[發明專利]一種復疊式室溫磁制冷系統

有效

• 申請號: 201810315735.1
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108679874B
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 沈俊;李振興;李珂;戴巍;高新強;郭小惠
• 申請（專利權）人: 中科磁凌（北京）科技有限公司
• 主分類號: F25B21/00
• 分類號: F25B21/00
• 代理公司: 北京遠創理想知識產權代理事務所(普通合伙) 11513
• 代理人: 衛安樂

1.一種復疊式室溫磁制冷系統，包括高溫級磁制冷系統和低溫級磁制冷系統，所述高溫級磁制冷系統包括高溫換熱器、流體泵、磁回熱器層、流路通道；所述低溫級磁制冷系統包括低溫換熱器、流體泵、磁回熱器層、流路通道；其特征在于：包括中間換熱器、主軸、磁體組層，所述高溫級磁制冷系統和低溫級磁制冷系統通過中間換熱器連接；所述高溫級磁制冷系統中的流路通道將高溫換熱器、流體泵、磁回熱器層、中間換熱器閉合管路連接；所述低溫級磁制冷系統中的流路通道將低溫換熱器、流體泵、磁回熱器層、中間換熱器閉合管路連接；所述高溫級磁制冷系統和低溫級磁制冷系統的磁回熱器層均為中空圓環狀，與復疊式室溫磁制冷系統固定安裝；所述磁體組層位于高溫級和低溫級的磁回熱器層之間；所述主軸貫穿高溫級磁制冷系統和低溫級磁制冷系統的磁回熱器層中空部和磁體組層中心位置，主軸與磁體組層固定連接；所述主軸能夠旋轉帶動磁體組層相應旋轉，為高溫級磁制冷系統和低溫級磁制冷系統的磁回熱器層中的磁回熱器勵磁和去磁提供可控變磁場；所述高溫級磁制冷系統的流路通道將流體泵出口端與磁回熱器層第一入口管路連接，所述磁回熱器層第一出口與中間換熱器入口端管路連接，所述中間換熱器出口端與磁回熱器層的第二入口管路連接，所述磁回熱器層的第二出口與高溫換熱器管路連接，所述高溫換熱器出口端與流體泵入口端管路連接；所述低溫級磁制冷系統的流路通道將流體泵出口端與磁回熱器層第一入口管路連接，所述磁回熱器層第一出口與低溫換熱器入口端管路連接，所述低溫換熱器出口端與磁回熱器層的第二入口管路連接，所述磁回熱器層的第二出口與中間換熱器管路連接，所述中間換熱器出口端與流體泵入口端管路連接。

2.根據權利要求1所述的一種復疊式室溫磁制冷系統，其特征在于：所述低溫級磁制冷系統至少為一級，所述每級低溫磁制冷系統對應的中間換熱器為上一級的低溫換熱器，所述每級低溫磁制冷系統與對應的中間換熱器通過流路通道閉合管路連接；相鄰兩級的磁回熱器層之間設置一個磁體組層。

3.根據權利要求2所述的一種復疊式室溫磁制冷系統，其特征在于：所述高溫級磁制冷系統和低溫級磁制冷系統的磁回熱器層均包括磁回熱器基板和m個磁回熱器，m為大于1的偶數，m個磁回熱器均勻固定安裝在磁回熱器基板上；所述磁回熱器由一種或多種不同居里溫度的磁制冷工質填充；所述高溫級磁制冷系統和最末級低溫級磁制冷系統中的磁回熱器基板由軟磁材料制成，在高溫級磁制冷系統和最末級低溫級磁制冷系統之間的其他級低溫級磁制冷系統的磁回熱器基板由非導磁材料制成。

4.根據權利要求3所述的一種復疊式室溫磁制冷系統，其特征在于：所述高溫級磁制冷系統和低溫級磁制冷系統的磁回熱器層中每一個磁回熱器具有雙流路通道，每條流路通道上設有一個切換閥,利用切換閥的開關，控制通過磁回熱器的換熱流體的流動方向；通過每個磁回熱器的第一條流路通道一端并入本級磁回熱器層的第一入口，另一端并入本級磁回熱器層的第一出口；通過每個磁回熱器的第二條流路通道一端并入本級磁回熱器層的第二入口，另一端并入本級磁回熱器層的第二出口。

5.根據權利要求4所述的一種復疊式室溫磁制冷系統，其特征在于：包括凸輪，所述凸輪的數量與高溫級磁制冷系統和低溫級磁制冷系統的磁回熱器層的數量相同；所述凸輪與主軸連接，位于相應磁回熱器層的中空腔內；所述凸輪的工作面為凸臺和凹槽結構，凸臺和凹槽的數量都與凸輪對應磁回熱器層中的磁回熱器數量相同，利用凸輪的凸輪和凹槽結構控制相應磁回熱器層中每個磁回熱器配置的兩個切換閥的開關，進而控制換熱流體的流動方向。

6.根據權利要求2所述的一種復疊式室溫磁制冷系統，其特征在于：所述磁體組層包括兩個磁體組和非導磁材料；所述非導磁材料為圓盤形，所述主軸穿過圓盤形非導磁材料中點，并與圓盤形非導磁材料固定連接；所述磁體組為兩個扇環體形狀，所述兩個磁體組內弧面對稱連接在圓盤形非導磁材料兩側，形成以圓盤形非導磁材料的中心點為中心的對稱形狀。

7.根據權利要求6所述的一種復疊式室溫磁制冷系統，其特征在于：所述磁體組由釹鐵硼材料粘接制成；同一磁體組層的兩個磁體組的磁極相反設置。