JP2019158209A - Magnetocaloric material, heat exchanger, and magnetic heat pump device - Google Patents

Abstract

To provide a magnetocaloric material that can increase efficiency of heat exchange by uniformizing a flow of heat transport liquid while enhancing a specific surface area.SOLUTION: An MCM 12 having a magnetocaloric effect comprises a spiral body 121 including a wire rod 122 wound in spiral shape. The spiral body 121 comprises a first through hole 123 penetrating the spiral body 121 along an axial direction of the spiral body 121.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、磁気ヒートポンプ装置に用いられる磁気熱量材料、並びに、その磁気熱量材料を備えた熱交換器及び磁気ヒートポンプ装置に関するものである。   The present invention relates to a magnetocaloric material used in a magnetic heat pump apparatus, and a heat exchanger and a magnetic heat pump apparatus including the magnetocaloric material.

線状の形状を有する複数の磁気熱量材料と、複数の磁気熱量材料をその長手方向と交差する方向に相互に重ねて収容したケースと、を備えた熱交換器が知られている（例えば特許文献１参照）。   A heat exchanger including a plurality of magnetocaloric materials having a linear shape and a case in which a plurality of magnetocaloric materials are stacked and accommodated in a direction crossing the longitudinal direction is known (for example, a patent) Reference 1).

特開２０１３−６４５８８号公報JP 2013-64588 A

上記の線状の磁気熱量材料は、比表面積を高めるために細い直径を有することが好ましい。しかしながら、こうした細径の線材は熱交換器のケース内に整列させて充填することが難しい。このため、ケース内に大きな流路が局所的に形成され、熱輸送液体の流れが不均一になってしまう場合がある。   The linear magnetocaloric material preferably has a thin diameter in order to increase the specific surface area. However, it is difficult to align and fill such thin wires in the case of the heat exchanger. For this reason, a large flow path is locally formed in the case, and the flow of the heat transport liquid may become uneven.

本発明が解決しようとする課題は、比表面積を高めつつ熱輸送液体の流れを均一化することで、熱交換の高効率化を図ることが可能な磁気熱量材料、並びに、それを備えた熱交換器、及び、磁気ヒートポンプ装置を提供することである。   Problems to be solved by the present invention are a magnetocaloric material capable of increasing the efficiency of heat exchange by increasing the specific surface area and making the flow of the heat transport liquid uniform, and the heat provided therewith. It is to provide an exchanger and a magnetic heat pump device.

［１］本発明に係る磁気熱量材料は、磁気熱量効果を有する磁気熱量材料であって、螺旋状に巻かれた線材を含む螺旋体を備え、前記螺旋体は、前記螺旋体の軸方向に沿って前記螺旋体を貫通する第１の通孔を有する磁気熱量材料である。   [1] A magnetocaloric material according to the present invention is a magnetocaloric material having a magnetocaloric effect, and includes a spiral body including a spirally wound wire, and the spiral body is arranged along the axial direction of the spiral body. A magnetocaloric material having a first through hole penetrating the spiral.

［２］上記発明において、前記磁気熱量材料は、前記線材において前記軸方向に隣り合う部分が相互に接触していることで筒形状を有していてもよい。   [2] In the above invention, the magnetocaloric material may have a cylindrical shape because the portions adjacent to each other in the axial direction in the wire are in contact with each other.

［３］上記発明において、前記磁気熱量材料は、複数の前記螺旋体を備え、複数の前記螺旋体の前記線材は、相互に並べられた状態で螺旋状に巻かれていてもよい。   [3] In the above invention, the magnetocaloric material may include a plurality of the spiral bodies, and the wire rods of the plurality of spiral bodies may be spirally wound in a state of being aligned with each other.

［４］上記発明において、前記磁気熱量材料は、前記軸方向に隣り合う前記線材が相互に接触していることで筒形状を有していてもよい。   [4] In the above invention, the magnetocaloric material may have a cylindrical shape because the wires adjacent in the axial direction are in contact with each other.

［５］上記発明において、下記の（１）式を満たしてもよい。
０．１ｍｍ≦Ｄ≦１．０ｍｍ … （１）
但し、上記（１）式において、Ｄは前記線材の直径である。 [5] In the above invention, the following expression (1) may be satisfied.
0.1 mm ≦ D ≦ 1.0 mm (1)
However, in said Formula (1), D is the diameter of the said wire.

［６］本発明に係る熱交換器は、上記の複数の磁気熱量材料を含む集合体と、前記集合体を収容するケースと、を備え、複数の前記磁気熱量材料は、前記軸方向と交差する方向に相互に重ねられている熱交換器である。   [6] A heat exchanger according to the present invention includes an assembly including the plurality of magnetocaloric materials, and a case that houses the assembly, and the plurality of magnetocaloric materials intersects the axial direction. It is a heat exchanger which is mutually piled up in the direction to do.

［７］上記発明において、前記ケースは、一方の端部に位置する第１の開口と、他方の端部に位置する第２の開口と、を有しており、前記第１の開口から前記第２の開口に向かう方向と、前記軸方向とが実質的に一致していてもよい。   [7] In the above invention, the case has a first opening located at one end and a second opening located at the other end, and the first opening The direction toward the second opening may substantially coincide with the axial direction.

［８］上記発明において、前記集合体は、相互に隣接する前記磁気熱量材料に囲まれ、前記軸方向に沿って前記集合体を貫通する第２の通孔を有しており、下記の（２）式を満たしてもよい。
０．７５≦Ｓ_２／Ｓ_１≦１．５ … （２）
但し、上記の（１）式において、Ｓ_１は前記第１の通孔の断面積であり、Ｓ_２は前記第２の通孔の断面積である。 [8] In the above invention, the assembly is surrounded by the magnetocaloric materials adjacent to each other, and has a second through hole penetrating the assembly along the axial direction. 2) Expression may be satisfied.
0.75 ≦ S ₂ / S ₁ ≦ 1.5 (2)
However, in the above formula (1), S ₁ is the cross-sectional area of the first through hole, and S ₂ is the cross-sectional area of the second through hole.

［９］本発明に係る磁気ヒートポンプ装置は、上記の熱交換器と、前記磁気熱量材料に磁場を印加すると共に前記磁場の大きさを変更する磁場印加装置と、配管を介して前記熱交換器にそれぞれ接続された第１及び第２の外部熱交換器と、前記磁場印加装置の動作に応じて、前記熱交換器から前記第１又は前記第２の外部熱交換器に流体を移動させるポンプと、を備えた磁気ヒートポンプ装置である。   [9] A magnetic heat pump device according to the present invention includes the above heat exchanger, a magnetic field application device that applies a magnetic field to the magnetocaloric material and changes the magnitude of the magnetic field, and the heat exchanger via a pipe. And a pump for moving fluid from the heat exchanger to the first or second external heat exchanger according to the operation of the magnetic field application device. And a magnetic heat pump device.

本発明によれば、磁気熱量材料は、螺旋状に巻かれた線材を含む螺旋体を備えている。このため、線材を細径化することで比表面積を高めることができる。一方で、磁気熱量材料自体の外径は、線材の直径よりも大きな螺旋体の外径となっているので、磁気熱量材料をケース内に容易に整列させることができ、熱輸送液体の流れの均一化を図ることができる。従って、本発明によれば、比表面積を高めつつ熱輸送液体の流れを均一化することで、熱交換の高効率化を図ることができる。   According to the present invention, the magnetocaloric material includes a spiral body including a wire wound in a spiral shape. For this reason, the specific surface area can be increased by reducing the diameter of the wire. On the other hand, since the outer diameter of the magnetocaloric material itself is the outer diameter of the spiral larger than the diameter of the wire, the magnetocaloric material can be easily aligned in the case, and the flow of the heat transport liquid is uniform. Can be achieved. Therefore, according to the present invention, the efficiency of heat exchange can be increased by making the flow of the heat transport liquid uniform while increasing the specific surface area.

さらに、本発明によれば、螺旋体が軸方向に沿って貫通する第１の通孔を有している。このため、熱輸送液体の圧力損失の低減を図りつつ熱交換の高効率化を図ることができる。   Furthermore, according to the present invention, the spiral body has the first through-hole penetrating along the axial direction. For this reason, the efficiency of heat exchange can be increased while reducing the pressure loss of the heat transport liquid.

図１は、本発明の実施形態における磁気ヒートポンプ装置の全体構成を示す図であり、ピストンが第１の位置にある状態を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of a magnetic heat pump device according to an embodiment of the present invention, and shows a state where a piston is in a first position. 図２は、本発明の実施形態における磁気ヒートポンプ装置の全体構成を示す図であり、ピストンが第２の位置にある状態を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the overall configuration of the magnetic heat pump device according to the embodiment of the present invention, and is a diagram illustrating a state where the piston is in the second position. 図３は、本発明の実施形態におけるＭＣＭ熱交換の構成を示す分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view showing the configuration of MCM heat exchange in the embodiment of the present invention. 図４は、本発明の実施形態におけるＭＣＭ熱交換器の延在方向に沿った断面図であり、図３のIV-IV線に沿った断面図である。4 is a cross-sectional view taken along the extending direction of the MCM heat exchanger according to the embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view taken along the line IV-IV in FIG. 図５は、図４のV-V線に沿った断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 図６は、本発明の実施形態における磁気熱量材料を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing a magnetocaloric material in an embodiment of the present invention. 図７は、図６のVII-VII線に沿った断面図である。7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. 図８は、本発明の実施形態における磁気熱量材料の変形例を示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a modification of the magnetocaloric material in the embodiment of the present invention. 図９は、図８のIX-IX線に沿った断面図である。9 is a cross-sectional view taken along line IX-IX in FIG. 図１０は、図８に示す磁気熱量材料を構成する複数の螺旋体のうちの一つを示す斜視図である。FIG. 10 is a perspective view showing one of a plurality of spiral bodies constituting the magnetocaloric material shown in FIG. 図１１は、図１０のXI-XI線に沿った断面図である。11 is a cross-sectional view taken along line XI-XI in FIG. 図１２は、本発明の実施形態における集合体の一部を示す斜視図である。FIG. 12 is a perspective view showing a part of the aggregate in the embodiment of the present invention. 図１３は、図１２に示す集合体の正面図である。FIG. 13 is a front view of the assembly shown in FIG.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１及び図２は本実施形態における磁気ヒートポンプ装置の全体構成を示す図、図３〜図５は本発実施形態におけるＭＣＭ熱交換器を示す図、図６及び図７は本実施形態における磁気熱量材料を示す図、図８〜図１１は本実施形態における磁気熱量材料の変形例を示す図、図１２及び図１３は本実施形態における集合体の一部を示す図である。   1 and 2 are diagrams showing the overall configuration of the magnetic heat pump device in the present embodiment, FIGS. 3 to 5 are diagrams showing an MCM heat exchanger in the present embodiment, and FIGS. 6 and 7 are magnetic diagrams in the present embodiment. FIGS. 8 to 11 are diagrams showing modifications of the magnetocaloric material in the present embodiment, and FIGS. 12 and 13 are diagrams showing a part of the aggregate in the present embodiment.

本実施形態における磁気ヒートポンプ装置１は、磁気熱量効果（Magnetocaloric effect）を利用したヒートポンプ装置であり、図１及び図２に示すように、第１及び第２のＭＣＭ熱交換器１０，２０と、ピストン３０と、永久磁石４０と、低温側熱交換器５０と、高温側熱交換器６０と、回転ポンプ７０と、配管８１〜８４と、切替弁９０と、を備えている。   The magnetic heat pump device 1 in the present embodiment is a heat pump device using a magnetocaloric effect, and as shown in FIGS. 1 and 2, first and second MCM heat exchangers 10 and 20, The piston 30, the permanent magnet 40, the low temperature side heat exchanger 50, the high temperature side heat exchanger 60, the rotary pump 70, the pipes 81 to 84, and the switching valve 90 are provided.

本実施形態における第１及び第２のＭＣＭ熱交換器１０，２０が本発明における熱交換器の一例に相当し、本実施形態におけるピストン３０及び永久磁石４０が本発明における磁気印加装置の一例に相当し、低温側熱交換器５０及び高温側熱交換器６０が本発明における第１及び第２の外部熱交換器の一例に相当し、本実施形態における回転ポンプ７０及び切替弁９０が本発明におけるポンプの一例に相当する。   The first and second MCM heat exchangers 10 and 20 in the present embodiment correspond to an example of a heat exchanger in the present invention, and the piston 30 and the permanent magnet 40 in the present embodiment serve as an example of a magnetic application device in the present invention. The low temperature side heat exchanger 50 and the high temperature side heat exchanger 60 correspond to an example of the first and second external heat exchangers in the present invention, and the rotary pump 70 and the switching valve 90 in the present embodiment are the present invention. This corresponds to an example of the pump.

第１のＭＣＭ熱交換器１０は、図３〜図５に示すように、チューブ状の複数のＭＣＭ１２からなる集合体１１と、当該集合体１１が収容された筒状のケース（容器）１３と、ケース１３の両端に接続された端末部材１７，１８と、を備えている。なお、第１のＭＣＭ熱交換器１０と第２のＭＣＭ熱交換器２０は同一の構造を有しているので、以下に第１のＭＣＭ熱交換器１０の構成についてのみ説明し、第２のＭＣＭ熱交換器２０の構成についての説明は省略する。   As shown in FIGS. 3 to 5, the first MCM heat exchanger 10 includes an assembly 11 composed of a plurality of tube-shaped MCMs 12, and a cylindrical case (container) 13 in which the assembly 11 is accommodated. And terminal members 17 and 18 connected to both ends of the case 13. Since the first MCM heat exchanger 10 and the second MCM heat exchanger 20 have the same structure, only the configuration of the first MCM heat exchanger 10 will be described below. A description of the configuration of the MCM heat exchanger 20 is omitted.

本実施形態におけるＭＣＭ１２が本発明における磁気熱量材料の一例に相当し、本実施形態における集合体１１が本発明における集合体の一例に相当し、本実施形態におけるケース１３が本発明におけるケースの一例に相当する。   The MCM 12 in the present embodiment corresponds to an example of the magnetocaloric material in the present invention, the assembly 11 in the present embodiment corresponds to an example of the assembly in the present invention, and the case 13 in the present embodiment is an example of the case in the present invention. It corresponds to.

ＭＣＭ（Magnetocaloric Effect Material）１２は、磁気熱量効果を有する磁気熱量材料（磁気作業物質）である。このＭＣＭ１２に磁場を印加すると、電子スピンが揃うことで磁気エントロピーが減少し、当該ＭＣＭ１２は発熱して温度が上昇する。一方、ＭＣＭ１２から磁場を除去すると、電子スピンが乱雑となり磁気エントロピーが増加し、当該ＭＣＭ１２は温度が低下して吸熱する。   The MCM (Magnetocaloric Effect Material) 12 is a magnetocaloric material (magnetic working substance) having a magnetocaloric effect. When a magnetic field is applied to the MCM 12, magnetic entropy is reduced by aligning electron spins, and the MCM 12 generates heat and rises in temperature. On the other hand, when the magnetic field is removed from the MCM 12, the electron spin becomes messy and the magnetic entropy increases, and the MCM 12 absorbs heat by lowering the temperature.

本実施形態におけるＭＣＭ１２は、図６及び図７に示すように、一本の線材１２２を螺旋状に巻くことで形成された螺旋体１２１から構成されている。この螺旋体１２１は、当該螺旋体１２１の軸方向（図中のＹ方向）に沿って螺旋体１２１を貫通する第１の通孔１２３を有している。この螺旋体１２１のピッチＰは、線材１２２の直径Ｄと実質的に等しくなっており（Ｐ＝Ｄ）、螺旋状に巻かれた線材１２２において軸方向（図中のＹ方向）に相互に隣り合う任意の部分１２２ａ，１２２ｂが相互に接触している。すなわち、本実施形態では、ＭＣＭ１２の外周面に隙間が空かないように線材１２２が巻かれており、ＭＣＭ１２は全体として円筒形状を有している。なお、ＭＣＭ１２の形状は、筒状であれば、円筒状に特に限定されない。   As shown in FIGS. 6 and 7, the MCM 12 in the present embodiment includes a spiral body 121 formed by winding a single wire 122 in a spiral shape. The spiral body 121 has a first through-hole 123 that passes through the spiral body 121 along the axial direction of the spiral body 121 (Y direction in the drawing). The pitch P of the helical body 121 is substantially equal to the diameter D of the wire 122 (P = D), and is adjacent to each other in the axial direction (Y direction in the figure) in the spirally wound wire 122. Arbitrary portions 122a and 122b are in contact with each other. That is, in this embodiment, the wire 122 is wound so that there is no gap on the outer peripheral surface of the MCM 12, and the MCM 12 has a cylindrical shape as a whole. In addition, if the shape of MCM12 is a cylinder shape, it will not specifically limit to a cylindrical shape.

線材１２２を構成する材料は、磁性体であれば特に限定されないが、例えば、１０℃〜３０℃程度の常温域にキュリー温度（キュリー点）を有し、常温域で高い磁気熱量効果を発揮する磁性体を例示することができる。こうした線材１２２を構成する材料の具体例としては、例えば、ガドリニウム（Ｇｄ）、ガドリニウム合金、ランタン−鉄−シリコン（Ｌａ−Ｆｅ−Ｓｉ）系化合物等を例示することができる。   Although the material which comprises the wire 122 will not be specifically limited if it is a magnetic body, For example, it has a Curie temperature (Curie point) in the normal temperature range of about 10 to 30 degreeC, and exhibits a high magnetocaloric effect in a normal temperature range. A magnetic material can be exemplified. Specific examples of the material constituting the wire 122 include gadolinium (Gd), a gadolinium alloy, a lanthanum-iron-silicon (La-Fe-Si) -based compound, and the like.

また、この線材１２２の直径Ｄは、特に限定されないが、下記の（３）式を満たしていることが好ましく、下記の（４）式を満たしていることがより好ましい。下記の（３）式又は（４）式を満たすことで、ＭＣＭ１２の比表面積を高めると共に、螺旋体１２１を形成する際に線材１２２を巻き易くすることができる。
０．１ｍｍ≦Ｄ≦１．０ｍｍ … （３）
０．１ｍｍ≦Ｄ≦０．５ｍｍ … （４） Further, the diameter D of the wire rod 122 is not particularly limited, but preferably satisfies the following formula (3), and more preferably satisfies the following formula (4). By satisfying the following formula (3) or formula (4), the specific surface area of the MCM 12 can be increased and the wire 122 can be easily wound when the spiral body 121 is formed.
0.1 mm ≦ D ≦ 1.0 mm (3)
0.1 mm ≦ D ≦ 0.5 mm (4)

なお、ＭＣＭ１２の構成は特に上記に限定されない。例えば、図８及び図９に示すように、複数（本例では４つ）の螺旋体１２１Ａ〜１２４Ｂで一つのＭＣＭ１２を構成してもよい。この第１〜第４の螺旋体１２１Ａ〜１２１Ｄは、第１〜第４の線材１２２Ａ〜１２２Ｄが相互に並行に並べられた状態で螺旋状に巻かれることで形成されている。従って、第１〜第４の螺旋体１２１Ａ〜１２１Ｄは、同軸状に配置されており、第１の通孔１２３を共用している。   The configuration of the MCM 12 is not particularly limited to the above. For example, as shown in FIGS. 8 and 9, one MCM 12 may be configured by a plurality (four in this example) of spiral bodies 121 </ b> A to 124 </ b> B. The first to fourth spiral bodies 121A to 121D are formed by spirally winding the first to fourth wire rods 122A to 122D arranged in parallel with each other. Therefore, the first to fourth spiral bodies 121 </ b> A to 121 </ b> D are arranged coaxially and share the first through hole 123.

図１０〜図１１に示すように、第１の螺旋体１２１ＡのピッチＰ’は、第１の線材１２２Ａの直径Ｄの４倍となっている（Ｐ’＝４×Ｄ）。同様に、第２の螺旋体１２１ＢのピッチＰ’も第２の線材１２２Ｂの直径Ｄの４倍となっており（Ｐ’＝４×Ｄ）、第３の螺旋体１２１ＣのピッチＰ’も第３の線材１２２Ｃの直径Ｄの４倍となっており（Ｐ’＝４×Ｄ）、第４の螺旋体１２１ＤのピッチＰ’も第４の線材１２２Ｄの直径Ｄの４倍となっている（Ｐ’＝４×Ｄ）。このため、第１〜第４の螺旋体１２１Ａ〜１２１Ｄの軸方向（図中のＹ方向）に沿って隣り合う線材１２２Ａ〜１２２Ｄ同士が相互に接触しており、ＭＣＭ１２の外周面に隙間が空かないように線材１２２Ａ〜１２２Ｄが巻かれ、ＭＣＭ１２は全体として円筒形状を有している。   As shown in FIGS. 10 to 11, the pitch P ′ of the first spiral body 121 </ b> A is four times the diameter D of the first wire rod 122 </ b> A (P ′ = 4 × D). Similarly, the pitch P ′ of the second spiral 121B is four times the diameter D of the second wire 122B (P ′ = 4 × D), and the pitch P ′ of the third spiral 121C is also the third pitch P ′. The diameter D is 4 times the diameter D of the wire 122C (P ′ = 4 × D), and the pitch P ′ of the fourth spiral 121D is also 4 times the diameter D of the fourth wire 122D (P ′ = 4xD). For this reason, the adjacent wire rods 122A to 122D are in contact with each other along the axial direction (Y direction in the drawing) of the first to fourth spiral bodies 121A to 121D, and there is no gap on the outer peripheral surface of the MCM 12. Thus, the wire rods 122A to 122D are wound, and the MCM 12 has a cylindrical shape as a whole.

このように、複数の螺旋体１２１Ａ〜１２１ＤでＭＣＭ１２を構成することで、個々の螺旋体１２１Ａ〜１２１ＤのピッチＰ’が広がり、線材１２２Ａ〜１２２Ｄの曲率を小さくすることができる。このため、螺旋体１２１Ａ〜１２１Ｄを形成する際に線材１２２Ａ〜１２２Ｄを巻き易くすることができる。   In this manner, by configuring the MCM 12 with the plurality of spiral bodies 121A to 121D, the pitch P ′ of the individual spiral bodies 121A to 121D is widened, and the curvature of the wire rods 122A to 122D can be reduced. For this reason, when forming the spirals 121A to 121D, the wire rods 122A to 122D can be easily wound.

図３〜図５、図１２及び図１３に示すように、集合体１１は、チューブ状のＭＣＭ１２を複数束ねることで構成されており、複数のＭＣＭ１２は、当該ＭＣＭ１２の長手方向（図中のＺ方向）に対して交差する方向に束ねられている（重ねられている）。換言すれば、ＭＣＭ１２の外周面同士が接触するように、複数のＭＣＭ１２が相互に隣接している。この際、上述のように、ＭＣＭ１２は円筒形状を有しているため、相互に隣接する３つのＭＣＭ１２の間に第２の通孔１１１が形成されている。すなわち、この第２の通孔１１１は、３つのＭＣＭ１２に囲まれることで形成されており、ＭＣＭ１２の長手方向（図中のＺ方向）に沿って集合体１１を貫通している。   As shown in FIGS. 3 to 5, 12, and 13, the assembly 11 is configured by bundling a plurality of tube-shaped MCMs 12. The plurality of MCMs 12 are arranged in the longitudinal direction of the MCM 12 (Z in the figure). Are bundled (overlapped) in a direction that intersects (direction). In other words, the plurality of MCMs 12 are adjacent to each other so that the outer peripheral surfaces of the MCMs 12 are in contact with each other. At this time, since the MCM 12 has a cylindrical shape as described above, the second through hole 111 is formed between the three MCMs 12 adjacent to each other. That is, the second through hole 111 is formed by being surrounded by three MCMs 12 and penetrates through the aggregate 11 along the longitudinal direction of the MCM 12 (Z direction in the drawing).

特に限定されないが、本実施形態では、ＭＣＭ１２の第１の通孔１２３の断面積Ｓ_１と集合体１１の第２の通孔１１１の断面積Ｓ_２との関係が、下記の（５）式を満たしていることが好ましく、下記の（６）式を満たしていることがより好ましい。下記の（５）式又は（６）式を満たすことで、第１の通孔１２３と第２の通孔１１１が同じ程度の大きさとなるので、熱輸送液体の流れの均一化を一層図ることができる。
０．７５≦Ｓ_２／Ｓ_１≦１．５ … （５）
０．８５≦Ｓ_２／Ｓ_１≦１．２ … （６） Is not particularly limited, in the present embodiment, the relationship between the sectional area _{S 2} of the second through hole 111 of the first cross-sectional area _{S 1} and the assembly 11 of the through hole 123 of MCM12 is, the following equation (5) Is more preferable, and it is more preferable that the following expression (6) is satisfied. By satisfying the following formula (5) or formula (6), the first through-hole 123 and the second through-hole 111 have the same size, so that the flow of the heat transport liquid can be made more uniform. Can do.
0.75 ≦ S ₂ / S ₁ ≦ 1.5 (5)
0.85 ≦ S ₂ / S ₁ ≦ 1.2 (6)

集合体１１を収容するケース１３は、図３〜図５に示すように、収容部１４と蓋部１５を備えており、断面矩形の筒型の形状を有している。このケース１３は、その一方の端部に第１の開口１３１を有していると共に、その他方の端部に第２の開口１３２を有している。   As shown in FIGS. 3 to 5, the case 13 that accommodates the assembly 11 includes an accommodation portion 14 and a lid portion 15, and has a cylindrical shape with a rectangular cross section. The case 13 has a first opening 131 at one end and a second opening 132 at the other end.

収容部１４は、ケース１３の底板を構成する底部１４１と、ケース１３の両側の側壁を構成する一対の側部１４２，１４３と、を備えている。一対の側部１４２，１４３の上端の間に開口１４４が形成されており、その結果、収容部１４は、その軸方向に対して実質的に直交する方向に沿った断面において、コ字状（略Ｕ字状）の断面形状を有している。   The accommodating portion 14 includes a bottom portion 141 that constitutes a bottom plate of the case 13 and a pair of side portions 142 and 143 that constitute side walls on both sides of the case 13. An opening 144 is formed between the upper ends of the pair of side portions 142 and 143, and as a result, the accommodating portion 14 is U-shaped in a cross section along a direction substantially perpendicular to the axial direction ( It has a substantially U-shaped cross-sectional shape.

蓋部１５は、矩形板状の部材である。図３〜図５に示すように、この蓋部１５が一対の側部１４２，１４３の上端に固定されている。収容部１４の開口１４４が蓋部１５により閉塞されることで、ケース１３が形成されている。   The lid 15 is a rectangular plate member. As shown in FIGS. 3 to 5, the lid portion 15 is fixed to the upper ends of the pair of side portions 142 and 143. A case 13 is formed by closing the opening 144 of the accommodating portion 14 by the lid portion 15.

集合体１１は、ＭＣＭ１２の螺旋体１２１の軸方向（図中のＹ方向）と、ケース１３の軸方向（第１の開口１３１から第２の開口１３２に向かう方向）とが実質的に一致するように、ケース１３内に収容されている。すなわち、第１及び第２の通孔１２３，１１１の延在方向がケース１３の軸方向と実質的に一致しており、これにより、熱輸送液体の圧力損失の低減が図られている。   In the assembly 11, the axial direction of the spiral 121 of the MCM 12 (the Y direction in the drawing) and the axial direction of the case 13 (the direction from the first opening 131 toward the second opening 132) substantially coincide with each other. Further, it is accommodated in the case 13. That is, the extending direction of the first and second through holes 123 and 111 substantially coincides with the axial direction of the case 13, thereby reducing the pressure loss of the heat transport liquid.

図３及び図４に示すように、ケース１３の一方の端部が第１の端末部材１７に挿入されており、第１の端末部材１７がケース１３に固定されている。また、ケース１３の他方の端部が第２の端末部材１８に挿入されており、第２の端末部材１８がケース１３に固定されている。この第１及び第２の端末部材（連結部材）１７，１８としては、例えば、熱収縮チューブ、樹脂成型品、金属加工品等を用いることができる。   As shown in FIGS. 3 and 4, one end of the case 13 is inserted into the first terminal member 17, and the first terminal member 17 is fixed to the case 13. The other end of the case 13 is inserted into the second terminal member 18, and the second terminal member 18 is fixed to the case 13. As the first and second terminal members (connection members) 17 and 18, for example, heat shrinkable tubes, resin molded products, metal processed products, or the like can be used.

第１の端末部材１７は、ケース１３の第１の開口１３１よりも小さな第１の連結口１７１を有している。図１に示すように、この第１の連結口１７１は、第１の低温側配管８１を介して、低温側熱交換器５０に連通している。第２の端末部材１８も、第２の開口１３２よりも小さな第２の連結口１８１を有している。この第２の連結口１８１は、第１の高温側配管８３を介して、高温側熱交換器６０に連通している。   The first terminal member 17 has a first connection port 171 that is smaller than the first opening 131 of the case 13. As shown in FIG. 1, the first connection port 171 communicates with the low temperature side heat exchanger 50 via a first low temperature side pipe 81. The second terminal member 18 also has a second connection port 181 that is smaller than the second opening 132. The second connection port 181 communicates with the high temperature side heat exchanger 60 via the first high temperature side pipe 83.

同様に、第２のＭＣＭ熱交換器２０のケース２３にも集合体２１が収容されており（図２参照）、この集合体２１もＭＣＭ２２を複数束ねることで構成されている。そして、第１のＭＣＭ熱交換器１０と同様、ケース２３の一方の端部が第１の端末部材に挿入され、第１の端末部材がケース２３に固定されている。また、当該ケース２３の他方の端部が第２の端末部材に挿入され、第２の端末部材がケース２３に固定されている。この第２のＭＣＭ熱交換器２０は、第１の端末部材の第１の連結口２７１に連結された第２の低温側配管８２を介して、低温側熱交換器５０に連通している。一方、第２のＭＣＭ熱交換器２０は、第２の端末部材の第２の連結口２８１に連結された第２の高温側配管８４を介して、高温側熱交換器６０に連通している。   Similarly, the assembly 21 is also accommodated in the case 23 of the second MCM heat exchanger 20 (see FIG. 2), and this assembly 21 is also configured by bundling a plurality of MCMs 22. As in the first MCM heat exchanger 10, one end of the case 23 is inserted into the first terminal member, and the first terminal member is fixed to the case 23. The other end of the case 23 is inserted into the second terminal member, and the second terminal member is fixed to the case 23. The second MCM heat exchanger 20 communicates with the low temperature side heat exchanger 50 via a second low temperature side pipe 82 connected to the first connection port 271 of the first terminal member. On the other hand, the second MCM heat exchanger 20 communicates with the high temperature side heat exchanger 60 via the second high temperature side pipe 84 connected to the second connection port 281 of the second terminal member. .

なお、第２のＭＣＭ熱交換器２０のＭＣＭ２２は、第１のＭＣＭ熱交換器１０のＭＣＭ１２と同じ構成を有している。また、第２のＭＣＭ熱交換器２０のケース２３も、第１のＭＣＭ熱交換器１０のケース１３と同じ構成を有しており、第２のＭＣＭ熱交換器２０の端末部材も、第１のＭＣＭ熱交換器１０の端末部材１７，１８と同じ構成を有している。   Note that the MCM 22 of the second MCM heat exchanger 20 has the same configuration as the MCM 12 of the first MCM heat exchanger 10. Further, the case 23 of the second MCM heat exchanger 20 has the same configuration as the case 13 of the first MCM heat exchanger 10, and the terminal member of the second MCM heat exchanger 20 is also the first member. The terminal members 17 and 18 of the MCM heat exchanger 10 have the same configuration.

例えば、本実施形態における磁気ヒートポンプ装置１を用いた空気調和装置を冷房として機能させる場合には、低温側熱交換器５０と室内の空気との間で熱交換を行うことで室内を冷やすと共に、高温側熱交換器６０と室外との間で熱交換を行うことで室外に放熱する。   For example, when the air conditioner using the magnetic heat pump device 1 in the present embodiment functions as cooling, the room is cooled by exchanging heat between the low temperature side heat exchanger 50 and the indoor air, The heat is radiated to the outside by performing heat exchange between the high temperature side heat exchanger 60 and the outside.

これに対し、当該空気調和装置を暖房として機能させる場合には、高温側熱交換器６０と室内の空気との間で熱交換を行うことで室内を暖めると共に、低温側熱交換器５０と室外の空気との間で熱交換を行うことで室外から吸熱する。   On the other hand, when the air conditioner functions as heating, the room is warmed by exchanging heat between the high temperature side heat exchanger 60 and the indoor air, and the low temperature side heat exchanger 50 and the outdoor side. Heat is absorbed from outside by exchanging heat with other air.

以上のように、２つの低温側配管８１，８２と２つの高温側配管８３，８４によって、４つの熱交換器１０，２０，５０，６０を含む循環路が形成されており、回転ポンプ７０によって当該循環路内に熱輸送液体が圧送される。熱輸送液体の具体例としては、例えば、水、不凍液、エタノール溶液、または、これらの混合物等の液体を例示することができる。本実施形態における熱輸送液体が、本発明における流体の一例に相当する。   As described above, a circulation path including the four heat exchangers 10, 20, 50, 60 is formed by the two low temperature side pipes 81, 82 and the two high temperature side pipes 83, 84. A heat transport liquid is pumped into the circulation path. Specific examples of the heat transport liquid include liquids such as water, antifreeze, ethanol solution, or a mixture thereof. The heat transport liquid in the present embodiment corresponds to an example of a fluid in the present invention.

２つのＭＣＭ熱交換器１０，２０は、ピストン３０の内部に収容されている。このピストン３０は、アクチュエータ３５によって、一対の永久磁石４０の間を往復移動することが可能となっている。具体的には、このピストン３０は、図１に示すような「第１の位置」と、図２に示すような「第２の位置」との間を往復移動することが可能となっている。なお、アクチュエータ３５の一例としては、例えば、エアシリンダ等を例示することができる。   The two MCM heat exchangers 10 and 20 are accommodated inside the piston 30. The piston 30 can reciprocate between the pair of permanent magnets 40 by an actuator 35. Specifically, the piston 30 can reciprocate between a “first position” as shown in FIG. 1 and a “second position” as shown in FIG. . In addition, as an example of the actuator 35, an air cylinder etc. can be illustrated, for example.

ここで、「第１の位置」は、第１のＭＣＭ熱交換器１０が永久磁石４０の間に介在せず、第２のＭＣＭ熱交換器２０が永久磁石４０の間に介在するようなピストン３０の位置である。これに対し、「第２の位置」は、第１のＭＣＭ熱交換器１０が永久磁石４０の間に介在し、第２のＭＣＭ熱交換器２０が永久磁石４０の間に介在しないようなピストン３０の位置である。   Here, the “first position” refers to a piston in which the first MCM heat exchanger 10 is not interposed between the permanent magnets 40 and the second MCM heat exchanger 20 is interposed between the permanent magnets 40. 30 positions. On the other hand, the “second position” is a piston in which the first MCM heat exchanger 10 is interposed between the permanent magnets 40 and the second MCM heat exchanger 20 is not interposed between the permanent magnets 40. 30 positions.

なお、第１及び第２のＭＣＭ熱交換器１０，２０に代えて、永久磁石４０をアクチュエータ３５により往復移動させてもよい。或いは、永久磁石４０に代えて、コイルを有する電磁石を用いてもよく、この場合には、ＭＣＭ熱交換器１０，２０又は磁石を移動させる機構が不要となる。また、コイルを有する電磁石を用いる場合には、ＭＣＭ熱交換器１０，２０のＭＣＭ１２，２２に対する磁場の印加／除去に代えて、ＭＣＭ１２，２２に印加した磁場の大きさを変更するようにしてもよい。   Note that the permanent magnet 40 may be reciprocated by the actuator 35 instead of the first and second MCM heat exchangers 10 and 20. Alternatively, an electromagnet having a coil may be used in place of the permanent magnet 40. In this case, a mechanism for moving the MCM heat exchangers 10, 20 or the magnet becomes unnecessary. In addition, when an electromagnet having a coil is used, the magnitude of the magnetic field applied to the MCMs 12 and 22 may be changed instead of the application / removal of the magnetic field to the MCMs 12 and 22 of the MCM heat exchangers 10 and 20. Good.

切替弁９０は、第１の高温側配管８３と第２の高温側配管８４の間に設けられている。この切替弁９０の動作は、制御装置（不図示）の制御によって、上述のピストン３０の動作の動作と同期している。具体的には、この切替弁９０は、ピストン３０の動作に応じて、回転ポンプ７０の接続先を第１又は第２のＭＣＭ熱交換器１０，２０に切り替えると共に、高温側熱交換器６０の接続元を第２又は第１のＭＣＭ熱交換器２０，１０に切り替える。   The switching valve 90 is provided between the first high temperature side pipe 83 and the second high temperature side pipe 84. The operation of the switching valve 90 is synchronized with the operation of the piston 30 described above under the control of a control device (not shown). Specifically, the switching valve 90 switches the connection destination of the rotary pump 70 to the first or second MCM heat exchangers 10 and 20 according to the operation of the piston 30, and the high temperature side heat exchanger 60. The connection source is switched to the second or first MCM heat exchanger 20 or 10.

次に、本実施形態における磁気ヒートポンプ装置１の動作について、図１及び図２を参照しながら説明する。   Next, operation | movement of the magnetic heat pump apparatus 1 in this embodiment is demonstrated, referring FIG.1 and FIG.2.

先ず、ピストン３０を図１に示す「第１の位置」に移動させると、第１のＭＣＭ熱交換器１０のＭＣＭ１２が消磁されて温度が低下する一方で、第２のＭＣＭ熱交換器２０ＭＣＭ２２が励磁されて温度が上昇する。   First, when the piston 30 is moved to the “first position” shown in FIG. 1, the MCM 12 of the first MCM heat exchanger 10 is demagnetized to lower the temperature, while the second MCM heat exchanger 20 MCM 22 Excited and temperature rises.

これと同時に、切替弁９０によって、回転ポンプ７０→第１の高温側配管８３→第１のＭＣＭ熱交換器１０→第１の低温側配管８１→低温側熱交換器５０→第２の低温側配管８２→第２のＭＣＭ熱交換器２０→第２の高温側配管８４→高温側熱交換器６０→回転ポンプ７０からなる第１の経路が形成される。   At the same time, the switching valve 90 causes the rotary pump 70 → the first high temperature side pipe 83 → the first MCM heat exchanger 10 → the first low temperature side pipe 81 → the low temperature side heat exchanger 50 → the second low temperature side. A first path consisting of the pipe 82 → the second MCM heat exchanger 20 → the second high temperature side pipe 84 → the high temperature side heat exchanger 60 → the rotary pump 70 is formed.

このため、消磁によって温度が低下した第１のＭＣＭ熱交換器１０のＭＣＭ１２によって熱輸送液体が冷却され、当該熱輸送液体が低温側熱交換器５０に供給されて、当該低温側熱交換器５０が冷却される。この際、第１のＭＣＭ熱交換器１０の内部において、熱輸送媒体が第１及び第２の通孔１２３，１１１内を通過してＭＣＭ１２と接触することで、当該熱輸送液体がＭＣＭ１２によって冷却される。   For this reason, the heat transport liquid is cooled by the MCM 12 of the first MCM heat exchanger 10 whose temperature has decreased due to demagnetization, and the heat transport liquid is supplied to the low temperature side heat exchanger 50, and the low temperature side heat exchanger 50. Is cooled. At this time, in the first MCM heat exchanger 10, the heat transport medium passes through the first and second through holes 123 and 111 and comes into contact with the MCM 12, so that the heat transport liquid is cooled by the MCM 12. Is done.

一方、励磁されて温度が上昇した第２のＭＣＭ熱交換器２０のＭＣＭ２２によって熱輸送液体が加熱され、当該熱輸送液体は高温側熱交換器６０に供給されて、当該高温側熱交換器６０が加熱される。この際、第２のＭＣＭ熱交換器２０の内部において、第１及び第２の通孔内を熱輸送液体が通過してＭＣＭ２２と接触することで、当該熱輸送液体がＭＣＭ２２によって加熱される。   On the other hand, the heat transport liquid is heated by the MCM 22 of the second MCM heat exchanger 20 that has been excited and the temperature rises, and the heat transport liquid is supplied to the high temperature side heat exchanger 60, and the high temperature side heat exchanger 60. Is heated. At this time, in the second MCM heat exchanger 20, the heat transport liquid passes through the first and second through holes and comes into contact with the MCM 22, whereby the heat transport liquid is heated by the MCM 22.

次いで、ピストン３０を図２に示す「第２の位置」に移動させると、第１のＭＣＭ熱交換器１０のＭＣＭ１２が励磁されて温度が上昇する一方で、第２のＭＣＭ熱交換器２０のＭＣＭ２２が消磁されて温度が低下する。   Next, when the piston 30 is moved to the “second position” shown in FIG. 2, the MCM 12 of the first MCM heat exchanger 10 is excited and the temperature rises, while the second MCM heat exchanger 20 The MCM 22 is demagnetized and the temperature decreases.

これと同時に、切替弁９０によって、回転ポンプ７０→第２の高温側配管８４→第２のＭＣＭ熱交換器２０→第２の低温側配管８２→低温側熱交換器５０→第１の低温側配管８１→第１のＭＣＭ熱交換器１０→第１の高温側配管８３→高温側熱交換器６０→回転ポンプ７０からなる第２の経路が形成される。   At the same time, the switching valve 90 causes the rotary pump 70 → second high temperature side pipe 84 → second MCM heat exchanger 20 → second low temperature side pipe 82 → low temperature side heat exchanger 50 → first low temperature side. A second path consisting of the pipe 81 → the first MCM heat exchanger 10 → the first high temperature side pipe 83 → the high temperature side heat exchanger 60 → the rotary pump 70 is formed.

このため、消磁によって温度が低下した第２のＭＣＭ熱交換器２０のＭＣＭ２２によって熱輸送液体が冷却され、当該熱輸送液体が低温側熱交換器５０に供給されて、当該低温側熱交換器５０が冷却される。この際、第２のＭＣＭ熱交換器２０の内部において、熱輸送液体が第１及び第２の通孔内を通過してＭＣＭ２２と接触することで、当該熱輸送液体がＭＣＭ２２によって冷却される。   For this reason, the heat transport liquid is cooled by the MCM 22 of the second MCM heat exchanger 20 whose temperature has decreased due to demagnetization, and the heat transport liquid is supplied to the low temperature side heat exchanger 50, and the low temperature side heat exchanger 50. Is cooled. At this time, in the second MCM heat exchanger 20, the heat transport liquid passes through the first and second through holes and comes into contact with the MCM 22, whereby the heat transport liquid is cooled by the MCM 22.

一方、励磁されて温度が上昇した第１のＭＣＭ熱交換器１０のＭＣＭ１２によって熱輸送液体が加熱され、当該熱輸送液体は高温側熱交換器６０に供給されて、当該高温側熱交換器６０が加熱される。この際、第１のＭＣＭ熱交換器１０の内部において、熱輸送液体が第１及び第２の通孔１２３，１１１内を通過してＭＣＭ１２と接触することで、当該熱輸送液体がＭＣＭ１２によって加熱される。   On the other hand, the heat transport liquid is heated by the MCM 12 of the first MCM heat exchanger 10 that has been excited to increase the temperature, and the heat transport liquid is supplied to the high temperature side heat exchanger 60, and the high temperature side heat exchanger 60. Is heated. At this time, in the first MCM heat exchanger 10, the heat transport liquid passes through the first and second through holes 123 and 111 and comes into contact with the MCM 12, so that the heat transport liquid is heated by the MCM 12. Is done.

そして、以上に説明したピストン３０の「第１の位置」と「第２の位置」との間の往復移動を繰り返し、第１及び第２のＭＣＭ熱交換器１０，２０内のＭＣＭ１２，２２に対する磁場の印加・除去を繰り返すことにより、低温側熱交換器５０の冷却と、高温側熱交換器６０の加熱とが継続される。   Then, the reciprocating movement between the “first position” and the “second position” of the piston 30 described above is repeated, and the pistons 30 and 22 in the first and second MCM heat exchangers 10 and 20 are reciprocated. By repeatedly applying and removing the magnetic field, the cooling of the low temperature side heat exchanger 50 and the heating of the high temperature side heat exchanger 60 are continued.

以上のように、本実施形態では、ＭＣＭ１２，２２は、螺旋状に巻かれた線材１２２を含む螺旋体１２１を備えている。このため、線材１２２を細径化することで比表面積を高めることができる。一方で、ＭＣＭ１２，２２自体の外径は、線材１２２の直径Ｄよりも大きな螺旋体１２１の外径ＡＤ（図７参照）となっているので（ＡＤ＞Ｄ）、ＭＣＭ１２，２２をケース１３，２３内に容易に整列させ充填させることができ、熱輸送液体の流れの均一化を図ることができる。従って、本実施形態では、ＭＣＭ１２，２２の比表面積を高めつつ、ＭＣＭ熱交換器１０，２０内での熱輸送液体の流れを均一化することで、熱交換の高効率化を図ることができる。   As described above, in the present embodiment, the MCMs 12 and 22 include the spiral body 121 including the wire rod 122 wound spirally. For this reason, the specific surface area can be increased by reducing the diameter of the wire 122. On the other hand, since the outer diameter of the MCM 12 and 22 itself is the outer diameter AD (see FIG. 7) of the spiral 121 larger than the diameter D of the wire 122 (AD> D), the MCM 12 and 22 are connected to the cases 13 and 23. It can be easily aligned and filled therein, and the flow of the heat transport liquid can be made uniform. Therefore, in this embodiment, it is possible to increase the efficiency of heat exchange by increasing the specific surface area of the MCMs 12 and 22 and making the flow of the heat transport liquid in the MCM heat exchangers 10 and 20 uniform. .

また、本実施形態では、ＭＣＭ１２，２２の螺旋体１２１が軸方向に沿って貫通する第１の通孔１２３を有している。このため、ＭＣＭ熱交換器１０，２０内での熱輸送液体の圧力損失の低減を図りつつ、熱交換の高効率化を図ることができる。   Moreover, in this embodiment, it has the 1st through-hole 123 which the spiral body 121 of MCM12, 22 penetrates along an axial direction. For this reason, the efficiency of heat exchange can be improved while reducing the pressure loss of the heat transport liquid in the MCM heat exchangers 10 and 20.

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。   The embodiment described above is described for facilitating the understanding of the present invention, and is not described for limiting the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents belonging to the technical scope of the present invention.

上述した磁気ヒートポンプ装置の構成は一例であり、上述したＭＣＭ１２をＡＭＲ（Active Magnetic Refrigerataion）方式の他の磁気ヒートポンプ装置に適用してもよい。   The configuration of the magnetic heat pump device described above is an example, and the above-described MCM 12 may be applied to another magnetic heat pump device of an AMR (Active Magnetic Refrigerataion) system.

例えば、磁気ヒートポンプ装置が、一つのＭＣＭ熱交換器と、当該ＭＣＭに磁場を印加すると共に磁場の大きさを変更する磁場印加装置と、配管を介してＭＣＭ熱交換器にそれぞれ接続された第１及び第２の外部熱交換器と、磁場印加装置の動作に応じてＭＣＭ熱交換器から第１又は第２の外部熱交換器に熱輸送液体を移動させる往復ポンプと、を備えてもよい。   For example, the magnetic heat pump device is connected to one MCM heat exchanger, a magnetic field application device that applies a magnetic field to the MCM and changes the magnitude of the magnetic field, and a first MCM heat exchanger that is connected to the MCM heat exchanger via a pipe. And a second external heat exchanger, and a reciprocating pump that moves the heat transport liquid from the MCM heat exchanger to the first or second external heat exchanger according to the operation of the magnetic field application device.

また、上述の実施形態では、磁気ヒートポンプ装置を家庭用或いは自動車等の空気調和装置に適用した例について説明したが、特にこれに限定されない。例えば、用途に応じた適切なキュリー温度を有するＭＣＭを選定することで、冷凍機のような極低温域での用途、或いは、ある程度高温域での用途に、上述した磁気ヒートポンプ装置を適用してもよい。   Moreover, although the above-mentioned embodiment demonstrated the example which applied the magnetic heat pump apparatus to air conditioners, such as home use or a motor vehicle, it is not specifically limited to this. For example, by selecting an MCM having an appropriate Curie temperature according to the application, the magnetic heat pump device described above can be applied to an application in a cryogenic temperature region such as a refrigerator, or an application in a certain high temperature region. Also good.

１…磁気ヒートポンプ装置
１０…第１のＭＣＭ熱交換器
１１…集合体
１１１…第２の通孔
１２…ＭＣＭ
１２１，１２１Ａ〜１２１Ｄ…螺旋体
１２２，１２２Ａ〜１２２Ｄ…線材
１２２ａ，１２２ｂ…線材の一部
１２３…第１の通孔
１３…ケース
１３１…第１の開口
１３２…第２の開口
１４…収容部
１４１…底部
１４２，１４３…側部
１４４…開口
１５…蓋部
１７…第１の端末部材
１７１…第１の連結口
１８…第２の端末部材
１８１…第２の連結口
２０…第２のＭＣＭ熱交換器
２１…集合体
２２…ＭＣＭ
２３…ケース
２７１…第１の連結口
２８１…第２の連結口
３０…ピストン
３５…アクチュエータ
４０…永久磁石
５０…低温側熱交換器
６０…高温側熱交換器
７０…回転ポンプ
８１〜８２…第１〜第２の低温側配管
８３〜８４…第３〜第４の高温側配管
９０…切替弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic heat pump apparatus 10 ... 1st MCM heat exchanger 11 ... Aggregate 111 ... 2nd through-hole 12 ... MCM
121, 121A-121D ... spiral body 122, 122A-122D ... wire rod
122a, 122b ... a part of wire 123 ... 1st through-hole 13 ... case 131 ... 1st opening 132 ... 2nd opening 14 ... accommodating part 141 ... bottom part 142,143 ... side part
144 ... Opening 15 ... Lid 17 ... First terminal member 171 ... First connecting port 18 ... Second terminal member 181 ... Second connecting port 20 ... Second MCM heat exchanger 21 ... Assembly 22 ... MCM
DESCRIPTION OF SYMBOLS 23 ... Case 271 ... 1st connection port 281 ... 2nd connection port 30 ... Piston 35 ... Actuator 40 ... Permanent magnet 50 ... Low temperature side heat exchanger 60 ... High temperature side heat exchanger 70 ... Rotary pump 81-82 ... 1st 1st-2nd low temperature side piping 83-84 ... 3rd-4th high temperature side piping 90 ... Switching valve

Claims (9)

磁気熱量効果を有する磁気熱量材料であって、
螺旋状に巻かれた線材を含む螺旋体を備え、
前記螺旋体は、前記螺旋体の軸方向に沿って前記螺旋体を貫通する第１の通孔を有する磁気熱量材料。 A magnetocaloric material having a magnetocaloric effect,
A spiral body including a spirally wound wire,
The spiral body is a magnetocaloric material having a first through hole penetrating the spiral body along an axial direction of the spiral body. 請求項１に記載の磁気熱量材料であって、
前記磁気熱量材料は、前記線材において前記軸方向に隣り合う部分が相互に接触していることで筒形状を有している磁気熱量材料。 The magnetocaloric material according to claim 1,
The magnetocaloric material is a magnetocaloric material having a cylindrical shape because the adjacent portions in the axial direction of the wire are in contact with each other. 請求項１に記載の磁気熱量材料であって、
前記磁気熱量材料は、複数の前記螺旋体を備え、
複数の前記螺旋体の前記線材は、相互に並べられた状態で螺旋状に巻かれている磁気熱量材料。 The magnetocaloric material according to claim 1,
The magnetocaloric material comprises a plurality of the helical bodies,
Magnetocaloric material in which the wires of the plurality of spiral bodies are spirally wound in a state of being aligned with each other. 請求項３に記載の磁気熱量材料であって、
前記磁気熱量材料は、前記軸方向に隣り合う前記線材が相互に接触していることで筒形状を有している磁気熱量材料。 A magnetocaloric material according to claim 3,
The magnetocaloric material is a magnetocaloric material having a cylindrical shape because the wires adjacent in the axial direction are in contact with each other. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の磁気熱量材料であって、
下記の（１）式を満たす磁気熱量材料。
０．１ｍｍ≦Ｄ≦１．０ｍｍ … （１）
但し、上記（１）式において、Ｄは前記線材の直径である。 The magnetocaloric material according to any one of claims 1 to 4, wherein
A magnetocaloric material that satisfies the following formula (1).
0.1 mm ≦ D ≦ 1.0 mm (1)
However, in said Formula (1), D is the diameter of the said wire. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の複数の磁気熱量材料を含む集合体と、
前記集合体を収容するケースと、を備え、
複数の前記磁気熱量材料は、前記軸方向と交差する方向に相互に重ねられている熱交換器。 An assembly comprising a plurality of magnetocaloric materials according to any one of claims 1 to 5;
A case for housing the assembly,
The plurality of magnetocaloric materials are heat exchangers stacked on each other in a direction intersecting the axial direction. 請求項６に記載の熱交換器であって、
前記ケースは、
一方の端部に位置する第１の開口と、
他方の端部に位置する第２の開口と、を有しており、
前記第１の開口から前記第２の開口に向かう方向と、前記軸方向とが実質的に一致している熱交換器。 The heat exchanger according to claim 6,
The case is
A first opening located at one end;
A second opening located at the other end,
A heat exchanger in which a direction from the first opening toward the second opening substantially coincides with the axial direction. 請求項６又は７に記載の熱交換器であって、
前記集合体は、相互に隣接する前記磁気熱量材料に囲まれ、前記軸方向に沿って前記集合体を貫通する第２の通孔を有しており、
下記の（２）式を満たす熱交換器。
０．７５≦Ｓ_２／Ｓ_１≦１．５ … （２）
但し、上記の（２）式において、Ｓ_１は前記第１の通孔の断面積であり、Ｓ_２は前記第２の通孔の断面積である。 The heat exchanger according to claim 6 or 7,
The assembly is surrounded by the magnetocaloric materials adjacent to each other, and has a second through-hole penetrating the assembly along the axial direction;
A heat exchanger that satisfies the following equation (2).
0.75 ≦ S ₂ / S ₁ ≦ 1.5 (2)
However, in the above equation (2), S ₁ is the cross-sectional area of the first through hole, and S ₂ is the cross-sectional area of the second through hole. 請求項６〜８のいずれか一項に記載の熱交換器と、
前記磁気熱量材料に磁場を印加すると共に前記磁場の大きさを変更する磁場印加装置と、
配管を介して前記熱交換器にそれぞれ接続された第１及び第２の外部熱交換器と、
前記磁場印加装置の動作に応じて、前記熱交換器から前記第１又は前記第２の外部熱交換器に流体を移動させるポンプと、を備えた磁気ヒートポンプ装置。 The heat exchanger according to any one of claims 6 to 8,
A magnetic field applying device that applies a magnetic field to the magnetocaloric material and changes the magnitude of the magnetic field;
First and second external heat exchangers respectively connected to the heat exchanger via piping;
A magnetic heat pump device comprising: a pump that moves fluid from the heat exchanger to the first or second external heat exchanger according to the operation of the magnetic field application device.

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