調装置８は、暖房、換気、および空調のためのユニットとも呼ばれる。空調装置８は、高温端１１に得られる高温、および／または低温端１２に得られる低温を利用する。高温および／または低温は、ＭＣＥ素子４から取り出されてもよく、熱輸送媒体５から取り出されてもよい。
【００３０】
図２において、ＭＨＰ装置１は、複数の素子ベッド２を有する。複数の素子ベッド２は、複数の素子ベッド群２ａを提供している。ひとつの素子ベッド群２ａには、複数の素子ベッド２が所属している。複数の素子ベッド２は、動力源によって回転移動させられる磁性部材６ａ、６ａの間に配置されている。図示の例では、ＭＨＰ装置１は、４つの素子ベッド群２ａを有する。ひとつの素子ベッド群２ａは、３つの素子ベッド２を有する。ひとつの素子ベッド群２ａに属する複数の素子ベッド２は、同時に、同じ流れ方向の熱輸送媒体５を供給される。ひとつの素子ベッド群２ａに属する複数の素子ベッド２は、ほぼ同時に、励磁期間または消磁期間に置かれる。容器３の形状は、やや誇張されて図示されている。容器３は、筒状である。容器３は、角筒、または円筒と呼びうる断面形状を有する。容器３の断面形状は、扇状とも呼ばれることがある。
【００３１】
容器３は、ＭＣＥ素子４に供給される磁束ＢＳの方向に関してＭＣＥ素子４と重複している壁、すなわち、厚さ方向ＴＤに関してＭＣＥ素子４と重複している壁を有する。この壁は、重複壁と呼ばれる。重複壁は、磁束ＢＳの方向と直交して広がっている。重複壁は、径方向に面して広がっている。重複壁は、容器３の径方向内側と、径方向外側とに面している。容器３は、重複壁以外の側壁を有する。側壁は、容器３の周方向両側に面している。
【００３２】
重複壁は、ＭＣＥ素子４と鎖交する多くの磁束ＢＳが通過するから、磁気的な損失に大きく関係している。重複壁が薄いほど、有効な磁束ＢＳの強さが高くなる。磁束ＢＳの一部は、側壁を通過して、ＭＣＥ素子４と鎖交する場合がある。ただし、側壁を通してＭＣＥ素子４と鎖交する磁束ＢＳは、わずかである。このため、側壁による磁気的な損失への関与は比較的小さい。このような観点から、重複壁は、薄い厚さによって容器３に求められる強度を満たす構造であることが求められる。
【００３３】
図３において、素子ベッド２は、やや模式化されて描かれている。厚さ方向ＴＤは、径方向に対応し、幅方向ＷＤは、周方向に対応している。長さ方向ＬＤは、熱輸送媒体５の流れ方向でもある。素子ベッド２は、容器３とＭＣＥ素子４とを有する。容器３は、長さ方向ＬＤに沿って延びる筒状である。容器３は、容器部材３１と、少なくともひとつの補強部材３２とを有している。容器３は、複数の補強部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを有する。
【００３４】
ＭＣＥ素子４は、複数の粒４ａによって提供されている。複数の粒４ａは、容器３の中に充填されている。複数の粒４ａは、それらの間に、熱輸送媒体５の流路を提供する。ＭＣＥ素子４が提供する流路断面積Ａ４は、容器３が提供する断面積Ａ３の一部である。ＭＣＥ素子４は、その設置領域にほぼ一様に配置されている。この結果、ＭＣＥ素子４と流路とはほぼ均一に分散配置されている。流路断面積Ａ４は、長さ方向ＬＤに垂直な断面における分散した複数の流路の合計である。流路の分散的な配置は、ＭＣＥ素子４と熱輸送媒体５との間の良好な熱交換を提供する。ＭＣＥ素子４は、熱輸送媒体５を流すための複数のマイクロチャンネルを形成する板状、ブロック状など多様な形状によって提供することができる。
【００３５】
容器部材３１は、非磁性の材料製である。容器部材３１は、熱輸送媒体５を漏らさずに保持する気密性を有している。容器部材３１は、熱輸送媒体５の圧力に耐える耐圧性を提供している。容器部材３１は、非磁性の樹脂製である。
【００３６】
補強部材３２は、容器部材３１の中に部分的に設けられている。補強部材３２は、容器部材３１が提供する壁の強度を補強している。よって、この実施形態では、容器３の耐圧性は、容器部材３１と補強部材３２とによって提供されている。
【００３７】
補強部材３２は、単位体積あたりの機械的な強度が容器部材３１より大きい。特に、厚さ方向ＴＤにおける補強部材３２の縦弾性率は、容器部材３１の縦弾性率より高い。この結果、容器３としての縦弾性率も高い。補強部材３２は、金属によって提供されてもよい。補強部材３２は、アルミニウム、または非磁性ステンレスなど非磁性の金属によって提供されてもよい。補強部材３２は、導電性の材料によって提供されてもよい。補強部材３２は、磁性の材料によって提供されてもよい。補強部材３２は、鉄、電磁鋼板、または磁性ステンレスなど磁性の金属によって提供されてもよい。この実施形態では、補強部材３２は、鉄製である。
【００３８】
容器部材３１の材料は、所定の熱伝導率を有する。容器部材３１の材料の熱伝導率は、補強部材３２の材料の熱伝導率より低い。容器部材３１は、容器３の大部分を提供するから、容器３自体の低い熱伝導率に貢献している。容器部材３１は、高温端１１と低温端１２との間の熱移動を抑制するために貢献する。容器部材３１の抵抗率は、補強部材３２の抵抗率より高い。ここでも、容器部材３１は、容器３の大部分を提供するから、容器３自体の抵抗率を高くするために貢献している。この結果、容器３は、高い縦弾性率と、低い熱伝導率と、高い電気抵抗率とを提供する。容器３を形成する材料の特性だけで、容器３に求められる耐圧性能と、熱伝導による損失の抑制と、渦電流に起因する損失の低減とが図られる。
【００３９】
補強部材３２の材料は、所定の熱伝導率を有する。補強部材３２の材料の熱伝導率は、容器部材３１の材料の熱伝導率より高い。補強部材３２は、高温端１１と低温端１２との間の熱移動を促進してしまう。ただし、長さ方向ＬＤと垂直な断面において、補強部材３２が提供する断面積は、容器部材３１が提供する断面積より小さい。このため、補強部材３２を通る熱移動は、許容範囲内に抑制される。
【００４０】
図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線における断面を示している。図５は、図３のＶ−Ｖ線における断面を示している。図６は、図３のＶＩ−ＶＩ線における断面を示している。図３−図６において、容器３の形状が詳細に示されている。
【００４１】
容器３は、幅Ｗ３を有している。幅Ｗ３は、容器部材３１の幅でもある。容器部材３１は、筒状である。容器部材３１は、容器３の外形を規定している。ここでは、容器３の断面を正方形として説明する。容器３は、重複壁としての外壁３１ａと内壁３１ｂとを有する。容器３は、側壁３１ｃ、３１ｄを有する。重複壁と、側壁との境界は、破線によって図示されている。重複壁としての外壁３１ａおよび内壁３１ｂの幅Ｗ３１ａは、幅Ｗ３より小さい。容器３は多辺形または多角形の筒状であるから、角部は側壁に属している。
【００４２】
補強部材３２は、長さ方向ＬＤに沿って延びている。補強部材３２の長さＬｒｆは、容器３の長さＬｂｅｄに等しい。補強部材３２は、容器３に部分的に配置されている。補強部材３２は、容器部材３１の中に部分的に配置されている。補強部材３２は、容器部材３１の厚さを抑制するために貢献している。
【００４３】
容器部材３１が提供する複数の壁３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄのそれぞれは、複数の補強部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄのそれぞれを有する。外壁３１ａは、補強部材３２ａによって補強されている。内壁３１ｂは、補強部材３２ｂによって補強されている。側壁３１ｃは、補強部材３２ｃによって補強されている。側壁３１ｄは、補強部材３２ｄによって補強されている。補強部材３２は、対応する壁の中央部に沿って延在するように配置されている。例えば、補強部材３１ａは、外壁３１ａの幅Ｗ３１ａの中央に配置されている。補強部材３２ａは、容器部材３１だけで提供される壁の幅を小さくしている。具体的には、容器部材３１だけで提供される壁は、幅Ｗ３１ａ／２を有する。
【００４４】
補強部材３２は、容器部材３１が提供する壁の梁としての幅を抑制する。例えば、外壁３１ａは、幅Ｗ３１ａに作業室３ａの内圧を受ける。補強部材３２ａがない場合、外壁３１ａは、幅Ｗ３１ａの長さにわたって湾曲する。しかし、補強部材３２ａが配置されることで、外壁３１ａは、幅Ｗ３１ａ／２にわたって変形する。これにより、壁の変形量、すなわち容器３の変形量が抑制される。
【００４５】
補強部材３２は、容器３の長さ方向ＬＤに垂直な断面の中に等間隔に配置されている。長さ方向ＬＤに垂直な断面において隣接する２つの補強部材３２の間には、沿面長さＤｒｆの容器部材３１の壁がある。複数の補強部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの配置は、厳密に等間隔でなくてもよい。複数の補強部材３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄは、容器部材３１を補強するように分布していればよい。補強部材３２は、少なくとも外壁３１ａおよび／または内壁３１ｂに設けられていることが望ましい。これにより、外壁３１ａおよび／または内壁３１ｂが補強される。補強部材３２は、側壁３１ｃおよび／または側壁３１ｄに設けられていてもよい。これにより、容器３の全体の耐圧性が高められる。
【００４６】
補強部材３２は、長さ方向ＬＤと垂直な断面において、単辺の幅Ｗｒｆと、長辺の高さＴｒｆとを有する。幅Ｗｒｆは、高さＴｒｆより小さい（Ｗｒｆ＜Ｔｒｆ）。高さＴｒｆは、磁束ＢＳに沿った方向である。幅Ｗｒｆは、磁束ＢＳと交差する。言い換えると、補強部材３２の断面は、長辺と短辺とを有する。補強部材３２は、長辺が磁束ＢＳと平行になるように配置されている。補強部材３２は、ＭＣＥ素子４に供給される磁束ＢＳの方向に沿って縦長の断面を有するといえる。縦長の断面は、磁束ＢＳと補強部材３２との鎖交を抑制し、鎖交に伴う損失を抑制する。縦長の断面を有する補強部材３２は、例えば、渦電流による損失を抑制する。縦長の断面は、厚さ方向ＴＤにおける容器部材３１の強度を有効に高める。例えば、縦長の断面は、作業室３ａの内圧に抗する強度を提供する。
【００４７】
補強部材３２は、容器３の壁の外側に配置されている。補強部材３２ａは、外壁３１ａの径方向外側を占めている。補強部材３２の高さＴｒｆは、外壁３１ａの厚さＴ３の一部を占めている。容器部材３１は、作業室３ａを区画するための筒状部分として厚さＴｃを有する。筒状部分は、シール性を提供するために連続した材料によって形成されている。筒状部分は、全周にわたり、かつ、全長にわたって連続している。筒状部分の厚さＴｃは、補強部材３２ａの高さＴｒｆより大きい。
【００４８】
この実施形態では、外壁３１ａ、内壁３１ｂ、側壁３１ｃ、および側壁３１ｄのすべてが厚さＴ３を有する。これらの壁の厚さＴ３は、補強部材３２による補強のもとで容器３に求められる耐圧性を満足する比較的薄い厚さである。側壁（側壁３１ｃおよび側壁３１ｄ）は、重複壁（外壁３１ａおよび内壁３１ｂ）よりも厚く形成されてもよい。
【００４９】
以上に述べた実施形態によると、容器３は、容器部材３１と、補強部材３２とを有する。これにより、磁気的な観点から容器部材３１の材料、および形状を選定することができる。しかも、補強部材３２によって機械的な強度の観点から要求を満足することができる。よって、磁気的な観点、および、機械的な強度の観点に関して有利な容器３を備えた素子ベッド２およびＭＨＰ装置１を提供することができる。
【００５０】
この実施形態では、磁束ＢＳに関してＭＣＥ素子４と重複する重複壁である外壁３１ａおよび／または内壁３１ｂに補強部材３２が配置される。このため、磁気的な観点、および、機械的な強度の観点に関して有利な壁を備えた容器３が提供される。
【００５１】
この実施形態では、非磁性の材料製の容器部材３１と、磁性の材料製の補強部材３２とが用いられる。これにより、材料選定の高い自由度が提供される。
【００５２】
この実施形態では、補強部材３２は、縦長の断面を有する。縦長の断面は、磁束ＢＳとの鎖交を抑制する。よって、容器３における磁気的な損失が抑制される。この実施形態では、金属製の補強部材３２が用いられる。金属製の補強部材３２に鎖交する磁束ＢＳが変化すると、補強部材３２に渦電流損が生じる。縦長の断面は、例えば、渦電流損を抑制する。
【００５３】
図２に戻り、ＭＨＰ装置１は、複数の素子ベッド２が周方向に沿って配置されたベッド群２ａを有する。ＭＣＥ素子４に供給される磁束ＢＳ、言い換えると磁場変調装置６が供給する磁束ＢＳの方向は、径方向である。複数の素子ベッド２は、重複壁以外の側壁３１ｃ、３１ｄを対向させて配置されている。重複壁は、径方向に面する外壁３１ａおよび内壁３１ｂである。ひとつの素子ベッド群２ａの中において、周方向に沿って複数の素子ベッド２が配置された構成では、外壁３１ａおよび内壁３１ｂが径方向に面する。少なくとも主要な磁束を透過させる重複壁に補強部材３２が配置されている。しかも磁束ＢＳの方向が径方向とされているから、重複壁は、外壁３１ａおよび内壁３１ｂである。よって、補強部材３２は、比較的高い強度が求められる外壁３１ａおよび内壁３１ｂを補強することができる。
【００５４】
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、ひとつの壁にひとつの補強部材が配置されている。これに代えて、この実施形態では、ひとつの壁に複数の補強部材が配置される。
【００５５】
図７は、この実施形態の素子ベッド２を図示している。複数の壁３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄのそれぞれは、複数の補強部材３２を有する。代表的な外壁３１ａは、中央の補強部材３２ａに加えて、追加的な補強部材２３２ｅ、２３２ｆ、２３２ｇ、２３２ｈを有する。複数の補強部材３２ａ、２３２ｅ、２３２ｆ、２３２ｇ、２３２ｈは、中央部分で高く、両端部で低い補強部材密度を提供している。ひとつの壁３１ａに配置された複数の補強部材３２ａ、２３２ｅ、２３２ｆ、２３２ｇ、２３２ｈは、壁３１ａの強度の向上を可能とする。
【００５６】
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、すべての壁に補強部材が配置されている。これに代えて、重複壁にのみ補強部材を配置してもよい。
【００５７】
図８は、この実施形態の素子ベッド２を図示している。重複壁としての外壁３１ａは、補強部材３２ａを有する。重複壁としての内壁３１ｂは、補強部材３２ｂを有する。側壁３１ｃは、補強部材３２を備えない。側壁３１ｄは、補強部材３２を備えない。このように、重複壁だけに補強部材３２を配置してもよい。
【００５８】
外壁３１ａおよび内壁３１ｂは、厚さＴ３ｒを有する。側壁３１ｃおよび側壁３１ｄは、厚さＴ３ｃを有する。厚さＴ３ｒは、厚さＴ３ｃより小さい（Ｔ３ｃ＜Ｔ３ｒ）。外壁３１ａおよび内壁３１ｂは、補強部材３２ａ、３２ｂによって必要とされる強度を提供している。
【００５９】
この実施形態によると、磁束ＢＳを通しやすい材料を重複壁に利用することができる。しかも、重複壁は、側壁よりも薄いから、磁束ＢＳを通しやすい。さらに、少なくとも重複壁に補強部材３２を配置することにより、重複壁が補強される。このため、機械的強度が弱い材料を重複壁に利用したり、重複壁を薄くしたりすることができる。この結果、磁気的な観点と、機械的な強度の観点との両方において設計上の要求を満たすことができる。
【００６０】
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、壁の外面に露出するように補強部材が配置されている。これに代えて、壁の中に補強部材を埋設状態で配置してもよい。
【００６１】
図９は、この実施形態の素子ベッド２を図示している。容器部材３１の壁は、内部に補強部材３２を有する。補強部材３２は、埋設されている。図示の例では、補強部材３２は、容器３の端面において露出しているが、補強部材３２は、端面においても容器部材３１によって覆われていてもよい。例えば、外壁３１ａには、少なくともひとつの補強部材４３２ａが埋設されている。外壁３１ａは、複数の補強部材４３２ａを有する。他の壁にも、同様に補強部材が配置されている。
【００６２】
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、壁の中に補強部材が配置されている。これに代えて、壁の外面に突出して補強部材を配置してもよい。
【００６３】
図１０は、この実施形態の素子ベッド２を図示している。容器部材３１の壁は、外表面上に補強部材３２を有する。補強部材３２は、容器部材３１の外表面に接着されている。例えば、外壁３１ａには、少なくともひとつの補強部材５３２ａが付着している。補強部材５３２ａは、容器部材３１を補強することにより、外壁３１ａの変形量を抑制する。他の壁にも、同様に補強部材が配置されている。この実施形態でも、重複壁が補強される。
【００６４】
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、容器３は、多角形の筒状である。これに代えて、容器３は、角部または平面を持たない円形または楕円形でもよい。
【００６５】
図１１は、この実施形態の素子ベッド２を図示している。容器３は、円筒状である。容器３内には、円筒の内部空洞によって作業室３ａが区画されている。作業室３ａには、ＭＣＥ素子４が収容されている。円筒状の容器３においても、磁束ＢＳの方向に関してＭＣＥ素子４と重複する重複壁と、側壁とを特定することができる。ＭＣＥ素子４に対して径方向外側に位置する外壁６３１ａは、曲面である。ＭＣＥ素子４に対して径方向内側に位置する内壁６３１ｂは、曲面である。外壁６３１ａと内壁６３１ｂとは、重複壁を提供している。外壁６３１ａと内壁６３１ｂとを連結する部位は、側壁６３１ｃおよび側壁６３１ｄと呼ばれる。
【００６６】
この実施形態においても、補強部材３２は、容器部材３１が提供する壁を補強している。容器３は、磁束ＢＳの方向に関して幅Ｗ３を有する。重複壁は、幅Ｗ３１ａを有する。補強部材６３２ａは、重複壁としての外壁６３１ａを補強している。補強部材６３２ｂは、重複壁としての内壁６３１ｂを補強している。補強部材６３２ｃは、側壁６３１ｃを補強している。補強部材６３２ｄは、側壁６３１ｄを補強している。
【００６７】
なお、この実施形態における容器の形状は、他の実施形態と組み合わせ可能である。例えば、重複壁の厚さは、側壁の厚さより薄く形成されてもよい。また、補強部材３２は、重複壁だけに設けられてもよい。また、重複壁は、複数の補強部材を備えていてもよい。
【００６８】
第７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、補強部材３２は、長さ方向ＬＤにのみ沿って延びている。これに代えて、補強部材３２は、容器３の周方向に沿って延びていてもよい。しかも、補強部材３２は、長さ方向ＬＤおよび周方向（厚さ方向ＴＤおよび幅方向ＷＤ）の両方向に沿って、すなわち長さ方向ＬＤに対して斜めに延びていてもよい。さらに、補強部材３２は、長さ方向ＬＤに関して互いに離れている複数の補強部材を有していてもよい。
【００６９】
図１２は、この実施形態の素子ベッド２を図示している。容器３は、容器部材３１が提供する壁に、長さ方向ＬＤに対して斜めに延びる補強部材３２を有する。補強部材３２の材料の熱伝導率は、容器部材３１の材料の熱伝導率より高い。容器３は、長さ方向ＬＤに沿って螺旋状に推移する複数の補強部材３２を有する。ひとつの壁に配置された複数の補強部材３２は、長さ方向ＬＤに沿って連続していない。ただし、複数の補強部材３２は、周方向に関して所定の距離だけ離れて、所定の長さだけ平行に配置されている。言い換えると、ひとつの壁上に配置された複数の補強部材３２は、重複している。２つの補強部材３２の間は、容器部材３１によって満たされている。このような連続しない複数の補強部材３２は、容器３の強度を高めながら、高温端１１と低温端１２との間における長さ方向ＬＤに沿った熱移動を抑制する。
【００７０】
外壁３１ａに配置された複数の補強部材７３２ａを通る熱移動を説明する。ｎ番目の補強部材７３２ａ（ｎ）は、少なくとも一端において他の補強部材７３２（ｎ＋１）および／または他の補強部材７３２（ｎ−１）と重複している。その重複範囲の長さは、長さＬｖである。複数の補強部材７３２ａの間には、容器部材３１または空気が存在している。よって、複数の補強部材７３２ａの間は、互いに熱的な高抵抗状態である。この結果、ひとつの補強部材７３２ａ（ｎ）を通る熱伝達が抑制される。
【００７１】
図１３は、熱伝達を説明するための模式的なグラフである。（Ａ）は、先の実施形態における熱移動のモデルを示す。（Ｂ）は、この実施形態における熱移動のモデルを示す。横軸は、長さを示す。縦軸は、高温端１１の温度ＴＨと、低温端１２の温度ＴＬとを示す。
【００７２】
先の実施形態では、高温端１１と低温端１２との間にわたる補強部材３２が設けられている。これでは、補強部材３２を通して熱移動が生じる。熱移動は、ＭＨＰ装置１の運転効率を低下させる。
【００７３】
この実施形態では、ｎ番目の補強部材７３２ａ（ｎ）は、素子ベッド２の全長の一部だけを提供する。しかも、ｎ番目の補強部材７３２ａ（ｎ）は、少なくとも一端において、ｎ＋１番目の補強部材７３２ａ（ｎ＋１）またはｎ−１番目の補強部材７３２ａ（ｎ−１）と長さ方向ＬＤに関して重複している。この重複範囲においては、ひとつの壁に複数の補強部材７３２が配置されるから、壁を補強することができる。しかも、重複している２つの補強部材７３２は、離れている。このため、２つの補強部材７３２の間の熱移動が抑制される。
【００７４】
図中には、ｎ番目の補強部材７３２ａ（ｎ）との重複関係が示されている。また、（Ｂ）に図示されるｎ番目の補強部材７３２ａ（ｎ）の温度傾斜は、補強部材３２の高い熱伝導率に起因して、（Ａ）に図示される温度傾斜より小さい。このため、補強部材３２は、カスケード接続された複数の素子群のひとつの中での温度傾斜を抑制する。例えば、ひとつの素子群の長さと、ひとつの補強部材３２の長さとを対応させてもよい。
【００７５】
この実施形態によると、熱伝導率が高い金属などによって補強部材３２を提供しても、補強部材３２を通る熱移動を抑制することができる。しかも、複数の補強部材３２は、周方向に重複しながら、長さ方向ＬＤに延びているから、容器３の壁における部分的な強度不足が抑制される。
【００７６】
第８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。この実施形態は、上記実施形態の素子ベッド２の製造方法のひとつを提供する。
【００７７】
図１４は、この実施形態の素子ベッド２の製造方法のひとつの段階を図示している。この実施形態で説明される複数の段階の順序は入替え可能である。素子ベッド２の製造方法は、容器３を準備する段階と、ＭＣＥ素子４を準備する段階と、容器３にＭＣＥ素子４を入れる段階とを含む。
【００７８】
容器３を準備する段階は、容器２の主要な壁を提供する容器部材３１を準備する段階を含む。容器部材３１は、筒状の部材を準備する段階でもある。容器部材３１が樹脂またはアルミニウムによって提供される場合、筒状の部材は、射出成形、ダイカストなどと呼ばれる型成形技術によって製造される。容器部材３１を準備する段階は、補強部材３２を設けるための形状を準備する段階を含む場合がある。この段階は、容器部材３１に補強部材３２を設けるための溝を形成する段階を含む。
【００７９】
容器３を準備する段階は、補強部材３２を準備する段階を含む。補強部材３２は、棒状の部材として準備される。容器３を準備する段階は、容器部材３１に、補強部材３２を装着する段階を含む。補強部材３２は、容器部材３１の溝に補強部材３２を径方向に沿って装着する段階を含む。補強部材３２は、圧入、接着、かしめなどの固定手段によって容器部材３１に固定される。
【００８０】
第９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。この実施形態は、上記実施形態の素子ベッド２の製造方法のひとつを提供する。
【００８１】
図１５は、この実施形態の素子ベッド２の製造方法のひとつの段階を図示している。この実施形態は、容器部材３１に、補強部材３２を装着する段階を提供する。容器部材３１を準備する段階は、補強部材３２を設けるための穴を形成する段階を含む。補強部材３２は、長さ方向ＬＤに沿って穴に挿入される。なお、補強部材３２は、容器部材３１の中にインサート成形されてもよい。
【００８２】
第１０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、補強部材３２は、少なくとも長さ方向ＬＤに沿って延びている。これに代えて、補強部材は、容器３の周方向にのみ沿って延びていてもよい。
【００８３】
図１６は、この実施形態の素子ベッド２を図示している。容器３は、筒状の容器部材Ａ３１を備える。容器部材Ａ３１は、容器３の全長にわたって延びている。容器３は、複数の補強部材Ａ３２を有する。補強部材Ａ３２は、容器部材Ａ３１の外側に沿って延びている。補強部材Ａ３２は、容器部材Ａ３１の全周にわたって延びている。補強部材Ａ３２は、容器部材Ａ３１の全周を囲む環状である。よって、容器部材Ａ３１の外側には、複数の補強部材Ａ３２が配置されている。複数の補強部材Ａ３２の間には、所定間隔が設けられている。ひとつの補強部材Ａ３２は、長さ方向ＬＤに沿って長さＬ３２を有する。
【００８４】
容器３は、複数のスペーサＡ３３を有する。複数のスペーサＡ３３は、複数の補強部材Ａ３２の間に配置されている。この結果、容器部材Ａ３１の外側には、複数の補強部材Ａ３２と複数のスペーサＡ３３とが交互に配置されている。ひとつのスペーサＡ３３は、長さ方向ＬＤに沿って長さＬ３３を有する。長さＬ３３は、長さＬ３２より小さい。スペーサＡ３３は、容器部材Ａ３１と同じ材料によって提供することができる。スペーサＡ３３の材料の熱伝導率は、補強部材Ａ３２の熱伝導率より小さい。これにより、高温端１１と低温端１２との間における熱移動が抑制される。
【００８５】
図１７は、図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線における断面を示している。容器部材Ａ３１は、厚さＴｓｃを有する。スペーサＡ３３は、厚さＴｓｐを有する環状の部材である。容器部材Ａ３１とスペーサＡ３３とは、容器３の厚さＴ３を提供している。厚さＴ３は、容器部材Ａ３１の材料と、スペーサＡ３３の材料とによって容器３に必要とされる耐圧性を提供する。この観点において、スペーサＡ３３は、容器部材Ａ３１に対する補強部材でもある。スペーサＡ３３の一部は、外壁Ａ３１ａと、内壁Ａ３１ｂとを補強している。また、スペーサＡ３３の一部は、側壁Ａ３１ｃと、側壁Ａ３１ｄとを補強している。
【００８６】
図１８は、図１６のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線における断面を示している。補強部材Ａ３２は、厚さＴｒｆを有する環状の部材である。容器部材Ａ３１と補強部材Ａ３２とは、容器３の厚さＴ３を提供している。厚さＴ３は、容器部材Ａ３１の材料と、補強部材Ａ３２の材料とによって容器３に必要とされる耐圧性を提供する。補強部材Ａ３２の一部は、外壁Ａ３１ａと、内壁Ａ３１ｂとを補強している。また、補強部材Ａ３２の一部は、側壁Ａ３１ｃと、側壁Ａ３１ｄとを補強している。
【００８７】
図１９は、図１６のＸＩＸ−ＸＩＸ線における断面を示している。この実施形態でも、補強部材Ａ３２は、重複壁である外壁Ａ３１ａと、内壁Ａ３１ｂとを補強している。スペーサＡ３３も、重複壁である外壁Ａ３１ａと、内壁Ａ３１ｂとを補強している。この実施形態では、補強部材Ａ３２が長さ方向ＬＤだけに分散して配置されることにより、容器部材Ａ３１が補強される。長さ方向ＬＤにおける容器部材Ａ３１の変形量が抑制される。
【００８８】
図２０は、図１９における温度分布を示している。補強部材Ａ３２が提供する熱伝導率Ｔｃ１は、スペーサＡ３３が提供する熱伝導率Ｔｃ２より大きい。このため、補強部材Ａ３２において生じる熱移動は、スペーサＡ３３において生じる熱移動より大きい。温度分布ＴＧのカーブは、補強部材Ａ３２を含む範囲において温度傾斜ＴＧ１を示す。温度分布ＴＧのカーブは、スペーサＡ３３を含む範囲において温度傾斜ＴＧ２を示す。温度傾斜ＴＧ２は、温度傾斜ＴＧ１より大きい。言い換えると、補強部材Ａ３２においては、長さ方向ＬＤに関する温度差が小さくなりやすい。一方、スペーサＡ３３は、温度差を維持するように作用する。この実施形態では、長さＬ３２は、長さＬ３３より短いから、複数の補強部材Ａ３２に起因する熱移動が抑制される。一方で、長さＬ３３は、長さＬ３２より長いから、複数のスペーサＡ３３によって温度差が維持される。
【００８９】
複数の補強部材Ａ３２と、複数のスペーサＡ３３とは、複数の素子群４ｎのピッチと一致するように配置することができる。例えば、ひとつの素子群４ｎの中央部に補強部材Ａ３２を配置し、隣接する素子群４ｎにわたってスペーサＡ３３を配置することができる。このような配置は、ひとつの素子群４ｎの中での温度差を補強部材Ａ３２によって抑制する。このため、ひとつの素子群４ｎの中で長さ方向ＬＤに分散して配置された複数の粒４ａを狭い温度帯の中に配置することができる。また、複数の素子群４ｎの間に配置されたスペーサＡ３３は、複数の素子群４ｎの間の温度差を維持するように作用する。
【００９０】
第１１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。この実施形態は、上記実施形態の素子ベッド２の製造方法のひとつを提供する。
【００９１】
図２１は、この実施形態の素子ベッド２の製造方法のひとつの段階を図示している。容器３を準備する段階は、環状の補強部材Ａ３２と、環状のスペーサＡ３３とを準備する段階と、筒状の容器部材Ａ３１を準備する段階とを含む。さらに、容器３を準備する段階は、容器部材Ａ３１に、複数の補強部材Ａ３２と複数のスペーサＡ３３とを交互に被せる段階を含む。この段階は、交互に配置された複数の補強部材Ａ３２と複数のスペーサＡ３３との中に、長さ方向ＬＤに沿って容器部材Ａ３１を挿入する段階でもある。なお、補強部材Ａ３２は、容器部材Ａ３１とスペーサＡ３３とを提供する樹脂の中にインサート成形されてもよい。また、補強部材Ａ３２とスペーサＡ３３とは、それらの素材を容器部材Ａ３１の外周に巻きつけることによって環状に形成されてもよい。
【００９２】
第１２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。先行する実施形態では、四辺形または四角形の断面を有する補強部材３２、７３２、Ａ３２が用いられている。これに代えて、多様な断面形状の補強部材を用いることができる。この実施形態は、磁束ＢＳの方向に対して長軸が傾斜した断面をもつ補強部材を用いる。
【００９３】
図２２は、補強部材Ｃ３２の長さ方向ＬＤと直交する断面を示す。補強部材Ｃ３２は、四辺形または四角形と呼びうる断面を有している。補強部材Ｃ３２の断面は、縦長の断面を有しているといえる。ただし、縦長の断面を規定する長軸ＡＸＬが磁束ＢＳの方向に対して傾斜角ＲＤだけ傾斜している。傾斜角ＲＤは、磁束ＢＳの方向への投影長さＬｐｒ（投影面積）を抑制するように設定されている。例えば、投影長さＬｐｒの最大値は、補強部材Ｃ３２の断面の縦横比に応じて決まるから、傾斜角ＲＤは、投影長さＬｐｒを最大値より小さくするように設定される。
【００９４】
投影長さＬｐｒが短いほど、補強部材Ｃ３２の投影面積が小さくなるから、補強部材Ｃ３２に起因する磁気的な悪影響が抑制される。例えば、補強部材Ｃ３２が導電性の材料によって提供される場合、渦電流に起因する損失が抑制される。また、補強部材Ｃ３２が磁束ＢＳとの鎖交によって発熱する材質によって提供される場合には、発熱による高温端１１と低温端１１との温度差の減少が抑制される。また、補強部材Ｃ３２が磁性の材質によって提供される場合には、補強部材Ｃ３２への磁束集中を抑制することができる。
【００９５】
第１３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。この実施形態は、磁束ＢＳの方向と平行な長軸ＡＸＬを有する三角形または三辺形と呼びうる断面を有する補強部材Ｄ３２を用いる。
【００９６】
図２３は、補強部材Ｄ３２の長さ方向ＬＤと直交する断面を示す。補強部材Ｄ３２は、二等辺三角形のような断面を有する。縦長の断面を規定する長軸ＡＸＬは、磁束ＢＳの方向と平行である。この実施形態においても、補強部材Ｄ３２の長軸ＡＸＬは、磁束ＢＳの方向に対して傾斜してもよい。
【００９７】
第１４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。この実施形態は、磁束ＢＳの方向と平行な長軸ＡＸＬを有する楕円形と呼びうる断面を有する補強部材Ｅ３２を用いる。
【００９８】
図２４は、補強部材Ｅ３２の長さ方向ＬＤと直交する断面を示す。補強部材Ｅ３２は、楕円形のような断面を有する。縦長の断面を規定する長軸ＡＸＬは、磁束ＢＳの方向と平行である。この実施形態においても、補強部材Ｅ３２の長軸ＡＸＬは、磁束ＢＳの方向に対して傾斜してもよい。また、補強部材Ｅ３２の断面は、長円形、半円形、弧と弦とで囲まれた弓形など、多様な断面形状によって提供可能である。
【００９９】
第１５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。この実施形態は、円形と呼びうる断面を有する補強部材Ｆ３２を用いる。
【０１００】
図２５は、補強部材Ｆ３２の長さ方向ＬＤと直交する断面を示す。補強部材Ｆ３２は、円形の断面を有する。この実施形態においても、補強部材Ｆ３２によって重複壁を補強することができる。これにより、機械的な強度の観点での制約が減り、代わりに磁気的な観点から重複壁の材質および／または形状を設定することができる。また、ＭＣＥ素子４と鎖交する磁束を主として通す重複壁が補強されるから、容器３に起因する損失が抑制される。
【０１０１】
他の実施形態
この明細書における開示は、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。
【０１０２】
上記実施形態では、棒状の補強部材３２が利用されている。これに代えて、網状、波状など多様な形状の補強部材を用いることができる。
【０１０３】
また、ひとつの実施形態の形状は、他の実施形態にも適用することができる。例えば、重複壁を側壁よりも薄くする構成は、全ての実施形態において採用することができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１  磁気熱量効果型ヒートポンプ装置（ＭＨＰ装置）、
２  素子ベッド、  ２ａ  素子ベッド群、  ３  容器、
３ａ  作業室、  ４  磁気熱量効果素子（ＭＣＥ素子）、
４ａ  粒、  ４ｎ  素子群、  ５  熱輸送媒体、
６  磁場変調装置（ＭＧＦＭ）、  ６ａ  磁性部材、
７  熱輸送装置（ＦＬＤＭ）、  ８  空調装置（ＨＶＡＣ）、
１１  高温端、  １２  低温端、
３１  容器部材、  ３２  補強部材、
３１ａ  外壁（重複壁）、  ３１ｂ  内壁（重複壁）、
３１ｃ、３１ｄ  側壁、  ３２ａ〜３２ｄ  補強部材、
２３２ｅ〜２３２ｈ  補強部材、
４３２ａ  補強部材、  ５３２ａ  補強部材、
６３１ａ  外壁（重複壁）、６３１ｂ  内壁（重複壁）、
６３１ｃ、６３１ｄ  側壁、６３２ａ〜６３２ｄ  補強部材、
７３２ａ〜７３２ｄ  補強部材、
Ａ３１  容器部材、Ａ３２  補強部材、Ａ３３  スペーサ、
Ｃ３２  補強部材、  Ｄ３２  補強部材、
Ｅ３２  補強部材、  Ｆ３２  補強部材、  ＢＳ  磁束、
ＬＤ  長さ方向、  ＴＤ  厚さ方向、  ＷＤ  幅方向。
【図１】
2019100650.tif 000003
【図２】
2019100650.tif 000004
【図３】
2019100650.tif 000005
【図４】
2019100650.tif 000006
【図５】
2019100650.tif 000007
【図６】
2019100650.tif 000008
【図７】
2019100650.tif 000009
【図８】
2019100650.tif 000010
【図９】
2019100650.tif 000011
【図１０】
2019100650.tif 000012
【図１１】
2019100650.tif 000013
【図１２】
2019100650.tif 000014
【図１３】
2019100650.tif 000015
【図１４】
2019100650.tif 000016
【図１５】
2019100650.tif 000017
【図１６】
2019100650.tif 000018
【図１７】
2019100650.tif 000019
【図１８】
2019100650.tif 000020
【図１９】
2019100650.tif 000021
【図２０】
2019100650.tif 000022
【図２１】
2019100650.tif 000023
【図２２】
2019100650.tif 000024
【図２３】
2019100650.tif 000025
【図２４】
2019100650.tif 000026
【図２５】
2019100650.tif 000027