Магнитокалорический рефрижератор

 

Изобретение относится к криогенной технике и позволяет расширить диапазон рабочих температур и упростить конструкцию рефрижератора. При вращении постоянных магнитов 10 с полюсными наконечниками 11 блоки рабочег о тела с установленными на них концентраторами 9 магнитного потока периодически намагничиваются (и нагреJ8 7Z ваются) и размагничиваются (и охлаждаются ). За один оборот магнитов рабочее тело в каждом блоке по два раза намагнитится и размагнитится. Тепло намагничивания отводится в окружающую среду в теплоприемниках 18, охлажденный при размагничивании рабочего тела теплоноситель воспринимает тепло от теплоотдатчиков. 19, реализуя холодопроизводительность. Согласование вращения магнитной системы и перемещения вытеснителя нагнетателя 12 обеспечивается блоком управления 14. Изготовление концентраторов магнитного потока шириной больше ширины подвижных полюсных на.конечников посл тоянных магнитов позволяет более рав- ® номерно согласовать прокачку теплоно сителя с изменением магнитного поля. 1 ил. (Л I

091 (111 (51)5 F 25 В 21!00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

g g $ 1 1 (+ .И

"ПЛВ-T

"БИБЛИ

13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

AO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЦТИЯМ

ПРИ ГИНТ СССР (21) 4615147/06(22) 05.12.88 . (46) 23.05.91. Бюл. Р 19 .(71) Московский знергетический институт

:(72) В.М.Бродяиский, 10.В.Синявский, Н.Д.Пашков, С.А.Зимин и Г.E.Луганский (53) 621.5?(088.8) (56) Патент США У 4532770, кл. Р 25 В 21/02, опублик. 1985. (54) МАГНИТОКАЛОРИЧЕСКИИ РЕФРИЖЕРАТОР (57) Изобретение относится к криогенной технике и позволяет расширить диапазой рабочих температур и упростить конструкцию рефрижератора. При ,вращении постоянных магнитов 10 с полюсными наконечниками 11 блоки рабочего тела с установленными на них концентраторами 9 магнитного потока периодически намагничиваются (и нагре4

18 12

2 ваются) и размагничиваются (и охлаждаются). За один оборот магнитов рабочее тело в каждом блоке по два раза намагнитится и размагнитится. Тепло намагничивания отводится в окружающую среду в теплоприемниках 18,,охлажденный при размагничивании рабочего тела теплоноситель воспринимает тепло от теплоотдатчиков 19, реализуя холодопроизводительность. Согласование вращения магнитной системы и перемещения вытеснителя нагнетателя l2 обеспечивается блоком управления

14. Изготовление концентраторов магнитного потока шириной больше ширины подвижных полюсных наконечников постоянных магнитов позволяет более рав- ® и номерно согласовать прокачку теплоно сителя с изменением магнитного поля.

1 ил.

1651055

Формула и з о б р е т е и и я

Составитель И.Тайдаков

Редактор О.Юрковецкая Техред С.Мигунова Корректор И.Эрдейи

Заказ 1599 Тираж 336 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5 е

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина,101

И зобретение относится к криогенной технике, а именно к рефрижераторам, работающим на основе магнитокалорического эффекта.

Цель изобретения — расширение диапазона рабочих температур и упрощение конструкции.

На чертеже представлена схема рефрижератора. l0

Рефрижератор содержит блоки 1 - 8 абочего тела, на которых установле1 концентраторы 9 магнитного потока, остоянные магниты 1Э с полюсными наконечниками 11,-нагнетатель 12> маг- 15 йитопровод 13, блок 14 управления, трубопроводы 15, соединяющие попарно блоки рабочего тела, коллекторы 16 и

17 системы прокачки теплоносителя, теплоприемники 18 и теплоотдатчи- 20 ки 19.

Рабочее тело блоков выполнено,в иде пластин с зазором для прокачки еплоносителя. При одном обороте магнитов 10 рабочее тело в каждом бло-, 25 ке четыре раза изменяет свое состояние, т.е, находится то в намагниченном, то в размагниченном состояниях.

Гидравлически соединенные блоки работают в противофазе,, т.е. в показанном 30 состоянии блоки 1, 3, 5 и 7 находятся в поле постоянных магнитов, а блоки

2,4,6 и 8 — без поля. Теплоноситель прокачивается через блоки 1,3,5 и 7 из холодной зоны в теплую, а через ,блоки 2,4,6 и 8 — наоборот в строго определенном количестве, в следующую фазу цикла направление прокачки (и величина поля в рабочем теле) меняется на обратное. 40

В стационарном режиме рабочее тело имеет распределенную по длине температуру: от температуры охлаждения (холодная зона) до температуры окружающей среды (теплая зона), и тепло- 45 носитель, движущийся к теплоприемнику 18, в процессе теплообмена с рабочим телом нагревается, а при движении к теплоотдатчику 19 охлаждается. Таким образом, в первую фазу цикла в окружающую среду теплоносителем отводится теплота Q из блоков 1,3,5 и

7, а охлаждение теплоносителя осуществляется в блоках 2,4,6 и 8. В следующую фазу цикла процессы меняются на противоположные, т.е. в блоках 1, 3,5 и 7 происходит охлаждение теплоносителя от Т с до Т, а из блоков 2, 4,6 и 8 теплота намагничивания отводится в окружающую среду.

Согласование вращения магнитной

rèñòåìû и перемещения вытеснителя нагнетателя 12 обеспечивает блок 14 управления.

При ширине неподвижных концентратов больше ширины подвижных полюсных наконечников магнитов максимальное значение индукции достигается в некотором промежутке времени и происходит более. равномерное распределение во времени фаз цикла с полем и без поля, что позволяет обеспечить реверсивную циркуляцию теплоносителя значительно проще, время прокачки за цикл приближается к времени нахождения рабочего тела под максимальным полем.

Магнитокалорнческий рефрижератор, содержащий и пар блоков с рабочим телом, где п — четное число, не рав-:

Р ное нулю; магнитную систему с подвиж-. ными магнитами, число пар которых равно п/2, и систему реверсивной прокачки тейлоносителя с нагнетателем, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона рабочих . температур и упрощения конструкции, магниты,выполнены постоянными и снаб" жены полюсными наконечниками, на бло ках установлены концентр .;.оры магнитного потока, причем система реверсив- ной прокачки теплоносителя содержит два кольцевых коллектора, соединенных с нагнетателем и поочередно с блоками рабочего тела.