CN105650931A - 往复式磁制冷装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种往复式磁制冷装置，包括磁制冷组件、冷端散热器和两个热端散热器，磁制冷组件包括磁体、两个磁制冷床和驱动机构，驱动机构包括电机、转轴、两个活塞缸和三个曲柄连杆，曲柄连杆的曲柄固定在转轴上，电机与转轴连接，磁体和活塞缸的活塞分别与对应的曲柄连杆的连杆连接；冷端散热器连接在两个磁制冷床之间，活塞缸对应连接有热端散热器，热端散热器与对应的磁制冷床连接，磁制冷床间隙性的位于磁体形成的磁场中。电机通过采用曲柄连杆驱动磁体和活塞缸的活塞移动，实现采用一个电机便能够实现磁体移动以及热交换液的流动，有效的降低了往复式磁制冷设备的能耗，同时，降低了控制难度，方便控制。

Description

往复式磁制冷装置
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装置。
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。对于旋转式磁制冷部件，在工作过程中通过电机驱动磁场***或磁制冷床旋转360°，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。现有技术中的旋转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，导致现有技术中的旋转式磁制冷部件制冷效率较低。
发明内容
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组件，而磁制冷组件包括磁场***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，磁制冷组件分为：旋转式磁制冷组件和往复式磁制冷组件。对于往复式磁制冷组件，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组件采用热交换液驱动泵驱动热交换液流动，并通过电机驱动磁场***或磁制冷床往复移动，同时，还需要控制电机和热交换液驱动泵同步以确保热交换液按照设定方向流动。由于需要水泵和电机两个耗电部件，导致现有技术中的往复式磁制冷装置的能耗较大且控制难度较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种往复式磁制冷装置，以降低提高往复式磁制冷装置的能耗，并方便控制。
为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：
一种往复式磁制冷装置，包括磁制冷组件、冷端散热器和两个热端散热器，所述磁制冷组件包括磁体、两个磁制冷床和驱动机构，所述驱动机构包括电机、转轴、两个活塞缸和三个曲柄连杆，所述曲柄连杆的曲柄固定在所述转轴上，所述电机与所述转轴连接，所述磁体和所述活塞缸的活塞分别与对应的所述曲柄连杆的连杆连接；所述冷端散热器连接在两个所述磁制冷床之间，所述活塞缸对应连接有所述热端散热器，所述热端散热器与对应的所述磁制冷床连接，所述磁制冷床间隙性的位于所述磁体形成的磁场中。
进一步的，所述磁制冷组件包括导轨，所述磁体滑动连接在所述导轨上。
进一步的，两个所述磁制冷床分别位于所述导轨的对应端部。
进一步的，其中一所述活塞缸中的活塞运动方向与所述磁体的运动方向相同，另一所述活塞缸中的活塞运动方向与所述磁体的运动方向相反。
进一步的，所述磁体的截面为C型结构。
进一步的，所述磁体包括两个磁板和导磁体，两个所述磁板通过所述导磁体连接在一起。
进一步的，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。
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装置，电机通过采用曲柄连杆驱动磁体和活塞缸的活塞移动，磁体的往复移动，使得磁制冷床进行励磁和消磁以完成制热和制冷过程，同时，两个活塞缸将对应完成热交换液的正反向流动，实现采用一个电机便能够实现磁体移动以及热交换液的流动，从而无需采用额外的泵驱动热交换液流动，也无需匹配电机与泵的动作关系，有效的降低了往复式磁制冷装置的能耗，同时，降低了控制难度，方便控制。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。
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装置实施例的主视图；
图2是本发明往复式磁制冷装置实施例中磁制冷床的结构示意图。
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2所示，本实施例往复式磁制冷装置，包括磁制冷组件100、热端散热器200和两个冷端散热器300，磁制冷组件100包括磁体1、两个磁制冷床3和驱动机构2，驱动机构2包括电机21、转轴22、两个活塞缸23和三个曲柄连杆24，曲柄连杆24的曲柄241固定在转轴22上，电机21与转轴22连接，磁体1和活塞缸23的活塞231分别与对应的曲柄连杆24的连杆242连接；冷端散热器300连接在两个磁制冷床3之间，活塞缸23对应连接有热端散热器200，热端散热器200与对应的磁制冷床3连接，磁制冷床3间隙性的位于磁体1形成的磁场中。
具体而言，本实施例往复式磁制冷装置采用单个电机21通过曲柄连杆24驱动磁体1和活塞缸23的活塞231移动，其中，磁体1的往复移动将实现磁制冷床3的励磁和消磁，同时，两个活塞缸23将对应的实现热交换液的正向和方向流动，以使得热交换液流入到热端散热器200和冷端散热器300进行热交换，从而实现采用单个电机21同时完成磁制冷床3的励磁和消磁以及热交换液的流动，而无需配置额外的泵驱动热交换液流动，有效的降低了整体能耗。而在磁体1往复移动过程中，两个磁制冷床3交替进行制冷，有效的提高了制冷效率。另外，通过配置曲柄连杆24的初始状态，使得其中一活塞缸23中的活塞231运动方向与磁体1的运动方向相同，另一活塞缸23中的活塞231运动方向与磁体1的运动方向相反，以确保磁制冷床3的励磁和消磁过程与热交换液的流动方向匹配，从而无需通过复杂的电控实现，提高了本实施例往复式磁制冷装置的运行可靠性。
其中，本实施例中的磁制冷组件100包括导轨（未图示），磁体1滑动连接在导轨上。具体的，磁体1在曲柄连杆24的驱动作用下将沿着导轨往复移动，确保磁体1能够顺畅的移动，优选的，两个磁制冷床3位于导轨的端部，以确保磁制冷床3能够充分的进行励磁和消磁。另外，磁体1的截面为C型结构，或者，磁体1包括两个磁板和导磁体，两个磁板通过导磁体连接在一起。
进一步的，磁制冷床3一端部设置有与磁制冷床内部连通的端口31，磁制冷床3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3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3走U型流程，并且热交换液从磁制冷床3的同一端部进出，更方便管路的连接。
本实施例往复式磁制冷装置，电机通过采用曲柄连杆驱动磁体和活塞缸的活塞移动，磁体的往复移动，使得磁制冷床进行励磁和消磁以完成制热和制冷过程，同时，两个活塞缸将对应完成热交换液的正反向流动，实现采用一个电机便能够实现磁体移动以及热交换液的流动，从而无需采用额外的泵驱动热交换液流动，也无需匹配电机与泵的动作关系，有效的降低了往复式磁制冷装置的能耗，同时，降低了控制难度，方便控制。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。
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 (7)

1.一种往复式磁制冷装置，其特征在于，包括磁制冷组件、冷端散热器和两个热端散热器，所述磁制冷组件包括磁体、两个磁制冷床和驱动机构，所述驱动机构包括电机、转轴、两个活塞缸和三个曲柄连杆，所述曲柄连杆的曲柄固定在所述转轴上，所述电机与所述转轴连接，所述磁体和所述活塞缸的活塞分别与对应的所述曲柄连杆的连杆连接；所述冷端散热器连接在两个所述磁制冷床之间，所述活塞缸对应连接有所述热端散热器，所述热端散热器与对应的所述磁制冷床连接，所述磁制冷床间隙性的位于所述磁体形成的磁场中。
2.根据权利要求1所述的往复式磁制冷装置，其特征在于，所述磁制冷组件包括导轨，所述磁体滑动连接在所述导轨上。
3.根据权利要求2所述的往复式磁制冷装置，其特征在于，两个所述磁制冷床分别位于所述导轨的对应端部。
4.根据权利要求1所述的往复式磁制冷装置，其特征在于，其中一所述活塞缸中的活塞运动方向与所述磁体的运动方向相同，另一所述活塞缸中的活塞运动方向与所述磁体的运动方向相反。
5.根据权利要求1所述的往复式磁制冷装置，其特征在于，所述磁体的截面为C型结构。
6.根据权利要求1所述的往复式磁制冷装置，其特征在于，所述磁体包括两个磁板和导磁体，两个所述磁板通过所述导磁体连接在一起。
7.根据权利要求1所述的往复式磁制冷装置，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。
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