專利名稱：磁熱泵設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及一種磁熱泵設(shè)備，其中磁性工作材料的磁熱效應(yīng)被用于該磁熱泵設(shè)備。
背景技術(shù)：
磁熱泵設(shè)備在現(xiàn)有技術(shù)中是公知的，例如，如法國(guó)專利出版物第2943406號(hào)中所公開的，根據(jù)該專利出版物，磁性工作材料的磁熱元件磁性地并且周期性地被操作或從其磁性操作被釋放，冷卻流體交替地移動(dòng)到高溫室和低溫室(該高溫室和低溫室設(shè)置在磁熱元件的兩側(cè))，使得冷卻流體與磁熱元件的磁場(chǎng)施加階段或磁場(chǎng)釋放階段同步地通過磁熱元件，并從而執(zhí)行熱傳遞。根據(jù)這種現(xiàn)有技術(shù)，通過磁熱元件的冷卻流體的流動(dòng)方向在磁場(chǎng)施加階段和磁場(chǎng)釋放階段是反向的，使得冷卻流體以往復(fù)方式連續(xù)流動(dòng)。
上述現(xiàn)有技術(shù)沒有公開要被施加到磁熱元件的磁場(chǎng)的增加-減小率和冷卻流體的流動(dòng)速度之間的關(guān)系。問題在于磁熱泵設(shè)備的操作條件不同于卡諾循環(huán)(卡諾循環(huán)是理想的熱循環(huán)中的一個(gè))，并因此不能實(shí)現(xiàn)充分高的操作效率。本公開的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)將磁場(chǎng)的增加或減小的變化率與冷卻流體(加熱介質(zhì))的流動(dòng)速度之間的關(guān)系控制在預(yù)定范圍內(nèi)時(shí)可以在等溫條件下增加或減小施加到磁熱元件的磁場(chǎng)，并因此減小與理想熱循環(huán)的差距。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述多個(gè)問題形成本公開。本公開的一個(gè)目的是提供一種磁熱泵設(shè)備，根據(jù)該磁熱泵設(shè)備，磁熱泵設(shè)備的操作效率增加。根據(jù)本公開的特征，磁熱泵設(shè)備具有磁制冷裝置，該磁制冷裝置包括(a)容器裝置，所述容器裝置具有用于容納磁性工作材料的工作室，所述磁性工作材料具有磁熱效應(yīng)，其中熱介質(zhì)通過工作室；(b)磁場(chǎng)控制單元，用于改變要被施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)的強(qiáng)度；和(C)熱介質(zhì)移動(dòng)裝置，用于使熱介質(zhì)在工作室中移動(dòng)，使得熱介質(zhì)在工作室的第一軸向端部與第二軸向端部之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。磁熱泵設(shè)備還具有散熱裝置，用于將第二軸向端部側(cè)的熱介質(zhì)中所含有的熱量散發(fā)到散熱裝置的外部；和吸熱裝置，用于將熱量從吸熱裝置的外部吸收到在第一軸向端部側(cè)的熱介質(zhì)中。在上述磁熱泵設(shè)備中，磁熱泵設(shè)備的熱泵循環(huán)包括被重復(fù)執(zhí)行的以下第一步驟至第四步驟⑴增加磁性工作材料的溫度的第一步驟；(ii)通過磁場(chǎng)控制單元增加要被施加到在第一步驟中溫度被增加的磁性工作材料的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的第二步驟，其中熱介質(zhì)通過熱介質(zhì)移動(dòng)裝置從第一軸向端部移動(dòng)到第二軸向端部；(iii)在第二步驟之后降低磁性工作材料的溫度的第三步驟；和(iv)通過磁場(chǎng)控制單元減小施加到在第三步驟中溫度被降低的磁性工作材料的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的第四步驟，其中熱介質(zhì)從第二軸向端部移動(dòng)到第一軸向端部。此外，在以上磁熱泵設(shè)備中，在吸熱裝置中吸收的熱量從散熱裝置被散發(fā)。熱介質(zhì)移動(dòng)裝置和磁場(chǎng)控制單元被同步，使得在第二步驟和第四步驟中，當(dāng)通過熱介質(zhì)移動(dòng)裝置進(jìn)行的移動(dòng)速度越高時(shí)，通過磁場(chǎng)控制單元進(jìn)行的要被施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的變化率越大。根據(jù)上述特征，在第二步驟中，熱介質(zhì)移動(dòng)裝置將熱介質(zhì)從第一軸向端部移動(dòng)到第二軸向端部。另外，磁場(chǎng)控制單元改變要被施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)，使得當(dāng)熱介質(zhì)的移動(dòng)速度增加時(shí)，磁場(chǎng)的增加速率變大。 因此，當(dāng)熱介質(zhì)的移動(dòng)速度變得越高時(shí)，要被施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)的增加速率越大，從而可以有效地執(zhí)行從磁性工作材料到熱介質(zhì)的熱傳遞。因此，在磁性工作材料中產(chǎn)生的熱量(熱能量)變大。根據(jù)這種特征，在第二步驟中，可以保持磁性工作材料處于幾乎等溫狀態(tài)下。另外，根據(jù)上述特征，在第四步驟中，熱介質(zhì)移動(dòng)裝置將熱介質(zhì)從第二軸向端部移動(dòng)到第一軸向端部。同時(shí)，磁場(chǎng)控制單元改變施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)，使得當(dāng)熱介質(zhì)的移動(dòng)速度增加時(shí)，磁場(chǎng)的減小速率變大。此，當(dāng)熱介質(zhì)的移動(dòng)速度變得越高時(shí)，要被施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)的減小速率變得越大，從而可以有效地執(zhí)行從熱介質(zhì)到磁性工作材料的熱傳遞。因此，磁性工作材料中的吸熱量(產(chǎn)生的冷能量)較大。根據(jù)這種特征，在第四步驟中，可以保持磁性工作材料處于幾乎等溫狀態(tài)下。根據(jù)上述特征，可以在第二步驟中抑制與熱循環(huán)的等溫激發(fā)的理想過程的差距，并且在第四步驟中抑制與熱循環(huán)的等溫去磁的理想過程的差距。因此，可以增加磁熱泵設(shè)備的操作效率。上述說明特征可以被進(jìn)一步概括如下根據(jù)磁熱泵設(shè)備的熱泵循環(huán)，通過磁場(chǎng)控制單元要被施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)的強(qiáng)度以及通過熱介質(zhì)移動(dòng)裝置進(jìn)行的熱介質(zhì)的移動(dòng)周期性地變化，使得在吸熱裝置中吸收的熱量從散熱裝置被散發(fā)。在考慮操作效率的理想熱循環(huán)的情況下，熱泵循環(huán)具有等溫激發(fā)過程和等溫去磁過程。在等溫激發(fā)過程中，要被施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)增加，同時(shí)磁性工作材料的溫度沒有變化。在等溫去磁過程中,施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)減小，同時(shí)磁性工作材料的溫度沒有變化。另外，在等溫激發(fā)過程中，要被施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)通過磁場(chǎng)控制單元增力口，同時(shí)熱介質(zhì)通過熱介質(zhì)移動(dòng)裝置從第一軸向端部移動(dòng)到第二軸向端部。在等溫去磁過程中，施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)通過磁場(chǎng)控制單元減小，同時(shí)熱介質(zhì)通過熱介質(zhì)移動(dòng)裝置從第二軸向端部移動(dòng)到第一軸向端部。在以上等溫激發(fā)過程和等溫去磁過程中，熱介質(zhì)移動(dòng)裝置和磁場(chǎng)控制單元被同步，使得當(dāng)通過熱介質(zhì)移動(dòng)裝置進(jìn)行的熱介質(zhì)的移動(dòng)速度較高時(shí)，通過磁場(chǎng)控制單元進(jìn)行的要被施加到磁性工作材料的強(qiáng)度的變化率較大。在理想熱循環(huán)的等溫激發(fā)過程的情況下，熱介質(zhì)移動(dòng)裝置將熱介質(zhì)從第一軸向端部移動(dòng)到第二軸向端部。此外，磁場(chǎng)控制單元增加要被施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)，使得當(dāng)熱介質(zhì)的移動(dòng)速度較高時(shí)，通過磁場(chǎng)控制單元要被施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的增加速率變大。因此，當(dāng)熱介質(zhì)的移動(dòng)速度變得較高時(shí)，要被施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的增加速率變得較大，從而可以有效地執(zhí)行從磁性工作材料到熱介質(zhì)的熱傳遞。因此，磁性工作材料中產(chǎn)生的熱量增加。如上所述，在等溫激發(fā)過程中，可以保持磁性工作材料處于幾乎等溫狀態(tài)下。在理想熱循環(huán)的等溫去磁過程的情況下，熱介質(zhì)移動(dòng)裝置將熱介質(zhì)從第二軸向端部移動(dòng)到第一軸向端部。此外，磁場(chǎng)控制單元減小施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)，使得當(dāng)熱介 質(zhì)的移動(dòng)速度較高時(shí)，通過磁場(chǎng)控制單元施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的減小速率變得較大。因此，當(dāng)熱介質(zhì)的移動(dòng)速度變得較高時(shí)，施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的減小速率較大，從而可以有效地執(zhí)行從熱介質(zhì)到磁性工作材料的熱傳遞。因此，磁性工作材料中的吸熱量增加。如上所述，在等溫去磁過程中，可以保持磁性工作材料處于幾乎等溫狀態(tài)下。因此，可以減小與在等溫激發(fā)過程和等溫去磁過程中的理想熱循環(huán)的差距，從而提高磁熱泵設(shè)備的操作效率。根據(jù)本公開的另一個(gè)特征，磁熱泵設(shè)備的磁制冷裝置包括(a)容器裝置，所述容器裝置具有用于容納磁性工作材料的工作室，所述磁性工作材料具有磁熱效應(yīng)，其中熱介質(zhì)通過工作室；(b)磁場(chǎng)控制單元，用于改變要被施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)的強(qiáng)度；和(C)熱介質(zhì)移動(dòng)裝置，用于使熱介質(zhì)在工作室中移動(dòng)，使得熱介質(zhì)在工作室的第一軸向端部與第二軸向端部之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。磁熱泵設(shè)備還具有散熱裝置，用于將第二軸向端部側(cè)的熱介質(zhì)中所含有的熱量散發(fā)到散熱裝置的外部；和吸熱裝置，用于將熱量從吸熱裝置的外部吸收到在第一軸向端部側(cè)的熱介質(zhì)中。磁熱泵設(shè)備的熱泵循環(huán)包括以下第一步驟至第四步驟，第一步驟至第四步驟被重復(fù)執(zhí)行，使得在吸熱裝置中吸收的熱量從散熱裝置被散發(fā)(i)第一步驟，用于在工作室中的熱介質(zhì)的移動(dòng)被熱介質(zhì)移動(dòng)裝置停止時(shí)通過磁場(chǎng)控制單元增加要被施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)；(ii)第二步驟，用于通過熱介質(zhì)移動(dòng)裝置將熱介質(zhì)從第一軸向端部移動(dòng)到第二軸向端部，而不減小施加到磁性工作材料的在第一步驟中已經(jīng)通過磁場(chǎng)控制單元增加的磁場(chǎng)，其中在第一步驟開始的一定時(shí)間段過去之后，或者當(dāng)根據(jù)時(shí)間的推移變化的物理量達(dá)到預(yù)定值時(shí)，執(zhí)行第二步驟；(iii)第三步驟，用于在熱介質(zhì)在工作室中的移動(dòng)被熱介質(zhì)移動(dòng)裝置停止時(shí)在第二步驟之后通過場(chǎng)控制單元減小施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)；以及
(iv)第四步驟，用于通過熱介質(zhì)移動(dòng)裝置將熱介質(zhì)從第二軸向端部移動(dòng)到第一軸向端部，而不增加施加到磁性工作材料的在第三步驟中已經(jīng)通過磁場(chǎng)控制單元減小的磁場(chǎng)，其中在第三步驟開始的一定時(shí)間段過去之后，或者當(dāng)根據(jù)時(shí)間的推移變化的物理量達(dá)到另一個(gè)預(yù)定值時(shí)，執(zhí)行第四步驟。根據(jù)上述特征，絕熱狀態(tài)形成，在該絕熱狀態(tài)下，熱介質(zhì)在工作室中通過熱介質(zhì)移動(dòng)裝置的移動(dòng)在第一步驟中被停止。在這種絕熱狀態(tài)下，要被施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)增加，從而增加磁性工作材料的溫度。在第二步驟中，熱介質(zhì)從工作室的第一軸向端部移動(dòng)到第二軸向端部，使得在第一步驟中在磁性工作材料中產(chǎn)生的熱能量被傳遞給熱介質(zhì)并移動(dòng)到第二軸向端部。在第三步驟中，絕熱狀態(tài)形成，在該絕熱狀態(tài)下，熱介質(zhì)在工作室中通過熱介質(zhì)移動(dòng)裝置的移動(dòng)被停止。在這種絕熱狀態(tài)下，要被施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)減小，從而降低磁性工作材料的溫度?！ぴ诘谒牟襟E中，熱介質(zhì)從工作室的第二軸向端部移動(dòng)到第一軸向端部，使得在第三步驟中在磁性工作材料中產(chǎn)生的冷能量被傳遞給熱介質(zhì)并移動(dòng)到第一軸向端部。因此，在第一步驟中，磁性工作材料的溫度等熵地增加，并且在第二步驟中，在第一步驟中溫度增加的磁性工作材料的熱能量移動(dòng)到工作室的第二軸向端部。在第三步驟中，磁性工作材料的溫度等熵地減小，并且在第四步驟中，在第三步驟中溫度降低的磁性工作材料的冷能量移動(dòng)到工作室的第一軸向端部。因此，在吸熱裝置中吸收的熱量有效地從第一軸向端部移動(dòng)到第二軸向端部，并且從散熱裝置被散發(fā)。因此，可以增加磁熱泵設(shè)備的操作效率。


本公開的上述及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將從以下參照附圖的詳細(xì)說明中變得更加清楚可見。在附圖中圖I是應(yīng)用根據(jù)本公開的第一實(shí)施例的磁熱泵設(shè)備的磁制冷系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)；圖2是顯示磁制冷系統(tǒng)的熱交換容器單元的示意性橫截面圖；圖3是放大示意性視圖，其中熱交換容器裝置的相關(guān)部分在直線方向上被放大；圖4是顯示磁制冷系統(tǒng)的相關(guān)部分用于說明該相關(guān)部分的操作(第一步驟的操作)的示意性橫截面圖；圖5是顯示磁制冷系統(tǒng)的相關(guān)部分用于說明該相關(guān)部分的操作(第二步驟的操作)的示意性橫截面圖；圖6是顯示磁制冷系統(tǒng)的相關(guān)部分用于說明該相關(guān)部分的操作(第三步驟的操作)的示意性橫截面圖；圖7是顯示磁制冷系統(tǒng)的相關(guān)部分用于說明該相關(guān)部分的操作(第四步驟的操作)的示意性橫截面圖；圖8是顯示工作室中的加熱介質(zhì)的流體速度的曲線圖；圖9是顯示施加到工作室中的磁性工作材料的磁場(chǎng)的曲線圖；圖10是以溫度-熵圖顯示用于本公開的磁制冷系統(tǒng)的熱循環(huán)的特性特征的曲線圖11是顯示熱交換容器裝置的變形例的示意性橫截面圖；圖12是放大示意性視圖，其中圖11的熱交換容器裝置的相關(guān)部分在直線方向上被放大；圖13是顯示熱交換容器裝置的另一個(gè)變形例的示意性橫截面圖；圖14是放大示意性視圖，其中圖13的熱交換容器裝置的相關(guān)部分在直線方向上被放大；圖15是顯示熱交換容器裝置的又一個(gè)變形例的示意性橫截面圖；圖16是顯示熱交換容器裝置的又一個(gè)變形例的示意性橫截面圖；
圖17是放大示意性視圖，其中又一個(gè)變形例的的熱交換容器裝置的相關(guān)部分在直線方向上被放大；圖18是根據(jù)本公開的第二實(shí)施例的顯示工作室中的加熱介質(zhì)的流體速度的曲線圖；圖19是顯示施加到第二實(shí)施例的工作室中的磁性工作材料的磁場(chǎng)的曲線圖；圖20是應(yīng)用根據(jù)本公開的第三實(shí)施例的磁熱泵設(shè)備的磁制冷系統(tǒng)的示意性結(jié)構(gòu)；圖21是用于配備有應(yīng)用根據(jù)本公開的第四實(shí)施例的磁熱泵設(shè)備的磁制冷系統(tǒng)的車輛的空氣調(diào)節(jié)裝置的示意性結(jié)構(gòu)；圖22是顯示根據(jù)第四實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)的放大橫截面圖；圖23是顯示第四實(shí)施例的熱交換容器裝置的示意性橫截面圖；圖24是顯示第四實(shí)施例的工作室中的加熱介質(zhì)的流體速度的曲線圖；圖25是顯示施加到第四實(shí)施例的工作室中的磁性工作材料的磁場(chǎng)的曲線圖；圖26是以溫度-熵圖顯示用于第四實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)的熱循環(huán)的特性特征的曲線圖；圖27是用于說明活塞、高溫側(cè)容器單元部分和低溫側(cè)容器單元部分的操作的時(shí)間圖表;圖28是顯示第五實(shí)施例的工作室中的加熱介質(zhì)的流體速度的曲線圖；圖29是顯示施加到第五實(shí)施例的工作室中的磁性工作材料的磁場(chǎng)的曲線圖；圖30是以溫度-熵圖顯示用于第五實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)的熱循環(huán)的特性特征的曲線圖；圖31是顯示施加到第六實(shí)施例的工作室中的磁性工作材料的磁場(chǎng)的曲線圖；圖32是以溫度熵圖顯示用于第六實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)的熱循環(huán)的特性特征的曲線圖；圖33是顯示磁制冷系統(tǒng)的變形例的示意性橫截面圖；和圖34是顯示所述變形例的熱交換容器裝置的示意性橫截面圖。以下參照附圖通過多個(gè)實(shí)施例說明本公開。在整個(gè)實(shí)施例中使用相同的附圖標(biāo)記以指示相同或類似的部分和/或部件。
具體實(shí)施例方式(第一實(shí)施例)
圖I示意性地顯示根據(jù)本公開的第一實(shí)施例的用于磁熱泵設(shè)備的磁制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。圖2顯示了用于磁制冷系統(tǒng)2的熱交換容器單元31的橫截面圖。圖I中所示的磁制冷裝置是磁制冷系統(tǒng)的相關(guān)部分，并且對(duì)應(yīng)于沿著圖2中的線I-I截得的橫截面圖。圖3是顯示磁制冷系統(tǒng)2的熱交換容器單元31的相關(guān)部分的放大橫截面圖，其中該熱交換容器單元在沿圓周方向上的結(jié)構(gòu)在直線方向上被放大。圖I中所不的磁制冷系統(tǒng)是AMR (有源磁制冷機(jī))式磁制冷系統(tǒng)，根據(jù)該AMR式磁制冷系統(tǒng)，由磁熱效應(yīng)產(chǎn)生的冷能量以及熱能量被儲(chǔ)存在磁性工作材料30中。本實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)2由磁制冷裝置3、高溫 側(cè)制冷劑回路4(也被稱為第二制冷劑回路)和低溫側(cè)制冷劑回路5 (也被稱為第一制冷劑回路)構(gòu)成。磁制冷裝置3通過磁熱效應(yīng)產(chǎn)生冷能量和熱能量。熱介質(zhì)(例如，包括防凍液等的水，以下也被稱為制冷劑)通過由磁制冷裝置3產(chǎn)生的熱能量被加熱，并且這種熱介質(zhì)在高溫側(cè)制冷劑回路4中循環(huán)通過加熱側(cè)熱交換器13 (也被稱為散熱裝置)。熱介質(zhì)(制冷劑)通過由磁制冷裝置3產(chǎn)生的冷能量被冷卻，并且在低溫側(cè)制冷劑回路5中循環(huán)通過冷卻側(cè)熱交換器12 (也被稱為吸熱裝置)。磁制冷系統(tǒng)2優(yōu)選地應(yīng)用到例如用于車輛的空氣調(diào)節(jié)裝置。例如，熱量從流動(dòng)通過空氣調(diào)節(jié)裝置的殼體的空氣被冷卻側(cè)熱交換器12吸收以將空氣冷卻下來。然后，冷卻下來的空氣通過加熱側(cè)熱交換器13的散熱被該加熱側(cè)熱交換器13加熱，使得溫度被控制的空氣被吹送到車輛的乘客室內(nèi)以控制車輛內(nèi)部的空氣的溫度。磁制冷裝置3由熱交換容器裝置31 (以下也被稱為容器裝置31)、磁場(chǎng)控制單元32、一對(duì)(第一和第二)制冷劑泵34A和34B、電動(dòng)機(jī)35等構(gòu)成。多個(gè)工作室311形成在容器裝置31中，其中具有磁熱效應(yīng)的磁性工作材料30容納在該工作室31中，并且熱介質(zhì)(制冷劑)通過該工作室31。更準(zhǔn)確地，磁性工作材料30以多層方式被填充，并且熱介質(zhì)通過磁性工作材料30之間的空間。磁場(chǎng)控制單元32將磁場(chǎng)施加到磁性工作材料30，從磁性工作材料30除去磁場(chǎng)，并且改變要施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的強(qiáng)度。所述一對(duì)制冷劑泵34A和34B(也被稱為“泵裝置”或“制冷劑移動(dòng)裝置”)使熱介質(zhì)(制冷劑)在容器裝置31中移動(dòng)。電動(dòng)機(jī)35驅(qū)動(dòng)磁制冷裝置3。S卩，磁場(chǎng)控制單元32相對(duì)于容器裝置31旋轉(zhuǎn)。如圖I所示，第一制冷劑泵34A和第二制冷劑泵34B在容器裝置31的兩側(cè)與容器裝置31同軸布置。容器裝置31形成為中空?qǐng)A柱形形狀。多個(gè)工作室311設(shè)置在容器裝置31的內(nèi)周邊區(qū)域中，其中磁性工作材料30填充在所述多個(gè)工作室311中的每一個(gè)中，并且熱介質(zhì)(制冷劑)通過所述多個(gè)工作室311中的每一個(gè)。如圖2所示，多個(gè)工作室311 (在本實(shí)施例中12個(gè)室)沿圓周方向以相等間隔布置。如圖I所示，用于熱介質(zhì)(制冷劑)的入口端口和出口端口分別設(shè)置在每一個(gè)工作室311的第一軸向端部311b和每一個(gè)工作室311的第二軸向端部311a處,第二軸向端部311a在軸向方向(在附圖的左右方向)上與第一軸向端部311b相對(duì)。第一制冷劑進(jìn)入端口 313a和第一制冷劑排出端口 313b形成在每一個(gè)工作室311的第一軸向端部311b側(cè)，而第二制冷劑進(jìn)入端口 312a和第二制冷劑排出端口 312b形成在每一個(gè)工作室311的第二軸向端部31 Ia側(cè)。高溫側(cè)制冷劑回路4的上游端連接到第二制冷劑排出端口 312b。低溫側(cè)制冷劑回路5的上游端連接到第一制冷劑排出端口 313b
第一壓力切換閥42a設(shè)置在容器裝置31中以使工作室311在第一軸向端部311b側(cè)的空間與第一制冷劑進(jìn)入端口 313a連通或與第一制冷劑排出端口 313b連通。以類似的方式，第二壓力切換閥42b設(shè)置在容器裝置31中以使工作室311在第二軸向端部311a側(cè)的空間與第二制冷劑進(jìn)入端口 312a連通或與第二制冷劑排出端口 312b連通。第一壓力切換閥42a和第二壓力切換閥42b —起被稱為壓力閥裝置。當(dāng)?shù)谝恢评鋭┻M(jìn)入端口 313a與工作室311之間的壓力差低于預(yù)定值時(shí)，第一壓力切換閥42a —方面切斷第一制冷劑進(jìn)入端口 313a與工作室311在第一軸向端部311b側(cè)的空間之間的制冷劑通道，而另一方面，第一壓力切換閥42a打開工作室311在第一軸向端部311b側(cè)的空間與第一制冷劑排出端口 313b之間的制冷劑通道。當(dāng)?shù)谝恢评鋭┻M(jìn)入端口313a與工作室311之間的壓力差變得高 于預(yù)定值時(shí)，第一壓力切換閥42a的閥構(gòu)件被向上升起(沿與容器裝置31的中心軸線相對(duì)的方向)，使得第一制冷劑進(jìn)入端口 313a與工作室311在第一軸向端部311b的空間之間的制冷劑通道打開，而工作室311在第一軸向端部311b的空間與第一制冷劑排出端口 313b之間的制冷劑通道被切斷。以同樣方式，當(dāng)?shù)诙评鋭┻M(jìn)入端口 312a與工作室311之間的壓力差低于預(yù)定值時(shí)，第二壓力切換閥42b —方面切斷第二制冷劑進(jìn)入端口 312a與工作室311在第二軸向端部311a側(cè)的空間之間的制冷劑通道，而另一方面，第二壓力切換閥42b打開工作室311在第二軸向端部311a側(cè)的空間與第二制冷劑排出端口 312b之間的制冷劑通道。當(dāng)?shù)诙评鋭┻M(jìn)入端口 312a與工作室311之間的壓力差變得高于預(yù)定值時(shí)，第二壓力切換閥42b的閥構(gòu)件被向上升起(沿與容器裝置31的中心軸線相對(duì)的方向)，使得第二制冷劑進(jìn)入端口312a與工作室311在第二軸向端部311a的空間之間的制冷劑通道打開，而工作室311在第二軸向端部311a的空間與第二制冷劑排出端口 312b之間的制冷劑通道被切斷。磁場(chǎng)控制單元32由旋轉(zhuǎn)軸321、固定到旋轉(zhuǎn)軸321的轉(zhuǎn)子322和連接在轉(zhuǎn)子322的外周邊處的永磁體323構(gòu)成，并容納在容器裝置31內(nèi)部。旋轉(zhuǎn)軸321被支承部可旋轉(zhuǎn)地支撐，所述支承部設(shè)置在容器裝置31的兩個(gè)軸向側(cè)部處。旋轉(zhuǎn)軸321的軸向端部中的每一個(gè)都從容器裝置31沿其軸向方向延伸，使得該旋轉(zhuǎn)軸321經(jīng)由速度改變裝置37連接到每一個(gè)制冷劑泵34A和34BDE的驅(qū)動(dòng)軸341，如下所述。制冷劑泵34A的驅(qū)動(dòng)軸341連接到電動(dòng)機(jī)35，使得驅(qū)動(dòng)軸341通過電動(dòng)機(jī)35旋轉(zhuǎn)。如圖2所示，轉(zhuǎn)子322 (永磁體323牢固地連接到轉(zhuǎn)子322的外周邊)固定到旋轉(zhuǎn)軸321，使得在轉(zhuǎn)子322與容器裝置31的內(nèi)周表面之間形成小徑向間隙，從而轉(zhuǎn)子322在容器裝置31中旋轉(zhuǎn)。多個(gè)永磁體323(在本實(shí)施例中為兩個(gè)磁體)設(shè)置在轉(zhuǎn)子322的外周邊處，使得磁體323中的每一個(gè)都根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸321的旋轉(zhuǎn)周期性地接近容器裝置31的相應(yīng)的工作室311。一對(duì)溝槽在永磁體323之間形成在轉(zhuǎn)子322中，其中溝槽中的每一個(gè)都在軸向方向上延伸。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，其中容器裝置31和轉(zhuǎn)子322作為磁軛工作，通過永磁體323產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁場(chǎng)施加到容納在工作室311中的每一個(gè)中的磁性工作材料30，或者磁場(chǎng)根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸321的旋轉(zhuǎn)被除去。由非磁性材料(例如，樹脂)制成的保持構(gòu)件33圍繞相應(yīng)的工作室311形成，使得工作室311中的每一個(gè)都通過相應(yīng)的保持構(gòu)件33定位在容器裝置31中。圖3顯示了固定到轉(zhuǎn)子322的永磁體323和容器裝置31的相關(guān)部分的橫截面圖。圖3是顯示相關(guān)部分的放大圖，其中沿容器裝置31的圓周方向(即，轉(zhuǎn)子322的旋轉(zhuǎn)方向)的相關(guān)部分在直線方向上被放大。如圖2中示意性地所示，連接到轉(zhuǎn)子322的外周邊的永磁體323中的每一個(gè)都幾乎被相等地磁化，并且永磁體323的徑向厚度在其旋轉(zhuǎn)方向上也是恒定的。然而，如圖3所示，永磁體323被形成為使得轉(zhuǎn)子322的中心與轉(zhuǎn)子322的外周表面之間的距離沿旋轉(zhuǎn)方向在圓周區(qū)域上不是恒定的。根據(jù)這種特征，當(dāng)轉(zhuǎn)子322旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁體323的外周表面與容器31的內(nèi)周表面之間的間隙將被改變。容納磁性工作材料30的工作室311置于磁體323的外表面與容器裝置31的內(nèi)表面之間的間隙中。間隙對(duì)應(yīng)于由永磁體323和磁軛(該磁軛由容器裝置31和轉(zhuǎn)子322構(gòu)成)形成的磁路的間隙31G。間隙31G被形成為使得當(dāng)轉(zhuǎn)子322旋轉(zhuǎn)時(shí)要被施加到磁性工作材料30 (磁性工作材料30容納在相應(yīng)的工作室311中)的磁場(chǎng)以預(yù)定圖案變化。更準(zhǔn)確地，磁場(chǎng)以圖9中所 示的磁圖案變化。圖3中所示的永磁體323的外周邊的形狀沿旋轉(zhuǎn)方向按照從導(dǎo)引部分到向后部分的順序?qū)?yīng)于圖9中所示的磁曲線。形成在轉(zhuǎn)子322中的溝槽中的每一個(gè)都對(duì)應(yīng)于圖9中的磁圖案的一部分，在該部分處，磁場(chǎng)基本上被除去。所述一對(duì)制冷劑泵34A和34B構(gòu)成用于使制冷劑在容器裝置31中移動(dòng)的制冷劑移動(dòng)裝置(泵裝置)，使得制冷劑在相應(yīng)工作室311的第一軸向端部311b與第二軸向端部311a之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本實(shí)施例，串聯(lián)式活塞泵用于制冷劑泵34A和34B。在串聯(lián)式活塞泵中，抽吸機(jī)構(gòu)和排放機(jī)構(gòu)同軸布置并通過一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸341操作。然而，根據(jù)本實(shí)施例，每一個(gè)泵的僅一側(cè)泵機(jī)構(gòu)用于操作磁制冷系統(tǒng)?？梢蕴峁┮粋€(gè)泵并使用兩側(cè)泵機(jī)構(gòu)。更詳細(xì)地，如圖I所示，制冷劑泵34A和34B中的每一個(gè)都具有殼體340、可旋轉(zhuǎn)地支撐在殼體340中的驅(qū)動(dòng)軸341、以傾斜方式固定到驅(qū)動(dòng)軸341并與驅(qū)動(dòng)軸341 —起旋轉(zhuǎn)的斜板342、根據(jù)斜板342的旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的多對(duì)活塞343、在斜板342的兩側(cè)形成在殼體340中用于以往復(fù)的方式分別容納所述一對(duì)活塞343的多對(duì)缸筒344a(和344b)。缸筒344a和344b也被稱為泵室。驅(qū)動(dòng)軸341在其兩個(gè)軸向端部處由支承部可旋轉(zhuǎn)地支撐，所述支承部設(shè)置在殼體340中。驅(qū)動(dòng)軸341的一個(gè)軸向端部從殼體340向外延伸，使得驅(qū)動(dòng)軸341經(jīng)由速度改變裝置37連接到旋轉(zhuǎn)軸321。速度改變裝置37中的每一個(gè)都構(gòu)成動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，根據(jù)該動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)35的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由制冷劑泵34A的連接到電動(dòng)機(jī)35的驅(qū)動(dòng)軸341被傳遞給容器裝置31的旋轉(zhuǎn)軸321和制冷劑泵34B的驅(qū)動(dòng)軸341。速度改變裝置37中的每一個(gè)都被構(gòu)造成使得該速度改變裝置調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸321的轉(zhuǎn)速相對(duì)于相應(yīng)制冷劑泵34A和34B的驅(qū)動(dòng)軸341的轉(zhuǎn)速的比值?；谶B接到旋轉(zhuǎn)軸321的永磁體323的數(shù)量確定減速比。例如，在本實(shí)施例的兩個(gè)磁體的情況下，減速比被設(shè)定為使得當(dāng)制冷劑泵34A和34B的每個(gè)活塞343往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩次時(shí)旋轉(zhuǎn)軸321旋轉(zhuǎn)一圈。制冷劑泵34A和34B中的每一個(gè)被操作，使得制冷劑與施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的變化(即，磁場(chǎng)的施加和除去)同步地被吸入到容器裝置31的每一個(gè)工作室311中或從每一個(gè)工作室311被排出。制冷劑泵34A的第一缸筒(泵室)344a經(jīng)由第一連接管314a連接到容器裝置31的第一制冷劑進(jìn)入端口 313a。制冷劑泵34B的第二缸筒(泵室)344b經(jīng)由第二連接管314b連接到容器裝置31的第二制冷劑進(jìn)入端口 312a。低溫側(cè)制冷劑回路5的下游端連接到第一連接管314a。允許制冷劑從上游側(cè)流動(dòng)到下游側(cè)但是禁止制冷劑從下游側(cè)流動(dòng)到上游側(cè)的止回閥(單向閥)43b設(shè)置在低溫側(cè)制冷劑回路5中。第一蓄壓箱(蓄壓裝置)41a設(shè)置在第一連接管314a中。第一蓄壓箱41a的填充有氣體的內(nèi)部空間經(jīng)由第一連接管314a連接到制冷劑泵34A的第一缸筒344a。第一蓄壓箱41a通過改變填充在該第一蓄壓箱內(nèi)部空間中的氣體的體積來積蓄壓力。高溫側(cè)制冷劑回路4的下游端連接到第二連接管314b。允許制冷劑從上游側(cè)流動(dòng)到下游側(cè)但是禁止制冷劑從下游側(cè)流動(dòng)到上游側(cè)的止回閥(一通閥)43a設(shè)置在高溫側(cè)制冷劑回路4中。第二蓄壓箱(蓄壓裝置)41b設(shè)置在第二連接管314b中。第二蓄壓箱41b的填充有氣體的內(nèi)部空間經(jīng)由第二連接管314b連接到制冷劑泵34B的第二缸筒344b。第二蓄壓箱41b通過改變填充在該第二蓄壓箱41b的內(nèi)部空間中的氣體的體積來積蓄壓力。第一蓄壓箱41a和第二蓄壓箱41b以及第一壓力切換閥42a和第二壓力切換閥42b 一起被稱為熱介質(zhì)移動(dòng)禁止單元。雖然在附圖中未詳細(xì)示出，但是制冷劑泵34A和34B中的每一個(gè)都具有多個(gè)缸筒(泵室)344a和344b，所述缸筒的數(shù)量對(duì)應(yīng)于容器裝置3 I的工作室311的數(shù)量。每一個(gè)泵室344a (用于低溫側(cè))和每一個(gè)泵室344b (用于高溫側(cè))形成一對(duì)泵機(jī)構(gòu)(用于移動(dòng)熱介質(zhì)的結(jié)構(gòu))。此外，每一對(duì)泵機(jī)構(gòu)彼此相同。然而，并不總是必須設(shè)置冷卻側(cè)熱交換器12和加熱側(cè)熱交換器13，所述冷卻側(cè)熱交換器12和加熱側(cè)熱交換器13的數(shù)量對(duì)應(yīng)于工作室311的數(shù)量。多個(gè)冷卻側(cè)熱交換器12可以集中在一起以構(gòu)成一個(gè)冷卻側(cè)熱交換器或數(shù)量小于工作室311的數(shù)量的多個(gè)冷卻側(cè)熱交換器。以類似的方式，多個(gè)加熱側(cè)熱交換器13可以集中在一起以構(gòu)成一個(gè)加熱側(cè)熱交換器或數(shù)量小于工作室311的數(shù)量的多個(gè)加熱側(cè)熱交換器。除了圖1-3之外，以下參照?qǐng)D4-9說明磁制冷系統(tǒng)2的操作。由于工作室311中的每一個(gè)都具有用于移動(dòng)熱介質(zhì)的彼此相同的結(jié)構(gòu)，因此圖4-7中顯示了一個(gè)工作室311的用于移動(dòng)熱介質(zhì)的結(jié)構(gòu)，并且將說明該一個(gè)工作室311的操作。將對(duì)其它工作室311依此執(zhí)行以下操作，其中操作相位連續(xù)地改變。從圖4-7省略掉電動(dòng)機(jī)35。當(dāng)旋轉(zhuǎn)力從電動(dòng)機(jī)35的輸出軸傳遞到驅(qū)動(dòng)軸341時(shí)，磁制冷系統(tǒng)2依此重復(fù)執(zhí)行以下第一至第四步驟。即，被冷卻側(cè)熱交換器12從外部流體(空氣)吸收的熱能量通過熱介質(zhì)被移動(dòng)，并且這種熱能量從加熱側(cè)熱交換器13被散熱到外部流體。圖8是顯示工作室311中的熱介質(zhì)的流體速度的變化的曲線圖，其中從第一軸向端部311b朝向第二軸向端部311a( S卩，在圖中的右側(cè)方向)的流體流在正側(cè)(在參考線上的上側(cè)區(qū)域)被示出。圖9是顯示要被施加到工作室311中的磁性工作材料30的磁場(chǎng)的變化的曲線圖。在圖8和圖9中，附圖標(biāo)記“ I ”、“ II ”、“ III ”和“ IV”分別表示第一至第四步驟。如圖4所示，當(dāng)?shù)谝恢评鋭┍?4A的活塞343從其下死點(diǎn)移動(dòng)到其上死點(diǎn)時(shí)，第二制冷劑泵34B的活塞343從其上死點(diǎn)移動(dòng)到其下死點(diǎn)，從而執(zhí)行第一步驟的操作。
(第一步驟操作)在第一步驟中，第一制冷劑進(jìn)入端口 313a與工作室311之間的壓力差低于預(yù)定值，因此第一壓力切換閥42a關(guān)閉第一制冷劑進(jìn)入端口 313a與第一軸向端部311b側(cè)的工作室311之間的制冷劑通道。因此，從第一制冷劑泵34a泵送出的制冷劑(熱介質(zhì))不會(huì)流動(dòng)到工作室311中。因此，工作室311中的制冷劑沒有移動(dòng)(如由圖8中的“I”所示)。由從第一制冷劑泵34A進(jìn)行的制冷劑的泵出操作產(chǎn)生的壓力能由于第一蓄壓箱41a中的氣體的體積收縮而被蓄積在第一蓄壓箱41a中，如由圖4中的虛線所示。在第一步驟中，第二制冷劑泵34B吸入制冷劑，使得制冷劑從高溫側(cè)制冷劑回路4流入到缸筒344b中，同時(shí)第二蓄壓箱41b中的壓力稍微減小。在該第一步驟的操作期間，如由圖9中的“I”所示，永磁體323的施加到磁性工作
材料30的磁場(chǎng)從要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)幾乎為零的狀態(tài)迅速增加。換句話說，第一步驟被執(zhí)行，其中要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)迅速增加，同時(shí)熱介質(zhì)在工作室3 11中的移動(dòng)被禁止。如上所述，根據(jù)第一步驟，熱介質(zhì)30在工作室3 11中的移動(dòng)停止，使得磁性工作材料30保持處于絕熱狀態(tài)，并且要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)迅速增力口，從而增加磁性工作材料30的溫度。當(dāng)?shù)谝徊襟E繼續(xù)時(shí),如圖5所示，第一制冷劑泵34A的活塞343進(jìn)一步在缸筒344a中朝向上死點(diǎn)移動(dòng)，同時(shí)第二制冷劑泵34B的活塞343在缸筒344b中朝向下死點(diǎn)移動(dòng)。當(dāng)?shù)谝恢评鋭┻M(jìn)入端口 313a與工作室311之間的壓力差達(dá)到預(yù)定值時(shí)，第一壓力切換閥42a的閥構(gòu)件在遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸321的方向上被向上升起，使得第一制冷劑進(jìn)入端口 313a與第一軸向端部311b側(cè)的工作室311之間的制冷劑通道打開。因此，過程從圖4的第一步驟繼續(xù)到圖5的第二步驟。(第二步驟操作)在第二步驟中，除了從第一制冷劑泵34A泵送出的制冷劑之外，制冷劑(熱介質(zhì))通過第一蓄壓箱41a蓄積的壓力能從第一蓄壓箱41a流入到第一軸向端部311b的工作室311中。接著，制冷劑流從第一軸向端部311b到第二軸向端部311a形成在工作室311中，如由圖8中的“II”所示。制冷劑的流體速度具有在第一半部分中具有最高值(峰值)的流體速度圖案。第二制冷劑泵34B從高溫側(cè)制冷劑回路4將制冷劑連續(xù)吸入到缸筒344b中。被磁性工作材料30加熱的制冷劑(熱介質(zhì))從第二軸向端部311a的工作室311流出到高溫側(cè)制冷劑回路4。在第二步驟的操作期間，由永磁體323施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)從第一步驟的磁場(chǎng)的強(qiáng)度(更準(zhǔn)確地，第一步驟結(jié)束時(shí)磁場(chǎng)的強(qiáng)度)進(jìn)一步逐漸增加，由圖9中的“II”所示。換句話說，第一制冷劑進(jìn)入端口 313a與工作室311之間的壓力差在第一步驟操作中增加。此外，當(dāng)這種壓力差變得大于預(yù)定值時(shí)，施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)從第一步驟結(jié)束時(shí)的磁場(chǎng)的強(qiáng)度逐漸增加(沒有減少)。第二步驟操作因此被執(zhí)行，其中熱介質(zhì)(制冷劑)在工作室3 11中從第一軸向端部311b移動(dòng)到第二軸向端部311a。在第二步驟中，在第一步驟中溫度增加的磁性工作材料30的熱能量被傳遞到熱介質(zhì)(制冷劑)并移動(dòng)到第二軸向端部311a。
在第二步驟中，要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)基于熱介質(zhì)(制冷劑)在工作室311中的流體速度而逐漸增加，使得在第二步驟中在磁性工作材料30中產(chǎn)生的熱能量也被傳遞到熱介質(zhì)。如圖3所示，磁體323與容器裝置31之間的間隙31G基于操作狀態(tài)而減小。因此，在第二步驟中，磁場(chǎng)以當(dāng)熱介質(zhì)(制冷劑)的流體速度在工作室311中變得越高時(shí)要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的增加速率變得越大的方式增加。例如，當(dāng)熱介質(zhì)的流體速度變成其最大值時(shí)，磁場(chǎng)的增加速率變成最大值(在第二步驟“II”中圖9的曲線的斜率)。根據(jù)這樣的操作，磁性工作材料30保持處于等溫狀態(tài)下，使得磁性工作材料30與熱介質(zhì)之間的導(dǎo)熱系數(shù)在第二步驟操作期間保持處于較高值。當(dāng)?shù)谝恢评鋭┍?4A的活塞343已經(jīng)到達(dá)上死點(diǎn)并且活塞343從上死 點(diǎn)朝向下死點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，如圖6所示，第二制冷劑泵34B的活塞343從下死點(diǎn)朝向上死點(diǎn)移動(dòng)，以執(zhí)行第
三步驟。(第三步驟操作)在第三步驟中，由于第二制冷劑進(jìn)入端口 312a與工作室311之間的壓力差低于預(yù)定值，因此第二壓力切換閥42b保持第二制冷劑進(jìn)入端口 312a與第二軸向端部311a的工作室311之間的制冷劑通道的切斷狀態(tài)。因此，從第二制冷劑泵34B泵送出來的制冷劑不會(huì)流入到工作室311中，使得在工作室311中沒有執(zhí)行制冷劑(熱介質(zhì))的移動(dòng)，由圖8中的“III”所示。由從第二制冷劑泵34B進(jìn)行的制冷劑的泵出操作產(chǎn)生的壓力能由于第二蓄壓箱41b中的氣體的體積收縮而被蓄積在第二蓄壓箱41b中，如由圖6中的虛線所示。在該第三步驟中，第一制冷劑泵34A吸入制冷劑，使得制冷劑從低溫側(cè)制冷劑回路5流入到缸筒344a中，同時(shí)第一蓄壓箱41a中的壓力稍微減小。在第三步驟的操作期間，如由圖9中的“III”所示，由于形成在磁體323中的階梯形部分(即，間隙31G的迅速增加，如圖3所示)，永磁體323的施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)從在第二步驟中已經(jīng)增加的磁場(chǎng)(從第二步驟結(jié)束時(shí)的磁場(chǎng))的強(qiáng)度迅速減小。換句話說，第三步驟被執(zhí)行，其中要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)迅速減小，同時(shí)熱介質(zhì)在工作室311中的移動(dòng)被禁止。如上所述，根據(jù)第三步驟，熱介質(zhì)在工作室311中的移動(dòng)停止，使得磁性工作材料30保持處于絕熱狀態(tài)，并且施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)迅速減小，從而降低磁性工作材料30的溫度。當(dāng)?shù)谌襟E繼續(xù)時(shí)，如圖7所示，第二制冷劑泵34B的活塞343進(jìn)一步在缸筒344b中朝向上死點(diǎn)移動(dòng)，同時(shí)第一制冷劑泵34A的活塞343在缸筒344a中朝向下死點(diǎn)移動(dòng)。當(dāng)?shù)诙评鋭┻M(jìn)入端口 312a與工作室311之間的壓力差達(dá)到預(yù)定值時(shí)，第一壓力切換閥42b的閥構(gòu)件在遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸321的方向上被向上升起，使得第二制冷劑進(jìn)入端口 312a與第二軸向端部311a的工作室311之間的制冷劑通道打開。因此，過程從圖6的第三步驟繼續(xù)到圖7的第四步驟。(第四步驟操作)在第四步驟中，除了從第二制冷劑泵34B泵送出的制冷劑之外，制冷劑通過第二蓄壓箱41b蓄積的壓力能從第二蓄壓箱41b流入到第二軸向端部311b側(cè)的工作室311中。接著，制冷劑流從第二軸向端部311a到第一軸向端部311b形成在工作室311中，如由圖8中的“IV”所示。在圖8中，制冷劑的流體速度具有在第一半部分中具有峰值的流體速度圖案。第一制冷劑泵34A從低溫側(cè)制冷劑回路5將制冷劑連續(xù)吸入到缸筒344a中。被磁性工作材料30冷卻的制冷劑(熱介質(zhì))從第一軸向端部311b側(cè)的工作室311流出到低溫側(cè)制冷劑回路5。在第四步驟的操作期間，由永磁體323施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)從第三步驟的磁場(chǎng)(第三步驟結(jié)束時(shí)的磁場(chǎng))的強(qiáng)度進(jìn)一步逐漸減小到磁場(chǎng)幾乎變?yōu)榱愕臓顟B(tài)，如由圖9中的“IV”所示。換句話說，第二制冷劑進(jìn)入端口 312a與工作室311之間的壓力差在第四步驟操作·中增加。此外，當(dāng)這種壓力差變得大于預(yù)定值時(shí)，施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)從第三步驟結(jié)束時(shí)的磁場(chǎng)的強(qiáng)度逐漸減小(沒有增加)。第四步驟操作因此被執(zhí)行，其中熱介質(zhì)(制冷劑)在工作室311中從第二軸向端部311a移動(dòng)到第一軸向端部311b。在第四步驟中，在第三步驟中溫度減小的磁性工作材料30的冷能量被傳遞到熱介質(zhì)(制冷劑)并移動(dòng)到第一軸向端部311b。在第四步驟中，要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)基于熱介質(zhì)(制冷劑)在工作室311中的流體速度而逐漸減小，使得在第四步驟中在磁性工作材料30中產(chǎn)生的冷能量也被傳遞到熱介質(zhì)。如圖3所示(在圖3的右側(cè)部分中)，磁體323與容器裝置31之間的間隙31G基于操作狀態(tài)而增加。因此，在第四步驟中，磁場(chǎng)以當(dāng)熱介質(zhì)(制冷劑)的流體速度在工作室311中變得越高時(shí)施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的減小速率變得越大的方式被減小。根據(jù)這樣的操作，磁性工作材料30保持處于等溫狀態(tài)，使得磁性工作材料30與熱介質(zhì)之間的導(dǎo)熱系數(shù)在第四步驟操作期間保持高值。當(dāng)?shù)诙评鋭┍?4B的活塞343已經(jīng)到達(dá)上死點(diǎn)并且活塞343從上死點(diǎn)20朝向下死點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，第一制冷劑泵34A的活塞343從下死點(diǎn)朝向上死點(diǎn)移動(dòng)，以再次執(zhí)行第一步驟。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)和操作，第一至第四步驟重復(fù)執(zhí)行，使得由冷卻側(cè)熱交換器12吸收的熱能量在加熱側(cè)熱交換器13處被散發(fā)。在第一步驟中，熱介質(zhì)(制冷劑)的移動(dòng)在工作室311中被停止，從而形成絕熱狀態(tài)，并且要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)增加。因此，可以增加磁性工作材料30的溫度。在第二步驟中，熱介質(zhì)(制冷劑)在工作室311中從第一軸向端部311b移動(dòng)到第二軸向端部311a。因此，可以將熱能量從磁性工作材料30 (磁性工作材料30的溫度在第一步驟和第二步驟中增加)傳遞到熱介質(zhì)從而將熱能量移動(dòng)到第二軸向端部311a。在第三步驟中，熱介質(zhì)(制冷劑)的移動(dòng)再次在工作室311中停止從而形成絕熱狀態(tài)，并且施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)減小。因此,可以降低磁性工作材料30的溫度。在第四步驟中，熱介質(zhì)(制冷劑)在工作室311中從第二軸向端部311a移動(dòng)到第一軸向端部311b。因此，可以將冷能量從磁性工作材料30 (磁性工作材料30的溫度在第三步驟和第四步驟中減小)傳遞到熱介質(zhì)從而將冷能量移動(dòng)到第一軸向端部311b。在第二步驟中，要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)基于熱介質(zhì)在工作室311中從第一軸向端部311b到第二軸向端部311a的移動(dòng)速度(流體速度)而增加。因此，可以保持磁性工作材料30處于等溫狀態(tài)。另外，在第四步驟中，施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)基于熱介質(zhì)在工作室311中從第二軸向端部311a到第一軸向端部311b的移動(dòng)速度(流體速度)而減小。因此，可以保持磁性工作材料30處于等溫狀態(tài)。因此，在第二步驟和第四步驟中可以保持磁性工作材料30與熱介質(zhì)之間的導(dǎo)熱系數(shù)處于高值。更詳細(xì)地，第一制冷劑泵34A和第二制冷劑泵34B的操作和磁場(chǎng)控制單元32的操作互相同步，使得當(dāng)在第二步驟中熱介質(zhì)在工作室311中從第一軸向端部311b移動(dòng)到第二軸向端部311a時(shí)要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)增加，或者當(dāng)在第四步驟中熱介質(zhì)在工作室3 11中從第二軸向端部311a移動(dòng)到第一軸向端部311b時(shí)施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)減小。另外，制冷劑泵34A和34B的操作和磁場(chǎng)控制單元32的操作互相同步，使得當(dāng)熱介質(zhì)在工作室311中的移動(dòng)速度(流體速度)越高時(shí)施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的變化率變得越大。如上所述，在第二步驟中，當(dāng)熱介質(zhì)的移動(dòng)速度變得越高，并且從磁性工作材料30到熱介質(zhì)的熱傳遞越高時(shí)，要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的增加速率相應(yīng)地越大，使得磁性工作材料30中產(chǎn)生的熱能量的量越大。因此，在第二步驟中，磁性工作材料30保持處于幾乎等溫狀態(tài)下。以類似于第二步驟的方式，在第四步驟中，當(dāng)熱介質(zhì)的移動(dòng)速度變得越高，并且從熱介質(zhì)到磁性工作材料30的熱傳遞越高時(shí)，要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的減小速率相應(yīng)地越大，使得磁性工作材料30中的吸熱量越大。因此，在第四步驟中，磁性工作材料30保持處于幾乎等溫狀態(tài)下。因此，磁制冷系統(tǒng)2的操作效率可以增加。圖10是以溫度熵圖顯示磁制冷系統(tǒng)2的熱循環(huán)的特性特征(由實(shí)線所示)的曲線圖。點(diǎn)劃線顯示卡諾循環(huán)，卡諾循環(huán)是考慮操作效率的理想熱循環(huán)中的一個(gè)。虛線顯示比較示例的特性特征，其中工作室中的熱介質(zhì)(制冷劑)連續(xù)移動(dòng)以往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且不會(huì)停止這種往復(fù)移動(dòng)，并且磁場(chǎng)的強(qiáng)度在將磁場(chǎng)施加到磁性工作材料的操作期間沒有變化。如上所述，在本實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)2中，磁性工作材料30在第一步驟中在磁激發(fā)和絕熱變化狀態(tài)下操作，在第二步驟中在磁激發(fā)和等溫變化狀態(tài)下操作，在第三步驟中在去磁和絕熱變化狀態(tài)下操作，而在第四步驟中在去磁和等溫變化狀態(tài)下操作。由圖10中的點(diǎn)劃線所示的為理想熱循環(huán)之一的卡諾循環(huán)由以下過程構(gòu)成絕熱激發(fā)過程、等溫激發(fā)過程、絕熱去磁過程以及等溫去磁過程。在本實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)2中，第一步驟“I”可以接近理想絕熱激發(fā)過程，而第二步驟“II”可以接近理想等溫激發(fā)過程。此外，第三步驟“III”可以接近理想絕熱去磁過程，而第四步驟“ IV”可以接近理想等溫去磁過程。如上所述，本實(shí)施例的熱循環(huán)(如由圖10中的實(shí)線所示)可以接近理想熱循環(huán)(例如，點(diǎn)劃線所示的卡諾循環(huán))。因此，可以在相應(yīng)的絕熱激發(fā)過程、等溫激發(fā)過程、絕熱去磁過程以及等溫去磁過程中減少與理想熱循環(huán)的偏差度。因此，可以增加磁制冷系統(tǒng)2的操作效率。
在第二步驟和第四步驟期間，磁場(chǎng)控制單元32基于熱循環(huán)(熱泵循環(huán))的操作階段改變通過磁性工作材料30的磁路中的磁阻，以改變要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的強(qiáng)度。基于熱介質(zhì)(制冷劑)的移動(dòng)速度確定磁場(chǎng)的強(qiáng)度的變化率。磁性工作材料30設(shè)置在里面的間隙31G形成在磁路中。間隙31G基于操作階段(相位)通過磁場(chǎng)控制單元32而改變，以改變磁路中的磁阻。因此，磁場(chǎng)控制單元32基于操作階段改變磁路的間隙31G，從而容易地改變磁路的磁阻。因此，可以在第二步驟和第四步驟中基于階段 容易并且確定地改變要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的增加-減小速率。另外，設(shè)置蓄壓箱41a和41b以及壓力切換閥42a和42b。根據(jù)這種簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，即使當(dāng)制冷劑泵34A和34B連續(xù)操作時(shí)，也可以容易地形成第一步驟的絕熱狀態(tài)并將操作模式從第一步驟改變到第二步驟。以同樣方式，在制冷劑泵34A和34B連續(xù)操作的同時(shí)，可以容易地形成第三步驟的絕熱狀態(tài)并從第三步驟進(jìn)行到第四步驟。要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)在第一步驟中比在第二步驟中更加迅速增力口，而施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)在第三步驟中比在第四步驟中更加迅速地減小。因此，在第一步驟中，可以形成絕熱狀態(tài)從而迅速加熱磁性工作材料30。在第三步驟中，可以形成絕熱狀態(tài)從而迅速冷卻磁性工作材料30。因此，可以平穩(wěn)地進(jìn)行重復(fù)執(zhí)行第一步驟到第四步驟的操作，從而進(jìn)一步增加磁熱泵設(shè)備的操作效率。在本實(shí)施例中，間隙31G基于操作階段而改變，使得磁場(chǎng)控制單元32改變磁路中的磁阻。然而，本公開將不會(huì)受限于本實(shí)施例的這種結(jié)構(gòu)。(第一實(shí)施例的變形例)例如，磁場(chǎng)控制單元可以以圖11中所示的磁場(chǎng)控制單元32A的方式被修改。磁場(chǎng)控制單元32A具有磁阻構(gòu)件324，該磁阻構(gòu)件連接在每一個(gè)永磁體3239的外周表面處并在轉(zhuǎn)子322的旋轉(zhuǎn)方向上延伸。永磁體3239在所述旋轉(zhuǎn)方向上延伸并在垂直于旋轉(zhuǎn)軸321的平面上具有弧形形狀橫截面。永磁體3239在徑向方向上具有恒定厚度。如圖12中詳細(xì)所示，其中相關(guān)部分在直線方向上被放大，磁阻構(gòu)件324由沿轉(zhuǎn)子322的旋轉(zhuǎn)方向布置的多種不同的材料構(gòu)成，所述多種材料中的每一種都具有不同于彼此的磁阻值(例如，具有大磁阻值的樹脂和具有低磁阻值的鐵)。磁阻構(gòu)件324的一部分(要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)在所述一部分處應(yīng)該較大)被形成為使得所述一部分的磁阻值較小。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，設(shè)置在磁路中的磁阻構(gòu)件324的磁阻值基于操作階段而變化以改變磁路中的磁阻。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，磁場(chǎng)控制單元32A基于操作階段改變磁阻構(gòu)件324 (設(shè)置在磁路中)的磁阻值，從而改變磁路的磁阻。因此，在第二步驟和第四步驟中，可以基于階段容易并且確定地改變要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的增加-減小速率。磁場(chǎng)控制單元32可以進(jìn)一步以圖13中所示的磁場(chǎng)控制單元32B的方式被修改。在磁場(chǎng)控制單元32B中，槽口部分3221形成在轉(zhuǎn)子322中，所述轉(zhuǎn)子形成磁軛的一部分。槽口部分3221中的每一個(gè)都沿圓周方向(即，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向)和軸向方向延伸。如圖14中更加詳細(xì)地所示，其中相關(guān)部分在直線方向上被放大，槽口部分3221在徑向方向上的空間尺寸沿著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向變化。槽口部分3221的空間尺寸在要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)應(yīng)該較大的該部分處變得較小。空間尺寸的最小值在中間部分處為零。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)(空間尺寸沿著旋轉(zhuǎn)方向變化)，也可以基于操作階段改變磁路20的磁阻。如上所述，在磁場(chǎng)控制單元32B中，設(shè)置在磁路中的磁軛(轉(zhuǎn)子322)的空間尺寸基于操作階段而變化，使得磁路中的磁阻變化。因此，在第二步驟和第四步驟中，可以基于階段容易并且確定地改變要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的增加-減小速率。在圖13和圖14中所示的變形例中，槽口部分3221是空的空間。然而，磁阻材料可以填充在槽口部分3221中另外，磁場(chǎng)控制單元的永磁體基于熱循環(huán)(熱泵循環(huán))的操作階段沿著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向可以具有不同的磁性特征，以便基于熱介質(zhì)(制冷劑)在第二步驟和第四步驟的移動(dòng)速度設(shè)定磁場(chǎng)的強(qiáng)度的改變速率。
例如，磁場(chǎng)控制單元32可以進(jìn)一步以圖15中所示的磁場(chǎng)控制單元32C的方式被修改。根據(jù)磁場(chǎng)控制單元32C，永磁體3231由沿轉(zhuǎn)子322的旋轉(zhuǎn)方向布置的多個(gè)磁體片構(gòu)成。多個(gè)磁體片的磁性特征不同于彼此。位于要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)應(yīng)該較大的部分處的磁體片中的一個(gè)或一些相對(duì)于其它磁體片具有較大的殘余磁通量密度或較大的磁保持力。在上述結(jié)構(gòu)中，磁場(chǎng)控制單元32C基于操作階段改變永磁體323 I的殘余磁通量密度或磁保持力。因此，在第二步驟和第四步驟中，可以基于操作階段容易地并且確定地改變施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的增加-減小速率。另外，磁場(chǎng)控制單元32可以進(jìn)一步以圖16中所示的磁場(chǎng)控制單元32D的方式被修改。根據(jù)磁場(chǎng)控制單元32D，永磁體3232由沿轉(zhuǎn)子322的旋轉(zhuǎn)方向布置的多個(gè)磁體片構(gòu)成。多個(gè)磁體片的磁化方向不同于彼此。在圖16中，每一個(gè)箭頭都表示相應(yīng)磁體片的磁化方向。通過磁體片的這種布置，可以獲得與磁場(chǎng)控制單元32C的效果相同的效果。在圖15和16中所示的變形例中，永磁體3231和3232中的每一個(gè)都由多個(gè)磁體片構(gòu)成。然而，一個(gè)永磁體可以用于永磁體3231或3232，其中(在一個(gè)磁體中)能夠?qū)崿F(xiàn)不同磁性特征。此外，磁場(chǎng)控制單元32可以以圖17中所示的磁場(chǎng)控制單元32E的方式被修改。如圖17所示，其中磁場(chǎng)控制單元32E的相關(guān)部分在直線方向上被放大，沿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向延伸的永磁體3233被設(shè)置。永磁體3233沿徑向方向的厚度沿著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向變化。永磁體3233的厚度在要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)應(yīng)該較大的部分處較大。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，磁場(chǎng)控制單元32E基于操作階段改變永磁體3233的厚度，使得磁路中的磁阻變化。因此，在第二步驟和第四步驟中，可以基于操作階段容易地并且確定地改變施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的增加-減小速率。在圖17的上述變形例中，一個(gè)永磁體的厚度變化。然而，永磁體可以由多個(gè)磁體片構(gòu)成，該多個(gè)磁體片的厚度不同于彼此。也可以使上述變形例相互組合以基于操作階段改變磁場(chǎng)的強(qiáng)度以及要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的增加-減小速率。換句話說，多于兩個(gè)的以下參數(shù)可以基于操作階段而改變。這些參數(shù)是間隙31G的尺寸、磁阻構(gòu)件324的磁阻值、槽口部分3221的空間尺寸、永磁體的殘余磁通量密度、永磁體的磁保持力、永磁體的磁化方向、永磁體沿徑向方向的厚度等。(第二實(shí)施例)以下參照?qǐng)D18和圖19說明本公開的第二實(shí)施例。第二實(shí)施例的熱介質(zhì)的流體速度圖案以及磁場(chǎng)的施加圖案不同于第一實(shí)施例的熱介質(zhì)的流體速度圖案以及磁場(chǎng)的施加圖案。在第二實(shí)施例中使用與第一實(shí)施例相同的附圖標(biāo)記。圖18是顯示本實(shí)施例的熱介質(zhì)在工作室311中的流體速度的變化的曲線圖。圖19是顯示要被施加到工作室311中的磁性工作材料30的磁場(chǎng)的變化的曲線圖。本實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)幾乎與第一實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)相同。在本實(shí)施例中獲得圖18的流體速度圖案，其中斜板342的形狀稍微被改變。在第一實(shí)施例中，說明了六個(gè)不同的磁場(chǎng)控制單元32 (包括變形例32A至32E)，根據(jù)磁場(chǎng)控制單元32中的每一個(gè)，要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的強(qiáng)度以及磁場(chǎng)的強(qiáng)度的增加-減小速率基于相應(yīng)的操作階段而變化。根據(jù)本實(shí)施例，獲得圖19的磁場(chǎng)的施加圖案，其中六個(gè)磁場(chǎng)控制單元32(以及32A至32E)的一個(gè)或多個(gè)磁場(chǎng)控制單元與其它磁場(chǎng)控制單元32 (和32A至32E)組合。在第一步驟“I”和第三步驟“III”中，本實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)以與第一實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)相同的方式操作。在第二步驟中，除了從第一制冷劑泵34A泵送出制冷劑之外，制冷劑通過第一蓄壓箱41a蓄積的壓力能從第一蓄壓箱41a立即流動(dòng)到第一軸向端部311b的工作室311中。接著，恒定流體速度的制冷劑流從第一軸向端部311b到第二軸向端部311a形成在工作室311中，如由圖18中的“II”所示。第二制冷劑泵34B從高溫側(cè)制冷劑回路4吸入制冷劑到缸筒(泵室)344b中。被磁性工作材料30加熱的制冷劑(熱介質(zhì))從第二軸向端部311a的工作室311流出到達(dá)高溫側(cè)制冷劑回路4。在第二步驟的操作期間，由永磁體323施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)進(jìn)一步從第一步驟的磁場(chǎng)(更準(zhǔn)確地，第一步驟結(jié)束時(shí)的磁場(chǎng))逐漸增加，由圖19中的“II”所示。換句話說，第一制冷劑進(jìn)入端口 313a與工作室311之間的壓力差在第一步驟操作中增加。此外，當(dāng)這種壓力差變得大于預(yù)定值時(shí)，施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)從第一步驟結(jié)束時(shí)的磁場(chǎng)的強(qiáng)度逐漸增加(沒有減小)。第二步驟操作因此被執(zhí)行，其中熱介質(zhì)(制冷劑)在工作室311中從第一軸向端部311b移動(dòng)到第二軸向端部311a。在第二步驟中，在第一步驟中溫度增加的磁性工作材料30的熱能量傳遞到熱介質(zhì)(制冷劑)并移動(dòng)到第二軸向端部311a。在第二步驟中，要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)基于熱介質(zhì)(制冷劑)在工作室311中的流體速度而逐漸增加，使得在第二步驟中在磁性工作材料30中產(chǎn)生的熱能量被傳遞到熱介質(zhì)。因此，磁性工作材料30保持處于幾乎等溫狀態(tài)。磁性工作材料30與熱介質(zhì)之間的導(dǎo)熱系數(shù)在第二步驟期間保持較高值。在第四步驟中，除了從第二制冷劑泵34B泵送出制冷劑之外，制冷劑通過第二蓄壓箱41b蓄積的壓力能立即從第二蓄壓箱41b流動(dòng)到第二軸向端部311a側(cè)的工作室311中。接著，恒定流體速度的制冷劑流從第二軸向端部311a到第一軸向端部311b形成在工作室311中，如由圖18的“IV”所示。弟一制冷劑栗34A將制冷劑從低溫側(cè)制冷劑回路吸入到缸筒(栗室)344a中。被磁性工作材料30冷卻的制冷劑(熱介質(zhì))從第一軸向端部311b側(cè)的工作室311流出到達(dá)低溫側(cè)制冷劑回路5。在第四步驟的操作期間，由永磁體323施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)從第三步驟的磁場(chǎng)(第三步驟結(jié)束時(shí)的磁場(chǎng))進(jìn)一步逐漸減小到磁場(chǎng)幾乎變?yōu)榱愕臓顟B(tài)，如由圖19中的“IV”所示。換句話說，第二制冷劑進(jìn)入端口 312a與工作室311之間的壓力差在第四步驟操作中增加。此外，當(dāng)這種壓力差變得大于預(yù)定值時(shí)，施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)從第三步驟結(jié)束時(shí)的磁場(chǎng)逐漸減小(沒有增加)。第四步驟操作因此被執(zhí)行，其中熱介質(zhì)(制冷劑)在工作室311中從第二軸向端部311a移動(dòng)到第一軸向端部311b。在第四步驟中，在第三步驟中溫度減小的磁性工作材料30的冷能量傳遞到熱介質(zhì)(制冷劑)并移動(dòng)到第一軸向端·部 311b。在第四步驟中，要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)基于熱介質(zhì)(制冷劑)在工作室311中的流體速度而逐漸減小，使得在第四步驟中在磁性工作材料30中產(chǎn)生的冷能量也被傳遞到熱介質(zhì)。因此，磁性工作材料30保持處于幾乎等溫狀態(tài)。磁性工作材料30與熱介質(zhì)之間的導(dǎo)熱系數(shù)在第四步驟期間保持較高值。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)和操作，重復(fù)執(zhí)行第一步驟至第四步驟，使得被冷卻側(cè)熱交換器12吸收的熱能量在加熱側(cè)熱交換器13處被散發(fā)。在第一步驟中，熱介質(zhì)(制冷劑)的移動(dòng)在工作室311中停止從而形成絕熱狀態(tài)，并且要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)增加。因此，可以增加磁性工作材料30的溫度。在第二步驟中，熱介質(zhì)(制冷劑)在工作室311中從第一軸向端部311b移動(dòng)到第二軸向端部311a。因此，可以將熱能量從磁性工作材料30 (磁性工作材料30的溫度在第一步驟和第二步驟中增加)傳遞到熱介質(zhì)從而將熱能量移動(dòng)到第二軸向端部311a。在第三步驟中，熱介質(zhì)(制冷劑)的移動(dòng)再次在工作室311中停止從而形成絕熱狀態(tài)，并且施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)減小。因此,可以降低磁性工作材料30的溫度。在第四步驟中，熱介質(zhì)(制冷劑)在工作室311中從第二軸向端部311a移動(dòng)到第一軸向端部311b。因此，可以將冷能量從磁性工作材料30 (磁性工作材料30的溫度在第三步驟和第四步驟中減小)傳遞到熱介質(zhì)從而將熱能量移動(dòng)到第一軸向端部311b。在第二步驟中，要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)基于熱介質(zhì)在工作室311從第一軸向端部311b到第二軸向端部311a的移動(dòng)速度(流體速度)而增加。因此，可以保持磁性工作材料30處于等溫狀態(tài)。另外，在第四步驟中，施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)基于熱介質(zhì)在工作室311從第二軸向端部311a到第一軸向端部311b的移動(dòng)速度(流體速度)而減小。因此，可以保持磁性工作材料30處于等溫狀態(tài)。因此，在第二步驟和第四步驟中可以保持磁性工作材料30與熱介質(zhì)之間的導(dǎo)熱系數(shù)處于高值。以與第一實(shí)施例相同的方式，在第二實(shí)施例中，可以增加磁制冷系統(tǒng)2的操作效率。因此，在本實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)中，磁性工作材料30在第一步驟中在磁激發(fā)和絕熱變化狀態(tài)下操作，磁性工作材料30在第二步驟中在磁激發(fā)和等溫變化狀態(tài)下操作，磁性工作材料30在第三步驟中在去磁和絕熱變化狀態(tài)下操作，而磁性工作材料30在第四步驟中在去磁和等溫變化狀態(tài)下操作。因此，本實(shí)施例的熱循環(huán)可以接近理想熱循環(huán)，如由圖10中的實(shí)線所示。(第三實(shí)施例)以下參照?qǐng)D20說明本公開的第三實(shí)施例。第三實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同在于熱交換容器裝置31被分成兩個(gè)容器單元，所述兩個(gè)容器單元中的一個(gè)是用于通過磁熱效應(yīng)生成熱能量的高溫側(cè)容器單元31a，所述 兩個(gè)容器單元中的另一個(gè)是用于通過磁熱效應(yīng)生成冷能量的低溫側(cè)容器單元31b。以與第二實(shí)施例相同的方式，在本實(shí)施例中使用相同的附圖標(biāo)記用于表示相同和/或類似的部分和部件。如圖20中所示，高溫側(cè)容器單元31a和低溫側(cè)容器單元31b與一個(gè)制冷劑泵34同軸布置，其中制冷劑泵34布置在容器單元31a與31b之間。容器單元31a和31b中的每一個(gè)都形成為圓柱形中空形狀。多個(gè)工作室311在容器單元31a和31b中的每一個(gè)中形成在該容器單元的內(nèi)周邊部分處并沿圓周方向布置，以分別容納磁性工作材料30。熱介質(zhì)(制冷劑)通過相應(yīng)的工作室311。一對(duì)入口-出口端口 312在與制冷劑泵34相對(duì)的一側(cè)(圖中的右手側(cè))設(shè)置在容器單元31a的每一個(gè)工作室311的軸向端部311a(第二軸向端部)中，而另一對(duì)入口 -出口端口 313在與制冷劑泵34相對(duì)的一側(cè)(圖中的左手側(cè))設(shè)置在另一個(gè)容器單元31b的每一個(gè)工作室311的軸向端部31 Ib (第一軸向端部)中。制冷劑通過所述一對(duì)入口-出口端口 312或313被吸入到工作室或從工作室被排放。多對(duì)入口 -出口端口 312設(shè)置在高溫側(cè)容器單元31a中，并且每一對(duì)入口 -出口端口 312與相應(yīng)的工作室311連通。每一對(duì)入口-出口端口 312都由制冷劑進(jìn)入端口 312a和制冷劑排出端口 312b構(gòu)成。為每一個(gè)制冷劑進(jìn)入端口 312a設(shè)置吸入閥312c，其中當(dāng)制冷劑被吸入到工作室311中時(shí)吸入閥312c打開。同樣地，為每一個(gè)制冷劑排出端口 312b設(shè)置排出閥312d，使得當(dāng)從工作室311排放制冷劑時(shí)排出閥312d打開。以類似的方式，多對(duì)入口-出口端口 313設(shè)置在低溫側(cè)容器單元31b中，并且每一對(duì)入口 -出口端口 313與相應(yīng)的工作室311連通。每一對(duì)入口-出口端口 313都由制冷劑進(jìn)入端口 313a和制冷劑排出端口 313b構(gòu)成。為每一個(gè)制冷劑進(jìn)入端口 313a設(shè)置吸入閥313c，其中當(dāng)制冷劑被吸入到工作室311中時(shí)吸入閥313c打開。同樣地，為每一個(gè)制冷劑排出端口 313b設(shè)置排出閥313d，使得當(dāng)從工作室311排放制冷劑時(shí)排出閥313d打開。多個(gè)連接管314a設(shè)置在制冷劑泵34的每一個(gè)缸筒(泵室)344a與制冷劑泵34側(cè)(即，圖中容器單元31a的左手側(cè))的高溫側(cè)容器單元31a的每一個(gè)工作室311之間。以類似的方式，多個(gè)連接管314b設(shè)置在制冷劑泵34的每一個(gè)缸筒(泵室)344b與在制冷劑泵34側(cè)(即，圖中的容器單元31b的右手側(cè))的低溫側(cè)容器單元31b的每一個(gè)工作室311之間。每一個(gè)容器單元31a或31b的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本上與第一實(shí)施例的容器單元的內(nèi)部結(jié)構(gòu)相同。其說明被省略。
高溫側(cè)容器單元31a的旋轉(zhuǎn)軸321朝向制冷劑泵34向外延伸，使得旋轉(zhuǎn)軸321經(jīng)由速度改變裝置37連接到制冷劑泵34的驅(qū)動(dòng)軸341。以類似的方式，用于低溫側(cè)容器單元31b的旋轉(zhuǎn)軸321的一端朝向制冷劑泵34向外延伸，使得旋轉(zhuǎn)軸321經(jīng)由速度改變裝置37連接到制冷劑泵34的驅(qū)動(dòng)軸341。另外，旋轉(zhuǎn)軸321的另一端向外延伸到電動(dòng)機(jī)35 (在與制冷劑泵34相對(duì)的方向上)，使得旋轉(zhuǎn)軸321的另一端連接到電動(dòng)機(jī)35。制冷劑泵34構(gòu)成制冷劑移動(dòng)裝置，該制冷劑移動(dòng)裝置使制冷劑移動(dòng)以在高溫側(cè)容器單元31a的入口-出口端口 312與低溫側(cè)容器單元31b的入口-出口端口 313之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)施例中，一個(gè)串聯(lián)式活塞泵用作制冷劑泵34，其中兩個(gè)壓縮機(jī)構(gòu)(設(shè)置在斜板342的兩側(cè))通過一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸341同軸操作。更詳細(xì)地，本實(shí)施例的制冷劑泵34由以下部件構(gòu)成殼體340 ;可旋轉(zhuǎn)地支撐在殼體340中的驅(qū)動(dòng)軸341 ;斜板342，所述斜板342以傾斜方式連接到驅(qū)動(dòng)軸341，使得斜板342與驅(qū)動(dòng)軸341 —起旋轉(zhuǎn)；根據(jù)斜板342的旋轉(zhuǎn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的多個(gè)活塞343 ;和在斜板342的兩側(cè)形成在殼體340中的多個(gè)缸筒344a和344b。驅(qū)動(dòng)軸341的每一個(gè)軸向端部都從殼體340向外延伸并經(jīng)由速度改變裝置37分別連接到用于高溫側(cè)容器單元31a和低溫側(cè)容器單元31b的旋轉(zhuǎn)軸321。多個(gè)缸筒344由高溫側(cè)缸筒344a和低溫側(cè)缸筒344b構(gòu)成，高溫側(cè)缸筒344a中的每一個(gè)都經(jīng)由相應(yīng)的連接管314a連接到高溫側(cè)容器單元31a的相應(yīng)工作室311，低溫側(cè)缸筒344b中的每一個(gè)都經(jīng)由相應(yīng)的連接管314b連接到低溫側(cè)容器單元31b的相應(yīng)工作室311。(用于高溫側(cè)的)缸筒344a中的制冷劑和(用于低溫側(cè)的)缸筒344b中的制冷劑經(jīng)由殼體340、斜板342、活塞343等相互熱連接。殼體340、斜板342和活塞343優(yōu)選地由具有聞導(dǎo)熱系數(shù)的材料(例如，銅、招等)制成。吸入閥312c和313c中的每一個(gè)和排出閥312d和313d中的每一個(gè)都被設(shè)置成用于防止制冷劑在高溫側(cè)制冷劑回路4和低溫側(cè)制冷劑回路5中逆流，這類似于第一實(shí)施例的止回閥43a和43b。根據(jù)本實(shí)施例，每一個(gè)排出閥312d和313d作為壓力閥裝置操作，當(dāng)工作室311與制冷劑回路4或5之間的差壓變得大于預(yù)定值時(shí)該壓力閥裝置打開。以與第一實(shí)施例相同的方式，蓄壓箱41a和41b分別設(shè)置在連接管314a和314b中。在本實(shí)施例中，蓄壓箱41a和41b以及排出閥312d和313d —起被稱作熱介質(zhì)移動(dòng)禁止單元。根據(jù)本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)，當(dāng)容器單元31a和31b中的磁場(chǎng)控制單元32以及制冷劑泵34通過電動(dòng)機(jī)35連續(xù)操作時(shí)，磁性工作材料30分別在第一步驟中在磁激發(fā)和絕熱變化狀態(tài)下操作，在第二步驟中在磁激發(fā)和等溫變化狀態(tài)下操作，在第三步驟中在去磁和絕熱變化狀態(tài)下操作，而在第四步驟中在去磁和等溫變化狀態(tài)下操作。因此，可以獲得與第一實(shí)施例相同的效果。在上述第一至第三實(shí)施例中，當(dāng)制冷劑泵的斜板342的形狀相應(yīng)地形成時(shí)，可以在第一和第三步驟中禁止熱介質(zhì)(制冷劑)的移動(dòng)。在這種情況下，磁性工作材料30可以在第一和第三步驟中在絕熱變化狀態(tài)下操作，而不需要設(shè)置蓄壓箱41a和41b。
(第四實(shí)施例)以下參照?qǐng)D21-26說明本公開的第四實(shí)施例。第四實(shí)施例與第一至第三實(shí)施例的不同在于磁性工作材料在熱循環(huán)的第一步驟和第三步驟中不在絕熱狀態(tài)下操作。圖21是顯示具有根據(jù)本公開的第四實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)(也被稱為磁熱泵系統(tǒng))的空氣調(diào)節(jié)裝置I的概要結(jié)構(gòu)的示意性視 圖。圖22是顯示磁制冷系統(tǒng)2的磁制冷裝置103的放大橫截面圖。圖23是磁制冷裝置103的沿垂直于磁制冷裝置103的軸線的平面截得的橫截面圖。圖21和圖22的磁制冷裝置103的每一個(gè)橫截面圖對(duì)應(yīng)于沿圖23中的線XXI/XXII-XXI/XXII截得的橫截面。根據(jù)本實(shí)施例，磁熱泵系統(tǒng)2應(yīng)用于用于車輛的空氣調(diào)節(jié)裝置1，所述車輛從內(nèi)燃機(jī)接收車輛驅(qū)動(dòng)力?？諝庹{(diào)節(jié)裝置I具有布置在車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)室中的磁制冷系統(tǒng)2、布置在車輛的乘客室中的空氣調(diào)節(jié)單元10，以及空氣調(diào)節(jié)控制單元100。磁制冷系統(tǒng)2的制冷劑回路切換到用于冷卻乘客室的冷卻模式、用于加熱乘客室的加熱模式、以及用于對(duì)乘客室中的空氣進(jìn)行除濕的除濕模式?？諝庹{(diào)節(jié)裝置I執(zhí)行冷卻操作、加熱操作和/或除濕操作。圖21中所不的磁制冷系統(tǒng)是AMR (有源磁制冷機(jī))式磁制冷系統(tǒng)，根據(jù)該AMR式磁制冷系統(tǒng)，由磁熱效應(yīng)產(chǎn)生的冷能量以及熱能量被儲(chǔ)存在磁性工作材料30中。本實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)2由磁制冷裝置103、高溫側(cè)制冷劑回路4和低溫側(cè)制冷劑回路5構(gòu)成。磁制冷裝置103通過磁熱效應(yīng)產(chǎn)生冷能量和熱能量。熱介質(zhì)(例如，包括防凍液等的水，以下也被稱為制冷劑)通過由磁制冷裝置103產(chǎn)生的熱能量被加熱，并且這種熱介質(zhì)在高溫側(cè)制冷劑回路4 (也被稱為第二制冷劑回路)中循環(huán)通過加熱側(cè)熱交換器13 (也被稱為散熱裝置)。熱介質(zhì)(制冷劑)通過由磁制冷裝置103產(chǎn)生的冷能量被冷卻，并且在低溫側(cè)制冷劑回路5 (也被稱為第一制冷劑回路)中循環(huán)通過冷卻側(cè)熱交換器12 (也被稱為吸熱裝置)。磁制冷裝置103由熱交換容器裝置31 (容器單元部分31a和31b)、磁場(chǎng)控制單元32、制冷劑泵34、電動(dòng)機(jī)35等構(gòu)成。多個(gè)工作室311形成在容器單元部分31a和31b中的每一個(gè)中，其中具有磁熱效應(yīng)的磁性工作材料30分別容納在該工作室31中，并且熱介質(zhì)(制冷劑)通過該工作室31。磁場(chǎng)控制單元32中的每一個(gè)都將磁場(chǎng)施加到磁性工作材料30，和除去施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)。制冷劑泵34 (泵裝置或制冷劑移動(dòng)裝置)使熱介質(zhì)(制冷劑)在熱交換容器裝置31中移動(dòng)。電動(dòng)機(jī)35驅(qū)動(dòng)磁制冷裝置103。如圖22所示，容器裝置31被分成兩個(gè)容器單元部分，所述兩個(gè)容器單元部分中的一個(gè)是用于通過磁熱效應(yīng)生成熱能量的高溫側(cè)容器單元部分31a，而所述兩個(gè)容器單元部分中的另一個(gè)是用于通過磁熱效應(yīng)生成冷能量的低溫側(cè)容器單元部分31b。容器單元部分31a和31b經(jīng)由制冷劑泵34互相同軸布置。在本實(shí)施例中，高溫側(cè)容器單元部分31a、低溫側(cè)容器單元部分31b和制冷劑泵34相互一體形成,其中這些部件31a、31b和34容納在共用殼體340中。容器單元部分31a和31b中的每一個(gè)都由圓柱形中空容器構(gòu)成。多個(gè)工作室311設(shè)置在相應(yīng)容器單元部分31a和31b的內(nèi)周邊區(qū)域中，其中磁性工作材料30填充在所述多個(gè)工作室311中的每一個(gè)中，并且熱介質(zhì)(制冷劑)通過所述多個(gè)工作室311中的每一個(gè)。如圖23所示，多個(gè)工作室311(在本實(shí)施例中12個(gè)室)沿圓周方向以相等間隔布置。如圖22所示，一對(duì)入口 -出口端口 312設(shè)置在與制冷劑泵34的相對(duì)側(cè)(圖中的右手側(cè))的容器單元部分31a的每一個(gè)工作室311的軸向端部311a(第二軸向端部)中，而另一對(duì)入口 -出口端口 313設(shè)置在與制冷劑泵34的相對(duì)側(cè)(圖中的左手側(cè))的另一個(gè)容器單元部分31b的每一個(gè)工作室311的軸向端部311b(第一軸向端部)中。制冷劑通過所述一對(duì)入口 -出口端口 312和313被吸入到工作室311或從工作室311被排放。多對(duì)入口-出口端口 312設(shè)置在高溫側(cè)容器單元部分31a中，并且每一對(duì)入口-出口端口 312與相應(yīng)的工作室311連通。多對(duì)入口-出口端口 313設(shè)置在低溫側(cè)容器單元部分31b中，并且每一對(duì)入口 -出口端口 313與相應(yīng)的工作室311連通。在圖22中，顯示了連接到高溫側(cè)容器單元部分31a兩對(duì)入口-出口端口 312，其中所述兩對(duì)入口-出口端口 312中的一對(duì)連接到附圖上側(cè)的工作室311，而所述兩對(duì)入口-出
口端口 312中的另一對(duì)連接到附圖下側(cè)的工作室311。每一個(gè)入口-出口端口 312都由制冷劑進(jìn)入端口 312a和制冷劑排出端口 312b構(gòu)成，其中制冷劑通過制冷劑進(jìn)入端口 312a被吸入到容器單元部分31a中，而制冷劑通過制冷劑排出端口 312b從容器單元部分31a被排出。吸入閥312c設(shè)置在每一個(gè)制冷劑進(jìn)入端口 312a中，其中當(dāng)制冷劑被吸入到工作室311中時(shí)抽吸閥312c打開。排出閥312d設(shè)置在每一個(gè)制冷劑排出端口 312b中，其中當(dāng)從工作室311排放制冷劑時(shí)排出閥312d打開。以類似的方式，在圖22中顯示了連接到低溫側(cè)容器單元部分31b的兩對(duì)入口 -出口端口 313，其中所述兩對(duì)入口 -出口端口 313中的一對(duì)連接到附圖上側(cè)的工作室311，而所述兩對(duì)入口 -出口端口 313中的另一對(duì)連接到附圖下側(cè)的工作室311。每一個(gè)入口-出口端口 313都由制冷劑進(jìn)入端口 313a和制冷劑排出端口 313b構(gòu)成。吸入閥313c設(shè)置在每一個(gè)制冷劑入口端口 313a中。排出閥313d設(shè)置在每一個(gè)制冷劑排出端口 313b中。連通通道314和315分別設(shè)置在容器單元部分31a和31b的每一個(gè)側(cè)壁處，使得每一個(gè)工作室311都與制冷劑泵34的相應(yīng)的缸筒(泵室)344的內(nèi)部空間連通。每一個(gè)磁場(chǎng)控制單元32都由旋轉(zhuǎn)軸321a(321b)、固定到旋轉(zhuǎn)軸321a(321b)的轉(zhuǎn)子322a(322b)、和固定到轉(zhuǎn)子322a(322b)的外周邊的永磁體323a(323b)構(gòu)成。每一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸321a和321b都通過設(shè)置在容器單元部分31a和31b的軸向側(cè)壁處的支承構(gòu)件可旋轉(zhuǎn)地支撐。(高溫側(cè))旋轉(zhuǎn)軸321a和(低溫側(cè))旋轉(zhuǎn)軸321b與制冷劑泵34的驅(qū)動(dòng)軸341—體形成。(低溫側(cè))旋轉(zhuǎn)軸321b的軸向端部在與制冷劑泵34相對(duì)的方向上向外延伸，使得該軸向端部連接到旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)軸321a和321b以及驅(qū)動(dòng)軸341的電動(dòng)機(jī)35。每一個(gè)永磁體323a和323b固定到轉(zhuǎn)子322a和322b的相應(yīng)外周邊以在磁體323a和323b的外周表面與相應(yīng)容器單元部分31a和31b的內(nèi)周表面之間形成間隙。轉(zhuǎn)子322a和322b固定到相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)軸321a和321b，使得每一個(gè)轉(zhuǎn)子322a和322b都在每一個(gè)容器單元部分31a和31b內(nèi)旋轉(zhuǎn)。在每一個(gè)容器單元部分31a和31b中，兩個(gè)永磁體323a(323b)設(shè)置在轉(zhuǎn)子322a(322b)的外周邊處，其中永磁體323a(323b)在轉(zhuǎn)子322a(322b)的外周邊空間處占據(jù)5/6(六分之五)的面積。每一個(gè)永磁體323a (323b)根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸321a (321b)的旋轉(zhuǎn)周期性地接近容器單元部分31a(31b)的相應(yīng)的工作室311。一對(duì)溝槽在永磁體323a(323b)之間形成在轉(zhuǎn)子322a(322b)中，其中每一個(gè)溝槽都沿軸向方向延伸。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，其中容器單元部分31a (31b)和轉(zhuǎn)子322a (322b)作為磁軛工作，磁場(chǎng)分別由永磁體323a (323b)產(chǎn)生。磁場(chǎng)施加到容納在永磁體323a (323b)所接近的工作室311中的磁性工作材料30。另一方面，已經(jīng)施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)從容納在工作室311中的磁性工作材料30被除去，永磁體323a (323b)根據(jù)旋轉(zhuǎn)軸321a (321b)的旋轉(zhuǎn)與該工作室311分離。在每一個(gè)容器單元部分31a和31b中，徑向方向?qū)?yīng)于磁場(chǎng)施加到容納在相應(yīng)工作室311中的磁性工作材料30的方向。在每一個(gè)磁場(chǎng)控制單元32中，以下參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)可以基于旋轉(zhuǎn)相位 而變化以實(shí)現(xiàn)以下所述的磁場(chǎng)的施加圖案，例如，如圖25所示。以與第一實(shí)施例類似的方式，所述參數(shù)包括間隙的尺寸、磁阻構(gòu)件的磁阻值、槽口部分的空間尺寸、永磁體的殘余磁通量密度、永磁體的磁保持力、永磁體的磁化方向、和永磁體沿徑向方向的厚度。由非磁性材料(例如，樹脂)制成的保持構(gòu)件33圍繞相應(yīng)的工作室311形成，使得每一個(gè)工作室311通過相應(yīng)的保持構(gòu)件33定位在每一個(gè)容器單元部分31a和31b中。制冷劑泵34構(gòu)成用于使制冷劑在相應(yīng)的容器單元部分31a和31b中移動(dòng)的制冷劑移動(dòng)裝置(泵裝置)，使得制冷劑在高溫側(cè)入口 -出口端口 312與低溫側(cè)入口 -出口端口 313之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)施例中，徑向活塞式活塞泵用作制冷劑泵34，根據(jù)制冷劑泵34，多個(gè)泵室(對(duì)應(yīng)于工作室311的數(shù)量)圍繞驅(qū)動(dòng)軸341形成并沿圓周方向以相等間隔布置。吸入-排出機(jī)構(gòu)(包括活塞)設(shè)置在每一個(gè)泵室中，并根據(jù)固定到驅(qū)動(dòng)軸341的控制凸輪構(gòu)件342a的旋轉(zhuǎn)通過控制凸輪構(gòu)件342a在徑向方向上操作。更詳細(xì)地，如圖22所示，制冷劑泵34由殼體340、可旋轉(zhuǎn)地支撐在殼體340中的驅(qū)動(dòng)軸341、固定到驅(qū)動(dòng)軸341并與驅(qū)動(dòng)軸341 —起旋轉(zhuǎn)的控制凸輪構(gòu)件342A、根據(jù)控制凸輪構(gòu)件342A的旋轉(zhuǎn)沿徑向方向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的多個(gè)活塞343、用于可移動(dòng)地容納相應(yīng)的活塞343的多個(gè)缸筒344等構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)軸341由設(shè)置在殼體340的軸向側(cè)壁(即，相應(yīng)的容器單元部分31a和31b的軸向側(cè)壁)處的支承構(gòu)件可旋轉(zhuǎn)地支撐?？刂仆馆啒?gòu)件342A的形狀基于固定到轉(zhuǎn)子322a(322b)的磁體323a(323b)的數(shù)量來確定。在本實(shí)施例中，兩個(gè)永磁體323a (323b)固定到每一個(gè)轉(zhuǎn)子322a和322b，控制凸輪構(gòu)件342A的形狀被形成為使得當(dāng)每一個(gè)活塞343往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩次時(shí)每一個(gè)轉(zhuǎn)子322a和322b (旋轉(zhuǎn)軸321a和321b)旋轉(zhuǎn)一圈。在本實(shí)施例中，用于(高溫側(cè))容器單元部分31a的磁體323a從用于(低溫側(cè))容器單元部分31b的磁體323b沿旋轉(zhuǎn)軸321的旋轉(zhuǎn)方向移動(dòng)90度。因此，如下所述，用于容器單元部分31a的操作相位從用于容器單元部分31b的操作相位移動(dòng)180度。每一個(gè)缸筒344與用于容器單元部分31a(高溫側(cè))的連通通道314和用于容器單元部分31b(低溫側(cè))的連通通道315連通。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在共用缸筒344中在來自容器單元部分31a的制冷劑與來自容器單元部分31b的制冷劑之間執(zhí)行熱交換。制冷劑泵34被操作以使得與將磁場(chǎng)施加到磁性工作材料30的步驟和從磁性工作材料30除去磁場(chǎng)的步驟同步地將制冷劑吸入到容器單元部分31a和31b的相應(yīng)工作室311中和從該相應(yīng)工作室311排出。
例如，當(dāng)將磁場(chǎng)施加到容器單元部分31a(高溫側(cè))的工作室311中的磁性工作材料30時(shí)，同時(shí)從容器單元部分31b (低溫側(cè))的工作室311中的磁性工作材料30除去磁場(chǎng)時(shí)，制冷劑從缸筒344經(jīng)由連通通道314和315被泵送出來并到達(dá)容器單元部分31a和31b的相應(yīng)工作室311。另一方面，當(dāng)從容器單元部分31a(高溫側(cè))的工作室311中的磁性工作材料30除去磁場(chǎng)時(shí)，同時(shí)將磁場(chǎng)施加到容器單元部分31b (低溫側(cè))的工作室311中的磁性工作材料30時(shí)，制冷劑從容器單元部分31a和31b的相應(yīng)工作室311經(jīng)由連通通道314和315被吸入到缸筒344中。如上所述，當(dāng)制冷劑從制冷劑泵34被泵送出并到達(dá)容器單元部分31a和31b的相應(yīng)工作室311時(shí)，容器單元部分31a和31b的排出閥312d和313d (設(shè)置在相應(yīng)的制冷劑排出端口 312b和313b中)打開，使得相應(yīng)工作室311 (與制冷劑排出端口 312b和313b相鄰)中的制冷劑被排放到相應(yīng)的制冷劑回路4和5。另一方面，當(dāng)制冷劑從容器單元部分31a和31b的相應(yīng)工作室311被吸入到制冷·劑泵34中時(shí)，容器單元部分31a和31b的吸入閥312c和313c (設(shè)置在相應(yīng)的制冷劑進(jìn)入端口 312a和313a中)打開，使得制冷劑從相應(yīng)的制冷劑回路4和5被吸入到容器單元部分31a和31b的相應(yīng)工作室(在與制冷劑進(jìn)入端口 312a和313a相鄰的空間)中。當(dāng)從安裝在車輛中的電池(未示出)供應(yīng)電力時(shí)，圖21或圖22中所示的電動(dòng)機(jī)35被操作，使得電動(dòng)機(jī)35的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力被傳遞給旋轉(zhuǎn)軸321a和321b以及驅(qū)動(dòng)軸341。電動(dòng)機(jī)35也被稱為用于驅(qū)動(dòng)磁制冷裝置103的驅(qū)動(dòng)單元。在本實(shí)施例中，旋轉(zhuǎn)軸321a和32lb、轉(zhuǎn)子322a和322b、永磁體323a和323b以及電動(dòng)機(jī)35 (設(shè)置在熱交換容器裝置31的外側(cè))構(gòu)成用于各個(gè)容器單元部分31a和31b的各個(gè)磁場(chǎng)控制單兀32。永磁體323a和323b分別構(gòu)成磁場(chǎng)產(chǎn)生部分。雖然在圖中未示出，但是制冷劑泵34具有多個(gè)汽缸，汽缸的數(shù)量對(duì)應(yīng)于工作室311的數(shù)量(更準(zhǔn)確地，對(duì)應(yīng)于工作室對(duì)的數(shù)量，其中容器單元部分31a的工作室和容器單元部分31b的相應(yīng)工作室構(gòu)成工作室對(duì))。換句話說，磁制冷裝置103具有對(duì)應(yīng)于工作室311對(duì)的數(shù)量的多個(gè)制冷劑移動(dòng)機(jī)構(gòu)。以下參照?qǐng)D24和圖25以及圖27說明本實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)2的操作。如上所述，雖然磁制冷裝置103具有多個(gè)工作室311，但是以下說明一個(gè)工作室的操作，這是因?yàn)槠渌ぷ魇业牟僮骰旧媳舜讼嗤Ｈ欢?，各個(gè)工作室的操作以相移(有相位差)的方式被執(zhí)行。圖24是顯示熱介質(zhì)在工作室311中的流體速度的變化的曲線圖，其中從第一軸向端部311b朝向第二軸向端部311a( S卩，在圖中的右手方向)的流體流動(dòng)在正側(cè)(在參考線上方的上側(cè)區(qū)域中)被示出。圖25是顯示要被施加到工作室311中的磁性工作材料30的磁場(chǎng)的變化的曲線圖。圖27是用于更加詳細(xì)地顯示相關(guān)部分(例如，高溫側(cè)容器單元部分31a的活塞343、吸入閥312c和排出閥312d、低溫側(cè)容器單元部分31b的吸入閥313c以及排出閥313d)的移動(dòng)以及熱介質(zhì)的流體速度的變化和施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)的變化的時(shí)間圖。在圖24和25以及圖27中，附圖標(biāo)記“I”、“II”、“III”以及“IV”分別指示以下第一到第四步驟。首先，說明容器單元部分31a (高溫側(cè))的操作。當(dāng)缸筒344中的活塞343位于靠近下死點(diǎn)的位置時(shí)(在圖24所示的第一步驟“I”中并且在圖27中的tl與t2之間)，永磁體323a接近容器單元部分31a (高溫側(cè))的工作室，使得磁場(chǎng)被施加到容納在工作室311中的磁性工作材料30 (如圖25和圖27中的步驟“ I ”所示)。接著，在磁性工作材料30中由磁熱效應(yīng)產(chǎn)生熱量，從而工作室311中的制冷劑的溫度增加。圖24和25以及圖27中所示的第一步驟“ I ”對(duì)應(yīng)于非絕熱激發(fā)過程。之后，當(dāng)活塞343進(jìn)一步在缸筒344中從下死點(diǎn)朝向上死點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，工作室311中的制冷劑沿右手方向從制冷劑泵34側(cè)的軸向端部側(cè)移動(dòng)到制冷劑入口 -出口端口 312的另一個(gè)軸向端部側(cè)(圖24中的步驟“II”并且在圖27中的t2與t3之間)。在該操作中，設(shè)置在制冷劑排出端口 312b中的排出閥312d打開，使得高溫制冷劑從工作室311 (從與制冷劑排出端口 312b相鄰的空間)被排放高溫側(cè)制冷劑回路4 (加熱側(cè)熱交換器13設(shè)置在該制冷劑回路4中)中，如由圖27中的容器單元部分31a的實(shí)線箭頭所示。容器單元部分31a的第二步驟“II”對(duì)應(yīng)于制冷劑排放過程。 如由圖24和25中的步驟“ II ”所示，要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)基于制冷劑(熱介質(zhì))在工作室311中的流體速度而逐漸增加。在該操作期間，第二步驟“II”中產(chǎn)生的熱量也從磁性工作材料30傳遞給制冷劑(熱介質(zhì))。磁場(chǎng)的強(qiáng)度以當(dāng)制冷劑(熱介質(zhì))的流體速度越高時(shí)要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的增加速率越大的方式增加。例如，當(dāng)熱介質(zhì)的流體速度變成其最大值時(shí)，磁場(chǎng)的增加速率變成最大值(在第二步驟“II”中圖25的曲線的斜率)。根據(jù)這樣一個(gè)操作，磁性工作材料30保持處于等溫狀態(tài)，使得磁性工作材料30與熱介質(zhì)之間的導(dǎo)熱系數(shù)在第二步驟操作期間保持在較高值。當(dāng)缸筒344中的活塞343位于靠近上死點(diǎn)的位置(在圖24所示的第三步驟“ III ”中，并且在圖27的t3與t4之間)時(shí)，永磁體323a遠(yuǎn)離容器單元部分31a的工作室311移動(dòng)。因此,磁場(chǎng)被從容納在工作室311中的磁性工作材料30除去(如由圖25中的步驟“III”和圖27所示)。圖24和25以及圖27中所示的容器單元部分31a的第三步驟“III”對(duì)應(yīng)于非絕熱去磁過程。之后，當(dāng)活塞343進(jìn)一步在缸筒344中從上死點(diǎn)朝向下死點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，工作室311中的制冷劑(熱介質(zhì))沿左手方向從制冷劑入口 -出口端口 312的軸向端部側(cè)移動(dòng)到制冷劑泵34側(cè)的另一個(gè)軸向端部側(cè)(圖24中的步驟“IV”并且在圖27中的t4與t5之間)。在該操作中，設(shè)置在制冷劑進(jìn)入端口 312a中的吸入閥312c打開，使得制冷劑(該制冷劑已經(jīng)通過加熱側(cè)熱交換器13)從(高溫側(cè))制冷劑回路4被吸入到工作室311(吸入到與制冷劑進(jìn)入端口 312a相鄰的空間中)中，如由圖27中的容器單元部分31a的虛線箭頭所示。容器單元部分31a的第四步驟“IV”對(duì)應(yīng)于制冷劑吸入過程。如由圖24和25以及圖27中的步驟“IV”所示，施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)基于熱介質(zhì)在工作室311中的流體速度而逐漸減小。在該操作期間，在第四步驟“IV”中減小的熱量從熱介質(zhì)傳遞給磁性工作材料30。在第四步驟“IV”中，磁場(chǎng)的強(qiáng)度以當(dāng)熱介質(zhì)的流體速度越高時(shí)從磁性工作材料30除去磁場(chǎng)的減小速率越大的方式被減小。根據(jù)這樣一個(gè)操作，磁性工作材料30保持處于等溫狀態(tài)，使得磁性工作材料30與熱介質(zhì)之間的導(dǎo)熱系數(shù)在第四步驟操作期間保持較高值。
當(dāng)活塞343返回到靠近下死點(diǎn)的位置時(shí)，再次執(zhí)行用于將磁場(chǎng)施加到磁性工作材料的下一個(gè)步驟(即，圖27中的t5與t6之間的第一步驟“I”)。重復(fù)執(zhí)行以上施加磁場(chǎng)的第一步驟、排出制冷劑的第二步驟、除去磁場(chǎng)的第三步驟和吸入制冷劑的第四步驟，使得通過容納在容器單元部分31a(高溫側(cè))的工作室311中的磁性工作材料30的磁熱效應(yīng)在磁性工作材料30中產(chǎn)生的熱能量被傳遞到加熱側(cè)熱交換器13 —側(cè)。以下，說明容器單元部分31b (低溫側(cè))的操作。如上所述，當(dāng)缸筒344中的活塞343位于靠近上死點(diǎn)的位置時(shí)(對(duì)應(yīng)于容器單元部分31a的步驟“III”并且在圖27中的t3與t4之間)，從容納在容器單元部分31a (高溫側(cè))的工作室311中的磁性工作材料30除去磁場(chǎng)。然而，容器單元部分31b的操作相位從容器單元部分31a的操作相位移動(dòng)180度。換句話說，容器單元部分31a的第三步驟“III”(在圖27的t3與t4之間)的時(shí)序?qū)?yīng)于·容器單元部分31b的第一步驟“ I ”。因此，當(dāng)缸筒344中的活塞343位于靠近上死點(diǎn)的位置時(shí)(圖24中的步驟“I”并且在圖27的t3與t4之間)，在容器單元部分31b (低溫側(cè))的工作室311中，磁場(chǎng)被施加到磁性工作材料30，如由圖25和圖27中的步驟“I”所示。之后，當(dāng)活塞343進(jìn)一步在缸筒344中從上死點(diǎn)朝向下死點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，工作室311中的制冷劑(沿右手方向)從制冷劑入口 -出口端口 313的軸向端部側(cè)移動(dòng)到制冷劑泵34側(cè)的另一個(gè)軸向端部側(cè)(圖24中的步驟“II”并且在圖27中的t4與t5之間)，如由圖27中的所示的容器單元部分31b的實(shí)線箭頭所示。在該操作中，設(shè)置在制冷劑進(jìn)入端口 313a中的吸入閥313c打開，使得制冷劑(該制冷劑已經(jīng)通過冷卻側(cè)熱交換器12)從制冷劑回路5(低溫側(cè))被吸入到工作室311中(吸入到與制冷劑進(jìn)入端口 313a相鄰的空間中)。如由圖24和25以及圖27中的容器單元部分31b的步驟“ II ”所示，施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)基于制冷劑(熱介質(zhì))在工作室311中的流體速度而逐漸增加。在該操作期間，第二步驟“II”中增加的熱量從磁性工作材料30傳遞給熱介質(zhì)。在第二步驟“ II ”中，磁場(chǎng)的強(qiáng)度以當(dāng)熱介質(zhì)的流體速度越高時(shí)要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的增加速率越大的方式增加。例如，當(dāng)熱介質(zhì)的流體速度變成其最大值時(shí)，磁場(chǎng)的增加速率變成最大值(在第二步驟“II”中圖25的曲線的斜率)。根據(jù)這樣的操作，磁性工作材料30保持處于等溫狀態(tài)，使得磁性工作材料30與熱介質(zhì)之間的導(dǎo)熱系數(shù)在第二步驟操作期間保持在較高值。當(dāng)活塞343在缸筒344中位于靠近下死點(diǎn)的位置時(shí)，磁場(chǎng)被施加到容器單元部分31a(高溫側(cè))的工作室311中的磁性工作材料，如由圖25中的步驟“I”所示并且在圖27的t5與t6之間。另一方面，對(duì)于容器單元部分31b (低溫側(cè))的工作室311，當(dāng)活塞343位于靠近下死點(diǎn)的位置時(shí)(圖24中的步驟“III”并且在圖27的t5與t6之間)，磁場(chǎng)被從磁性工作材料30除去(如由圖25中的步驟“III”所示)。之后，當(dāng)活塞343在缸筒344中進(jìn)一步從下死點(diǎn)朝向上死點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，容器單元部分31b的工作室311中的制冷劑(沿左手方向)從制冷劑泵34側(cè)的軸向端部側(cè)移動(dòng)到制冷劑入口 -出口端口 313的另一個(gè)軸向端部側(cè)(圖24中的步驟“IV”并且在圖27的t6與t7之間)。
在該操作中，設(shè)置在制冷劑排出端口 313b中的排出閥313d打開，使得低溫制冷劑從容器單元部分31b的工作室311 (從與制冷劑排出端口 313b相鄰的空間)被排放到低溫側(cè)制冷劑回路5中(冷卻側(cè)熱交換器12設(shè)置在該制冷劑回路5中)，如由圖27中的用于容器單元部分31b的虛線箭頭所示。如由圖24和25以及圖27中的步驟“IV”所示，施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)基于熱介質(zhì)在容器單元部分31b的工作室311中的流體速度而逐漸減小。在該操作期間，在第四步驟“IV”中減小的熱量(第四步驟“IV”中產(chǎn)生的冷能量)也從磁性工作材料30傳遞給熱介質(zhì)。在容器單元部分31b的第四步驟“IV”中，磁場(chǎng)的強(qiáng)度以當(dāng)熱介質(zhì)的流體速度越高時(shí)要從磁性工作材料30被除去的磁場(chǎng)的減小速率越大的方式被減小。根據(jù)這樣一個(gè)操作，磁性工作材料30保持處于等溫狀態(tài)，使得磁性工作材料30與熱介質(zhì)之間的導(dǎo)熱系數(shù)在第四步驟操作期間保持較高值。在低溫側(cè)容器單元部分31b中重復(fù)執(zhí)行以上施加磁場(chǎng)的第一步驟、吸入制冷劑的第二步驟、除去磁場(chǎng)的第三步驟和吸入制冷劑的第四步驟，使得通過容納在容器單元部分31b的工作室311中的磁性工作材料30的磁熱效應(yīng)在磁性工作材料30中產(chǎn)生的冷能量被傳遞到冷卻側(cè)熱交換器12偵U。當(dāng)總體上觀察以上操作時(shí)，其中所述操作包括用于容器單元部分31a和31b的操作，在已經(jīng)將磁場(chǎng)施加到磁性工作材料30之后，制冷劑在從低溫側(cè)入口 -出口端口 313到高溫側(cè)入口 -出口端口 312的方向上移動(dòng)，而在已經(jīng)從磁性工作材料30除去磁場(chǎng)之后，制冷劑在從高溫側(cè)入口 -出口端口 312到低溫側(cè)入口 -出口端口 313的方向上移動(dòng)。一方面，對(duì)于容器單元部分31a的工作室311，重復(fù)執(zhí)行以上施加磁場(chǎng)的第一步驟、排出制冷劑的第二步驟、除去磁場(chǎng)的第三步驟和吸入制冷劑的第四步驟。另一方面，對(duì)于容器單元部分31b的工作室311，重復(fù)執(zhí)行以上施加磁場(chǎng)的第一步驟、吸入制冷劑的第二步驟、除去磁場(chǎng)的第三步驟和排出制冷劑的第四步驟。因此，可以在容納在高溫側(cè)容器單元部分31a的工作室311中的磁性工作材料30與容納在低溫側(cè)容器單元部分31b的工作室311中的磁性工作材料30之間產(chǎn)生大的溫度梯度。以下，說明高溫側(cè)制冷劑回路4和低溫側(cè)制冷劑回路5。制冷劑回路4對(duì)應(yīng)于以下所述的制冷劑回路，根據(jù)該制冷劑回路，從制冷劑排出端口 312b排出的制冷劑被供應(yīng)給加熱側(cè)熱交換器13的流入端口 13a，而來自熱交換器13的流出端口 13b的制冷劑被供應(yīng)給制冷劑進(jìn)入端口 312a。更詳細(xì)地，熱交換器13的流入端口 13a連接到制冷劑排出端口 312b。熱交換器13布置在空氣調(diào)節(jié)單元10的殼體11中。熱交換器13對(duì)應(yīng)于用于加熱通過熱交換器的空氣的熱交換器(也被稱為第二熱交換器)，在該熱交換器中，在流動(dòng)通過熱交換器13的制冷劑與通過熱交換器13的空氣(所述空氣已經(jīng)通過低溫側(cè)熱交換器12)之間執(zhí)行熱交換。第一電動(dòng)三通閥141在制冷劑回路4中設(shè)置在熱交換器13的流出端口 13b —側(cè)的位置處。三通閥141構(gòu)成流體通道切換裝置，所述流體通道切換裝置通過來自空氣調(diào)節(jié)控制單元100的控制信號(hào)操作。更詳細(xì)地，三通閥141基于來自空氣調(diào)節(jié)控制單元100的控制信號(hào)將流體通道切換到用于將熱交換器13的流出端口 13b連接到容器單元部分31a的制冷劑進(jìn)入端口 312a、的流體通道，或者切換到用于將熱交換器13的流出端口 13b連接到另一個(gè)熱交換器6(吸熱和散熱熱交換器)的散熱部分的流體進(jìn)入端口 61a的流體通道。熱交換器6對(duì)應(yīng)于布置在車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)室中的室外熱交換器,該該室外熱交換器中，在流動(dòng)通過熱交換器6的制冷劑與通過熱交換器6的外部空氣之間執(zhí)行熱交換。熱交換器6由散熱部分61和吸熱部分62構(gòu)成，其中來自加熱側(cè)熱交換器13的制冷劑流動(dòng)通過散熱部分61，而來自低溫側(cè)容器單元部分31b的制冷劑流動(dòng)通過吸熱部分62。散熱部分61對(duì)應(yīng)于下述熱交換部分，在該熱交換部分中，在經(jīng)由流體進(jìn)入端口61a流入到該熱交換部分內(nèi)部的制冷劑(從加熱側(cè)熱交換器13排出的制冷劑)與外部空氣之間執(zhí)行熱交換。吸熱部分62對(duì)應(yīng)于下述熱交換部分，在該熱交換部分中，在經(jīng)由流體進(jìn)入端口 62a流入到該熱交換部分內(nèi)部的制冷劑(從低溫側(cè)容器單元部分31b排出的制冷齊[J)與外部空氣之間執(zhí)行熱交換。用于散熱部分61和吸熱部分62的流體通道彼此獨(dú)立地形成在熱交換器6中，以 便流動(dòng)通過散熱部分61的制冷劑和流動(dòng)通過吸熱部分62的制冷劑不會(huì)相互混合。高溫側(cè)容器單元部分31a的制冷劑進(jìn)入端口 312a連接到熱交換器6的流體排出端口 61b，使得制冷劑(該制冷劑的熱量在熱交換器6中被散發(fā))返回到高溫側(cè)容器單元部分31a的工作室311。因此，制冷劑回路4由下述循環(huán)回路構(gòu)成，在該循環(huán)回路中，制冷劑循環(huán)通過容器單元部分31a的制冷劑排出端口 312b、加熱側(cè)熱交換器13、第一電動(dòng)三通閥141和高溫側(cè)的容器單元部分31a的制冷劑進(jìn)入端口 312a。制冷劑回路4具有另一個(gè)循環(huán)回路，在該另一個(gè)循環(huán)回路中，制冷劑循環(huán)通過容器單元部分31a的制冷劑排出端口 312b、加熱側(cè)熱交換器13、第一電動(dòng)三通閥141、熱交換器6的散熱部分61和容器單元部分31a的制冷劑進(jìn)入端口 312a。儲(chǔ)存箱143經(jīng)由固定節(jié)流裝置142連接到制冷劑回路4，以調(diào)節(jié)制冷劑回路4中的制冷劑的量?？卓?、毛細(xì)管等可以用作固定節(jié)流裝置142。低溫側(cè)的制冷劑回路5對(duì)應(yīng)于下述制冷劑循環(huán)回路，根據(jù)該制冷劑循環(huán)回路，來自容器單元部分31b (低溫側(cè))的制冷劑排出端口 313b的制冷劑被供應(yīng)給冷卻側(cè)熱交換器12的流入端口 12a，并且來自冷卻側(cè)熱交換器12的流出端口 12b的制冷劑返回到容器單元部分31b (低溫側(cè))的制冷劑進(jìn)入端口 313a。更詳細(xì)地，第二電動(dòng)三通閥51在容器單元部分31b的制冷劑排出端口 313b側(cè)設(shè)置在制冷劑回路5中。以與第一三通閥141相同的方式，第二三通閥51構(gòu)成通過來自空氣調(diào)節(jié)控制單元100的控制信號(hào)被操作的流體通道切換裝置。更詳細(xì)地，三通閥51基于來自空氣調(diào)節(jié)控制單元100的控制信號(hào)將流體通道切換到用于將入口 -出口端口 313的制冷劑排出端口 313b連接到熱交換器6的流體進(jìn)入端口 62a的流體通道，或者將流體通道切換到用于將入口 -出口端口 313的制冷劑排出端口313b連接到第三電動(dòng)三通閥52的流體通道，其中所述第三電動(dòng)三通閥52也在熱交換器6的流體進(jìn)入端口 62b側(cè)設(shè)置在制冷劑回路5中。以與第一和第二三通閥141和51相同的方式，第三三通閥52構(gòu)成通過來自空氣調(diào)節(jié)控制單元100的控制信號(hào)被操作的流體通道切換裝置。更詳細(xì)地，第三三通閥52與第二三通閥51同步地操作。當(dāng)流體通道被第二三通閥51切換使得低溫側(cè)入口 -出口端口 313的制冷劑排出端口 313b與第三三通閥52連通時(shí)，流體通道被第三三通閥52切換使得第二三通閥51與冷卻側(cè)熱交換器12的流入端口 12a連通。另一方面，當(dāng)流體通道被第二三通閥51切換使得制冷劑排出端口 313b與熱交換器6的流體進(jìn)入端口 62a連通時(shí)，流體通道被第三三通閥52切換使得第二三通閥51與制冷劑進(jìn)入端口 313a連通。連接到第三三通閥52的冷卻側(cè)熱交換器12在加熱側(cè)熱交換器13的上游側(cè)布置在空氣調(diào)節(jié)單元10的殼體11中，以在通過熱交換器12的吹送空氣與流動(dòng)通過熱交換器12的制冷劑之間執(zhí)行熱交換，從而冷卻吹送空氣。因此，制冷劑回路5由下述循環(huán)回路構(gòu)成，在該循環(huán)回路中，制冷劑循環(huán)通過低溫側(cè)容器單元部分31b的制冷劑排出端口 313b、第二三通閥51、第三三通閥52、冷卻側(cè)熱交換器12、和低溫側(cè)容器單元部分31b的制冷劑進(jìn)入端口 313a。制冷劑回路5還由下述另一個(gè)循環(huán)回路構(gòu)成，在該另一個(gè)循環(huán)回路中，制冷劑循環(huán)通過低溫側(cè)容器單元部分31b的制冷劑排出端口 313b、熱交換器6的吸熱部分62、第二三通閥51、第三三通閥52、和低溫側(cè)容器單元部分31b的制冷劑進(jìn)入端口 313a。 儲(chǔ)存箱54經(jīng)由固定節(jié)流裝置53連接到制冷劑回路5，以調(diào)節(jié)制冷劑回路5中的制冷劑的量?？卓凇⒚?xì)管等可以用作固定節(jié)流裝置53。以下說明空氣調(diào)節(jié)單元10。空氣調(diào)節(jié)單元10在乘客室中布置在儀表盤中(儀表盤位于乘客室的前側(cè))。鼓風(fēng)機(jī)單元(未示出)、冷卻側(cè)熱交換器12、加熱側(cè)熱交換器13、加熱器芯體14等布置在殼體11中。殼體11形成用于吹送空氣的多個(gè)空氣通道，所述吹送空氣被吹送到車輛的乘客室內(nèi)。殼體11由例如具有一定彈性水平和充分強(qiáng)度的樹脂(例如，聚丙烯)制成?？諝馇袚Q裝置(未示出)在殼體11中設(shè)置在空氣通道的上游端處，使得要被吸入到乘客室中的空氣被切換到外部空氣或內(nèi)部空氣。鼓風(fēng)機(jī)單元(未示出)在殼體11的空氣通道中設(shè)置在空氣切換裝置的下游側(cè)以將空氣(外部空氣或內(nèi)部空氣)吹送到乘客室中。鼓風(fēng)機(jī)單元具有由電動(dòng)機(jī)(未示出)驅(qū)動(dòng)的離心式多葉片風(fēng)扇(鼠籠式風(fēng)扇)，其中所述電動(dòng)機(jī)的操作通過從空氣調(diào)節(jié)控制單元100輸出的控制電壓來控制。冷卻側(cè)熱交換器12在殼體11中設(shè)置在鼓風(fēng)機(jī)單元的下游側(cè)。熱空氣通道15和冷空氣旁通通道16在殼體11中形成在冷卻側(cè)熱交換器12的下游側(cè)，使得已經(jīng)通過熱交換器12的冷空氣通過設(shè)置在熱空氣通道15中的加熱側(cè)熱交換器13被加熱?？諝饣旌鲜?7進(jìn)一步形成在殼體11中以混合來自熱空氣通道15的熱空氣和來自冷空氣旁通通道16的冷空氣。加熱側(cè)熱交換器13和加熱器芯體14依次布置在熱空氣通道15中，以加熱已經(jīng)通過冷卻側(cè)熱交換器12的冷空氣。加熱器芯體14是下述熱交換器，在該熱交換器種，在通過熱空氣通道15的空氣與用于內(nèi)燃機(jī)(未示出)的冷卻水之間執(zhí)行熱交換，其中所述內(nèi)燃機(jī)用于驅(qū)動(dòng)車輛。冷空氣旁通通道16是用于將已經(jīng)通過冷卻側(cè)熱交換器12的冷空氣繞過加熱側(cè)熱交換器13和加熱器芯體14而引導(dǎo)到空氣混合室17的空氣通道。因此，在空氣混合室17中混合的空氣的溫度取決于通過熱空氣通道15的空氣與通過冷空氣旁通通道16的空氣的流量比。因此，根據(jù)本實(shí)施例，空氣混合門18在空氣通道中設(shè)置在冷卻側(cè)熱交換器12的下游側(cè)，但是在熱空氣通道15和冷空氣旁通通道16的上游側(cè)，以連續(xù)改變通過熱空氣通道15和冷空氣旁通通道16的冷空氣的流量比。因此，空氣混合門18對(duì)應(yīng)于用于通過控制通過加熱側(cè)熱交換器13的空氣的流量來調(diào)節(jié)空氣混合室17中的空氣(要被吹送到乘客室內(nèi)的空氣)的溫度的溫度控制單元。多個(gè)空氣導(dǎo)管(未示出)設(shè)置在殼體11的空氣通道的最下游端處以將空氣(所述空氣的溫度被控制)從空氣混合室17吹送到乘客室中。空氣導(dǎo)管包括例如面部空氣導(dǎo)管、腳部空氣導(dǎo)管、除霜器空氣導(dǎo)管等。空氣開關(guān)門設(shè)置在每一個(gè)空氣導(dǎo)管中用于控制各個(gè)空氣通道的開口面積。空氣導(dǎo)管通過這種空氣開關(guān)門選擇性地打開，使得空氣被吹送到乘客室內(nèi)?？諝庹{(diào)節(jié)控制單元100 (A/C ECU)由公知的微型計(jì)算機(jī)(具有CPU、ROM、RAM等)及其外圍設(shè)備構(gòu)成。A/C ECU100根據(jù)存儲(chǔ)在ROM中的控制程序執(zhí)行各類計(jì)算和處理，從而 控制電動(dòng)機(jī)35、三通閥141、51和52、鼓風(fēng)機(jī)單元、空氣混合門18等的操作。操作信號(hào)從設(shè)置在儀表盤的操作開關(guān)(未示出)被輸入給A/C E⑶100的輸入側(cè)。操作開關(guān)包括例如用于空氣調(diào)節(jié)裝置I的0N/0FF開關(guān)、AUTO開關(guān)(用于自動(dòng)操作)、操作模式開關(guān)(用于冷卻操作模式、加熱操作模式、除濕操作模式等)。A/C E⑶100還包括用于電動(dòng)機(jī)35 (所述電動(dòng)機(jī)35驅(qū)動(dòng)磁制冷裝置103)的電動(dòng)機(jī)控制部分和用于三通閥141、51和52的閥控制部分。具有磁制冷系統(tǒng)2的空氣調(diào)節(jié)裝置I根據(jù)用于空氣調(diào)節(jié)裝置的操作開關(guān)的操作和/或A/C ECU 100的控制操作執(zhí)行各種操作模式(冷卻操作模式、加熱操作模式、除濕操作模式等)。例如，在冷卻操作模式中，根據(jù)來自A/C ECU 100的控制信號(hào)，制冷劑回路4 (高溫偵U)的流體通道被第一三通閥141切換，使得加熱側(cè)熱交換器13的流出端口 13b連接到熱交換器6的流體進(jìn)入端口 61a。另外，在制冷劑回路5(低溫側(cè))中，流體通道被第二三通閥51切換，使得容器單元部分31b的制冷劑排出端口 313b與第三三通閥52連通，此外，該流體通道被第三三通閥52切換，使得第二三通閥51與冷卻側(cè)熱交換器12的流入端口 12a連通。在加熱操作模式中，根據(jù)來自A/C ECU 100的控制信號(hào)，制冷劑回路4(高溫偵D的流體通道被第一三通閥141切換，使得加熱側(cè)熱交換器13的流出端口 13b連接到容器單元部分31a的制冷劑進(jìn)入端口 312a。另外，在制冷劑回路5 (低溫側(cè))中，流體通道被第二三通閥51切換，使得容器單元部分31b的制冷劑排出端口 313b與熱交換器6的流體進(jìn)入端口 62a連通，此外，該流體通道被第三三通閥52切換，使得第二三通閥51與容器單元部分31b的制冷劑進(jìn)入端口 313a連通。在除濕操作模式中，根據(jù)來自A/C E⑶100的控制信號(hào)，制冷劑回路4 (高溫側(cè))的流體通道被第一三通閥141切換，使得加熱側(cè)熱交換器13的流出端口 13b連接到容器單元部分31a的制冷劑進(jìn)入端口 312a。另外，在制冷劑回路5 (低溫側(cè))中，流體通道被第二三通閥51切換，使得容器單元部分31b的制冷劑排出端口 313b與第三三通閥52連通，此外，該流體通道被第三三通閥52切換，使得第二三通閥51與冷卻側(cè)熱交換器12的流入端口 12a連通。如上所述，在各個(gè)操作模式中使用在容器裝置31(磁制冷裝置103)的第二軸向端部311a中產(chǎn)生的熱能量和在第一軸向端部311b中產(chǎn)生的冷能量，使得能夠?qū)囕v的乘客室進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)。雖然對(duì)于第一至第三實(shí)施例沒有詳細(xì)地說明，但是冷卻側(cè)熱交換器12和加熱側(cè)熱交換器13同樣可以像本實(shí)施例一樣用于車輛的空氣調(diào)節(jié)裝置。如上所述，根據(jù)磁制冷系統(tǒng)，當(dāng)對(duì)各個(gè)容器單元部分31a和31b重復(fù)執(zhí)行由上述第一至第四步驟構(gòu)成的熱循環(huán)時(shí)，在冷卻側(cè)熱交換器12中吸收的熱能量在加熱側(cè)熱交換器13中被散發(fā)。在容器單元部分31a(高溫側(cè))的第一步驟中，熱介質(zhì)在工作室311中稍微移動(dòng)，并且要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的強(qiáng)度增加，從而增加磁性工作材料30的溫度。在·容器單元部分31a的第二步驟中，熱介質(zhì)在工作室311中在從第一軸向端部311b到第二軸向端部311a的方向上移動(dòng)，并且在第一和第二步驟中在磁性工作材料30中產(chǎn)生的熱能量被傳遞給熱介質(zhì)，使得熱能量移動(dòng)到第二軸向端部311a。在用于容器單元部分31b (低溫側(cè))的第三步驟中，熱介質(zhì)在工作室311中稍微移動(dòng)，并且施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的強(qiáng)度減小，從而降低磁性工作材料30的溫度。在容器單元部分31b的第四步驟中，熱介質(zhì)在工作室311中在從第二軸向端部311a到第一軸向端部311b的方向上移動(dòng)，并且在第三和第四步驟中在磁性工作材料30中產(chǎn)生的冷能量被傳遞給熱介質(zhì)，使得冷能量移動(dòng)到第一軸向端部311b。以與第一實(shí)施例相同的方式，制冷劑泵34的操作和磁場(chǎng)控制單元32的操作相互同步發(fā)生，使得當(dāng)熱介質(zhì)(制冷劑)在工作室311中的流體速度變得越高時(shí)，在第二步驟和第四步驟中施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的變化率(增加或減小速率)越大。在用于容器單元部分31a (高溫側(cè))的第二步驟中，當(dāng)熱介質(zhì)的移動(dòng)速度(流體速度)變得越高，并且從磁性工作材料30到熱介質(zhì)的熱傳遞越高時(shí)，要被施加到磁性工作材料30 (容器單元部分31a的工作室311中的磁性工作材料30)的磁場(chǎng)的增加速率越大，使得磁性工作材料30中產(chǎn)生的熱能量的量越大。因此，在第二步驟中，磁性工作材料30保持處于幾乎等溫狀態(tài)下。以與第二步驟類似的方式，在用于容器單元部分31b (低溫側(cè))的第四步驟中，當(dāng)熱介質(zhì)的移動(dòng)速度(流體速度)變得越高，并且從熱介質(zhì)到磁性工作材料30 (容器單元部分31b的工作室311中的磁性工作材料30)的熱傳遞越高時(shí)，施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的減小速率越大，使得磁性工作材料中的吸熱量越大。因此，在第四步驟中，磁性工作材料30保持處于幾乎等溫狀態(tài)下。因此，磁制冷系統(tǒng)2的操作效率可以增加。圖26是以溫度熵圖顯示磁制冷系統(tǒng)2的熱循環(huán)的特性特征(由實(shí)線所示)的曲線圖。點(diǎn)劃線顯示卡諾循環(huán)，卡諾循環(huán)是考慮操作效率的理想熱循環(huán)中的一個(gè)。虛線顯示比較示例的特性特征，其中工作室中的熱介質(zhì)(制冷劑)連續(xù)移動(dòng)以往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且不停止這種往復(fù)移動(dòng)，并且磁場(chǎng)的強(qiáng)度在將磁場(chǎng)施加到磁性工作材料期間沒有變化。 在本實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)2中，雖然磁性工作材料30在第一和第三步驟(“ I ”和“III”)中沒有在絕熱狀態(tài)下操作，但是磁性工作材料30在第二步驟(“II”)中在磁激發(fā)和等溫變化狀態(tài)下操作，并且在第四步驟(“IV”)中在去磁和等溫變化狀態(tài)下操作。在圖26中由單點(diǎn)劃線示出的作為理想熱循環(huán)之一的卡諾循環(huán)由以下過程構(gòu)成絕熱激發(fā)過程、等溫激發(fā)過程、絕熱去磁過程以及等溫去磁過程。在本實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)2中，第二步驟“II”可以接近理想等溫激發(fā)過程。此外，第四步驟“ IV”可以接近理想等溫去磁過程。如上所述，本實(shí)施例的熱循環(huán)(如由圖26中的實(shí)線所示)可以接近理想熱循環(huán)(例如，點(diǎn)劃線所示的卡諾循環(huán))。因此，可以在相應(yīng)的等溫激發(fā)過程和等溫去磁過程中減少與理想熱循環(huán)的偏差度。因此，可以增加磁制冷系統(tǒng)2的操作效率。當(dāng)在本實(shí)施例的磁制冷裝置103的第一和第三步驟中例如通過控制凸輪構(gòu)件的凸輪輪廓的形狀禁止熱介質(zhì)的移動(dòng)時(shí)，磁性工作材料30可以在絕熱狀態(tài)下操作。接著，以與第一實(shí)施例相同的方式，在各個(gè)步驟中，即在磁激發(fā)和絕熱變化狀態(tài)的第一步驟中，在磁激發(fā)和等溫變化狀態(tài)的第二步驟中，在去磁和絕熱變化狀態(tài)的第三步驟中，以及在去磁和 等溫變化狀態(tài)的第四步驟中，可以減少與理想熱循環(huán)的偏差度。因此，可以確定地增加磁制冷系統(tǒng)2的操作效率。(第五實(shí)施例)以下參照?qǐng)D28至圖30說明本公開的第五實(shí)施例。第五實(shí)施例與第四實(shí)施例的不同在于磁場(chǎng)的施加圖案。圖28是顯示熱介質(zhì)在工作室311中的流體速度的變化的曲線圖，其中從第一軸向端部311b朝向第二軸向端部31 la( S卩，在圖21或22的附圖中的右手方向)的流體流動(dòng)在正側(cè)(在參考線上方的上側(cè)區(qū)域中)被示出。圖29是顯示要被施加到工作室311中的磁性工作材料30的磁場(chǎng)的變化的曲線圖。在圖28和29中，附圖標(biāo)記“ I ”、“ II ”、“ III ”和“ IV”分別表示第一至第四步驟。本實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)與第四實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)幾乎相同。用于制冷劑泵34和磁場(chǎng)控制單元32之間的同步操作的操作相位與第四實(shí)施例的操作相位不同。在本實(shí)施例中，制冷劑泵34和磁場(chǎng)控制單元32被同步，使得圖29的磁場(chǎng)的施加圖案與圖28所示的熱介質(zhì)的流體流動(dòng)圖案同步。在磁場(chǎng)控制單元32中，以下參數(shù)中的一個(gè)或多個(gè)基于旋轉(zhuǎn)相位而變化以實(shí)現(xiàn)圖29的磁場(chǎng)的施加圖案。所述參數(shù)包括間隙的尺寸、磁阻構(gòu)件的磁阻值、槽口部分的空間尺寸、永磁體的殘余磁通量密度、永磁體的磁保持力、永磁體的磁化方向、以及永磁體沿徑向方向的厚度。根據(jù)本實(shí)施的磁制冷系統(tǒng)，當(dāng)對(duì)各個(gè)容器單元部分31a和31b (圖21或22)重復(fù)執(zhí)行由上述第一至第四步驟構(gòu)成的熱循環(huán)時(shí)，在冷卻側(cè)熱交換器12中吸收的熱能量在加熱側(cè)熱交換器13中被散發(fā)。在用于容器單元部分31a(高溫側(cè))的第一步驟中，熱介質(zhì)在工作室311中在從第二軸向端部311a到第一軸向端部311b的移動(dòng)速度減小(如由28中的“I”所示)，并且沒有磁場(chǎng)施加到磁性工作材料30 (磁場(chǎng)的強(qiáng)度沒有變化，如圖29中的“I”所示)。由于在第一步驟中磁場(chǎng)的強(qiáng)度沒有變化(在本實(shí)施例中為零)，因此在磁性工作材料30中沒有產(chǎn)生熱量。然而，熱量從在工作室311中移動(dòng)的熱介質(zhì)傳遞到磁性工作材料30，因此磁性工作材料30的溫度增加。在第二步驟中，熱介質(zhì)在工作室311中在從第一軸向端部311b到第二軸向端部311a的方向上的移動(dòng)速度增加(如圖28中的“II”所示)，并且要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)增加(如圖29的“ II ”所示)。在第二步驟中，磁場(chǎng)的強(qiáng)度以當(dāng)熱介質(zhì)的移動(dòng)速度越高時(shí)要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的增加速率越大的方式增加。例如，當(dāng)熱介質(zhì)的移動(dòng)速度變成其最大值時(shí)，磁場(chǎng)的增加速率變成最大值(在第二步驟“II”中圖29的曲線的斜率)。根據(jù)這樣的操作，磁性工作材料30保持處于等溫狀態(tài)，使得磁性工作材料30與熱介質(zhì)之間的導(dǎo)熱系數(shù)在第二步驟操作期間保持在較高值。在第二步驟中，熱介質(zhì)在工作室311中從第一軸向端部311b移動(dòng)到第二軸向端部311a。因此，可以將熱能量從磁性工作材料30 (磁性工作材料30的溫度在第一步驟和第二步驟中增加)傳遞到熱介質(zhì)，從而將熱能量移動(dòng)到第二軸向端部311a。
在第三步驟中，熱介質(zhì)在工作室311中在從第一軸向端部311b到第二軸向端部311a的方向上的移動(dòng)速度減小(如由圖28中的“III”所示)，然而，施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的強(qiáng)度沒有變化(如圖29的“III”所示)。由于在第三步驟中磁場(chǎng)的強(qiáng)度沒有變化，因此在磁性工作材料30中沒有產(chǎn)生熱量(冷能量)。然而，磁性工作材料30的溫度由于與在工作室311中移動(dòng)的熱介質(zhì)的熱傳遞而減小。在第四步驟中，熱介質(zhì)在工作室311中在從第二軸向端部311a到第一軸向端部311b的方向上的移動(dòng)速度增加(如圖28中的“IV”所示)，并且被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)減小(如圖29的“ IV”所示)。在第四步驟中，磁場(chǎng)的強(qiáng)度以當(dāng)熱介質(zhì)的移動(dòng)速度越高時(shí)施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的減小速率越大的方式減小。根據(jù)這樣的操作，磁性工作材料30保持處于等溫狀態(tài)，使得磁性工作材料30與熱介質(zhì)之間的導(dǎo)熱系數(shù)在第四步驟操作期間保持較高值。在容器單元部分31b (低溫側(cè))的第四步驟中，熱介質(zhì)在工作室311中從第二軸向端部311a移動(dòng)到第一軸向端部311b。因此，可以將冷能量從磁性工作材料30 (磁性工作材料30的溫度在第三步驟和第四步驟中減小)傳遞到熱介質(zhì)，從而將冷能量移動(dòng)到第一軸向端部311b。根據(jù)本實(shí)施例，制冷劑泵34的操作和磁場(chǎng)控制單元32的操作互相同步，使得在第二和第四步驟中，當(dāng)熱介質(zhì)的移動(dòng)速度變得越高時(shí)，施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的變化率(增加或減小速率)越大。S卩，在用于容器單元部分31a(高溫側(cè))的第二步驟中，當(dāng)熱介質(zhì)的移動(dòng)速度變得越高，并且從磁性工作材料30到熱介質(zhì)的熱傳遞越高時(shí)，要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的增加速率越大，使得磁性工作材料30中產(chǎn)生的熱能量的量越大。因此，在第二步驟中，磁性工作材料30保持處于幾乎等溫狀態(tài)下。另一方面，在用于容器單元部分31b (低溫側(cè))的第四步驟中，當(dāng)熱介質(zhì)的移動(dòng)速度變得越高，并且從熱介質(zhì)到磁性工作材料30的熱傳遞越高時(shí)，施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的減小速率越大，使得在磁性工作材料30中的吸熱量越大。因此，在第四步驟中，磁性工作材料30保持處于幾乎等溫狀態(tài)下。因此，可以增加磁制冷系統(tǒng)2的操作效率。圖30是以溫度-熵圖顯示本實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)2的熱循環(huán)的特性特征(由實(shí)線表示)的曲線圖。點(diǎn)劃線顯示埃里克森循環(huán)，其中埃里克森循環(huán)是考慮操作效率的理想熱循環(huán)之一。雙點(diǎn)劃線顯示卡諾循環(huán)。
在本實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)中，磁性工作材料30可以在第二步驟的等溫磁激發(fā)狀態(tài)下操作和在第四步驟的等溫去磁狀態(tài)下操作。由圖30中的點(diǎn)劃線顯示的作為理想熱循環(huán)之一的埃里克森循環(huán)具有等溫磁激發(fā)過程和等溫去磁過程。在本實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)中，第二步驟“II”可以接近理想等溫激發(fā)過程。另外，第四步驟“IV”可以接近理想等溫去磁過程。S卩，在本實(shí)施例中，磁制冷系統(tǒng)的熱循環(huán)可以接近理想循環(huán)，如圖30所示。因此，在各個(gè)等溫激發(fā)過程和等溫去磁過程中可以減小與理想熱循環(huán)的偏差度。因此，可以增加磁制冷系統(tǒng)2的操作效率。在本實(shí)施例中，制冷劑泵34的操作與磁場(chǎng)控制單元32的操作的同步不限于圖28和29所示的同步。例如，可以以以下方式修改該同步。第二步驟“II”在圖28中延長(zhǎng)到熱介質(zhì)的流動(dòng)速度超過最大值的點(diǎn)。接著，在該延長(zhǎng)的步驟“II”中，磁場(chǎng)以當(dāng)熱介質(zhì)的移動(dòng)速度越高 時(shí)施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)的變化率越大的方式變化。(第六實(shí)施例)以下參照?qǐng)D18、31和32說明本公開的第六實(shí)施例。第六實(shí)施例與第二實(shí)施例的不同在于磁場(chǎng)的施加圖案。本實(shí)施例的熱介質(zhì)的流動(dòng)速度圖案與圖18的第二實(shí)施例的熱介質(zhì)的流動(dòng)速度圖案相同。圖31是顯示要被施加到工作室311中的磁性工作材料30的磁場(chǎng)的變化的曲線圖。在圖18和31中，附圖標(biāo)記和“IV”分別表示第一至第四步驟。本實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)與第二實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)幾乎相同。在本實(shí)施例中，制冷劑泵34和磁場(chǎng)控制單元32被同步，使得圖31的磁場(chǎng)的施加圖案與圖18所示的熱介質(zhì)的流體流動(dòng)圖案同步。然而，在本實(shí)施例的磁場(chǎng)控制單元32中，以下參數(shù)(包括間隙的尺寸、磁阻構(gòu)件的磁阻值、槽口部分的空間尺寸、永磁體的殘余磁通量密度、永磁體的磁保持力、永磁體的磁化方向、或永磁體沿徑向方向的厚度)沒有一個(gè)沿圓周方向(沿轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向)變化。相反，在本實(shí)施例中，磁場(chǎng)控制單元32具有半圓弧形永磁體,該半圓弧形永磁體沿轉(zhuǎn)子的圓周方向延伸以占據(jù)轉(zhuǎn)子的沿圓周方向的一半橫截面面積。因此，能夠獲得圖31中所示的磁場(chǎng)的施加圖案。在本實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)的操作期間，對(duì)于第一步驟和第三步驟，磁制冷系統(tǒng)以類似于第二實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)的方式操作。然而，在第三步驟中，施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)迅速減小到零水平(減小到磁場(chǎng)幾乎被完全除去的狀態(tài))。在第二步驟中，除了從制冷劑泵34A泵送出制冷劑之外，制冷劑通過蓄壓箱41a蓄積的壓力能立即從蓄壓箱41a流動(dòng)到第一軸向端部311b的工作室311中。接著，制冷劑流(該制冷劑流的流動(dòng)速度幾乎恒定)立即在從第一軸向端部311b到第二軸向端部311a的方向上形成在工作室311中，如由圖18的“II”所示。制冷劑泵34B從高溫側(cè)制冷劑回路4將制冷劑吸入到缸筒(泵室)344b中。被磁性工作材料30加熱的制冷劑從第二軸向端部311a的工作室311流出，到達(dá)高溫側(cè)制冷劑回路4。在第二步驟的操作期間，由永磁體323施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)被保持為第一步驟中增加的值(即，保持為第一步驟結(jié)束時(shí)的磁場(chǎng))，由圖31中的“II”所示。換句話說，制冷劑進(jìn)入端口 313a與工作室311之間的壓力差在第一步驟操作中增力口。此外，當(dāng)這種壓力差變得大于預(yù)定值時(shí)，施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)被保持在恒定值(沒有從第一步驟結(jié)束時(shí)的磁場(chǎng)減小)。第二步驟操作因此被執(zhí)行，其中熱介質(zhì)在工作室311中在從第一軸向端部311b到第二軸向端部311a的方向上移動(dòng)。在第二步驟中，在第一步驟中溫度增加的磁性工作材料30的熱能量傳遞到熱介質(zhì)并移動(dòng)到第二軸向端部311a。在第二步驟中，由于施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)沒有變化，因此在磁性工作材料30中沒有產(chǎn)生熱。在第二步驟中，在第一步驟中產(chǎn)生的熱能量被傳遞給熱介質(zhì)，因此磁性工作材料30的溫度降低。在第四步驟中，除了從第二制冷劑泵34B泵送出制冷劑之外，制冷劑通過第二蓄壓箱41b蓄積的壓力能立即從第二蓄壓箱41b流動(dòng)到第二軸向端部311a的工作室311中。接著，具有幾乎恒定值的制冷劑流在從第二軸向端部311a到第一軸向端部311b的方向上立即形成在工作室311中，如由圖18的“IV”所示。 制冷劑泵34A將制冷劑從低溫側(cè)制冷劑回路5吸入到缸筒(泵室)344a中。被磁性工作材料30冷卻的制冷劑從第一軸向端部311b的工作室311流出，到達(dá)低溫側(cè)制冷劑回路5。在第四步驟的操作期間，由永磁體323施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)保持為第三步驟中磁場(chǎng)被減小到的值(第三步驟結(jié)束時(shí)的磁場(chǎng))，即，在本實(shí)施例中為零，如由圖31中的“IV”所示。換句話說，制冷劑進(jìn)入端口 312a與工作室311之間的壓力差在第四步驟操作中減小。此外，當(dāng)這種壓力差變得小于預(yù)定值時(shí)，施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)仍然從第三步驟結(jié)束時(shí)的磁場(chǎng)保持恒定值(沒有增加)(即，在本實(shí)施例中為零)。第四步驟操作因此被執(zhí)行，其中熱介質(zhì)在工作室311中在從第二軸向端部31 Ia到第一軸向端部311b的方向上移動(dòng)。在第四步驟中，在第三步驟中溫度減小的磁性工作材料30的冷能量傳遞到熱介質(zhì)并移動(dòng)到第一軸向端部311b。在第四步驟中，由于施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)(S卩，零)沒有變化，因此在磁性工作材料30中沒有產(chǎn)生冷能量。在第四步驟中，在第三步驟中產(chǎn)生的熱能量被傳遞給熱介質(zhì)，因此磁性工作材料30的溫度增加。根據(jù)本實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)，當(dāng)重復(fù)執(zhí)行由第一至第四步驟構(gòu)成的熱循環(huán)時(shí)，在冷卻側(cè)熱交換器12中被吸收的熱能量在加熱側(cè)熱交換器13中被散發(fā)。在第一步驟中，熱介質(zhì)的移動(dòng)在工作室311中停止，從而形成絕熱狀態(tài)，并且要被施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)增加。因此,可以增加磁性工作材料30的溫度。在第二步驟中，熱介質(zhì)在工作室311中在從第一軸向端部311b到第二軸向端部311a的右手方向(圖I)上移動(dòng)。因此，可以將熱能量從磁性工作材料30(磁性工作材料30的溫度在第一步驟中增加)傳遞到熱介質(zhì)，從而將熱能量移動(dòng)到第二軸向端部311a。在第三步驟中，熱介質(zhì)的移動(dòng)再次在工作室311中停止從而形成絕熱狀態(tài)，并且施加到磁性工作材料30的磁場(chǎng)減小。因此,可以降低磁性工作材料30的溫度。在第四步驟中，熱介質(zhì)在工作室311中在從第二軸向端部311a到第一軸向端部311b的左手方向(圖I)上移動(dòng)。因此，可以將冷能量從磁性工作材料30(磁性工作材料30的溫度在第三步驟中降低)傳遞到熱介質(zhì)從而將冷能量移動(dòng)到第一軸向端部311b。因此，可以增加磁制冷系統(tǒng)2的操作效率。圖32是以溫度-熵圖顯示本實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)2的熱循環(huán)的特性特征(由實(shí)線表示)的曲線圖。點(diǎn)劃線顯示布雷頓循環(huán)，其中布雷頓循環(huán)是考慮操作效率的理想熱循環(huán)之一。雙點(diǎn)劃線顯示卡諾循環(huán)。虛線顯示比較示例的特性特征，在比較示例中，工作室中的熱介質(zhì)連續(xù)移動(dòng)以往復(fù)運(yùn)動(dòng)，且不會(huì)停止這種往復(fù)移動(dòng)，并且磁場(chǎng)的強(qiáng)度在將磁場(chǎng)施加到磁性工作材料的操作期間沒有變化。在本實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)中，磁性工作材料30可以在第一步驟“ I ”的絕熱磁激發(fā)狀態(tài)下操作和在第三步驟“III”的絕熱去磁狀態(tài)下操作。由圖30中的點(diǎn)劃線顯示的作為理想熱循環(huán)之一的布雷頓循環(huán)具有絕熱磁激發(fā)過程和絕熱去磁過程。在本實(shí)施例的磁制冷系統(tǒng)中，第一步驟“ I ”可以接近理想絕熱激發(fā)過程。另外，第三步驟“ III ”可以接近理想絕熱去磁過程。即，在本實(shí)施例中，磁制冷系統(tǒng)的熱循環(huán)可以接近理想循環(huán)，如圖32所示。因此，在各個(gè)絕熱激發(fā)過程和絕熱去磁過程中可以減小與理想熱循環(huán)的偏差度。因此，可以增加磁制冷系統(tǒng)2的操作效率。(進(jìn)一步的變形例)如上所述，說明了本公開的多個(gè)實(shí)施例。然而，本公開將不會(huì)受限于這些實(shí)施例，而是在不背離本公開的精神的情況下可以以各種方式修改本公開。在以上第一、第二和第六實(shí)施例中，每一個(gè)壓力切換閥42a和42b (壓力閥裝置)在容器裝置31中設(shè)置在相應(yīng)的制冷劑進(jìn)入端口 312a和313a側(cè)，制冷劑通過所述制冷劑進(jìn)入端口 312a和313a從制冷劑泵34A和34B被供應(yīng)到工作室311中。在以上第三和第四實(shí)施例中，每一個(gè)排出閥312d和313d (壓力閥裝置)在相應(yīng)的容器單元(或相應(yīng)的容器單元部分)31a和31b中設(shè)置在每一個(gè)制冷劑排出端口 312b和313b側(cè)，制冷劑通過制冷劑排出端口 312b和313b被制冷劑泵34從工作室311朝向熱交換器12和13泵送。這些壓力閥裝置可以設(shè)置在制冷劑進(jìn)入端口或制冷劑排出端口的任一側(cè)。當(dāng)壓力閥裝置設(shè)置在制冷劑進(jìn)入端口側(cè)時(shí)，可以在第一步驟操作和第三步驟操作中確定地停止熱介質(zhì)在工作室311中的移動(dòng)。在以上第一、第二、第三和第六實(shí)施例中，蓄壓箱41a和41b (蓄壓裝置)在第一和第三步驟期間蓄積由制冷劑泵34、34A和34B泵送出的制冷劑的壓力(制冷劑排放壓力)。蓄壓裝置可以蓄積制冷劑吸入壓力。在以上第一、第二、第三和第六實(shí)施例中，熱介質(zhì)移動(dòng)禁止單元由蓄壓裝置和壓力閥裝置形成。當(dāng)壓力差(該壓力差是根據(jù)時(shí)間推移而變化的物理量)達(dá)到預(yù)定值時(shí)，熱介質(zhì)禁止單元執(zhí)行從第一步驟到第二步驟的過程變化和從第三步驟到第四步驟的過程變化。熱介質(zhì)禁止單元將不受限于這種結(jié)構(gòu)和操作。例如，熱介質(zhì)禁止單元可以由用于檢測(cè)旋轉(zhuǎn)軸(一個(gè)或多個(gè))的旋轉(zhuǎn)位置的旋轉(zhuǎn)角度檢測(cè)裝置和電磁閥構(gòu)成，其中電磁閥基于旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)位置而操作(打開)，所述旋轉(zhuǎn)位置也是根據(jù)時(shí)間的推移而變化的物理量。進(jìn)一步，可選地，熱介質(zhì)禁止單元可以由定時(shí)器裝置和電磁閥構(gòu)成，其中在一定時(shí)間段過去之后電磁閥打開。、
在以上第一、第二、第三和第六實(shí)施例中，一方面制冷劑泵34、34A、34B連續(xù)操作，另一方面，熱介質(zhì)(制冷劑)的移動(dòng)在第一步驟和第三步驟中被熱介質(zhì)移動(dòng)禁止單元(熱介質(zhì)移動(dòng)禁止單元由蓄壓裝置和壓力閥裝置構(gòu)成)禁止。制冷劑泵的操作將不會(huì)受限于這種連續(xù)操作。例如，制冷劑泵可以斷續(xù)地操作，使得制冷劑泵的操作在第一和第三步驟中停止。在以上實(shí)施例中，通過旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)控制單元獲得要被施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)的預(yù)定圖案。本公開將不會(huì)受限于這種操作。例如，磁場(chǎng)控制單元的位置可以對(duì)于磁性工作材料相對(duì)地改變。即，磁場(chǎng)控制單元可以固定，而用于磁性工作材料的工作室可以移動(dòng)。本公開將不會(huì)進(jìn)一步受限于上述變形例，在該變形例中，磁場(chǎng)控制單元與工作室(所述工作室容納磁性工作材料)之間的位置相對(duì)于彼此變化。
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例如，可以使用間隙改變構(gòu)件、磁阻改變構(gòu)件、空間尺寸改變構(gòu)件等(例如參考圖11-17在第一實(shí)施例中所述的構(gòu)件)。即，當(dāng)磁場(chǎng)控制單元和磁性工作材料固定時(shí)，磁路中的間隙或空間可以被機(jī)械地改變，或者設(shè)置在磁路中的磁阻構(gòu)件可以相對(duì)于磁場(chǎng)控制單元和磁性工作材料移動(dòng)。在以上實(shí)施例中，永磁體用作磁場(chǎng)生成構(gòu)件?？梢允褂迷诮邮针娏r(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)的電磁線圈。例如，磁制冷裝置103可以以磁制冷裝置203的方式被修改，如圖33和34所示。圖33是沿平行于磁制冷裝置203的軸向方向的平面截得的橫截面圖，而圖34是沿垂直于所述軸向方向的平面截得的熱交換容器裝置31的橫截面圖。如圖33和圖34所示，磁制冷裝置203與第四實(shí)施例的磁制冷裝置(圖21-27)的不同在于代替永磁體323a和323b，使用電磁線圈132。如圖33和34所示，每一個(gè)電磁線圈132卷繞在保持構(gòu)件33的外周上，保持構(gòu)件33形成用于在其內(nèi)容納磁性工作材料30的工作室311?？梢酝ㄟ^改變到達(dá)電磁線圈132的電流來獲得要被施加到磁性工作材料10的磁場(chǎng)的各種圖案。在電磁線圈132應(yīng)用于以上第一至第五實(shí)施例并且在第二和第四步驟中基于熱泵循環(huán)的操作相位控制到達(dá)電磁線圈132的電流供應(yīng)的量的情況下，可以根據(jù)熱介質(zhì)的流體速度實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)的變化率(增加-減小速率)。因此，在電磁線圈的情況下，可以容易地改變要被施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)的強(qiáng)度。換句話說，磁場(chǎng)控制單元可以基于操作相位容易地改變要被施加到磁性工作材料的磁場(chǎng)的強(qiáng)度和該磁場(chǎng)的增加-減小速率。如圖32和33所示，對(duì)于制冷劑泵34的每一個(gè)汽缸來說，兩個(gè)工作室311形成在一個(gè)熱交換容器裝置31中(形成在相應(yīng)的容器單元部分31a和31b中)。每一個(gè)線圈132布置到相應(yīng)的工作室311。由各個(gè)線圈132產(chǎn)生的磁場(chǎng)的圖案的相位彼此移動(dòng)。因此，如圖33所示，例如由樹脂制成的低磁導(dǎo)率層31s形成在熱交換容器裝置31 (熱交換容器裝置形成磁軛的一部分)中，以便由各個(gè)線圈132產(chǎn)生的磁場(chǎng)不會(huì)相互干擾。工作室和電磁線圈的數(shù)量將不受限于在圓周方向上的兩個(gè)。當(dāng)由電磁線圈中的一個(gè)產(chǎn)生的磁場(chǎng)對(duì)另一個(gè)電磁線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)不會(huì)產(chǎn)生不利影響時(shí)，可以除去低磁導(dǎo)率層31s0
在以上第一至第四和第六實(shí)施例中，第一步驟不僅包括磁場(chǎng)迅速增加的時(shí)間點(diǎn)，而且還包括該時(shí)間點(diǎn)前后的時(shí)間段。第三步驟不僅包括磁場(chǎng)迅速減小的時(shí)間點(diǎn)，而且還包括該時(shí)間點(diǎn)前后的時(shí)間段。本公開將不受限于此。例如，第一步驟可以被限定為僅包括磁場(chǎng)迅速增加的時(shí)間點(diǎn)。此外，第三步驟可以被限定為僅包括磁場(chǎng)迅速減小的時(shí)間點(diǎn)。在以上實(shí)施例中，工作室311中的第二軸向端部311a的高溫制冷劑循環(huán)通過加熱側(cè)熱交換器13，以將熱能散發(fā)到該加熱側(cè)熱交換器13的外部，而工作室311的第一軸向端部311b中的低溫制冷劑循環(huán)通過冷卻側(cè)熱交換器12以從外部吸收熱量。相應(yīng)地，本發(fā)明將不會(huì)受到限制。例如，可以在工作室的兩個(gè)軸向端部處執(zhí)行制冷劑與外部流體之間的熱 交換。
權(quán)利要求
1.一種磁熱泵設(shè)備，所述磁熱泵設(shè)備包括 磁制冷裝置(3，103，203)，所述磁制冷裝置包括 容器裝置(31)，所述容器裝置具有用于容納磁性工作材料(30)的工作室(311)，所述磁性工作材料具有磁熱效應(yīng)，熱介質(zhì)通過所述工作室(311)； 磁場(chǎng)控制單元(32，32A-32E)，用于改變要被施加到所述磁性工作材料(30)的磁場(chǎng)的強(qiáng)度；和 熱介質(zhì)移動(dòng)裝置(34，34A，34B)，用于使所述熱介質(zhì)在所述工作室(311)中移動(dòng)，使得所述熱介質(zhì)在所述工作室(311)的第一軸向端部(311b)與第二軸向端部(311a)之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 散熱裝置(13)，用于將所述第二軸向端部(311a)側(cè)的熱介質(zhì)中所含有的熱量散發(fā)到所述散熱裝置(13)的外部；和 吸熱裝置(12)，用于將熱量從所述吸熱裝置(12)的外部吸收到在所述第一軸向端部(311b)側(cè)的所述熱介質(zhì)中， 其中所述磁熱泵設(shè)備的熱泵循環(huán)包括以下被重復(fù)執(zhí)行的第一步驟至第四步驟 増加所述磁性工作材料(30)的溫度的第一步驟； 通過所述磁場(chǎng)控制単元(32，32A-32E)増加要被施加到在所述第一步驟中溫度被増加的所述磁性工作材料(30)的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的第二步驟，其中所述熱介質(zhì)通過所述熱介質(zhì)移動(dòng)裝置(34，34A，34B)從所述第一軸向端部(311b)移動(dòng)到所述第二軸向端部(311a)； 在所述第二步驟之后降低所述磁性工作材料(30)的溫度的第三步驟；和通過所述磁場(chǎng)控制単元(32，32A-32E)減小施加到在所述第三步驟中溫度被降低的所述磁性工作材料(30)的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的第四步驟，其中所述熱介質(zhì)通過所述熱介質(zhì)移動(dòng)裝置(34，34A，34B)從所述第二軸向端部(311a)移動(dòng)到所述第一軸向端部(311b)； 其中，在吸熱裝置(12)中吸收的熱量被從散熱裝置(13)散發(fā)，以及其中所述熱介質(zhì)移動(dòng)裝置(34，34A，34B)和所述磁場(chǎng)控制單元(32，32A_32E)被同步，使得在所述第二步驟和所述第四步驟中，當(dāng)通過所述熱介質(zhì)移動(dòng)裝置(34，34A，34B)移動(dòng)的熱介質(zhì)的移動(dòng)速度越高時(shí)，通過所述磁場(chǎng)控制單元(32，32A-32E)改變的要被施加到所述磁性工作材料(30)的磁場(chǎng)的強(qiáng)度的變化率越大。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁熱泵設(shè)備，其中，所述磁場(chǎng)控制單元(32)基于所述熱泵循環(huán)的操作相位改變其內(nèi)設(shè)有所述磁性工作材料(30)的磁路的磁阻，以改變要被施加到所述磁性工作材料(30)的磁場(chǎng)的強(qiáng)度并從而在所述第二步驟和所述第四步驟中改變所述磁場(chǎng)的強(qiáng)度的變化率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁熱泵設(shè)備，其中，間隙(31G)形成在所述磁路中，其中所述磁性工作材料(30)布置在所述間隙中，并且所述磁場(chǎng)控制單元(32)基于所述操作相位改變所述間隙(31G)的尺寸以改變所述磁路的磁阻。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的磁熱泵設(shè)備，其中，所述磁場(chǎng)控制單元(32A)改變?cè)O(shè)置在所述磁路中的磁阻構(gòu)件(324)的磁阻值以改變所述磁路的磁阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的磁熱泵設(shè)備，還包括 用于形成所述磁路的一部分的磁軛(322), 其中不同于所述磁性工作材料(30)布置在其內(nèi)的所述間隙(31G)的槽ロ部分(3221)形成在所述磁軛(322)中； 所述磁場(chǎng)控制單元(32B)基于所述操作相位改變所述槽ロ部分(3221)的空間尺寸以改變所述磁路中的磁阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的磁熱泵設(shè)備，其中 所述磁場(chǎng)控制單元(32C，32D，32E)具有相對(duì)于所述磁性工作材料(30)移動(dòng)的多個(gè)永磁體(3231，3232，3233)； 所述永磁體(3231，3232，3233)在永磁體(3231，3232，3233)相對(duì)于所述磁性工作材料(30)移動(dòng)的方向上具有彼此不同的磁特征，使得在第二步驟與第四步驟期間所述磁場(chǎng)的強(qiáng)度的變化率基于所述熱介質(zhì)的移動(dòng)速度而變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁熱泵設(shè)備，其中，所述磁特征包括所述永磁體(3231)的殘余磁通量密度和磁保持力中的ー個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁熱泵設(shè)備，其中，所述磁特征是所述永磁體(3232)的磁化方向。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的磁熱泵設(shè)備，其中，所述磁特征是所述永磁體(3233)的厚度，所述厚度沿著所述永磁體(3233)相對(duì)于所述磁性工作材料(30)移動(dòng)的方向變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的磁熱泵設(shè)備，其中 所述磁場(chǎng)控制單元(32)包括電磁線圈(132);以及 供應(yīng)給所述電磁線圈(132)的電流在所述第二步驟和所述第四步驟期間基于所述熱泵循環(huán)的操作相位而變化，使得所述磁場(chǎng)的強(qiáng)度的變化率基于所述熱介質(zhì)的移動(dòng)速度變化。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的磁熱泵設(shè)備，其中 在所述第一步驟中，在所述工作室(311)中的熱介質(zhì)的移動(dòng)被所述熱介質(zhì)移動(dòng)裝置(34A，34B)停止時(shí)，要被施加到所述磁性工作材料(30)的磁場(chǎng)通過所述磁場(chǎng)控制単元(32)被增加； 在距離所述第一歩驟開始的一定時(shí)間段過去之后，或者當(dāng)根據(jù)時(shí)間的推移變化的物理量達(dá)到預(yù)定值時(shí)，執(zhí)行所述第二步驟； 在所述第三步驟中，在所述熱介質(zhì)在所述工作室(311)中的移動(dòng)被所述熱介質(zhì)移動(dòng)裝置(34A，34B)停止時(shí)，施加到所述磁性工作材料(30)的磁場(chǎng)通過所述磁場(chǎng)控制単元(32)被減??；以及 在距離所述第三步驟開始的一定時(shí)間段過去之后，或者當(dāng)根據(jù)時(shí)間的推移變化的物理量達(dá)到另ー個(gè)預(yù)定值時(shí)，執(zhí)行所述第四步驟。
12.一種磁熱泵設(shè)備，所述磁熱泵設(shè)備包括 磁制冷裝置(3，103，203)，所述磁制冷裝置包括 容器裝置(31)，所述容器裝置具有用于容納磁性工作材料(30)的工作室(311)，所述磁性工作材料具有磁熱效應(yīng)，熱介質(zhì)通過所述工作室(311)； 磁場(chǎng)控制單元(32，32A-32E)，用于改變要被施加到所述磁性工作材料(30)的磁場(chǎng)的強(qiáng)度；和 熱介質(zhì)移動(dòng)裝置(34，34A，34B)，用于使所述熱介質(zhì)在所述工作室(311)中移動(dòng)，使得所述熱介質(zhì)在所述工作室(311)的第一軸向端部(311b)與第二軸向端部(311a)之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 散熱裝置(13)，用于將所述第二軸向端部(311a)側(cè)的熱介質(zhì)中所含有的熱量散發(fā)到所述散熱裝置(13)的外部；和 吸熱裝置(12)，用于將熱量從所述吸熱裝置(12)的外部吸收到在所述第一軸向端部(311b)側(cè)的所述熱介質(zhì)中， 其中所述磁熱泵設(shè)備的熱泵循環(huán)包括以下第一步驟至第四步驟，所述第一步驟至所述第四步驟被重復(fù)執(zhí)行，使得在所述吸熱裝置(12)中吸收的熱量被從所述散熱裝置(13)散發(fā) 所述第一步驟，用于在所述工作室(311)中的熱介質(zhì)的移動(dòng)被所述熱介質(zhì)移動(dòng)裝置(34A，34B)停止時(shí)通過所述磁場(chǎng)控制單元(32)増加要被施加到所述磁性工作材料(30)的磁場(chǎng)； 所述第二步驟，用于通過所述熱介質(zhì)移動(dòng)裝置(34，34A，34B)將所述熱介質(zhì)從所述第一軸向端部(311b)移動(dòng)到所述第二軸向端部(311a)，而不會(huì)減小在所述第一步驟中已經(jīng)通過所述磁場(chǎng)控制単元(32)増加的施加到所述磁性工作材料(30)的磁場(chǎng)，其中在距離所述第一歩驟開始的一定時(shí)間段過去之后，或者當(dāng)根據(jù)時(shí)間的推移變化的物理量達(dá)到預(yù)定值時(shí)，執(zhí)行所述第二步驟； 所述第三步驟，用于在所述熱介質(zhì)在所述工作室(311)中的移動(dòng)被所述熱介質(zhì)移動(dòng)裝置(34A，34B)停止時(shí)，在第二步驟之后通過所述場(chǎng)控制単元(32)減小施加到所述磁性工作材料(30)的磁場(chǎng)；以及 所述第四步驟，用于通過所述熱介質(zhì)移動(dòng)裝置(34，34A，34B)將所述熱介質(zhì)從所述第ニ軸向端部(311a)移動(dòng)到所述第一軸向端部(311b)，而不會(huì)増加已經(jīng)在所述第三步驟中通過所述磁場(chǎng)控制単元(32)減小的施加到所述磁性工作材料(30)的磁場(chǎng)，其中在所述第三步驟開始的一定時(shí)間段過去之后，或者當(dāng)根據(jù)時(shí)間的推移變化的物理量達(dá)到另一個(gè)預(yù)定值時(shí)，執(zhí)行所述第四步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁熱泵設(shè)備，其中 所述熱介質(zhì)移動(dòng)裝置(34A，34B)被連續(xù)地操作用于使所述熱介質(zhì)往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 熱介質(zhì)移動(dòng)禁止單元(41a,41b,42a,42b)被設(shè)置成用于禁止所述熱介質(zhì)在所述工作室(311)中移動(dòng)；以及 當(dāng)所述熱介質(zhì)移動(dòng)裝置(34A，34B)處于其操作期間時(shí)，在所述第一步驟和所述第三步驟中，所述熱介質(zhì)在所述工作室(311)中的移動(dòng)通過所述熱介質(zhì)移動(dòng)禁止単元(41a，41b，42a，42b)被停止。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的磁熱泵設(shè)備，其中 所述熱介質(zhì)移動(dòng)裝置(34A，34B)由泵裝置構(gòu)成，所述泵裝置設(shè)置在所述工作室(311)的外部用于連續(xù)地改變泵室(344a，344b)的容積，以從所述工作室(311)吸入所述熱介質(zhì)或?qū)⑺鰺峤橘|(zhì)排放到所述工作室(311)中，從而使所述熱介質(zhì)在所述工作室(311)中往復(fù)運(yùn)動(dòng)； 所述熱介質(zhì)移動(dòng)禁止単元(41a，41b，42a，42b)由下述部件構(gòu)成 (i)蓄壓裝置(41a，41b)，用于蓄積排放壓力或吸入壓カ；和 (ii)壓カ閥裝置(42a，42b)，當(dāng)所述工作室(311)與所述泵室(344a,344b)之間的壓力差達(dá)到預(yù)定壓カ吋，所述壓カ閥裝置打開，使得所述熱介質(zhì)根據(jù)所述泵裝置(34A，34B)的排放操作或吸入操作與所述蓄壓裝置(41a，41b)蓄積的排放壓力或蓄積的吸入壓カー起流入到所述工作室(311)中， 其中當(dāng)所述壓カ閥裝置(42a)在所述壓カ差達(dá)到所述預(yù)定壓カ時(shí)打開時(shí)，所述第一歩驟變化到所述第二步驟，其中所述壓カ差對(duì)應(yīng)于根據(jù)時(shí)間的推移而變化的所述物理量；以及 其中當(dāng)所述壓カ閥裝置(42b)在所述壓カ差達(dá)到所述預(yù)定壓カ時(shí)打開時(shí)，所述第三步驟變化到所述第四步驟，其中所述壓カ差對(duì)應(yīng)于根據(jù)時(shí)間的推移而變化的所述物理量。
15.根據(jù)權(quán)利要求12-14中任一項(xiàng)所述的磁熱泵設(shè)備，其中 在所述第二步驟中，基于通過所述熱介質(zhì)移動(dòng)裝置(34A，34B)從所述第一軸向端部(311b)移動(dòng)到所述第二軸向端部(311a)的熱介質(zhì)的移動(dòng)速度通過所述磁場(chǎng)控制単元(32)増加要被施加到所述磁性工作材料(30)的磁場(chǎng)；以及 在所述第四步驟中，基于通過所述熱介質(zhì)移動(dòng)裝置(34A，34B)從所述第二軸向端部(311a)移動(dòng)到所述第一軸向端部(311b)的熱介質(zhì)的移動(dòng)速度通過所述磁場(chǎng)控制単元(32)減小施加到所述磁性工作材料(30)的磁場(chǎng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁熱泵設(shè)備，其中 要被施加到所述磁性工作材料(30)的磁場(chǎng)在所述第二步驟中相對(duì)于所述第一步驟更加緩慢地增加；以及 要被施加到所述磁性工作材料(30)的磁場(chǎng)在所述第四步驟中相對(duì)于所述第三步驟更加緩慢地減小。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有被重復(fù)執(zhí)行的第一至第四步驟的磁熱泵循環(huán)。在第一步驟中，通過壓力閥(42a)和蓄壓箱(41a)停止熱介質(zhì)的移動(dòng)，并且通過磁場(chǎng)控制單元(32)將磁場(chǎng)施加到磁性工作材料(30)。在第二步驟中，壓力閥(42a)打開，使得熱介質(zhì)在工作室(311)中從第二軸向端部(311b)流動(dòng)到第一軸向端部(311a)，并且磁場(chǎng)基于熱介質(zhì)的移動(dòng)速度而增加。在第三步驟中，停止熱介質(zhì)的移動(dòng)并且減小磁場(chǎng)。在第四步驟中，熱介質(zhì)沿相反的方向移動(dòng)，并且磁場(chǎng)基于熱介質(zhì)的移動(dòng)速度而減小。
文檔編號(hào)F25B21/00GK102759217SQ201210124659
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者八束真一, 守本剛, 渡邊直樹, 西澤一敏 申請(qǐng)人:株式會(huì)社電裝