JP2011080711A - Device and system for adjusting temperature - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、印加される磁界の変化によって温度変化する磁性体を用いた温度調整装置および温度調整システムに関する。 The present invention relates to a temperature adjustment device and a temperature adjustment system using a magnetic material that changes in temperature according to a change in an applied magnetic field.
従来、冷蔵庫、冷凍庫やエアコン等の温度調整装置では、気体の圧縮および膨張による温度変化を利用した温度調整技術が用いられている。このような温度調整装置では、気体を圧縮するための圧縮機等が必要であり、効率の向上や小型化には限界がある。また、フロンガス等の環境破壊物質の排出が問題となっている。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a temperature adjusting device such as a refrigerator, a freezer, or an air conditioner, a temperature adjusting technique using a temperature change due to gas compression and expansion is used. Such a temperature control device requires a compressor or the like for compressing gas, and there is a limit to improvement in efficiency and miniaturization. In addition, the discharge of environmentally destructive substances such as chlorofluorocarbon gas is a problem.
これらの問題を解決する一つの手段として、近年、印加する磁界の変化に伴い温度変化をする磁性体(以下、「磁気作業物質」と称す。)を用いた磁気温度調整技術が用いられている。この磁気作業物質は、磁気作業物質に印加する磁界を強めると磁気作業物質の温度が上昇し、磁気作業物質に印加する磁界を弱めると磁気作業物質の温度が低下する。この磁気作業物質が充填された領域に熱伝達媒体を流し、磁気作業物質の温度変化を熱伝達媒体に伝える。その熱伝達媒体をポンプにより熱交換器へ流すことで、磁気作業物質の温度変化を熱交換器へ伝達する。圧縮および膨張によって温度が変化する気体に代えて、このような、印加される磁界の変化によって温度が変化する磁気作業物質を用いることにより、効率の向上および小型化が可能となり、かつ環境破壊物質を排出しない温度調整装置が提供されている(例えば特許文献1参照)。 As a means for solving these problems, a magnetic temperature adjustment technique using a magnetic material (hereinafter referred to as “magnetic working substance”) that changes in temperature with changes in an applied magnetic field has been used in recent years. . When the magnetic field applied to the magnetic working material is increased, the temperature of the magnetic working material increases, and when the magnetic field applied to the magnetic working material is weakened, the temperature of the magnetic working material decreases. A heat transfer medium is caused to flow through the region filled with the magnetic working material, and a temperature change of the magnetic working material is transmitted to the heat transfer medium. By flowing the heat transfer medium to the heat exchanger by a pump, the temperature change of the magnetic working material is transmitted to the heat exchanger. By using a magnetic working material whose temperature changes due to a change in the applied magnetic field, instead of a gas whose temperature changes due to compression and expansion, the efficiency can be improved and the size can be reduced. There is provided a temperature control device that does not discharge (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載された技術思想によれば、磁気作業物質と巻線と永久磁石を並列に配置し、それぞれを磁性体のヨークにより接続している。巻線に電流を流すことにより磁界が発生し、永久磁石の磁界の向きと同方向に磁界を発生させたときが磁気作業物質へ磁場を印加している状態となり、永久磁石の磁界の向きと逆方向に磁界を発生させたときが磁気作業物質へ磁場を印加していない状態となる。この巻線に流す電流の向きを変えることにより、磁気作業物質への磁場の印加・除去を繰り返す。磁場の印加・除去の際生じる温熱・冷熱をポンプで熱輸送して、温熱と冷熱に分離する構成である。 According to the technical idea described in Patent Document 1, a magnetic working substance, a winding, and a permanent magnet are arranged in parallel, and are connected by a magnetic yoke. When a current is passed through the winding, a magnetic field is generated, and when a magnetic field is generated in the same direction as the direction of the magnetic field of the permanent magnet, the magnetic field is applied to the magnetic work substance. When the magnetic field is generated in the reverse direction, the magnetic field is not applied to the magnetic working substance. By changing the direction of the current flowing through the winding, the magnetic field is repeatedly applied and removed from the magnetic working material. This is a configuration in which hot / cold heat generated during application / removal of a magnetic field is transported by a pump and separated into hot / cold heat.
しかしながら、上記の構成では、永久磁石から発生する磁場を磁気作業物質へ通過させている間、巻線に大電流を流し続ける必要があるため、消費電力が大きく、また巻線に大電流を流し続けることで生じる発熱により、磁気作業物質に熱影響を与えてしまう問題がある。 However, in the above configuration, since it is necessary to keep a large current flowing through the winding while the magnetic field generated from the permanent magnet is passed to the magnetic working material, power consumption is large and a large current is passed through the winding. There is a problem in that the heat generated by continuing continues to affect the magnetic working material.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、磁気作業物質への磁場の印加・除去を容易に行うことでき、また消費電力を低減することができる構造の磁気温度調節装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a magnetic temperature control device having a structure capable of easily applying and removing a magnetic field to a magnetic working substance and reducing power consumption. It is in.
上記目的を達成するため、請求項1記載の磁気温度調節装置は、永久磁石と、印加磁界の変化により温度変化する磁性体である磁気作業物質を内部に充填した熱発生室と、前記永久磁石の一方の極と前記熱発生室とを磁気的に接続する磁性体で形成された第1磁性体コアと、前記永久磁石の他方の極と前記熱発生室とを磁気的に接続する磁性体で形成された第2磁性体コアと、前記第1磁性体コアと前記第2磁性体コアの間に配置され、前記第1磁性体コアと前記第2磁性体コアとを磁気的に接触した状態と、非接触の状態とを移動機構を介して切り替える可動磁性体コアと、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a magnetic temperature control apparatus according to claim 1 is a permanent magnet, a heat generation chamber filled with a magnetic working material that is a magnetic body that changes in temperature according to a change in applied magnetic field, and the permanent magnet. A first magnetic core formed of a magnetic body that magnetically connects one of the poles and the heat generation chamber; and a magnetic body that magnetically connects the other pole of the permanent magnet and the heat generation chamber. The second magnetic core formed in the above, and the magnetic core is disposed between the first magnetic core and the second magnetic core, and the first magnetic core and the second magnetic core are in magnetic contact with each other And a movable magnetic core that switches between a state and a non-contact state via a movement mechanism.
本発明によれば、磁気作業物質への磁場の印加・除去を容易に行うことでき、また消費電力を低減することができる。 According to the present invention, a magnetic field can be easily applied to and removed from a magnetic working substance, and power consumption can be reduced.
以下、本発明の実施の形態について、図1ないし図10を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
以下、本発明を温度調整装置1に適用した実施例1について、図1または図2を参照しながら説明する。図1は、温度調整装置1の斜視図を示している。図2は、温度調整装置1のA−A断面図を示している。温度調整装置1は、コの字状に形成された第1磁性体コア2と第2磁性体コア3と、第1磁性体コア2と第2磁性体コア3の一方に挟まれて配置された永久磁石4と、第1磁性体コア2と第2磁性体コア3の他方に挟まれて配置された熱交換器5と、永久磁石4と熱交換器5との間に配置された可動磁性体コア6と、熱交換器5および可動磁性体コア6に電気的に接続された制御装置100とから構成されている。
Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is applied to a temperature control apparatus 1 will be described with reference to FIG. 1 or FIG. FIG. 1 shows a perspective view of the temperature adjusting device 1. FIG. 2 shows an AA cross-sectional view of the temperature control device 1. The temperature adjusting device 1 is disposed between a first magnetic core 2 and a second magnetic core 3 formed in a U-shape, and one of the first magnetic core 2 and the second magnetic core 3. The
第1磁性体コア2および第2磁性体コア3は、鉄、フェライトコア等の磁性体で形成されている。第1磁性体コア2と第2磁性体コア3は、同形状で、コの字状に形成されており、線対称に対向して配置されている。また、第1磁性体コア2および第2磁性体コア3は、それぞれ中央部に円形の穴が形成されている。 The 1st magnetic body core 2 and the 2nd magnetic body core 3 are formed with magnetic bodies, such as iron and a ferrite core. The 1st magnetic body core 2 and the 2nd magnetic body core 3 are the same shape, are formed in U shape, and are arrange | positioned facing line symmetry. The first magnetic core 2 and the second magnetic core 3 each have a circular hole at the center.
永久磁石4は、例えばネオジム焼結磁石などで形成され、コの字状に形成された第1磁性体コア2の一端2aと、その一端に対向する第2磁性体コア3の一端3aとに挟まれた位置に接着剤などで固定されている。また、永久磁石4は、第1磁性体コア2の一端2aおよび第2磁性体コア3の一端3aと接する面方向に単極に磁化されており、例えば第1磁性体コア2と接触する側をN極とし、第2磁性体コア3と接触する側をS極としている。
The
熱交換器5は、熱発生室7と、温熱部8と、冷熱部9と、ポンプ10とが配管11により接続されて構成されている。
The heat exchanger 5 is configured by connecting a
熱発生室7は、アクリル樹脂などの非磁性体の箱7aと、箱7aの内部に充填された粒子状の磁気作業物質7bとから構成されている。磁気作業物質7bは、例えばガドリニウム(Gd)強磁性体、もしくはランタン−鉄−シリコン(Le−Fe−Si)系などの磁性体を、例えば球状粒子、細粒子によって構成されている。これらの磁気作業物質7bは、上記磁性体に限られず、外部から磁界を加えると温度が上昇し、磁界を取り去るとその温度が下降するという磁気熱量効果を有する材料であれば良い。
The
温熱部8は、熱発生室7の一面から配管11を介して接続されており、冷熱部9は、熱発生室7の一面に対向する裏面から配管11を介して接続されている。温熱部8は温熱を排熱可能な熱回収部として機能し、冷熱部9は冷熱を蓄積または排気する熱回収部として機能する。ポンプ10は、配管11を介して温熱部8と接続されている。また、ポンプ10は、制御装置100と電気的に接続されている。熱発生室7、温熱部8、冷熱部9、ポンプ10および配管11の内部には、水や不凍液などの熱伝達媒体が充填されており、制御装置100からの信号を受けてポンプ10を作動することにより、熱伝達媒体が熱発生室7、温熱部8、冷熱部9の間を配管11を介して流動可能な構成となっている。これにより、磁気作業物質7bで発生した温熱/冷熱が、熱伝達媒体を通じて温熱部8、冷熱部9にポンプ10により輸送されることで熱交換可能に構成されている。
The heating unit 8 is connected from one surface of the
可動磁性体コア6は、鉄やフェライトなどの磁性体で円柱状に形成され、永久磁石4と熱交換器5の間に配置されており、第1磁性体コア2および第2磁性体コア3の中央部に形成された円形の穴を通じて移動可能な構成となっている。可動磁性体コア6の一端には、リニアアクチュエータ(例えば、リニア誘導モータ、リニアパルスモータ、リニア直流モータ、リニア電磁ソレノイド)などで構成される移動機構12が接続されている。移動機構12は、制御装置100と電気的に接続されており、制御装置100の信号を受けて移動機構12を作動させることにより、第1磁性体コア2と第2磁性体コア3を磁気的に接触・非接触とすることが可能となる。
The movable magnetic core 6 is formed in a cylindrical shape with a magnetic material such as iron or ferrite, and is disposed between the
次に、上記構成の温度調整装置1の動作について説明する。 Next, the operation of the temperature control apparatus 1 having the above configuration will be described.
移動機構12を動作させることにより、可動磁性体コア6が図2(a)に示すように第1磁性体コア2と第2磁性体コア3を磁気的に接続する。この状態においては、永久磁石4のN極から出た磁束は、第1磁性体コア2、可動磁性体コア6、第2磁性体コア3に至る磁路を経て、永久磁石4のS極に戻り、閉磁路L1を構成する。これは、非磁性体の箱7aで形成された熱発生室7側は、閉磁路L1と比較して磁気抵抗が大きいため、磁束が通りにくくなることによる。この時、熱発生室7内の磁気作業物質7bには磁場が印加されていない状態となる。
By operating the moving
続いて、移動機構12を動作させることにより、可動磁性体コア6を図2(b)に示すように第1磁性体コア2と第2磁性体コア3を磁気的に非接続とするように移動する。この状態においては、永久磁石4のN極から出た磁束は、第1磁性体コア2、熱発生室7、第2磁性体コア3に至る磁路を経て、永久磁石4のS極に戻り、閉磁路L2を構成する。この時、ブロック内の磁気作業物質7bには磁場が印加されている状態となる。磁気作業物質7bに磁場が印加されると、磁気作業物質7bは、その粒子の格子系の電子スピンが磁場の方向にそろった状態になるため磁気エントロピーが小さくなり、エネルギーが格子系に与えられるようになり格子振動が激しくなり磁性体の温度を上昇することで温熱が発生する。
Subsequently, the moving
その後、ポンプ10を作動し、磁気作業物質7bに発生した温熱を、熱伝達媒体により配管11を通じて温熱部8に輸送する。温熱を輸送後、ポンプ10を停止する。 Thereafter, the pump 10 is operated, and the warm heat generated in the magnetic working material 7b is transported to the warm temperature section 8 through the pipe 11 by the heat transfer medium. After transporting warm heat, the pump 10 is stopped.
続いて、移動機構12を動作させることにより、可動磁性体コア6を図2(a)に示すように第1磁性体コア2と第2磁性体コア3を磁気的に接続状態とする。この状態においては、上記したように、永久磁石4のN極から出た磁束は、第1磁性体コア2、可動磁性体コア6、第2磁性体コア3に至る磁路を経て、永久磁石4のS極に戻り、閉磁路L1を構成する。この時、先ほどまで磁場が印加されていた熱発生室7内の磁気作業物質7bの磁場が除去された状態となる。磁気作業物質7bから磁場が除去されると、磁気作業物質7bはその粒子の格子系の電子スピンがランダムな向きの状態をとり、磁気エントロピーが大きくなり、磁気作業物質7bは吸熱することで冷却される。
Subsequently, by operating the moving
その後、ポンプ10を作動し、磁気作業物質7bに発生した冷熱を、熱伝達媒体により配管11を通じて冷熱部9に輸送する。冷熱を輸送後、ポンプ10を停止する。
Thereafter, the pump 10 is operated, and the cold heat generated in the magnetic working material 7b is transported to the
このような温熱輸送/冷熱輸送の熱サイクルを所定時間(例えば約1秒程度)毎に繰り返すことで、温熱/冷熱を効率良く輸送することができる。 By repeating the heat cycle of such heat transport / cold heat transport every predetermined time (for example, about 1 second), the heat / cold heat can be efficiently transported.
本実施例によれば、可動磁性体コア6を移動させ、第1磁性体コア2と第2磁性体コア3との間を磁気的に接続/非接続とすることで、磁気作業物質7bへの磁界の印加および除去を容易に変化させることができ、さらに消費電力を低減することができる。 According to the present embodiment, the movable magnetic core 6 is moved, and the first magnetic core 2 and the second magnetic core 3 are magnetically connected / disconnected to the magnetic working material 7b. The application and removal of the magnetic field can be easily changed, and the power consumption can be reduced.
また、可動磁性体コア6を移動させる移動機構12を磁気作業物質7bから遠ざけて構成することができるため、移動機構12で発生した熱が磁気作業物質7bへ影響を与えることを妨げることができる。
Further, since the moving
図3は、本発明の実施例2を示すもので、前述の実施例1と異なるところは、第1磁性体コア2および第2磁性体コア3と、可動磁性体コア13との接触部分にある。なお、実施例1と同一部分については同一符号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that the first magnetic core 2 and the second magnetic core 3 are in contact with the movable
可動磁性体コア13は、その先端部が第1磁性体コア2より突出する様に形成され、突出した部分の比透磁率が先端に向かう程、小さくなるように構成されている。具体的には、最先端部13aから第1磁性体コア2に接触する部分13bまでの比透磁率が7000以下の鉄材で形成し、第1磁性体コア2に接触する部分13cから第2磁性体コア3に接触する部分13bまでの比透磁率が7000程度の4%ケイ素鉄で形成することで、図4に示すように、可動磁性体コア13の先端にいくに従い徐々に比透磁率を小さくするように構成されている。
The movable
本実施例によれば、可動磁性体コア13を移動させ、第1磁性体コア2と第2磁性体コア3との間を磁気的に接続/非接続とすることで、磁気作業物質7bへの磁界の印加および除去を容易に変化させることができ、さらに消費電力を低減することができる。
According to the present embodiment, the movable
また、可動磁性体コア13の比透磁率を先端に向かう程小さくなるように構成することにより、可動磁性体コア13を第1磁性体から引き抜くときに、第1磁性体コア2と可動磁性体コア13の磁気吸引力を少しずつ低下させながら、可動磁性体コア13を移動させることができる。これにより、可動磁性体コア13を容易に移動させることができるので、移動機構12の低出力化や低消費電力化を図ることができ、もって温度調整装置1全体の消費電力を低くすることができる。
Also, by configuring the relative magnetic permeability of the movable
図4に示す本実施例の構成に限られず、図5に示すように段階的に比透磁率を変化させて構成しても同様の効果を得ることができる。 The configuration is not limited to the configuration of the present embodiment shown in FIG. 4, and the same effect can be obtained even when the relative permeability is changed stepwise as shown in FIG.
図6は、本発明の実施例3を示すもので、実施例1と異なるところは、第1磁性体コア2および第2磁性体コア3と、可動磁性体コア14との接触部分にある。なお、実施例1と同一部分については同一符号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。 FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is in the contact portion between the first magnetic core 2 and the second magnetic core 3 and the movable magnetic core 14. Note that the same portions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and different portions are mainly described.
可動磁性体コア14は、図6に示すように、その先端部が第1磁性体コア2の端面より突出する様に形成され、突出した部分14aが、先端に向かって細くなるように形成されている。本実施例では、先端テーパ角度を45度としている。 As shown in FIG. 6, the movable magnetic core 14 is formed such that the tip thereof protrudes from the end surface of the first magnetic core 2, and the protruding portion 14 a is formed so as to become narrower toward the tip. ing. In this embodiment, the tip taper angle is 45 degrees.
本実施例によれば、実施例1と同様に、可動磁性体コア14を移動させ、第1磁性体コア2と第2磁性体コア3との間を磁気的に接続/非接続とすることで、磁気作業物質7bへの磁界の印加および除去を容易に変化させることができる。 According to the present embodiment, similarly to the first embodiment, the movable magnetic core 14 is moved so that the first magnetic core 2 and the second magnetic core 3 are magnetically connected / disconnected. Thus, the application and removal of the magnetic field to the magnetic working material 7b can be easily changed.
また、本実施例によれば、さらに以下の効果を得ることができる。図7(a)〜(c)は、可動磁性体コア14が第1磁性体コア2から引き抜かれる過程を示している。第1磁性体コア2の表面と可動磁性体コア14との距離が、第1磁性体コア2と可動磁性体コア14との磁気吸引力に依存する。本実施例のように、可動磁性体コア14の突出した部分が先端に向かって細くなるように形成することで、図7(a)〜(c)に示すように第1磁性体コア2の表面と可動磁性体コア14との距離が緩やかに広がっていく。このため、可動磁性体コア14が引き抜かれる際の磁気吸引力を緩やかに低下させていくことが可能となる。これにより、可動磁性体コア14を容易に移動させることができるので、移動機構12の低出力化や低消費電力化を図ることができ、もって温度調整装置1全体の消費電力を低くすることができる。
Moreover, according to the present Example, the following effects can be acquired further. 7A to 7C show a process in which the movable magnetic core 14 is pulled out from the first magnetic core 2. The distance between the surface of the first magnetic core 2 and the movable magnetic core 14 depends on the magnetic attractive force between the first magnetic core 2 and the movable magnetic core 14. By forming the protruding part of the movable magnetic core 14 so as to become narrower toward the tip as in the present embodiment, the first magnetic core 2 of the first magnetic core 2 is formed as shown in FIGS. The distance between the surface and the movable magnetic core 14 gradually increases. For this reason, it becomes possible to gently reduce the magnetic attractive force when the movable magnetic core 14 is pulled out. Thereby, since the movable magnetic core 14 can be easily moved, the output of the moving
本実施例の構成に限られず、可動磁性体コア14の先端テーパ角度を別の値(例えば、30度)として構成しても同様の効果を得ることができる。また、先端をテーパではなく、球面としても同様の効果を得ることができる。 The same effect can be obtained even when the tip taper angle of the movable magnetic core 14 is set to another value (for example, 30 degrees) without being limited to the configuration of the present embodiment. Further, the same effect can be obtained even when the tip is not a taper but a spherical surface.
図8は、本発明の実施例4を示すもので、実施例1と異なるところは、第1磁性体コア2および第2磁性体コア3と、可動磁性体コア15との接触部分にある。なお、実施例1と同一部分については同一符号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。 FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention, which differs from the first embodiment in the contact portion between the first magnetic core 2 and the second magnetic core 3 and the movable magnetic core 15. Note that the same portions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and different portions are mainly described.
可動磁性体コア15は、その外周にネジ溝が形成されており、また第1磁性体コア2および第2磁性体コア3の穴部にも同様にネジ溝が形成されている。 The movable magnetic core 15 has screw grooves formed on the outer periphery thereof, and also has screw grooves formed in holes of the first magnetic core 2 and the second magnetic core 3.
また、移動機構12は、モータで形成し、回転部である軸16にはウォームギア17が固着されている。さらに、ウォームギア17は可動磁性体コア15のネジ溝にかみ合う様に移動機構12が固定されている。
The moving
本実施例によれば、実施例1と同様に、可動磁性体コア15を移動させ、第1磁性体コア2と第2磁性体コア3との間を磁気的に接触・非接触させることで、磁気作業物質7bへの磁界の印加および除去を容易に変化させることができる。 According to the present embodiment, similarly to the first embodiment, the movable magnetic core 15 is moved, and the first magnetic core 2 and the second magnetic core 3 are brought into magnetic contact / non-contact with each other. The application and removal of the magnetic field to the magnetic working substance 7b can be easily changed.
図9は、本発明の実施例5を示すもので、実施例1と異なるところは、可動磁性体コア16の構成にある。なお、実施例1と同一部分については同一符号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。 FIG. 9 shows a fifth embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is the configuration of the movable magnetic core 16. Note that the same portions as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, description thereof is omitted, and different portions are mainly described.
可動磁性体コア16は、鉄やフェライトなどの磁性体で、第1磁性体コア2の中央の突起部および第2磁性体コア3の中央部に挟持されている。また、可動磁性体コア16の周囲には巻線17が巻装されている。可動磁性体コア16は、リニアアクチュエータ(例えば、リニア誘導モータ、リニアパルスモータ、リニア直流モータ、リニア電磁ソレノイド)などで構成される移動機構12と移動ガイド18により、移動ガイド18に沿って、可動磁性体コア16を第1磁性体コア2および第2磁性体コア3と接触する方向・非接触とする方向に移動する構成となっている。
The movable magnetic core 16 is a magnetic body such as iron or ferrite and is sandwiched between the central protrusion of the first magnetic core 2 and the central portion of the second magnetic core 3. A winding 17 is wound around the movable magnetic core 16. The movable magnetic core 16 is movable along the movement guide 18 by a
ここで、可動磁性体コア16を第1磁性体コア2および第2磁性体コア3と接触状態から非接触状態にする際の可動磁性体コア16の動作について説明する。 Here, the operation of the movable magnetic core 16 when the movable magnetic core 16 is brought into contact with the first magnetic core 2 and the second magnetic core 3 from the contact state to the non-contact state will be described.
可動磁性体コア16は、第1磁性体コア2および第2磁性体コア3と接触しているときは、永久磁石4からの磁束により第1磁性体コア2および第2磁性体コア3側へ磁気吸引力が強く働いている。ここで、可動磁性体コア16に巻装された巻線17に電流を流し、永久磁石4からの磁束と反対の方向へ磁束を発生させる。これにより、可動磁性体コア16内は、永久磁石4からの磁束と巻線17による磁束とが拮抗した状態となる。このとき、第1磁性体コア2および第2磁性体コア3と可動磁性体コア16との間の磁気吸引力はほぼゼロとなり、移動機構12からの小さな力で可動磁性体コア16を移動することができる。可動磁性体コア16が第1磁性体コア2および第2磁性体コア3と非接触となったときに、巻線17への電流を止める。
When the movable magnetic core 16 is in contact with the first magnetic core 2 and the second magnetic core 3, the first magnetic core 2 and the second magnetic core 3 are moved by the magnetic flux from the
一方、可動磁性体コア16を第1磁性体コア2および第2磁性体コア3と非接触状態から接触状態にする際は、移動機構12を動作し、可動磁性体コア16を第1磁性体コア2および第2磁性体コア3に近づけることで、磁気吸引力が働き、容易に可動磁性体コア16を移動させることができる。また、巻線17に電流を流し、永久磁石4からの磁束と同じ方向へ磁束を発生させると、より大きな磁気吸引力が働き、容易に可動磁性体コア16を移動させることができる。
On the other hand, when the movable magnetic core 16 is brought into contact with the first magnetic core 2 and the second magnetic core 3 from the non-contact state, the moving
本実施例によれば、第1の実施例と同様に、可動磁性体コア16を移動させ、第1磁性体コア2と第2磁性体コア3との間を磁気的に接続/非接続とすることで、磁気作業物質7bへの磁界の印加および除去を容易に変化させることができる。 According to the present embodiment, as in the first embodiment, the movable magnetic core 16 is moved, and the first magnetic core 2 and the second magnetic core 3 are magnetically connected / disconnected. By doing so, application and removal of the magnetic field to the magnetic working substance 7b can be easily changed.
また、可動磁性体コア16に巻装された巻線17に電流を流し、可動磁性体コア16に磁束を発生させることで、第1磁性体コア2および第2磁性体コア3との間の磁気吸引力をほぼゼロに近づけることができる。これにより、可動磁性体コア16を容易に移動させることができる。 Further, by passing a current through the winding 17 wound around the movable magnetic core 16 and generating a magnetic flux in the movable magnetic core 16, a gap between the first magnetic core 2 and the second magnetic core 3 is generated. The magnetic attractive force can be brought close to zero. Thereby, the movable magnetic core 16 can be easily moved.
また、可動磁性体コア16を移動させるときのみ巻線17に電流を流すので、温度調整装置1全体の消費電力を低くすることができる。 Further, since the current is passed through the winding 17 only when the movable magnetic core 16 is moved, the power consumption of the entire temperature adjusting device 1 can be reduced.
図10は、実施例6示すもので、実施例5とは可動磁性体コア16の移動機構に違いがある。なお、実施例5と同一部分については同一符号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明する。 FIG. 10 shows the sixth embodiment, which is different from the fifth embodiment in the moving mechanism of the movable magnetic core 16. In addition, about the same part as Example 5, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted and it demonstrates centering on a different part.
可動磁性体コア16は、鉄やフェライトなどの磁性体で、第1磁性体コア2の中央の突起部および第2磁性体コア3の中央部に挟持されている。また、可動磁性体コア16の周囲には巻線17が巻装されている。可動磁性体コア16は、さらに、移動ガイド19と、移動ガイド18の先に配置された第2永久磁石19とを備えている。なお、本実施例では、第1磁性体コア2の一端2aおよび第2磁性体コア3の一端3aに挟持された永久磁石を第1永久磁石4と称する。本実施例の第2永久磁石19の磁化方向は、第1永久磁石4と逆方向とする。
The movable magnetic core 16 is a magnetic body such as iron or ferrite and is sandwiched between the central protrusion of the first magnetic core 2 and the central portion of the second magnetic core 3. A winding 17 is wound around the movable magnetic core 16. The movable magnetic core 16 further includes a movement guide 19 and a second permanent magnet 19 disposed at the tip of the movement guide 18. In the present embodiment, the permanent magnet sandwiched between the one end 2 a of the first magnetic core 2 and the one end 3 a of the second magnetic core 3 is referred to as a first
ここで、可動磁性体コア16を第1磁性体コア2および第2磁性体コア3と接触状態から非接触状態にする際の可動磁性体コア6の動作について説明する。 Here, the operation of the movable magnetic core 6 when the movable magnetic core 16 is brought into a non-contact state with the first magnetic core 2 and the second magnetic core 3 will be described.
可動磁性体コア16に巻装された巻線に電流を流し、第1永久磁石4からの磁束と反対の方向へ磁束を発生させる。これにより、可動磁性体コア16内は、第1永久磁石4からの磁束と巻線17による磁束とが拮抗した状態となる。このとき、第1磁性体コア2および第2磁性体コア3と可動磁性体コア16との間の磁気吸引力はほぼゼロとなる。ここで、可動磁性体コア16の磁化方向に対して、第2永久磁石19の磁化方向は逆向きとなっているため、可動磁性体コア16は、第2永久磁石19に引き付けられる。この吸引力により移動ガイド18に沿って可動磁性体コア6を移動させることができる。可動磁性体コア16が第1磁性体コア2および第2磁性体コア3と非接触となったときに、巻線17への電流を止める。
A current is passed through the winding wound around the movable magnetic core 16 to generate a magnetic flux in a direction opposite to the magnetic flux from the first
逆に、可動磁性体コア16を第1磁性体コア2および第2磁性体コア3と非接触状態から接触状態にする際の可動磁性体コア16の動作について説明する。 Conversely, the operation of the movable magnetic core 16 when the movable magnetic core 16 is brought into contact with the first magnetic core 2 and the second magnetic core 3 from the non-contact state will be described.
可動磁性体コア16に巻装された巻線17に電流を流し、第2永久磁石19の磁化方向と同方向に磁束を発生させる。これにより、可動磁性体コア16は、第2永久磁石19との間に反発力が働く。さらに、可動磁性体コア16は、第1磁性体コア2および第2磁性体コア3との間に磁気吸引力が働く。この第2永久磁石19との反発力および第1永久磁石4との磁気吸引力により、移動ガイドに沿って可動磁性体コア16を移動させることができる。可動磁性体コア16が第1磁性体コア2および第2磁性体コア3と接触状態となったときに巻線への電流を止める。
An electric current is passed through the winding 17 wound around the movable magnetic core 16 to generate a magnetic flux in the same direction as the magnetization direction of the second permanent magnet 19. Thereby, a repulsive force acts between the movable magnetic core 16 and the second permanent magnet 19. Further, the magnetic attractive force acts between the first magnetic core 2 and the second magnetic core 3 in the movable magnetic core 16. The movable magnetic core 16 can be moved along the movement guide by the repulsive force with the second permanent magnet 19 and the magnetic attraction force with the first
本実施例によれば、実施例1と同様に、可動磁性体コア16を移動させ、第1磁性体コア2と第2磁性体コア3との間を磁気的に接続/非接続とすることで、磁気作業物質7bへの磁界の印加および除去を容易に変化させることができる。 According to the present embodiment, similarly to the first embodiment, the movable magnetic core 16 is moved so that the first magnetic core 2 and the second magnetic core 3 are magnetically connected / disconnected. Thus, the application and removal of the magnetic field to the magnetic working material 7b can be easily changed.
また、可動磁性体コア6に巻装された巻線17に電流を流し、可動磁性体コア16に磁束を発生させることで、第2永久磁石4との吸引力・反発力を利用した可動磁性体コア16の移動が可能となる。これにより、リニアアクチュエータなどの移動機構12が不要となり、簡単な構成の磁気温度調整装置1を提供できる。さらに、移動機構12が不要となることおよび可動磁性体コア16の移動時のみ巻線17に電流を流すことで、可動磁性体コア16を移動するときの消費電力を低減することができる。
In addition, a current is passed through the winding 17 wound around the movable magnetic core 6 to generate a magnetic flux in the movable magnetic core 16, so that the movable magnetic utilizing the attractive force / repulsive force with the second
本発明は上記し又は図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形又は拡張が可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above or shown in the drawings, and the following modifications or expansions are possible.
第1磁性体コア2および第2磁性体コア3は、同形状でコの字状に形成することとしたが、この形状に限られず、それぞれが対向して配置されていればよく、例えば、円盤状や棒状であっても構わない。 The first magnetic core 2 and the second magnetic core 3 are formed in a U shape with the same shape. However, the first magnetic core 2 and the second magnetic core 3 are not limited to this shape. It may be disc-shaped or rod-shaped.
また、可動磁性体コアは、第1磁性体コア2と第2磁性体コア3を磁気的に接触状態と非接触状態を切り替えることができればよく、角柱等、種々の形状をとることができる。 Further, the movable magnetic core only needs to be able to magnetically switch the first magnetic core 2 and the second magnetic core 3 between a contact state and a non-contact state, and can take various shapes such as a prism.
また、上記実施例では、永久磁石4、可動磁性体コア、熱発生室7の順に配置することとしたが、この配置に限られず、例えば、永久磁石4、熱発生室7、可動磁性体コアの順でもよいし、熱発生室7、永久磁石4、可動磁性体コアの順でも同様の効果を得ることができる。
In the above embodiment, the
1…温度調整装置、2…第1磁性体コア、3…第2磁性体コア、4…永久磁石、5…熱交換器、6、13、14、15、16…可動磁性体コア、7…熱発生室、7b…磁気作業物質、8…温熱部、9…冷熱部、10…ポンプ、11…配管、12…移動機構、 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Temperature control apparatus, 2 ... 1st magnetic body core, 3 ... 2nd magnetic body core, 4 ... Permanent magnet, 5 ... Heat exchanger, 6, 13, 14, 15, 16 ... Movable magnetic body core, 7 ... Heat generation chamber, 7b ... magnetic working substance, 8 ... hot part, 9 ... cooling part, 10 ... pump, 11 ... piping, 12 ... moving mechanism,
Claims (9)
印加磁界の変化により温度変化する磁性体である磁気作業物質を内部に充填した熱発生室と、
前記永久磁石の一方の極と前記熱発生室とを磁気的に接続する磁性体で形成された第1磁性体コアと、
前記永久磁石の他方の極と前記熱発生室とを磁気的に接続する磁性体で形成された第2磁性体コアと、
前記第1磁性体コアと前記第2磁性体コアの間に配置され、前記第1磁性体コアと前記第2磁性体コアとを磁気的に接触した状態と、非接触の状態とを移動機構を介して切り替える可動磁性体コアと、
を有することを特徴とする温度調整装置。 With permanent magnets,
A heat generation chamber filled with a magnetic working substance that is a magnetic material that changes in temperature according to a change in an applied magnetic field;
A first magnetic core formed of a magnetic body that magnetically connects one pole of the permanent magnet and the heat generation chamber;
A second magnetic core formed of a magnetic material that magnetically connects the other pole of the permanent magnet and the heat generation chamber;
A moving mechanism that is disposed between the first magnetic core and the second magnetic core and moves between a state in which the first magnetic core and the second magnetic core are in magnetic contact with each other and a non-contact state. A movable magnetic core to be switched via,
A temperature control device comprising:
前記棒状の可動磁性体コアは、ネジ構造となっていることを特徴とする請求項2記載の温度調整装置。 The hole of the first magnetic core and the hole of the second magnetic core are threaded,
The temperature adjusting device according to claim 2, wherein the rod-shaped movable magnetic core has a screw structure.
前記巻線に電流を流しながら前記移動ガイドに沿って前記可動磁性体コアを移動させることを特徴とする請求項1記載の温度調整装置 The movable magnetic core has a winding guide wound around an outer periphery thereof, and a moving guide that moves the movable magnetic core in a direction in which the movable magnetic core is not in contact with the first magnetic core and the second magnetic core. And
The temperature adjusting device according to claim 1, wherein the movable magnetic core is moved along the moving guide while a current is passed through the winding.
前記熱発生室と配管を介して接続され、前記配管内を流れる媒体と外気との間で熱を交換する冷熱部および温熱部と、
前記配管内の媒体を循環させるポンプと、
から構成されていることを特徴とする温度調整システム。 The temperature control device according to any one of claims 1 to 6,
A cooling unit and a heating unit connected to the heat generation chamber via a pipe and exchanging heat between a medium flowing in the pipe and the outside air; and
A pump for circulating the medium in the pipe;
A temperature control system comprising:
前記可動磁性体コアが第1磁性体コアおよび第2磁性体コアと非接触状態のときにポンプを動作させて前記冷熱部へ媒体を流動させる第2の状態と、
を切り替える制御手段を備えていることを特徴とする請求項7記載の温度調整システム。 A first state in which when the movable magnetic core is in contact with the first magnetic core and the second magnetic core, the medium is caused to flow to the thermal unit by operating a pump;
A second state in which when the movable magnetic core is not in contact with the first magnetic core and the second magnetic core, the pump is operated to cause the medium to flow to the cooling unit;
8. The temperature adjustment system according to claim 7, further comprising control means for switching between the two.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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