JP5949159B2 - Magnetic heat pump system - Google Patents

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Description

本発明は、磁気ヒートポンプシステムに関するものである。 The present invention is related to magnetic heat pump system.

磁気熱量効果材料を作業要素として使用する磁気ヒートポンプシステム（磁気冷凍）は、従来のガス圧縮及び膨張を利用する冷凍技術である気体ヒートポンプシステムに比べて、フロンや代替フロンを使用しないので環境に優しい。また、磁気ヒートポンプシステムは、気体ヒートポンプに必要なコンプレッサを使用した圧縮過程や膨張過程が不要であり、エネルギー効率が高い。磁気ヒートポンプシステムに必要な構成は、磁気熱量効果材料を通過させて熱交換を行う熱輸送媒体の移動を行うポンプと、磁気熱量効果材料に磁場変化を与える磁場印加装置のみである。   The magnetic heat pump system (magnetic refrigeration) that uses magnetocaloric effect material as a working element is environmentally friendly because it does not use chlorofluorocarbons or alternative chlorofluorocarbons compared to conventional gas heat pump systems that use refrigeration technology that uses gas compression and expansion. . Moreover, the magnetic heat pump system does not require a compression process or an expansion process using a compressor necessary for a gas heat pump, and has high energy efficiency. The configuration required for the magnetic heat pump system is only a pump that moves the heat transport medium that passes the magnetocaloric effect material and performs heat exchange, and a magnetic field application device that applies a magnetic field change to the magnetocaloric effect material.

磁気ヒートポンプシステムに使用される磁気熱量効果材料は、磁界が印加された時に温度が変化するという特性を有する。更に詳しく説明すると、磁気熱量効果材料は、磁場が印加された時に暖かくなり、磁場が消去された時に冷たくなる現象（磁気熱量効果）を備える。このような磁気熱量効果材料を使用した熱発生装置が特許文献１に開示されている。   Magneto-caloric effect materials used in magnetic heat pump systems have the property that the temperature changes when a magnetic field is applied. More specifically, the magnetocaloric effect material has a phenomenon (magnetocaloric effect) that becomes warm when a magnetic field is applied and cools when the magnetic field is erased. A heat generator using such a magnetocaloric effect material is disclosed in Patent Document 1.

特表２０１１−５０１１００号公報Special table 2011-501100 gazette

しかし、特許文献１に開示の磁気熱効果材料による熱発生装置では、中心軸回りに環状に並ぶピストンが、制御カムによって駆動されて往復動し、ピストンに対応して配置された磁気熱効果要素内に熱搬送流体を流すので、ピストンの摩擦によるロスが大きいという課題があった。   However, in the heat generating device using the magnetothermal effect material disclosed in Patent Document 1, the pistons arranged in a ring around the central axis are driven by the control cam to reciprocate, and the magnetothermal effect elements arranged corresponding to the pistons Since the heat transfer fluid is allowed to flow inside, there is a problem that loss due to friction of the piston is large.

本発明は、上記課題に鑑み、磁気熱量効果材料に対して磁場を印加する磁気回路を備えた磁気ヒートポンプの両側に磁気搬送手段である往復動ポンプが設けられている磁気ヒートポンプにおいて、一方の往復動ポンプのピストンによって移動する作動液を、他方の往復動ポンプに作用させて、他方の往復動ポンプの駆動力を補助するようにした磁気ヒートポンプシステム並びに磁気ヒートポンプシステムを用いた空気調和装置を提供するものである。   In view of the above problems, the present invention provides a magnetic heat pump in which a reciprocating pump as a magnetic conveying means is provided on both sides of a magnetic heat pump provided with a magnetic circuit for applying a magnetic field to a magnetocaloric effect material. Provided is a magnetic heat pump system in which hydraulic fluid moved by a piston of a dynamic pump acts on the other reciprocating pump to assist the driving force of the other reciprocating pump, and an air conditioner using the magnetic heat pump system To do.

上記課題を解決するために、磁気熱量効果を有する磁気熱量効果材料（２６）が内部に配置されると共に、その内部を熱輸送媒体が流通するように形成された材料容器（２５）と、磁気熱量効果材料（２６）へ印加する磁場の大きさを変更する磁場変更手段（２２）と、材料容器（２５）の両端部の間で、熱輸送媒体を往復移動させる熱輸送媒体移動手段（１３）と、材料容器（２５）の一方の端部側で、材料容器（２５）から吐出される熱輸送媒体を用いて熱交換を行う熱交換器（４５）を備えた第１の熱交換部（１）と、材料容器（２５）の他方の端部側で、材料容器（２５）から吐出される熱輸送媒体を用いて熱交換を行う熱交換器（４５）を備えた第２の熱交換部（２）とを備える磁気ヒートポンプシステムであって、熱輸送媒体移動手段（１３）が材料容器（２５）の両端部において、第１の熱交換部（１）と第２の熱交換部（２）とにそれぞれ接続されており、熱輸送媒体移動手段（１３）の一方が熱輸送媒体に対してなした仕事が、熱輸送媒体により、熱輸送媒体移動手段（１３）の他方の駆動力として利用されることを特徴とする磁気ヒートポンプシステムが提供される。   In order to solve the above-mentioned problem, a magneto-caloric effect material (26) having a magneto-caloric effect is disposed inside, and a material container (25) formed so that a heat transport medium circulates therein, and a magnetic container Magnetic field changing means (22) for changing the magnitude of the magnetic field applied to the calorie effect material (26), and heat transport medium moving means (13) for reciprocating the heat transport medium between both ends of the material container (25). And a heat exchanger (45) that performs heat exchange using a heat transport medium discharged from the material container (25) on one end side of the material container (25). (1) and a second heat provided with a heat exchanger (45) that performs heat exchange using the heat transport medium discharged from the material container (25) on the other end side of the material container (25). A magnetic heat pump system comprising an exchange part (2), wherein the heat transfer medium transfer The means (13) is connected to the first heat exchange section (1) and the second heat exchange section (2) at both ends of the material container (25), respectively, and the heat transport medium moving means (13). A magnetic heat pump system is provided in which work performed on one of the heat transport media is utilized as the other driving force of the heat transport media moving means (13) by the heat transport media.

これにより、材料容器の両端に設けられた熱輸送媒体移動手段において、一方の熱輸送媒体移動手段が熱輸送媒体に対してなした仕事が、熱輸送媒体により、他方の熱輸送媒体移動手段の駆動力として利用されるので、磁気ヒートポンプシステムを高効率にできる。   Thereby, in the heat transport medium moving means provided at both ends of the material container, the work performed by one heat transport medium moving means with respect to the heat transport medium is changed by the heat transport medium to the other heat transport medium moving means. Since it is used as a driving force, the magnetic heat pump system can be made highly efficient.

また、磁気ヒートポンプシステム（５１〜５４）を用いた空気調和装置であって、第１の熱交換手段（１）がクーラユニットとして、空気調和装置の冷房通路の上流に配置され、第２の熱交換手段（２）がヒータユニットとして、第１の熱交換手段（１）を通過した空気調和風の取り込み量を調節するエアミックスダンパの下流側に位置する暖房通路の中に配置されていることを特徴とする空気調和装置が提供される。   Moreover, it is an air conditioner using a magnetic heat pump system (51-54), Comprising: A 1st heat exchange means (1) is arrange | positioned upstream of the air_conditioning | cooling passage of an air conditioner as a cooler unit, and 2nd heat The exchanging means (2) is arranged as a heater unit in a heating passage located on the downstream side of the air mix damper that adjusts the intake amount of the air-conditioned air that has passed through the first heat exchanging means (1). An air conditioner characterized by the above is provided.

これにより、空気調和装置における暖房能力及び冷房能力が向上する。   Thereby, the heating capability and the cooling capability in the air conditioner are improved.

なお、上記に付した符号は、後述する実施形態に記載の具体的実施態様との対応関係を示す一例である。   In addition, the code | symbol attached | subjected above is an example which shows a corresponding relationship with the specific embodiment as described in embodiment mentioned later.

（ａ）は本発明に係る磁気ヒートポンプシステムの第１の実施例の構成を示す構成図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線における断面図、（ｃ）は（ａ）に示した永久磁石を備えたロータの構成の一例を示す斜視図、（ｄ）は（ａ）に示した磁気熱量効果材料を収容する材料容器の一例の構成を示す組立斜視図である。(A) is the block diagram which shows the structure of the 1st Example of the magnetic heat pump system based on this invention, (b) is sectional drawing in the AA of (a), (c) was shown to (a). FIG. 4D is a perspective view showing an example of the configuration of a rotor provided with a permanent magnet, and FIG. 4D is an assembly perspective view showing the configuration of an example of a material container that accommodates the magnetocaloric effect material shown in FIG. 本発明に係る磁気ヒートポンプシステムの第２の実施例の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the 2nd Example of the magnetic heat pump system which concerns on this invention. （ａ）は図２のＢ−Ｂ線における断面図、（ｂ）は図２に示したクランク軸とピストンの関係を示す概略斜視図である。(A) is sectional drawing in the BB line of FIG. 2, (b) is a schematic perspective view which shows the relationship between the crankshaft and piston which were shown in FIG. 本発明に係る磁気ヒートポンプシステムの第３の実施例の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the 3rd Example of the magnetic heat pump system which concerns on this invention. 本発明に係る磁気ヒートポンプシステムの第４の実施例の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the 4th Example of the magnetic heat pump system which concerns on this invention. は図５に示した第４の実施例におけるダイアフラムの動作を説明する説明図である。These are explanatory drawings explaining the operation | movement of the diaphragm in the 4th Example shown in FIG. 第１から第４の実施例の磁気ヒートポンプシステムに適用可能な変形実施例の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the deformation | transformation Example applicable to the magnetic heat pump system of the 1st-4th Example. （ａ）は１極の永久磁石を備えたロータの構成を示す正面図、（ｂ）は４極の永久磁石を備えたロータの構成を示す正面図である。(A) is a front view which shows the structure of the rotor provided with the permanent magnet of 1 pole, (b) is a front view which shows the structure of the rotor provided with the permanent magnet of 4 poles. （ａ）は図１（ａ）に示した制御カムの正面図、（ｂ）は図１（ａ）に示した制御カムの変形例の正面図である。(A) is a front view of the control cam shown to Fig.1 (a), (b) is a front view of the modification of the control cam shown to Fig.1 (a).

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。また、各実施態様についても、同一構成の部分には、同一の符号を付してその説明を省略又は簡略化する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Moreover, also about each embodiment, the same code | symbol is attached | subjected to the part of the same structure, and the description is abbreviate | omitted or simplified.

図１（ａ）は本発明の第１の実施例の磁気ヒートポンプシステム５１の構成を示すものであり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線における断面図である。更に、図１（ｃ）は図１（ａ）に示した永久磁石２３を備えたロータ２２の構成の一例を示す斜視図であり、図１（ｄ）は図１（ａ）に示した磁気熱量効果材料２６を収容する材料容器２５の一例の構成を示す組立斜視図である。   FIG. 1A shows a configuration of a magnetic heat pump system 51 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. Further, FIG. 1C is a perspective view showing an example of the configuration of the rotor 22 provided with the permanent magnet 23 shown in FIG. 1A, and FIG. 1D is a magnetic view shown in FIG. FIG. 3 is an assembled perspective view showing an example of the configuration of a material container 25 that contains a caloric effect material 26;

第１の実施例の磁気ヒートポンプシステム５１には、磁気ヒートポンプ本体１０と、磁気ヒートポンプ本体１０の一方の端部に設けられた第１の熱交換部１と、磁気ヒートポンプ本体１０の他方の端部に設けられた第２の熱交換部２とを備える。第１の実施例では、磁気ヒートポンプ本体１０の左側にある熱交換部を第１の熱交換部１、磁気ヒートポンプ本体１０の右側にある熱交換部を第２の熱交換部２とする。第１の熱交換部１、磁気ヒートポンプ本体１０及び第２の熱交換部２は回転軸２１で連結されており、回転軸２１は駆動手段であるモータ２０によって駆動される。また、第１の熱交換部１と第２の熱交換部２にはそれぞれ複数の独立した媒体流路４６がある。   The magnetic heat pump system 51 of the first embodiment includes a magnetic heat pump main body 10, a first heat exchange unit 1 provided at one end of the magnetic heat pump main body 10, and the other end of the magnetic heat pump main body 10. And the second heat exchanging unit 2 provided in the. In the first embodiment, the heat exchange unit on the left side of the magnetic heat pump body 10 is referred to as the first heat exchange unit 1, and the heat exchange unit on the right side of the magnetic heat pump body 10 is referred to as the second heat exchange unit 2. The first heat exchange unit 1, the magnetic heat pump main body 10, and the second heat exchange unit 2 are connected by a rotating shaft 21, and the rotating shaft 21 is driven by a motor 20 that is a driving unit. The first heat exchange unit 1 and the second heat exchange unit 2 each have a plurality of independent medium flow paths 46.

磁気ヒートポンプ本体１０は、回転軸２１に対して同心円状に配置された円筒状のシェル２４を備えており、回転軸２１には図１（ｂ）、（ｃ）に示すような、断面が扇状のロータ２２が対向して設けられている。シェル２４は磁力線を流すことができる物質で作られている。そして、ロータ２２の外周面には永久磁石２３が取り付けられている。永久磁石２３の一方は外側がＮ極であり、他方は外側がＳ極である。   The magnetic heat pump main body 10 includes a cylindrical shell 24 arranged concentrically with respect to the rotating shaft 21, and the rotating shaft 21 has a fan-like cross section as shown in FIGS. The rotor 22 is provided oppositely. The shell 24 is made of a material capable of flowing magnetic field lines. A permanent magnet 23 is attached to the outer peripheral surface of the rotor 22. One of the permanent magnets 23 has an N pole on the outside, and the other has an S pole on the outside.

そして、永久磁石２３の回転軌跡の外側とシェル２４の内周面との間には、磁気熱量効果材料２６が充填された複数の材料容器２５が配置されている。材料容器２５は、図１（ｄ）に示すように、その外形が断面が扇紙型の筒状をしており、内部の空間にペレット状の磁気熱量効果材料２６が充填され、両端部がメッシュ状の端板２５Ｍで塞がれて、磁気熱量効果材料２６を閉じ込めている。液体は、材料容器２５の一端から端板２５Ｍを通って内部に進入し、磁気熱量効果材料２６の間の隙間を通って反対側の端部から端板２５Ｍを通って外部に抜け出ることができる。   A plurality of material containers 25 filled with a magnetocaloric effect material 26 are disposed between the outer side of the rotation locus of the permanent magnet 23 and the inner peripheral surface of the shell 24. As shown in FIG. 1 (d), the material container 25 has a cylindrical shape with a fan-shaped cross section, and the inside space is filled with a pellet-like magnetocaloric effect material 26, and both end portions are The magnetocaloric effect material 26 is confined by the mesh end plate 25M. The liquid can enter the inside through the end plate 25M from one end of the material container 25, pass through the gap between the magnetocaloric material 26, and escape to the outside through the end plate 25M from the opposite end. .

第１の実施例では、シェル２４の内周面には６個の同じ形状の材料容器２５が配置されており、材料容器２５の内周面側を、ロータ２２の外周面に取り付けられた永久磁石２３が回転移動する。ロータ２２、対向する永久磁石２３及びシェル２４が、材料容器２５に充填された磁気熱量効果材料２６に磁場を与える磁場変更手段として機能する。そして、シェル２４は、材料容器２５に充填された磁気熱量効果材料２６に印加される磁力線を流すヨーク部として機能する。   In the first embodiment, six same-shaped material containers 25 are arranged on the inner peripheral surface of the shell 24, and the inner peripheral surface side of the material container 25 is permanently attached to the outer peripheral surface of the rotor 22. The magnet 23 rotates. The rotor 22, the opposing permanent magnet 23, and the shell 24 function as a magnetic field changing unit that applies a magnetic field to the magnetocaloric effect material 26 filled in the material container 25. The shell 24 functions as a yoke portion for flowing a magnetic field line applied to the magnetocaloric material 26 filled in the material container 25.

第１の実施例では、磁気ヒートポンプ本体１０の両端部に端面板２９が取り付けられている。端面板２９には、各材料容器２５の端面に熱輸送媒体を導き入れる吸入弁２８と、各材料容器２５の端面から排出される熱輸送媒体を吐出する吐出弁２７とが設けられている。各吐出弁２７と吸入弁２８の間には媒体流路４６が接続されており、媒体流路４６の途中には、媒体流路４６内を流れる熱輸送媒体である作動流体（以後作動液という）と外部との間で熱交換を行う熱交換器４５が設けられている。作動液が冷水である場合には、熱交換器４５はクーラユニットとなり、作動液が温水である場合には、熱交換器４５はヒータユニットとなる。媒体流路４６は、図１（ｂ）に示すように、１つの材料容器２５に対して１系統設けられており、各媒体流路４６は独立している。   In the first embodiment, end face plates 29 are attached to both ends of the magnetic heat pump main body 10. The end face plate 29 is provided with a suction valve 28 for introducing a heat transport medium into the end face of each material container 25 and a discharge valve 27 for discharging the heat transport medium discharged from the end face of each material container 25. A medium flow path 46 is connected between each discharge valve 27 and the suction valve 28, and a working fluid that is a heat transport medium flowing in the medium flow path 46 (hereinafter referred to as a working liquid) is located in the middle of the medium flow path 46. ) And the outside are provided with a heat exchanger 45 for exchanging heat. When the hydraulic fluid is cold water, the heat exchanger 45 is a cooler unit, and when the hydraulic fluid is hot water, the heat exchanger 45 is a heater unit. As shown in FIG. 1B, one medium flow path 46 is provided for one material container 25, and each medium flow path 46 is independent.

第１の実施例では、磁気ヒートポンプ本体１０の両側に、回転軸２１で駆動される往復動ポンプであるラジアルピストンポンプ１３Ｒが設けられている。ラジアルピストンポンプ１３Ｒには、磁気ヒートポンプ本体１０にある材料容器２５の個数に合わせて６つのシリンダ３４が、回転軸２１に対して放射状に設けられており、各シリンダ３４の内部には往復動するピストン３３が設けられている。   In the first embodiment, a radial piston pump 13 </ b> R that is a reciprocating pump driven by a rotating shaft 21 is provided on both sides of the magnetic heat pump main body 10. In the radial piston pump 13R, six cylinders 34 are provided radially with respect to the rotating shaft 21 in accordance with the number of material containers 25 in the magnetic heat pump main body 10, and reciprocate inside each cylinder 34. A piston 33 is provided.

一方、モータ２０によって回転する回転軸２１には、回転軸２１に対して偏心している制御カム３２が取り付けられており、制御カム３２のカムプロファイル（輪郭）に各ピストン３３が係合している。制御カム３２を回転軸２１の軸線方向から見た図が図９（ａ）や図９（ｂ）に示される。図９（ａ）に示す形状の制御カム３２が１回転すると、各シリンダ３４内のピストン３３が１往復する。図９（ｂ）に示す形状の制御カム３２Ａが１回転すると、各シリンダ３４内のピストン３３が２往復する。第１の実施例では、永久磁石２３が２極であるので、磁気ヒートポンプ本体１０のロータ２２が１回転する際に、制御カム３２Ａを用いてピストン３３を２往復させれば良い。   On the other hand, a control cam 32 that is eccentric with respect to the rotation shaft 21 is attached to the rotation shaft 21 that is rotated by the motor 20, and each piston 33 is engaged with a cam profile (contour) of the control cam 32. . FIGS. 9A and 9B show the control cam 32 viewed from the axial direction of the rotary shaft 21. FIG. When the control cam 32 having the shape shown in FIG. 9A rotates once, the piston 33 in each cylinder 34 reciprocates once. When the control cam 32A having the shape shown in FIG. 9B is rotated once, the piston 33 in each cylinder 34 reciprocates twice. In the first embodiment, since the permanent magnet 23 has two poles, when the rotor 22 of the magnetic heat pump main body 10 makes one rotation, the piston 33 may be reciprocated twice using the control cam 32A.

また、回転軸２１から遠い側の各シリンダ３４は、前述の媒体流路４６の、熱交換器４５と吸入弁２８の間に接続されている。そして、第１の熱交換部１では、ラジアルピストンポンプ１３Ｒのピストン３３が回転軸２１側に移動すると、材料容器２５の中にある作動液が吸引され、吐出弁２７から吐出された作動液は媒体流路４６を通って熱交換器４５で熱交換を行う。次に、ラジアルピストンポンプ１３Ｒのピストン３３が回転軸２１から離れる側に移動すると、媒体流路４６内の作動液が押される。吐出弁２７は作動液を吐出する方向にしか開かないので、押された作動液は吸入弁２８を通って材料容器２５内に進入する。   Further, each cylinder 34 on the side far from the rotating shaft 21 is connected between the heat exchanger 45 and the suction valve 28 in the medium flow path 46 described above. In the first heat exchanging unit 1, when the piston 33 of the radial piston pump 13R moves toward the rotary shaft 21, the working fluid in the material container 25 is sucked and the working fluid discharged from the discharge valve 27 is Heat exchange is performed by the heat exchanger 45 through the medium flow path 46. Next, when the piston 33 of the radial piston pump 13R moves away from the rotating shaft 21, the working fluid in the medium flow path 46 is pushed. Since the discharge valve 27 opens only in the direction of discharging the working fluid, the pushed working fluid enters the material container 25 through the suction valve 28.

同様に、第２の熱交換部２では、ラジアルピストンポンプ１３Ｒのピストン３３が回転軸２１側に移動すると、材料容器２５の中にある作動液が吸引され、吐出弁２７から吐出された作動液は媒体流路４６を通って熱交換器４５で熱交換を行う。次に、ラジアルピストンポンプ１３Ｒのピストン３３が回転軸２１から離れる側に移動すると、媒体流路４６内の作動液が押される。吐出弁２７は作動液を吐出する方向にしか開かないので、押された作動液は吸入弁２８を通って材料容器２５内に進入する。   Similarly, in the second heat exchanging unit 2, when the piston 33 of the radial piston pump 13 </ b> R moves to the rotating shaft 21 side, the working fluid in the material container 25 is sucked and the working fluid discharged from the discharge valve 27. Performs heat exchange with the heat exchanger 45 through the medium flow path 46. Next, when the piston 33 of the radial piston pump 13R moves away from the rotating shaft 21, the working fluid in the medium flow path 46 is pushed. Since the discharge valve 27 opens only in the direction of discharging the working fluid, the pushed working fluid enters the material container 25 through the suction valve 28.

第１の実施例では、１つの材料容器２５の両端に位置する媒体流路４６において、ラジアルピストンポンプ１３Ｒの一方のピストン３３が回転軸２１側に移動する時に、他方のピストン３３が回転軸２１から離れる側に移動するように形成されている。この結果、図１（ａ）に矢印で示すように、一方のピストン３３に押されて材料容器２５内に進入した作動液が反対側にある吐出弁２７を通じて媒体流路４６に入り、熱交換器４５を通過した後に他方のピストン３３を押す。この結果、片側のピストン３３のなす仕事が、反対側のピストン３３に伝達される。伝達された仕事は、カム機構で軸駆動力に利用される。   In the first embodiment, when one piston 33 of the radial piston pump 13R moves toward the rotating shaft 21 in the medium flow path 46 positioned at both ends of one material container 25, the other piston 33 moves to the rotating shaft 21. It is formed so that it may move to the side away from. As a result, as indicated by an arrow in FIG. 1 (a), the hydraulic fluid pushed into one of the pistons 33 and entering the material container 25 enters the medium flow path 46 through the discharge valve 27 on the opposite side, and exchanges heat. After passing the vessel 45, the other piston 33 is pushed. As a result, the work done by the piston 33 on one side is transmitted to the piston 33 on the opposite side. The transmitted work is used for the shaft driving force by the cam mechanism.

図２は、本発明の第２の実施例の磁気ヒートポンプシステム５２の構成を示すものである。第２の実施例の磁気ヒートポンプシステム５２にも、磁気ヒートポンプ本体１０と、磁気ヒートポンプ本体１０の一方の端部に設けられた第１の熱交換部１と、磁気ヒートポンプ本体１０の他方の端部に設けられた第２の熱交換部２とを備える。第２の実施例でも、磁気ヒートポンプ本体１０の左側にある熱交換部が第１の熱交換部１であり、磁気ヒートポンプ本体１０の右側にある熱交換部が第２の熱交換部２とする。第１の熱交換部１、磁気ヒートポンプ本体１０及び第２の熱交換部２は回転軸２１で連結されており、回転軸２１は駆動手段であるモータ２０によって駆動される。また、第１の熱交換部１と第２の熱交換部２にはそれぞれ複数の独立した媒体流路４６がある。   FIG. 2 shows a configuration of a magnetic heat pump system 52 according to the second embodiment of the present invention. Also in the magnetic heat pump system 52 of the second embodiment, the magnetic heat pump main body 10, the first heat exchange unit 1 provided at one end of the magnetic heat pump main body 10, and the other end of the magnetic heat pump main body 10 And the second heat exchanging unit 2 provided in the. Also in the second embodiment, the heat exchange part on the left side of the magnetic heat pump main body 10 is the first heat exchange part 1, and the heat exchange part on the right side of the magnetic heat pump main body 10 is the second heat exchange part 2. . The first heat exchange unit 1, the magnetic heat pump main body 10, and the second heat exchange unit 2 are connected by a rotating shaft 21, and the rotating shaft 21 is driven by a motor 20 that is a driving unit. The first heat exchange unit 1 and the second heat exchange unit 2 each have a plurality of independent medium flow paths 46.

第２の実施例の磁気ヒートポンプ本体１０は、図３（ａ）に示すように、回転軸２１に対して同心円状に配置された円筒状のシェル２４を備えており、回転軸２１には断面が扇状のロータ２２が対向して設けられている。シェル２４は磁力線を流すことができる物質で作られており、ロータ２２の外周面には永久磁石２３が取り付けられている。永久磁石２３の一方は外側がＮ極であり、他方は外側がＳ極である。   As shown in FIG. 3A, the magnetic heat pump main body 10 of the second embodiment includes a cylindrical shell 24 that is concentrically arranged with respect to the rotary shaft 21, and the rotary shaft 21 has a cross section. A fan-shaped rotor 22 is provided to face each other. The shell 24 is made of a material capable of flowing magnetic lines of force, and a permanent magnet 23 is attached to the outer peripheral surface of the rotor 22. One of the permanent magnets 23 has an N pole on the outside, and the other has an S pole on the outside.

そして、永久磁石２３の回転軌跡の外側とシェル２４の内周面との間には、磁気熱量効果材料２６が充填された複数の材料容器２５が配置されている。第２の実施例では、シェル２４の内周面には４個の同じ形状の材料容器２５が配置されており、材料容器２５の内周面側を、ロータ２２の外周面に取り付けられた永久磁石２３が回転移動する。ロータ２２、対向する永久磁石２３及びシェル２４が、材料容器２５に充填された磁気熱量効果材料２６に磁場を与える磁場変更手段として機能する点は第１の実施例と同じである。そして、シェル２４が、材料容器２５に充填された磁気熱量効果材料２６に印加される磁力線を流すヨーク部として機能する点も第１の実施例と同じである。   A plurality of material containers 25 filled with a magnetocaloric effect material 26 are disposed between the outer side of the rotation locus of the permanent magnet 23 and the inner peripheral surface of the shell 24. In the second embodiment, four same-shaped material containers 25 are arranged on the inner peripheral surface of the shell 24, and the inner peripheral surface side of the material container 25 is permanently attached to the outer peripheral surface of the rotor 22. The magnet 23 rotates. The rotor 22, the opposing permanent magnet 23, and the shell 24 function as magnetic field changing means for applying a magnetic field to the magnetocaloric material 26 filled in the material container 25, which is the same as in the first embodiment. Also, the point that the shell 24 functions as a yoke portion that passes the lines of magnetic force applied to the magnetocaloric effect material 26 filled in the material container 25 is the same as in the first embodiment.

即ち、第２の実施例の磁気ヒートポンプ本体１０の構成は、シェル２４の内周面に配置される材料容器２５の数が４個である点を除いて、第１の実施例の磁気ヒートポンプ本体１０の構成と同じである。端面板２９に設けられた吐出弁２７と吸入弁２８の構造も第１の実施例と同じであり、各吐出弁２７と吸入弁２８の間を接続する熱交換器４５を備えた媒体流路４６がそれぞれ独立している点も同じである。   That is, the configuration of the magnetic heat pump main body 10 of the second embodiment is the same as that of the first embodiment except that the number of material containers 25 arranged on the inner peripheral surface of the shell 24 is four. The configuration is the same as that of FIG. The structure of the discharge valve 27 and the suction valve 28 provided on the end face plate 29 is the same as that of the first embodiment, and the medium flow path provided with the heat exchanger 45 that connects between each discharge valve 27 and the suction valve 28. The point that 46 is independent is also the same.

磁気ヒートポンプ本体１０の両側には、第１の実施例では回転軸２１で駆動されるラジアルピストンポンプ１３Ｒが設けられていたが、第２の実施例では、クランク機構１３Ｂによって駆動されるピストン３３が設けられている。クランク機構１３Ｂには、磁気ヒートポンプ本体１０にある材料容器２５の個数に合わせて４つのシリンダ３４が、回転軸２１に対して縦列状に設けられており、各シリンダ３４の内部には往復動するピストン３３が設けられている。各ピストン３３はクランク軸３５にクランクロッド３６を介して接続されており、クランク軸３５が１回点すると、各ピストン３３は１往復する。   In the first embodiment, the radial piston pump 13R driven by the rotating shaft 21 is provided on both sides of the magnetic heat pump main body 10, but in the second embodiment, the piston 33 driven by the crank mechanism 13B is provided. Is provided. In the crank mechanism 13B, four cylinders 34 are provided in tandem with the rotating shaft 21 in accordance with the number of material containers 25 in the magnetic heat pump main body 10, and reciprocate inside each cylinder 34. A piston 33 is provided. Each piston 33 is connected to a crankshaft 35 via a crank rod 36. When the crankshaft 35 is turned once, each piston 33 reciprocates once.

なお、図２には、磁気ヒートポンプ本体１０の両側でクランク軸３５に接続する４つのピストンのうち、上死点と下死点に位置する２つのピストン３３とこれに接続する媒体流路４６しか図示していない。また、図２にはクランク軸３５は細線で示してあるが、実際には回転軸２１と同じ太さである。クランク軸３５は、モータ２０によって回転する回転軸２１により回転し、図３（ｂ）に示すように、４つのクランク部３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ及び３５Ｄは互いに９０度の位相差を備えている。従って、クランク軸３５が１回転すると、各シリンダ３４内のピストン３３が１往復する。クランク軸３５から遠い側の各シリンダ３４が、媒体流路４６の熱交換器４５と吸入弁２８の間に接続されている点は第１の実施例と同じである。 In FIG. 2, of the four pistons connected to the crankshaft 35 on both sides of the magnetic heat pump main body 10, only the two pistons 33 located at the top dead center and the bottom dead center and the medium flow path 46 connected thereto are shown. Not shown. In FIG. 2, the crankshaft 35 is shown by a thin line, but actually has the same thickness as the rotating shaft 21. The crankshaft 35 is rotated by the rotating shaft 21 rotated by the motor 20, and the four crank portions 35A, 35B, 35C and 35D have a phase difference of 90 degrees from each other, as shown in FIG. . Therefore, when the crankshaft 35 rotates once, the piston 33 in each cylinder 34 reciprocates once. Each cylinder 34 on the side far from the crankshaft 35 is connected between the heat exchanger 45 and the suction valve 28 in the medium flow path 46 in the same manner as in the first embodiment.

第２の実施例でも、各媒体流路通４６に接続するピストン３３がクランク軸３５側に移動すると、材料容器２５の中にある作動液が吸引され、吐出弁２７から吐出された作動液は媒体流路４６を通って熱交換器４５で熱交換を行う。次に、ピストン３３がクランク軸３５から離れる側に移動すると、媒体流路４６内の作動液が押される。吐出弁２７は作動液を吐出する方向にしか開かないので、押された作動液は吸入弁２８を通って材料容器２５内に進入する。   Also in the second embodiment, when the piston 33 connected to each medium flow passage 46 moves to the crankshaft 35 side, the working fluid in the material container 25 is sucked, and the working fluid discharged from the discharge valve 27 is Heat exchange is performed by the heat exchanger 45 through the medium flow path 46. Next, when the piston 33 moves away from the crankshaft 35, the working fluid in the medium flow path 46 is pushed. Since the discharge valve 27 opens only in the direction of discharging the working fluid, the pushed working fluid enters the material container 25 through the suction valve 28.

第２の実施例でも、１つの材料容器２５の両端に位置する媒体流路４６において、一方のピストン３３がクランク軸３５側に移動する時に、他方のピストン３３がクランク軸３５から離れる側に移動するように形成されている。この結果、図２に矢印で示すように、一方のピストン３３に押されて材料容器２５内に進入した作動液が反対側にある吐出弁２７を通じて媒体流路４６に入り、熱交換器４５を通過した後に他方のピストン３３を押す。この結果、片側のピストン３３のなす仕事が、反対側のピストン３３に伝達される。伝達された仕事は、クランク機構１３Ｂで軸駆動力に利用される。   Also in the second embodiment, when one piston 33 moves toward the crankshaft 35 in the medium flow path 46 located at both ends of one material container 25, the other piston 33 moves away from the crankshaft 35. It is formed to do. As a result, as shown by an arrow in FIG. 2, the hydraulic fluid pushed into one of the material containers 25 by being pushed by one piston 33 enters the medium flow path 46 through the discharge valve 27 on the opposite side, and the heat exchanger 45 is After passing, the other piston 33 is pushed. As a result, the work done by the piston 33 on one side is transmitted to the piston 33 on the opposite side. The transmitted work is used for the shaft driving force by the crank mechanism 13B.

図４は、本発明の第３の実施例の磁気ヒートポンプシステム５３の構成を示すものである。第３の実施例の磁気ヒートポンプシステム５３にも、磁気ヒートポンプ本体１０と、磁気ヒートポンプ本体１０の一方の端部（左側）に設けられた第１の熱交換部１と、磁気ヒートポンプ本体１０の他方の端部（右側）に設けられた第２の熱交換部２とを備える。磁気ヒートポンプ本体１０の構成は第１又は第２の実施例における磁気ヒートポンプ本体１０の構成と同じであるので、同じ構成部財には同じ符号を付してその説明を省略する。   FIG. 4 shows the configuration of a magnetic heat pump system 53 according to the third embodiment of the present invention. Also in the magnetic heat pump system 53 of the third embodiment, the magnetic heat pump main body 10, the first heat exchanging portion 1 provided at one end (left side) of the magnetic heat pump main body 10, and the other of the magnetic heat pump main body 10. 2nd heat exchange part 2 provided in the end (right side). Since the configuration of the magnetic heat pump main body 10 is the same as the configuration of the magnetic heat pump main body 10 in the first or second embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

第３の実施例の磁気ヒートポンプシステム５３は、第１の実施例の磁気ヒートポンプシステム５１におけるラジアルピストンポンプ１３Ｒが、斜板コンプレッサ１３Ｃに置き換えられた点を除いて、第１の実施例と同じである。よって、斜板コンプレッサ１３Ｃを除く部分の構成は、同じ部材には同じ符号を付してその説明を省略する。   The magnetic heat pump system 53 of the third embodiment is the same as that of the first embodiment except that the radial piston pump 13R in the magnetic heat pump system 51 of the first embodiment is replaced with a swash plate compressor 13C. is there. Therefore, the components other than the swash plate compressor 13C are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

第３の実施例の斜板コンプレッサ１３Ｃには、例えばラジアルピストンポンプ１３Ｒと同様に、本体３９の内部に６つのシリンダ３４があり、各シリンダ３４の内部には往復動する２つのピストン３３が設けられている。そして２つのピストン３３が対向する部分には、モータ２０によって回転する回転軸２１に取り付けられた斜板３２Ｂの外周部が係合している。斜板３２Ｂは、回転軸２１に対して斜めに取り付けられており、回転軸２１が１回転すると、斜板３２Ｂにより各シリンダ３４内の２つのピストン３３が２往復する。回転軸２１が１回転した時にピストン３３を２往復させるためには、斜板３２Ｂの形状を変更すれば良い。   In the swash plate compressor 13C of the third embodiment, there are six cylinders 34 inside the main body 39, for example, like the radial piston pump 13R, and two pistons 33 that reciprocate inside each cylinder 34. It has been. And the outer peripheral part of the swash plate 32B attached to the rotating shaft 21 rotated by the motor 20 is engaging with the part which the two pistons 33 oppose. The swash plate 32B is attached obliquely to the rotary shaft 21, and when the rotary shaft 21 makes one revolution, the two pistons 33 in each cylinder 34 reciprocate twice by the swash plate 32B. In order to make the piston 33 reciprocate twice when the rotating shaft 21 makes one rotation, the shape of the swash plate 32B may be changed.

本体３９の両端部には端面板３７が取り付けられており、モータ２０側の端面板３７と各シリンダ３４内のピストン３３との間には、ピストン３３を斜板３２Ｂ側に付勢するスプリング３８が挿入されている。一方、各シリンダ３４の磁気ヒートポンプ本体１０側の端面は、もう一方の端面板３７に設けられた連絡通路４０に接続している。連絡通路４０は、吐出弁２７と熱交換器４５を結ぶ媒体流路４６の途中を、各シリンダ３４の磁気ヒートポンプ本体１０側の端面に接続するものである。 End face plates 37 are attached to both ends of the main body 39. Between the end face plate 37 on the motor 20 side and the piston 33 in each cylinder 34, a spring 38 that biases the piston 33 toward the swash plate 32B. Has been inserted. On the other hand, the end face of each cylinder 34 on the magnetic heat pump main body 10 side is connected to a communication passage 40 provided in the other end face plate 37. The communication passage 40 connects the middle of the medium flow path 46 connecting the discharge valve 27 and the heat exchanger 45 to the end face of each cylinder 34 on the magnetic heat pump main body 10 side.

第３の実施例では、１つの材料容器２５の両端にある媒体流路４６において、斜板コンプレッサ１３Ｃの一方のピストン３３がシリンダ３４内の作動液を押し出す方向に移動する時に、他方のピストン３３がシリンダ３４内に作動液を引き込むように形成されている。この結果、図４に矢印で示すように、一方のピストン３３に押されて材料容器２５内に進入した作動液が反対側にある吐出弁２７を通じて媒体流路４６に入り、熱交換器４５を通過した後に他方のピストン３３を押す。この結果、片側のピストン３３のなす仕事が、反対側のピストン３３に伝達される。伝達された仕事は、カム機構で軸駆動力に利用される。   In the third embodiment, when one piston 33 of the swash plate compressor 13C moves in the direction of pushing out the hydraulic fluid in the cylinder 34 in the medium flow path 46 at both ends of one material container 25, the other piston 33 is moved. Is formed so as to draw the working fluid into the cylinder 34. As a result, as shown by an arrow in FIG. 4, the hydraulic fluid pushed into one of the material containers 25 by being pushed by one piston 33 enters the medium flow path 46 through the discharge valve 27 on the opposite side, and the heat exchanger 45 is After passing, the other piston 33 is pushed. As a result, the work done by the piston 33 on one side is transmitted to the piston 33 on the opposite side. The transmitted work is used for the shaft driving force by the cam mechanism.

図５は、本発明の第４の実施例の磁気ヒートポンプシステム５４の構成を示すものである。第４の実施例の磁気ヒートポンプシステム５４の構成は、図４で説明した第３の実施例の磁気ヒートポンプシステム５３の構成と殆ど同じであり、相違点は、斜板コンプレッサ１３Ｄの構成のみである。よって、第４の実施例では、第３の実施例と同じ構成部財には同じ符号を付してその説明を省略する。   FIG. 5 shows a configuration of a magnetic heat pump system 54 according to the fourth embodiment of the present invention. The configuration of the magnetic heat pump system 54 of the fourth embodiment is almost the same as the configuration of the magnetic heat pump system 53 of the third embodiment described with reference to FIG. 4, and the only difference is the configuration of the swash plate compressor 13D. . Therefore, in the fourth embodiment, the same components as those in the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

第４の実施例の磁気ヒートポンプシステム５４における斜板コンプレッサ１３Ｄが、第３の実施例の斜板コンプレッサ１３Ｃと異なる点は、媒体流路４６側のピストン３３と媒体流路４６との間にダイアフラム４４が設けられている点である。第３の実施例では、シリンダ３４内に設けられたピストン３３で直接、シリンダ３４内に作動液を吸引、或いはシリンダ内の作動液を押し出していた。一方、第４の実施例では、図６に示すように、シリンダ３４内に取り付けられたダイアフラム４４をピストン３３の移動によって変形させることにより、シリンダ３４内に作動液Ｌを吸引、或いはシリンダ内の作動液Ｌを押し出している。   The swash plate compressor 13D in the magnetic heat pump system 54 of the fourth embodiment is different from the swash plate compressor 13C of the third embodiment in that a diaphragm is provided between the piston 33 on the medium flow path 46 side and the medium flow path 46. 44 is provided. In the third embodiment, the hydraulic fluid is directly sucked into the cylinder 34 or the hydraulic fluid in the cylinder is pushed out by the piston 33 provided in the cylinder 34. On the other hand, in the fourth embodiment, as shown in FIG. 6, the diaphragm 44 attached in the cylinder 34 is deformed by the movement of the piston 33, whereby the working fluid L is sucked into the cylinder 34, or the inside of the cylinder 34 The hydraulic fluid L is pushed out.

第４の実施例でも、１つの材料容器２５の両端にある媒体流路４６において、斜板コンプレッサ１３Ｄの一方のシリンダ３４内で、ダイアフラム４４が作動液Ｌを押し出す場合、他方のシリンダ３４内ではダイアフラム４４が作動液を引き込むように形成されている。この結果、図５に矢印で示すように、一方のダイアフラム４４に押されて材料容器２５内に進入した作動液が反対側にある吐出弁２７を通じて媒体流路４６に入り、熱交換器４５を通過した後に他方のダイアフラム４４を押す。この結果、ダイアフラム４４の弾性を利用して、作動液Ｌからなされた仕事が保存され、ピストン３３が反対方向へ移動する際の駆動力をアシストする。 Also in the fourth embodiment, when the diaphragm 44 pushes out the hydraulic fluid L in one cylinder 34 of the swash plate compressor 13D in the medium flow path 46 at both ends of one material container 25, in the other cylinder 34 A diaphragm 44 is formed so as to draw the working fluid. As a result, as indicated by an arrow in FIG. 5 , the hydraulic fluid pushed into one of the diaphragms 44 and entering the material container 25 enters the medium flow path 46 through the discharge valve 27 on the opposite side, and the heat exchanger 45 is turned on. After passing, the other diaphragm 44 is pushed. As a result, the work done from the hydraulic fluid L is stored using the elasticity of the diaphragm 44, and assists the driving force when the piston 33 moves in the opposite direction.

以上説明した第１から第４の実施例では、モータ２０の回転軸２１が磁気ヒートポンプシステム５１〜５４の磁気ヒートポンプ本体１０に直結しているので、ロータ２２の回転数はモータ２０の回転数と同じであった。一方、第１から第４の実施例では、往復動ポンプ１３（ラジアルピストンポンプ１３Ｒ，クランク機構１３Ｂ，斜板コンプレッサ１３Ｃ，１３Ｄ）が磁気ヒートポンプ本体１０の両側に設けられている。そこで、往復動ポンプ１３と磁気ヒートポンプ本体１０の間の回転軸２１に変速機構を設ければ、ロータ２２の回転数をモータ２０の回転数と異ならせることができる。これを図７を用いて説明する。   In the first to fourth embodiments described above, since the rotating shaft 21 of the motor 20 is directly connected to the magnetic heat pump main body 10 of the magnetic heat pump systems 51 to 54, the rotational speed of the rotor 22 is the same as the rotational speed of the motor 20. It was the same. On the other hand, in the first to fourth embodiments, the reciprocating pump 13 (radial piston pump 13R, crank mechanism 13B, swash plate compressors 13C, 13D) is provided on both sides of the magnetic heat pump main body 10. Therefore, if a speed change mechanism is provided on the rotary shaft 21 between the reciprocating pump 13 and the magnetic heat pump main body 10, the rotational speed of the rotor 22 can be made different from the rotational speed of the motor 20. This will be described with reference to FIG.

図７は、第１から第４の実施例の磁気ヒートポンプ本体１０の入力側の回転軸２１とクランク軸３５の間に変速機構ＧＢ１を設けると共に、出力側の回転軸２１とクランク軸３５との間にも変速機構ＧＢ２を設けた共通の変形実施例の構成を示すものである。変速機構ＧＢ１では、クランク軸３５に取り付けたギアＧ１の歯数に対して、磁気ヒートポンプ本体１０の入力側の回転軸２１に取り付けたギアＧ２の歯数が２倍になっている。また、変速機構ＧＢ２では、磁気ヒートポンプ本体１０の出力側の回転軸２１に取り付けたギアＧ３の歯数に対して、クランク軸３５に取り付けたギアＧ４の歯数が半分になっている。 FIG. 7 shows that a transmission mechanism GB1 is provided between the input-side rotary shaft 21 and the crankshaft 35 of the magnetic heat pump main body 10 of the first to fourth embodiments, and the output-side rotary shaft 21 and the crankshaft 35 are connected to each other. The structure of the common modified example which provided the transmission mechanism GB2 in the meantime is shown. In the speed change mechanism GB1, the number of teeth of the gear G2 attached to the rotary shaft 21 on the input side of the magnetic heat pump main body 10 is doubled with respect to the number of teeth of the gear G1 attached to the crankshaft 35. Further, in the speed change mechanism GB2, the number of teeth of the gear G4 attached to the crankshaft 35 is halved relative to the number of teeth of the gear G3 attached to the rotary shaft 21 on the output side of the magnetic heat pump main body 10.

即ち、変速機構ＧＢ１，ＧＢ２のギア比は１：２であり、モータ２０が２回転すると、磁気ヒートポンプ本体１０の中にあるロータが１回転するようになっている。第１の熱交換部１の往復動ポンプ１３の回転数と、第２の熱交換部２の往復動ポンプ１３の回転数は同じである。このように、変形実施例では、変速機構ＧＢ１，ＧＢ２のギア比を１：２としているが、変速機構ＧＢ１，ＧＢ２のギア比を変更することにより、モータ２０の回転数に対するロータの回転数を変更することができる。 That is, the gear ratio of the transmission mechanisms GB1 and GB2 is 1: 2, and when the motor 20 rotates twice, the rotor in the magnetic heat pump main body 10 rotates once. The rotational speed of the reciprocating pump 13 of the first heat exchange unit 1 is the same as the rotational speed of the reciprocating pump 13 of the second heat exchange unit 2. As described above, in the modified embodiment, the gear ratio of the transmission mechanisms GB1 and GB2 is 1: 2, but by changing the gear ratio of the transmission mechanisms GB1 and GB2, the rotational speed of the rotor with respect to the rotational speed of the motor 20 is changed. Can be changed.

また、以上説明した実施例では、回転軸に対して、対向する位置にフライホイール効果を備えた２極のロータがあり、その先端部に永久磁石が設けられていたが、ロータの極数（永久磁石の個数）はこれに限定されるものではない。例えば、図８（ａ）は単極のロータ２２の外周部に永久磁石２３が取り付けられている例を示しており、図８（ｂ）は４極のロータ２２の外周部に永久磁石２３が取り付けられている例を示している。図８（ｂ）に示すように永久磁石２３の数が多い場合は、変速機構を介して往復動ポンプの回転軸と磁気ヒートポンプ本体の回転軸を連結すれば良い。   In the embodiment described above, there is a two-pole rotor having a flywheel effect at a position facing the rotation axis, and a permanent magnet is provided at the tip of the rotor. The number of permanent magnets) is not limited to this. For example, FIG. 8A shows an example in which a permanent magnet 23 is attached to the outer periphery of a single pole rotor 22, and FIG. 8B shows an example in which the permanent magnet 23 is attached to the outer periphery of a four pole rotor 22. The attached example is shown. As shown in FIG. 8B, when the number of permanent magnets 23 is large, the rotation shaft of the reciprocating pump and the rotation shaft of the magnetic heat pump main body may be connected via a speed change mechanism.

なお、第１から第４の磁気ヒートポンプシステム５１〜５４において、往復動ポンプ１３により材料容器２５から排出される作動液に対して、永久磁石２３による磁場の印加、除去を組み合わせることにより、排出作動液の温度を調整することができる。そして、往復動ポンプ１３の動作と永久磁石２３による磁場の印加、除去を組み合わせにより、特定の材料容器２５からは常に温度の低い作動液が排出され、他の特定の材料容器２５からは常に温度の高い作動液が排出されるようにすることが可能である。この場合、温度の低い作動液が通過する熱交換器４５を集合させてクーラユニットとし、温度の高い作動液が通過する熱交換器４５を集合させてヒータユニットとすれば、磁気ヒートポンプシステムを車両の空気調和装置に適用することができる。磁気ヒートポンプシステムを車両の空気調和装置に適用する場合は、クーラユニットを冷房通路の上流に配置し、ヒータユニットを空気調和風の取り込み量を調節するエアミックスダンパの下流側に位置する暖房通路の中に配置すれば良い。   In the first to fourth magnetic heat pump systems 51 to 54, the discharge operation is performed by combining the application and removal of the magnetic field by the permanent magnet 23 with respect to the hydraulic fluid discharged from the material container 25 by the reciprocating pump 13. The temperature of the liquid can be adjusted. Then, by combining the operation of the reciprocating pump 13 and the application and removal of the magnetic field by the permanent magnet 23, the hydraulic fluid having a low temperature is always discharged from the specific material container 25, and the temperature is always discharged from the other specific material container 25. High hydraulic fluid can be discharged. In this case, if the heat exchanger 45 through which the low-temperature hydraulic fluid passes is assembled into a cooler unit, and the heat exchanger 45 through which the high-temperature hydraulic fluid passes is combined into a heater unit, the magnetic heat pump system can be used as a vehicle. It can be applied to the air conditioning apparatus. When the magnetic heat pump system is applied to an air conditioner for a vehicle, a cooler unit is arranged upstream of the cooling passage, and a heater unit is installed in the heating passage located downstream of the air mix damper that adjusts the intake amount of the air conditioning wind. Just place it inside.

１３ 熱輸送媒体移動手段（往復動ポンプ）
２０ モータ
２２ ロータ
２３ 永久磁石
２５ 材料容器
２６ 磁気熱量効果材料
３３ ピストン
３５ クランク軸
４４ ダイアフラム
５１〜５４ 磁気ヒートポンプシステム 13 Heat transport medium moving means (reciprocating pump)
20 motor 22 rotor 23 permanent magnet 25 material container 26 magnetocaloric effect material 33 piston 35 crankshaft 44 diaphragm 51-54 magnetic heat pump system

Claims (9)

磁気熱量効果を有する磁気熱量効果材料（２６）が内部に配置されると共に、その内部を熱輸送媒体が流通するように形成された複数の材料容器（２５）と、
前記磁気熱量効果材料（２６）へ印加する磁場の大きさを変更する磁場変更手段（２２）と、
回転軸（２１）による軸駆動力により駆動され、前記材料容器（２５）の両端部の間で、前記熱輸送媒体を往復移動させる熱輸送媒体移動手段（１３）と、
前記材料容器（２５）の一方の端部側で、前記材料容器（２５）から吐出される前記熱輸送媒体を用いて熱交換を行う熱交換器（４５）を備えた第１の熱交換部（１）と、
前記材料容器（２５）の他方の端部側で、前記材料容器（２５）から吐出される前記熱輸送媒体を用いて熱交換を行う熱交換器（４５）を備えた第２の熱交換部（２）とを備える磁気ヒートポンプシステムであって、
前記熱輸送媒体移動手段（１３）が前記材料容器（２５）の両端部において、前記第１の熱交換部（１）と前記第２の熱交換部（２）とにそれぞれ接続されており、
前記熱輸送媒体移動手段（１３）が、往復動するピストン（３３）をそれぞれ備えており、
前記熱輸送媒体移動手段（１３）は、前記熱輸送媒体移動手段（１３）の一方のピストン（３３）が前記熱輸送媒体に対してなした仕事が、前記熱輸送媒体により、前記熱輸送媒体移動手段（１３）の他方のピストン（３３）を駆動することで、一方の前記熱輸送媒体移動手段（１３）自身を駆動する軸駆動力に利用されるように、且つ前記熱輸送媒体移動手段（１３）の他方のピストン（３３）が前記熱輸送媒体に対してなした仕事が、前記熱輸送媒体により、前記熱輸送媒体移動手段（１３）の一方のピストン（３３）を駆動することで、他方の前記熱輸送媒体移動手段（１３）自身を駆動する軸駆動力に利用されるように、前記材料容器（２５）の両端部に配置されており、
複数の前記材料容器（２５）の各個に対して設けられた一対の前記ピストン（３３）は、位相が１８０度ずれたクランク機構にそれぞれ連結されており、
前記クランク機構は前記回転軸（２１）に連結されていることを特徴とする磁気ヒートポンプシステム。 A plurality of material containers (25) formed so that a magneto-caloric effect material (26) having a magneto-caloric effect is disposed therein, and a heat transport medium flows therethrough;
Magnetic field changing means (22) for changing the magnitude of the magnetic field applied to the magnetocaloric effect material (26);
A heat transport medium moving means (13) driven by a shaft driving force by the rotating shaft (21) and reciprocatingly moving the heat transport medium between both ends of the material container (25);
1st heat exchange part provided with the heat exchanger (45) which performs heat exchange using the said heat transport medium discharged from the said material container (25) in the one edge part side of the said material container (25) (1) and
2nd heat exchange part provided with the heat exchanger (45) which performs heat exchange using the said heat transport medium discharged from the said material container (25) in the other edge part side of the said material container (25). (2) a magnetic heat pump system comprising:
The heat transport medium moving means (13) is connected to the first heat exchange section (1) and the second heat exchange section (2) at both ends of the material container (25), respectively.
Each of the heat transport medium moving means (13) includes a reciprocating piston (33),
The heat transport medium moving means (13) is configured such that work performed by one piston (33) of the heat transport medium moving means (13) with respect to the heat transport medium is performed by the heat transport medium. By driving the other piston (33) of the moving means (13), the heat transport medium moving means is used so as to be used as an axial driving force for driving one of the heat transport medium moving means (13) itself. The work performed by the other piston (33) of (13) with respect to the heat transport medium drives one piston (33) of the heat transport medium moving means (13) by the heat transport medium. , Arranged at both ends of the material container (25) so as to be used for the shaft driving force for driving the other heat transport medium moving means (13) itself ,
A pair of the pistons (33) provided for each of the plurality of material containers (25) is connected to a crank mechanism that is 180 degrees out of phase.
The magnetic heat pump system, wherein the crank mechanism is connected to the rotating shaft (21) . 前記熱輸送媒体移動手段（１３）と前記磁場変更手段（２２）は共通の駆動手段（２０）に接続されており、
前記熱輸送媒体移動手段（１３）が前記熱輸送媒体に対してなした仕事が、前記軸駆動力を通じて、前記磁場変更手段（２２）の駆動に利用されることを特徴とする請求項１に記載の磁気ヒートポンプシステム。 The heat transport medium moving means (13) and the magnetic field changing means (22) are connected to a common driving means (20),
The heat transport medium moving means (13) work with no respect to the heat transport medium through said axis driving force, to claim 1, characterized in that is used for driving of the magnetic field changing means (22) The magnetic heat pump system described. 前記駆動手段（２０）が前記回転軸（２１）を備えたモータであり、
前記回転軸（２１）によって回転するヨーク（２２）は、前記回転軸（２１）からの距離が長いほど円周方向の長さが長く形成されたフライホイールの役割を付加して形成され、
前記ヨーク（２２）の外周部に設置された永久磁石（２３）は、対向する極性が異なる２つの永久磁石の組が前記回転軸（２１）に対して点対称の位置に少なくとも１組配置されて設けられていることを特徴とする請求項２に記載の磁気ヒートポンプシステム。 A motor for said drive means (20) is provided with the rotary shaft (21),
The yoke (22) rotated by the rotating shaft (21) is formed by adding the role of a flywheel having a longer circumferential length as the distance from the rotating shaft (21) is longer,
In the permanent magnet (23) installed on the outer peripheral portion of the yoke (22) , at least one set of two permanent magnets having different polarities facing each other is arranged at a point-symmetrical position with respect to the rotating shaft (21). The magnetic heat pump system according to claim 2, wherein the magnetic heat pump system is provided. 前記ピストン（３３）が、前記回転軸（２１）の回転によって往復動し、
前記材料容器（２５）は前記永久磁石（２３）が回転する円環状の領域の外側に複数配置されており、
前記ピストン（３３）は、複数の前記材料容器（２５）の各個に対して、両端部にそれぞれ一対ずつ設けられており、
複数の前記材料容器（２５）の各個の、一端に接続する前記第１の熱交換部（１）と他端に接続する前記第２の熱交換部（２）はそれぞれ独立した媒体流路（４６）を備えることを特徴とする請求項３に記載の磁気ヒートポンプシステム。 The piston (33) reciprocates by the rotation of the rotating shaft (21) ,
A plurality of the material containers (25) are arranged outside an annular region where the permanent magnet (23) rotates,
A pair of pistons (33) is provided at each end of each of the plurality of material containers (25),
In each of the plurality of material containers (25), the first heat exchange part (1) connected to one end and the second heat exchange part (2) connected to the other end are independent medium flow paths ( 46) The magnetic heat pump system according to claim 3, further comprising: 前記材料容器（２５）の一方の端部に位置する前記磁場変更手段（２２）の回転軸（２１）と前記クランク機構との間に、前記回転軸（２１）の回転数を変更する変速機構（ＧＢ１）が設けられており、前記材料容器（２５）の他方の端部に位置する前記磁場変更手段の回転軸（２１）と前記クランク機構との間に、前記クランク機構の回転数を変更する変速機構（ＧＢ２）が設けられていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の磁気ヒートポンプシステム。 Between the rotary shaft (21) and the crank mechanism of the magnetic field changing means located in said one end of the material container (25) (22), the speed change mechanism for changing the rotational speed of the rotary shaft (21) (GB1) is provided between the rotational axis of the magnetic field changing means located in said other end portion of the material container (25) and (21) and the crank mechanism, changing the rotational speed of the crank mechanism The magnetic heat pump system according to any one of claims 1 to 4 , wherein a transmission mechanism (GB2) is provided. 磁気熱量効果を有する磁気熱量効果材料（２６）が内部に配置されると共に、その内部を熱輸送媒体が流通するように形成された複数の材料容器（２５）と、
前記磁気熱量効果材料（２６）へ印加する磁場の大きさを変更する磁場変更手段（２２）と、
回転軸（２１）による軸駆動力により駆動され、前記材料容器（２５）の両端部の間で、前記熱輸送媒体を往復移動させる熱輸送媒体移動手段（１３）と、
前記材料容器（２５）の一方の端部側で、前記材料容器（２５）から吐出される前記熱輸送媒体を用いて熱交換を行う熱交換器（４５）を備えた第１の熱交換部（１）と、
前記材料容器（２５）の他方の端部側で、前記材料容器（２５）から吐出される前記熱輸送媒体を用いて熱交換を行う熱交換器（４５）を備えた第２の熱交換部（２）とを備える磁気ヒートポンプシステムであって、
前記熱輸送媒体移動手段（１３）が前記材料容器（２５）の両端部において、前記第１の熱交換部（１）と前記第２の熱交換部（２）とにそれぞれ接続されており、
前記熱輸送媒体移動手段（１３）が、往復動するピストン（３３）をそれぞれ備えており、
前記熱輸送媒体移動手段（１３）は、前記熱輸送媒体移動手段（１３）の一方のピストン（３３）が前記熱輸送媒体に対してなした仕事が、前記熱輸送媒体により、前記熱輸送媒体移動手段（１３）の他方のピストン（３３）を駆動することで、一方の前記熱輸送媒体移動手段（１３）自身を駆動する軸駆動力に利用されるように、前記熱輸送媒体移動手段（１３）の他方のピストン（３３）が前記熱輸送媒体に対してなした仕事が、前記熱輸送媒体により、前記熱輸送媒体移動手段（１３）の一方のピストン（３３）を駆動することで、他方の前記熱輸送媒体移動手段（１３）自身を駆動する前記回転軸（２１）の軸駆動力に利用されるように、前記材料容器（２５）の両端部に配置されており、
複数の前記材料容器（２５）の各個に対して設けられた一対の前記ピストン（３３）は、前記軸駆動力により駆動されて回転する斜板（３２Ｂ）によって往復動して前記媒体流路（４６）に前記熱輸送媒体を流通させることを特徴とする磁気ヒートポンプ。 A plurality of material containers (25) formed so that a magneto-caloric effect material (26) having a magneto-caloric effect is disposed therein, and a heat transport medium flows therethrough;
Magnetic field changing means (22) for changing the magnitude of the magnetic field applied to the magnetocaloric effect material (26);
A heat transport medium moving means (13) driven by a shaft driving force by the rotating shaft (21) and reciprocatingly moving the heat transport medium between both ends of the material container (25);
1st heat exchange part provided with the heat exchanger (45) which performs heat exchange using the said heat transport medium discharged from the said material container (25) in the one edge part side of the said material container (25) (1) and
2nd heat exchange part provided with the heat exchanger (45) which performs heat exchange using the said heat transport medium discharged from the said material container (25) in the other edge part side of the said material container (25). (2) a magnetic heat pump system comprising:
The heat transport medium moving means (13) is connected to the first heat exchange section (1) and the second heat exchange section (2) at both ends of the material container (25), respectively.
Each of the heat transport medium moving means (13) includes a reciprocating piston (33),
The heat transport medium moving means (13) is configured such that work performed by one piston (33) of the heat transport medium moving means (13) with respect to the heat transport medium is performed by the heat transport medium. By driving the other piston (33) of the moving means (13), the heat transport medium moving means (in order to be used for the shaft driving force that drives one of the heat transport medium moving means (13) itself. The work that the other piston (33) of 13) did with respect to the heat transport medium drives one piston (33) of the heat transport medium moving means (13) by the heat transport medium, Arranged at both ends of the material container (25) so as to be used for the axial driving force of the rotating shaft (21) that drives the other heat transport medium moving means (13) itself,
A pair of the pistons (33) provided for each of the plurality of material containers (25) is reciprocated by a swash plate (32B) that is driven by the shaft driving force to rotate, so that the medium flow path ( 46) A magnetic heat pump characterized in that the heat transport medium is circulated in 46). 前記ピストン（３３）の頂面と前記媒体流路（４６）との間には、前記ピストン（３３）によって駆動される弾性変形膜が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の磁気ヒートポンプ。 Between the the top surface medium flow path (46) of the piston (33), according to claim 6, characterized in that elastic deformation film driven by said piston (33) is provided Magnetic heat pump. 前記斜板（３２Ｂ）の前記ピストン（３３）と反対側の面には、前記ピストン（３３）を前記斜板方向に押圧する弾性体（３８）が設置されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の磁気ヒートポンプ。   The elastic body (38) which presses the piston (33) in the swash plate direction is installed on the surface of the swash plate (32B) opposite to the piston (33). The magnetic heat pump according to 6 or 7. 前記熱輸送媒体移動手段（１３）と前記磁場変更手段（２２）は共通の駆動手段（２０）に接続されており、
前記熱輸送媒体移動手段（１３）が前記熱輸送媒体に対してなした仕事が、前記軸駆動力を通じて、前記磁場変更手段（２２）の駆動に利用され、
前記駆動手段（２０）が前記回転軸（２１）を備えたモータであり、
前記回転軸（２１）によって回転するヨーク（２２）は、前記回転軸（２１）からの距離が長いほど円周方向の長さが長く形成されたフライホイールの役割を付加して形成され、
前記ヨーク（２２）の外周部に設置された永久磁石（２３）は、対向する極性が異なる２つの永久磁石の組が前記回転軸（２１）に対して点対称の位置に少なくとも１組配置されて設けられており、
前記ピストン（３３）が、前記回転軸（２１）の回転によって往復動し、
前記材料容器（２５）は前記永久磁石（２３）が回転する円環状の領域の外側に複数配置されており、
前記ピストン（３３）は、複数の前記材料容器（２５）の各個に対して、両端部にそれぞれ一対ずつ設けられており、
複数の前記材料容器（２５）の各個の、一端に接続する前記第１の熱交換部（１）と他端に接続する前記第２の熱交換部（２）はそれぞれ独立した媒体流路（４６）を備えることを特徴とする請求項６から８の何れか１項に記載の磁気ヒートポンプシステム。 The heat transport medium moving means (13) and the magnetic field changing means (22) are connected to a common driving means (20),
The work performed by the heat transport medium moving means (13) on the heat transport medium is used for driving the magnetic field changing means (22) through the shaft driving force,
The drive means (20) is a motor provided with the rotating shaft (21);
The yoke (22) rotated by the rotating shaft (21) is formed by adding the role of a flywheel having a longer circumferential length as the distance from the rotating shaft (21) is longer,
In the permanent magnet (23) installed on the outer peripheral portion of the yoke (22), at least one set of two permanent magnets having different polarities facing each other is arranged at a point-symmetrical position with respect to the rotating shaft (21). Provided,
The piston (33) reciprocates by the rotation of the rotating shaft (21),
A plurality of the material containers (25) are arranged outside an annular region where the permanent magnet (23) rotates,
A pair of pistons (33) is provided at each end of each of the plurality of material containers (25),
In each of the plurality of material containers (25), the first heat exchange part (1) connected to one end and the second heat exchange part (2) connected to the other end are independent medium flow paths ( 46) The magnetic heat pump system according to any one of claims 6 to 8, further comprising:
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