KR101954538B1 - A Refrigerator System Using Magnetocaloric Material - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자기 냉각 시스템으로서, 자계가 주어지면 발열하고 자계가 사라지면 흡열하는 자기열량재료(70); 내부에 상기 자기열량재료(70)를 내장하는 자기 열교환기(20); 상기 자기 열교환기(20) 내부를 유동하며 상기 자기열량재료(70)와 열교환 하는 열전달 유체; 상기 자기 열교환기(20)를 사이에 두고 설치되는 제1자기장 인가부(31)와 제2자기장 인가부(32)를 포함하는 자기장 인가부(30); 및 상기 제1자기장 인가부(31)를 회전시키는 구동부를 포함하고, 상기 구동부가 상기 제1자기장 인가부(31)를 회전시킴에 따라 상기 제1자기장 인가부(31)와 상기 제2자기장 인가부(32) 사이의 인력에 의해 살기 제2자기장 인가부(32)가 동조 회전하는 자기 냉각 시스템을 개시한다.The present invention relates to a self cooling system, comprising: a magnetic calorific material (70) that generates heat when a magnetic field is given and absorbs heat when the magnetic field disappears; A magnetic heat exchanger (20) having the magnetocaloric material (70) embedded therein; A heat transfer fluid flowing inside the magnetic heat exchanger (20) and exchanging heat with the magnetocaloric material (70); A magnetic field applying unit (30) including a first magnetic field applying unit (31) and a second magnetic field applying unit (32) installed across the magnetic heat exchanger (20); And a driving unit for rotating the first magnetic field applying unit 31. The driving unit rotates the first magnetic field applying unit 31 to rotate the first magnetic field applying unit 31 and the second magnetic field applying unit 31, And a second magnetic field application unit (32) is rotated by the attraction force between the second magnetic field application unit (32) and the second magnetic field application unit (32).
Description
본 발명은 자기 냉장 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자기열량재료에 자기장을 인가하는 두 자석의 구동 방식에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로, 자기 냉각 시스템은 자기열량재료에 자기장을 인가할 때 상기 자기열량재료로부터 발생되는 열량, 및 상기 자기열량재료에 인가된 자기장을 소거할 때 상기 자기열량재료에 의해 흡수되는 열량을 이용하는 시스템을 나타낸다.Generally, a self cooling system includes a system that utilizes the amount of heat generated from the magnetocaloric material when applying a magnetic field to the magnetocaloric material, and the amount of heat absorbed by the magnetocaloric material when the magnetic field applied to the magnetocaloric material is erased .
즉, 자기냉동이란, 특정 자기열량재료(또는 자성체)에 자계를 주면 자화(磁化)되는 과정에서 자기열량재료가 발열하고, 자계를 제거하면 탈자(脫磁)되는 자기열량재료가 흡열하여 주변 온도(예를 들어, 열전달유체의 온도)가 내려가는 현상(즉, 자기열량효과, MCE, Magnetocaloric Effect)을 이용한 것이다. 이러한 자기냉동은 프레온이나 플론을 사용하지 않기 때문에 환경에 유익한 냉동기술로서 주목 받고 있다.In other words, magnetic refrigeration is a phenomenon in which when a magnetic field is applied to a specific magnetocaloric material (or magnetic material), the magnetocaloric material generates heat in the process of magnetization, and when the magnetic field is removed, (For example, the temperature of the heat transfer fluid) is lowered (that is, a magnetic calorimetric effect, MCE, Magnetocaloric Effect). Such self-cooling does not use Freon or Flon, so it is attracting attention as an environment-friendly refrigeration technology.
자기열량재료는 상기 자기열량재료를 통과하는 열매체인 열전달유체와 열교환하도록 형성될 수 있다. The magnetocaloric material may be formed to exchange heat with a heat transfer fluid that is a heat medium passing through the magnetocaloric material.
자기열량재료에 자기장이 인가될 때 상기 자기열량재료는 발열반응을 하며, 상기 자기열량재료를 통과하는 열전달유체는 가열될 수 있다. When a magnetic field is applied to the magnetocaloric material, the magnetocaloric material undergoes an exothermic reaction, and the heat transfer fluid passing through the magnetocaloric material may be heated.
이와 달리, 상기 자기열량재료에 인가된 자기장을 소거할 때 상기 자기열량재료는 흡열반응을 하며, 자기열량재료를 통과하는 열전달유체는 냉각될 수 있다.Alternatively, when erasing the magnetic field applied to the magnetocaloric material, the magnetocaloric material undergoes an endothermic reaction, and the heat transfer fluid passing through the magnetocaloric material may be cooled.
자기열량재료가 저장된 자기 열교환기(bed)에는 열전달 유체가 흐르는 방향이 전환되고, 자기장이 인가되거나 소거되는 패턴이 반복된다. 자기장이 인가되거나 소거되는 패턴은 다양하게 구현 가능하다. In the magnetic heat exchanger (bed) in which the magnetocaloric material is stored, the direction in which the heat transfer fluid flows is changed, and the pattern in which the magnetic field is applied or erased is repeated. A pattern in which a magnetic field is applied or erased can be variously implemented.
가령 자기 열교환기 주변에 전자석을 설치하고, 상기 전원에 전자석을 인가하거나 해제하는 방식을 고려할 수 있을 것이다.For example, a method of installing an electromagnet around the heat exchanger and applying or releasing an electromagnet to the power source may be considered.
반면, 영구자석을 자기 열교환기 주변에 설치하되, 상기 영구자석이 자기 열교환기와 가까이 있거나 자기 열교환기로부터 멀어짐으로써 자기열량재료에 자기장이 인가되거나 소거되도록 할 수도 있다.On the other hand, a permanent magnet may be installed around the magnetic heat exchanger, and the magnetic field may be applied to or erased from the magnetocaloric material by the permanent magnet being close to or away from the magnetic heat exchanger.
그런데, 영구자석을 자기 열교환기에 접근시키거나 그로부터 이격시키기 위해서는 서로 이격 설치된 두 영구자석을 연동하여 작동시키기 위한 구조가 요구되는바, 구조적으로 복잡할 수밖에 없었다.
본 발명의 배경기술로서는 일본 공개특허공보 특개2013-253725호가 있다.However, in order to approach or separate the permanent magnets from the magnetic heat exchanger, a structure for operating the two permanent magnets spaced apart from each other is required to be interlocked.
As a background technique of the present invention, there is JP-A-2013-253725.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 영구자석을 적용한 자기장 인가부를 사용하되 서로 분리 설치된 자기장 인가부를 간단한 구조로 연동시킬 수 있는 자기 냉각 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a magnetic cooling system using a magnetic field applying unit using a permanent magnet and interlinking the magnetic field applying units separated from each other with a simple structure.
또한 본 발명은 자기장 인가부를 간단한 구조로 연동시키면서 활용할 수 있는 공간을 열매체 유로 등으로 활용한 자기 냉각 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a magnetic cooling system utilizing a space that can be utilized while a magnetic field applying unit is interlocked with a simple structure as a heat medium flow path or the like.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 자계가 주어지면 발열하고 자계가 사라지면 흡열하는 자기열량재료(70); 내부에 상기 자기열량재료(70)를 내장하는 자기 열교환기(20); 상기 자기 열교환기(20) 내부를 유동하며 상기 자기열량재료(70)와 열교환 하는 열전달 유체; 상기 자기 열교환기(20)를 사이에 두고 설치되는 제1자기장 인가부(31)와 제2자기장 인가부(32)를 포함하는 자기장 인가부(30); 및 상기 제1자기장 인가부(31)를 회전시키는 구동부를 포함하고, 상기 구동부가 상기 제1자기장 인가부(31)를 회전시킴에 따라 상기 제1자기장 인가부(31)와 상기 제2자기장 인가부(32) 사이의 인력에 의해 살기 제2자기장 인가부(32)가 동조 회전하는 자기 냉각 시스템을 제공한다.In order to solve the above-described problems, the present invention provides a magnetocaloric material (70) that generates heat when a magnetic field is applied and absorbs heat when the magnetic field disappears; A magnetic heat exchanger (20) having the magnetocaloric material (70) embedded therein; A heat transfer fluid flowing inside the magnetic heat exchanger (20) and exchanging heat with the magnetocaloric material (70); A magnetic field applying unit (30) including a first magnetic field applying unit (31) and a second magnetic field applying unit (32) installed across the magnetic heat exchanger (20); And a driving unit for rotating the first magnetic
상기 자기 열교환기(20)는 상기 자기장 인가부(30)의 회전축에 대해 반경 방향으로 연장되는 열전달 유체 유동 유로를 포함하고, 상기 제1자기장 인가부(31)와 제2자기장 인가부(32)는 반경방향으로 연장된 형태를 구비한다.The
상기 제1자기장 인가부(31)는, 자기장을 발생시키는 제1 자석(311)과, 상기 자기장의 자기회로를 유도하는 제1 원반형 부재(312)를 구비하고, 상기 제2자기장 인가부(32)는, 상기 제1 자석(311)과 상보적인 극성으로 마주하여 배치됨으로써 상기 제1 자석(311)과 협동하여 자기장을 발생시키는 제2 자석(321)과, 상기 자기장의 자기회로를 유도하는 제2 원반형 부재(322)를 구비한다.The first magnetic
상기 제1 자석(311)은 부채꼴의 형태로 상기 자기 열교환기(20)를 마주하는 면에서 상기 제1원반형 부재(312)에 방사상으로 배치되고, 상기 제2 자석(321)은 부채꼴의 형태로 상기 자기 열교환기(20)를 마주하는 면에서 상기 제2원반형 부재(322)에 방사상의 배치된다.The
일 예로서, 상기 자기 열교환기(20)는 회전축의 중심을 교차하는 열전달 유체 유동 유로를 포함할 수 있다.As an example, the
다른 일 예로서, 상기 자기 열교환기(20)는, 상기 회전축의 중심 쪽에 마련된 제1입출구(25)와, 상기 자기 열교환기의 반경 방향의 외측 가장자리에 마련된 제2입출구(26)를 포함할 수 있다.In another example, the
상기 자기 열교환기(20)의 중심에 마련된 중공부(22)에는 챔버(12)가 마련되고, 상기 챔버(12) 내에는, 상기 쳄버(12)에 수용된 열전달 매체와 열 교환을 하는 열교환기가 마련될 수 있다.A
상기 열교환기는, 냉각이 요구되는 저온부(1)를 냉각하는 저온측 열교환기(10)일 수 있다.The heat exchanger may be a low temperature side heat exchanger (10) for cooling the low temperature section (1) requiring cooling.
한편, 상기 자기 열교환기(20)의 중심에는 자기 열교환기(20)를 지지하는 지지축(23)이 구비되고, 상기 지지축(23)에 열매체 유로(60)가 마련될 수 있다.A
상기 자기 열교환기(20)의 제1입출구(25)에 대해 서로 다른 방향으로 체크 밸브(69)가 설치된 열매체 유로들(611, 612)이 연결될 수 있다.The heat
상기 자기 열교환기(20)는 상기 자기장 인가부(30)에 의해 교번으로 자기장이 인가되는 제1 자기 열교환기(201)와 제2 자기 열교환기(202)를 포함하고, 상기 제1 자기 열교환기(201)와 상기 제2 자기 열교환기(202)에 각각 연결된 상기 열매체 유로들(611, 612)은 3방밸브(67)로 서로 연결되어서, 제1 자기 열교환기(201)에 대한 유로가 개방되면 제2 자기 열교환기(202)에 대한 유로가 폐쇄되고, 제1 자기 열교환기(201)에 대한 유로가 폐쇄되면 제2 자기 열교환기(202)에 대한 유로가 개방될 수 있다.The magnetic heat exchanger (20) includes a first magnetic heat exchanger (201) and a second magnetic heat exchanger (202) to which a magnetic field is alternately applied by the magnetic field applying unit (30) The heat
한편 상기 자기 열교환기(20)는, 상기 회전축의 중심 쪽에 제1입출구(25)와 제2입출구(26)가 모두 마련될 수 있다.On the other hand, the magnetic heat exchanger (20) may be provided with both the first inlet (25) and the second inlet (26) at the center of the rotary shaft.
상기 자기 열교환기(20)의 중심에는 자기 열교환기(20)를 지지하는 지지축(23)이 구비되고, 상기 지지축(23)에 저온측 열매체 유로(61)와 고온측 열매체 유로(65)가 마련되며, 상기 저온측 열매체 유로(61)는 제1입출구(25)와 연결되고, 상기 고온측 열매체 유로(65)는 제2입출구(26)와 연결될 수 있다.A low temperature side heat
상기 자기 열교환기(20)의 제1입출구(25)에 대해 서로 다른 방향으로 체크 밸브(69)가 설치된 저온측 열매체 유로들(611, 612)이 연결되고, 상기 자기 열교환기(20)의 제2입출구(26)에 대해 서로 다른 방향으로 체크 밸브(69)가 설치된 고온측 열매체 유로들(651, 652)이 연결될 수 있다.The low temperature side heat
상기 자기 열교환기(20)는 상기 자기장 인가부(30)에 의해 교번으로 자기장이 인가되는 제1 자기 열교환기(201)와 제2 자기 열교환기(202)를 포함하고, 상기 제1자기 열교환기(201)의 제1입출구(25)와 상기 제2자기 열교환기(202)의 제1입출구(25)에 연결된 제1저온측 열매체 유로(611)와 제2저온측 열매체 유로(612)는 3방밸브(67)로 서로 연결되어서, 제1 자기 열교환기(201)에 대한 유로가 개방되면 제2 자기 열교환기(202)에 대한 유로가 폐쇄되고, 제1 자기 열교환기(201)에 대한 유로가 폐쇄되면 제2 자기 열교환기(202)에 대한 유로가 개방되고, 상기 제1자기 열교환기(201)의 제1입출구(25)와 상기 제2자기 열교환기(202)의 제2입출구(25)에 연결된 제1고온측 열매체 유로(651)와 제2고온측 열매체 유로(652)는 3방밸브(67)로 서로 연결되어서, 제1 자기 열교환기(201)에 대한 유로가 개방되면 제2 자기 열교환기(202)에 대한 유로가 폐쇄되고, 제1 자기 열교환기(201)에 대한 유로가 폐쇄되면 제2 자기 열교환기(202)에 대한 유로가 개방될 수 있다. The magnetic heat exchanger (20) includes a first magnetic heat exchanger (201) and a second magnetic heat exchanger (202) to which a magnetic field is alternately applied by the magnetic field applying unit (30) The first low-temperature-side heating-
상기 자기장 인가부(30)는 등속 회전 운동한다.The magnetic
상기 자기장 인가부(30)의 회전속도는 300rpm (5Hz) 이하이다.The rotational speed of the magnetic
상기 열전달 유체는 펌프(40)에 의해 유동하고, 상기 펌프는, 상기 자기장 인가부(30)가 이동하여 상기 자기 열교환기(20) 에 근접하였을 때, 상기 열전달 유체를 저온부(1)에서 상기 자기 열교환기(20)를 통해 고온부(5)로 이동시키고, 상기 자기장 인가부(30)가 이동하여 상기 자기 열교환기(20)로부터 멀어졌을 때, 상기 열전달 유체를 고온부(5)에서 상기 자기 열교환기(20)를 통해 저온부(1)로 이동시킨다.The heat transfer fluid is flowed by the
상기 고온부(5) 쪽으로 이동한 열전달 유체는 고온측 열교환기(50)에서 고온부(5)로 방열하고, 상기 저온부(5) 쪽으로 이동한 열전달 유체는 저온측 열교환기(10)에서 저온부(1)의 열을 흡열한다.The heat transfer fluid that has moved toward the
또한 본 발명은, 상기 자기 냉각 시스템의 조립 방법으로서, 제1자기장 인가부(31)와 구동부를 연결하는 단계; 제1자기장 인가부(31)와 제2자기장 인가부(32)를 회전축 방향으로 정렬하며 설치하는 단계; 및 상기 자기 열교환기(20)를 상기 측면으로부터 반경방향으로 상기 제1자기장 인가부(31)와 제2자기장 인가부(32) 사이에 삽입하며 정렬하는 단계;를 포함하는 자기 냉각 시스템의 조립 방법을 더 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of assembling the magnetic cooling system, comprising: connecting a first magnetic field applying unit (31) and a driving unit; Arranging the first magnetic field applying unit (31) and the second magnetic field applying unit (32) in alignment in the direction of the rotational axis; And inserting and aligning the magnetic heat exchanger (20) radially from the side between the first magnetic field applying section (31) and the second magnetic field applying section (32) Lt; / RTI >
본 발명에 따르면, 자기 열교환기를 사이에 두고 두 자석을 배치하여 자기 열교환기에 매우 강한 자계가 형성되도록 함으로써, 자기 열량 재료의 발열 및 흡열 효율을 높일 수 있다.According to the present invention, by providing two magnets with a magnetic heat exchanger interposed therebetween to form a very strong magnetic field in the magnetic heat exchanger, heat generation and heat absorption efficiency of the magnetocaloric material can be enhanced.
또한 본 발명에 따르면, 열전달 유체의 유로는 고정되고, 자기장 인가부가 이동하도록 함으로써, 자기 냉각 시스템의 구조를 간단하게 할 수 있다.Further, according to the present invention, the flow path of the heat transfer fluid is fixed and the magnetic field applying unit is moved, thereby simplifying the structure of the self cooling system.
또한 본 발명에 따르면, 서로 이격 배치된 두 자기장 인가부가 자기력으로 연동 운동하도록 함으로써, 자기 냉각 시스템의 구조를 간단하게 할 수 있다.Further, according to the present invention, the structure of the self-cooling system can be simplified by causing the two magnetic field applying units spaced apart from each other to interlock with the magnetic force.
또한 본 발명에 따르면, 두 자기장 인가부를 연동시키기 위한 별도의 연동 구조를 생략함으로써 얻을 수 있는 중심 공간을 다양하게 활용할 수 있다.Also, according to the present invention, it is possible to utilize various central spaces obtained by omitting a separate interlocking structure for interlocking the two magnetic field applying units.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.
도 1과 도 2는 자기 냉각 시스템의 작동을 나타낸 모식도이다.
도 3과 도 4는 자기장 인가부를 연동하는 서로 다른 방식을 나타낸 모식도이다.
도 5와 도 6은 서로 다른 연동 구조를 적용함에 따라 달라지는 자기 냉각 시스템의 조립 방법을 나타낸 모식도이다.
도 7은 본 발명에 따른 자기 냉각 시스템에서 자기 열교환기의 제1입출구를 중심에 형성한 자기 냉각 시스템을 나타낸 투과 사시도이다.
도 8과 도 9는 도 7의 자기 냉각 시스템에 따른 본 발명의 제1실시예를 나타낸 도면이다.
도 10과 도 11은 도 7의 자기 냉각 시스템에 따른 본 발명의 제2실시예를 나타낸 도면이다.
도 12와 도 13은 도 7의 자기 냉각 시스템에 따른 본 발명의 제3실시예를 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명에 따른 자기 냉각 시스템에서 자기 열교환기의 제1입출구와 제2입출구를 모두 중심에 형성한 자기 냉각 시스템을 나타낸 투과 사시도이다.
도 15와 도 16은 도 14의 자기 냉각 시스템에 따른 본 발명의 제4실시예를 나타낸 도면이다.
도 17과 도 18은 도 14의 자기 냉각 시스템에 따른 본 발명의 제5실시예를 나타낸 도면이다.Figures 1 and 2 are schematic diagrams illustrating the operation of a self cooling system.
FIGS. 3 and 4 are schematic diagrams showing different ways of interlocking the magnetic field applying unit.
FIGS. 5 and 6 are schematic views illustrating a method of assembling the self-cooling system according to different interlocking structures.
FIG. 7 is a perspective view showing a magnetic cooling system in which a first inlet and an outlet of a magnetic heat exchanger are centered in a self-cooling system according to the present invention. FIG.
8 and 9 are views showing a first embodiment of the present invention according to the magnetic cooling system of FIG.
10 and 11 are views showing a second embodiment of the present invention according to the magnetic cooling system of FIG.
12 and 13 are views showing a third embodiment of the present invention according to the magnetic cooling system of FIG.
FIG. 14 is a transmission perspective view showing a self-cooling system in which the first inlet and the outlet of the magnetic heat exchanger are both formed at the center in the self-cooling system according to the present invention.
15 and 16 are views showing a fourth embodiment of the present invention according to the self cooling system of FIG.
17 and 18 are views showing a fifth embodiment of the present invention according to the self-cooling system of FIG.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.It is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, It is provided to inform.
[자기 냉각 시스템의 작동 원리][How the self cooling system works]
도 1과 도 2를 참조하여 자기 냉각 시스템의 구성과 작동 원리를 설명한다.The configuration and operation principle of the self cooling system will be described with reference to Figs. 1 and 2. Fig.
자기 냉각 시스템은 자기 열교환기(20), 자기 열교환기의 일측 단부에 연결된 펌프(40)와 열교환기(50), 자기 열교환기의 타측 단부에 연결된 열교환기(10) 및 상기 열교환기들(10, 20, 50)과 펌프(40)를 연결하는 열매체 유로(60)를 포함한다.The self cooling system includes a
상기 자기 냉각 시스템은 저온부(1)와 고온부(5) 사이에 마련되어 저온부(1)를 저온으로 유지하고, 저온부(1)의 열을 고온부(5) 쪽으로 이동시킨다. 저온부(1)의 열은 상기 열매체 유로(60)를 따라 유동하는 열매체인 열전달 유체에 의해 저온부(1)에서 고온부(5)로 전달된다. 일 예로 열전달 유체는 물 일 수 있다.The self cooling system is provided between the
자기 냉각 시스템은 자기 열교환기(20)를 구비한다. 자기 열교환기(20)는 내부에 자기 열량 재료(70)가 내장되어 있는 함체 형태일 수 있다. 자기 열교환기(20) 내에는 자기 열량 재료(70)가 갇혀 있는 상태로 수용된다. 상기 자기 열교환기(20) 내에는 열전달 유체가 흐르게 되며, 상기 자기 열교환기(20)를 흐르는 열전달 유체는 상기 자기 열량 재료(70)와 접촉하며 상기 자기 열량 재료(70)와 열교환을 하게 된다.The self-cooling system includes a magnetic heat exchanger (20). The
상기 자기 열량 재료(70)는 자기장이 인가되면 발열하고, 자기장이 소거되면 흡열하는 물질이다. 따라서 자기장이 인가된 자기 열량 재료(70) 사이의 공극을 흐르는 열전달 유체는 상기 자기 열량 재료(70)에서 발생하는 열을 흡수하여 온도가 올라가게 된다. 반대로 자기장이 소거된 자기 열량 재료(70) 사이의 공극을 흐르는 열전달 유체는 상기 자기 열량 재료(70)에 열을 전달하면서 자신은 온도가 내려가게 된다.The
자기 열량 재료(70)와 열전달 유체 간의 열전달 효율을 높이기 위해서는 자기 열량 재료(70)와 열전달 유체 간의 접촉 면적이 넓어지는 것이 바람직하다. 한편으로, 자기 열량 재료(70)를 이루는 입자 알갱이가 너무 작으면, 열전달 유체의 점성으로 인해 열전달 유체의 유동 손실이 극히 커지게 되는바, 이러한 점들을 감안하여 자기 열량 재료(70)는 직경이 0.1mm 내외의 입자 알갱이 형태로 제공될 수 있다. In order to increase the heat transfer efficiency between the
상기 열전달 유체는 펌프(40)에 의해 유동하게 된다. 가령 펌프(40)는, 도시된 바와 같이 내부에 피스톤(42)이 왕복 이동하는 실린더(41)를 포함할 수 있다. 상기 실린더(41)의 내부 공간은 상기 피스톤(42)에 의해 구획되는 제1레저버(411)와 제2레저버(412)를 포함할 수 있다. 가령 도 1과 같이 피스톤(42)이 도면 상 우측으로 이동하면, 제1레저버(411)의 공간이 줄어드는 만큼 제2레저버(412)의 공간이 늘어나고, 도 2와 같이 피스톤(42)이 도면 상 좌측으로 이동하면, 제2레저버(412)의 공간이 줄어드는 만큼 제1레저버(411)의 공간이 늘어난다.The heat transfer fluid is caused to flow by the pump (40). For example, the
자기 열교환기(20)는 제1 자기 열교환기(201)와 제2 자기 열교환기(202)를 구비한다. 이들 열교환기(201, 202)들 간에 특별한 차이점은 없으며, 이들은 동일한 자기 열교환기일 수 있다.The magnetic heat exchanger (20) includes a first magnetic heat exchanger (201) and a second magnetic heat exchanger (202). There is no particular difference between these
상기 펌프(40)의 제1레저버(411)는 고온측 열매체 유로(65)를 통해 상기 제1 자기 열교환기(201)의 일측 단부(상부)와 연결된다. 제1레저버(411)에서 제1 자기 열교환기(201) 쪽으로 유동하는 열전달 유체는 제1 고온측 열매체 유로(651)를 통해 상기 제1 자기 열교환기(201)로 유동하고, 제1 자기 열교환기(201)에서 상기 제1레저버(411) 쪽으로 유동하는 열전달 유체는 제2 고온측 열매체 유로(652)를 통해 상기 제1레저버(411)로 유동한다. 이러한 유동 방향을 결정하기 위해 상기 제1 고온측 열매체 유로(651)와 제2 고온측 열매체 유로(652)에는 각각 체크밸브(69)가 설치될 수 있다.The
그리고 상기 펌프(40)의 제2레저버(412)도 고온측 열매체 유로(65)를 통해 상기 제2 자기 열교환기(202)의 일측 단부(상부)와 연결된다. 제2레저버(412)에서 제2 자기 열교환기(201) 쪽으로 유동하는 열전달 유체는 제2 고온측 연매체 유로(652)를 통해 상기 제2 자기 열교환기(202)로 유동하고, 제2 자기 열교환기(202)에서 상기 제2레저버(412) 쪽으로 유동하는 열전달 유체는 제1 고온측 열매체 유로(651)를 통해 상기 제2레저버(412)로 유동한다. 이러한 유동 방향을 결정하기 위해 상기 제1 고온측 열매체 유로(651)와 제2 고온측 열매체 유로(652)에도 각각 체크밸브(69)가 설치될 수 있다.The
상기 자기 열교환기(20)의 타측 단부(하부)에는 저온측 열매체 유로(61)를 통해 저온측 열교환기(10)가 연결된다.The low-temperature
구체적으로 상기 제1 자기 열교환기(201)의 타측 단부(하부)와 상기 제2자기 열교환기(202)의 타측 단부(하부)는 각각 반대방향으로 체크밸브(69)가 설치된 제1저온측 열매체 유로(611)와 제2저온측 열매체 유로(612)를 통해 서로 연결된다. 제1 자기 열교환기(201)에서 제2자기 열교환기(202)로 유동하는 열전달 유체는, 상기 제1저온측 열매체 유로(611)를 통해 유동하게 되고, 상기 제2자기 열교환기(202)에서 제1자기 열교환기(201)로 유동하는 열전달 유체는, 상기 제2저온측 열매체 유로(612)를 통해 유동하게 된다.Specifically, the other end (lower portion) of the first
이들 제1저온측 열매체 유로(611)와 제2저온측 열매체 유로(612)에는 저온측 열교환기(10)가 설치되어 있어서, 저온측 열매체 유로(61)를 흐르는 열전달 유체는 이를 통해 저온부(1)와 열교환 한다.The low temperature
도 1에는 자기장 인가부(30)가 제2 자기 열교환기(202)에 위치하여 제2 자기 열교환기(202) 내부에 내장된 자기 열량 재료(70)에 자기장을 인가하는 상태가 도시되어 있다. 1 shows a state in which the magnetic
도 1과 같은 상태에서는, 상기 펌프(40)의 피스톤(42)이 도면 상 우측으로 이동하여, 제1레저버(411)에 있던 열전달 유체를 제1고온측 열매체 유로(651)를 통해 제1 자기 열교환기(201)로 밀어낸다. 그러면 열전달 유체는, 자기장이 소거된 제1 자기 열교환기(201) 내의 자기 열량 재료(70)의 흡열(+ΔQ) 작용에 의해 냉각(-ΔQ)되고, 제1저온측 열매체 유로(611)를 통해 유동한다. 물론 이에 따라 상기 제1 자기 열교환기(201) 내의 자기 열량 재료(70)는 온도가 상승하게 된다.1, the
제1저온측 열매체 유로(611)를 통해 저온측 열교환기(10)에 이른 열전달유체는 저온부(1)로부터 흡열(+ΔQ)하여 저온부(1)를 냉각(-ΔQ)한다. 그리고 상기 열전달 유체는 상기 제1저온측 열매체 유로(611)를 통해 제2 자기 열교환기(202)에 도달하고, 제2 자기 열교환기(202)를 통과하게 된다.The heat transfer fluid that has reached the low temperature
제2 자기 열교환기(202) 내의 자기 열량 재료(70)는 자계 하에 놓여 있으므로 발열(-ΔQ)한다. 이에 따라 상기 제2 자기 열교환기(202)를 흐르는 열전달 유체는 상기 자기 열량 재료(70)로부터 열을 흡수(+ΔQ)하여 온도가 상승한다. 물론 이에 따라 상기 제2 자기 열교환기(202) 내의 자기 열량 재료(70)는 온도가 하강하게 된다.The
온도가 상승된 열전달 유체는 상기 제1고온측 열매체 유로(651)를 통해 상기 펌프(40)의 제2레저버(412)로 유동하고, 고온측 열교환기(50)와 팬(51)에 의해 방열(-ΔQ)함으로써 냉각된다.The heat transfer fluid whose temperature has been increased flows to the
이와 같이 자기 냉각 시스템의 도 1과 같은 작동에 의해, 저온부(1)의 열(-ΔQ)은 고온부(5)로 전달된다(+ΔQ).In this manner, the heat (-ΔQ) of the
도 2에는 자기장 인가부(30)가 제1 자기 열교환기(201)에 위치하여 제1 자기 열교환기(201) 내부에 내장된 자기 열량 재료(70)에 자기장을 인가하는 상태가 도시되어 있다. 2 shows a state in which the magnetic
도 2과 같은 상태에서는, 상기 펌프(40)의 피스톤(42)이 도면 상 좌측으로 이동하여, 제2레저버(412)에 있던 열전달 유체를 제2고온측 열매체 유로(652)를 통해 제2 자기 열교환기(202)로 밀어낸다. 그러면 열전달 유체는, 자기장이 소거된 제2 자기 열교환기(202) 내의 자기 열량 재료(70)의 흡열(+ΔQ) 작용에 의해 냉각(-ΔQ)되고, 제2저온측 열매체 유로(612)를 통해 유동한다. 물론 이에 따라 상기 제2 자기 열교환기(202) 내의 자기 열량 재료(70)는 온도가 상승하게 된다.2, the
제2저온측 열매체 유로(612)를 통해 저온측 열교환기(10)에 이른 열전달유체는 저온부(1)로부터 흡열(+ΔQ)하여 저온부(1)를 냉각(-ΔQ)한다. 그리고 상기 열전달 유체는 상기 제2저온측 열매체 유로(612)를 통해 제1 자기 열교환기(201)에 도달하고, 상기 제1 자기 열교환기(201)를 통과하게 된다.The heat transfer fluid which has reached the low temperature
제1 자기 열교환기(201) 내의 자기 열량 재료(70)는 자계 하에 놓여 있으므로 발열(-ΔQ)한다. 이에 따라 상기 제1 자기 열교환기(201)를 흐르는 열전달 유체는 상기 자기 열량 재료(70)로부터 열을 흡수(+ΔQ)하여 온도가 상승한다. 물론 이에 따라 상기 제1 자기 열교환기(201) 내의 자기 열량 재료(70)는 온도가 하강하게 된다.The
온도가 상승된 열전달 유체는 상기 제2고온측 열매체 유로(652)를 통해 상기 펌프(40)의 제1레저버(411)로 유동하고, 고온측 열교환기(50)와 팬(51)에 의해 방열(-ΔQ)함으로써 냉각된다.The heated heat transfer fluid flows to the
이와 같이 자기 냉각 시스템의 도 2과 같은 작동에 의해, 저온부(1)의 열(-ΔQ)은 열전달 매체를 통해 고온부(5)로 전달된다(+ΔQ).2, the heat (-ΔQ) of the
상기 도 1의 작동과 도 2의 작동은 교번으로 일어난다.The operation of FIG. 1 and the operation of FIG. 2 occur alternately.
따라서 도 1과 도 2의 작동이 일어날 때마다 저온부(1)의 열(-ΔQ)은 열전달 매체를 통해 고온부(5)로 전달되고(+ΔQ), 이에 따라 저온부(1)는 지속적으로 냉각된다. 그리고 열전달 매체의 상 변화는 일어나지 않는다. 자기 냉각 시스템에 전통적인 냉각 시스템에 구비된 압축기 등이 설치되지 아니하므로, 소음에서 더 자유로울 수 있다.Therefore, every time the operation of FIG. 1 and FIG. 2 occurs, the heat (-ΔQ) of the
본 발명의 실시예에 따르면, 열전달 유체가 제1방향(도 1의 시계방향)으로 유동할 때에는 제1고온측 열매체 유로(651)와 제1저온측 열매체 유로(611)를 통해 열전달 유체가 이동하고, 열전달 유체가 제2방향(도 2의 반시계방향)으로 유동할 때에는 제2고온측 열매체 유로(652)와 제2저온측 열매체 유로(612)를 통해 열전달 유체가 이동한다. 즉 각 유로에서 열전달 유체는 일방향으로만 유동하게 된다. 따라서 하나의 유로 내에서 열전달 유체가 정방향과 역방향으로 흐르지 않고, 이에 따라 유체가 뒤섞여 열전달 손실이 일어나는 현상이 방지된다. According to the embodiment of the present invention, when the heat transfer fluid flows in the first direction (clockwise direction in FIG. 1), the heat transfer fluid moves through the first high temperature side heat
앞서 설명한 도 1과 도 2의 자기 냉각 시스템의 작동은, 자기장 인가부(30)의 이동에 따른 자기장 인가부(30)의 위치와, 펌프(40)에 의한 열전달 유체 유동 방향이 서로 연동함으로써 연속적으로 이루어질 수 있다. The operation of the self-cooling system described above with reference to FIGS. 1 and 2 is carried out in such a manner that the position of the magnetic
[이격 설치된 자기장 인가부의 연동 구조][Interlocking structure of magnetic field and magnetic field spaced apart]
위와 같이 자기 냉각 시스템이 작동하기 위해 이루어져야 하는 자기장 인가부(30)와 자기 열교환기(20) 사이의 상대적인 위치 변화는 다양한 양태로 구현 가능하다.The relative positional change between the magnetic
자기 열교환기(20)는 열전달 유체가 유동하는 구성이므로, 자기 열교환기(20)를 고정하고 자기장 인가부(30)가 움직이도록 하는 구조를 적용하면, 자기 냉각 시스템을 보다 단순한 구조로 구현할 수 있다.Since the
도 3과 도 4에는 자기 열교환기(20)는 고정된 상태에서 자기장 인가부(30)가 연동하는 서로 다른 예가 도시되어 있다.3 and 4 show different examples in which the magnetic
도 3을 참조하면, 자기 열교환기(20)는 중심에 중공부(22)가 형성된 평평한 형태로 고정되고, 상기 자기 열교환기(20) 상부에는 제1자기장 인가부(31)가 회전 가능하게 설치되며, 상기 자기 열교환기(20) 하부에는 제2 자기장 인가부(32)가 회전 가능하게 설치된다. 제1자기장 인가부(31)의 제1자석(311)은 강자성체인 제1원반형 부재(312)의 저면에 고정되고, 제2자기장 인가부(32)의 제2자석(321)은 강자성체인 제2원반형 부재(322)의 상면에 고정되어, 전체적으로 자기 회로를 구성한다. 그리고 서로 마주하는 제1자석(311)과 제2자석(321)은 서로 상보적인 극성을 가지고 있으므로, 그 사이에 배치된 자기 열교환기(20)는 매우 강한 자계에 있게 된다.3, the
제1자기장 인가부(31)와 제2자기장 인가부(32)의 중심은 샤프트(92)로 연결되어 있어서, 샤프트(92)가 회전할 때 두 자기장 인가부(31, 32)가 함께 회전하게 된다. 상기 샤프트(92)는 감속기를 통해 연결된 모터 등의 구동부로부터 회전력을 전달받아 회전하게 되며, 샤프트(92)는 저속으로 등속 회전하게 된다.The centers of the first magnetic
제1자기장 인가부(31)와 제2자기장 인가부(32)는 그 회전의 중심에서 샤프트(92)로 연결되기 때문에 상기 자기 열교환기(20)의 중심에는 상하 방향으로 관통된 중공부(22)가 마련되어 있어야 한다. 그리고 상기 중공부(22)에는 샤프트(92)가 관통 배치된다.Since the first magnetic
도 4를 참조하면, 자기 열교환기(20)의 상부에는 제1자기장 인가부(31)가 회전 가능하게 설치되며, 상기 자기 열교환기(20) 하부에는 제2 자기장 인가부(32)가 회전 가능하게 설치된다. 제1자기장 인가부(31)의 제1자석(311)은 제1원반형 부재(312)의 저면에 고정되고, 제2자기장 인가부(32)의 제2자석(321)은 제2원반형 부재(322)의 상면에 고정되어, 전체적으로 자기 회로를 구성한다. 그리고 서로 마주하는 제1자석(311)과 제2자석(321)은 서로 상보적인 극성을 가지고 있으므로, 그 사이에 배치된 자기 열교환기(20)는 매우 강한 자계에 있게 된다.4, a first magnetic
제1자석(311)과 제2자석(321)이 서로 상보적인 극성을 가지고 서로 마주하고 있으므로, 제1자석(311)이 움직이면, 제2자석(321)은 인력에 의해 제1자석(311)이 움직이는 방향으로 함께 움직이게 된다.The
자기 냉각 장치에서 자기 열교환기에 자기장을 인가하거나 소거하는 주기는 길다. 즉 자기장 인가부(30)의 회전속도는 느리고, 이는 냉각 장치의 운전 중에 등속으로 회전운동을 하게 된다. 따라서 서로 다른 극성으로 마주하고 있는 제1자석(311)과 제2자석(321)의 인력만으로, 제1자석(311)과 제2자석(321)이 동조 회전하도록 하는 것이 가능하다.The period of applying or erasing the magnetic field to the magnetic heat exchanger in the self cooling device is long. That is, the rotational speed of the magnetic
제1자기장 인가부(31)와 제2자기장 인가부(32)가 저속 등속 운동을 하고, 두 자석(311, 312)이 매우 가깝게 위치하기 때문에, 두 자기장 인가부 사이의 각도 오프셋은 아무리 과도한 운전을 하더라도 3~4°를 넘지 않고, 이는 성능에 거의 영향을 미치지 않는 정도의 오프셋임을 확인하였다.Since the first magnetic
따라서 제1자기장 인가부(31)를 회전 구동하고, 두 자석(311, 312) 간의 인력 외에 별도의 물리적인 동력 전달 구조가 부가되지 않더라도, 두 자기장 인가부(31, 32)의 동조 회전에는 아무런 문제가 없다.Therefore, even if the first magnetic
상기 두 자기장 인가부의 회전 속도는 최대 300rpm, 즉 5Hz를 넘지 않도록 할 수 있으며, 바람직하게는 2Hz 정도로 운전될 수 있다.The rotating speed of the two magnetic field applying units may be set to be not more than 300 rpm, that is, 5 Hz, and preferably, about 2 Hz.
이처럼 본 발명은, 제1자석(311)을 회전시키면, 제2자석(321)이 인력에 의해 상기 제1자석(311)을 따라 회전하는 원리, 또는 그 반대로, 제2자석(321)을 회전시키면, 제1자석(311)이 인력에 의해 제2자석(321)을 따라 회전하는 원리를 이용한다. 이러한 원리에 따르면, 매우 간단한 구조로 두 자석을 동조 회전시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, when the
아울러 자기열량재료에 주어지는 자속밀도의 변화폭의 차이가 클수록 발열/흡열의 성능 계수가 높아지므로, 자기장의 세기가 셀수록 두 자석의 동조 회전도 더 확실히 이루어질 뿐만 아니라, 냉각 성능도 향상되는 것이다.In addition, the greater the difference in variation of the magnetic flux density given to the magnetocaloric material, the higher the coefficient of performance of the exothermic / endothermic. Therefore, as the magnetic field intensity increases, the synchronous rotation of the two magnets becomes more clear.
도 4를 참조하면, 위와 같이 제1자기장 인가부(31)를 구동 마그넷으로 하고 제2자기장 인가부(32)를 종동 마그넷으로 하는 자기 동조 회전 구조를 적용함으로 인해, 자기 열교환기(20)의 중앙부에 있던 중공부(22)를 생략할 수 있다.Referring to FIG. 4, since the self-tuning rotation structure using the first magnetic
도 4에 도시된 바와 같이 자기 열교환기(20)의 중앙부에 있던 중공부(22)를 생략하면, 자기 열교환기의 중심을 교차하며 지나가는 열전달 유체 유동 유로를 형성하는 것이 가능하고, 이에 따라 다양한 형태의 자기 열교환기(20)를 적용하는 것이 가능하게 된다.4, it is possible to form a heat transfer fluid flow passage passing across the center of the magnetic heat exchanger by omitting the
또한 다양한 실시예를 개시하며 후술하겠지만, 상기 중공부(22)가 차지하는 공간에, 다양한 다른 구성을 추가하여 자기 냉각 시스템을 구현하는 것이 가능하게 된다.Also, as will be described later in the description of various embodiments, it will be possible to implement a self cooling system by adding various other configurations to the space occupied by the
[자기 냉각 시스템의 조립 방법][Assembling method of self cooling system]
자기 냉각 시스템을 도 3에 도시된 구조로 구현하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1자기장 인가부(31)와 제2자기장 인가부(32)를 샤프트(92)로 상호 연결 고정해야 한다. 따라서 제1자기장 인가부(31)와 제2자기장 인가부(32)를 샤프트(92)로 연결하는 과정에 반드시 자기 열교환기(20)의 중공부(22)로 상기 샤프트(92)를 관통 삽입하는 조립 과정이 추가적으로 요구된다. 3, the first magnetic-
조립 과정이 제한적이면, 이를 구성하는 각 부품의 형상 역시 조립 과정으로부터 제한을 받을 수밖에 없다.If the assembly process is limited, the shape of each component constituting the component is limited by the assembling process.
반면 도 4에 도시된 구조로 자기 냉각 시스템을 구현하면, 자기 열교환기(20)를 조립하는 방향이나 순서가 매우 자유롭다. 가령 도 6에는 샤프트(92)와 제1자기장 인가부(31)를 체결하고, 제2자기장 인가부(32)를 상기 제1자기장 인가부(31)와 마주하여 이격 배치한 상태에서, 측면으로부터 상기 자기 열교환기(20)를 두 자기장 인가부(31, 32) 사이에 개재하는 방식이 도시되어 있다. 물론 이 외에도 다양한 다른 방식으로 이들을 조립하는 것이 가능하다.On the other hand, if the self cooling system is implemented with the structure shown in FIG. 4, the direction and order of assembling the
따라서 도 4에 도시된 자기력 연동 방식으로 자기장 인가부(30)를 동조 회전시키는 구조를 적용함에 있어서, 관련 구성들의 설계 자유도는 더 높아지게 된다.Therefore, in applying the structure that the magnetic
[자기 냉각 시스템의 제1구조][First Structure of Self Cooling System]
도 7에는 자석의 인력을 이용하여 두 자기장 인가부(31, 32)를 연동 회전시키는 구조를 적용한 자기 냉각 시스템의 구조가 간략하게 도시되어 있다.FIG. 7 schematically shows a structure of a self-cooling system applying a structure in which two magnetic
제1 자기장 인가부(31)의 제1자석(311)과 상기 제2 자기장 인가부(32)의 제2자석(321)은 모두 부채꼴의 형태를 포함하고, 각각 제1원반형 부재(312)와 제2원반형 부재(322)에 방사상으로 배치된다. 그리고 제1자석(311)과 제2자석(321)은 서로 상보적인 극성으로 서로 마주하며 배치된다.The
상부의 제1 자기장 인가부(31)는 샤프트(92)에 의해 회전하고, 하부의 제2 자기장 인가부(32)는 인력에 의해 상기 제1 자기장 인가부(31)와 함께 회전한다.The upper first magnetic
샤프트(92)는 제1자기장 인가부(31)에만 결합되어 있으므로, 자기 열교환기(20)의 중심부, 그리고 제2자기장 인가부(32)의 중심부가 차지하는 공간을 다양하게 활용할 수 있다.Since the
먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 자기 열교환기(20) 내부를 유동하기 위해 유출입하는 열전달 유체의 유출입구(25, 26) 중 제1유출입구(25)는 상기 자기 열교환기(20)의 중심부 쪽에 마련하고, 제2유출입구(26)는 상기 자기 열교환기(20)의 외측 가장자리에 마련하는 것이 가능하다.7, the
종래의 자기 열교환기(20)는 자기 열교환기(20)의 중심부에 샤프트(92)가 관통하기 때문에, 자기 열교환기(20)의 두 유출입구가 모두 자기 열교환기의 외측 가장자리에 있어야 했다. 따라서 개별 자기 열교환기(20)의 형상은 "U"자 형태일 수밖에 없었다. The conventional
반면, 본 발명의 하나의 예에 따르면, 제1유출입구(25)를 자기 열교환기(20)의 중심 쪽에 배치하고, 제2유출입구(26)를 바깥쪽 가장자리에 배치할 수 있다. 이에 따르면, 개별 자기 열교환기(20)가 반경 방향으로 연장되는 형태를 가질 수 있다.On the other hand, according to one example of the present invention, the
또한 상기 예에 따르면, 자기 열교환기(20)와 제2 자기장 인가부(32)의 중심부에 마련된 중공의 공간에 제1유출입구(25)에 관련되는 구성을 배치할 수 있다. 가령 자기 열교환기(20)의 중심에는 복수 개의 자기 열교환기(20)를 지지하는 지지축(23)이 설치되고, 상기 제1유출입구(25)가 상기 지지축(23)의 내부를 향해 개방될 수 있다.According to the above-described example, the structure related to the
[제1실시예][First Embodiment]
도 8과 도 9를 참조하면, 상기 지지축(23)은 중공의 챔버(12)를 구비한다. 제1실시예에 따르면, 상기 챔버(12) 내부에는 상기 자기 열교환기(20)를 통해 열전달 유체가 드나들며 채워질 수 있다. 그리고 상기 챔버(12) 내부에는 열교환기가 설치될 수 있다. 도 8과 도 9에는 저온부(1)와 연결되는 저온측 열교환기(10)가 챔버(12) 내부에 설치되는 구조가 예시된다. Referring to FIGS. 8 and 9, the
물론 예시된 바와 달리, 고온측 열교환기(50)가 챔버(12)에 설치되는 것도 가능하다.It is also possible that the high-temperature
먼저 도 8에 도시된 바와 같이, 자기장 인가부의 자석(311, 312)이 자기 열교환기(20)로부터 벗어나 자기 열교환기(20)에서 자기장이 소거되면, 자기 열교환기(20) 내부에 내장된 자기 열량 재료는 흡열 반응을 한다. 이 때에는 고온부(5) 쪽으로부터 열전달 유체가 고온측 열매체 유로(65)를 통해 자기 열교환기(20)에 유입된다. 자기 열교환기(20)에 유입된 열전달 유체는 자기 열량 재료에 의해 냉각되어 저온측 열매체 유로(61)를 통해 챔버(12)로 유입된다. 8, when the
물론 자기 열교환기(20)의 제1입출구(25)가 직접 챔버(12)와 연결되어, 상기 저온측 열매체 유로(61)가 생략된 구조 역시 적용 가능하다.Of course, the structure in which the first inlet /
챔버(12)에 유입된 저온의 열전달 유체는 저온측 열교환기(10)를 냉각하고, 이러한 냉기는 저온부(1)로 전달되어 저온부가 냉각된다.The low temperature heat transfer fluid introduced into the
다음으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 자기장 인가부의 자석(311, 312)이 자기 열교환기(20)와 인접하여 위치함으로써 자기 열교환기(20)에 자기장이 인가되면, 자기 열교환기(20) 내부에 내장된 자기 열량 재료는 발열 반응을 한다. 이 때에는 챔버(12)의 열전달 유체가 자기 열교환기(20)에 유입된다. 자기 열교환기(20)에 유입된 열매체 유로(65)는 자기 열량 재료에 의해 가열되어 고온측 열매체 유로(65)를 통해 고온부(5)로 이동하여 방열한다.9, when the magnetic field is applied to the
도 8과 도 9의 작동은 교호적으로 반복되고, 이에 따라 챔버(12)에는 지속적으로 차가운 열전달 유체가 출입하게 된다. 따라서 저온측 열교환기(10)를 통해 저온부(1)의 냉각이 가능하다.The operation of Figures 8 and 9 is alternately repeated so that the cold heat transfer fluid continuously enters and exits the
[제2실시예][Second Embodiment]
도 10과 도 11을 참조하면, 제2실시예에서는 상기 지지축(23)에 열매체 유로가 마련된 구조가 개시된다. 지지축(23)은 자기 열교환기(20)를 고정하고 지지한다. 그리고 상기 지지축(23)에는 축방향을 따라 저온측 열매체 유로(61)가 관통 설치되어 있다.10 and 11, in the second embodiment, a structure in which the
자기 열교환기(20)는 서로 다른 위치에 있는 제1자기 열교환기(201)와 제2자기 열교환기(202)를 포함한다. 그리고 자기장 인가부(30)가 회전함에 따라, 자석(311, 321)은 상기 제1자기 열교환기(201)와 상기 제2자기 열교환기(202)에 교호적으로 인접하게 된다.The magnetic heat exchanger (20) includes a first magnetic heat exchanger (201) and a second magnetic heat exchanger (202) at different positions. As the magnetic
제1자기 열교환기(201)의 제1입출구(25)는 어느 하나의 저온측 열매체 유로(61)와 연결되고, 제2자기 열교환기(202)의 제1입출구(25)는 다른 하나의 저온측 열매체 유로(61)와 연결된다. 그리고 두 저온측 열매체 유로(61)는 지지축(23)을 관통한 후 저온부(1) 쪽에서 서로 만나게 된다.The first inlet and the
제1자기 열교환기(201)의 제2입출구(26)는 어느 하나의 고온측 열매체 유로(65)와 연결되고, 제2자기 열교환기(202)의 제2입출구(26)는 다른 하나의 고온측 열매체 유로(65)와 연결된다. 그리고 두 고온측 열매체 유로(65)는 고온부(5) 쪽에서 서로 만나게 된다.The
먼저 도 10에 도시된 바와 같이, 자기장 인가부의 자석(311, 312)이 소거된 제1 자기 열교환기(201) 내부에 내장된 자기 열량 재료는 흡열 반응을 한다. 그리고 자기장 인가부의 자석(311, 312)이 인접하는 제2자기 열교환기(202) 내부에 내장된 자기 열량 재료는 발열 반응을 한다.10, the magnetocaloric material embedded in the first
이 때에는, 고온부(5) 쪽의 열전달 유체가 고온측 열매체 유로(65)를 통해 제1자기 열교환기(201)에 유입된다. 제1자기 열교환기(201)에 유입된 열전달 유체는 자기 열량 재료에 의해 냉각된 후 지지축(23)의 저온측 열매체 유로(61)를 통해 저온부(1) 쪽으로 유동하고, 저온부(1)를 냉각하게 된다.At this time, the heat transfer fluid on the side of the high temperature section (5) flows into the first magnetic heat exchanger (201) through the high temperature side heat medium flow passage (65). The heat transfer fluid flowing into the first
한편으로, 저온부(1)의 열전달 유체는, 지지축(23)의 저온측 열매체 유로(61)를 통해 제2자기 열교환기(202)에 유입된다. 제2자기 열교환기(202)에 유입된 열전달 유체는 자기 열량 재료에 의해 가열되고, 고온측 열매체 유로(65)를 통해 고온부(5) 쪽으로 유동하여 방열한다.On the other hand, the heat transfer fluid of the low temperature section (1) flows into the second magnetic heat exchanger (202) through the low temperature side heat transfer fluid passage (61) of the support shaft (23). The heat transfer fluid flowing into the second
즉 도 10의 작동에 의해, 제1자기 열교환기(201)를 지나는 열전달 유체는 저온부(1)를 냉각하고, 제2자기 열교환기(202)를 지나는 열전달 유체는 저온부(1)의 열을 고온부(5)에서 방열한다.10, the heat transfer fluid passing through the first
다음으로 도 11을 살펴보면, 자기장 인가부의 자석(311, 312)이 소거된 제2 자기 열교환기(202) 내부에 내장된 자기 열량 재료는 흡열 반응을 한다. 그리고 자기장 인가부의 자석(311, 312)이 인접하는 제1자기 열교환기(201) 내부에 내장된 자기 열량 재료는 발열 반응을 한다.Next, referring to FIG. 11, the magnetocaloric material embedded in the second
이 때에는, 고온부(5) 쪽의 열전달 유체가 고온측 열매체 유로(65)를 통해 제2자기 열교환기(202)에 유입된다. 제2자기 열교환기(202)에 유입된 열전달 유체는 자기 열량 재료에 의해 냉각된 후 지지축(23)의 저온측 열매체 유로(61)를 통해 저온부(1) 쪽으로 유동하고, 저온부(1)를 냉각하게 된다.At this time, the heat transfer fluid on the side of the high temperature section (5) flows into the second magnetic heat exchanger (202) through the high temperature side heat medium flow passage (65). The heat transfer fluid flowing into the second
한편으로, 저온부(1)의 열전달 유체는, 지지축(23)의 저온측 열매체 유로(61)를 통해 제1자기 열교환기(201)에 유입된다. 제1자기 열교환기(201)에 유입된 열전달 유체는 자기 열량 재료에 의해 가열되고, 고온측 열매체 유로(65)를 통해 고온부(5) 쪽으로 유동하여 방열한다.On the other hand, the heat transfer fluid of the low temperature section (1) flows into the first magnetic heat exchanger (201) through the low temperature heat medium flow passage (61) of the support shaft (23). The heat transfer fluid flowing into the first
즉 도 11의 작동에 의해, 제2자기 열교환기(202)를 지나는 열전달 유체는 저온부(1)를 냉각하고, 제1자기 열교환기(201)를 지나는 열전달 유체는 저온부(1)의 열을 고온부(5)에서 방열한다.11, the heat transfer fluid passing through the second
도 10과 도 11의 작동은 교호적으로 반복되고, 이에 따라 저온부(1)에는 지속적으로 차가운 열전달 유체가 출입하여 냉각된다.10 and 11 are alternately repeated, whereby the cold heat transfer fluid continuously flows into the
[제3실시예][Third Embodiment]
도 12와 도 13을 참조하면, 제2실시예와 대비하여 제3실시예에서는 하나의 자기 열교환기(20)에 연결되는 저온측 열매체 유로(61)가 2중으로 설치되고, 여기에 서로 다른 방향으로 유체 이동을 허용하는 체크 밸브(69)가 설치된 구조가 예시된다.12 and 13, in contrast to the second embodiment, in the third embodiment, the low-temperature side heat
다음으로 제1자기 열교환기(201)에 열전달 유체를 유입시키는 저온측 열매체 유로(61)와, 제2자기 열교환기(202)에 열전달 유체를 유입시키는 저온측 열매체 유로(61)가 3방밸브(67)를 통해 저온부(1)와 연결되는 저온측 열매체 유로(61)와 연결된다.Next, the low temperature side heat
그리고 제1자기 열교환기(201)로부터 열전달 유체가 유출되어 나오는 저온측 열매체 유로(61)와, 제2자기 열교환기(202)에 열전달 유체가 유출되어 나오는 저온측 열매체 유로(61) 역시 3방밸브(67)를 통해 저온부(1)와 연결되는 저온측 열매체 유로(61)와 연결된다.The low temperature side heat
먼저 도 12를 참조하면, 자기장 인가부의 자석(311, 312)이 소거된 제1 자기 열교환기(201) 내부에 내장된 자기 열량 재료는 흡열 반응을 한다. 그리고 자기장 인가부의 자석(311, 312)이 인접하는 제2자기 열교환기(202) 내부에 내장된 자기 열량 재료는 발열 반응을 한다.12, the magnetocaloric material embedded in the first
이 때에는, 고온부(5) 쪽의 열전달 유체가 고온측 열매체 유로(65)를 통해 제1자기 열교환기(201)에 유입된다. 제1자기 열교환기(201)에 유입된 열전달 유체는 자기 열량 재료에 의해 냉각된 후 체크밸브(69)에 의해 유동이 허용되는 제1저온측 열매체 유로(611)를 통해 3방밸브(67)를 거쳐 저온부(1) 쪽으로 유동하고, 저온부(1)를 냉각하게 된다.At this time, the heat transfer fluid on the side of the high temperature section (5) flows into the first magnetic heat exchanger (201) through the high temperature side heat medium flow passage (65). The heat transfer fluid flowing into the first
한편으로, 저온부(1)의 열전달 유체는, 3방밸브(67)를 통해, 체크밸브(69)에 의해 상기 제2자기 열교환기(202)로 유입이 허용되는 제1저온측 열매체 유로(611)를 경유하여, 제2자기 열교환기(202)에 유입된다. 제2자기 열교환기(202)에 유입된 열전달 유체는 자기 열량 재료에 의해 가열되고, 고온측 열매체 유로(65)를 통해 고온부(5) 쪽으로 유동하여 방열한다.On the other hand, the heat transfer fluid of the low-
즉 도 12의 작동에 의해, 제1자기 열교환기(201)를 지나는 열전달 유체는 저온부(1)를 냉각하고, 제2자기 열교환기(202)를 지나는 열전달 유체는 저온부(1)의 열을 고온부(5)에서 방열한다.12, the heat transfer fluid passing through the first
다음으로 도 13을 살펴보면, 자기장 인가부의 자석(311, 312)이 소거된 제2 자기 열교환기(202) 내부에 내장된 자기 열량 재료는 흡열 반응을 한다. 그리고 자기장 인가부의 자석(311, 312)이 인접하는 제1자기 열교환기(201) 내부에 내장된 자기 열량 재료는 발열 반응을 한다.Next, referring to FIG. 13, the magnetocaloric material embedded in the second
이 때에는, 고온부(5) 쪽의 열전달 유체가 고온측 열매체 유로(65)를 통해 제2자기 열교환기(202)에 유입된다. 제2자기 열교환기(202)에 유입된 열전달 유체는 자기 열량 재료에 의해 냉각된 후 체크밸브(69)에 의해 유동이 허용되는 제2저온측 열매체 유로(612)를 통해 3방밸브(67)를 거쳐 저온부(1) 쪽으로 유동하고, 저온부(1)를 냉각하게 된다.At this time, the heat transfer fluid on the side of the high temperature section (5) flows into the second magnetic heat exchanger (202) through the high temperature side heat medium flow passage (65). The heat transfer fluid introduced into the second
한편으로, 저온부(1)의 열전달 유체는, 3방밸브(67)를 통해, 체크밸브(69)에 의해 상기 제1자기 열교환기(201)로 유입이 허용되는 제2저온측 열매체 유로(612)를 경유하여, 제1자기 열교환기(201)에 유입된다. 제1자기 열교환기(201)에 유입된 열전달 유체는 자기 열량 재료에 의해 가열되고, 고온측 열매체 유로(65)를 통해 고온부(5) 쪽으로 유동하여 방열한다.On the other hand, the heat transfer fluid in the low-
즉 도 13의 작동에 의해, 제2자기 열교환기(202)를 지나는 열전달 유체는 저온부(1)를 냉각하고, 제1자기 열교환기(201)를 지나는 열전달 유체는 저온부(1)의 열을 고온부(5)에서 방열한다.13, the heat transfer fluid passing through the second
도 12와 도 13의 작동은 교호적으로 반복되고, 이에 따라 저온부(1)에는 지속적으로 차가운 열전달 유체가 출입하여 냉각된다.The operations of Figs. 12 and 13 are alternately repeated, whereby the
제2실시예와 달리, 제 3실시예의 저온측 열매체 유로에는, 각 자기 열교환기(201, 202)의 제1입출구(25) 쪽에 연결된 저온측 열매체 유로(611, 612)가 2중으로 연결되고, 각 저온측 열매체 유로(611, 612)에 서로 다른 방향으로 체크밸브(69)가 설치되며, 3방밸브를 통해 저온부(1)로부터 고온부(5) 쪽으로 이동하는 열전달 유체의 경로가 선택되고, 아울러 3방밸브를 통해 고온부(5)로부터 저온부(1) 쪽으로 이동하는 열전달 유체의 경로가 선택된다.The low temperature side heat
따라서 적어도 저온측 열매체 유로 내를 흐르는 열전달 유체는, 한 방향으로만 흐름이 지속된다. 따라서 흡열한 열전달 유체와 발열한 열전달 유체 간에 혼합이 일어나는 것을 방지할 수 있어 냉각 효율을 더욱 높게 할 수 있다.Therefore, at least the heat transfer fluid flowing in the low-temperature-side heat transfer fluid passage flows only in one direction. Accordingly, it is possible to prevent mixing between the heat absorbing heat transfer fluid and the heat transfer fluid, so that the cooling efficiency can be further increased.
제1 내지 제3 실시예는 고온부(5)와 저온부(1)에 각각 연결되는 고온측 열매체 유로(65)와 저온측 열매체 유로(61)가 지지축(23)을 기준으로 확실히 격리되어 배치된다. 따라서 이들의 열이 서로 혼합되는 일을 공간적으로 방지할 수 있다. 아울러 자기 열교환기(20)의 외주 쪽에는 고온측 열매체 유로(65)만 설치되므로, 유로 배치가 쉽고, 외부 구조가 더 단순해질 수 있다.The first to third embodiments are arranged such that the high temperature side heat
[자기 냉각 시스템의 제2구조][Second structure of self cooling system]
도 14에는 자석의 인력을 이용하여 두 자기장 인가부(31, 32)를 연동 회전시키는 구조를 적용한 자기 냉각 시스템의 다른 구조가 간략하게 도시되어 있다. 상부의 제1 자기장 인가부(31)는 샤프트(92)에 의해 회전하고, 하부의 제2 자기장 인가부(32)는 인력에 의해 상기 제1 자기장 인가부(31)와 함께 회전한다.FIG. 14 schematically shows another structure of a self-cooling system applying a structure in which two magnetic
샤프트(92)는 제1자기장 인가부(31)에만 결합되어 있으므로, 자기 열교환기(20)의 중심부, 그리고 제2자기장 인가부(32)의 중심부가 차지하는 공간을 다양하게 활용할 수 있다.Since the
도 14의 구조는, 도 7의 구조와 달리, 자기 열교환기(20) 내부를 유동하기 위해 유출입하는 열전달 유체의 유출입구(25, 26)가 모두 자기 열교환기(20)의 중심부 쪽에 마련된다.The structure of Fig. 14 differs from the structure of Fig. 7 in that the
종래의 자기 열교환기(20)는 자기 열교환기(20)의 중심부에 샤프트(92)가 관통하기 때문에, 자기 열교환기(20)의 두 유출입구가 모두 자기 열교환기의 외측 가장자리에 있어야 했다. 반면, 도 14에 도시된 본 발명의 다른 하나의 예에 따르면 제1유출입구(25)와 제2유출입구(26)가 모두 자기 열교환기(20)의 중심 쪽에 배치되므로, 자기 열교환기(20)의 외측에 별도의 유로가 설치될 필요 없이, 모든 유로가 자기 열교환기(20)와 제2 자기장 인가부(32)의 중심부에 마련될 수 있다.The conventional
이에 따르면 개별 자기 열교환기(20)의 형상이, 반경 방향으로 연장되는 부분과, 원주 방향으로 연장되는 부분을 포함하여, 역 "U"자 형태로 구현될 수 있다.According to this, the shape of the individual
[제4실시예][Fourth Embodiment]
도 15와 도 16을 참조하면, 지지축(23) 내에는 고온측 열매체 유로(65)와 저온측 열매체 유로(61)가 함께 설치될 수 있다. 물론 상기 유로들(61, 65)은 축방향으로 연장된다. Referring to Figs. 15 and 16, the high-temperature side heat
제4실시예에 따르면 자기 열교환기(20)는 서로 다른 위치에 있는 제1자기 열교환기(201)와 제2자기 열교환기(202)를 포함한다. 그리고 자기장 인가부(30)가 회전함에 따라, 자석(311, 321)은 상기 제1자기 열교환기(201)와 상기 제2자기 열교환기(202)에 교호적으로 인접하게 된다.According to the fourth embodiment, the
자기 열교환기(201, 202)와 대응하여, 저온측 열매체 유로(61)와 고온측 열매체 유로(65)도 한 쌍씩 마련된다.In correspondence with the
제1자기 열교환기(201)의 제1입출구(25)는 어느 하나의 저온측 열매체 유로(61)와 연결되고, 제2자기 열교환기(202)의 제1입출구(25)는 다른 하나의 저온측 열매체 유로(61)와 연결된다. 그리고 두 저온측 열매체 유로(61)는 지지축(23)을 관통한 후 저온부(1) 쪽에서 서로 만나게 된다.The first inlet and the
제1자기 열교환기(201)의 제2입출구(26)는 어느 하나의 고온측 열매체 유로(65)와 연결되고, 제2자기 열교환기(202)의 제2입출구(26)는 다른 하나의 고온측 열매체 유로(65)와 연결된다. 그리고 두 고온측 열매체 유로(65)는 지지축(23)을 관통한 후 고온부(5) 쪽에서 서로 만나게 된다.The
먼저 도 15에 도시된 바와 같이, 자기장 인가부의 자석(311, 312)이 소거된 제1 자기 열교환기(201) 내부에 내장된 자기 열량 재료는 흡열 반응을 한다. 그리고 자기장 인가부의 자석(311, 312)이 인접하는 제2자기 열교환기(202) 내부에 내장된 자기 열량 재료는 발열 반응을 한다.First, as shown in Fig. 15, the magnetocaloric material embedded in the first
이 때에는, 고온부(5) 쪽의 열전달 유체가 지지축(23)에 마련된 고온측 열매체 유로(65)를 통해 유입되고, 양쪽으로 분기되어 제1자기 열교환기(201)에 유입된다. 제1자기 열교환기(201)에 유입된 열전달 유체는 자기 열량 재료에 의해 냉각된 후 저온측 열매체 유로(61)를 통해 합류한 후 지지축(23)의 저온측 열매체 유로(61)를 통해 저온부(1) 쪽으로 유동하고, 저온부(1)를 냉각하게 된다.At this time, the heat transfer fluid on the side of the
한편으로, 저온부(1)의 열전달 유체는, 지지축(23)의 저온측 열매체 유로(61)를 통해 유입되고, 양쪽으로 분기되어 제2자기 열교환기(202)에 유입된다. 제2자기 열교환기(202)에 유입된 열전달 유체는 자기 열량 재료에 의해 가열되고, 고온측 열매체 유로(65)를 통해 합류한 후, 지지축(23)의 고온측 열매체 유로(65)를 통해 고온부(5) 쪽으로 유동하여 방열한다.On the other hand, the heat transfer fluid of the
즉 도 15의 작동에 의해, 제1자기 열교환기(201)를 지나는 열전달 유체는 저온부(1)를 냉각하고, 제2자기 열교환기(202)를 지나는 열전달 유체는 저온부(1)의 열을 고온부(5)에서 방열한다.15, the heat transfer fluid passing through the first
다음으로 도 16을 살펴보면, 자기장 인가부의 자석(311, 312)이 소거된 제2 자기 열교환기(202) 내부에 내장된 자기 열량 재료는 흡열 반응을 한다. 그리고 자기장 인가부의 자석(311, 312)이 인접하는 제1자기 열교환기(201) 내부에 내장된 자기 열량 재료는 발열 반응을 한다.16, the magnetocaloric material embedded in the second
이 때에는, 고온부(5) 쪽의 열전달 유체가 지지축(23)의 고온측 열매체 유로(65)를 통해 유입된 후 분기되어, 한 쌍의 제2자기 열교환기(202)에 각각 유입된다. 제2자기 열교환기(202)에 유입된 열전달 유체는 자기 열량 재료에 의해 냉각된 후 지지축(23)의 저온측 열매체 유로(61)를 통해 다시 합류하고, 지지축(23)의 축방향을 따라 마련된 저온측 열매체 유로(61)를 통해 저온부(1) 쪽으로 유동하고, 저온부(1)를 냉각하게 된다.At this time, the heat transfer fluid toward the
한편으로, 저온부(1)의 열전달 유체는, 지지축(23)의 저온측 열매체 유로(61)를 통해 유입된 후 분기되어, 한 쌍의 제1자기 열교환기(201)에 유입된다. 제1자기 열교환기(201)에 유입된 열전달 유체는 자기 열량 재료에 의해 가열되고, 고온측 열매체 유로(65)를 통해 합류한 후, 지지축(23)의 축방향을 따라 마련된 고온측 열매체 유로(65)를 통해 고온부(5) 쪽으로 유동하여 방열한다.On the other hand, the heat transfer fluid of the
즉 도 16의 작동에 의해, 제2자기 열교환기(202)를 지나는 열전달 유체는 저온부(1)를 냉각하고, 제1자기 열교환기(201)를 지나는 열전달 유체는 저온부(1)의 열을 고온부(5)에서 방열한다.16, the heat transfer fluid passing through the second
도 15와 도 16의 작동은 교호적으로 반복되고, 이에 따라 저온부(1)에는 지속적으로 차가운 열전달 유체가 출입하여 냉각된다.The operations of Figs. 15 and 16 are alternately repeated, whereby the cold heat transfer fluid continuously flows into the
[제5실시예][Fifth Embodiment]
제5실시예가 제4실시예와 다른 점은, 앞서 제3실시예가 제2실시예와 다른 점과 일맥 상통한다. 즉 제4실시예에 의하면, 동일한 유로에 대해 열전달 유체의 유동 방향이 정방향이었다가 역방향으로 바뀌게 되지만, 제5실시예에 의하면, 체크밸브와 3방밸브에 의해, 동일한 유로에 대해서는 항상 동일한 방향으로 열전달 유체가 유동하게 된다.The fifth embodiment differs from the fourth embodiment in that the third embodiment is different from the second embodiment in the point of view. That is, according to the fourth embodiment, the flow direction of the heat transfer fluid with respect to the same flow path changes to the forward direction and then to the reverse direction. However, according to the fifth embodiment, by the check valve and the three- The heat transfer fluid flows.
구체적으로, 도 17과 도 18을 참조하면, 하나의 자기 열교환기(20)의 제1입출구(25)와 연결되는 저온측 열매체 유로(61)는 제1 저온측 열매체 유로(611)와 제2저온측 열매체 유로(612)를 포함하고, 하나의 자기 열교환기(20)의 제2입출구(26)와 연결되는 고온측 열매체 유로(65)는 제1 고온측 열매체 유로(651)와 제2고온측 열매체 유로(652)를 포함한다.17 and 18, the low-temperature-side
그리고, 자기 열교환기(20)는 제1자기 열교환기(201)와 제2자기 열교환기(202)를 포함한다.The magnetic heat exchanger (20) includes a first magnetic heat exchanger (201) and a second magnetic heat exchanger (202).
제1자기 열교환기(201)의 제1입출구(25)와 연결되는 제2저온측 열매체 유로(612)와, 제2자기 열교환기(202)의 제1입출구(25)와 연결되는 제1저온측 열매체 유로(611)에는, 저온부(1) 쪽으로부터 상기 자기 열교환기(201, 202) 쪽으로 열전달 유체가 유입되는 방향으로 유동을 허용하는 체크밸브(69)가 설치된다. 그리고 이와 같이 자기 열교환기(201, 202) 쪽으로 열전달 유체가 유입되는 방향의 체크밸브(69)가 설치된 저온측 열매체 유로(612, 611)는 3방밸브(67)를 경유하여 상기 저온부(1) 쪽과 연결된다.A second low temperature side heat
또한, 제1자기 열교환기(201)의 제1입출구(25)와 연결되는 제1저온측 열매체 유로(611)와, 제2자기 열교환기(202)의 제1입출구(25)와 연결되는 제2저온측 열매체 유로(612)에는, 상기 자기 열교환기(201, 202)로부터 열전달 유체가 유출되는 방향으로 유동을 허용하는 체크밸브(69)가 설치된다. 그리고 이와 같이 자기 열교환기(201, 202)에서 열전달 유체가 유출되는 방향의 체크밸브(69)가 설치된 저온측 열매체 유로(611, 612)는 다른 3방밸브(67)를 경유하여 상기 저온부(1) 쪽과 연결된다.The first low temperature side heat
제1자기 열교환기(201)의 제2입출구(26)와 연결되는 제1고온측 열매체 유로(651)와, 제2자기 열교환기(202)의 제2입출구(26)와 연결되는 제2고온측 열매체 유로(652)에는, 고온부(5) 쪽으로부터 상기 자기 열교환기(201, 202) 쪽으로 열전달 유체가 유입되는 방향으로 유동을 허용하는 체크밸브(69)가 설치된다. 그리고 이와 같이 자기 열교환기(201, 202) 쪽으로 열전달 유체가 유입되는 방향의 체크밸브(69)가 설치된 고온측 열매체 유로(651, 652)는 또 다른 3방밸브(67)를 경유하여 상기 고온부(5) 쪽과 연결된다.A first high temperature side heat
또한, 제1자기 열교환기(201)의 제2입출구(26)와 연결되는 제2고온측 열매체 유로(652)와, 제2자기 열교환기(202)의 제2입출구(26)와 연결되는 제1고온측 열매체 유로(651)에는, 상기 자기 열교환기(201, 202)로부터 열전달 유체가 유출되는 방향으로 유동을 허용하는 체크밸브(69)가 설치된다. 그리고 이와 같이 자기 열교환기(201, 202)에서 열전달 유체가 유출되는 방향의 체크밸브(69)가 설치된 고온측 열매체 유로(652, 651)는 또 다른 3방밸브(67)를 경유하여 상기 고온부(5) 쪽과 연결된다.The second high temperature side heat
먼저 도 17을 참조하면, 자기장 인가부의 자석(311, 312)이 소거된 제1 자기 열교환기(201) 내부에 내장된 자기 열량 재료는 흡열 반응을 한다. 그리고 자기장 인가부의 자석(311, 312)이 인접하는 제2자기 열교환기(202) 내부에 내장된 자기 열량 재료는 발열 반응을 한다.Referring to FIG. 17, the magnetocaloric material embedded in the first
이 때에는, 고온부(5) 쪽의 열전달 유체가 지지축(23)에 마련된 고온측 열매체 유로(65)를 통해 3방밸브(67)에 다다르고, 3방밸브에서 제1고온측 열매체 유로(651) 쪽으로 절환되어 유동한다. 제1고온측 열매체 유로(651)에서 양쪽으로 분기된 열전달 유체는 제2입출구(26)를 통해 한 쌍의 제1자기 열교환기(201)에 각각 유입된다. At this time, the heat transfer fluid toward the
제1자기 열교환기(201)에 유입된 열전달 유체는 자기 열량 재료에 의해 냉각된 후 체크밸브(69)에 의해 유동이 허용되는 제1저온측 열매체 유로(611)를 통해 합류한 후, 3방밸브(67)를 거쳐 저온부(1) 쪽으로 유동하고, 저온부(1)를 냉각하게 된다.The heat transfer fluid introduced into the first
한편으로, 저온부(1)의 열전달 유체는, 지지축(23)에 마련된 저온측 열매체 유로(61)를 통해 3방밸브(67)에 다다르고, 3방밸브에서 제1저온측 열매체 유로(611) 쪽으로 절환되어 유동한다. 제1저온측 열매체 유로(611)에서 양쪽으로 분기된 열전달 유체는 제1입출구(25)를 통해 한 쌍의 제2자기 열교환기(202)에 각각 유입된다.On the other hand, the heat transfer fluid of the
제2자기 열교환기(202)에 유입된 열전달 유체는 자기 열량 재료에 의해 가열된 후 체크밸브(69)에 의해 유동이 허용되는 제1고온측 열매체 유로(651)를 통해 합류한 후, 3방밸브(67)를 거쳐 고온부(5) 쪽으로 유동하고, 고온부(5)에 서 방열한다.The heat transfer fluid flowing into the second
즉 도 17의 작동에 의해, 제1자기 열교환기(201)를 지나는 열전달 유체는 저온부(1)를 냉각하고, 제2자기 열교환기(202)를 지나는 열전달 유체는 저온부(1)의 열을 고온부(5)에서 방열한다.17, the heat transfer fluid passing through the first
다음으로 도 18을 참조하면, 자기장 인가부의 자석(311, 312)이 소거된 제2 자기 열교환기(202) 내부에 내장된 자기 열량 재료는 흡열 반응을 한다. 그리고 자기장 인가부의 자석(311, 312)이 인접하는 제1자기 열교환기(201) 내부에 내장된 자기 열량 재료는 발열 반응을 한다.Next, referring to FIG. 18, the magnetocaloric material embedded in the second
이 때에는, 고온부(5) 쪽의 열전달 유체가 지지축(23)에 마련된 고온측 열매체 유로(65)를 통해 3방밸브(67)에 다다르고, 3방밸브에서 제2고온측 열매체 유로(652) 쪽으로 절환되어 유동한다. 제2고온측 열매체 유로(652)에서 양쪽으로 분기된 열전달 유체는 제2입출구(26)를 통해 한 쌍의 제2자기 열교환기(202)에 각각 유입된다. At this time, the heat transfer fluid toward the
제2자기 열교환기(202)에 유입된 열전달 유체는 자기 열량 재료에 의해 냉각된 후 체크밸브(69)에 의해 유동이 허용되는 제2저온측 열매체 유로(612)를 통해 합류한 후, 3방밸브(67)를 거쳐 저온부(1) 쪽으로 유동하고, 저온부(1)를 냉각하게 된다.The heat transfer fluid flowing into the second
한편으로, 저온부(1)의 열전달 유체는, 지지축(23)에 마련된 저온측 열매체 유로(61)를 통해 3방밸브(67)에 다다르고, 3방밸브에서 제2저온측 열매체 유로(612) 쪽으로 절환되어 유동한다. 제2저온측 열매체 유로(612)에서 양쪽으로 분기된 열전달 유체는 제1입출구(25)를 통해 한 쌍의 제1자기 열교환기(201)에 각각 유입된다.On the other hand, the heat transfer fluid in the low-
제1자기 열교환기(201)에 유입된 열전달 유체는 자기 열량 재료에 의해 가열된 후 체크밸브(69)에 의해 유동이 허용되는 제2고온측 열매체 유로(652)를 통해 합류한 후, 3방밸브(67)를 거쳐 고온부(5) 쪽으로 유동하고, 고온부(5)에 서 방열한다.The heat transfer fluid introduced into the first
즉 도 18의 작동에 의해, 제1자기 열교환기(201)를 지나는 열전달 유체는 저온부(1)를 냉각하고, 제2자기 열교환기(202)를 지나는 열전달 유체는 저온부(1)의 열을 고온부(5)에서 방열한다.18, the heat transfer fluid passing through the first
도 17과 도 18의 작동은 교호적으로 반복되고, 이에 따라 저온부(1)에는 지속적으로 차가운 열전달 유체가 출입하여 냉각된다.17 and 18 are alternately repeated, whereby the cold heat transfer fluid continuously flows into the
제4실시예와 달리, 제5실시예에서는 저온측 열매체 유로(611, 612)가 2중으로 연결되고, 고온측 열매체 유로(651, 652)도 2중으로 연결되며, 각각 서로 다른 방향으로 체크밸브(69)가 설치되어 있다. 또한 이들은 3방밸브를 통해 저온부(1)로부터 고온부(5) 쪽으로 이동하는 열전달 유체의 경로가 선택되고, 아울러 3방밸브를 통해 고온부(5)로부터 저온부(1) 쪽으로 이동하는 열전달 유체의 경로가 선택된다.In contrast to the fourth embodiment, in the fifth embodiment, the low-temperature side heat
따라서 저온측 열매체 유로와 고온측 열매체 유로 내를 흐르는 열전달 유체는, 모두 한 방향으로만 흐름이 지속된다. 따라서 제5실시예에 따르면 흡열한 열전달 유체와 발열한 열전달 유체 간에 혼합이 일어나는 것을 방지할 수 있어 냉각 효율을 더욱 높게 할 수 있다.Therefore, the heat transfer fluid flowing through the low-temperature side heat-transfer fluid passage and the high-temperature side heat transfer fluid passage all flow only in one direction. Therefore, according to the fifth embodiment, it is possible to prevent mixing between the heat absorbing heat transfer fluid and the heat transfer fluid, thereby further increasing the cooling efficiency.
제4 및 제5 실시예는 고온부(5)와 저온부(1)에 각각 연결되는 고온측 열매체 유로(65)와 저온측 열매체 유로(61)가 모두 지지축(23)에 설치되므로, 자기 열교환기(20)의 외주 쪽에는 아무런 유로를 설치하지 않을 수 있다. 따라서 자기 냉각 장치의 외부 형상을 간단하고 깔끔하게 할 수 있다.Since the high temperature side heat
상술한 실시예들에는 제1자석과 제2자석의 개수, 배치, 이에 따른 개별 자기 열교환기들의 개수와 배치를 특정 개수와 특정 배치로 예시하여 설명하였다. 그러나 이들의 개수와 배치는 반드시 본 발명의 실시예에서 예시한 바에 한정되는 것이 아님은 명백하다.In the above-described embodiments, the number and arrangement of the first and second magnets, and thus the number and arrangement of the individual magnetic heat exchangers have been described with reference to specific numbers and specific arrangements. It should be understood, however, that the number and arrangement thereof are not necessarily limited to those illustrated in the embodiments of the present invention.
또한 상기 개별 자기 열교환기(20)들의 개수나 열매체 유로의 개수 등은 냉각 시스템의 제원이나 열매체 유동의 목적에 따라 다양한 변경이 가능하다.Further, the number of the individual
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is obvious that a transformation can be made. Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the effects of the present invention are not explicitly described and described, but it is needless to say that the effects that can be predicted by the configurations should also be recognized.
1: 저온부
10: 저온측 열교환기
12: 챔버
20: 자기 열교환기(bed)
201: 제1 자기 열교환기
202: 제2 자기 열교환기
22: 중공부
23: 지지축
25: 제1입출구
26: 제2입출구
30: 자기장 인가부
31: 제1 자기장 인가부(구동마그넷)
311: 제1 자석
312: 제1 원반형 부재
32: 제2 자기장 인가부(종동마그넷)
321: 제2 자석
322: 제2원반형 부재
40: 펌프
41: 실린더
411: 제1레저버
412: 제2레저버
42: 피스톤
5: 고온부
50: 고온측 열교환기
51: 팬
60: 열매체 유로
61: 저온측 열매체 유로
611: 제1저온측 열매체 유로
612: 제2저온측 열매체 유로
65: 고온측 열매체 유로
651: 제1고온측 열매체 유로
652: 제2고온측 열매체 유로
67: 3방밸브
69: 체크밸브
70: 자기열량재료(magnetocaloric material)
92: 샤프트1: low temperature portion
10: Low temperature side heat exchanger
12: chamber
20: Self heat exchanger (bed)
201: first magnetic heat exchanger
202: second magnetic heat exchanger
22: hollow part
23: Support shaft
25: 1st inlet / outlet
26: 2nd inlet / outlet
30: magnetic field application unit
31: first magnetic field applying section (drive magnet)
311: first magnet
312: first disk member
32: Second magnetic field applying section (following magnet)
321: Second magnet
322: second disk member
40: pump
41: Cylinder
411: First reservoir
412: the second reservoir
42: Piston
5:
50: High-temperature side heat exchanger
51: Fans
60: heat medium flow path
61: Low temperature heat medium flow path
611: First low temperature heat medium flow path
612: Second low temperature side heating medium flow path
65: High-temperature heat medium flow path
651: First high-temperature-side heating medium flow path
652: second high temperature side heating medium flow path
67: Three-way valve
69: Check valve
70: magnetocaloric material
92: Shaft
Claims (20)
내부에 상기 자기열량재료(70)를 내장하는 복수 개의 자기 열교환기(20);
상기 자기 열교환기(20) 내부를 유동하며 상기 자기열량재료(70)와 열교환 하는 열전달 유체;
상기 자기 열교환기(20)를 사이에 두고 설치되는 제1자기장 인가부(31)와 제2자기장 인가부(32)를 포함하는 자기장 인가부(30); 및
상기 제1자기장 인가부(31)를 회전시키는 구동부를 포함하고,
상기 구동부가 상기 제1자기장 인가부(31)를 회전시킴에 따라 상기 제1자기장 인가부(31)와 상기 제2자기장 인가부(32) 사이의 인력에 의해 상기 제2자기장 인가부(32)가 동조 회전하며,
상기 자기 열교환기(20)는 상기 자기장 인가부(30)의 회전 중심에 대해 반경 방향으로 연장되는 열전달 유체 유동 유로를 포함하고,
상기 제1자기장 인가부(31)와 제2자기장 인가부(32)는 반경방향으로 연장된 형태를 구비하며,
상기 자기 열교환기(20)는, 상기 회전 중심 쪽에 마련된 제1입출구(25)와, 상기 자기 열교환기의 반경 방향의 외측 가장자리에 마련된 제2입출구(26)를 포함하고,
상기 복수 개의 자기 열교환기(20)의 중심에 마련된 중공부(22)에는 상기 복수 개의 자기 열교환기의 제1입출구(25)들과 연통하여 자기 열교환기 내부를 유동하는 열전달 유체를 수용하는 하나의 챔버(12)가 마련되고,
상기 챔버(12) 내에는, 저온부(1)와 연결되고 상기 챔버(12)에 수용된 열전달 유체와 열 교환을 하는 저온측 열교환기(10)가 마련되는 자기 냉각 시스템.
A magnetocaloric material 70 that generates heat when a magnetic field is applied and absorbs heat when the magnetic field disappears;
A plurality of magnetic heat exchangers (20) having the magnetocaloric material (70) embedded therein;
A heat transfer fluid flowing inside the magnetic heat exchanger (20) and exchanging heat with the magnetocaloric material (70);
A magnetic field applying unit (30) including a first magnetic field applying unit (31) and a second magnetic field applying unit (32) installed across the magnetic heat exchanger (20); And
And a driving unit for rotating the first magnetic field applying unit 31,
As the driving unit rotates the first magnetic field applying unit 31, the second magnetic field applying unit 32 is driven by the attraction force between the first magnetic field applying unit 31 and the second magnetic field applying unit 32, Lt; / RTI >
The magnetic heat exchanger (20) includes a heat transfer fluid flow path extending in a radial direction with respect to a rotation center of the magnetic field applying part (30)
The first magnetic field applying unit 31 and the second magnetic field applying unit 32 have a shape extending radially,
The magnetic heat exchanger (20) includes a first inlet (25) provided on the side of the rotation center and a second inlet (26) provided on the radially outer edge of the magnetic heat exchanger,
The hollow portion 22 provided at the center of the plurality of magnetic heat exchangers 20 is provided with a plurality of heat exchangers for receiving the heat transfer fluid flowing through the first heat exchanger 25, A chamber 12 is provided,
Wherein the chamber (12) is provided with a low temperature side heat exchanger (10) connected to the low temperature section (1) and performing heat exchange with the heat transfer fluid accommodated in the chamber (12).
내부에 상기 자기열량재료(70)를 내장하는 복수 개의 자기 열교환기(20);
상기 자기 열교환기(20) 내부를 유동하며 상기 자기열량재료(70)와 열교환 하는 열전달 유체;
상기 자기 열교환기(20)를 사이에 두고 설치되는 제1자기장 인가부(31)와 제2자기장 인가부(32)를 포함하는 자기장 인가부(30); 및
상기 제1자기장 인가부(31)를 회전시키는 구동부를 포함하고,
상기 구동부가 상기 제1자기장 인가부(31)를 회전시킴에 따라 상기 제1자기장 인가부(31)와 상기 제2자기장 인가부(32) 사이의 인력에 의해 상기 제2자기장 인가부(32)가 동조 회전하며,
상기 자기 열교환기(20)는 상기 자기장 인가부(30)의 회전 중심에 대해 반경 방향으로 연장되는 열전달 유체 유동 유로를 포함하고,
상기 제1자기장 인가부(31)와 제2자기장 인가부(32)는 반경방향으로 연장된 형태를 구비하며,
하나의 자기 열교환기(20)는, 자기 열교환기(20) 내부로 열전달 유체가 유입되고 자기 열교환기(20) 내부로부터 열전달 유체가 유출되는 통로가 되는 제1입출구(25)와 제2입출구(26)를 구비하고,
복수 개의 자기 열교환기(20)에 각각 마련된 제1입출구(25)와 제2입출구(26)는 상기 회전 중심 쪽에 모두 마련되고,
상기 자기 열교환기(20)는, 반경 방향으로 연장되는 부분과 원주 방향으로 연장되는 부분을 포함하는 역 "U"자 형태를 포함하며,
상기 제1입출구(25)와 제2입출구(26)는 상기 자기 열교환기(20)의 반경 방향으로 연장되는 부분의 반경 방향 내측에 마련되며,
상기 제1입출구(25) 및 제2입출구(26)와 연결되는 열전달 유체의 유로는 자기 열교환기(20)와 자기장 인가부(30)의 중심부에 마련되어 고온부(5) 또는 저온부(1)와 연결되는 자기 냉각 시스템.
A magnetocaloric material 70 that generates heat when a magnetic field is applied and absorbs heat when the magnetic field disappears;
A plurality of magnetic heat exchangers (20) having the magnetocaloric material (70) embedded therein;
A heat transfer fluid flowing inside the magnetic heat exchanger (20) and exchanging heat with the magnetocaloric material (70);
A magnetic field applying unit (30) including a first magnetic field applying unit (31) and a second magnetic field applying unit (32) installed across the magnetic heat exchanger (20); And
And a driving unit for rotating the first magnetic field applying unit 31,
As the driving unit rotates the first magnetic field applying unit 31, the second magnetic field applying unit 32 is driven by the attraction force between the first magnetic field applying unit 31 and the second magnetic field applying unit 32, Lt; / RTI >
The magnetic heat exchanger (20) includes a heat transfer fluid flow path extending in a radial direction with respect to a rotation center of the magnetic field applying part (30)
The first magnetic field applying unit 31 and the second magnetic field applying unit 32 have a shape extending radially,
One magnetic heat exchanger 20 includes a first inlet 25 and a second inlet 26 which are communicated with the heat exchanger 20 through which the heat transfer fluid flows into the magnetic heat exchanger 20, 26,
The first inlet / outlet 25 and the second inlet / outlet 26, which are respectively provided in the plurality of magnetic heat exchangers 20, are provided on both sides of the rotation center,
The magnetic heat exchanger 20 includes an inverted "U " shape including a radially extending portion and a circumferentially extending portion,
The first inlet / outlet 25 and the second inlet / outlet 26 are provided radially inward of a radially extending portion of the magnetic heat exchanger 20,
The flow path of the heat transfer fluid connected to the first inlet and the outlet 25 and the second inlet 26 is provided at the center of the magnetic heat exchanger 20 and the magnetic field applying unit 30 and connected to the high temperature unit 5 or the low temperature unit 1 Self cooling system.
상기 제1자기장 인가부(31)는, 자기장을 발생시키는 제1 자석(311)과, 상기 자기장의 자기회로를 유도하는 제1 원반형 부재(312)를 구비하고,
상기 제2자기장 인가부(32)는, 상기 제1 자석(311)과 상보적인 극성으로 마주하여 배치됨으로써 상기 제1 자석(311)과 협동하여 자기장을 발생시키는 제2 자석(321)과, 상기 자기장의 자기회로를 유도하는 제2 원반형 부재(322)를 구비하는 자기 냉각 시스템.
The method according to claim 1 or 2,
The first magnetic field applying unit 31 includes a first magnet 311 for generating a magnetic field and a first disk member 312 for guiding the magnetic circuit of the magnetic field,
The second magnetic field applying unit 32 includes a second magnet 321 disposed opposite to the first magnet 311 in a polarity opposite to the first magnet 311 to generate a magnetic field in cooperation with the first magnet 311, And a second disk member (322) for guiding a magnetic circuit of the magnetic field.
상기 제1 자석(311)은 부채꼴의 형태로 상기 자기 열교환기(20)를 마주하는 면에서 상기 제1원반형 부재(312)에 방사상으로 배치되고,
상기 제2 자석(321)은 부채꼴의 형태로 상기 자기 열교환기(20)를 마주하는 면에서 상기 제2원반형 부재(322)에 방사상의 배치되는 자기 냉각 시스템.
The method of claim 4,
The first magnet 311 is radially disposed on the first disk-shaped member 312 on the side facing the magnetic heat exchanger 20 in the shape of a fan,
Wherein the second magnet (321) is radially disposed on the second disk-shaped member (322) in a plane facing the magnetic heat exchanger (20) in the form of a fan.
상기 열교환기는, 냉각이 요구되는 저온부(1)를 냉각하는 저온측 열교환기(10)인 자기 냉각 시스템.
The method according to claim 1,
The heat exchanger is a low-temperature side heat exchanger (10) for cooling a low temperature portion (1) requiring cooling.
상기 자기 열교환기(20)의 중심에는 자기 열교환기(20)를 지지하는 지지축(23)이 구비되고,
상기 지지축(23)에 저온측 열매체 유로(61)와 고온측 열매체 유로(65)가 마련되며,
상기 저온측 열매체 유로(61)는 제1입출구(25)와 연결되고, 상기 고온측 열매체 유로(65)는 제2입출구(26)와 연결되는 자기 냉각 시스템.
The method of claim 2,
A support shaft (23) for supporting the magnetic heat exchanger (20) is provided at the center of the magnetic heat exchanger (20)
The low-temperature side heat medium flow path (61) and the high-temperature side heat transfer path (65) are provided on the support shaft (23)
The low temperature side heat medium flow path (61) is connected to the first inlet / outlet (25) and the high temperature side heat medium flow path (65) is connected to the second inlet / outlet (26).
상기 자기 열교환기(20)의 제1입출구(25)에 대해 서로 다른 방향으로 체크 밸브(69)가 설치된 저온측 열매체 유로들(611, 612)이 연결되고,
상기 자기 열교환기(20)의 제2입출구(26)에 대해 서로 다른 방향으로 체크 밸브(69)가 설치된 고온측 열매체 유로들(651, 652)이 연결되는 자기 냉각 시스템.
14. The method of claim 13,
The low temperature side heat medium flow paths 611 and 612 provided with the check valves 69 are connected to the first inlet / outlet 25 of the magnetic heat exchanger 20 in different directions,
And the high temperature side heat medium flow paths (651, 652) provided with check valves (69) are connected to the second inlet / outlet (26) of the magnetic heat exchanger (20) in different directions.
상기 자기 열교환기(20)는 상기 자기장 인가부(30)에 의해 교번으로 자기장이 인가되는 제1 자기 열교환기(201)와 제2 자기 열교환기(202)를 포함하고,
상기 제1자기 열교환기(201)의 제1입출구(25)와 상기 제2자기 열교환기(202)의 제1입출구(25)에 연결된 제1저온측 열매체 유로(611)와 제2저온측 열매체 유로(612)는 3방밸브(67)로 서로 연결되어서, 제1 자기 열교환기(201)에 대한 유로가 개방되면 제2 자기 열교환기(202)에 대한 유로가 폐쇄되고, 제1 자기 열교환기(201)에 대한 유로가 폐쇄되면 제2 자기 열교환기(202)에 대한 유로가 개방되고,
상기 제1자기 열교환기(201)의 제1입출구(25)와 상기 제2자기 열교환기(202)의 제2입출구(25)에 연결된 제1고온측 열매체 유로(651)와 제2고온측 열매체 유로(652)는 3방밸브(67)로 서로 연결되어서, 제1 자기 열교환기(201)에 대한 유로가 개방되면 제2 자기 열교환기(202)에 대한 유로가 폐쇄되고, 제1 자기 열교환기(201)에 대한 유로가 폐쇄되면 제2 자기 열교환기(202)에 대한 유로가 개방되는 자기 냉각 시스템.
15. The method of claim 14,
The magnetic heat exchanger (20) includes a first magnetic heat exchanger (201) and a second magnetic heat exchanger (202) to which a magnetic field is alternately applied by the magnetic field applying unit (30)
A first low-temperature-side heat transfer passage 611 connected to the first inlet / outlet 25 of the first magnetic heat exchanger 201 and a first inlet / outlet 25 of the second magnetic heat exchanger 202, The flow path for the second magnetic heat exchanger 202 is closed when the flow path for the first magnetic heat exchanger 201 is opened and the flow path for the first magnetic heat exchanger 201 is closed when the flow path for the first magnetic heat exchanger 201 is opened. When the flow path to the first magnetic heat exchanger 201 is closed, the flow path to the second magnetic heat exchanger 202 is opened,
The first high temperature side heat medium flow path 651 connected to the first inlet / outlet 25 of the first magnetic heat exchanger 201 and the second inlet / outlet 25 of the second magnetic heat exchanger 202, The flow path for the second magnetic heat exchanger 202 is closed when the flow path for the first magnetic heat exchanger 201 is opened and the flow path for the first magnetic heat exchanger 201 is closed when the flow path for the first magnetic heat exchanger 201 is opened. (201) is closed, the flow path to the second magnetic heat exchanger (202) is opened.
상기 자기장 인가부(30)는 등속 회전 운동하는 자기 냉각 시스템.
The method according to claim 1 or 2,
Wherein the magnetic field applying unit (30) is rotating at a constant speed.
상기 자기장 인가부(30)의 회전속도는 300rpm (5Hz) 이하인 자기 냉각 시스템.
18. The method of claim 16,
And the rotational speed of the magnetic field applying unit (30) is 300 rpm (5 Hz) or less.
상기 열전달 유체는 펌프(40)에 의해 유동하고,
상기 펌프는, 상기 자기장 인가부(30)가 이동하여 상기 자기 열교환기(20) 에 근접하였을 때, 상기 열전달 유체를 저온부(1)에서 상기 자기 열교환기(20)를 통해 고온부(5)로 이동시키고,
상기 자기장 인가부(30)가 이동하여 상기 자기 열교환기(20)로부터 멀어졌을 때, 상기 열전달 유체를 고온부(5)에서 상기 자기 열교환기(20)를 통해 저온부(1)로 이동시키는 자기 냉각 시스템.
The method according to claim 1 or 2,
The heat transfer fluid flows by the pump 40,
The pump moves the heat transfer fluid from the low temperature section 1 to the high temperature section 5 through the magnetic heat exchanger 20 when the magnetic field applying section 30 moves and approaches the magnetic heat exchanger 20, And,
A magnetic cooling system for moving the heat transfer fluid from the high temperature section (5) to the low temperature section (1) through the magnetic heat exchanger (20) when the magnetic field applying section (30) moves away from the magnetic heat exchanger .
상기 고온부(5) 쪽으로 이동한 열전달 유체는 고온측 열교환기(50)에서 고온부(5)로 방열하고,
상기 저온부(1) 쪽으로 이동한 열전달 유체는 저온측 열교환기(10)에서 저온부(1)의 열을 흡열하는 자기 냉각 시스템.
19. The method of claim 18,
The heat transfer fluid moved toward the high temperature section (5) radiates heat to the high temperature section (5) in the high temperature side heat exchanger (50)
And the heat transfer fluid moved toward the low temperature section (1) absorbs the heat of the low temperature section (1) in the low temperature side heat exchanger (10).
내부에 상기 자기열량재료(70)를 내장하는 자기 열교환기(20);
상기 자기 열교환기(20) 내부를 유동하며 상기 자기열량재료(70)와 열교환 하는 열전달 유체;
상기 자기 열교환기(20)를 사이에 두고 설치되는 제1자기장 인가부(31)와 제2자기장 인가부(32)를 포함하는 자기장 인가부(30); 및
상기 제1자기장 인가부(31)를 회전시키는 구동부를 포함하고,
상기 구동부가 상기 제1자기장 인가부(31)를 회전시킴에 따라 상기 제1자기장 인가부(31)와 상기 제2자기장 인가부(32) 사이의 인력에 의해 상기 제2자기장 인가부(32)가 동조 회전하며,
상기 자기 열교환기(20)는 상기 자기장 인가부(30)의 회전 중심에 대해 반경 방향으로 연장되는 열전달 유체 유동 유로를 포함하고,
상기 제1자기장 인가부(31)와 제2자기장 인가부(32)는 반경방향으로 연장된 형태를 구비하며,
상기 자기 열교환기(20)는 회전 중심을 교차하는 열전달 유체 유동 유로를 포함하는 자기 냉각 시스템
의 조립 방법으로서,
제1자기장 인가부(31)와 구동부를 연결하는 단계;
제1자기장 인가부(31)와 제2자기장 인가부(32)를 회전 중심의 축방향으로 정렬하며 설치하는 단계; 및
상기 자기 열교환기(20)를 측면으로부터 반경방향으로 상기 제1자기장 인가부(31)와 제2자기장 인가부(32) 사이에 삽입하며 정렬하는 단계;를 포함하는 자기 냉각 시스템의 조립 방법.
A magnetocaloric material 70 that generates heat when a magnetic field is applied and absorbs heat when the magnetic field disappears;
A magnetic heat exchanger (20) having the magnetocaloric material (70) embedded therein;
A heat transfer fluid flowing inside the magnetic heat exchanger (20) and exchanging heat with the magnetocaloric material (70);
A magnetic field applying unit (30) including a first magnetic field applying unit (31) and a second magnetic field applying unit (32) installed across the magnetic heat exchanger (20); And
And a driving unit for rotating the first magnetic field applying unit 31,
As the driving unit rotates the first magnetic field applying unit 31, the second magnetic field applying unit 32 is driven by the attraction force between the first magnetic field applying unit 31 and the second magnetic field applying unit 32, Lt; / RTI >
The magnetic heat exchanger (20) includes a heat transfer fluid flow path extending in a radial direction with respect to a rotation center of the magnetic field applying part (30)
The first magnetic field applying unit 31 and the second magnetic field applying unit 32 have a shape extending radially,
The magnetic heat exchanger (20) includes a self-cooling system including a heat transfer fluid flow path
And
Connecting the first magnetic field applying unit (31) and the driving unit;
Aligning the first magnetic field applying unit (31) and the second magnetic field applying unit (32) in the axial direction of the rotation center; And
And inserting and aligning the magnetic heat exchanger (20) radially from the side between the first magnetic field applying section (31) and the second magnetic field applying section (32).
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