JP6549961B2 - Heat exchanger and magnetic heat pump device - Google Patents

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 for a magnetic heat pump device utilizing a magnetocaloric effect, and a magnetic heat pump device provided with the heat exchanger.

円柱状の複数の磁性体をその長手方向と交差する方向に重ねて構成された集合体と、その集合体が挿入された筒状のケースと、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）。   There is known a heat exchanger provided with an assembly formed by stacking a plurality of cylindrical magnetic bodies in a direction intersecting the longitudinal direction, and a cylindrical case into which the assembly is inserted ( See, for example, Patent Document 1).

特開２０１３−６４５８８号公報JP, 2013-64588, A

上記熱交換器では、互いに重ねて配置された複数の磁性体同士の摩擦力のみによって集合体を構成しているため、液体媒体の流体圧により磁性体が動いてしまい、熱交換効率が低下するおそれがある、という問題がある。   In the above heat exchanger, since the assembly is formed only by the frictional force between the plurality of magnetic bodies disposed to overlap each other, the magnetic body is moved by the fluid pressure of the liquid medium, and the heat exchange efficiency is lowered. There is a problem that there is a fear.

本発明が解決しようとする課題は、熱交換効率の低下を抑制できる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。   The problem to be solved by the present invention is to provide a heat exchanger and a magnetic heat pump device that can suppress a decrease in heat exchange efficiency.

［１］本発明に係る熱交換器は、磁気ヒートポンプ装置に用いられる熱交換器であって、複数の線材を撚り合わせて構成される集合体と、前記集合体を収容する収容部と、を備え、前記線材は、磁気熱量効果を有する磁気熱量効果材料から構成されている熱交換器である。 [1] A heat exchanger according to the present invention is a heat exchanger used in a magnetic heat pump apparatus, and includes: an assembly configured by twisting a plurality of wires; and a housing unit for housing the assembly. The wire rod is a heat exchanger made of a magnetocaloric material having a magnetocaloric effect.

［２］上記発明において、前記収容部は、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、前記集合体の延在方向とが実質的に一致していてもよい。 [2] In the above invention, the housing portion has a first opening located at one end, and a second opening located at the other end, from the first opening The direction toward the second opening may substantially coincide with the extending direction of the assembly.

［３］上記発明において、前記収容部は、前記集合体の周囲を囲繞する筒状部と、前記集合体の最外周に位置する前記線材と、前記筒状部と、の間に充填された充填部と、を含んでいてもよい。 [3] In the above invention, the housing portion is filled between a cylindrical portion surrounding the periphery of the assembly, the wire positioned on the outermost periphery of the assembly, and the cylindrical portion. And the filling portion may be included.

［４］上記発明において、前記複数の線材は、同心撚り、集合撚り、又は複合撚りにより撚り合わされていてもよい。 [4] In the above invention, the plurality of wires may be twisted by concentric twisting, collective twisting, or composite twisting.

［５］上記発明において、下記（１）及び（２）式を満たしてもよい。
１．４×１０≦Ａ≦２．２５×１０^４・・・（１）
Ａ＝Ｐ／Ｒ・・・（２）
但し、上記（２）式において、Ｐは前記複数の線材同士を撚り合わせる撚りピッチであり、Ｒは前記線材の線径である。 [5] In the above invention, the following formulas (1) and (2) may be satisfied.
1.4 × 10 ≦ A ≦ 2.25 × 10 ⁴ (1)
A = P / R (2)
However, in the said (2) Formula, P is a twist pitch which twists the said several wire together, R is a wire diameter of the said wire.

［６］本発明に係る磁気ヒートポンプ装置は、少なくとも一つの上記熱交換器と、前記磁気熱量効果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変更手段と、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、前記磁場変更手段の動作に連動して前記熱交換器から前記第１又は第２の外部熱交換器に流体を供給する流体供給手段と、を備えた磁気ヒートポンプ装置である。 [6] A magnetic heat pump apparatus according to the present invention comprises at least one of the heat exchanger, magnetic field changing means for applying a magnetic field to the magnetocaloric effect material and changing the magnitude of the magnetic field, and piping First and second external heat exchangers respectively connected to the heat exchanger, and the heat exchanger supplies fluid to the first or second external heat exchanger in conjunction with the operation of the magnetic field changing means A magnetic heat pump apparatus comprising:

本発明では、複数の線材を撚り合わせることで、当該複数の線材同士が互いに保持し合った集合体を形成することができる。これにより、液体媒体の流体圧によってそれぞれの線材が動いてしまうのを抑えることができ、熱交換器の熱交換効率の低下を抑制することができる。   In the present invention, by twisting together a plurality of wires, it is possible to form an assembly in which the plurality of wires are mutually held. Thereby, it can suppress that each wire moves by the fluid pressure of a liquid medium, and can suppress the fall of the heat exchange efficiency of a heat exchanger.

図１は、本発明の一実施の形態に係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 entire configuration of a magnetic heat pump apparatus according to an embodiment of the present invention, showing a state in which a piston is in a first position. 図２は、本発明の一実施の形態に係る磁気ヒートポンプ装置の全体構成を示す図である、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 view showing an entire configuration of a magnetic heat pump apparatus according to an embodiment of the present invention, showing a state in which a piston is in a second position. 図３は、本発明の一実施の形態に係るＭＣＭ熱交換器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 an MCM heat exchanger according to an embodiment of the present invention. 図４は、本発明の一実施の形態に係るＭＣＭ熱交換器の延在方向に沿った断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view along the extension direction of the MCM heat exchanger according to one embodiment of the present invention. 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 the line VV of FIG. 図６（ａ）は、本発明の一実施の形態に係る集合体の側面図であり、図６（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る集合体を構成する一の線材の側面図である。Fig.6 (a) is a side view of the assembly which concerns on one embodiment of this invention, FIG.6 (b) is the side of one wire which comprises the assembly which concerns on one embodiment of this invention. FIG. 図７は、本発明の一実施の形態に係るＭＣＭ熱交換器の製造方法を示す工程図である。FIG. 7 is a process diagram showing a method of manufacturing an MCM heat exchanger according to an embodiment of the present invention. 図８は、本発明の一実施の形態に係るＭＣＭ熱交換器の製造方法で用いられる撚合わせ装置及び樹脂押出被覆装置を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a twisting apparatus and a resin extrusion coating apparatus used in the method of manufacturing an MCM heat exchanger according to one embodiment of the present invention.

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 based on 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は本実施形態におけるＭＣＭ熱交換器を示す図、図６（ａ）は本発明の一実施の形態に係る集合体の側面図、図６（ｂ）は、本発明の一実施の形態に係る集合体を構成する一の線材の側面図である。   1 and 2 show the overall configuration of the magnetic heat pump apparatus according to the present embodiment, FIGS. 3 to 5 show the MCM heat exchanger according to the present embodiment, and FIG. 6 (a) shows an embodiment of the present invention. FIG. 6 (b) is a side view of one wire forming the assembly according to one embodiment of the present invention.

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、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 utilizing the magnetocaloric effect, and as shown in FIGS. 1 and 2, the first and second MCM heat exchangers 10 and 20, A piston 30, a permanent magnet 40, a low temperature side heat exchanger 50, a high temperature side heat exchanger 60, a pump 70, pipes 81 to 84, and a switching valve 90 are provided.

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」の一例に相当し、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「磁場変更手段」の一例に相当し、本実施形態における「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」の一例に相当する。   The “magnetic heat pump device 1” in the present embodiment corresponds to an example of the “magnetic heat pump device” in the present invention, and the “first and second MCM heat exchangers 10 and 20” in the present embodiment are the “heat” in the present invention. The “piston 30” and the “permanent magnet 40” in the present embodiment correspond to an example of the “magnetic field changing means” in the present invention, and the “low temperature side heat exchanger 50” in the present embodiment. The “high temperature side heat exchanger 60” corresponds to an example of the “first and second external heat exchangers” in the present invention.

第１のＭＣＭ熱交換器１０は、図３及び図４に示すように、複数の線材１２からなる集合体１１と、当該集合体１１を収容する被覆層１３と、被覆層１３の両端に接続されたアダプタ１６，１７と、を備えている。本実施形態における「線材１２」が本発明における「線材」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「被覆層１３」及び「アダプタ１６，１７」が本発明における「収容部」の一例に相当する。   As shown in FIGS. 3 and 4, the first MCM heat exchanger 10 is connected to both ends of the assembly 11 formed of a plurality of wires 12, the covering layer 13 containing the assembly 11, and the covering layer 13. Adapters 16 and 17 are provided. The "wire 12" in the present embodiment corresponds to an example of the "wire" in the present invention, the "aggregate 11" in the present embodiment corresponds to an example of the "aggregate" in the present invention, and the "coating" in the present embodiment The layer 13 "and the" adapters 16, 17 "correspond to an example of the" accommodating portion "in the present invention.

なお、第１のＭＣＭ熱交換器１０と第２のＭＣＭ熱交換器２０は、同一の構成を有しているので、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の構成については省略する。したがって、図３〜図５では、第１のＭＣＭ熱交換器１０を示し、第２のＭＣＭ熱交換器２０については括弧内に対応する符号を付することで図示を省略する。   Since the first MCM heat exchanger 10 and the second MCM heat exchanger 20 have the same configuration, only the configuration of the first MCM heat exchanger 10 will be described below. The configuration of the MCM heat exchanger 20 is omitted. Therefore, in FIGS. 3 to 5, the first MCM heat exchanger 10 is shown, and the second MCM heat exchanger 20 is not shown by attaching the corresponding reference numerals in parentheses.

線材１２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１２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１２は発熱して温度が上昇する。一方、線材１２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１２は吸熱して温度が低下する。   The wire 12 is made of a magnetocaloric effect material (MCM: Magnetocorolic Effect Material) having a magnetocaloric effect. When a magnetic field is applied to the wire 12 composed of the MCM, the electron spin is aligned to reduce the magnetic entropy, and the wire 12 generates heat and the temperature rises. On the other hand, when the magnetic field is removed from the wire 12, the electron spins become disordered and the magnetic entropy increases, and the wire 12 absorbs heat and the temperature decreases.

この線材１２を構成するＭＣＭは、磁性体であれば特に限定しないが、たとえば、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、たとえば、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 wire 12 is not particularly limited as long as it is a magnetic material, but for example, a magnetic material that exhibits a high magnetocaloric effect in a normal temperature range is preferable. As an example of such MCM, gadolinium (Gd), a gadolinium alloy, a lanthanum-iron-silicon (La-Fe-Si) type compound etc. can be illustrated, for example.

本実施形態における線材１２は、円形の断面形状を有する線材である。なお、線材１２同士を相互に撚り合わせた際に当該線材１２の間に流路１１１（後述）が形成可能であれば、線材１２が円形以外の断面形状を有していてもよい。   The wire 12 in the present embodiment is a wire having a circular cross-sectional shape. In addition, as long as a flow path 111 (described later) can be formed between the wires 12 when the wires 12 are twisted together, the wires 12 may have a cross-sectional shape other than a circle.

集合体１１は、複数の上記線材１２を長手方向に対して交差する方向に束ねて、相互に撚合わせることで構成されている。隣接する撚合わされた線材１２同士の側面は相互に接触し、その結果、これらの間に流路１１１が形成されている。なお、理解を容易にするために、図３及び図５に示す例では１９本の線材１２から集合体１１が構成されているが、実際には、数百本〜数万本の線材１２を束ねることで集合体１１が構成されている。このような集合体１１の外径Ｄ（図６（ａ）参照）としては、特に限定しないが、たとえば、磁束密度を確保する観点から、３０ｍｍ以下で設定されていることが好ましい。   The assembly 11 is configured by bundling the plurality of wires 12 in a direction intersecting the longitudinal direction and twisting them together. The side surfaces of adjacent twisted wires 12 contact each other, and as a result, a flow passage 111 is formed between them. In the example shown in FIGS. 3 and 5, although the assembly 11 is made up of 19 wires 12 in the example shown in FIGS. 3 and 5, in actuality, several hundreds to several tens of thousands of wires 12 are used. The bundle 11 constitutes an assembly 11. The outer diameter D (see FIG. 6A) of such an assembly 11 is not particularly limited, but is preferably set to 30 mm or less from the viewpoint of securing a magnetic flux density, for example.

本実施形態の集合体１１では、複数の線材１２同士は集合撚りにより撚り合わされている。なお、集合体１１における複数の線材１２同士の撚り合わせ方としては、特に上述に限定されず、同心撚りや複合撚りでもよい。集合撚りとは、複数の線材１２同士を一纏めにして、これらを集合体１１の軸を中心に同一方向に撚り合わせる撚り方である。同心撚りとは、芯線を中心として当該芯線の周りに複数の線材１２に同心円状を撚り合わせる撚り方である。複合撚りとは、複数の線材１２を同心撚り又は集合撚りに撚り合わせた子撚線を、さらに同心撚り又は集合撚りに撚り合わせる撚り方である。なお、同心撚りの芯線は、一の線材１２により構成されていてもよいし、複数の線材１２を撚り合わせて構成されていてもよい。また、複数の線材１２同士を撚り合わせる方向としては、右向きでもよいし、左向きでもよい。   In the assembly 11 of the present embodiment, the plurality of wires 12 are twisted together by collective twisting. In addition, it does not specifically limit as how to twist several wire 12 comrades in the assembly 11 in particular, A concentric twist and a compound twist may be sufficient. Collective twisting is a twisting method in which a plurality of wire rods 12 are put together and twisted in the same direction around the axis of the aggregate 11. The concentric twist is a twist method of twisting a plurality of wire rods 12 concentrically around the core wire around the core wire. The composite twist is a twist method in which a child stranded wire obtained by twisting a plurality of wires 12 into concentric twist or collective twist is further twisted into concentric twist or collective twist. In addition, the core wire of concentric twist may be comprised by the one wire 12, and may be comprised by twisting the some wire 12 together. Moreover, as a direction which twists several wire 12 comrades, you may be right direction and may be left direction.

線材１２の線径Ｒ（図６（ｂ）参照）としては、特に限定しないが、たとえば、０．０１〜１ｍｍであることが好ましく、０．０２〜０．５ｍｍのであることがより好ましい。この際、集合体１１を構成する複数の線材１２は、実質的に同一の線径のものを用いてもよいし、異なる線径のものが混在していてもよい。また、線材１２の線径が上記範囲内で設定されている場合、当該線材１２同士を撚り合わせる撚りピッチＰ（図６（ｂ）参照）は、１４〜４５０ｍｍであることが好ましい。撚りピッチＰが上記下限値よりも小さいと、線材同士が圧縮されて変形してしまい、流路が潰れるおそれがある。一方、撚りピッチＰが上記上限値よりも大きいと、撚りが解れてしまい、線材同士が互いに保持し合うことができなくなるおそれがある。因みに、本明細書において、「撚りピッチ」とは、一の線材１２が集合体１１の周りを一周する間の当該線材１２の長手方向の長さのことをいう。   Although it does not specifically limit as wire diameter R (refer FIG. 6 (b)) of the wire 12, For example, it is preferable that it is 0.01-1 mm, and it is more preferable that it is 0.02-0.5 mm. At this time, the plurality of wires 12 constituting the assembly 11 may have substantially the same wire diameter, or may have different wire diameters. Moreover, when the wire diameter of the wire 12 is set in the said range, it is preferable that the twist pitch P (refer FIG.6 (b)) which twists the said wire 12 comrades is 14-450 mm. If the twisting pitch P is smaller than the above lower limit value, the wires may be compressed and deformed, and the flow path may be crushed. On the other hand, if the twisting pitch P is larger than the above-mentioned upper limit value, twisting may be broken, and the wires may not be able to be held together. Incidentally, in the present specification, “twist pitch” refers to the length in the longitudinal direction of one wire 12 while the wire 12 makes a round around the assembly 11.

また、本実施形態では、撚りピッチＰと、線材１２の線径Ｒとの関係は、下記（３）及び（４）式が成立するように設定されていることが好ましい。
１．４×１０≦Ａ≦２．２５×１０^４・・・（３）
Ａ＝Ｐ／Ｒ・・・（４） Further, in the present embodiment, it is preferable that the relationship between the twist pitch P and the wire diameter R of the wire 12 be set such that the following equations (3) and (4) hold.
1.4 × 10 ≦ A ≦ 2.25 × 10 ⁴ (3)
A = P / R (4)

この線材１２の集合体１１は、被覆層１３によって被覆されている。この被覆層１３は、図５に示すように、筒状部１４と、充填部１５と、を備えている。筒状部１４は、集合体１１の周囲を円筒状に囲繞している。一方、充填部１５は、集合体１１の最外周に位置する線材１２ａと、筒状部１４との間に充填されており、最外周の線材１２ａと筒状部１４との間を塞いでいる。この被覆層１３は、たとえば、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、架橋ポリエチレン、シリコーンゴム、又は、フッ素樹脂等の樹脂材料から構成されており、筒状部１４と充填部１５が一体的に形成されている。本実施形態における「一体的に形成」とは、部材同士が分離しておらず、同一の樹脂材料により一体の構造体として形成されていることを意味する。   The aggregate 11 of the wires 12 is covered with a covering layer 13. As shown in FIG. 5, the covering layer 13 includes a cylindrical portion 14 and a filling portion 15. The cylindrical portion 14 cylindrically surrounds the periphery of the assembly 11. On the other hand, the filling portion 15 is filled between the wire 12 a located at the outermost periphery of the assembly 11 and the cylindrical portion 14, and blocks between the outermost wire 12 a and the cylindrical portion 14. . The covering layer 13 is made of, for example, a resin material such as polyvinyl chloride, polyethylene, crosslinked polyethylene, silicone rubber, or fluorocarbon resin, and the cylindrical portion 14 and the filling portion 15 are integrally formed. . “Integrally formed” in the present embodiment means that the members are not separated but are formed as an integral structure from the same resin material.

また、この被覆層１３は、図４に示すように、一方の端部に位置する第１の開口１３１と、他方の端部に位置する第２の開口１３２と、を有している。この第１の開口１３１から第２の開口１３２に向う方向ＣＬは、集合体１１の延在方向と実質的に一致している。また、第１及び第２の開口１３１，１３２の中心は、集合体１１の中心と同軸上に位置している。   Further, as shown in FIG. 4, the covering layer 13 has a first opening 131 located at one end and a second opening 132 located at the other end. The direction CL from the first opening 131 to the second opening 132 substantially coincides with the extending direction of the assembly 11. The centers of the first and second openings 131 and 132 are located coaxially with the center of the assembly 11.

この被覆層１３の第１の開口１３１には第１のアダプタ１６が接続されており、第２の開口１３２には第２のアダプタ１７が接続されている。この第１及び第２のアダプタ１６，１７としては、たとえば、熱収縮チューブなどを用いることができる。なお、第１及び第２のアダプタ１６，１７として、樹脂成形品を用いたり、金属材料によってこれらを構成してもよい。   The first adapter 16 is connected to the first opening 131 of the covering layer 13, and the second adapter 17 is connected to the second opening 132. For example, a heat-shrinkable tube can be used as the first and second adapters 16 and 17. In addition, as the 1st and 2nd adapters 16 and 17, a resin molded product may be used and these may be comprised with a metal material.

第１のアダプタ１６は、第１の開口１３１に接続される側と反対側に、当該第１の開口１３１よりも小さな第１の連結口１６１を有している。この第１の連結口１６１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のアダプタ１７も、第２の開口１３２に接続される側と反対側に、当該第２の開口１３２よりも小さな第２の連結口１７１を有している。この第２の連結口１７１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。この第１及び第２の連結口１６１，１７１の中心は、集合体１１の中心と同軸上に位置している。   The first adapter 16 has a first connection port 161 smaller than the first opening 131 on the side opposite to the side connected to the first opening 131. The first connection port 161 communicates with the low temperature side heat exchanger 50 via the first low temperature side pipe 81. The second adapter 17 also has a second connection port 171 smaller than the second opening 132 on the side opposite to the side connected to the second opening 132. The second connection port 171 is in communication with the high temperature side heat exchanger 60 via the first high temperature side pipe 83. The centers of the first and second connection ports 161 and 171 are located coaxially with the center of the assembly 11.

同様に、第２のＭＣＭ熱交換器２０の被覆層２３も、複数の線材２２からなる集合体２１を被覆している。そして、第１のＭＣＭ熱交換器１０と同様、被覆層２３の第３の開口２３１には第３のアダプタ２６が接続され、当該被覆層２３の第４の開口２３２には第４のアダプタ２７が接続されている。この第２のＭＣＭ熱交換器２０は、第３のアダプタ２６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４のアダプタ２７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 covering layer 23 of the second MCM heat exchanger 20 also covers the aggregate 21 formed of a plurality of wire rods 22. Then, similar to the first MCM heat exchanger 10, the third adapter 26 is connected to the third opening 231 of the covering layer 23, and the fourth adapter 27 is connected to the fourth opening 232 of the covering layer 23. Is connected. The second MCM heat exchanger 20 is in communication with the low temperature side heat exchanger 50 via a second low temperature side pipe 82 connected to the third adapter 26. On the other hand, the second MCM heat exchanger 20 is in communication with the high temperature side heat exchanger 60 via the second high temperature side pipe 84 connected to the fourth adapter 27.

なお、本実施形態では、第２のＭＣＭ熱交換器２０の線材２２は、第１のＭＣＭ熱交換器１０の線材１２と同じ構成を有している。また、第２のＭＣＭ熱交換器２０の線材２２の集合体２１は、第１のＭＣＭ熱交換器１０の線材１２の集合体１１と同じ構成を有している。さらに、第２のＭＣＭ熱交換器２０の被覆層２３は、第１のＭＣＭ熱交換器１０の被覆層１３と同じ構成を有している。   In the present embodiment, the wire 22 of the second MCM heat exchanger 20 has the same configuration as the wire 12 of the first MCM heat exchanger 10. In addition, the aggregate 21 of the wires 22 of the second MCM heat exchanger 20 has the same configuration as the aggregate 11 of the wires 12 of the first MCM heat exchanger 10. Furthermore, the covering layer 23 of the second MCM heat exchanger 20 has the same configuration as the covering layer 13 of the first MCM heat exchanger 10.

たとえば、図１及び図２に示すように、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, as shown in FIGS. 1 and 2, when the air conditioning apparatus using the magnetic heat pump device 1 according to the present embodiment functions as cooling, heat is generated between the low temperature side heat exchanger 50 and the indoor air. The exchange cools the room and exchanges heat between the high temperature side heat exchanger 60 and the outside to release the heat to 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 making the said air conditioning apparatus function as heating, while heat-exchanging a room by performing heat exchange between the high temperature side heat exchanger 60 and indoor air, the low temperature side heat exchanger 50 and outdoor Heat is absorbed from the outside by heat exchange with 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、ポンプ７０によって当該循環路内に液体媒体が圧送される。液体媒体の具体例としては、たとえば、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。   As described above, the 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 liquid medium is pumped into the circuit. As a specific example of a liquid medium, liquids, such as water, antifreeze, an ethanol solution, or these mixtures can be illustrated, for example.

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、たとえば、エアシリンダなどを例示することができる。   The two MCM heat exchangers 10, 20 are housed inside the piston 30. The piston 30 can be reciprocated between the pair of permanent magnets 40 by an actuator 35. Specifically, the piston 30 can reciprocate between the "first position" as shown in FIG. 1 and the "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” is a piston in which the first MCM heat exchanger 10 does not intervene between the permanent magnets 40 and the second MCM heat exchanger 20 intervenes between the permanent magnets 40. There are 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. There are 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。あるいは、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の線材１２，２２に対する磁場の印加／除去に代えて、線材１２，２２に印加した磁場の大きさを変更するようにしてもよい。   The permanent magnet 40 may be reciprocated by the actuator 35 in place of the first and second MCM heat exchangers 10 and 20. Alternatively, instead of the permanent magnet 40, an electromagnet having a coil may be used, and in this case, a mechanism for moving the MCM heat exchangers 10 and 20 or the magnet becomes unnecessary. When using an electromagnet having a coil, the magnitude of the magnetic field applied to the wires 12 and 22 is changed instead of applying / removing the magnetic field to the wires 12 and 22 of the MCM heat exchangers 10 and 20. May be

切替弁９０は、第１の高温側配管８３と第２の高温側配管８４に設けられている。この切替弁９０は、上述のピストン３０の動作に連動して、ポンプ７０により液体媒体の供給先を、第１のＭＣＭ熱交換器１０、又は、第２のＭＣＭ熱交換器２０に切り替えると共に、高温側熱交換器６０の接続先を、第２のＭＣＭ熱交換器２０、又は、第１のＭＣＭ熱交換器１０に切り替えることが可能となっている。   The switching valve 90 is provided in the first high temperature side pipe 83 and the second high temperature side pipe 84. The switching valve 90 switches the supply destination of the liquid medium by the pump 70 to the first MCM heat exchanger 10 or the second MCM heat exchanger 20 in conjunction with the operation of the piston 30 described above. It is possible to switch the connection destination of the high temperature side heat exchanger 60 to the second MCM heat exchanger 20 or the first MCM heat exchanger 10.

次に、本実施形態における磁気ヒートポンプ装置１の動作について説明する。   Next, the operation of the magnetic heat pump device 1 in the present embodiment will be described.

まず、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の線材１２が消磁されて温度が低下する一方で、第２のＭＣＭ熱交換器２０の線材２２が着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 wire 12 of the first MCM heat exchanger 10 is demagnetized to lower the temperature, while the second MCM heat exchanger 20 The wire 22 is magnetized and the temperature rises.

これと同時に、切替弁９０によって、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→ポンプ７０からなる第１の経路が形成される。   At the same time, by the switching valve 90, the 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 pipe A first path consisting of 82 → second MCM heat exchanger 20 → second high temperature side pipe 84 → high temperature side heat exchanger 60 → 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の線材１２によって液体媒体が冷却され、当該液体媒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。   For this reason, the liquid medium is cooled by the wire 12 of the first MCM heat exchanger 10 whose temperature has dropped due to the demagnetization, and the liquid medium is supplied to the low temperature side heat exchanger 50, and the low temperature side heat exchanger 50 is It is cooled.

この際、第１のＭＣＭ熱交換器１０の内部において、線材１２の側面の間に形成された流路１１１を液体媒体が通過して線材１２と接触することで、当該液体媒体が線材１２によって冷却される。ここで、液体媒体が流路１１１を流動すると、当該流路１１１の外側に向かって線材１２の側面を押す力や、当該液体媒体と線材１２の側面との間に摩擦力が生じて線材１２が動いてしまうおそれがある。これに対し、本実施形態では、複数の線材１２同士を撚り合わせて、当該複数の線材１２同士を互いに保持し合わせることで、線材１２が動いてしまうのを抑制している。   At this time, in the inside of the first MCM heat exchanger 10, the liquid medium passes through the flow path 111 formed between the side surfaces of the wire 12 and contacts the wire 12 so that the liquid medium is made by the wire 12. It is cooled. Here, when the liquid medium flows in the flow path 111, a force to press the side surface of the wire 12 toward the outside of the flow path 111 or a frictional force is generated between the liquid medium and the side surface of the wire 12 May move. On the other hand, in the present embodiment, the wire 12 is prevented from moving by twisting the plurality of wires 12 and holding the plurality of wires 12 together.

一方、着磁されて温度が上昇した第２のＭＣＭ熱交換器２０の線材２２によって液体媒体が加熱され、当該液体媒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。   On the other hand, the liquid medium is heated by the wire rod 22 of the second MCM heat exchanger 20 which is magnetized and the temperature rises, and the liquid medium is supplied to the high temperature side heat exchanger 60 and the high temperature side heat exchanger 60 Is heated.

この際、第２のＭＣＭ熱交換器２０の内部において、線材２２の側面の間に形成された流路２１１を液体媒体が通過して線材２２と接触することで、当該液体媒体が線材２２によって加熱される。この場合においても、第１のＭＣＭ熱交換器１０と同様、流路２１１を圧送される液体媒体によって、当該流路２１１外側に向って線材２２の側面を押す力や、当該液体媒体と線材２２の側面との間に生じる摩擦力によって、線材２２が動いてしまうおそれがある。これに対し、本実施形態では、複数の線材２２同士を撚り合わせて、当該複数の線材２２同士を互いに保持し合わせているので、線材２２が動いてしまうのを抑制できる。   At this time, the liquid medium passes through the flow path 211 formed between the side surfaces of the wire 22 in the second MCM heat exchanger 20 and comes into contact with the wire 22, whereby the liquid medium is made by the wire 22. It is heated. Also in this case, as with the first MCM heat exchanger 10, the force pushing the side surface of the wire 22 toward the outside of the flow passage 211 by the liquid medium pumped through the flow passage 211, the liquid medium and the wire 22 The wire 22 may move due to the frictional force generated between the wire 22 and the side surface of the wire 22. On the other hand, in the present embodiment, since the plurality of wires 22 are twisted and the plurality of wires 22 are held together, it is possible to suppress movement of the wires 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の線材１２が着磁されて温度が上昇する一方で、第２のＭＣＭ熱交換器２０の線材２２が消磁されて温度が低下する。   Then, when the piston 30 is moved to the “second position” shown in FIG. 2, the wire 12 of the first MCM heat exchanger 10 is magnetized to raise the temperature, while the second MCM heat exchanger The twenty wires 22 are demagnetized to lower the temperature.

これと同時に、切替弁９０によって、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→ポンプ７０からなる第２の経路が形成される。   At the same time, by the switching valve 90, the 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 pipe A second path consisting of 81 → first MCM heat exchanger 10 → first high temperature side pipe 83 → high temperature side heat exchanger 60 → 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の線材２２によって液体媒体が冷却され、当該液体媒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。   Therefore, the liquid medium is cooled by the wire rod 22 of the second MCM heat exchanger 20 whose temperature has dropped due to the demagnetization, and the liquid medium is supplied to the low temperature side heat exchanger 50, and the low temperature side heat exchanger 50 is It is cooled.

この際、第２のＭＣＭ熱交換器２０の内部において、線材２２の側面の間に形成された流路を流体媒体が通過して線材２２と接触することで、当該液体媒体が線材２２によって冷却される。ここで、冷却媒体が流路２１１を流動すると、当該流路２１１の外側に向かって線材２２の側面を押す力や、当該液体媒体と線材２２の側面との間に摩擦力が生じて線材２２が動いてしまうおそれがある。これに対し、本実施形態では、複数の線材２２同士を撚り合わせて、当該複数の線材２２同士を互いに保持し合わせることで、線材２２が動いてしまうのを抑制している。   At this time, in the second MCM heat exchanger 20, the fluid medium passes through the flow path formed between the side surfaces of the wire 22 and contacts the wire 22 so that the liquid medium is cooled by the wire 22. Be done. Here, when the cooling medium flows in the flow path 211, a force to press the side surface of the wire 22 toward the outside of the flow path 211 or a frictional force between the liquid medium and the side surface of the wire 22 is generated. May move. On the other hand, in the present embodiment, the wire 22 is prevented from moving by twisting the plurality of wires 22 and holding the plurality of wires 22 together.

一方、着磁されて温度が上昇した第１のＭＣＭ熱交換器１０の線材１２によって液体媒体が加熱され、当該液体媒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。   On the other hand, the liquid medium is heated by the wire 12 of the first MCM heat exchanger 10 which is magnetized and the temperature rises, the liquid medium is supplied to the high temperature side heat exchanger 60, and the high temperature side heat exchanger 60 is Is heated.

この際、第１のＭＣＭ熱交換器１０の内部において、線材１２の側面の間に形成された流路１１１を液体媒体が通過して線材１２と接触することで、当該液体媒体が線材１２によって加熱される。この場合においても、第２のＭＣＭ熱交換器２０と同様、流路１１１を圧送される液体媒体によって、当該流路１１１外側に向って線材１２の側面を押す力や、当該液体媒体と線材１２の側面との間に生じる摩擦力によって、線材１２が動いてしまうおそれがある。これに対し、本実施形態では、複数の線材１２同士を撚り合わせて、当該複数の線材１２同士を互いに保持し合わせているので、線材１２が動いてしまうのを抑制できる。   At this time, in the inside of the first MCM heat exchanger 10, the liquid medium passes through the flow path 111 formed between the side surfaces of the wire 12 and contacts the wire 12 so that the liquid medium is made by the wire 12. It is heated. Also in this case, like the second MCM heat exchanger 20, the liquid medium pumped through the flow path 111 pushes the side surface of the wire 12 outward from the flow path 111, or the liquid medium and the wire 12 The wire 12 may move due to the frictional force generated between the wire and the side surface of the wire. On the other hand, in the present embodiment, since the plurality of wires 12 are twisted and the plurality of wires 12 are held together, it is possible to suppress movement of the wires 12.

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内の線材１２，２２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 wires 12, 22 in the first and second MCM heat exchangers 10, 20 are repeated. The cooling of the low temperature side heat exchanger 50 and the heating of the high temperature side heat exchanger 60 are continued by repeating application / removal of the magnetic field with respect to.

以下に、本実施形態における熱交換器の製造方法について、図７及び図８を参照しながら説明する。図７は本発明の一実施の形態に係るＭＣＭ熱交換器の製造方法を示す工程図、図８は本発明の一実施の形態に係るＭＣＭ熱交換器の製造方法で用いられる撚合わせ装置及び樹脂押出被覆装置を示す断面図である。   Below, the manufacturing method of the heat exchanger in this embodiment is demonstrated, referring FIG.7 and FIG.8. FIG. 7 is a process diagram showing a method of manufacturing an MCM heat exchanger according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a twisting apparatus used in the method of manufacturing an MCM heat exchanger according to an embodiment of the present invention It is sectional drawing which shows the resin extrusion coating apparatus.

なお、第１のＭＣＭ熱交換器１０と第２のＭＣＭ熱交換器２０は、同じ構成を有しているので、以下に第１のＭＣＭ熱交換器１０の製造方法についてのみ説明し、第２のＭＣＭ熱交換器の製造方法については省略する。   Since the first MCM heat exchanger 10 and the second MCM heat exchanger 20 have the same configuration, only the method of manufacturing the first MCM heat exchanger 10 will be described below. The method of manufacturing the MCM heat exchanger is omitted.

まず、図７のステップＳ１０において、複数の線材１２を撚り合わせることで集合体１１を形成する（第１の工程）。   First, in step S10 of FIG. 7, the assembly 11 is formed by twisting the plurality of wires 12 (first step).

具体的には、まず、粉末状のＭＣＭを型に入れて焼結加工により円柱状に成型した後、当該円柱状部材を線状に引き延ばすことで、線材１２を形成する。なお、線材１２の形成方法は、特に上述に限定されず、鋳造した材料を円柱状に成型した後、当該円柱状部材を線状に引き延ばしてもよい。   Specifically, first, powder MCM is placed in a mold and molded into a cylindrical shape by sintering, and then the cylindrical member is drawn into a linear shape to form the wire 12. The method of forming the wire 12 is not particularly limited to the above, and after the cast material is molded into a cylindrical shape, the cylindrical member may be drawn into a linear shape.

次いで、線材１２を複数撚り合わせることで集合体１１を形成する（第２の工程）。ここでは、まず、準備した複数の線材１２を、当該線材１２の長手方向に対して交差する方向に束ねる。そして、束ねた複数の線材１２を互いに撚り合わせる。撚り方は上述した通り種々のものが存在するが、複数の線材１２同士を撚り合わせるに際しては、これらの撚り方について公知の方法を採用することができる。   Next, the assembly 11 is formed by twisting a plurality of wire rods 12 (second step). Here, first, the prepared plurality of wire rods 12 are bundled in a direction intersecting the longitudinal direction of the wire rods 12. Then, the plurality of bundled wire rods 12 are twisted together. There are various twisting methods as described above, but when twisting a plurality of wire rods 12 together, a known method can be adopted for these twisting methods.

たとえば、図８に示すような線材１２が巻かれた複数の送出ボビン１７０から送出される線材１２同士を撚り合わせる撚合わせ装置１６０を用いてもよい。この場合、撚合わせ装置１６０は、複数の挿通孔（不図示）が形成された撚合わせ制御板（不図示）を有し、この複数の挿通孔のそれぞれに送出ボビン１７０から送出される線材１２を通して、当該撚合わせ制御板を所定の撚り方向に沿って回転させることで、複数の線材１２同士が撚り合わされた集合体１１を形成することができる。   For example, a twisting apparatus 160 may be used to twist the wire rods 12 delivered from the plurality of delivery bobbins 170 wound with the wire rod 12 as shown in FIG. In this case, the twisting device 160 has a twisting control plate (not shown) in which a plurality of insertion holes (not shown) are formed, and the wire 12 delivered from the delivery bobbin 170 to each of the plurality of insertion holes. As a result, by rotating the twisting control plate along the predetermined twisting direction, it is possible to form an assembly 11 in which the plurality of wire rods 12 are twisted together.

次いで、図７のステップＳ２０において、図８に示すように樹脂押出被覆装置１００を用いて、集合体１１を被覆層１３で被覆する。   Next, in step S20 of FIG. 7, the assembly 11 is coated with the covering layer 13 using the resin extrusion coating apparatus 100 as shown in FIG.

この樹脂押出被覆装置１００のクロスヘッド１２０には、ニップル１４０とダイス１５０から構成される成形金型１３０が装着されている。ニップル１４０は、集合体１１が通過する挿通孔１４１を有している。また、このニップル１４０は、ダイス１５０の挿通孔１５１内に配置されており、溶融樹脂ＭＲが通過する流路１５２が、ニップル１４０とダイス１５０との間に形成されている。   A molding die 130 composed of a nipple 140 and a die 150 is attached to the crosshead 120 of the resin extrusion coating apparatus 100. The nipple 140 has an insertion hole 141 through which the assembly 11 passes. The nipple 140 is disposed in the insertion hole 151 of the die 150, and a flow path 152 through which the molten resin MR passes is formed between the nipple 140 and the die 150.

押出装置１１０によって加熱・混練された溶融樹脂ＭＲが、クロスヘッド１２０に供給される。そして、集合体１１がニップル１４０の挿通孔１４１を通過すると共に、溶融樹脂ＭＲが流路１５２を通過して、集合体１１の外周を覆うように押し出される。そして、当該溶融樹脂ＭＲが押し出し後にすぐに冷却されることで、被覆層１３が形成される。なお、溶融樹脂ＭＲの冷却方法としては、空冷でもよいし、水冷でもよい。   The molten resin MR heated and kneaded by the extrusion device 110 is supplied to the crosshead 120. Then, while the assembly 11 passes through the insertion hole 141 of the nipple 140, the molten resin MR passes through the flow path 152 and is pushed out so as to cover the outer periphery of the assembly 11. Then, the molten resin MR is cooled immediately after the extrusion, whereby the covering layer 13 is formed. As a method of cooling the molten resin MR, air cooling or water cooling may be used.

この樹脂押出の際に、溶融樹脂ＭＲが集合体１１の外周を囲繞することで、被覆層１３の筒状部１４が形成される。また、これと同時に、溶融樹脂ＭＲが集合体１１の最外周に位置する線材１２ａに密着することで、被覆層１３の充填部１５が形成される。   During the resin extrusion, the molten resin MR surrounds the outer periphery of the assembly 11 to form the cylindrical portion 14 of the covering layer 13. At the same time, the molten resin MR is in close contact with the wire 12 a located at the outermost periphery of the assembly 11, whereby the filling portion 15 of the covering layer 13 is formed.

次いで、図７のステップＳ３０において、被覆層１３で被覆された集合体１１を所定長さに切断する。次いで、被覆層１３の一方の端部と第１の低温側配管８１とを第１のアダプタ１６で連結すると共に、当該被覆層１３の他方の端部と第１の高温側配管８３とを第２のアダプタ１７で連結する。これにより、第１のＭＣＭ熱交換器１０が完成する。なお、線材１２が所定の長さを予め有している場合には、このステップＳ３０での切断工程は不要である。   Next, in step S30 of FIG. 7, the assembly 11 coated with the covering layer 13 is cut into a predetermined length. Then, one end of the covering layer 13 and the first low temperature side pipe 81 are connected by the first adapter 16, and the other end of the covering layer 13 and the first high temperature side pipe 83 are The two adapters 17 are connected. Thereby, the first MCM heat exchanger 10 is completed. In addition, when the wire 12 has predetermined length previously, the cutting process in this step S30 is unnecessary.

以上のように、本実施形態では、撚線と被覆層を有する被覆電線と同様の要領で、集合体１１の外周に樹脂材料を押出成形することで被覆層１３を形成する。このため、最外周の線材１２ａと被覆層１３の筒状部１４との間を、充填部１５で容易に埋めることができる。   As described above, in the present embodiment, the coating layer 13 is formed by extruding the resin material on the outer periphery of the assembly 11 in the same manner as in the coated electric wire having the stranded wire and the coating layer. Therefore, the space between the outermost wire 12 a and the cylindrical portion 14 of the covering layer 13 can be easily filled with the filling portion 15.

本実施形態の第１及び第２のＭＣＭ熱交換器１０，２０、磁気ヒートポンプ装置１は、以下の効果を奏する。   The first and second MCM heat exchangers 10 and 20 and the magnetic heat pump device 1 of the present embodiment have the following effects.

本実施形態では、複数の線材１２を撚り合わせることで、当該複数の線材１２同士が互いに保持し合った集合体１１を形成することができる。これにより、液体媒体の流体圧によってそれぞれの線材１２が動いてしまうのを抑えることができ、第１のＭＣＭ熱交換器１０の熱交換効率の低下を抑制することができる。   In the present embodiment, it is possible to form an assembly 11 in which the plurality of wires 12 are mutually held by twisting the plurality of wires 12. Thereby, it can suppress that each wire 12 moves by the fluid pressure of a liquid medium, and can suppress the fall of the heat exchange efficiency of the 1st MCM heat exchanger 10. As shown in FIG.

つまり、ＭＣＭ熱交換器に収容される線材の位置と永久磁石の位置とがずれてしまうと線材１２が発熱／吸熱し難くなってしまい、線材と液体媒体との間で熱エネルギーの交換効率が悪化するおそれがある。これに対し、本実施形態のＭＣＭ熱交換器１０，２０は、このような熱エネルギーの交換効率の悪化を抑制することができる。   That is, if the position of the wire housed in the MCM heat exchanger deviates from the position of the permanent magnet, the heat / heat absorption of the wire 12 becomes difficult, and the heat energy exchange efficiency between the wire and the liquid medium becomes It may be worse. On the other hand, the MCM heat exchangers 10 and 20 of the present embodiment can suppress such deterioration of the heat energy exchange efficiency.

特に本実施形態では、複数の線材１２同士を撚り合わせた集合体１１を被覆層１３によって覆うことで、最外周に位置する線材１２が被覆層１３の充填部１５と強固に固着している。このため、隣り合う線材１２のうち外側の一方が、順次内側の他方を支持することになるので、結果として、集合体１１全体が被覆層１３によって保持されることになる。これにより、液体媒体の流体圧より一層線材１２が動いてしまうのを抑制することができ、熱交換器の熱交換効率の低下をさらに抑制することができる。   In particular, in the present embodiment, the wire rod 12 located at the outermost periphery is firmly fixed to the filling portion 15 of the coating layer 13 by covering the aggregate 11 in which the plurality of wire rods 12 are twisted together with the coating layer 13. Therefore, one of the adjacent wires 12 sequentially supports the other one, so that the entire assembly 11 is held by the covering layer 13 as a result. As a result, it is possible to suppress movement of the wire 12 further due to the fluid pressure of the liquid medium, and it is possible to further suppress the reduction in the heat exchange efficiency of the heat exchanger.

また、本実施形態では、被覆層１３は、第１及び第２の開口１３１，１３２を有しており、当該第１の開口１３１から第２の開口１３２に向かう方向と、集合体１１の延在方向とが実質的に一致しているので、ＭＣＭ熱交換器１０内を流下する液体媒体の圧力損失が増大するのを抑制している。   Further, in the present embodiment, the covering layer 13 has the first and second openings 131 and 132, and the direction from the first opening 131 to the second opening 132 and the extension of the assembly 11. Since the present direction substantially matches, the pressure loss of the liquid medium flowing down in the MCM heat exchanger 10 is suppressed from increasing.

また、本実施形態では、第１のＭＣＭ熱交換器１０において、集合体１１の最外周に位置する線材１２ａと筒状部１４の間が被覆層１３の充填部１５で塞がれている。これにより、線材１２同士の間に形成された流路１１１に液体媒体を多く通過させることができるので、熱交換の効率の向上を図ることができる。   Further, in the present embodiment, in the first MCM heat exchanger 10, the space between the wire 12 a located at the outermost periphery of the assembly 11 and the cylindrical portion 14 is closed by the filling portion 15 of the covering layer 13. Since many liquid media can be passed through the flow path 111 formed between wire rods 12 by this, the improvement of the efficiency of heat exchange can be aimed at.

また、本実施形態では、複数の線材１２が、同心撚り、集合撚り、又は複合撚りにより撚り合わされていることで、流路１１１が潰れてしまうのを防ぎつつ、これら線材１２同士を撚り合わせることができる。   Further, in the present embodiment, the plurality of wires 12 are twisted together by concentric twisting, collective twisting, or composite twisting to twist the wires 12 together while preventing the flow path 111 from being crushed. Can.

また、本実施形態では、上記（３）式及び（４）式が満たされていることで、流路１１１が潰れてしまうのをさらに防ぎつつ、これら線材１２同士を撚り合わせることができる。   Further, in the present embodiment, by satisfying the expressions (3) and (4), the wires 12 can be twisted together while further preventing the flow path 111 from being crushed.

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 to facilitate the understanding of the present invention, and are not described to limit the present invention. Therefore, each element disclosed in the above embodiment is intended to include all design changes and equivalents that fall within 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、本発明に係る熱交換器を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 apparatus described above is an example, and the heat exchanger according to the present invention may be applied to another magnetic heat pump apparatus of AMR (Active Magnetic Refrigerator) type.

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変更手段と、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、磁場変更手段の動作に連動してＭＣＭ熱交換器から第１又は第２の外部熱交換器に流体を供給する流体供給手段と、を備えてもよい。   For example, a magnetic heat pump apparatus includes one MCM heat exchanger, a magnetic field changing means for applying a magnetic field to the MCM and changing the magnitude of the magnetic field, and a first connected to the MCM heat exchanger via piping. And second external heat exchanger, and fluid supply means for supplying a fluid from the MCM heat exchanger to the first or second external heat exchanger in conjunction with the operation of the magnetic field changing means.

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、本発明に係る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 conditioning apparatuses, 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 according to the present invention is applied to a cryogenic temperature application such as a refrigerator or an application at a somewhat high temperature area. You may

また、本実施形態では、集合体１１は被覆層１３によって被覆（収容）されていたが、特にこれに限定されず、当該集合体１１を収容する容器を用いてもよい。   Moreover, in this embodiment, although the assembly 11 was coat | covered (accommodated) by the coating layer 13, it is not specifically limited to this, You may use the container which accommodates the said assembly 11. As shown in FIG.

また、本実施形態では、第１及び第２のＭＣＭ熱交換器１０，２０は、相互に同一の構成であったが、特にこれに限定されず、これらが異なる構成を有していてもよい。たとえば、第１及び第２のＭＣＭ熱交換器１０，２０の間で、異なる線径の線材を用いてもよい。また、複数の線材同士の撚り方、撚り方向、又は撚りピッチが、相互に異なっていてもよい。   Moreover, in this embodiment, although the 1st and 2nd MCM heat exchangers 10 and 20 were mutually the same composition, it is not limited in particular in this, they may have different composition. . For example, wires of different wire diameters may be used between the first and second MCM heat exchangers 10, 20. In addition, the twisting directions, the twisting directions, or the twisting pitches of the plurality of wires may be different from each other.

また、本実施形態では、ＭＣＭ熱交換器は、単一の集合体によって構成していたが、特にこれに限定されず、複数の集合体を当該ＭＣＭ熱交換器の延在方向に沿って並設して構成してもよい。この場合、複数の集合体は、相互に同一の構成を有していてもよいし、異なる構成を有していてもよい。   Further, in the present embodiment, the MCM heat exchanger is configured by a single assembly, but is not particularly limited thereto, and a plurality of assemblies are arranged in the extending direction of the MCM heat exchanger. It may be installed and configured. In this case, the plurality of aggregates may have the same configuration as each other, or may have different configurations.

なお、磁気ヒートポンプ装置を連続して使用し続けると、ＭＣＭ熱交換器においては、高温側配管と連結された側が高温となり、低温側配管と連結された側低温となる温度勾配が生じる。このため、上記例においては、並設された複数の集合体のうち、高温側に位置する集合体を構成する線材は、比較的キュリー点（キュリー温度）の高い材料を採用し、低温側に位置する集合体を構成する線材は、比較的キュリー点の低い材料を採用することが好ましい。このように、ＭＣＭ熱交換器における温度雰囲気に対応して異なるキュリー点の材料で構成された線材を用いることで、より効率良く磁気熱量効果を作用させることができる。   When the magnetic heat pump apparatus is continuously used, in the MCM heat exchanger, the temperature connected to the high temperature side pipe becomes high temperature, and a temperature gradient to become the low temperature connected to the low temperature side pipe is generated. For this reason, in the above example, among the plurality of juxtaposed assemblies, the wire material constituting the assembly positioned on the high temperature side adopts a material having a relatively high Curie point (Curie temperature), and on the low temperature side It is preferable to adopt a material having a relatively low Curie point as the wire forming the positioned assembly. Thus, the magnetocaloric effect can be more efficiently exerted by using the wire made of materials with different Curie points corresponding to the temperature atmosphere in the MCM heat exchanger.

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・・・流路
１２・・・線材
１３・・・被覆層
１３１，１３２・・・第１及び第２の開口
１４・・・筒状部
１５・・・充填部
１６・・・第１のアダプタ
１６１・・・第１の連結口
１７・・・第２のアダプタ
１７１・・・第２の連結口
２０・・・第２のＭＣＭ熱交換器
２１・・・集合体
２１１・・・流路
２２・・・線材
２３・・・被覆層
２３１，２３２・・・第３及び第４の開口
２３３・・・内部空間
２３４・・・内周面
２４・・・筒状部
２５・・・充填部
２６・・・第１のアダプタ
２６１・・・第１の連結口
２７・・・第２のアダプタ
２７１・・・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・・・ポンプ
８１〜８２・・・第１〜第２の低温側配管
８３〜８４・・・第１〜第２の高温側配管
９０…切替弁
１００…樹脂押出被覆装置
１１０…押出機
１２０…クロスヘッド
１３０…成形金型
１４０…ニップル
１４１…挿通孔
１５０…ダイス
１５１…挿通孔
１５２…流路
１６０・・・撚合わせ装置
１７０・・・送出ボビン
ＭＲ…溶融樹脂 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic heat pump apparatus 10 ... 1st MCM heat exchanger 11 ... Assembly 111 ... Flow path 12 ... Wire rod 13 ... Coating layer 131, 132 ... 1st and Second opening 14 ··· Tubular portion 15 ··· Filling portion 16 ··· First adapter 161 ··· First connection port 17 ··· Second adapter 171 ··· Second connection Port 20 ... second MCM heat exchanger 21 ... aggregate 211 ... flow path 22 ... wire rod 23 ... coating layer 231, 232 ... third and fourth openings 233 · · · · Internal space 234 · · · inner circumferential surface 24 · · · cylindrical portion 25 · · · filling portion 26 · · · first adapter 261 · · · first connection port 27 · · · second adapter 271 ... second connection port 30 ... piston 35 ... actuator 40 ... permanent magnet 50 · · Low temperature side heat exchanger 60 · · · High temperature side heat exchanger 70 · · · Pump 81 to 82 · · · 1st and 2nd low temperature side piping 83 to 84 · · 1st and 2nd high temperature side Piping 90 ... Switching valve 100 ... Resin extrusion coating device 110 ... Extrusion machine 120 ... Cross head 130 ... Molding die 140 ... Nipple 141 ... Insertion hole 150 ... Die 151 ... Insertion hole 152 ... Flow path 160 ... Twisting device 170 ... Delivery bobbin MR ... Molten resin

Claims (6)

磁気ヒートポンプ装置に用いられる熱交換器であって、
前記熱交換器は、
複数の線材を撚り合わせて構成される集合体と、
前記集合体を収容する収容部と、を備え、
前記線材は、磁気熱量効果を有する磁気熱量効果材料から構成されている熱交換器。 A heat exchanger used for a magnetic heat pump device, comprising:
The heat exchanger is
An assembly formed by twisting a plurality of wires;
And a housing portion for housing the assembly.
The heat exchanger, wherein the wire is made of a magnetocaloric material having a magnetocaloric effect. 請求項１に記載の熱交換器であって、
前記収容部は、
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、前記集合体の延在方向とが実質的に一致している熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1, wherein
The storage unit is
A first opening located at one end,
And a second opening located at the other end,
A heat exchanger, wherein a direction from the first opening to the second opening substantially matches an extending direction of the assembly. 請求項１又は２に記載の熱交換器であって、
前記収容部は、
前記集合体の周囲を囲繞する筒状部と、
前記集合体の最外周に位置する前記線材と、前記筒状部と、の間に充填された充填部と、を含む熱交換器。 The heat exchanger according to claim 1 or 2, wherein
The storage unit is
A tubular portion surrounding the periphery of the assembly;
A heat exchanger comprising: the wire positioned at the outermost periphery of the assembly; and a filling portion filled between the cylindrical portion. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱交換器であって、
前記複数の線材は、同心撚り、集合撚り、又は複合撚りにより撚り合わされている熱交換器。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 3, wherein
The heat exchanger, wherein the plurality of wires are twisted by concentric twisting, collective twisting, or composite twisting. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱交換器であって、
下記（１）及び（２）式を満たす熱交換器。
１．４×１０≦Ａ≦２．２５×１０^４・・・（１）
Ａ＝Ｐ／Ｒ・・・（２）
但し、上記（２）式において、Ｐは前記複数の線材同士を撚り合わせる撚りピッチであり、Ｒは前記線材の線径である。 The heat exchanger according to any one of claims 1 to 4, wherein
The heat exchanger which satisfies the following (1) and (2) formulas.
1.4 × 10 ≦ A ≦ 2.25 × 10 ⁴ (1)
A = P / R (2)
However, in the said (2) Formula, P is a twist pitch which twists the said several wire together, R is a wire diameter of the said wire. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の少なくとも一つの熱交換器と、
前記磁気熱量効果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変更手段と、
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、
前記磁場変更手段の動作に連動して前記熱交換器から前記第１又は第２の外部熱交換器に流体を供給する流体供給手段と、を備えた磁気ヒートポンプ装置。 At least one heat exchanger according to any one of claims 1 to 5;
Magnetic field changing means for applying a magnetic field to the magnetocaloric material and changing the magnitude of the magnetic field;
First and second external heat exchangers respectively connected to the heat exchanger via piping;
A magnetic heat pump apparatus comprising: fluid supply means for supplying a fluid from the heat exchanger to the first or second external heat exchanger in conjunction with the operation of the magnetic field changing means.

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