[發明專利]旋轉式室溫磁制冷機熱循環系統

在審

• 申請號: 201910848244.8
• 申請日: 2019-09-09
• 公開（公告）號: CN110617649A
• 公開（公告）日: 2019-12-27
• 發明（設計）人: 張成;黃焦宏;王哲;戴默涵;程娟;劉翠蘭;張英德;金培育;朱泓源;李兆杰;王強;徐衛東
• 申請（專利權）人: 包頭稀土研究院;瑞科稀土冶金及功能材料國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: F25B21/00
• 分類號: F25B21/00
• 代理公司: 11331 北京康盛知識產權代理有限公司
• 代理人: 張良

本發明公開了一種旋轉式室溫磁制冷機熱循環系統，包括：雙面磁場、磁工質床、熱交換設備、轉軸；雙面磁場在中心處設置有轉軸，轉軸連接在機架上，雙面磁場設置有兩個鏡像對稱的磁場氣隙；磁工質床固定在機架四周，設置有冷口、第一熱口、第二熱口，磁工質床包括兩組磁工質床單體；熱交換設備包括：散熱器、冷室、泵、第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥，第四電磁閥；兩個磁工質床的冷口通過管路連接冷室，兩個磁工質床的第一熱口通過管路分別連接泵；兩個磁工質床的第二熱口分別通過管路連接散熱器同一端，散熱器的另一端通過管路連接泵。本發明降低了加工及維護成本，提高了旋轉式制冷機的運行可靠性。

技術領域

本發明涉及一種磁制冷技術，具體是，涉及一種旋轉式室溫磁制冷機熱循環系統。

背景技術

目前根據磁場的運行方式，磁制冷機可以分為往復式和旋轉式。其中往復式運行頻率低，制冷效率難以提高；旋轉式磁制冷機一般是指磁場或制冷床旋轉的制冷機，旋轉速度高，制冷能力相對較強，因此是最有望產業化并應用到實際生活中的磁制冷機。

旋轉式磁制冷機的磁場系統多是由兩個分裝在兩邊的磁體及中心導磁材料構成的，磁工質床是多槽結構。由于磁場靜止，磁工質床旋轉，導致熱交換系統非常復雜，制造成本高，后續拆裝困難，不便于維護。

發明內容

本發明所解決的技術問題是提供一種旋轉式室溫磁制冷機熱循環系統，降低了加工及維護成本，提高了旋轉式制冷機的運行可靠性。

技術方案如下：

一種旋轉式室溫磁制冷機熱循環系統，包括：雙面磁場、磁工質床、熱交換設備、轉軸；雙面磁場在中心處設置有轉軸，轉軸連接在機架上，雙面磁場設置有兩個鏡像對稱的磁場氣隙；磁工質床固定在機架四周，設置有冷口、第一熱口、第二熱口；磁工質床包括兩組磁工質床單體，同組的磁工質床單體之間并聯連接，不同組的磁工質床單體之間串聯連接，磁工質床單體的形狀為弧形，磁工質床單體位于磁場氣隙的旋轉軌跡上；熱交換設備包括：散熱器、冷室、泵、第一電磁閥、第二電磁閥、第三電磁閥，第四電磁閥；兩個磁工質床的冷口分別通過管路連接冷室，兩個磁工質床的第一熱口分別通過管路連接泵，第一電磁閥、第二電磁閥分別設置在第一熱口和泵之間的管路上；兩個磁工質床的第二熱口通過管路連接散熱器同一端，第三電磁閥、第四電磁閥分別設置在第二熱口和散熱器之間的管路上，散熱器的另一端通過管路連接泵。

進一步，雙面磁場在磁場氣隙處是C形磁場，其結構包括：軛鐵、磁性單體，軛鐵為C形結構，磁塊陣列固定在C形結構內，磁塊陣列包括多個磁性單體，磁性單體的形狀為六面體結構；多個磁性單體安裝在C形結構的內壁面上，在C形結構的開口內側形成磁場氣隙，磁場氣隙的位置與開口正對。

進一步，磁性單體13的材料選用NdFeB磁體。

進一步，磁工質床單體的長度小于磁場氣隙的長度。

進一步，磁工質床中填裝有磁制冷材料。

進一步，軛鐵的結構為對稱的扇形結構，磁塊陣列固定在靠近扇形結構的弧形邊的位置。

進一步，每組磁工質床包括兩個磁工質床單體。

本發明技術效果包括：

本發明使用雙面型磁場系統，將磁工質床靜止固定在機架四周。由于本發明的旋轉式室溫磁制冷機熱循環系統及運行方式采用磁場旋轉，磁工質床靜止的設計方案，大大提高了制冷機的旋轉頻率，間接提高了制冷能力，同時磁工質床靜止可以大大簡化熱交換系統的復雜程度，節約制造成本，提高了制冷機運行的可靠性，并且后續拆卸方便，維護簡單。

附圖說明

圖1是本發明中旋轉式室溫磁制冷機熱循環系統的工作原理圖；

圖2是本發明中雙面磁場的結構示意圖；

圖3是本發明中雙面磁場的磁場示意圖。