JP2020026925A - Heat exchanger and magnetic heat pump device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気熱量効果を利用した磁気ヒートポンプ装置に用いられる熱交換器、及び、その熱交換器を備えた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 heat exchanger used in a magnetic heat pump device utilizing a magnetocaloric effect, and a magnetic heat pump device provided with the heat exchanger.
磁気ヒートポンプ装置の熱交換器として、磁気熱量効果材料からなる複数の線状体を交差させることでそれぞれの格子を構成し、その複数の格子を積層してハウジングに収容したものが知られている(例えば特許文献1参照)。 As a heat exchanger of a magnetic heat pump device, there is known a heat exchanger in which a plurality of linear members made of a magnetocaloric effect material are crossed to form respective lattices, and the plurality of lattices are stacked and housed in a housing. (See, for example, Patent Document 1).
上記の熱交換器では、冷媒を流通させる際に、線状体が冷媒の圧力に耐え切れずにずれてしまう場合がある。これにより、流路が変形して均一性が崩れることで、熱交換効率が低下してしまう、という問題がある。 In the above-described heat exchanger, when the refrigerant is circulated, the linear body may shift without being able to withstand the pressure of the refrigerant. As a result, there is a problem that the heat exchange efficiency is reduced due to the deformation of the flow path and the loss of uniformity.
本発明が解決しようとする課題は、メッシュ部材の形状を維持することで、熱交換効率の低下を抑制することが可能な熱交換器、及び、それを備えた磁気ヒートポンプ装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a heat exchanger capable of suppressing a decrease in heat exchange efficiency by maintaining the shape of a mesh member, and a magnetic heat pump device including the same. is there.
[1]本発明に係る熱交換器は、相互に積層された複数のメッシュ部材を含む積層体と、前記積層体の積層方向の全域に亘って前記積層体の外周部の全周を覆う樹脂被覆部と、前記樹脂被覆部で覆われた前記積層体を収容するケースと、を備え、それぞれの前記メッシュ部材は、磁気熱量効果材料でそれぞれ構成され、相互に交差する複数の線状体を含み、前記線状体の端部は、前記樹脂被覆部に埋設されている熱交換器である。 [1] A heat exchanger according to the present invention includes a laminate including a plurality of mesh members laminated to each other, and a resin covering the entire periphery of an outer peripheral portion of the laminate over the entire region in the lamination direction of the laminate. A covering portion, and a case for housing the laminate covered with the resin covering portion, wherein each of the mesh members is made of a magnetocaloric material, and a plurality of linear bodies intersecting each other. The end of the linear body is a heat exchanger embedded in the resin coating.
[2]上記発明において、下記の(1)式を満たしてもよい。
L<2×N×r …(1)
但し、上記の(1)式において、Lは、前記樹脂被覆部で覆われた前記積層体の前記積層方向の長さであり、Nは、前記積層体における前記メッシュ部材の積層枚数であり、rは、前記線状体において他の前記線状体と接触していない箇所での前記積層方向に沿った厚みである。
[2] In the above invention, the following formula (1) may be satisfied.
L <2 × N × r (1)
However, in the above formula (1), L is the length in the stacking direction of the laminate covered with the resin coating portion, N is the number of the mesh members in the laminate, r is the thickness along the laminating direction at a portion of the linear body that is not in contact with another linear body.
[3]上記発明において、前記線状体は、他の前記線状体と接触している箇所で、扁平な断面形状を有してもよい。 [3] In the above invention, the linear body may have a flat cross-sectional shape at a portion in contact with another linear body.
[4]上記発明において、前記樹脂被覆部は、前記積層方向の少なくとも一部で、前記ケースの内面と全周に亘って密着していてもよい。 [4] In the above invention, the resin coating portion may be in close contact with the inner surface of the case over the entire circumference at least in a part of the laminating direction.
[5]上記発明において、前記熱交換器は、前記樹脂被覆部と前記ケースの内面との間を全周に亘って閉塞する閉塞部を備えていてもよい。 [5] In the above invention, the heat exchanger may include a closing portion for closing the entire circumference between the resin coating portion and the inner surface of the case.
[6]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、前記積層体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、前記磁場印加装置により前記積層体に印加される磁場の大きさの変更に伴って、前記熱交換器から前記第1の外部熱交換器又は前記第2の外部熱交換器に流体を供給する流体供給装置と、を備えた磁気ヒートポンプ装置である。 [6] The magnetic heat pump device according to the present invention includes the heat exchanger described above, a magnetic field applying device that applies a magnetic field to the laminate and changes the magnitude of the magnetic field, and the heat exchanger via a pipe. A first external heat exchanger connected to the first external heat exchanger and a first external heat exchanger connected to the first external heat exchanger along with a change in the magnitude of a magnetic field applied to the laminate by the magnetic field applying device. And a fluid supply device for supplying a fluid to the second external heat exchanger.
本発明によれば、樹脂被覆部が、積層体の長手方向の全域に亘って当該積層体の外周部の全周を覆っており、線状体の端部が樹脂被覆部に埋設されている。このため、メッシュ部材の形状を維持することができ、熱交換効率の低下を抑制することができる。 According to the present invention, the resin-coated portion covers the entire periphery of the outer peripheral portion of the laminate over the entire region in the longitudinal direction of the laminate, and the end of the linear body is embedded in the resin-coated portion. . For this reason, the shape of the mesh member can be maintained, and a decrease in heat exchange efficiency can be suppressed.
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3〜5は本実施形態におけるMCM熱交換器を示す図、図6(a)はメッシュ部材を積層して積層体を形成している様子を示す斜視図、図6(b)は積層体の外周を樹脂被覆部で覆った状態を示す斜視図、図7はメッシュ部材の拡大平面図、図8(a)及び図8(b)は線材の断面図である。 1 and 2 show the overall configuration of the magnetic heat pump device according to the present embodiment, FIGS. 3 to 5 show the MCM heat exchanger according to the present embodiment, and FIG. FIG. 6B is a perspective view showing a state in which a body is formed, FIG. 6B is a perspective view showing a state in which the outer periphery of the laminate is covered with a resin coating portion, FIG. 7 is an enlarged plan view of a mesh member, and FIG. FIG. 8B is a cross-sectional view of the wire.
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る。この磁気ヒートポンプ装置1は、図1及び図2に示すように、MCM熱交換器10と、磁場印加装置40と、高温側熱交換器51と、低温側熱交換器52と、ポンプ装置60と、配管91〜94と、を備えている。
The magnetic heat pump device 1 according to the present embodiment is a heat pump device using a magnetocaloric effect. As shown in FIGS. 1 and 2, the magnetic heat pump device 1 includes an
本実施形態におけるMCM熱交換器10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磁場印加装置40が本発明における磁場印加装置の一例に相当し、本実施形態における高温側熱交換器51及び低温側熱交換器52が本発明における外部熱交換器の一例に相当し、本実施形態におけるポンプ装置60が本発明における流体供給装置の一例に相当し、本実施形態における磁気ヒートポンプ装置1が本発明における磁気ヒートポンプ装置の一例に相当する。
The
MCM熱交換器10は、図3〜図5に示すように、積層体20と、当該積層体20が収容された筒状のケース(容器)30と、を備えている。積層体20は、図3、図4及び図6(a)に示すように、複数のメッシュ部材21を積層して構成されている。このメッシュ部材21は、図5及び図7に示すように、線材211,212を織り込んで構成された網目状の部材である。なお、線材211,212を織り込まずにメッシュ部材21を構成してもよい。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
本実施形態における積層体20が本発明における積層体の一例に相当し、本実施形態におけるケース30が本発明におけるケースの一例に相当する。また、本実施形態におけるメッシュ部材21が本発明におけるメッシュ部材の一例に相当し、本実施形態における線材211,212が、本発明における線状体の一例に相当する。
The
線材211,212は、磁気熱量効果を有する磁気熱量効果材料(MCM:Magnetocaloric Effect Material)から構成されている。このMCMから構成される線材211,212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、当該線材211,212は発熱して温度が上昇する。一方、線材211,212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、当該線材211,212は吸熱して温度が低下する。
The
この線材211,212を構成するMCM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点(キュリー温度)を有し、常温域で高い磁気熱量効果を発揮する磁性体であることが好ましい。こうしたMCM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。
The MCM constituting the
本実施形態における線材211,212は、図8(a)に示すように、円形の断面形状を有する線材であるが、線材211,212が円形以外の断面形状を有してもよい。線材211,212の線径としては、特に限定されないが、例えば、0.01〜1mmであることが好ましい。
Although the
また、線状体として、線材211,212に代えて、複数の線材を相互に束ねることで構成された束線を用いてもよい。この場合には、「束線」が本発明における線状体の一例に相当する。或いは、線状体として、第1及び第2の線材211,212に代えて、複数の線材を相互に撚り合わせることで構成された撚線を用いてもよい。この場合には、「撚線」が本発明における線状体の一例に相当する。
Instead of the
メッシュ部材21において、図7に示すように、Y軸方向に沿って直線状に延在している複数の線材211が、第1のピッチP1で相互に実質的に平行に並べられている。一方、X軸方向に沿って直線状に延在している複数の線材212も、第1のピッチP1と同一の第2のピッチP2で相互に実質的に平行に並べられている(P1=P2)。すなわち、複数の線材211,212によって規定される個々の網目213の形状は、正方形となっている。本実施形態における「ピッチ」とは、相互に隣り合う線材の中心間の最短距離を意味する。
In the
なお、メッシュ部材21の網目213の形状は、特に上記の正方形に限定されない。特に図示しないが、例えばメッシュ部材21の網目213の形状が、長方形、菱形、或いは、平行四辺形であってもよい。
The shape of the
図6(a)に示すように、積層体20は、以上に説明したメッシュ部材21を相互に積み重ねることで構成されている。そして、この積層体20は、樹脂被覆部25で覆われている。この樹脂被覆部25は、図5に示すように、積層体20の外周部を全周に亘って覆っている。また、この被覆樹脂部25は、図3及び図4に示すように、積層体20の積層方向に全域に亘って積層体20の外周部を覆っている。このため、積層体20に含まれる全ての線材211,212の端部が、樹脂被覆部25に埋設されている。
As shown in FIG. 6A, the laminate 20 is configured by stacking the
本実施形態では、この樹脂被覆部25は、図6(b)に示すように、積層体20を積層方向に圧縮した状態で、当該積層体20の外周部に液状樹脂を塗布して硬化させることで形成されている。積層体20を圧縮した状態で被覆樹脂部25を形成することで、積層体20の圧縮状態が維持されるため、ケース30への積層体20の挿入作業の容易化が図られると共に、ケース30に積層体20を収容した際の磁気熱量効果材料の充填率を高めることができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 6B, the
上述のように、線材211,212は、直径rの円形の断面形状を有している(図8(a)参照)。しかしながら、図8(b)に示すように、線材211における線材212との交差部分では、上記の圧縮によって、積層方向に潰れた扁平な断面形状を有している。具体的には、線材211,212の積層方向(図中のZ方向)に沿った厚さr’が小さくなり(r’<r)、当該線材211,212の幅r”(積層方向に対して実質的に直交する方向(図中のX方向又はY方向)の長さ)が広がる(r”>r)。従って、本実施形態では、潰れていない線材211,212の直径(積層方向に沿った厚み)をrとし、積層体20を構成するメッシュ部材21の積層数をNとした場合に、積層体20の積層方向に沿った長さLは、以下の(2)式を満たしている。
L<2×N×r …(2)式
As described above, the
L <2 × N × r Equation (2)
図3〜図5に示すように、ケース30は、収容部31と蓋部32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30は、その一方の端部に第1の開口301を有していると共に、その他方の端部に第2の開口302を有している。なおケース30の形状は、筒型であれば、特に上記に限定されない。
As shown in FIGS. 3 to 5, the
収容部31は、ケース30の底板を構成する底部311と、ケース30の両側の側壁を構成する一対の側部312,313と、を備えている。一対の側部312,313の上端の間に開口314が形成されており、その結果、収容部31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
蓋部32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32が一対の側部312,313の上端に固定されている。収容部31の開口314が蓋部32により閉塞されることで、ケース30が形成されている。
The
積層体20は、メッシュ部材21の積層方向(図中のZ方向)とケース30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30内に収容されている。この際、積層体20は、上述の樹脂被覆部25で覆われた状態で、ケース30内に収容されている。
The
この際、本実施形態では、樹脂被覆部25がケース30の内面に密着しており、樹脂被覆部25とケース30の内面の間に第1の開口301から第2の開口302に連通する流路が存在していない。このため、積層体20内に多くの熱輸送媒体CLを通過させることができる。なお、樹脂被覆部25は、積層方向の少なくとも一部で、ケース30の内面と全周に亘って密着していればよく、これにより、樹脂被覆部25とケース30の内面の間の間隙が閉塞される。
At this time, in the present embodiment, the
図3及び図4に示すように、ケース30の両端には、第1及び第2の端末部材(連結部材)33,34が装着されている。この第1の端末部材33は、連結口331と、当該連結口331よりも大きな接続口332と、を備えている。この第1の端末部材33としては、例えば、熱収縮チューブ、樹脂成形品、或いは、金属加工品等を用いることができる。
As shown in FIGS. 3 and 4, first and second terminal members (connection members) 33 and 34 are attached to both ends of the
この第1の端末部材33の接続口332には、ケース30の一方の端部が挿入され、ケース30の端部に第1の端末部材33が固定されている。また、この第1の端末部材33の連結口331には、第1の配管91が連結されており、図1及び図2に示すように、MCM熱交換器10は、この第1の配管91を介して、高温側熱交換器51に連通している。
One end of the
第2の端末部材34も、上述の第1の端末部材33と同様の構成を有している。この第2の端末部材34の接続口342には、ケース30の他方の端部が挿入され、ケース30の端部に第2の端末部材34が固定されている。また、この第2の端末部材34の連結口341には、第2の配管92が連結されており、図1及び図2に示すように、MCM熱交換器10は、この第2の配管92を介して、低温側熱交換器52に連通している。
The
磁場印加装置40は、図1及び図2に示すように、一対の永久磁石41と、永久磁石41を支持する支持部材42と、支持部材42を介して永久磁石41を移動させるアクチュエータ43と、を備えている。永久磁石41は、相互に離れて対向している。アクチュエータ43の具体例としては、例えば、エアシリンダ等を例示することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the magnetic
これらの永久磁石41は、アクチュエータ43によって、MCM熱交換器10から離脱した(MCM熱交換器10を挟まない)「第1の位置」(図1に示す状態)と、MCM熱交換器10を挟む「第2の位置」(図2に示す状態)との間を往復移動することが可能となっている。永久磁石41が「第1の位置」に移動すると、MCM熱交換器10の積層体20が消磁されて当該積層体20が吸熱する。これに対し、永久磁石41が「第2の位置」に移動すると、MCM熱交換器10の積層体20が励磁されて、当該M積層体20が発熱する。
These
なお、磁場印加装置40を、コイルを有する電磁石で構成してもよく、この場合には、アクチュエータを省略することができる。また、コイルを有する電磁石を用いる場合には、積層体20に対する磁場の印加/除去に代えて、積層体20に印加した磁場の大きさを変更するようにしてもよい。
The magnetic
高温側熱交換器51の第1のポート511には、第1の配管91の他端が接続されており、高温側熱交換器51は、この第1の配管91を介して、MCM熱交換器10に連通している。一方、この高温側熱交換器51の第2のポート512には、第3の配管93の一端が接続されており、当該第3の配管93の他端は、ポンプ装置60が有する一方の往復ポンプ71に接続されている。
The other end of the
低温側熱交換器52の第1のポート521には、第2の配管92の他端が接続されており、低温側熱交換器52は、この第2の配管92を介して、MCM熱交換器10に連通している。一方、この低温側熱交換器52の第2のポート522には、第4の配管94の一端が接続されており、当該第4の配管94の他端は、ポンプ装置60が有する他方の往復ポンプ72に接続されている。
The other end of the
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52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51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 according to the present embodiment functions as cooling, the room is cooled by performing heat exchange between the low-temperature
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51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52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 performing heat exchange between the high-temperature
以上に説明した熱交換器10,51,52及び配管91〜94からなる配管系内において、ポンプ装置60によって熱輸送液体CLが圧送される。熱輸送液体CL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CLが、本発明における液体の一例に相当する。
The heat transport liquid CL is pumped by the
本実施形態におけるポンプ装置60は、図1及び図2に示すように、一対の往復ポンプ71,72と、当該往復ポンプ71,72を駆動させるアクチュエータ80と、を備えている。一方の往復ポンプ71は、MCM熱交換器10から低温側熱交換器52に向かって熱輸送液体CLを圧送するのに対し、他方の往復ポンプ72は、MCM熱交換器10から高温側熱交換器51に向かって熱輸送液体CLを圧送する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
一方の往復ポンプ71は、筒状のシリンダ711と、当該シリンダ711内を往復移動することが可能なプランジャ712と、を備えており、シリンダ711の連結口711aに第3の配管93が接続されている。すなわち、この往復ポンプ71は、第3の配管93、高温側熱交換器51、及び、第1の配管91を介して、MCM熱交換器10に接続されており、第3の配管93を介してMCM熱交換器10に連通している。
One
他方の往復ポンプ72も、筒状のシリンダ721と、当該シリンダ721内を往復移動することが可能なプランジャ722と、を備えており、シリンダ721の連結口721aに第4の配管94が接続されている。すなわち、この往復ポンプ72は、第4の配管94、低温側熱交換器52、及び、第2の配管92を介して、MCM熱交換器10に接続されており、第4の配管94を介してMCM熱交換器10に連通している。
The
図1及び図2に示すように、往復ポンプ71,72は、プランジャ712,722の後端部で連結部材81によって連結されており、2つのプランジャ712,722が相互に反対の方向を向いている。連結部材81は、アクチュエータ80に接続されており、2つのプランジャ712,722は一つのアクチュエータ80によって往復移動することが可能となっている。アクチュエータ80の具体例としては、例えば、エアシリンダ等を例示することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the reciprocating pumps 71 and 72 are connected by connecting
ポンプ装置60のアクチュエータ80の動作は、制御装置(不図示)の制御によって、上述の磁場印加装置40のアクチュエータ43の動作と同期している。具体的には、アクチュエータ80の動作によって、図1に示す「第1の位置」では、一方の往復ポンプ71のプランジャ712が前進すると共に、他方の往復ポンプ72のプランジャ722が後退する。これに対し、図2に示す「第2の位置」では、一方の往復ポンプ71のプランジャ712が後退すると共に、他方の往復ポンプ72のプランジャ722が前進する。
The operation of the
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, the operation of the magnetic heat pump device 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
先ず、磁場印加装置40のアクチュエータ43を駆動させて、一対の磁石41を「第1の位置」に移動させる。これにより、MCM熱交換器10内の積層体20が消磁されて、当該積層体20の温度が低下する。
First, the
また、これと同時に、ポンプ装置60のアクチュエータ80を駆動させて、一方の往復ポンプ71のプランジャ712をシリンダ711内で前進させると共に、他方の往復ポンプ72のプランジャ722をシリンダ721内で後退させる。これにより、熱輸送液体CLが高温側熱交換器51から低温側熱交換器52に向かって移動し、当該熱輸送液体CLは、MCM熱交換器10を通過する際に、温度が低下した積層体20によって冷却される。
At the same time, the
次いで、図2に示すように、磁場印加装置40のアクチュエータ45により、一対の磁石41,42を「第2の位置」に移動させる。これにより、MCM熱交換器10内の積層体20が励磁されて、当該積層体20の温度が上昇する。
Next, as shown in FIG. 2, the pair of
また、これと同時に、ポンプ装置40のアクチュエータ80により、一方の往復ポンプ71のプランジャ712をシリンダ711内で後退させると共に、他方の往復ポンプ72のプランジャ722をシリンダ721内で前進させる。これにより、熱輸送液体CLが低温側熱交換器52から高温側熱交換器51に向かって移動し、当該熱輸送液体CLは、MCM熱交換器10を通過する際に、温度が上昇した積層体20によって加熱される。
At the same time, the
そして、以上に説明した磁石41及びプランジャ712,722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、MCM熱交換器10内のMCM11に対する磁場の印加/除去を繰り返すことにより、高温側熱交換器51の加熱と、低温側熱交換器52の冷却とが継続される。
Then, the reciprocating movement between the “first position” and the “second position” of the
本実施形態では、樹脂被覆部25が、積層体20の積層方向の全域に亘って当該積層体20の外周部の全周を覆っており、線材211,212の端部が樹脂被覆部25に埋設されて固定されている。このため、ポンプ装置60によって熱輸送液体CLを圧送した際に、その圧力によって線材211,212がずれてしまうのを防止することができ、メッシュ部材21の形状を維持することができるので、熱交換効率の低下を抑制することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、樹脂被覆部25が、積層体20の長手方向の全域に亘って当該積層体20の外周部の全周を覆っているので、積層体20から熱輸送液体CLから漏洩することがない。このことに加えて、樹脂被覆層25がケース30の内面と全周に亘って密着している。このため、ケース30の内面と樹脂被覆層25の間に流路が形成されず、積層体20内に多くの熱輸送媒体CLを通過させることができるので、熱交換効率の低下を抑制することができる。
In the present embodiment, since the
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 embodiments described above are described for facilitating the understanding of the present invention, and are 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.
図9及び図10は本実施形態におけるMCM熱交換器の第1変形例を示す断面図である。 9 and 10 are sectional views showing a first modification of the MCM heat exchanger according to the present embodiment.
例えば、図9及び図10に示すように、ケース30の内面と樹脂被覆部25との間に充填部35を設けてもよい。この充填部35は、第1の開口131に沿うように、ケース30の内面の全周に亘って形成されており、ケース30の内面と樹脂被覆部25との間の間隙を閉塞している。この充填部35は、例えば、ディスペンサ等を用いて、ケース30の第1の開口131を介して、接着剤等の樹脂材料をケース30の内面と樹脂被覆部25との間の間隙に注入して硬化させることで形成されている。本例における充填部35が、本発明における閉塞部の一例に相当する。
For example, as shown in FIGS. 9 and 10, a filling
図11及び図12は本実施形態におけるMCM熱交換器の第2変形例を示す断面図である。 FIG. 11 and FIG. 12 are cross-sectional views showing a second modification of the MCM heat exchanger in the present embodiment.
或いは、図11及び図12に示すように、充填部35に代えて、ケース30と第1の端末部材33との間に環状のOリング36を介在させてもよい。なお、この場合には、第1の端末部材22を樹脂成形品或いは金属加工品で構成し、連結口331と接続口332の間に段差面333を形成する。そして、この段差面333とケース30の端面との間にOリング36を圧縮した状態で保持する。このOリング36によって、ケース30の内面と樹脂被覆部25との間の間隙が閉塞される。本例におけるOリング36が、本発明における閉塞部の一例に相当する。
Alternatively, as shown in FIGS. 11 and 12, an annular O-
また、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MCM熱交換器10を他の構成を有するAMR(Active Magnetic Refrigerataion)方式の磁気ヒートポンプ装置に適用してもよい。
Further, the configuration of the magnetic heat pump device described above is an example, and the above-described
さらに、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、本発明に係る磁気ヒートポンプ装置を適用してもよい。 Further, in the above-described embodiment, an example in which the magnetic heat pump device is applied to an air conditioner for home use or an automobile has been described, but the present invention is not particularly limited to this. For example, by selecting an MCM having an appropriate Curie temperature according to the application, the magnetic heat pump device according to the present invention is applied to an application in an extremely low temperature range such as a refrigerator or an application in a somewhat high temperature range. May be.
1…磁気ヒートポンプ装置
10…MCM熱交換器
20…積層体
21…メッシュ部材
211…第1の線材
212…第2の線材
213…網目
25…樹脂被覆部
26…液状樹脂
30…ケース
301,302…開口
31…収容部
311…底部
312,313…側部
314…開口
32…蓋部
33、34…端末部材
331,341…連結口
332,342…接続口
333…段差面
35…充填部
36…Oリング
40…磁場印加装置
41…磁石
42…支持部材
43…アクチュエータ
51…高温側熱交換器
511,512…ポート
52…低温側熱交換器
521,522…ポート
60…ポンプ装置
71,72…往復ポンプ
711,721…シリンダ
711a,721a…連結口
712,722…プランジャ
80……アクチュエータ
81…連結部材
82…支持部材
91〜94…第1〜第4の配管
CL…熱輸送液体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic
Claims (6)
前記積層体の積層方向の全域に亘って前記積層体の外周部の全周を覆う樹脂被覆部と、
前記樹脂被覆部で覆われた前記積層体を収容するケースと、を備え、
それぞれの前記メッシュ部材は、磁気熱量効果材料でそれぞれ構成され、相互に交差する複数の線状体を含み、
前記線状体の端部は、前記樹脂被覆部に埋設されている熱交換器。 A laminate including a plurality of mesh members laminated to each other,
A resin covering portion that covers the entire periphery of the outer periphery of the laminate over the entire area in the lamination direction of the laminate,
And a case for housing the laminate covered by the resin coating portion,
Each of the mesh members is made of a magnetocaloric material, and includes a plurality of linear bodies that intersect each other,
A heat exchanger wherein an end of the linear body is embedded in the resin coating.
下記の(1)式を満たす熱交換器。
L<2×N×r …(1)
但し、上記の(1)式において、Lは、前記樹脂被覆部で覆われた前記積層体の前記積層方向の長さであり、Nは、前記積層体における前記メッシュ部材の積層枚数であり、rは、前記線状体において他の前記線状体と接触していない箇所での前記積層方向に沿った厚みである。 The heat exchanger according to claim 1, wherein
A heat exchanger satisfying the following expression (1).
L <2 × N × r (1)
However, in the above formula (1), L is the length in the stacking direction of the laminate covered with the resin coating portion, N is the number of the mesh members in the laminate, r is the thickness along the laminating direction at a portion of the linear body that is not in contact with another linear body.
前記線状体は、他の前記線状体と接触している箇所で、扁平な断面形状を有する熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1 or 2,
The heat exchanger, wherein the linear body has a flat cross-sectional shape at a position where the linear body is in contact with another linear body.
前記樹脂被覆部は、前記積層方向の少なくとも一部で、前記ケースの内面と全周に亘って密着している熱交換器。 It is a heat exchanger according to any one of claims 1 to 3,
The heat exchanger wherein the resin coating portion is in close contact with the inner surface of the case over the entire circumference at least in a part in the laminating direction.
前記熱交換器は、前記樹脂被覆部と前記ケースの内面との間を全周に亘って閉塞する閉塞部を備えた熱交換器。 It is a heat exchanger according to any one of claims 1 to 3,
The heat exchanger includes a closing portion that closes the entire circumference between the resin coating portion and the inner surface of the case.
前記積層体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、
前記磁場印加装置により前記積層体に印加される磁場の大きさの変更に伴って、前記熱交換器から前記第1の外部熱交換器又は前記第2の外部熱交換器に流体を供給する流体供給装置と、を備えた磁気ヒートポンプ装置。 A heat exchanger according to any one of claims 1 to 5,
A magnetic field applying device that applies a magnetic field to the laminate and changes the magnitude of the magnetic field,
First and second external heat exchangers respectively connected to the heat exchanger via piping,
A fluid for supplying a fluid from the heat exchanger to the first external heat exchanger or the second external heat exchanger with a change in the magnitude of the magnetic field applied to the laminate by the magnetic field applying device A magnetic heat pump device comprising: a supply device;
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