Магнитный рефрижератор

 

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для производства холода в области криогенных температур. Цель изобретения - повышение холодопроизводительности и КПД. Для этого в верхней части рабочего тела 2, обладающего магнитокалорическим эффектом, которая расположена в ванне 6 со средой-теплоотдатчиком, выполнена кольцевая проточка 7, делящая рабочее тело 2 на нижнюю и верхнюю части, соединенные шейкой 8 так, что верхняя часть является герметичной перегородкой между ваннами 4 и 6. В нижней части рабочего тела 2 со стороны его нижнего торца 5 выполнены осевые каналы 9 и 10, причем каналы 10 выполнены в полость кольцевой проточки 7. Шейка 8 выполняет функции диода между верхней и нижней частями рабочего тела 2, поскольку теплопроводность материала рабочего тела 2 при температуре среды-теплоотдатчика в в несколько раз меньше, чем при температуре среды-теплоприемника. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 25 В 21 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4667095/23-06 (22) 30.01.89 (46) 30.12.90. Бюл. № 48 (?2) Н.В. Филин, В.А. Шапошников, А.П. Графов, А.В. Кортиков, В.Д. Коваленко и Л.Н. Ефимова (53) 621.57(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1455176, кл. F 25 В 21/00; 1987. (54) МАГНИТНЫЙ РЕФРИЖЕРАТОР (57) Изобретение относится к криогенной технике и м.б. использовано для производства холода в области криогенных температур. Цель изобретения — повышение холодопроизводительности и КПД. Для этого в верхней части рабочего тела 2, обладающего

„„SU„„1617269 A 1

2 магнитокалорическим эффектом, которая расположена в ванне 6 со средой-теплоотдатчиком, выполнена кольцевая проточка 7, делящая рабочее тело 2 на нижнюю и верхнюю части, соединенные шейкой 8 так, что верхняя часть является герметичной перегородкой между ваннами 4 и 6. В нижней части рабочего тела 2 со стороны его нижнего торца 5 выполнены осевые каналы.9 и 10, причем каналы 10 выполнены открытыми в полость кольцевой проточки 7. Шейка 8 выполняет функции диода между верхней и нижней частями рабочего тела 2, поскольку теплопроводность материала рабочего тела 2 при температуре среды-теплоотдатчика в несколько раз меньше, чем при температуре среды-теплоприемника. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1617269

Формула и:!Оорег. .Иия (оставилгель В. Добротггорнев

Редактор11. Горваг Гехред А. Коавиук Корректор A. Осауленко

Заказ 41! тир 455 Гlодписнос

ВНИИПИ l осударствснного комитета по изобретениям и открытиям при ГК!!Т::ССР ! 13035, Москва, Ж вЂ” -Зо, Рау:иская наб., д. 4, б (lпоизво icтве но-H33:I Tcльский комб»нат cl lBT HT» г T>KI opog, g. I. Г;I I 3 îèí3, O l

Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для произ:водства холода в области криогенных тем nepaòó р.

Цель изобретения — повышение холо допроизводительности и КПД.

На чертеже схематично представлен ,магнитный рефрижератор.

Рефрижератор включает в себя непод-! вижный соленоид l — источник пульсирующего магнитного поля, неподвижное рабочее тело 2, верхний торец 3 которого обращен в ванну 4 со средой-теплоприемником, а нижний торец 5 обращен в ванну 6 со сре,дой-теплоотдатчиком.

На боковой поверхности цилиндрического рабочего тела 2 вблизи его торца 3, обращенного к среде-теплоприемнику, выполнена колы!евая проточка 7, делящая рабочее тело 2 на нижнюю я верхнюю части, соединенные шейкой 8, так что верхняя часть

;(над шейкой) является герметичной пере;городкой между ванной 4 и ванной 6. В ниж,:ней части рабочего тела 2 со стороны его нижнего торца 5 выполнены параллельные ,. оси рабочего тела 2, глухие и сквозные каналы 9 и 10, открывающиеся в ванну 6 сп средой-теплоотдатчиком.

111ейка 8 имеет в своей средней части минимальную площадь поперечного сече-!ия.

Рефрижератор работает следу!Ощим Об разом.

В период увеличения индукции магнитного поля температура рабочего тела 2 увеличивается. При достижении положительной разности температур рабочего тела 2 и среды теплоприемника в ванне 4 от верхнего тор,ца 3 происходит теплоотдача к среде-теплоприемнику. Скорость увеличения индукции ,магнитного поля выбирается такой, что ве, личина потока тепла 07 торца 3 соогветствует режиму пузырькового кипения срсдытеплоприемникг íà его поверхности. Охз!аждение среды-теплоотдатчика в ванне 6 происходит в период уменьшения индукции магнитного поля путем конденсации ес пара на боковой поверхности рабочего тела 2, на нижнем торце 5 и на стенках -лухи.-.. и сквозных каналов 9 и 10. Конденсация происходят из-за понижения температуры рабочего тела 2 в процессе его размагничивания.

Увеличение холодопроизводительностн и повышение КПД достигается организацией теплового диода, функции которого выполняет шейка 8 между верхней и нижней частями рабочего тела 2. Эта диодность обеспечивается тем, что теплопрсьодность материала рабочего тела при температуре среды-теплоотдатчика в несколько раз меньше, чем при температуре среды-теплоприемника. Благодаря этому сужение пот!еречного сечения рабочего тела 2 в ш. йке 8 в большей степени влияет на снижение !ю-:Ока тепла от среды-теплоприемника к pai.o ему телу 2 в процессе его размагничивания и в меньшей степени на снижение потока тепла от рабочего тела 2 к среде-теплоприемнику.

Например, есз!и среда-теплоприемник жидкия гелий при 4,2 К, среда-теплоотдатчик — сверхтекучий гелий при !.8 К, рабочее тело 2 - — монокристг,1,:!Ический гадолиний — галлиевый прокат, то отношение о5 величин теплОпроводнос! и при 4 2 К и при

1,8К составляет более 5.

1. Магнитный рефрижератор, содержа30 щий размещенное в периодически изменя!Ощемся магнитном поле рабочее тело, Обладающее магнитокалорическим эффектом, которое установлено B ванне со средой-1еплоотдатчиком коаксиально ее боковым стенкам и верхний торец которого !!Оме, ен в

35 ванну со средой-теплоприемником, при !t ia в нижнем торце рабочего те;:а выполнены осевые каналы, отличаюи4ийся тем, что, с цель|о повышения холодопроизводительности и КПД, в верхней части рабочего тела, I:ааМЕщЕННОй В ВаННЕ Со Срсдой-тЕ.ьЗОгд-„,гтЧИком, выполнена кольцеваa.;:!рото,кг.

2. Рефрижератор по и. 1, orë:4÷àioè èéc:. тем. что Осевые каналы выполнены открытыми в полость кольцевой проточки.