(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作業室（１１）に設けられた磁気熱量素子（１２）と、
前記磁気熱量素子と熱交換する熱輸送媒体を前記磁気熱量素子に沿って流すための流体ポンプ装置（１７）と、
前記熱輸送媒体の流れに同期して、前記磁気熱量素子へ与えられる磁場の強さを変調する磁場変調装置（１４）と、を備え、
前記熱輸送媒体により前記作業室から熱出力を行なう磁気ヒートポンプ装置であって、
前記作業室からの熱出力に対応する前記磁気熱量素子の特性物理量またはそれに関連する関連物理量を検出物理量として検出する物理量検出手段（５、８３ａ〜８３ｄ、８５、８６、２０５）と、
前記物理量検出手段で検出した前記検出物理量を、前記作業室から所定熱出力を行なう所定熱出力動作に対応した目標物理量と比較する物理量比較手段（９４、６１２）と、を備え、
前記物理量比較手段における前記検出物理量と前記目標物理量との比較結果に基づいて、前記所定熱出力動作により前記所定熱出力が可能であるか否かを判断することを特徴とする磁気ヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記流体ポンプ装置（１７）および前記磁場変調装置（１４）を駆動制御する制御手段（９０）と、
前記所定熱出力が不可能である旨を報知する報知手段（９９）と、を備え、
前記制御手段は、
前記物理量検出手段から前記検出物理量を取得する取得部（９２）と、
前記目標物理量を記憶する記憶部（９３）と、
前記物理量比較手段を含み、前記取得部が取得した前記検出物理量と前記記憶部が記憶する前記目標物理量との比較結果に基づいて前記所定熱出力が可能であるか否かを判定する判定部（９４）と、を有しており、
前記制御手段は、前記判定部において前記所定熱出力が不可能であると判定した場合には、前記報知手段を作動させて前記所定熱出力が不可能である旨を報知す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装置。
【請求項３】
前記物理量検出手段が検出する前記検出物理量は、前記熱輸送媒体が前記作業室を流れる際の圧力損失値またはその関連値であり、
前記制御手段は、前記取得部が取得した前記圧力損失値またはその関連値に基づいて、前記判定部が前記作業室における前記圧力損失値が前記目標物理量を超える条件を満たしたと判断した場合には、前記報知手段を作動させて、前記磁気熱量素子が破損したことにより前記所定熱出力が不可能である旨を報知す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装置。
【請求項４】
前記流体ポンプ装置を駆動する動力源としてのポンプ用電動機（５）を備え、
前記取得部が取得する前記圧力損失値の関連値は、前記ポンプ用電動機のトルクまたはその関連値であ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装置。
【請求項５】
前記取得部が取得する前記ポンプ用電動機のトルクの関連値は、前記ポンプ用電動機の消費電力値または前記ポンプ用電動機に流れるコイル電流値であ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装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記流体ポンプ装置を起動して前記所定熱出力動作を行なうための定常運転モードに至るまでの過渡運転モード時に、前記取得部で前記圧力損失値またはその関連値を取得して、前記判定部で前記作業室における前記圧力損失値が前記目標物理量を超える条件を満たしたか否かを判断することを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか１つに記載の磁気ヒートポンプ装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記作業室から熱出力を行なうための通常運転モードと、前記取得部で前記圧力損失値またはその関連値を取得するための点検運転モードと、を切り替え可能であり、前記点検運転モード時には、前記通常運転モード時よりも、前記作業室を流れる前記熱輸送媒体の流量を増大させることを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか１つに記載の磁気ヒートポンプ装置。
【請求項８】
前記物理量検出手段が検出する前記検出物理量は、前記磁気熱量素子が呈する磁気熱量効果値またはその関連値であり、
前記制御手段は、前記取得部が取得した前記磁気熱量効果値またはその関連値に基づいて、前記判定部が前記目標物理量よりも前記磁気熱量効果値が小さいという条件を満たしたと判断した場合には、前記報知手段を作動させて、前記磁気熱量素子が劣化したことにより前記所定熱出力が不可能である旨を報知す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装置。
【請求項９】
前記取得部が取得する前記磁気熱量効果値の関連値は、前記磁場変調装置により与えられる磁場における前記磁気熱量素子の磁気吸引力またはその関連値であることを特徴とする請求項８に記載の磁気ヒートポンプ装置。
【請求項１０】
前記磁場変調装置を駆動する動力源としての磁場用電動機（５）を備え、
前記取得部が取得する前記磁気吸引力の関連値は、前記磁場用電動機のトルクまたはその関連値であることを特徴とする請求項９に記載の磁気ヒートポンプ装置。
【請求項１１】
前記取得部が取得する前記磁場用電動機のトルクの関連値は、前記磁場用電動機の消費電力値または前記磁場用電動機に流れるコイル電流値であることを特徴とする請求項１０に記載の磁気ヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作業室内の磁気熱量素子に沿って熱輸送媒体を流すとともに、熱輸送媒体の流れに同期して磁気熱量素子へ与えられる磁場の強さを変調して、熱輸送媒体により作業室から熱出力を行なう磁気ヒートポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術として、例えば、下記特許文献１に開示された磁気ヒートポンプ装置がある。この磁気ヒートポンプ装置は、磁気熱量素子に沿って熱輸送媒体を流しつつ磁場変動を行ない、磁気熱量効果によって磁気熱量素子の両端の間に温度勾配を生成するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１２−５０３７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術の磁気ヒートポンプ装置を開示した上記文献には、例えば磁気熱量素子の破損や磁気熱量効果特性の劣化等による磁気熱量素子の性能低下に関して何ら記載されていない。磁気熱量素子の性能が低下すると、所定熱出力動作を行なっても所定熱出力を得ることができないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、磁気熱量素子の性能低下を検出して所定熱出力の可否を判断可能な磁気ヒートポンプ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、開示された発明の一つでは、
作業室（１１）からの熱出力に対応する磁気熱量素子（１２）の特性物理量またはそれに関連する関連物理量を検出物理量として検出する物理量検出手段（５、８３ａ〜８３ｄ、８５、８６、２０５）と、
物理量検出手段で検出した検出物理量を、作業室から所定熱出力を行なう所定熱出力動作に対応した目標物理量と比較する物理量比較手段（９４、６１２）と、を備え、
物理量比較手段における検出物理量と目標物理量との比較結果に基づいて、所定熱出力動作により所定熱出力が可能であるか否かを判断することを特徴としている。
【０００７】
これによると、作業室からの熱出力に対応する磁気熱量素子の特性物理量またはそれに関連する関連物理量を検出物理量として検出し、所定熱出力動作に対応した目標物理量と比較して、磁気熱量素子の性能低下の度合いを判断することができる。そして、この磁気熱量素子の性能低下の程度から、所定熱出力動作を行なった際の作業室からの所定熱出力の可否を判断することができる。
【０００８】
開示された発明の他の一つでは、
磁気熱量素子と熱交換する熱輸送媒体を磁気熱量素子に沿って流すための流体ポンプ装置（１７）および磁場変調装置（１４）を駆動制御する制御手段（９０）と、
所定熱出力が不可能である旨を報知する報知手段（９９）と、を備え、
制御手段は、
物理量検出手段から検出物理量を取得する取得部（９２）と、
目標物理量を記憶する記憶部（９３）と、
物理量比較手段を含み、取得部が取得した検出物理量と記憶部が記憶する目標物理量との比較結果に基づいて所定熱出力が可能であるか否かを判定する判定部（９４）と、を有しており、
制御手段は、判定部において所定熱出力が不可能であると判定した場合には、報知手段を作動させて所定熱出力が不可能である旨を報知することを特徴としている。
【０００９】
これによると、制御手段は、取得部で取得した検出物理量と記憶部が記憶している目標物理量とを判定部で比較して、作業室からの所定熱出力の可否を判定することができる。そして、作業室からの所定熱出力が不可能であると判定した場合には、報知手段を作動させて所定熱出力が不可能である旨を報知することができる。したがって、磁気熱量素子の性能低下のため、流体ポンプ装置および磁場変調装置を駆動しても作業室から所定熱出力が得られない場合には、その旨を使用者等に知らせることができる。
【００１０】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用した第１実施形態に係る熱機器のブロック図である。
【図２】第１実施形態の磁気ヒートポンプ装置の斜視図である。
【図３】第１実施形態の左側面図である。
【図４】第１実施形態の右側面図である。
【図５】第１実施形態の図３のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】第１実施形態の図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】第１実施形態の図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図である。
【図８】第１実施形態の図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図である。
【図９】第１実施形態の図５のＩＸ−ＩＸ線断面図である。
【図１０】第１実施形態の図５のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１１】第１実施形態の図５のＸＩ−ＸＩ線断面図である。
【図１２】第１実施形態の制御手段が行なう診断運転制御動作を示すフローチャートである。
【図１３】第１実施形態の制御手段が行なう磁気熱量素子破損診断における目標物理量である判定閾値を示すマップである。
【図１４】第１実施形態の制御手段が行なう磁気熱量素子物性劣化診断における目標物理量である判定閾値を示すマップである。
【図１５】本発明を適用した第２実施形態に係る熱機器のブロック図である。
【図１６】第２実施形態の磁気熱量素子の構成の一例を示す断面図である。
【図１７】第２実施形態の制御手段が行なう診断運転制御動作を示すフローチャートである。
【図１８】第２実施形態の制御手段が行なう磁気熱量素子物性劣化診断における目標物理量である判定閾値を示すマップである。
【図１９】本発明を適用した第３実施形態に係る熱機器のブロック図である。
【図２０】第３実施形態の制御手段が行なう診断運転制御動作を示すフローチャートである。
【図２１】第３実施形態の制御手段が行なう磁気熱量素子物性劣化診断における目標物理量である判定閾値を示すマップである。
【図２２】本発明を適用した第４実施形態に係る熱機器のブロック図である。
【図２３】第４実施形態の制御手段が行なう磁気熱量素子破損診断における目標物理量である判定閾値を示すマップである。
【図２４】本発明を適用した第５実施形態に係る熱機器のブロック図である。
【図２５】第５実施形態の制御手段が行なう磁気熱量素子破損診断における目標物理量である判定閾値を示すマップである。
【図２６】本発明を適用した第６実施形態に係る熱機器のブロック図である。
【図２７】第６実施形態で作業者等が行なう磁気熱量素子破損診断作業動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１３】
（第１実施形態）
本発明を適用した第１実施形態について、図１〜図１４を参照して説明する。
【００１４】
図１は、発明を実施するための第１実施形態に係る車両用空調装置１を示すブロック図である。車両用空調装置１は、磁気熱量効果型ヒートポンプ装置２を備える。磁気熱量効果型ヒートポンプ装置２はＭＨＰ（Magneto-caloric effect Heat Pump）装置２とも呼ばれる。ＭＨＰ装置２は、磁気ヒートポンプ装置である熱磁気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】
車両用空調装置１は、ＭＨＰ装置２の高温側に設けられた熱交換器３を有する。熱交換器３は、ＭＨＰ装置２の高温と、媒体、例えば空気との間の熱交換を提供する。熱交換器３は、主として放熱のために用いられる。図示の例では、熱交換器３は、ＭＨＰ装置２の熱輸送媒体と、空気との熱交換を提供する。熱交換器３は、車両用空調装置１における高温系統機器のひとつである。熱交換器３は、例えば車両の室内に設置され、空調用空気と熱交換することにより空気を温める。
【００１７】
車両用空調装置１は、ＭＨＰ装置２の低温側に設けられた熱交換器４を有する。熱交換器４は、ＭＨＰ装置２の低温端と、媒体、例えば空気との間の熱交換を提供する。熱交換器４は、主として吸熱のために用いられる。図示の例では、熱交換器４は、ＭＨＰ装置２の熱輸送媒体と、熱源媒体との熱交換を提供する。熱交換器４は、車両用空調装置１における低温系統機器のひとつである。熱交換器４は、例えば車両の外部に設置され、外気と熱交換する。
【００１８】
ＭＨＰ装置２は、ＭＨＰ装置２を駆動するための回転軸２ａを有する。回転軸２ａは、動力源５と作動的に連結されている。よって、ＭＨＰ装置２は、動力源５によって回転駆動される。動力源５は、ＭＨＰ装置２に回転動力を提供する。動力源５は、ＭＨＰ装置２の唯一の動力源である。動力源５は、電動機、内燃機関など回転機器によって提供される。動力源の一例は、車両に搭載された電池によって駆動される電動機である。以下の説明において、動力源５を、電動機５またはモータ５と呼ぶ場合がある。
【００１９】
ＭＨＰ装置２は、ハウジング６を備える。ハウジング６は回転軸２ａを回転可能に支持している。ＭＨＰ装置２は、ロータ７を備える。ロータ７は、ハウジング６内に回転可能に支持されている。ロータ７は、回転軸２ａから直接的にまたは間接的に回転力を受けて、回転する。ロータ７は、動力源５によって回転させられる回転体である。ロータ７は、円筒状の部材である。
【００２０】
ロータ７は、熱輸送媒体が流れることができる作業室１１を形成する。ひとつの作業室１１は、ロータ７の軸方向に沿って延びている。ひとつの作業室１１は、ロータ７の軸方向の両方の端面において開口している。ロータ７は、複数の作業室１１を備えることができる。複数の作業室１１は、ロータ７の回転方向に沿って配列されている。
【００２１】
ロータ７は、磁気熱量素子１２を備える。磁気熱量素子１２は、ＭＣＥ（Magneto-Caloric Effect）素子１２とも呼ばれる。ＭＨＰ装置２は、ＭＣＥ素子１２の磁気熱量効果を利用する。ＭＨＰ装置２は、ＭＣＥ素子１２によって低温端と高温端とを生成する。ＭＣＥ素子１２は、低温端と高温端との間に設けられている。図示の例では、図中の右側が低温端であり、図中の左端が高温端である。
【００２２】
ＭＣＥ素子１２は、作業室１１内に、熱輸送媒体と熱交換するように配置されている。ＭＣＥ素子１２は、ロータ７に固定され、保持されている。ＭＣＥ素子１２は、熱輸送媒体の流れ方向に沿って配置されている。ＭＣＥ素子１２は、ロータ７の軸方向に沿って細長く延在している。ロータ７は、複数のＭＣＥ素子１２を備えることができる。複数のＭＣＥ素子１２は、ロータ７の回転方向に沿って互いに離れて配置されている。
【００２３】
ＭＣＥ素子１２は、外部磁場の強弱の変化に応答して発熱と吸熱とを生じる。ＭＣＥ素子１２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１２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１２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１２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。ＭＣＥ素子１２には、外部磁場の印加により吸熱し、外部磁場の除去により発熱する素子を利用してもよい。
【００２４】
ＭＨＰ装置２は、ロータ７と対向して配置されたステータ８を有する。ステータ８は、ハウジング６の一部によって提供されている。ステータ８は、ロータ７の径方向内側および／または径方向外側に配置され、ロータ７と径方向に関して対向する部位を有する。これら径方向に関して対向する部位は、磁場変調装置を提供するために利用される。ステータ８は、ロータ７の軸方向一端および／または軸方向他端に配置され、ロータ７と軸方向に関して対向する部位を有する。これら軸方向に対向する部位は、熱輸送装置、具体的には流路切換機構を提供するために利用される。
【００２５】
ＭＨＰ装置２は、ＭＣＥ素子１２をＡＭＲ(ActiveMagnetic Refrigeration)サイクルの素子として機能させるための磁場変調装置１４と熱輸送装置１６とを備える。磁場変調装置１４は、ロータ７と、ステータ８とによって提供される。磁場変調装置１４は、ステータ８に対するロータ７の相対的な回転運動によって磁場を周期的に増減させる。磁場変調装置１４は、回転軸２ａに与えられる回転動力によって駆動される。熱輸送装置１６は、ポンプ１７と、流路切換機構１８とを有する。流路切換機構１８は、ロータ７と、ステータ８とによって提供される。流路切換機構１８は、ステータ８に対するロータ７の相対的な回転運動によって機能する。流路切換機構１８は、熱輸送媒体の流路に対する作業室１１の接続状態を切換えることにより、作業室１１およびＭＣＥ素子１２に対する熱輸送媒体の流れ方向を反転するように切換える。
【００２６】
磁場変調装置１４は、ＭＣＥ素子１２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。磁場変調装置１４は、ＭＣＥ素子１２を強い磁界内に置く励磁状態と、ＭＣＥ素子１２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１４は、ＭＣＥ素子１２が強い外部磁場の中に置かれる励磁期間、およびＭＣＥ素子１２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１４は、後述する熱輸送媒体の往復的な流れに同期して、ＭＣＥ素子１２への磁場の印加と除去とを繰り返す。磁場変調装置１４は、外部磁場を生成するための磁力源１３、例えば永久磁石、または電磁石を備える。
【００２７】
具体的には、磁場変調装置１４は、ひとつの作業室１１およびＭＣＥ素子１２を第１位置と第２位置とに交互に位置付ける。磁場変調装置１４は、第１位置にあるＭＣＥ素子１２を強い磁場の中に位置付ける。磁場変調装置１４は、第２位置にあるＭＣＥ素子１２を弱い磁場またはゼロ磁場の中に位置付ける。
【００２８】
磁場変調装置１４は、ＭＣＥ素子１２に沿って第１方向に熱輸送媒体が流れるときに、ＭＣＥ素子１２が強い磁場の中に位置付けられるように、ＭＣＥ素子１２を第１位置に位置付ける。第１方向は、低温端から高温端に向かう方向である。磁場変調装置１４は、作業室１１の一端がポンプ１７の吸入口に連通し、作業室１１の他端がポンプ１７の吐出口に連通するときに、その作業室１１の中のＭＣＥ素子１２が強い磁場の中に置かれるようにＭＣＥ素子１２を第１位置に位置付ける。
【００２９】
磁場変調装置１４は、ＭＣＥ素子１２に沿って第１方向とは反対の第２方向に熱輸送媒体が流れるときに、ＭＣＥ素子１２が弱い磁場またはゼロ磁場の中に位置付けられるように、ＭＣＥ素子１２を第２位置に位置付ける。第２方向は、高温端から低温端に向かう方向である。磁場変調装置１４は、作業室１１の一端がポンプ１７の吐出口に連通し、作業室１１の他端がポンプ１７の吸入口に連通するときに、ＭＣＥ素子１２が弱い磁場またはゼロ磁場の中に置かれるようにＭＣＥ素子１２を第２位置に位置付ける。
【００３０】
熱輸送装置１６は、ＭＣＥ素子１２が放熱または吸熱する熱を輸送するための熱輸送媒体と、この熱輸送媒体を流すための流体機器とを備える。熱輸送装置１６は、ＭＣＥ素子１２と熱交換する熱輸送媒体をＭＣＥ素子１２に沿って流す装置である。熱輸送装置１６は、ＭＣＥ素子１２に沿って熱輸送媒体を往復的に流す。熱輸送装置１６は、磁場変調装置１４による外部磁場の変化に同期して、熱輸送媒体の往復的な流れを発生させる。熱輸送装置１６は、磁場変調装置１４による磁場の増減に同期して熱輸送媒体の流れ方向を切換える。
【００３１】
ＭＣＥ素子１２と熱交換する熱輸送媒体は一次媒体と呼ばれる。一次媒体は、不凍液、水、油などの流体によって提供することができる。熱輸送装置１６は、熱輸送媒体を流すためのポンプ１７を備える。ポンプ１７は、一方向に熱輸送媒体を流す一方向ポンプである。ポンプ１７は、熱輸送媒体を吸入する吸入口と、熱輸送媒体を吐出する吐出口とを有する。ポンプ１７は、熱輸送媒体の環状の流れ経路の上に配置されている。ポンプ１７は、環状の流れ経路の中に熱輸送媒体の一方向の流れを生じさせる。ポンプ１７は、回転軸２ａによって駆動される。ポンプ１７は、回転軸２ａによって駆動される容積型ポンプである。ポンプ１７は、本実施形態における流体ポンプ装置に相当する。
【００３２】
熱輸送装置１６は、流路切換機構１８を備える。流路切換機構１８は、ひとつの作業室１１およびひとつのＭＣＥ素子１２に関する熱輸送媒体の流れ方向を反転させるように、作業室１１に対して熱輸送媒体の流路を切換える。言い換えると、流路切換機構１８は、一方向型のポンプ１７によって生成される熱輸送媒体の一方向の流れの中における作業室１１の配置を流れ方向に関して反転させる。流路切換機構１８は、ポンプ１７を含む環状の流路の中における往路と復路とにひとつの作業室１１を交互に位置付ける。流路切換機構１８は、ひとつの作業室１１およびひとつのＭＣＥ素子１２と、ポンプ１７を含む環状の流路との接続関係を少なくとも２つの状態に切換える。第１の状態は、作業室１１の一端がポンプ１７の吸入口に連通し、作業室１１の他端がポンプ１７の吐出口に連通した状態である。第２の状態は、作業室１１の一端がポンプ１７の吐出口に連通し、作業室１１の他端がポンプ１７の吸入口に連通した状態である。
【００３３】
具体的には、流路切換機構１８は、ひとつの作業室１１およびＭＣＥ素子１２を第１位置と第２位置とに交互に位置付ける。流路切換機構１８は、第１位置にあるＭＣＥ素子１２に沿って第１方向に熱輸送媒体を流すように、そのＭＣＥ素子１２を収容する作業室１１を流れ経路に連通させる。流路切換機構１８は、第２位置にあるＭＣＥ素子１２に沿って第１方向とは反対の第２方向に熱輸送媒体を流すように、そのＭＣＥ素子１２を収容する作業室１１を流れ経路に連通させる。流路切換機構１８は、ＭＣＥ素子１２に対して熱輸送媒体を往復的に流すように、ポンプ１７を含む熱輸送媒体の流れ経路と、ＭＣＥ素子１２、すなわち作業室１１との接続状態を切換える。
【００３４】
流路切換機構１８は、ひとつのＭＣＥ素子１２が第１位置にあるときに、そのＭＣＥ素子１２に沿って第１方向に熱輸送媒体が流れるように、そのＭＣＥ素子１２を収容する作業室１１と流路とを接続する。流路切換機構１８は、ひとつのＭＣＥ素子１２が第１位置にあるときに、そのＭＣＥ素子１２を収容する作業室１１の一端とポンプ１７の吸入口とを連通し、他端とポンプ１７の吐出口とを連通する。
【００３５】
流路切換機構１８は、ひとつのＭＣＥ素子１２が第２位置にあるときに、そのＭＣＥ素子１２に沿って第１方向とは反対の第２方向に熱輸送媒体が流れるように、そのＭＣＥ素子１２を収容する作業室１１と流路とを接続する。流路切換機構１８は、ひとつのＭＣＥ素子１２が第２位置にあるときに、そのＭＣＥ素子１２を収容する作業室１１の一端とポンプ１７の吐出口とを連通し、他端とポンプ１７の吸入口とを連通する。
【００３６】
ＭＨＰ装置２は、熱交換器３から熱輸送媒体を受け入れる高温側入口１６ａを有する。高温側入口１６ａはポンプ１７の吸入口に連通可能である。ＭＨＰ装置２は、熱交換器３へ向けて熱輸送媒体を供給する高温側出口１６ｂを有する。高温側出口１６ｂは、第１位置にある作業室１１の一端に連通可能である。ＭＨＰ装置２は、熱交換器４から熱輸送媒体を受け入れる低温側入口１６ｃを有する。低温側入口１６ｃは、第１位置にある作業室１１の他端に連通可能である。ＭＨＰ装置２は、熱交換器４へ向けて熱輸送媒体を供給する低温側出口１６ｄを有する。低温側出口１６ｄは、第２位置にある作業室１１の他端に連通可能である。第２位置にある作業室１１の一端はポンプ１７の吐出口と連通可能である。
【００３７】
ロータ７は、ＭＣＥ素子１２を保持するための素子ベッドとも呼ばれる。この実施形態では、ＭＣＥ素子１２を収容する作業室１１を形成する素子ベッドが回転軸２ａと作動的に連結されている。流路切換機構１８と磁場変調装置１４との両方に関連するＭＣＥ素子１２を含む素子ベッドが回転軸２ａによって移動する。よって効率的な駆動が可能である。
【００３８】
ポンプ１７、流路切換機構１８、および磁場変調装置１４は、共通のハウジング６の中に収容されている。この構成によると、ポンプ１７を流路切換機構１８の近傍に設置することができる。このため、長い配管を要することなくポンプ１７と流路切換機構１８とが接続される。この結果、ポンプ１７を含む流れ経路の分岐があっても、熱輸送媒体の流れの差を抑制することができる。この構成では、ホースなどの配管を用いることなくハウジング６内の流路を利用できる。よって、分岐した流れ経路の間において、配管に起因する熱輸送媒体の流れの差が抑制される。
【００３９】
車両用空調装置１は、車両に搭載され、車両の乗員室の温度を調節する。２つの熱交換器３、４は、車両用空調装置１の一部を提供する。熱交換器３は、熱交換器４より高温になる高温側熱交換器３である。熱交換器４は、熱交換器３より低温になる低温側熱交換器４である。車両用空調装置１は、高温側熱交換器３、および／または低温側熱交換器４を室内空調のために利用するための空調ダクトおよび送風機などの空気系機器を備える。
【００４０】
車両用空調装置１は、冷房装置または暖房装置として利用される。車両用空調装置１は、室内に供給される空気を冷却する冷却器と、冷却器によって冷却された空気を再び加熱する加熱器とを備えることができる。ＭＨＰ装置２は、車両用空調装置１における冷熱供給源、または温熱供給源として利用される。すなわち、高温側熱交換器３は上記加熱器として用いることができる。また、低温側熱交換器４は上記冷却器として用いることができる。
【００４１】
ＭＨＰ装置２が温熱供給源として利用される場合、高温側熱交換器３を通過した空気は車両の室内に供給され、暖房のために利用される。このとき、低温側熱交換器４を通過した空気は車両の室外に排出される。熱交換器３は、室内熱交換器とも呼ばれる。熱交換器４は、室外熱交換器とも呼ばれる。
【００４２】
ＭＨＰ装置２が冷熱供給源として利用される場合、低温側熱交換器４を通過した空気は車両の室内に供給され、冷房のために利用される。このとき、高温側熱交換器３を通過した空気は車両の室外に排出される。熱交換器４は、室内熱交換器とも呼ばれる。熱交換器３は、室外熱交換器とも呼ばれる。
【００４３】
ＭＨＰ装置２は、除湿装置として利用されることもある。この場合、低温側熱交換器４を通過した空気は、その後に、高温側熱交換器３を通過し、室内に供給される。ＭＨＰ装置２は、冬期においても、夏期においても、温熱供給源として利用される。
【００４４】
図２は、ＭＨＰ装置２の斜視図である。ＭＨＰ装置２の図中左側はフロント側と呼ばれ、図中右側はリア側と呼ばれる。ＭＨＰ装置２は、円柱状の外径をもつ。ハウジング６を提供するケース２１は、円筒状の胴部２２を有する。胴部２２のフロント側の端部には、ポンプボディ２３、ポンプカバー２４、およびフロントエンドカバー２５が設けられている。これらの部材２３、２４、２５は、ケース２１のフロントエンドを提供する。胴部２２のリア側の端部には、リアボディ２６、およびリアエンドカバー２７が設けられている。これらの部材２６、２７は、ケース２１のリアエンドを提供する。ＭＨＰ装置２のフロント側には、回転軸２ａが露出している。この回転軸２ａには、動力源５としての電動機が連結されている。
【００４５】
図３は、ＭＨＰ装置２の左側面図である。フロントエンドカバー２５の中央部に回転軸２ａが露出している。図４は、ＭＨＰ装置２の右側面図である。リアエンドカバー２７の中央部に低温側入口１６ｃが開口している。
【００４６】
図５は、ＭＨＰ装置２の断面図である。図５は、図３のＶ−Ｖ線における縦断面図である。図６は、ＭＨＰ装置２の断面図である。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線における横断面図である。胴部２２の径方向内側には、ロータ７が配置されている。ロータ７は円筒状の部材である。ロータ７は、ケース２１内において回転可能に支持されている。ロータ７の径方向内側には、ステータ８が配置されている。ステータ８は、ケース２１内に固定されている。ステータ８は、ポンプボディ２３とリアボディ２６との間に配置され、それらに固定されている。
【００４７】
ロータ７は、その円筒状の壁内に複数の作業室１１を有する。ロータ７は、４つの作業室１１を有する。すべての作業室１１は、ロータ７の軸方向の両方の端面において開口している。作業室１１は両端が開口した通路によって提供されている。
【００４８】
ロータ７は、内外二重の円筒の間に、それらの両端に開口する作業室１１を区画形成する筒状の部材である。ロータ７は、ＭＣＥ素子１２を収容する作業室１１を形成するとともに、回転軸２ａによって回転させられることによってＭＣＥ素子１２を第１位置と第２位置とに移動させる。
【００４９】
作業室１１の中には、ＭＣＥ素子１２が収容され、固定されている。ひとつの作業室１１の中には、複数のＭＣＥ素子１２が配置されている。ひとつのＭＣＥ素子１２は、作業室１１の一端と他端との間にわたって延在している。ひとつのＭＣＥ素子１２は、複数の素子片を有する。複数の素子片は、ロータ７の軸方向、すなわち作業室１１内における熱輸送媒体の流れ方向に沿って配列されている。複数の素子片のそれぞれは、高い磁気熱量効果を発揮する高効率温度帯が異なる。高効率温度帯は、素子片の材料によって調節することができる。ＭＨＰ装置２は、低温端と高温端との間に温度分布を発生させる。複数の素子片のひとつは、それが配置された位置に想定される温度帯において高い磁気熱量効果を発揮するように、その材料が選定されている。この構成は、低温端と高温端との間の全体において高い磁気熱量効果を得ることを可能とする。
【００５０】
ステータ８は、磁場変調装置１４のためのインナヨーク３１を提供する。胴部２２は、アウタヨーク３２を提供する。胴部２２の径方向内側には、磁力源１３としての永久磁石３３、３５が配置されている。ステータ８の径方向外側には、磁力源１３としての永久磁石３４、３６が配置されている。永久磁石３３と永久磁石３４とは、径方向の内側と外側とに配置されることによって、それらの間に位置付けられたＭＣＥ素子１２に強い磁場を供給する。永久磁石３５と永久磁石３６とは、径方向の内側と外側とに配置されることによって、それらの間に位置付けられたＭＣＥ素子１２に強い磁場を供給する。
【００５１】
ポンプボディ２３とポンプカバー２４との間には、ポンプ１７が配置されている。このポンプ１７は、ギヤポンプである。ポンプ１７は、熱輸送装置１６の一部品でもある。回転軸２ａは、ポンプ１７と作動的に連結されている。回転軸２ａとポンプ１７とは、キーによって直接的に連結されている。
【００５２】
回転軸２ａとロータ７との間には、変速機構９が配置されている。変速機構９は、遊星歯車機構によって提供されている。変速機構９は、ポンプボディ２３とステータ８との間に配置されている。ポンプボディ２３には、高温側入口１６ａと、高温側出口１６ｂとが設けられている。変速機構９は、ポンプ１７の回転数が、流路切換機構１８および磁場変調装置１４の回転数より高くなるように回転軸２ａから伝達される回転数を調節する。この構成によると、ポンプ１７の回転数が、流路切換機構１８および磁場変調装置１４の回転数より高くなる。これにより、高回転型のポンプ１７を利用することができる。ポンプ１７が高い回転数で回転することにより、ポンプ１７の流量の増加、および／または小型のポンプ１７の利用が可能となる。
【００５３】
ロータ７とリアボディ２６との間には、ロータ７とケース２１との間に形成される隙間を適切に維持するための可動シール機構が設けられている。この可動シール機構は、ロータ７の両端における熱輸送媒体の漏洩を抑制するシール機構とも呼ぶことができる。可動シール機構は、ロータ７の両端における摩擦の抑制と、熱輸送媒体の漏洩の抑制とのトレードオフを適切に調節する。可動シール機構は、ロータ７を軸方向に沿って一方向へ押し付ける付勢機構でもある。可動シール機構は、流路切換機構１８の一部でもある。
【００５４】
可動シール機構は、ロータ７の他端側の端面に対向するように配置されたピストン４１を有する。ピストン４１は、ロータ７に対応した環状である。ピストン４１は、軸方向に沿って移動可能にリアボディ２６に支持されている。ピストン４１は、回転軸２ａの周りにおいて回転不能にリアボディ２６に支持されている。ピストン４１は、リアボディ２６に設けられた環状の溝２６ａ内に収容されている。ピストン４１は、リアボディ２６からロータ７に向けて軸方向に突出可能に支持されている。ピストン４１とリアボディ２６との間には、複数のシール部材４２が設けられている。よって、ピストン４１とリアボディ２６との間には、ピストン４１をロータ７に向けて押し付ける付勢力を発生するための背圧室が区画形成されている。
【００５５】
ピストン４１は、ロータ７に対向する面において開口する４つの連通室４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄを有する。４つの連通室４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄは、周方向に関して互いに仕切られている。４つの連通室４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄは、それらと対向する作業室１１と連通する。ピストン４１の一端面において連通室４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄが区画形成する開口は、流路切換機構１８を提供する。
【００５６】
連通室４１ａ、４１ｂは、ＭＨＰ装置２における第１位置に対応して設けられている。連通室４１ａ、４１ｂは、ピストン４１の頂面に開設された連通開口４１ｅ、４１ｆと、リアボディ２６とリアエンドカバー２７との間に形成された通路２６ｂとを経由して、低温側入口１６ｃに連通している。よって、連通室４１ａ、４１ｂは、低温側入口１６ｃから導入される熱輸送媒体を第１位置にある作業室１１に供給する。
【００５７】
連通室４１ｃ、４１ｄは、ＭＨＰ装置２における第２位置に対応して設けられている。連通室４１ｃ、４１ｄは、ピストン４１の側面に開設された連通開口４１ｇ、４１ｈと、ピストン４１とリアボディ２６との間に形成された通路とを経由して、低温側出口１６ｄに連通している。ピストン４１の外周面には、環状の溝４１ｋが設けられている。この溝４１ｋによって形成される環状の通路は、２つの連通室４１ｃ、４１ｄを連通することによって、熱輸送媒体を集め、低温側出口１６ｄに案内する。よって、連通室４１ｃ、４１ｄは、第２位置にある作業室１１から熱輸送媒体を受け入れ、低温側出口１６ｄへ供給する。
【００５８】
ケース２１の中には、空間が形成される。この構成では、ロータ７の一端面とポンプボディ２３との間の隙間、ロータ７の他端面とピストン４１との間の隙間、および他の隙間を通して、ケース２１内の空間には熱輸送媒体が漏れ出してくる。この実施形態では、ケース２１内の空間は、ポンプ１７の吸入側に連通されている。よって、漏れ出した熱輸送媒体がポンプ１７に回収される。同時に、ケース２１内の空間が低圧に維持されるから、ピストン４１は熱輸送媒体の圧力差によってロータ７に向けて押し付けられる。これにより、ロータ７の一端面とポンプボディ２３との間の隙間、およびロータ７の他端面とピストン４１との間の隙間が望ましい小さい隙間に維持される。この結果、ロータ７の両端における摩擦の抑制と、熱輸送媒体の漏洩の抑制とが図られる。
【００５９】
図５および図６に図示される構成では、ピストン４１とリアボディ２６との間にはポンプ１７の吐出口側の圧力が作用する。特に、ピストン４１を軸方向に沿ってロータ７に向けて推進させる端面には、低温側入口１６ｃから導入される熱輸送媒体の圧力が作用する。熱輸送媒体の圧力は、ピストン４１の端面に対して全周にわたって作用する。この結果、ピストン４１は、熱輸送媒体の圧力差によってロータ７に向けて押される。これにより、ロータ７とピストン４１とが適切な力で相互に押し付けられる。また、ロータ７とポンプボディ２３とが適切な力で相互に押し付けられる。これにより、ロータ７の両端における摩擦の過剰な増加を抑制しながら、ロータ７の両端における熱輸送媒体の漏れが抑制される。
【００６０】
図７は、ポンプカバー２４の断面を示す。図７は、図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線における断面図である。図８は、ポンプボディ２３の断面を示す。図８は、図５のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線における断面図である。ポンプボディ２３とポンプカバー２４とは、ギヤポンプのためのハウジングを提供する。この実施形態では、ポンプ１７は、トロコイド型のギヤポンプによって提供される。図中には、複数のＭＣＥ素子１２のうちの、ひとつのＭＣＥ素子１２だけが代表的に図示されている。
【００６１】
ポンプカバー２４には、高温側入口１６ａに連通する連通溝２４ａが形成されている。連通溝２４ａは、高温側入口１６ａとギヤポンプの吸入ポート５１とを連通している。吸入ポート５１は、ポンプカバー２４を軸方向に貫通して形成されている。吸入ポート５１は、ポンプ１７の吸入口でもある。ポンプカバー２４には、第１位置に対応して形成された連通通路２４ｂ、２４ｃが形成されている。連通通路２４ｂ、２４ｃは、ポンプカバー２４を軸方向に貫通して形成されている。さらに、ポンプカバー２４には、連通通路２４ｂ、２４ｃと、高温側出口１６ｂとを連通する連通溝２４ｄ、２４ｅが形成されている。ポンプカバー２４に形成された連通溝２４ａ、２４ｄ、２４ｅおよび連通通路２４ｂ、２４ｃは、フロントエンドカバー２５によって覆われている。
【００６２】
ポンプボディ２３は、ロータ７に対向する面において開口する４つの連通室２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄを有する。４つの連通室２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは、周方向に関して互いに仕切られている。４つの連通室２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは、それらと対向する作業室１１と連通する。ポンプボディ２３の他端面において連通室２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが区画形成する開口は、流路切換機構１８を提供する。連通室２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは、周方向に沿って配列されている。連通室２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄのそれぞれがもつ周方向の長さは、その上を通過する作業室に熱輸送媒体を流す期間を規定する。図示されるように、４つの連通室２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄのそれぞれは、互いに等しい角度範囲にわたって延びている。
【００６３】
４つの連通室２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは、４つの連通室４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄと軸方向に関して対向している。４つの連通室２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄそれぞれの開口範囲は、４つの連通室４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄそれぞれの開口範囲と同じである。これら連通室２３ａ−２３ｄ、４１ａ−４１ｄによって流路切換機構１８が提供される。
【００６４】
連通室２３ａ、２３ｂは、ＭＨＰ装置２における第１位置に対応して設けられている。連通室２３ａ、２３ｂは、ポンプカバー２４に形成された連通通路２４ｂ、２４ｃに連通している。よって、これら連通室２３ａ、２３ｂは、高温側出口１６ｂに連通している。よって、連通室２３ａ、２３ｂは、第１位置にある作業室１１から熱輸送媒体を受け入れ、高温側出口１６ｂへ供給する。これらの連通室２３ａ−２３ｄおよび４１ａ−４１ｄを提供するピストン４１とポンプボディ２３とは、熱輸送媒体を分配する分配部材を提供している。
【００６５】
連通室２３ａと連通室２３ｂは対称に形成されている。さらに、連通通路２４ｂと連通通路２４ｃは対称に形成されている。よって、連通室２３ａから高温側出口１６ｂへ向かう通路と、連通室２３ｂから高温側出口１６ｂへ向かう通路とは、熱輸送媒体の流れに関して対称に形成されている。この結果、連通室２３ａ、２３ｂによって規定される２つの作業室１１における熱輸送媒体の流れの差が抑制される。ＭＨＰ装置２が単一の高温側出口１６ｂをもつことにより、高温系統の流路がＭＨＰ装置２内の作業室１１における熱輸送媒体の流れに与える影響が抑制される。
【００６６】
連通室２３ｃ、２３ｄは、ＭＨＰ装置２における第２位置に対応して設けられている。連通室２３ｃ、２３ｄは、ポンプボディ２３に形成された連通溝２３ｅ、２３ｆを経由して、ポンプ１７の吐出ポート５２に連通している。熱輸送媒体は、ポンプ１７から吐出ポート５２へ吐出される。さらに、熱輸送媒体は、吐出ポート５２から２つの連通溝２３ｅ、２３ｆに向けて分岐し、連通室２３ｃ、２３ｄに供給される。よって、連通室２３ｃ、２３ｄは、ポンプ１７から吐出された熱輸送媒体を第２位置にある作業室１１に供給する。連通室２３ｃ、２３ｄは、ポンプ１７から吐出された高圧の熱輸送媒体を溜めるギャラリを提供する。
【００６７】
連通室２３ｃと連通室２３ｄは対称に形成されている。さらに、連通溝２３ｅと連通溝２３ｆは対称に形成されている。よって、吐出ポート５２から連通室２３ｃへ向かう通路と、吐出ポート５２から連通室２３ｄへ向かう通路とは、熱輸送媒体の流れに関して対称である。この結果、連通室２３ｃ、２３ｄによって規定される２つの作業室１１における熱輸送媒体の流れの差が抑制される。ＭＨＰ装置２が単一の高温側入口１６ａをもつことにより、高温系統の流路がＭＨＰ装置２内の作業室１１における熱輸送媒体の流れに与える影響が抑制される。
【００６８】
ポンプボディ２３内には、アウタロータ５３とインナロータ５４とが配置されている。アウタロータ５３は回転軸２ａの回転中心に対してやや偏心して回転するように配置されている。この結果、アウタロータ５３とインナロータ５４との間には、複数の容積室５５が形成される。アウタロータ５３とインナロータ５４とは、回転軸２ａによって時計回りに回される。この結果、ポンプ１７は吸入ポート５１から熱輸送媒体を吸入し、吐出ポート５２から熱輸送媒体を吐出する。
【００６９】
図９は、変速機構９の断面を示す。図９は、図５のＩＸ−ＩＸ線における断面図である。変速機構９は、回転軸２ａの回転を減速し、ロータ７に伝達する減速機構である。変速機構９は、ロータ７をＡＭＲサイクルを提供するために適した回転数で駆動しながら、ポンプ１７を高速回転させることを可能とする。この構成は、ポンプ１７によって必要な流量を得るために貢献する。変速機構９は、回転軸２ａに設けられたサンギヤ６１と、ポンプボディ２３とインナヨーク３１との間に支持されたプラネタリギヤ６２と、ロータ７に設けられたリングギヤ６３とを有する。
【００７０】
図中には、ロータ７の軸を直交する断面が図示されている。ロータ７は、作業室１１を形成するためのロータハウジング７１を有する。ロータハウジング７１は、円筒状の部材である。ロータハウジング７１は、その円筒状の壁の中に、周方向に沿って複数の作業室７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄを形成している。図示の例では、４つの作業室７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄが形成されている。ロータハウジング７１は、第１位置に対応する２つの作業室７１ａ、７１ｂと、第２位置に対応する２つの作業室７１ｃ、７１ｄを有する。これら作業室７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄは、第１位置および第２位置に対応している必要はない。これら作業室７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄの中には、複数のＭＣＥ素子１２が配置されている。図中には、１つのＭＣＥ素子１２が代表的に図示されている。図中には、作業室７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄの向こう側にあるピストン４１の連通室と、ピストン４１の連通開口４１ｅ、４１ｆとが図示されている。
【００７１】
図１０は、磁場変調装置１４の断面を示す。図１０は、図５のＸ−Ｘ線における断面図である。永久磁石３３、３４、３５、３６は、第１位置に対応する約９０度の角度範囲に設けられている。永久磁石３３、３４、３５、３６は、径方向に関して作業室７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７１ｄの内側と外側との両方に位置するように配置されている。ＭＨＰ装置２は、その直径上に位置付けられた複数の第１位置と、第１位置と交互に配置された複数の第２位置とを有する。２つの第１位置は図中の上下に位置し、２つの第２位置は図中の左右に位置している。インナヨーク３１およびアウタヨーク３２は、第１位置に強い磁場を供給するように形成されている。
【００７２】
図１１は、可動シール機構の断面を示す。図１１は、図５のＸＩ−ＸＩ線における断面図である。ピストン４１に設けられた連通室４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄは、第１位置および第２位置に対応する角度範囲にわたって広がっている。図示の例では、連通室４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄのそれぞれの角度範囲は、永久磁石３３、３４、３５、３６の角度範囲より小さい。
【００７３】
連通室４１ａと連通室４１ｂは対称に形成されている。さらに、連通通路２６ｂは図５に図示されるように上下方向に関して対称に形成されている。よって、低温側入口１６ｃから連通室４１ａへ向かう通路と、低温側入口１６ｃから連通室４１ｂへ向かう通路とは、熱輸送媒体の流れに関して対称に形成されている。この結果、連通室４１ａ、４１ｂによって規定される２つの作業室１１における熱輸送媒体の流れの差が抑制される。ＭＨＰ装置２が単一の低温側入口１６ｃをもつことにより、低温系統の流路がＭＨＰ装置２内の作業室１１における熱輸送媒体の流れに与える影響が抑制される。
【００７４】
連通室４１ｃと連通室４１ｄは対称に形成されている。さらに、連通室４１ｃと連通室４１ｄとは、対称の位置に設けられた連通開口４１ｇ、４１ｈを経由して、ピストン４１を取り囲む環状の通路に対称の位置において連通している。また、低温側出口１６ｄは、２つの連通開口４１ｇ、４１ｈの間に位置付けられている。よって、連通室４１ｃから低温側出口１６ｄへ向かう通路と、連通室４１ｄから低温側出口１６ｄへ向かう通路とは、熱輸送媒体の流れに関してほぼ対称に形成されている。この結果、連通室４１ｃ、４１ｄによって規定される２つの作業室１１における熱輸送媒体の流れの差が抑制される。ＭＨＰ装置２が単一の低温側出口１６ｄをもつことにより、低温系統の流路がＭＨＰ装置２内の作業室１１における熱輸送媒体の流れに与える影響が抑制される。
【００７５】
この構成において、流路切換機構１８は、第１位置において作業室１１に熱輸送媒体が第１方向に流れるように流れ経路と作業室とを接続する。流路切換機構１８は、第２位置において作業室１１に熱輸送媒体が第１方向とは逆の第２方向に流れるように流れ経路と作業室とを接続する。流路切換機構１８は、分配部材としてのポンプボディ２３とピストン４１とを有する。分配部材は、ロータ７の両端に対向して配置されている。分配部材は、第１位置において作業室１１と連通するように配置された第１群の連通室２３ａ、２３ｂ、４１ａ、４１ｂを有する。分配部材は、第２位置において作業室１１と連通するように配置された第２群の連通室２３ｃ、２３ｄ、４１ｃ、４１ｄを有する。
【００７６】
磁場変調装置１４は、第１位置と第２位置においてＭＣＥ素子１２に異なる強さの磁場を与える。磁場変調装置１４は、第１位置または第２位置に配置された永久磁石からなる磁力源１３を備える。
【００７７】
この構成によると、ＭＣＥ素子１２を収容する作業室１１を形成するロータ７が回転軸２ａによって回転させられる。これにより、ＭＣＥ素子１２は第１位置と第２位置とに移動される。言い換えると、ロータ７はＭＣＥ素子１２を収容する素子ベッドである。この構成では、素子ベッドを回転させることによって、作業室１１における熱輸送媒体の流れ方向が第１方向と第２方向とに切換えられる。連通室を有する分配部材によって作業室１１における流れ方向が切換えられる。素子ベッドを回転させることによって、ＭＣＥ素子１２に与えられる磁場の強さが変化させられる。
【００７８】
図１に示すように、ＭＨＰ装置２は、制御手段であるＥＣＵ９０を備えている。ＥＣＵ９０は、例えば、車両用空調装置１のエアコンＥＣＵである。ＥＣＵ９０は、駆動部９１、取得部９２、記憶部９３および判定部９４を有する。ＥＣＵ９０は、例えば演算処理や制御処理を行なう中央演算装置であるＣＰＵ、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ、入力／出力回路部であるＩ／Ｏポート等を含んで構成される。
【００７９】
駆動部９１は、例えば、上記ＣＰＵやモータ駆動回路としてのインバータ回路等を含んでいる。駆動部９１は、電動機からなる動力源５に対し、駆動指令を出力する。駆動部９１は、例えば、インバータ回路からの電圧出力をモータコイルに印加し、動力源５を回転駆動制御する。駆動部９１は、電動機からなる動力源５に対し、回転数ｆの指令値を出力する。
【００８０】
取得部９２は、例えば、上記Ｉ／Ｏポート等を含んでいる。取得部９２は、電動機からなる動力源５からトルク情報Ｐを入力する。取得部９２は、例えば、電動機の消費電力値または電動機に流れるコイル電流値をトルク情報として取得する。以下、トルク情報Ｐを単にトルクＰと呼ぶ場合がある。取得部９２は、温度検出手段であるサーミスタ８１からの温度情報も取得する。サーミスタ８１は、例えば、第１位置に位置付けられた作業室１１の高温端の熱輸送媒体の温度Ｔを検出する。取得部９２は、取得した情報を、駆動部９１や判定部９４に提供する。
【００８１】
記憶部９３は、例えば、上記メモリ等を含んでいる。記憶部９３は、ＭＨＰ装置２の本体の運転制御に係るプログラムや、当該プログラムを実行する際に必要なデータ等を記憶している。記憶部９３は、ＭＨＰ装置２が作業室１１から所定熱出力を行なう所定熱出力動作の動作制御プログラムを記憶している。また、記憶部９３は、所定熱出力動作により所定熱出力が可能であるか否かを判定する所定熱出力可否判定プログラム、および、判定に用いる閾値等の判定基準データ等を記憶している。なお、各種プログラムは、ＣＰＵに設定されるものであってもよい。記憶部９３は、判定部９４に対して、所定熱出力の可否を判定する際の判定基準データである目標物理量を出力する。
【００８２】
判定部９４は、例えば、上記ＣＰＵ等を含んでいる。判定部９４は、取得部９２から提供された取得データと記憶部９３から提供された基準データとを比較して判定を行なう。判定部９４は、比較判定結果に基づいて、報知部９９に対して報知部作動信号を出力する。
【００８３】
報知部９９は、例えば表示手段である。報知部９９は、例えば、車両の車室内前方に配置されたインストルメントパネルに設けることができる。報知部９９は、例えば、エアコン操作部に設けることができる。報知部９９は、例えば、マルチ情報表示部やコンビネーションメータ内の表示部に設けることができる。報知部９９は、表示手段に限定されない。報知部９９は、例えば、音を発する発音手段とすることができる。また、報知部９９は、表示手段と発音手段とを組み合わせたものとすることができる。
【００８４】
次に、ＭＨＰ装置２が熱出力を行なう際のＭＨＰ装置２の作動を説明する。例えば駆動部９１からの電圧出力によって動力源５が駆動され、動力源５によって回転軸２ａが回される。回転軸２ａはポンプ１７を作動させる。同時に、回転軸２ａは変速機構９を介してロータ７を回転させる。永久磁石からなる磁力源１３を含む磁場変調装置１４は、第１位置にあるＭＣＥ素子１２に強い磁場を与える。磁場変調装置１４は、第２位置にあるＭＣＥ素子１２に弱い磁場またはゼロ磁場を与える。
【００８５】
ポンプ１７は熱輸送媒体を吸入するとともに吐出する。このとき、ポンプ１７は回転軸２ａに直結されており、回転軸２ａと同じ回転数で回される。ポンプ１７は、ロータ７より高い回転数で回される。これにより効率的なポンプ１７の運転が可能となる。ポンプ１７を含む流路に熱輸送媒体が循環的に流される。熱輸送媒体は、ポンプ１７から、第２位置にあるひとつの作業室１１、熱交換器４、第１位置にあるひとつの作業室１１、熱交換器３を順に経由し、ポンプ１７へ戻る。
【００８６】
ロータ７は、作業室１１内に収容されたＭＣＥ素子１２を第１位置と第２位置とに交互に運び込み、位置付ける。ロータ７の回転数は、ポンプ１７の回転数より低い。ロータ７の回転数は、ＭＣＥ素子１２をＡＭＲサイクルとして機能させるための回転数に設定されている。すなわち、磁場の変化と熱輸送媒体による熱の輸送によって大きい温度差が得られるようにロータ７の回転数は設定されている。例えば、ロータ７の回転数は、ＭＣＥ素子１２の特性と、磁場の強さと、熱輸送媒体による熱輸送性能を考慮して設定される。
【００８７】
ロータ７は、ひとつの観点では磁場変調装置１４を提供する。ロータ７は、ＭＣＥ素子１２を第１位置と第２位置とに交互に運び込むことによって、ＭＣＥ素子１２に加えられる磁場の強さを変化させる。ロータ７は、別の観点では、流路切換機構１８を提供する。ロータ７は、ＭＣＥ素子１２を第１位置と第２位置とに交互に運び込むことによって、ＭＣＥ素子１２に沿って流れる熱輸送媒体の流れ方向を第１方向と第２方向とに切換える。
【００８８】
ひとつのＭＣＥ素子１２が第１位置に運び込まれると、ＭＣＥ素子１２に与えられる磁場は強くなり、ＭＣＥ素子１２は発熱する。このとき、熱輸送媒体はＭＣＥ素子１２に沿って第１方向へ流れる。第１方向は低温端から高温端へ向かう方向である。このため、高温端の温度が上昇する。
【００８９】
ひとつのＭＣＥ素子１２が第２位置に運び込まれると、ＭＣＥ素子１２に与えられる磁場は弱くなり、ＭＣＥ素子１２は吸熱する。このとき、熱輸送媒体はＭＣＥ素子１２に沿って第２方向へ流れる。第２方向は高温端から低温端へ向かう方向である。このため、低温端の温度が低下する。
【００９０】
この実施形態によると、一方向へ熱輸送媒体を流すポンプと、ロータ７とが共通の回転軸２ａによって回される。この結果、磁場変調装置１４と熱輸送装置１６との両方を共通の動力源５によって駆動することができる。動力源５は、ポンプ用電動機であるとともに、磁場用電動機でもある。ＭＨＰ装置２は、ポンプ１７の回転数をロータ７の回転数より高くする変速機構９を備える。この結果、ＭＣＥ素子１２と熱輸送媒体との間の熱交換に必要な時間をロータ７上において提供しながら、ＭＨＰ装置２に一体化可能な小型のポンプ１７によって必要な流量を得ることができる。
【００９１】
この実施形態によると、ＭＣＥ素子１２に印加される磁場の変化が、ロータ７の回転によって機械的に与えられる。同時に、熱輸送媒体の流れ方向の切換えが、ロータ７の回転によって機能する流路切換機構１８によって与えられる。しかも、流れ方向の切換えは、ポンプボディ２３とピストン４１とに形成された連通室２３ａ−２３ｄ、４１ａ−４１ｄが提供する機械的な分配機構によって実行される。このため、簡単な構成によって、磁場の変化に同期した流れ方向の切換えが実現される。
【００９２】
次に、ＥＣＵ９０が行なう、ＭＨＰ装置２の所定熱出力動作により所定熱出力が可能であるか否かを診断する診断運転制御動作について説明する。
【００９３】
図１２に示すように、ＥＣＵ９０は、ＭＨＰ装置２の運転を開始する際には、まず、動力源であるモータ５を起動する（ステップ１１０）。ステップ１１０でモータ５を起動したら、例えばモータ５への電圧出力パターンによりモータ５の回転数ｆを制御する（ステップ１２０）。ステップ１２０では、当該ステップを実行する度に、回転数ｆが徐々に上昇するように設定する。ステップ１２０では、回転数ｆを徐々に上昇するように設定するものに限定されず、例えば、定常運転の目標回転数を設定し、この目標回転数まで上昇する過程における成り行きの回転数を取得して採用してもよい。
【００９４】
ステップ１２０を実行したら、次に、取得部９２でモータ５からトルクＰを取得する（ステップ１２１）。トルクＰは、前述したように、モータ５の消費電力値またはモータ５に流れるコイル電流値とすることができる。消費電力値またはコイル電流値を出力するモータ５は、物理量検出手段に相当する。モータ５の消費電力値またはモータ５に流れるコイル電流値は、モータ５のトルクの関連値である。
【００９５】
ステップ１２１でトルクＰを取得したら、取得したトルクＰを、判定部９４で目標物理量である判定トルクＰ０と比較する（ステップ１２２）。ステップ１２２では、例えば、記憶部９３が記憶している図１３に例示する判定トルクＰ０よりも、取得したトルクＰが小さいか否か判断する。
【００９６】
図１３に実線で示した判定トルクＰ０は、ＭＣＥ素子１２に破損がなく、作業室１１において過大な圧力損失が発生しないモータトルクに相当する。判定トルクＰ０はモータ回転数ｆに依存する。判定トルクＰ０はモータ回転数ｆの上昇に伴い上昇する。ステップ１２２では、ステップ１２０の回転数ｆにおける判定トルクＰ０と、ステップ１２１で取得したトルクＰとを比較する。例えば、ステップ１２１で取得したトルクＰが図１３に破線で示した値であった場合には、ステップ１２２では、ＮＯと判断される。
【００９７】
ステップ１２２では、トルクＰをモータ回転数に対応した判定トルクＰ０と比較判定する。ステップ１２２を実行する時点では、作業室１１内に生じる温度勾配は比較的小さなものである。そのため、トルク値の温度特性は無視することが可能である。ステップ１２２において、トルク値の温度特性を考慮して判定をおこなうものであってもかまわない。
【００９８】
ステップ１２２において、トルクＰが判定トルクＰ０以上である場合には、異常であると判断してステップ１２３へ進む。ステップ１２３では、ステップ１２２における異常判断が３回連続したか否かを判断する。ステップ１２３において、異常であるとの判断が３回連続していないと判断した場合には、ステップ１２０へリターンする。
【００９９】
一方、ステップ１２３において、ステップ１２２における異常であるとの判断が３回連続したと判断した場合には、報知部９９の作動信号であるアラーム出力を行なう（ステップ１２４）。ステップ１２４における出力によって、報知部９９が、ＭＣＥ素子１２が破損したことにより、所定熱出力が不可能である旨を報知する。報知部９９は、ＭＨＰ装置２が、定常運転で所定熱出力を行なうための所定熱出力動作を行なっても、ＭＣＥ素子１２が破損しており、所定熱出力が得られないことを報知する。
【０１００】
ステップ１２４を実行したら、モータ５を停止し、ＭＨＰ装置２からの熱出力を中止する（ステップ１２５）。なお、ステップ１２４を行なった後に、ＭＨＰ装置２の運転を継続するものであってもよい。すなわち、ステップ１２４を実行した後に、ステップ１４０の定常運転を行なってもよい。このとき、定常運転モードにおける目標回転数は、当初の目標回転数を用い、熱出力が所定値以下の状態でＭＨＰ装置２を運転する。また、定常運転モードにおけるモータ５の目標回転数を上昇補正して、所定熱出力が行なえるようにしてもよい。
【０１０１】
ステップ１２２において、トルクＰが判定トルクＰ０未満である場合には、正常であると判断してステップ１２６へ進む。ステップ１２６では、ステップ１２２における正常判断が３回連続したか否かを判断する。ステップ１２６において、正常であるとの判断が３回連続していないと判断した場合には、ステップ１２０へリターンする。一方、ステップ１２６において、ステップ１２２における正常であるとの判断が３回連続したと判断した場合には、ステップ１３０へ進む。
【０１０２】
ステップ１３０では、サーミスタ８１からの温度情報を取得する。ステップ１３０では、実行の度に徐々に上昇する熱輸送媒体温度を取得する。ステップ１３０を実行したら、次に、取得部９２でモータ５からトルクＰを取得する（ステップ１３１）。トルクＰは、前述したように、モータ５の消費電力値またはモータ５に流れるコイル電流値とすることができる。消費電力値またはコイル電流値を出力するモータ５は、物理量検出手段に相当する。モータ５の消費電力値またはモータ５に流れるコイル電流値は、モータ５のトルクの関連値である。
【０１０３】
ステップ１３１でトルクＰを取得したら、取得したトルクＰを、判定部９４で目標物理量である判定トルクＰ１と比較する（ステップ１３２）。ステップ１３２では、例えば、記憶部９３が記憶している図１４に例示する判定トルクＰ１よりも、取得したトルクＰが大きいか否か判断する。
【０１０４】
図１４に実線で示した判定トルクＰ１は、ＭＣＥ素子１２に所定以上の物性劣化がなく、作業室１１において所定の磁気熱量効果が得られるときのモータトルクに相当する。ＭＣＥ素子１２に所定以上の物性劣化がない場合には、磁場変調装置１４の磁気回路により与えられる磁場において、ＭＣＥ素子１２の磁気吸引力は所定値以上となる。ＭＣＥ素子１２の物性劣化が所定以上となった場合には、磁気吸引力が低下してモータトルクも小さくなる。判定トルクＰ１は熱輸送媒体温度Ｔに依存する。判定トルクＰ１は、例えば作業室１１の高温端から流出する熱輸送媒体温度Ｔに依存する。
【０１０５】
なお、図１４に例示したマップは、ＭＣＥ素子１２がほぼ均一な材質からなる場合を示している。ＭＣＥ素子１２が磁気熱量効果特性の異なる複数の素子片を並設してなる場合には、例えば後述する図１８に例示するようなマップとなる。
【０１０６】
ステップ１３２では、ステップ１３０で取得した温度Ｔにおける判定トルクＰ１と、ステップ１３１で取得したトルクＰとを比較する。例えば、ステップ１３１で取得したトルクＰが図１３に破線で示した値であった場合には、ステップ１３２では、ＮＯと判断される。
【０１０７】
ステップ１３２では、トルクＰを熱輸送媒体温度に対応した判定トルクＰ１と比較判定する。ステップ１３２を実行する時点では、モータ回転数は、ほぼ定常運転時の目標回転数に到達している。そのため、トルク値のモータ回転数特性は無視することが可能である。ステップ１３２において、トルク値のモータ回転数特性を考慮して判定をおこなうものであってもかまわない。
【０１０８】
ステップ１３２において、トルクＰが判定トルクＰ１以下である場合には、異常であると判断してステップ１３３へ進む。ステップ１３３では、ステップ１３２における異常判断が３回連続したか否かを判断する。ステップ１３３において、異常であるとの判断が３回連続していないと判断した場合には、ステップ１３０へリターンする。
【０１０９】
一方、ステップ１３３において、ステップ１３２における異常であるとの判断が３回連続したと判断した場合には、報知部９９の作動信号であるアラーム出力を行なう（ステップ１３４）。ステップ１３４における出力によって、報知部９９が、ＭＣＥ素子１２が劣化したことにより、所定熱出力が不可能である旨を報知する。報知部９９は、ＭＨＰ装置２が、定常運転で所定熱出力を行なうための所定熱出力動作を行なっても、ＭＣＥ素子１２が物性劣化しており、所定熱出力が得られないことを報知する。
【０１１０】
ステップ１３４を実行したら、ＭＨＰ装置２の定常運転を行なう（ステップ１４０）。このとき、定常運転モードにおける目標回転数は、当初の目標回転数を用い、熱出力が所定値以下の状態でＭＨＰ装置２を運転する。また、定常運転モードにおけるモータ５の目標回転数を上昇補正して、所定熱出力が行なえるようにしてもよい。なお、ステップ１３４を実行した後に、モータ５を停止し、ＭＨＰ装置２からの熱出力を中止してもよい。
【０１１１】
ステップ１３２において、トルクＰが判定トルクＰ０を超えている場合には、正常であると判断してステップ１３５へ進む。ステップ１３５では、ステップ１３２における正常判断が３回連続したか否かを判断する。ステップ１３５において、正常であるとの判断が３回連続していないと判断した場合には、ステップ１３０へリターンする。一方、ステップ１３５において、ステップ１３２における正常であるとの判断が３回連続したと判断した場合には、ステップ１４０へ進み、ＭＨＰ装置２の定常運転を行なう。このとき、定常運転モードにおける目標回転数は、当初の目標回転数を用い、所定熱出力が得られる状態でＭＨＰ装置２を運転する。
【０１１２】
ＭＨＰ装置２の定常運転は、例えば車両用空調装置１の運転が中止されるまで継続する。ＭＨＰ装置２の定常運転中は、例えば車両用空調装置１に必要とされるＭＨＰ装置２からの熱出力に応じて、モータ５の回転数が制御される。
【０１１３】
なお、ステップ１３０では、作業室１１の高温端から流出する熱輸送媒体温度を取得し、ステップ１３２では、例えば図１４に示すマップによりトルクＰを閾値である判定トルクＰ１と比較していたが、これに限定されるものではない。例えば、１つの代表位置温度ではなく、複数個所の熱輸送媒体温度を取得し、各箇所に対応したそれぞれのマップによりトルクＰを閾値である判定トルクと比較するものであってもよい。これによれば、劣化判定精度を向上することができる。
【０１１４】
熱輸送媒体の温度検出箇所は、例えば、第１位置に位置付けられた作業室１１の両端の２箇所とすることができる。また、熱輸送媒体の温度検出箇所は、例えば、第１位置に位置付けられた作業室１１の両端、および第２位置に位置付けられた作業室１１の両端の４箇所とすることができる。
【０１１５】
また、ステップ１２３、１２６、１３３、１３５では、同一の判断結果が３回連続したときに、ＹＥＳと判断するようになっていたが、これに限定されるものではない。例えば、１回であってもよいし、２回または４回以上の複数回であってもかまわない。また、複数回連続するものに限らず、例えば、不連続であっても所定割合以上を占めるか否かで判断してもかまわない。
【０１１６】
ステップ１２０〜ステップ１２３は、ＭＣＥ素子１２の破損状態を診断する破損診断運転ステップである。また、ステップ１２４は、ＭＣＥ素子１２の破損を報知する破損報知ステップである。一方、ステップ１３０〜ステップ１３３は、ＭＣＥ素子１２の劣化状態を診断する劣化診断運転ステップである。また、ステップ１３４は、ＭＣＥ素子１２の劣化を報知する劣化報知ステップである。なお、ステップ１２０〜ステップ１２３、およびステップ１３０〜ステップ１３３は、それぞれ、例えば１Ｈｚの周波数で繰り返すことができる。
【０１１７】
本実施形態の破損診断運転ステップおよび劣化診断運転ステップは、定常運転モードに至る前の過渡運転モード時に行なわれる。破損診断ステップは、過渡運転モード時のうち、モータ５の回転数が定常運転に向かって上昇しており、かつ、作業室１１内に生じる温度勾配が比較的小さいときに行なわれる。また、劣化診断ステップは、過渡運転モード時のうち、モータ５の回転数の上昇がほぼ終了し、かつ、作業室１１内に生じる温度勾配が徐々に大きくなっているときに行なわれる。
【０１１８】
本実施形態のＭＨＰ装置２は、作業室１１に設けられたＭＣＥ素子１２を備えている。また、ＭＣＥ素子１２と熱交換する熱輸送媒体をＭＣＥ素子１２に沿って流すためのポンプ１７を備えている。また、熱輸送媒体の流れに同期して、ＭＣＥ素子１２へ与えられる磁場の強さを変調する磁場変調装置１４を備えている。そして、熱輸送媒体により作業室１１から熱出力を行なう。
【０１１９】
ＭＨＰ装置２は、作業室１１からの熱出力に対応するＭＣＥ素子１２の特性物理量に関連する関連物理量を検出物理量として検出する物理量検出手段としてのモータ５を備えている。ＭＣＥ素子１２の特性物理量に関連する関連物理量はモータ５のトルクＰである。トルクＰは、物理量検出手段が検出する検出物理量である。ここで、特性物理量とは、ＭＣＥ素子１２の形状特性、および、磁気熱量効果特性に係る物理量である。
【０１２０】
ＭＨＰ装置２は、モータ５で検出した検出物理量であるトルクＰを、作業室１１から所定熱出力を行なう所定熱出力動作に対応した目標物理量である判定トルクＰ０と比較する物理量比較手段として判定部９４を備えている。ＭＨＰ装置２は、判定部９４における検出物理量と目標物理量との比較結果に基づいて、所定熱出力動作により所定熱出力が可能であるか否かを判断する。
【０１２１】
これによると、作業室１１からの熱出力に対応するＭＣＥ素子１２の特性物理量に関連する関連物理量を検出物理量として検出し、所定熱出力動作に対応した目標物理量と比較して、ＭＣＥ素子１２の性能低下の有無または度合いを判断することができる。そして、このＭＣＥ素子１２の性能低下の有無または度合いから、所定熱出力動作を行なった際の作業室１１からの所定熱出力の可否を判断することができる。
【０１２２】
また、ＭＨＰ装置２は、ポンプ１７および磁場変調装置１４を駆動制御する制御手段であるＥＣＵ９０と、所定熱出力が不可能である旨を報知する報知手段である報知部９９と、を備えている。ＥＣＵ９０は、取得部９２、記憶部９３、および判定部９４を有している。取得部９２は、物理量検出手段から検出物理量を取得する。記憶部９３は、目標物理量を記憶する。判定部９４は、物理量比較手段を含み、取得部９２が取得した検出物理量と記憶部９３が記憶記目標物理量との比較結果に基づいて所定熱出力が可能であるか否かを判定する。そして、ＥＣＵ９０は、判定部９４において所定熱出力が不可能であると判定した場合には、報知部９９を作動させて所定熱出力が不可能である旨を報知する。
【０１２３】
これによると、ＥＣＵ９０は、取得部９２で取得した検出物理量と記憶部９３が記憶している目標物理量とを判定部９４で比較して、作業室１１からの所定熱出力の可否を判定することができる。そして、作業室１１からの所定熱出力が不可能であると判定した場合には、報知部９９を作動させて所定熱出力が不可能である旨を報知することができる。したがって、ＭＣＥ素子１２の性能低下のため、ポンプ１７および磁場変調装置１４を駆動しても作業室１１から所定熱出力が得られない場合には、その旨を使用者等に知らせることができる。
【０１２４】
また、物理量検出手段であるモータ５が検出する検出物理量であるトルクＰは、熱輸送媒体が作業室１１を流れる際の圧力損失値の関連値である。ＥＣＵ９０は、取得部９２が取得した圧力損失値の関連値に基づいて判定部９４が判定を行なう。判定部９４は、作業室１１における圧力損失値が目標物理量に対応する閾値を超える条件を満たしたと判断した場合には、報知部９９を作動させてＭＣＥ素子１２が破損したことにより所定熱出力が不可能である旨を報知する。
【０１２５】
これによると、ＭＣＥ素子１２が破損して作業室１１の流通抵抗が増大すると、取得部９２が取得する圧力損失値の関連値であるトルクＰも変化する。ＥＣＵ９０は、圧力損失値の関連値から圧力損失値が目標値を超えると判断した場合には、ＭＣＥ素子１２が破損したことにより所定熱出力が不可能である旨を報知部９９で報知することができる。したがって、所定熱出力動作を行なっても所定熱出力が得られないこと、および、その原因がＭＣＥ素子１２の破損であることを、使用者等に容易に知らせることができる。
【０１２６】
また、ＭＨＰ装置２は、ポンプ１７を駆動する動力源としてのポンプ用電動機であるモータ５を備えている。そして、取得部９２が取得する圧力損失値の関連値は、モータ５のトルクの関連値である。これによると、ＥＣＵ９０は、ポンプ１７の動力源であるポンプ用電動機のトルクの関連値を、圧力損失値の関連値として取得部９２で取得することができる。したがって、ポンプ用電動機のトルクの関連値を用いて、ＭＣＥ素子１２の破損が原因となり所定熱出力が得られないことを容易に判定することができる。
【０１２７】
また、取得部９２が取得するポンプ用電動機のトルクの関連値は、ポンプ用電動機の消費電力値またはポンプ用電動機に流れるコイル電流値である。これによると、ＥＣＵ９０は、ポンプ用電動機の消費電力値またはポンプ用電動機に流れるコイル電流値を、ポンプ用電動機のトルクの関連値として取得することができる。したがって、ポンプ用電動機の消費電力値またはポンプ用電動機に流れるコイル電流値を用いて、ＭＣＥ素子１２の破損が原因となり所定熱出力が得られないことを容易に判定することができる。
【０１２８】
また、ＥＣＵ９０は、ポンプ１７を起動して所定熱出力動作を行なうための定常運転モードに至るまで過渡運転モードとなる。この過渡運転モード時に、取得部９２で圧力損失値の関連値を取得して、判定部９４で作業室１１における圧力損失値が目標物理量に対応する閾値を超える条件を満たしたか否かを判断する。
【０１２９】
これによると、作業室１１からの熱出力が所定熱出力よりも小さい時に圧力損失値の関連値を取得することができる。したがって、判定部９４で作業室１１における圧力損失値が閾値を超える条件を満たしたか否かを判定する際に、ＭＣＥ素子１２の温度特性を考慮しない簡易判定を行なうことが可能である。このように、過渡運転モード時に圧力損失値の関連値を取得して判定を行なうことで、ＭＣＥ素子１２の破損が原因となり所定熱出力が得られないことを極めて容易に判定することができる。取得部９２が、圧力損失値の関連値を取得するタイミングは、過渡運転モード時のうち、作業室１１内に温度勾配が発生する前が好ましい。
【０１３０】
また、物理量検出手段であるモータ５が検出する検出物理量であるトルクＰは、ＭＣＥ素子１２が呈する磁気熱量効果値の関連値である。ＥＣＵ９０は、取得部９２が取得した磁気熱量効果値の関連値に基づいて判定部９４が判定を行なう。判定部９４は、目標物理量に対応する閾値よりも磁気熱量効果値が小さいという条件を満たしたと判断した場合には、報知部９９を作動させてＭＣＥ素子１２が劣化したことにより所定熱出力が不可能である旨を報知する。
【０１３１】
これによると、ＭＣＥ素子１２が劣化して、得られる磁気熱量効果が低下すると、所定熱出力動作を行なっても所定熱出力が得られなくなる。ＥＣＵ９０は、磁気熱量効果値またはその関連値から磁気熱量効果値が目標値を下回ると判断した場合には、磁気熱量素子が劣化したことにより所定熱出力が不可能である旨を報知部９９で報知することができる。したがって、所定熱出力動作を行なっても所定熱出力が得られないこと、および、その原因がＭＣＥ素子１２の劣化であることを、使用者等に容易に知らせることができる。
【０１３２】
また、取得部９２が取得する磁気熱量効果値の関連値は、磁場変調装置１４により与えられる磁場におけるＭＣＥ素子１２の磁気吸引力の関連値である。これによると、ＥＣＵ９０は、磁場変調装置１４により与えられる磁場におけるＭＣＥ素子１２の磁気吸引力の関連値を、磁気熱量効果値の関連値として取得部９２で取得することができる。したがって、ＭＣＥ素子１２の磁気吸引力の関連値を用いて、ＭＣＥ素子１２の劣化が原因となり所定熱出力が得られないことを容易に判定することができる。
【０１３３】
また、ＭＨＰ装置２は、磁場変調装置１４を駆動する動力源としての磁場用電動機であるモータ５を備えている。そして、取得部９２が取得する磁気吸引力の関連値は、モータ５のトルクの関連値である。これによると、ＥＣＵ９０は、磁場変調装置１４の動力源である磁場用電動機のトルクの関連値を、磁気吸引力の関連値として取得部９２で取得することができる。したがって、磁場用電動機のトルクの関連値を用いて、ＭＣＥ素子１２の劣化が原因となり所定熱出力が得られないことを容易に判定することができる。
【０１３４】
また、取得部９２が取得する磁場用電動機のトルクの関連値は、磁場用電動機の消費電力値または磁場用電動機に流れるコイル電流値である。これによると、ＥＣＵ９０は、磁場用電動機の消費電力値または磁場用電動機に流れるコイル電流値を、磁場用電動機のトルクの関連値として取得することができる。したがって、磁場用電動機の消費電力値または磁場用電動機に流れるコイル電流値を用いて、ＭＣＥ素子１２の劣化が原因となり所定熱出力が得られないことを容易に判定することができる。
【０１３５】
本実施形態では、ＭＣＥ素子１２の破損状態の診断と、ＭＣＥ素子１２の物性劣化状態の診断とを行なったが、いずれか一方のみを行なうものであってもよい。
【０１３６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図１５〜図１８に基づいて説明する。
【０１３７】
第２実施形態は、前述の第１実施形態と比較して、ＭＣＥ素子１２の物性劣化した素子片を特定する点が異なる。なお、第１実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。第１実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、第２実施形態において説明しない他の構成は、第１実施形態と同様であり、また同様の作用効果を奏するものである。
【０１３８】
図１５に示すように、本実施形態では、ＭＨＰ装置２は、定温媒体循環装置２０１を備えている。定温媒体循環装置２０１は、作業室１１内に所定温度に温度調節した熱輸送媒体を流通できるようになっている。定温媒体循環装置２０１は、バイパス流路２０２、流路切替バルブ２０３、２０４、ポンプ２０５、および温調装置２０６を有する。
【０１３９】
バイパス流路２０２は、ＭＨＰ装置２が定常運転を行なう際の熱輸送媒体の流路に対して、ポンプ１７をバイパスするように接続している。バイパス流路２０２の上流端は、熱交換器３からポンプ１７へ向かう流路に接続している。バイパス流路２０２の下流端は、ポンプ１７から作業室１１へ向かう流路に接続している。バイパス流路２０２の両端部には、流路切替バルブ２０３、２０４が設けられている。流路切替バルブ２０３、２０４は、熱輸送媒体の流路を、ポンプ１７を通る流路とバイパス流路２０２とで選択的に切り替える。
【０１４０】
バイパス流路２０２には、熱輸送媒体の流路としてバイパス流路２０２側が選択されたときに、熱輸送媒体を流通するためのポンプ２０５が設けられている。バイパス流路２０２のポンプ２０５配設位置よりも下流側には、熱輸送媒体を温度調節する温調装置２０６が配設されている。
【０１４１】
本実施形態のＭＣＥ素子１２は、磁気熱量効果特性の異なる複数の素子片を並設してなる。複数の素子片は、作業室１１内の熱輸送媒体の流通方向に沿って並んでいる。図１６に示すように、ＭＣＥ素子１２は、例えば４つの素子片１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにより構成することができる。４つの素子片１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄは、高い磁気熱量効果を発揮する高効率温度帯が異なる。４つの素子片１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄを構成する材料は、例えば相互にキュリー温度が異なる。素子片１２ａのキュリー温度をＴ１、素子片１２ｂのキュリー温度をＴ２、素子片１２ｃのキュリー温度をＴ３、素子片１２ｄのキュリー温度をＴ４としたときに、Ｔ１〜Ｔ４には、Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４の関係がある。そして、ＭＣＥ素子１２は、素子片１２ａ側を低温端側とし、素子片１２ｄ側を高温端側として、作業室１１内に配置される。
【０１４２】
本実施形態のＭＨＰ装置２も、第１の実施形態と同様に制御手段としてのＥＣＵ９０を備えている。次に、ＥＣＵ９０が行なう、ＭＨＰ装置２の所定熱出力動作により所定熱出力が可能であるか否かを診断する診断運転制御動作について説明する。ここでは、ＭＣＥ素子１２の劣化状態を診断する制御動作について説明するが、例えば第１の実施形態で説明したＭＣＥ素子１２の破損状態を診断する制御動作と組み合わせることも可能である。
【０１４３】
図１７に示すように、ＥＣＵ９０は、まず、流路切替バルブ２０３、２０４で熱輸送媒体の流路をバイパス流路２０２側とし、ポンプ２０５を駆動するとともに、温調装置２０６の温調動作によって、熱輸送媒体の温度ＴｎをＴ１とする。このとき、モータ５も所定回転数で運転する。これにより、作業室１１に流通する熱輸送媒体の温度をＴ１に設定する（ステップ２３０）。
【０１４４】
ステップ２３０を実行したら、次に、ステップ１３１を実行する。ステップ１３１でトルクＰを取得したら、取得したトルクＰを、判定部９４で目標物理量である判定トルクＰ３と比較する（ステップ２３２）。ステップ２３２では、例えば、記憶部９３が記憶している図１８に例示する判定トルクＰ３よりも、取得したトルクＰが大きいか否か判断する。
【０１４５】
ステップ２３２では、ステップ２３０で設定した温度Ｔ１における判定トルクＰ３と、ステップ１３１で取得したトルクＰとを比較する。例えば、ステップ１３１で取得したトルクＰが図１８に示す実線よりも小さい値であった場合には、ステップ２３２では、ＮＯと判断される。
【０１４６】
ステップ２３２において、トルクＰが判定トルクＰ３以下である場合には、異常であると判断してステップ１３３へ進む。ステップ１３３では、ステップ２３２における異常判断が３回連続したか否かを判断する。ステップ１３３において、異常であるとの判断が３回連続していないと判断した場合には、ステップ２３０へリターンする。一方、ステップ１３３において、ステップ２３２における異常であるとの判断が３回連続したと判断した場合には、記憶部９３に素子片１２ａが異常状態であることを記憶する（ステップ２３４）。
【０１４７】
ステップ２３２において、トルクＰが判定トルクＰ３を超えている場合には、正常であると判断してステップ１３５へ進む。ステップ１３５では、ステップ２３２における正常判断が３回連続したか否かを判断する。ステップ１３５において、正常であるとの判断が３回連続していないと判断した場合には、ステップ２３０へリターンする。一方、ステップ１３５において、ステップ２３２における正常であるとの判断が３回連続したと判断した場合には、記憶部９３に素子片１２ａが正常状態であることを記憶する（ステップ２３６）。
【０１４８】
ステップ２３４またはステップ２３６を実行したら、温度Ｔｎのｎを一つ繰り上げる（ステップ２３７）。すなわち、先のステップ２３０実行時に熱輸送媒体の温度をＴ１に設定していた場合には、温度をＴ１からＴ２に変更する。次に、一つ繰り上げたｎが５になったか否か判断する（ステップ２３８）。ステップ２３８では、全ての素子片に対応する温度設定を行なったか否かを判断する。
【０１４９】
ステップ２３８で、ｎが５に到達しておらずＮＯと判断した場合には、ステップ２３７で繰り上げ設定したｎを用いて、ステップ２３０以降を再度実行する。すなわち、ＴｎをＴ１からＴ４まで順次変更して、ステップ２３０からステップ２３８までのフローを繰り返す。
【０１５０】
ステップ２３８で、ｎが５に到達してＹＥＳと判断した場合には、ステップ２３４、２３６で記憶した各素子片の状態を、報知部９９で報知する（ステップ２３９）。報知部９９では、各素子片１２ａ〜１２ｄと各状態との対応関係を、例えば表示手段により表示する。
【０１５１】
本実施形態のＭＨＰ装置によれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、ポンプ２０５で、各素子片１２ａ〜１２ｄに対応した温度の熱輸送媒体を作業室１１に流通して、ＭＣＥ素子１２を各設定温度に保つことができる。各素子片１２ａ〜１２ｄのキュリー温度にＭＣＥ素子１２を保温した状態で、トルクＰを取得して診断し、設定温度を順次変更してカスケードさせることで、いずれの素子片の性能が劣化しているかを推定することができる。このようにして、所定熱出力動作を行なった際の作業室１１からの所定熱出力の可否と、いずれの素子片の物性劣化により所定熱出力が得られないかを使用者等に知らせることができる。
【０１５２】
なお、本実施形態では、一つのＭＣＥ素子１２を４つの素子片１２ａ〜１２ｄで構成した場合について説明したが、これに限定されるものではない。一つのＭＣＥ素子１２が複数の素子片により構成されるものであればよい。また、ポンプ２０５で熱輸送媒体を循環する際には、ポンプ１７は空運転されていたが、これに限定されるものではなく、例えばクラッチ機構等を設けて、ポンプ１７を運転停止してもかまわない。
【０１５３】
（第３実施形態）
次に、第３実施形態について図１９〜図２１に基づいて説明する。
【０１５４】
第３実施形態は、前述の第２実施形態と比較して、ＭＣＥ素子１２の物性劣化した素子片を特定する構成が異なる。なお、第１、第２実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。第１、第２実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、第３実施形態において説明しない他の構成は、第１、第２実施形態と同様であり、また同様の作用効果を奏するものである。
【０１５５】
図１９に示すように、本実施形態のＭＨＰ装置２は、温度検出手段であるサーミスタ８３ａ、８３ｂ、８３ｃ、８３ｄを備えている。各サーミスタ８３ａ〜８３ｄは、例えば、内部に作業室１１が形成された容器であるロータ７の外表面の温度を検出する。
【０１５６】
本実施形態のＭＣＥ素子１２は、第２実施形態と同様に、磁気熱量効果特性の異なる複数の素子片を並設してなる。複数の素子片は、作業室１１内の熱輸送媒体の流通方向に沿って並んでいる。ＭＣＥ素子１２は、図１６に例示する４つの素子片１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄにより構成することができる。
【０１５７】
サーミスタ８３ａは、素子片１２ａの配設位置に対応したロータ７外表面の温度を検出する。サーミスタ８３ｂは、素子片１２ｂの配設位置に対応したロータ７外表面の温度を検出する。サーミスタ８３ｃは、素子片１２ｃの配設位置に対応したロータ７外表面の温度を検出する。サーミスタ８３ｄは、素子片１２ｄの配設位置に対応したロータ７外表面の温度を検出する。
【０１５８】
サーミスタ８３ａ〜８３ｄは、各素子片１２ａ〜１２ｄの特性物理量である磁気熱量効果値の関連温度を検出する。サーミスタ８３ａ〜８３ｄは、本実施形態における物理量検出手段である。サーミスタ８３ａ〜８３ｄが検出する温度は、ＭＣＥ素子１２の特性物理量に関連する関連物理量である。サーミスタ８３ａ〜８３ｄが検出する温度は、検出物理量である。磁場変調装置が容器を固定し磁気回路を移動させるタイプである場合には、各温度検出手段で各素子片の温度を直接検出することができる。この場合には、各温度検出手段は、各素子片１２ａ〜１２ｄの特性物理量である磁気熱量効果値を直接検出する。
【０１５９】
本実施形態のＭＨＰ装置２も、第１の実施形態と同様に制御手段としてのＥＣＵ９０を備えている。サーミスタ８３ａ〜８３ｄが検出する温度Ｔａ〜Ｔｄも、ＥＣＵ９０の取得部９２に取得される。次に、ＥＣＵ９０が行なう、ＭＨＰ装置２の所定熱出力動作により所定熱出力が可能であるか否かを診断する診断運転制御動作について説明する。ここでは、ＭＣＥ素子１２の劣化状態を診断する制御動作について説明するが、例えば第１の実施形態で説明したＭＣＥ素子１２の破損状態を診断する制御動作と組み合わせることも可能である。
【０１６０】
図２０に示すように、ＥＣＵ９０は、まず、モータ５の回転数を固定する（ステップ３３０）。そして、取得部９２で、サーミスタ８３ａ〜８３ｄが検出する各温度Ｔａ〜Ｔｄを取得する（ステップ３３１）。そして、所定時間が経過するまで（ステップ３３２）、ステップ３３０、３３１を実行する。すなわち、モータ５の回転数を固定したまま、各温度Ｔａ〜Ｔｄの取得を継続する。
【０１６１】
ステップ３３２で所定時間が経過したと判断したら、ステップ３３３を実行する。ステップ３３３では、例えば図２１に例示する変化する温度に対して、３サイクル以上の異常サイクルがあるか否か判断する。ステップ３３３では、図２１に実線で示す目標物理量である温度に対して、例えば破線で示すように３サイクル以上検出温度の変化が小さいか否かを判断する。これを、各サーミスタ８３ａ〜８３ｄの検出温度について行なう。
【０１６２】
ステップ３３３では、上記した判断結果から、各素子片１２ａ〜１２ｄの状態を判定し、異常状態にある素子片についてはステップ２３４を実行して、記憶部９３に当該素子片が異常状態であることを記憶する。一方、正常状態にある素子片についてはステップ２３６を実行して、記憶部９３に当該素子片が正常状態であることを記憶する。
【０１６３】
全ての素子片に対してステップ２３４またはステップ２３６のいずれかを実行したら、ステップ２３４、２３６で記憶した各素子片の状態を、報知部９９で報知する（ステップ２３９）。報知部９９では、各素子片１２ａ〜１２ｄと各状態との対応関係を、例えば表示手段により表示する。
【０１６４】
本実施形態のＭＨＰ装置によれば、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、本実施形態では、一つのＭＣＥ素子１２を４つの素子片１２ａ〜１２ｄで構成した場合について説明したが、これに限定されるものではない。一つのＭＣＥ素子１２が複数の素子片により構成されるものであればよい。
【０１６５】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態について図２２、図２３に基づいて説明する。
【０１６６】
第４実施形態は、前述の第２実施形態と比較して、ＭＣＥ素子１２の破損診断を通常運転モードとは異なるモードで行なう点が異なる。なお、第１〜第３実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。第１〜第３実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、第４実施形態において説明しない他の構成は、第１〜第３実施形態と同様であり、また同様の作用効果を奏するものである。
【０１６７】
図２２に示すように、本実施形態のＭＨＰ装置２は、熱輸送媒体の循環回路の流量を検出する流量検出手段である流量計８４を備えている。流量計８４が検出した流量は、ＥＣＵ９０の取得部９２に出力される。また、本実施形態のＭＨＰ装置２は、第２実施形態で説明した定温媒体循環装置２０１を備えている。そして、ポンプ２０５の駆動に必要なポンプ動力も取得部９２へ出力される。
【０１６８】
本実施形態のＭＨＰ装置２は、ＭＣＥ素子１２の破損診断を行なう際には、第２実施形態でＭＣＥ素子１２の劣化状態を診断するときのように、流路切替バルブ２０３、２０４で熱輸送媒体の流路をバイパス流路２０２側とし、ポンプ２０５を駆動する。ポンプ２０５は、モータ５を運転して作業室１１から熱出力を行なう通常運転時よりも、熱輸送媒体流量を大きくする。
【０１６９】
すなわち、本実施形態の制御手段であるＥＣＵ９０は、作業室１１から熱出力を行なうための通常運転モードと、取得部９２で圧力損失値の関連値の一例であるポンプ動力を取得するための点検運転モードと、を切り替え可能である。そして、点検運転モード時には、通常運転モード時よりも、作業室１１を流れる熱輸送媒体の流量を増大させる。ＥＣＵ９０は、流量計８４により検出される熱輸送媒体の流量をフィードバックして、ポンプ２０５を運転制御する。ＥＣＵ９０が通常運転を行なう際には、必要な熱出力に応じてモータ５の回転数が変更され、ポンプ１７による熱輸送媒体の流量も変化する。ＥＣＵ９０は、点検運転を行なう際には、通常運転時のポンプ１７による熱輸送媒体流量の最大値よりも、ポンプ２０５による熱輸送媒体流量を増加させる。
【０１７０】
これによると、作業室１１から熱出力を行なうための通常運転モードとは異なる点検運転モードで圧力損失値の関連値を取得することができる。点検運転モード時には、通常運転モード時よりも作業室１１を流れる熱輸送媒体の流量を増大させるので、圧力損失値の関連値を精度よく検出して取得することができる。
【０１７１】
例えば、図１３に実線で示す目標物理量であるポンプ動力の閾値に対し、破線で示す異常状態となった場合には、通常運転モード時よりも、点検運転モード時の方が、異常状態を確実に検出することができる。これにより、点検運転モードでは、ＭＣＥ素子１２の微小破損も検出することができる。
【０１７２】
なお、ポンプ２０５が、容積型の流体ポンプである場合には、流量計８４は省略することができる。また、定温媒体循環装置２０１を設けずに、ポンプ１７のトルクでＭＣＥ素子１２の破損診断を行なう際にも、点検運転モードとして通常運転モードよりも熱輸送媒体の流量増加を行なうことは有効である。
【０１７３】
本実施形態のＭＨＰ装置２は、作業室１１からの熱出力に対応するＭＣＥ素子１２の特性物理量に関連する関連物理量を検出物理量として検出する物理量検出手段としてのポンプ２０５を備えている。ＭＣＥ素子１２の特性物理量に関連する関連物理量はポンプ２０５のポンプ動力である。ポンプ動力は、物理量検出手段が検出する検出物理量である。
【０１７４】
ＭＨＰ装置２は、ポンプ２０５で検出した検出物理量であるポンプ動力を、作業室１１から所定熱出力を行なう所定熱出力動作に対応した目標物理量であるポンプ動力閾値と比較する物理量比較手段として判定部９４を備えている。ＥＣＵ９０は、判定部９４における検出物理量と目標物理量との比較結果に基づいて、ＭＨＰ装置２の所定熱出力動作により所定熱出力が可能であるか否かを判断する。
【０１７５】
（第５実施形態）
次に、第５実施形態について図２４、図２５に基づいて説明する。
【０１７６】
第５実施形態は、前述の第１実施形態と比較して、ＭＣＥ素子１２の破損診断を行なう際に作業室１１における圧力損失を直接検出する点が異なる。なお、第１〜第４実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。第１〜第４実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、第５実施形態において説明しない他の構成は、第１〜第４実施形態と同様であり、また同様の作用効果を奏するものである。
【０１７７】
図２４に示すように、本実施形態のＭＨＰ装置２は、作業室１１の両端部の圧力差を検出する圧力差検出手段としての差圧計８５を備えている。差圧計８５が検出した圧力差は、ＥＣＵ９０の取得部９２に出力される。
【０１７８】
本実施形態のＭＨＰ装置２は、ＭＣＥ素子１２の破損診断を行なう際には、差圧計８５から取得した圧力差ΔＰと、記憶部９３が記憶している目標物理量としての正常時の目標圧力差とを判定部９４で比較判定する。これによると、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、熱輸送媒体が作業室１１を流れる際の圧力損失値を、作業室１１の両端部の圧力差として検出するので、ＭＣＥ素子１２の破損を容易に検出することができる。
【０１７９】
また、差圧計８５は、流路切換機構１８において作業室１１の両端部の差圧を検出するように設定することで、多気筒に構成された作業室１１のいずれでＭＣＥ素子１２の破損が発生しているかを特定することができる。
【０１８０】
また、第４実施形態と同様に、点検運転モードを設定可能としてもよい。これによれば、点検運転モード時には、通常運転モード時よりも作業室１１を流れる熱輸送媒体の流量を増大させて、圧力損失値の関連値である圧力差を精度よく検出して取得することができる。
【０１８１】
例えば、図２５に実線で示す目標物理量である圧力差の閾値に対し、破線で示す異常状態となった場合には、通常運転モード時よりも、点検運転モード時の方が、異常状態を確実に検出することができる。これにより、点検運転モードでは、ＭＣＥ素子１２の微小破損も検出することができる。なお、ポンプ１７が、容積型の流体ポンプ装置である場合には、流量計８４は省略することができる。
【０１８２】
本実施形態のＭＨＰ装置２は、作業室１１からの熱出力に対応するＭＣＥ素子１２の特性物理量に関連する関連物理量を検出物理量として検出する物理量検出手段としての差圧計８５を備えている。ＭＣＥ素子１２の特性物理量に関連する関連物理量は差圧計８５が検出する圧力差である。圧力差は、物理量検出手段が検出する検出物理量である。
【０１８３】
ＭＨＰ装置２は、差圧計８５で検出した検出物理量である圧力差を、作業室１１から所定熱出力を行なう所定熱出力動作に対応した目標物理量である圧力差閾値と比較する物理量比較手段として判定部９４を備えている。ＥＣＵ９０は、判定部９４における検出物理量と目標物理量との比較結果に基づいて、ＭＨＰ装置２の所定熱出力動作により所定熱出力が可能であるか否かを判断する。
【０１８４】
（第６実施形態）
次に、第６実施形態について図２６、図２７に基づいて説明する。
【０１８５】
第６実施形態は、前述の第１実施形態と比較して、ＭＣＥ素子１２の破損診断を点検作業者等が行なう点が異なる。なお、第１〜第５実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。第１〜第５実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、第６実施形態において説明しない他の構成は、第１〜第５実施形態と同様であり、また同様の作用効果を奏するものである。
【０１８６】
図２６に示すように、本実施形態のＭＨＰ装置２は、熱輸送媒体流路の熱交換器３とポンプ１７との間に、異物捕捉部材としてもメッシュ部材８６を備えている。メッシュ部材８６は、例えば図７に示す連通溝２４ａに配設される。
【０１８７】
本実施形態のＭＨＰ装置２におけるＭＣＥ素子１２の破損診断は、例えば図２７に示す作業手順により行われる。
【０１８８】
図２７に示すように、点検者は、まず、ＭＨＰ装置２からメッシュ部材８６を取り外す（ステップ６１０）。次に、メッシュ部材８６が捕捉しているＭＣＥ素子１２の破片の量を確認する（ステップ６１１）。ここで、捕捉されているＭＣＥ素子１２の破片量が、ＭＣＥ素子１２の特性物理量に関連する関連物理量である。そして、メッシュ部材８６が、物理量検出手段に相当し、ＭＣＥ素子１２の破片量が検出物理量である。
【０１８９】
ステップ６１１を実行したら、メッシュ部材８６が捕捉しているＭＣＥ素子１２の破片量が規定量以上であるか否かを判断する（ステップ６１２）。規定量が０ｇである場合には、目視により判断するものであってもよい。また、ステップ６１１で破片量の重量測定を行ない、ステップ６１２で目標物理量である規定量と比較するものであってもよい。ここで、ステップ６１２が、本実施形態の物理量比較手段に相当する。
【０１９０】
ステップ６１２において、捕捉破片量が規定量以上であると判断した場合には、ＭＣＥ素子１２が破損した異常状態であるとして、ＭＣＥ素子１２の交換を行なう（ステップ６１３）。そして、メッシュ部材８６等の再組付を行なう（ステップ６１４）。ステップ６１２において、捕捉破片量が規定量未満であると判断した場合には、ＭＣＥ素子１２が正常状態であるとして、ステップ６１３をパスして、ステップ６１４へ進む。
【０１９１】
本実施形態によれば、ＭＨＰ装置２は、作業室１１からの熱出力に対応するＭＣＥ素子１２の特性物理量に関連する関連物理量を検出物理量として検出する物理量検出手段としてのメッシュ部材８６を備えている。そして、メッシュ部材８６で検出した検出物理量である捕捉破片量を、作業室１１から所定熱出力を行なう所定熱出力動作に対応した目標物理量である規定量と比較する物理量比較手段として、ステップ６１２を行なう。作業者等は、ステップ６１２における検出物理量と目標物理量との比較結果に基づいて、ＭＨＰ装置２の所定熱出力動作により所定熱出力が可能であるか否かを判断する。
【０１９２】
これによると、作業室１１からの熱出力に対応するＭＣＥ素子１２の特性物理量に関連する関連物理量を検出物理量として検出し、所定熱出力動作に対応した目標物理量と比較して、ＭＣＥ素子１２の性能低下の有無を判断することができる。そして、このＭＣＥ素子１２の性能低下の有無から、所定熱出力動作を行なった際の作業室１１からの所定熱出力の可否を判断することができる。
【０１９３】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。上記実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許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である。
【０１９４】
上記各実施形態では、ポンプ用電動機と磁場用電動機とを共通のモータ５で構成していたが、これに限定されるものではない。ポンプ用電動機と磁場用電動機とを別々に設けてもかまわない。
【０１９５】
また、上記各実施形態では、ＭＣＥ素子１２の特性物理量に関連する関連物理量として、各種の物理量を説明した。ＭＣＥ素子１２の特性物理量の一つであるＭＣＥ素子１２の形状特性に関連する関連物理量として、第１、第２実施形態では、ポンプ用電動機のトルク値の関連値である消費電力値またはコイル電流値を用いた。ポンプ用電動機のトルク値の関連値は、他の物理量であってもかまわない。また、例えば、回転軸２ａにトルク計を設けて、ポンプ用電動機のトルク値を用いてもかまわない。
【０１９６】
ポンプ用電動機のトルク値またはその関連値は、作業室１１の圧力損失値の関連値である。したがって、圧力損失値の関連値として、第３実施形態のように、圧力差を用いることができる。圧力損失値の関連値は、他の物理量であってもかまわない。例えば、熱輸送媒体の流量であってもよい。また、圧力損失値を直接検出して用いてもかまわない。圧力損失値またはその関連値は、ＭＣＥ素子１２の形状特性に関連する関連物理量である。形状特性に関連する関連物理量として、他の物理量を用いてもかまわない。また、ＭＣＥ素子１２の形状特性、すなわち、素子形状を直接検出して用いてもかまわない。
【０１９７】
また、上記各実施形態では、ＭＣＥ素子１２の特性物理量の一つであるＭＣＥ素子１２の磁気熱量効果特性に関連する関連物理量として、第１、第２実施形態では、磁場用電動機のトルク値の関連値である消費電力値またはコイル電流値を用いた。磁場用電動機のトルク値の関連値は、他の物理量であってもかまわない。また、例えば、回転軸２ａにトルク計を設けて、ポンプ用電動機のトルク値を用いてもかまわない。
【０１９８】
磁場用電動機のトルク値またはその関連値は、磁場変調装置１４により与えられる磁場におけるＭＣＥ素子１２の磁気吸引力の関連値である。磁気吸引力の関連値は、他の物理量であってもかまわない。また、磁気吸引力を直接検出して用いてもかまわない。磁気吸引力またはその関連値は、ＭＣＥ素子１２が呈する磁気熱量効果値の関連値である。磁気熱量効果値の関連値は、他の物理量であってもかまわない。また、磁気熱量効果値を検出して用いてもかまわない。磁気熱量効果値またはその関連値は、ＭＣＥ素子１２の磁気熱量効果特性に関連する物理量である。磁気熱量効果特性に関連する関連物理量として、他の物理量を用いてもかまわない。また、ＭＣＥ素子１２の磁気熱量効果特性を直接検出して用いてもかまわない。
【０１９９】
上記各実施形態では、作業室１１とＭＣＥ素子１２とを有する素子ベッドである容器が回転する構成を採用した。これに代えて、素子ベッドと磁場変調装置１４との間の相対的な回転と、素子ベッドと流路切換機構１８との間の相対的な回転とを提供するための多様な構成を採用することができる。例えば、素子ベッドである容器を静止させておき、永久磁石を含む磁場変調装置を容器に対して相対的に回転移動させてもよい。これにより、ひとつのＭＣＥ素子１２に与えられる磁場を変動させることができる。換言すれば、磁場変更手段は、相対的移動体を容器に対して容器外表面に沿った方向に移動させるものであってもよい。すなわち、容器と相対的移動体とを容器外表面に沿った方向に相対的に移動させて、磁気作業物質へ印加する磁場の大きさを変更するものであればよい。
【０２００】
また、上記各実施形態では、作業室が形成された容器と磁気回路部を有する相対的移動体とを相対的に回転移動させていたが、これに限定されるものではない。例えば、容器と相対的移動体とを相対的にリニア移動させるものであってもよい。
【０２０１】
また、上記各実施形態では、ＭＨＰ装置２の外部の熱交換器３、４に熱輸送媒体を供給した。これに代えて、一次媒体である熱輸送媒体と、二次媒体とを熱交換する熱交換器をＭＨＰ装置２内に設け、二次媒体を低温系統と高温系統とに供給してもよい。
【０２０２】
また、上記各実施形態では、ひとつのＭＨＰ装置２に、２つの第１位置と、２つの第２位置とを設けた。これに代えて、１つの第１位置と、１つの第２位置とを設けてもよい。また、３つ以上の第１位置と第２位置とを設けてもよい。
【０２０３】
また、上記各実施形態では、車両用空調装置に本発明を適用した。これに代えて、住宅用の空調装置に本発明を適用してもよい。また、水を加熱する給湯装置として利用してもよい。また、上記各実施形態では、室外の空気を主要な熱源とするＭＨＰ装置２を説明した。これに代えて、水、土などの他の熱源を主要熱源として利用してもよい。
【符号の説明】
【０２０４】
１  車両用空調装置
２  磁気熱量効果型ヒートポンプ（ＭＨＰ）装置（磁気ヒートポンプ装置）
５  動力源（モータ、ポンプ用電動機、磁場用電動機、物理量検出手段）
１１  作業室
１２  磁気熱量（ＭＣＥ）素子
１４  磁場変調装置
１７  ポンプ（流体ポンプ装置）
８３ａ〜８３ｄ  サーミスタ（物理量検出手段）
８５  差圧計（物理量検出手段）
８６  メッシュ部材（物理量検出手段）
９４  判定部（物理量比較手段）
２０５  ポンプ（物理量検出手段）
【図１】
0006319062.tif 000002
【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】
0006319062.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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