專利名稱：磁制冷機(jī)主動(dòng)式回?zé)崞鞯拇殴べ|(zhì)床及其傳熱方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于室溫磁制冷技術(shù)領(lǐng)域，具體是指磁制冷機(jī)主動(dòng)式回?zé)崞鞯拇?工質(zhì)床及其傳熱方法。
背景技術(shù)：
自1996年美國(guó)宇航技術(shù)中心的C.Zimm采用了活性蓄冷(AMR，又稱主動(dòng) 式磁回?zé)崞?技術(shù)，建立了一臺(tái)磁制冷機(jī)，在5T的磁場(chǎng)下獲得了 500 600W 的制冷量開始，帶磁工質(zhì)床的AMR便是室溫磁制冷裝置的核心部件。目前， AMR的磁工質(zhì)床的傳熱，對(duì)粉末狀工質(zhì)，通常是采用直接讓換熱流體(如氦氣、 水等)流過固體顆粒，但這樣一來由于阻力的增大，導(dǎo)致流體靜壓突然增大和 流速的突然降低，從而換熱速度減慢，不利于提高裝置的運(yùn)行頻率；對(duì)制作成 層狀的工質(zhì)，則通常直接讓流體流過工質(zhì)層之間，或在每個(gè)工質(zhì)層表面壓制流 體槽道，以便讓流體流過進(jìn)行換熱，同樣存在流體流速突然降低的問題，且制 作工藝復(fù)雜。對(duì)旋轉(zhuǎn)式磁制冷機(jī)來說，流體換熱系統(tǒng)不僅復(fù)雜，而且效率低。 因此，如何對(duì)帶磁工質(zhì)床的AMR進(jìn)行強(qiáng)化傳熱是提高制冷效率的重要內(nèi)容。1964年以來，熱管技術(shù)的不斷發(fā)展，以其相變傳熱，極高的傳熱效率； 內(nèi)熱阻極小，當(dāng)量導(dǎo)熱系數(shù)極高，有熱超導(dǎo)體之稱；靈活多變的結(jié)構(gòu)形式及 型體尺寸；具有很好的等溫表面；蒸發(fā)段和冷凝段可以分隔很遠(yuǎn)；輸入輸出 的熱流密度可以變化；熱虹吸管具有單向?qū)嵝缘忍攸c(diǎn)，以及成熟的熱管加 工制作技術(shù)，完全可以將熱管應(yīng)用于磁制冷機(jī)的A服工質(zhì)床，來達(dá)到強(qiáng)化傳 熱的目的，同時(shí)也有可能簡(jiǎn)化旋轉(zhuǎn)式磁制冷機(jī)的水系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種磁制冷機(jī)主動(dòng)式回 熱器的磁工質(zhì)床，可按換熱要求靈活設(shè)計(jì)、安裝熱管，其傳熱效果好，且可以 簡(jiǎn)化傳統(tǒng)磁工質(zhì)床的換熱系統(tǒng)，從而簡(jiǎn)化磁制冷裝置，降低裝置成本。本發(fā)明 的目的還在于提供采用上述磁制冷機(jī)主動(dòng)式回?zé)崞鞯拇殴べ|(zhì)床的磁制冷機(jī)主 動(dòng)式回?zé)崞鞯拇殴べ|(zhì)床傳熱方法。本發(fā)明的目的通過下述方案實(shí)現(xiàn)磁制冷機(jī)主動(dòng)式回?zé)崞鞯拇殴べ|(zhì)床，其 特征在于所述磁工質(zhì)床內(nèi)安裝有與磁工質(zhì)床相應(yīng)形狀的熱管，所述熱管一端 置于磁工質(zhì)床內(nèi)，另一端置于傳熱流體中。所述磁工質(zhì)床由多個(gè)床層組成，所述熱管為微槽平板熱管，所述微槽平板 熱管在磁工質(zhì)床的床層之間平行放置。所述磁工質(zhì)床的磁工質(zhì)為粉末狀，所述熱管為微槽平板熱管，所述微槽平 板熱管在磁工質(zhì)床內(nèi)平行放置，所述微槽平板熱管置于磁工質(zhì)床內(nèi)的部分的表 面可制作成波紋表面，這樣可以增加傳熱面積。所述磁工質(zhì)床的磁工質(zhì)為粉末狀，所述熱管也可以為細(xì)管狀熱管，所述細(xì) 管狀熱管按正方形法或等邊三角形法排列置于磁工質(zhì)床內(nèi)。所述磁制冷機(jī)為旋轉(zhuǎn)式或往復(fù)式。所述傳熱流體包括空氣、水、氦氣或 乙二醇水溶液等。采用上述磁制冷機(jī)主動(dòng)式回?zé)崞鞯拇殴べ|(zhì)床的磁制冷機(jī)主動(dòng)式回?zé)崞鞯?磁工質(zhì)床傳熱方法，是指當(dāng)磁工質(zhì)床進(jìn)入磁場(chǎng)內(nèi)時(shí)，勵(lì)磁所產(chǎn)生的熱量由熱管 位于磁工質(zhì)床內(nèi)一端(蒸發(fā)端)傳出，在熱管位于磁工質(zhì)床外的一端(冷凝端)冷凝，冷凝熱由冷凝端外側(cè)的傳熱流體傳出；當(dāng)磁工質(zhì)床離開磁場(chǎng)時(shí)，去磁產(chǎn) 生的冷量也由熱管位于磁工質(zhì)床內(nèi)一端(冷凝端)傳出，在熱管位于磁工質(zhì)床 外的一端(蒸發(fā)端)蒸發(fā)，吸收外部熱量，達(dá)到制冷的目的。 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果1、 本發(fā)明采用熱管換熱與傳統(tǒng)采用流體換熱的磁工質(zhì)床的相比有更高的 傳熱效率。2、 本發(fā)明采用熱管的形狀的自由性更便于設(shè)計(jì)安裝。3、 本發(fā)明可簡(jiǎn)化傳統(tǒng)磁工質(zhì)床換熱的流體換熱系統(tǒng)，從而簡(jiǎn)化磁制冷裝 置，降低裝置成本。


圖1為本發(fā)明磁制冷機(jī)主動(dòng)式回?zé)崞鞯拇殴べ|(zhì)床的正視圖； 圖2為本發(fā)明磁制冷機(jī)主動(dòng)式回?zé)崞鞯拇殴べ|(zhì)床(放置微槽平板熱管)的 側(cè)視圖；圖3為圖1所示熱管為在磁工質(zhì)床內(nèi)按等邊三角形法熱管布置方式結(jié)構(gòu)示 意圖；圖4為圖1所示熱管為在磁工質(zhì)床內(nèi)按正方形法熱管布置方式結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施 方式不限于此。實(shí)施例一如圖1、 2所示，磁制冷機(jī)主動(dòng)式回?zé)崞鞯拇殴べ|(zhì)床1由多個(gè)床層組成， 熱管2為微槽平板熱管，微槽平板熱管一端在磁工質(zhì)床1的床層之間平行放置， 微槽平板熱管另一端置于傳熱流體中。實(shí)施例二如圖1、 2所示，磁制冷機(jī)主動(dòng)式回?zé)崞鞯拇殴べ|(zhì)床1的磁工質(zhì)為粉末狀， 熱管2為微槽平板熱管，微槽平板熱管的一端在磁工質(zhì)床1內(nèi)平行放置，微槽 平板熱管置于磁工質(zhì)床1內(nèi)的部分的表面可制作成波紋表面，這樣可以增加傳 熱面積，微槽平板熱管另一端置于傳熱流體中。實(shí)施例三如圖1、 3、 4所示，磁制冷機(jī)主動(dòng)式回?zé)崞鞯拇殴べ|(zhì)床1的磁工質(zhì)為粉末 狀時(shí)，熱管2為細(xì)管狀熱管，細(xì)管狀熱管的一端按正方形法或等邊三角形法排 列置于磁工質(zhì)床l內(nèi)，細(xì)管狀熱管的另一端置于傳熱流體中。實(shí)施例一、二、三中，磁制冷機(jī)可以為旋轉(zhuǎn)式或往復(fù)式。傳熱流體包括空 氣、水、氦氣或乙二醇水溶液等。實(shí)施例一、二、三的磁制冷機(jī)主動(dòng)式回?zé)崞鞯拇殴べ|(zhì)床的是這樣工作的當(dāng)磁工質(zhì)床1進(jìn)入磁場(chǎng)內(nèi)時(shí)，勵(lì)磁所產(chǎn)生的熱量由熱管2位于磁工質(zhì)床1內(nèi)一 端(蒸發(fā)端)傳出，在熱管2位于磁工質(zhì)床1外的一端(冷凝端)冷凝，冷凝 熱由冷凝端外側(cè)的傳熱流體傳出；當(dāng)磁工質(zhì)床l離幵磁場(chǎng)時(shí)，去磁產(chǎn)生的冷量 也由熱管2位于磁工質(zhì)床1內(nèi)一端(冷凝端)傳出，在熱管2位于磁工質(zhì)床1外的一端(蒸發(fā)端)蒸發(fā)，吸收外部熱量，達(dá)到制冷的目的。 如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
權(quán)利要求
1. 磁制冷機(jī)主動(dòng)式回?zé)崞鞯拇殴べ|(zhì)床，其特征在于所述磁工質(zhì)床內(nèi)安裝有與磁工質(zhì)床相應(yīng)形狀的熱管，所述熱管一端置于磁工質(zhì)床內(nèi)，另一端置于傳熱流體中。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述磁制冷機(jī)主動(dòng)式回?zé)崞鞯拇殴べ|(zhì)床，其特征在于-所述磁工質(zhì)床由多個(gè)床層組成，所述熱管為微槽平板熱管，所述微槽平板熱管 在磁工質(zhì)床的床層之間平行放置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述磁制冷機(jī)主動(dòng)式回?zé)崞鞯拇殴べ|(zhì)床，其特征在于: 所述磁工質(zhì)床的磁工質(zhì)為粉末狀，所述熱管為微槽平板熱管，所述微槽平板熱 管在磁工質(zhì)床內(nèi)平行放置，所述微槽平板熱管置于磁工質(zhì)床內(nèi)的部分的表面為 波紋表面。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述磁制冷機(jī)主動(dòng)式回?zé)崞鞯拇殴べ|(zhì)床，其特征在于: 所述磁工質(zhì)床的磁工質(zhì)為粉末狀，所述熱管為細(xì)管狀熱管，所述細(xì)管狀熱管按 正方形法或等邊三角形法排列置于磁工質(zhì)床內(nèi)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述磁制冷機(jī)主動(dòng)式回?zé)崞鞯拇殴べ|(zhì)床，其特征在于: 所述磁制冷機(jī)為旋轉(zhuǎn)式或往復(fù)式。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述磁制冷機(jī)主動(dòng)式回?zé)崞鞯拇殴べ|(zhì)床，其特征在于 所述傳熱流體包括空氣、水、氦氣或乙二醇水溶液。
7、 采用權(quán)利要求1至6任一項(xiàng)所述磁制冷機(jī)主動(dòng)式回?zé)崞鞯拇殴べ|(zhì)床的 磁制冷機(jī)主動(dòng)式回?zé)崞鞯拇殴べ|(zhì)床傳熱方法，其特征在于所述磁工質(zhì)床進(jìn)入 磁場(chǎng)內(nèi)時(shí)，勵(lì)磁所產(chǎn)生的熱量由熱管位于磁工質(zhì)床內(nèi)一端即蒸發(fā)端傳出，在熱 管位于磁工質(zhì)床外的一端即冷凝端冷凝，冷凝熱由冷凝端外側(cè)的傳熱流體傳 出；所述磁工質(zhì)床離開磁場(chǎng)時(shí)，去磁產(chǎn)生的冷量也由熱管位于磁工質(zhì)床內(nèi)一端 即冷凝端傳出，在熱管位于磁工質(zhì)床外的一端即蒸發(fā)端蒸發(fā)，吸收外部熱量， 達(dá)到制冷的目的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種磁制冷機(jī)主動(dòng)式回?zé)崞鞯拇殴べ|(zhì)床，所述磁工質(zhì)床內(nèi)安裝有與磁工質(zhì)床相應(yīng)形狀的熱管，所述熱管一端置于磁工質(zhì)床內(nèi)，另一端置于傳熱流體中。本發(fā)明根據(jù)熱管具有高導(dǎo)熱性、優(yōu)良的等溫性、熱流方向可逆性以及形狀隨環(huán)境的適應(yīng)性等特性，將其應(yīng)用到旋轉(zhuǎn)式或往復(fù)式磁工質(zhì)床中，以達(dá)到強(qiáng)化傳熱的目的。本發(fā)明具有制作工藝簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊，換熱效率高等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F25B21/00GK101251315SQ20071002901
公開日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2007年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月4日
發(fā)明者巖 劉, 巫江虹, 王惜慧 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)