CN105222391B - 往复式磁制冷部件及磁制冷设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种往复式磁制冷部件及磁制冷设备，往复式磁制冷部件包括滑块和两个磁制冷组件，滑块的两侧壁设置有背向设置的导磁体，两个磁制冷组件分布在滑块的两侧；磁制冷组件包括磁场***、导磁体组件和两个磁制冷床，磁场***包括两个相对设置的磁体，导磁体组件包括中间导磁体和两个侧部导磁体，侧部导磁体固定在对应的磁体上，中间导磁***于两个侧部导磁体之间，磁制冷床对应位于中间导磁体和侧部导磁体之间；对于单个磁制冷组件，对应的导磁体与中间导磁体接触磁导通并交替与两个侧部导磁体接触磁导通。两个磁制冷床可以交替进行制冷，从而有效的提高了往复式磁制冷部件制冷效率，以确保磁制冷设备具有较强的制冷能力。

Description

往复式磁制冷部件及磁制冷设备

技术领域

本发明属于磁制冷技术领域，具体地说，是涉及一种往复式磁制冷部件及磁制冷设备。

背景技术

磁热效应是磁性材料在磁化和退磁过程中由于内部磁熵变化而引起材料吸放热的一种性质，是材料的一种固有特性，磁制冷就是通过材料的磁热效应来实现制冷目的，是一种具有环保、节能的新技术，而磁制冷设备便是采用磁热效应进行制冷。

目前，磁制冷设备通常包括热端散热器、冷端散热器、热交换液驱动泵和磁制冷部件，而磁制冷部件包括磁场***和磁制冷床，磁制冷床中填充中磁工质，通过磁场***对磁制冷床进行励磁和消磁，以实现磁制冷床中的磁工质制冷和制热。根据励磁和消磁的具体运行形式不同，磁制冷部件分为：旋转式磁制冷部件和往复式磁制冷部件。对于往复式磁制冷部件，在工作过程中通过电机驱动磁场***或磁制冷床往复移动，实现磁工质的励磁和消磁，磁工质将会进行吸热和放热两个过程。现有技术中的往复式磁制冷部件通常采用一个磁场***对应对一个磁工质床进行励磁消磁，而在磁场***变化周期内，磁工质床将进行制冷和制热两个过程，也就是说，只有一半的时间用于制冷，导致现有技术中的往复式磁制冷部件制冷效率较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种往复式磁制冷部件及磁制冷设备，以提高往复式磁制冷部件制冷效率。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种往复式磁制冷部件，包括滑块和两个磁制冷组件，所述滑块为隔磁体，所述滑块的两侧壁设置有背向设置的导磁体，两个所述磁制冷组件分布在所述滑块的两侧；所述磁制冷组件包括磁场***、导磁体组件和两个磁制冷床；所述磁场***包括两个相对设置的磁体，所述导磁体组件包括中间导磁体和两个侧部导磁体，所述侧部导磁体固定在对应的所述磁体上，所述中间导磁***于两个所述侧部导磁体之间，所述磁制冷床对应位于所述中间导磁体和所述侧部导磁体之间，所述滑块滑动连接在两个所述中间导磁体之间，所述导磁体与对应侧的所述磁制冷组件接触；对于单个所述磁制冷组件，对应的所述导磁体与所述中间导磁体接触磁导通并交替与两个所述侧部导磁体接触磁导通。

如上所述的往复式磁制冷部件，所述中间导磁体的端部开设有滑槽，所述滑块滑动连接在所述滑槽中。

如上所述的往复式磁制冷部件，所述侧部导磁体的端部开设有导槽；当所述导磁体与对应的所述侧部导磁板接触时，所述导磁***于对应的所述导槽中。

如上所述的往复式磁制冷部件，所述导磁体组件还包括用于驱动所述滑块往复移动的驱动装置，所述驱动装置与所述滑块连接。

如上所述的往复式磁制冷部件，所述驱动装置为直线电机，所述直线电机的输出端与所述滑块连接；或者，所述驱动装置包括电机和螺纹杆，所述滑块上开设有螺纹孔，所述螺纹杆螺纹连接在所述螺纹孔中。

如上所述的往复式磁制冷部件，所述导磁体的长度小于两个所述侧部导磁体之间的距离。

如上所述的往复式磁制冷部件，所述磁制冷床一端部设置有与所述磁制冷床内部连通的端口，所述磁制冷床内的一端部设置有隔板，所述隔板位于两个所述端口之间将所述磁制冷床内部分隔成连通的两条热交换液流道，所述热交换液流道中填充有磁工质。

一种磁制冷设备，包括热端散热器、冷端散热器和热交换液驱动泵，还包括上述往复式磁制冷部件，所述往复式磁制冷部件中的磁制冷床、所述热端散热器、所述冷端散热器和所述热交换液驱动泵连接在一起构成热交换液循环流路。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提供的往复式磁制冷部件及磁制冷设备，通过在磁场***中设置导磁体组件，导磁组件能够改变磁场***产生的磁通路径，滑块滑动过程中导磁体将交替使得中间导磁体与两侧的侧部导磁体磁导通，在此过程中，与中间导磁体磁导通的侧部导磁体和中间导磁体之间形成消磁空间，而另一未与中间导磁体磁导通的侧部导磁体和中间导磁体之间形成励磁空间，从而使得一个磁场***能够通过导磁体组件同时对两个磁制冷床提供变化磁场，使得不同位置处的磁制冷床交替进行励磁和消磁以完成制热和制冷过程，从而在磁场***变化周期内，不同的磁制冷床可以交替进行制冷，从而有效的提高了往复式磁制冷部件制冷效率，以确保磁制冷设备具有较强的制冷能力。另外，在实际使用过程中，仅需要驱动滑块移动便可以实现磁制冷床的磁场改变，而磁场***和磁制冷床均保持不动，一方面可以方便热交换液进出磁制冷床，简化磁制冷设备整体热交换液管路的连接，提高运行可靠性、另一方面单独驱动滑块移动有效的降低了能耗；同时，由于采用一个磁场***对两个磁制冷床进行励磁和消磁，而无需针对每个磁制冷床对应配置磁场***，大大简化了磁制冷设备的整体结构，缩小了整体的体积，并提高了能效比。与此同时，两个对称设置的磁制冷组件能够在滑块往复移动周期中，两个导磁体始终能够为两个磁制冷床进行消磁制冷，从而更有效地提高了制冷效率并降低了能耗。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是本发明往复式磁制冷部件实施例的结构示意图；

图2是本发明往复式磁制冷部件实施例中磁制冷组件的结构示意图；

图3是图2中A-A向剖视图；

图4是本发明往复式磁制冷部件实施例中磁制冷床的结构示意图；

图5是本发明往复式磁制冷部件实施例处于状态一的参考图；

图6是本发明往复式磁制冷部件实施例处于状态二的参考图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明。

如图1-图4所示，本实施例往复式磁制冷部件，包括滑块1和两个磁制冷组件2，滑块1为隔磁体，滑块1的两侧壁设置有背向设置的导磁体，两个磁制冷组件2分布在滑块1的两侧；磁制冷组件2包括磁场***21、导磁体组件和两个磁制冷床24；磁场***21包括两个相对设置的磁体，导磁体组件包括中间导磁体22和两个侧部导磁体23，侧部导磁体23固定在对应的磁体上，中间导磁体22位于两个侧部导磁体23之间，磁制冷床24对应位于中间导磁体22和侧部导磁体23之间，滑块1滑动连接在两个中间导磁体22之间，导磁体11与对应侧的磁制冷组件2接触；对于单个磁制冷组件2，对应的导磁体11与中间导磁体22接触磁导通并交替与两个侧部导磁体23接触磁导通。

具体而言，本实施例往复式磁制冷部件中的滑块1能够相对于中间导磁体22滑动，滑块1将带动导磁体11交替与两侧的侧部导磁体23接触磁导通，而导磁体11又始终与中间导磁体22接触保持磁导通状态。以下以单个磁制冷组件2为例进行说明。滑块1往复移动过程中，导磁体11将交替的与两侧的侧部导磁体23接触，能够实现两个侧部导磁体23通过导磁体11交替与中间导磁体22磁导通，其中，与中间导磁体22磁导通的侧部导磁体23与中间导磁体22之间形成消磁空间，而未与中间导磁体22磁导通的侧部导磁体23与中间导磁体22之间形成励磁空间，在滑块1滑动过程中，磁制冷床24将进行励磁和消磁处理，而在此过程中，磁制冷床24将对应的进行制热和制冷。由于采用一个磁场***21便可以完成两个磁制冷床24的励磁和消磁，可以有效的提高本实施例往复式磁制冷部件的制冷效率。另外，在使用过程中，仅需要驱动滑块1进行移动，相比于现有的往复式磁制冷部件需要驱动磁制冷床或磁场***转动而言，本实施例往复式磁制冷部件能够更有效的降低能耗。并且，磁场***21和磁制冷床24均保持不动，可以方便的热交换液进出磁制冷床24。

本实施例往复式磁制冷部件，通过在磁场***中设置导磁体组件，导磁组件能够改变磁场***产生的磁通路径，滑块滑动过程中导磁体将交替使得中间导磁体与两侧的侧部导磁体磁导通，在此过程中，与中间导磁体磁导通的侧部导磁体和中间导磁体之间形成消磁空间，而另一未与中间导磁体磁导通的侧部导磁体和中间导磁体之间形成励磁空间，从而使得一个磁场***能够通过导磁体组件同时对两个磁制冷床提供变化磁场，使得不同位置处的磁制冷床交替进行励磁和消磁以完成制热和制冷过程，从而在磁场***变化周期内，不同的磁制冷床可以交替进行制冷，从而有效的提高了往复式磁制冷部件制冷效率，以确保磁制冷设备具有较强的制冷能力。另外，在实际使用过程中，仅需要驱动滑块移动便可以实现磁制冷床的磁场改变，而磁场***和磁制冷床均保持不动，一方面可以方便热交换液进出磁制冷床，简化磁制冷设备整体热交换液管路的连接，提高运行可靠性、另一方面单独驱动滑块移动有效的降低了能耗；同时，由于采用一个磁场***对两个磁制冷床进行励磁和消磁，而无需针对每个磁制冷床对应配置磁场***，大大简化了磁制冷设备的整体结构，缩小了整体的体积，并提高了能效比。与此同时，两个对称设置的磁制冷组件能够在滑块往复移动周期中，两个导磁体始终能够为两个磁制冷床进行消磁制冷，从而更有效地提高了制冷效率并降低了能耗。

进一步的，中间导磁体22的端部开设有滑槽221，滑块1滑动连接在滑槽221中。具体的，滑块1沿着滑槽221进行滑动，可以确保滑块1顺畅的往复移动，而滑槽221可以为燕尾槽结构，相对应的滑块1的横截面也为燕尾结构，使得滑块1由滑槽221进行安装限位，同时，滑块1上的导磁体11在滑槽211的导向下能够更好的与中间导磁体22保持磁导通状态。优选的，为了使得滑块1上的导磁体11能够良好的与侧部导磁体23接触，侧部导磁体23的端部开设有导槽231；当滑块1滑动使得导磁体11与对应的侧部导磁板接触时，滑块1的端部位于对应的导槽231中。具体的，导槽231能够有效的增大导磁体11与侧部导磁体23直接的接触面积，确保导磁体11与侧部导磁体23良好的磁导通，同时，导槽231能够对移动中的滑块1进行导向，确保滑块1平稳的滑动。

更进一步的，导磁体组件还包括用于驱动滑块1往复移动的驱动装置12，驱动装置12与滑块1连接。具体的，驱动装置12能够驱动滑块1往复移动，其中，本实施例中的驱动装置12可以采用直线电机，直线电机的输出端与滑块1连接；或者，驱动装置12包括电机和螺纹杆，滑块1上开设有螺纹孔（未图示），螺纹杆螺纹连接在螺纹孔中。具体的，通过电机驱动螺纹杆正反转，螺纹杆与螺纹孔配合将带动滑块1往复移动。优选的，本实施例中的导磁体11的长度小于两个侧部导磁体23之间的距离，以避免滑块1同时接触两个侧部导磁体23，确保本实施例往复式磁制冷部件可靠的运行。

又进一步的，磁制冷床24一端部设置有与磁制冷床内部连通的端口31，磁制冷床24内的一端部设置有悬空的隔板32，隔板32位于两个端口31之间将磁制冷床内部分隔成连通的两条热交换液流道33，热交换液流道33中填充有磁工质。具体的，隔板32将磁制冷床24的内部分隔成两条连通的热交换液流道33，其中一热交换液流道33与对应侧的端口31连接，而另一热交换液流道33与对应侧的端口31，热交换液在磁制冷床24走U型流程，并且热交换液从磁制冷床24的同一端部进出，更方便管路的连接。

以下结合附图5-图6，对本实施例往复式磁制冷部件的工作过程进行说明：如图5所示，图中左侧的上下两个侧部导磁体23通过导磁体11与对应的中间导磁体22磁导通，左侧的磁制冷床24消磁，对其内部的热交换液进行制冷处理；同时，图中右侧的磁制冷床24励磁，对其内部的热交换液进行制热处理。如图6所示，在滑块1反向移动后，图中右侧的上下两个侧部导磁体23通过导磁体11与中间导磁体22磁导通，右侧的磁制冷床24消磁，对其内部的热交换液进行制冷处理；同时，图中左侧的磁制冷床24励磁，对其内部的热交换液进行制热处理。

另外，本发明还提供一种磁制冷设备，包括热端散热器、冷端散热器和热交换液驱动泵，还包括上述往复式磁制冷部件，往复式磁制冷部件中的磁制冷床、热端散热器、冷端散热器和热交换液驱动泵连接在一起构成热交换液循环流路。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种往复式磁制冷部件，其特征在于，包括滑块和两个磁制冷组件，所述滑块为隔磁体，所述滑块的两侧壁设置有背向设置的导磁体，两个所述磁制冷组件分布在所述滑块的两侧；每个所述磁制冷组件包括磁场***、导磁体组件和两个磁制冷床，每个所述磁场***包括两个相对设置的磁体，每个所述导磁体组件包括中间导磁体和两个侧部导磁体，所述侧部导磁体固定在对应的所述磁体上，所述中间导磁***于两个所述侧部导磁体之间，所述磁制冷床对应位于所述中间导磁体和所述侧部导磁体之间，所述滑块滑动连接在两个所述中间导磁体之间，所述导磁体与对应侧的所述磁制冷组件接触；对于单个所述磁制冷组件，对应的所述导磁体与所述中间导磁体接触磁导通并交替与两个所述侧部导磁体接触磁导通。

2.根据权利要求1所述的往复式磁制冷部件，其特征在于，所述中间导磁体的端部开设有滑槽，所述滑块滑动连接在所述滑槽中。

3.根据权利要求2所述的往复式磁制冷部件，其特征在于，所述侧部导磁体的端部开设有导槽；当所述导磁体与对应的所述侧部导磁板接触时，所述导磁***于对应的所述导槽中。

4.根据权利要求1所述的往复式磁制冷部件，其特征在于，所述导磁体组件还包括用于驱动所述滑块往复移动的驱动装置，所述驱动装置与所述滑块连接。

5.根据权利要求4所述的往复式磁制冷部件，其特征在于，所述驱动装置为直线电机，所述直线电机的输出端与所述滑块连接；或者，所述驱动装置包括电机和螺纹杆，所述滑块上开设有螺纹孔，所述螺纹杆螺纹连接在所述螺纹孔中。

6.根据权利要求1所述的往复式磁制冷部件，其特征在于，所述导磁体的长度小于两个所述侧部导磁体之间的距离。

7.根据权利要求1所述的往复式磁制冷部件，其特征在于，所述磁制冷床一端部设置有与所述磁制冷床内部连通的端口，所述磁制冷床内的一端部设置有隔板，所述隔板位于两个所述端口之间将所述磁制冷床内部分隔成连通的两条热交换液流道，所述热交换液流道中填充有磁工质。

8.一种磁制冷设备，包括热端散热器、冷端散热器和热交换液驱动泵，其特征在于，还包括如权利要求1-7任一所述的往复式磁制冷部件，所述往复式磁制冷部件中的磁制冷床、所述热端散热器、所述冷端散热器和所述热交换液驱动泵连接在一起构成热交换液循环流路。