(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の冷媒が流通する第１の冷媒流路に設けられ、この第１の冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記第１の冷媒流路に設けられ、前記第１の冷媒を膨張する膨張弁と、
前記圧縮機から前記膨張弁に流通する前記第１の冷媒流路に設けられ、前記第１の冷媒の熱を放熱する為の凝縮器と、
前記膨張弁から前記圧縮機に流通する前記第１の冷媒流路に設けられ、前記第１の冷媒で外部から吸熱する蒸発器と、
第２の冷媒流路内に第２の冷媒を循環させるポンプと、
前記蒸発器に熱的に連結され、前記蒸発器による吸熱で前記第２の冷媒流路内の前記第２の冷媒を冷却する第１の熱交換器と、
磁界の増加及び減少に応じて発熱及び吸熱する磁性体及びこの磁性体に磁界を印加する磁石とから構成され、前記磁性体が発熱する発熱部及び前記磁性体が吸熱する吸熱部を有し、前記発熱部及び吸熱部間における前記磁性体の移動を可能とする磁気冷凍ユニットであって、前記第１の熱交換器から前記第２の冷媒流路に設けられた前記発熱部に前記第２の冷媒が供給されてこの第２の冷媒で前記磁性体が冷却され、前記第２の冷媒流路に設けられた前記吸熱部において、前記第２の冷媒が前記磁性体で冷却される磁気冷凍ユニットと、
前記吸熱部と前記ポンプとの間の前記第２の冷媒流路に設けられ、前記吸熱部で冷却された前記第２の冷媒で冷却対象を冷却する第２の熱交換器と、
を具備することを特徴とする冷凍機。
【請求項２】
前記発熱部は、前記第１の熱交換器に隣接して設けられていることを特徴とする請求項１に記載の冷凍機。
【請求項３】
前記発熱部は、前記第２の冷媒の流れる方向を基準に前記第１の熱交換器の下流側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の冷凍機。
【請求項４】
前記発熱部と前記吸熱部との間に断熱構造をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の冷凍機。
【請求項５】
前記蒸発器における前記第１の冷媒流路は、前記第１の冷媒が流通する第１の冷媒用パイプを含み、
前記第２の冷媒流路は、前記第２の冷媒が流通する第２の冷媒パイプを含み、
前記第１の冷媒用パイプが第２の冷媒パイプを貫通するように配置されて前記第１の熱交換器を構成することを特徴とする請求項１に記載の冷凍機。
【請求項６】
前記第２の冷媒用パイプは、加熱された前記第２の冷媒が流れる高温側部及び冷却された前記第２の冷媒が流れる低温側部を備え、これら高温側部並びに低温側部が並列に配置され、前記磁性体は筒状部中に配置され、この筒状部が前記前記第２の冷媒用パイプの高温側部並びに低温側部を貫通するように配置されていることを特徴とする請求項５に記載の冷凍機。
【請求項７】
第１の冷媒が流通する第１の冷媒流路に設けられ、この第１の冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記第１の冷媒流路に設けられ、前記第１の冷媒を膨張する為の膨張弁と、
前記圧縮機から前記膨張弁に流通する前記第１の冷媒流路に設けられ、前記第１の冷媒の熱を放熱する為の凝縮器と、
前記膨張弁から前記圧縮機に流通する前記第１の冷媒流路に設けられ、前記第１の冷媒で外部から吸熱する為の蒸発器と、
第２の冷媒流路内に第２の冷媒を循環させるポンプと、
この第２の冷媒流路内に設けられ、前記ポンプからの前記第２の冷媒を第１及び第２の分岐冷媒流路に分岐する分岐部と、
前記蒸発器に熱的に連結され、前記蒸発器による吸熱で前記第１の分岐冷媒流路内の前記第２の冷媒を冷却する第１の熱交換器と、
前記第２の冷媒流路内に設けられた合流部であって、前記第１及び第２の分岐冷媒流路を合流してポンプに戻す合流部と、
磁界の増加及び減少に応じて発熱及び吸熱する磁性体及びこの磁性体に磁界を印加する磁石とから構成され、前記磁性体が発熱する発熱部及び前記磁性体が吸熱する吸熱部を有し、前記発熱部及び吸熱部間における前記磁性体の移動を可能とする磁気冷凍ユニットであって、前記発熱部が前記第１の熱交換器及び前記分岐部との間の前記第１の分岐冷媒流路に設けられて前記第２の冷媒で前記磁性体が冷却され、前記吸熱部が前記第２の分岐冷媒流路に設けられて前記第２の冷媒が前記磁性体で冷却される磁気冷凍ユニットと、
前記吸熱部と前記合流部との間の前記第２の分岐冷媒流路に設けられ、前記吸熱部で冷却された前記第２の冷媒で冷却対象を冷却する第２の熱交換器と、
を具備することを特徴とする冷凍機。
【請求項８】
前記発熱部は、前記第１の熱交換器に隣接して設けられていることを特徴とする請求項７に記載の冷凍機。
【請求項９】
前記発熱部は、前記第２の冷媒の流れる方向を基準に前記第１の熱交換器の上流側に設けられていることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の冷凍機。
【請求項１０】
前記発熱部と前記吸熱部との間に断熱構造をさらに有することを特徴と請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載の冷凍機。
【請求項１１】
前記磁性体を移動させるアクチュエータを更に具備することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の冷凍機。
【請求項１２】
前記圧縮機は、ピストンを備え、このピストン動作を利用して前記磁性材料を移動させることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の冷凍機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、冷凍機に係り、特に、家庭並びに民生用途及び業務用途にて使用される冷凍機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、家庭並びに民生用途及び業務用途（冷凍能力：0.1〜1kW程度）の冷凍機としては、一般的に蒸気圧縮冷凍サイクルが利用されている。この蒸気圧縮冷凍サイクルは、よく知られるように冷媒を圧縮する圧縮機及び冷媒を膨張する膨張弁を備え、圧縮機及び膨張弁間の冷媒流路に冷媒からの熱を放出する為の凝縮器並びに冷媒に熱を吸熱する為の蒸発機が配置されている。従って、この蒸気圧縮冷凍サイクルにおいては、圧縮機から供給された冷媒が凝縮器で熱を放出し、凝縮器から供給された冷媒が膨張弁で膨張されて蒸発機に供給され、蒸発機で吸熱して再び冷媒は圧縮機に供給されて圧縮される。この蒸気圧縮冷凍サイクルの特性は、温度―エントロピー線図（Ｔ−ｓ線図）及び圧力―エンタルピー線図（ｐ−ｈ線図）として与えられ、可逆サイクルが両線図で説明される。
【０００３】
また、極低温環境に限定した特殊用途においては、磁界の増減により、発熱及び吸熱作用を有する磁性体（所謂磁気作業物質）を利用した磁気冷凍サイクルが特許文献１で知られている。この磁気冷凍サイクルは、熱交換器間の冷媒流通路中に磁界を印加する超電導磁石が配置され、この磁界中に磁気熱量効果を有する磁気作業物質が出し入れされる。従って、この磁気冷凍サイクルにおいては、磁気作業物質への加磁作用及び消磁作用に伴って磁気作業物質からの発熱及び吸熱が冷媒流通路中の冷媒に与えられ、冷却された冷媒が冷却器に供給され、熱が与えられた冷媒が排熱熱交換器に供給されている。磁気作業物質には、磁界の印加で発熱し、磁界の消磁で吸熱する材料に限らず、磁界の印加で吸熱し、磁界の消磁で発熱する材料が知られている。
【特許文献１】特開２００２−１０６９９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、急速冷凍（―３０℃以下）を利用した食品の鮮度閉じ込め等、家庭並びに民生用途及び業務用途において、低温域（―３０℃以下）にまで冷却可能な冷凍機の需要が増大している。しかし、従来、家庭等で一般的に用いられている蒸気圧縮冷凍サイクルにおいては、低温域（―３０℃）を実現するには、圧縮比を増大させることが要求される。このような要求に応えると、冷凍機内の潤滑油或いは成績係数（ＣＯＰ）が劣化される虞がある。この対策として、一般的には、多段の圧縮一段膨張冷凍サイクルが採用されているが、冷凍システムとして複雑となり、また、装置の高コストを招き、家庭及び民生用途には不適であるとされている。
【０００５】
このような多段圧縮一段膨張冷凍サイクルに対して、磁気冷凍サイクルは、これまで知られている磁気熱量効果を有する磁性体を利用した磁気冷凍サイクルにおいて、大きな温度差を生じさせるには、非常に大きな磁界の増減を必要としている。従って、超電導磁石のようなかなり大がかり、且つ複雑な装置を必要としている。永久磁石で実現できるような低磁場においても、大きな温度差を生じさせることができる磁性体が既に開発され、このような磁性体を利用する磁気冷凍サイクルが既に特許文献１に開示されている。
【０００６】
この発明は、上述した事情に鑑みなされたものであって、コンパクトで、且つ、高効率な冷凍機を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明によれば、
第１の冷媒が流通する第１の冷媒流路に設けられ、この第１の冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記第１の冷媒流路に設けられ、前記第１の冷媒を膨張する膨張弁と、
前記圧縮機から前記膨張弁に流通する前記第１の冷媒流路に設けられ、前記第１の冷媒の熱を放熱する為の凝縮器と、
前記膨張弁から前記圧縮機に流通する前記第１の冷媒流路に設けられ、前記第１の冷媒で外部から吸熱する蒸発器と、
第２の冷媒流路内に第２の冷媒を循環させるポンプと、
前記蒸発器に熱的に連結され、前記蒸発器による吸熱で前記第２の冷媒流路内の前記第２の冷媒を冷却する第１の熱交換器と、
磁界の増加及び減少に応じて発熱及び吸熱する磁性体及びこの磁性体に磁界を印加する磁石とから構成され、前記磁性体が発熱する発熱部及び前記磁性体が吸熱する吸熱部を有し、前記発熱部及び吸熱部間における前記磁性体の移動を可能とする磁気冷凍ユニットであって、前記第１の熱交換器から前記第２の冷媒流路に設けられた前記発熱部に前記第２の冷媒が供給されてこの第２の冷媒で前記磁性体が冷却され、前記第２の冷媒流路に設けられた前記吸熱部において、前記第２の冷媒が前記磁性体で冷却される磁気冷凍ユニットと、
前記吸熱部と前記ポンプとの間の前記第２の冷媒流路に設けられ、前記吸熱部で冷却された前記第２の冷媒で冷却対象を冷却する第２の熱交換器と、
を具備することを特徴とする冷凍機が提供される。
【０００８】
また、この発明によれば、
第１の冷媒が流通する第１の冷媒流路に設けられ、この第１の冷媒を圧縮する圧縮機と、
前記第１の冷媒流路に設けられ、前記第１の冷媒を膨張する為の膨張弁と、
前記圧縮機から前記膨張弁に流通する前記第１の冷媒流路に設けられ、前記第１の冷媒の熱を放熱する為の凝縮器と、
前記膨張弁から前記圧縮機に流通する前記第１の冷媒流路に設けられ、前記第１の冷媒で外部から吸熱する為の蒸発器と、
第２の冷媒流路内に第２の冷媒を循環させるポンプと、
この第２の冷媒流路内に設けられ、前記ポンプからの前記第２の冷媒を第１及び第２の分岐冷媒流路に分岐する分岐部と、
前記蒸発器に熱的に連結され、前記蒸発器による吸熱で前記第１の分岐冷媒流路内の前記第２の冷媒を冷却する第１の熱交換器と、
前記第２の冷媒流路内に設けられた合流部であって、前記第１及び第２の分岐冷媒流路を合流してポンプに戻す合流部と、
磁界の増加及び減少に応じて発熱及び吸熱する磁性体及びこの磁性体に磁界を印加する磁石とから構成され、前記磁性体が発熱する発熱部及び前記磁性体が吸熱する吸熱部を有し、前記発熱部及び吸熱部間における前記磁性体の移動を可能とする磁気冷凍ユニットであって、前記発熱部が前記第１の熱交換器及び前記分岐部との間の前記第１の分岐冷媒流路に設けられて前記第２の冷媒で前記磁性体が冷却され、前記吸熱部が前記第２の分岐冷媒流路に設けられて前記第２の冷媒が前記磁性体で冷却される磁気冷凍ユニットと、
前記吸熱部と前記合流部との間の前記第２の分岐冷媒流路に設けられ、前記吸熱部で冷却された前記第２の冷媒で冷却対象を冷却する第２の熱交換器と、
を具備することを特徴とする冷凍機が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、家庭並びに民生用途及び業務用途で使用可能なコンパクトで、且つ、高効率な、低温域まで冷やすことができる冷凍機を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、必要に応じて図面を参照しながら、この発明の一実施の形態に係る冷凍機例えばハイブリッド型磁気冷凍装置を説明する。
【００１１】
図１は、この発明の第一の実施形態に係るハイブリッド型磁気冷凍装置を概略的に示している。この図１に示されるハイブリッド型磁気冷凍装置は、蒸気圧縮冷凍サイクル１及び磁気冷凍サイクル１０を有する。即ち、図１に示されるハイブリッド型磁気冷凍装置は、蒸気圧縮冷凍サイクル１及び磁気冷凍サイクル１０を熱的に連結する熱交換連結部８を備え、この熱交換連結部８において、蒸気圧縮冷凍サイクル１の蒸発器２と磁気冷凍サイクル１０の高温側熱交換器１１とが熱交換の為に熱的に結合されている。
【００１２】
図１に示すように、蒸気圧縮冷凍サイクル１には、冷媒を圧縮する圧縮機３及び冷媒を膨張させる膨張弁５が設けられ、圧縮機３及び膨張弁５間の冷媒流路に凝縮器４及び熱交換連結部８内の蒸発器２が接続されている。従って、冷凍サイクル１中の冷媒は、圧縮機３で加圧され、この加圧された冷媒が凝縮器４に供給されて加圧冷媒の熱が凝縮器４で放散される。加圧冷媒は、凝縮器４から膨張弁５に供給され、膨張弁５で膨張されて蒸発器２に供給される。蒸発器２においては、膨張された冷媒が吸熱し、蒸気圧縮冷凍サイクル１の蒸発器２に熱的に連結された磁気冷凍サイクル１０の高温側熱交換器１１から熱を奪うこととなる。ここで、蒸気圧縮冷凍サイクル１の蒸発器２は、磁気冷凍サイクル１０の熱交換器１１を略０°Ｃ以下、好ましくは、０°Ｃから―１０°Ｃの範囲で冷却することとなる。
【００１３】
磁気冷凍サイクル１０は、熱交換連結部８内に冷媒を供給するポンプ１４を備え、熱交換連結部８で冷却された冷媒が熱交換器１６に供給され、冷却対象、例えば冷凍庫の庫内（この熱交換器１６が置かれた外部環境）、との間で熱交換された冷媒は再びポンプ１４に供給されるように循環される。熱交換連結部８は、熱交換器１１、発熱部１２Ａ及び吸熱部１２Ｂを有する磁気冷凍ユニット１２を備え、この磁気冷凍サイクル１０の高温部側に熱交換器１１及び磁気冷凍ユニット１２の発熱部１２Ａが配置され、磁気冷凍サイクル１０の低温部側に熱交換器１６及び磁気冷凍ユニット１２の吸熱部１２Ｂが配置されている。磁気冷凍ユニット１２は、発熱部１２Ａに磁界を印加する磁石装置１８を備え、発熱部１２Ａ及び吸熱部１２Ｂとの間で磁気熱量効果を有する磁性体２０が移動可能なように外部のアクチュエータ２２に連結されている。この磁性体は、磁界の増加及び減少に応じてが発熱及び吸熱する特性（磁気熱量効果）を備えている。発熱部１２Ａ及び吸熱部１２Ｂとの間を移動する磁性体２０は、後に説明されるように筒状の筐体内に配置され、その内をピストン運動される。磁性体２０に磁界を印加すると、その磁性体２０が発熱（熱放散）し、磁性体２０の減磁でその磁性体２０が吸熱（冷却する）する正の磁気効果を有する磁性体２０が磁気冷凍ユニット１２に組み込まれる場合には、図１に示すように磁石装置１８は、磁気冷凍サイクル１０の高温部側に配置される。磁性体２０が負の磁気効果を有する場合には、磁石装置１８は、磁気冷凍サイクル１０の低温部側に配置される。ここで、負の磁気効果を有する磁性体２０では、磁性体２０に磁界を印加すると、その磁性体２０が吸熱（冷却）し、磁性体２０の減磁でその磁性体２０が発熱（熱放散）する。
【００１４】
尚、この磁気冷凍サイクル１０では、磁気冷凍ユニット１２は、磁気冷凍サイクル１０の高温部側及び低温部側に配置されるが、両者間で熱が伝達されないように磁気冷凍ユニット１２の高温部側及び低温部側間、すなわち発熱部１２Ａと吸熱部１２Ｂとの間には、断熱構造２４が設けられている。
【００１５】
図１に示される磁気冷凍サイクル１０においては、ポンプ１４から供給された冷媒は、蒸気圧縮冷凍サイクル１の蒸発器２に熱的に連結された熱交換器１１で蒸発器２の温度まで冷却されて磁気冷凍ユニット１２の発熱部１２Ａに供給される。磁気冷凍ユニット１２の発熱部１２Ａにおいて、磁性体２０の発熱で冷媒は、その加熱（温度が上昇）されるが、予め熱交換器１１で冷却されること、熱交換器１１に隣接して設けられていること、および断熱構造２４が設けられていることから、比較的低温、例えば、０°Ｃ前後に維持される。この比較的低温に維持された冷媒は、同様にポンプ１４の圧力で磁気冷凍ユニット１２の吸熱部１２Ｂに供給される。この吸熱部１２Ｂにおいて、冷媒は、磁性体２０によって熱を奪われ、更に冷却、例えば、−２０°Ｃ〜−３０°Ｃにまで冷却される。十分に冷却された冷媒は、磁気冷凍サイクル１０の低温部側の熱交換器１６に供給され、この熱交換器１６を介して再びポンプ１４に戻されることとなる。磁気冷凍サイクル１０の低温部側の熱交換器１６においては、その外部環境を供給された冷媒で冷却することとなる。
【００１６】
図１に示される蒸気圧縮冷凍サイクル１及び磁気冷凍サイクル１０の夫々における冷却温度差は、略２０°〜３０°Ｃの範囲内にあり、好ましくは、３０°Ｃ以上となる。従って、蒸気圧縮冷凍サイクル１で略０°Ｃ程度まで冷却することができれば、磁気冷凍サイクル１０の熱交換器１６によってその回りの環境温度を−３０°Ｃ以下にまで冷却することができる。
【００１７】
図２は、図１に示される磁気冷凍ユニット１２の構造の一例を示している。図１に示されるように蒸気冷凍冷媒が流通されるパイプ４２と磁気冷凍冷媒が流通されるパイプ４４とが連結部８で交差して図１に示す蒸気冷凍冷サイクルの蒸発器２と磁気冷凍サイクル１０の高温側熱交換器１１が熱的に連結されている。即ち、連結部８において、パイプ４２がパイプ４４を貫通するように配置されている。磁気冷凍冷媒用パイプ４４は、Ｕ字形を成し、このＵ字形の磁気冷凍冷媒用パイプ４４の一方が磁気冷凍サイクル１０の高温部側パイプ部４４Ａに相当し、Ｕ字形の磁気冷凍冷媒用パイプ４４の他方が磁気冷凍サイクル１０の低温部側パイプ部４４Ｂに相当している。高温部側パイプ部４４Ａ及び低温部側パイプ部４４Ｂを貫通して磁性体２０をスライド可能に収納する筒状部４８が延出されている。この筒状部４８外には、磁性体２０を高温部側パイプ部４４Ａ及び低温部側パイプ部４４Ｂに選択的に移動させる為のアクチュエータ２２が設けられている。また、筒状部４８が延出される高温部側パイプ
部４４Ａの両側には、永久磁石５０が配置され、この永久磁石５０によって磁界を筒状部４８内の磁性体２０に印加することができる。従って、永久磁石５０から磁界が印加される筒状部４８の高温部側及び低温部側は、磁気冷凍ユニット１２の発熱部１２Ａ及び吸熱部１２Ｂに定められる。なお、高温部側パイプ部４４Ａと低温部側パイプ部４４Ｂとの間には断熱構造２４が設けられるが、図２においてはその説明の都合上断熱構造２４の図示を省略している。
【００１８】
図２に示される磁気冷凍ユニット１２の構造においては、蒸気冷凍冷媒がパイプ４２を流通され、磁気冷凍冷媒がパイプ４４を流通され、連結部８において、蒸気冷凍冷媒によって磁気冷凍冷媒が冷却される。冷却されたこの冷媒が高温部側パイプ部４４Ａから低温部側パイプ部４４Ｂに流通される。高温部側パイプ部４４Ａでは、筒状部４８の高温部側の発熱部１２Ａに磁性体２０が移動される際には、磁界の印加により磁性体２０が発熱され、磁気冷凍冷媒との間で熱交換される。磁性体２０の放熱に伴い磁気冷凍冷媒の温度が上昇されるが、磁気冷凍冷媒が予め冷却されていること、また熱交換器１１に隣接して設けられていること、さらに断熱構造２４が設けられていることから、磁気冷凍冷媒は、比較的低い温度に維持されたまま低温部側パイプ部４４Ｂに流通される。磁性体２０が筒状部４８の低温部側の吸熱部１２Ｂに移動されると、磁性体２０が磁気冷凍冷媒に対して吸熱作用を与え、さらに冷却された磁気冷凍冷媒が低温部側パイプ部４４Ｂを介して熱交換器１６に供給される。
【００１９】
図２に示された構造では、１つの連結部８が図示され、２箇所に１組の永久磁石５０が配置され、２箇所の永久磁石５０間に筒状部４８が配置されているが、複数の連結部８が設けられ、また、１箇所または３箇所以上の複数箇所に永久磁石５０及び筒状部４８の組み合わせが配置され、低温部側パイプ部４４Ｂに１または３以上の複数の吸熱部１２Ｂを設けるようにして磁気冷凍冷媒をより低温に冷却しても良いことは明らかである。また、図２に示す配置において、明らかなように永久磁石５０に代えて、電磁石が設けられても良いことは明らかである。更に、図２に示す様に、連結部８に対して磁気冷凍冷媒の流れる方向に対して上流側に発熱部１２Ａを設けることが好ましい。これは、連結部８における磁気冷凍冷媒と蒸気圧縮冷凍サイクル１の冷媒との温度差を大きく取ることができるため、磁気冷凍冷媒と蒸気圧縮冷凍サイクル１の冷媒との間で移動する熱量を増加させることができ、よりＣＯＰを高くすることができるためである。
【００２０】
尚、磁性体２０が正の磁気効果に代えて、負の磁気効果を有する場合には、永久磁石５０或いは電磁石は、低温部側パイプ部４４Ｂに設けられることは明らかである。磁性体２０が加磁され、また、減磁される時間サイクルに制約は無く、磁気冷凍サイクル１０で実現する冷却特性に応じて適切に定められれば良い。また、独立したアクチュエータ２２が設けられず、蒸気圧縮冷凍サイクルで用いられる圧縮機３のピストン或いはシリンダーの機械的動作或いは他の機械的動作を利用して、磁性体２０が移動されても良い。
【００２１】
図１及び図２に示されるハイブリッド型磁気冷凍装置においては、磁気冷凍サイクルの冷媒が蒸気圧縮冷凍サイクルによって冷却されて更に磁気冷凍サイクルで冷却されることから高いＣＯＰにてより低温での冷却を実現することができる。磁気冷凍サイクルのみで同様な冷却を実現する場合に比べて磁気冷凍サイクル中を流通する冷媒が予め冷却されていることから、磁気冷凍装置をコンパクトにすることができる。
【００２２】
図３は、この発明の他の実施例に係る冷凍機、例えばハイブリッド型磁気冷凍装置を概略的に示している。図３においては、図１に示される部分或いは装置と同一部分或いは装置には同一符号を付してその説明を省略する。
【００２３】
図３に示されるハイブリッド型磁気冷凍装置における蒸気圧縮冷凍サイクル１には、凝縮器４及び膨張弁５間に液化した冷媒を貯蔵する受液器６が設けられている。即ち、圧縮機３で冷媒が圧縮されて液化され、凝縮器４で液化冷媒から熱が放出されて液化冷媒が受液器６に一時的に貯蔵される。この受液器６から液化冷媒が膨張弁５に供給されて膨張されて気化され、気化された冷媒が蒸発器２に供給されて蒸発器２で周辺から熱を奪い取ることとなる。
【００２４】
図３に示されるハイブリッド型磁気冷凍装置においては、連結部８には、蒸気圧縮冷凍サイクル１の蒸発器２及び磁気冷凍サイクルの熱交換器１１が設けられ、蒸気圧縮冷凍サイクル１の蒸発器２によって磁気冷凍サイクルの熱交換器１１が冷却される。しかも、この磁気冷凍サイクルの熱交換器１１は、磁気冷凍サイクルの高温側に設けられている。
【００２５】
図３に示される磁気冷凍サイクル３０は、ポンプ３２からの冷媒は、分岐部で低温側及び高温側の２つの冷媒流路に分岐され、合流部で再び合流されてポンプ３２に戻されている。低温側の冷媒流路には、磁気冷凍ユニット１２の吸熱部１２Ｂが設けられ、この吸熱部１２Ｂを通過して冷媒は、外部環境から熱を奪う熱交換器１６に供給されて再びポンプ３２に戻されている。また、高温側の冷媒流路には、磁気冷凍ユニット１２の発熱部１２Ａが設けられ、発熱部１２Ａにおいて、磁性体２０から熱が冷媒に伝えられる。発熱部１２Ａを通過した冷媒は、磁気冷凍サイクルの熱交換器１１に供給されて蒸気圧縮冷凍サイクル１の蒸発器２によって冷却されて同様にポンプ３２に戻されている。
【００２６】
図３に示す磁気冷凍ユニット１２は、図２に示される構造において、磁気冷凍冷媒用パイプ４４がＵ字形に形成されず、高温部側パイプ部４４Ａと低温部側パイプ部４４Ｂが並列するように構成することによって実現することができる。即ち、ポンプ１４からの冷媒が分岐されて夫々高温部側パイプ部４４Ａ及び低温部側パイプ部４４Ｂに供給され、高温部側パイプ部４４Ａ及び低温部側パイプ部４４Ｂからの冷媒が再び合流されてポンプ１４に戻されることによって実現される。図３に示されるように、正の磁気効果を有する磁性体２０が磁気冷凍ユニット１２に組み込まれる場合には、磁石装置１８は、磁気冷凍サイクル１０の高温部側に配置されるが、磁性体２０が負の磁気効果を有する場合には、磁石装置１８は、磁気冷凍サイクル１０の低温部側に配置されることとなることは図１及び図２に示した磁気冷凍サイクルと同様である。
【００２７】
図３に示されるハイブリッド型磁気冷凍装置においては、磁気冷凍サイクルの冷媒が蒸気圧縮冷凍サイクルによって冷却されて更に磁気冷凍サイクルで冷却されることから高いＣＯＰにてより低温での冷却を実現することができる。磁気冷凍サイクルのみで同様な冷却を実現する場合に比べて磁気冷凍サイクル中を流通する冷媒が予め冷却されていることから、磁気冷凍装置をコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明の実施の形態に係るハイブリッド型磁気冷凍装置を概略的に示すブロック図である。
【図２】図１に示された磁気冷凍ユニットの構造を概略的に示す斜視図である。
【図３】この発明の他の実施の形態に係るハイブリッド型磁気冷凍装置を概略的に示すブロック図である。
【符号の説明】
【００２９】
１．．．蒸気圧縮冷凍サイクル、２．．．蒸発器、３．．．圧縮機、４．．．凝縮器、５．．．膨張弁、６．．．受液器、８．．．熱交換連結部、１０．．．磁気冷凍サイクル、１１．．．熱交換器、１２．．．磁気冷凍ユニット、１２Ａ．．．発熱部、１２Ｂ．．．吸熱部、１４．．．ポンプ、１６．．．熱交換器、１８．．．磁石装置、２０．．．磁性体、２２．．．アクチュエータ、２４．．．断熱構造、４２、４４．．．パイプ、４８．．．筒状部、５０．．．永久磁石
【図１】
0004660412.tif 000002
【図２】
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【図３】
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