Магнитный рефрижератор

 

Изобретение относится к низкотемпературной технике. Цель изобретения - увеличение ресурса работы, для чего в магнитном рефрижераторе, содержащем теплоприемник, теплоотдатчик 2, электродвигатель 23 с ротором 21, на котором установлены магниты 22. блок 3 рабочего тела, магниты 22 установлены на роторе 21 в шахматном порядке, а блок 3 рабочего тела выполнен в виде желоба, обращенного вогнутой частью к ротору, и набран из магнитокалорических элементов 4-11, разделенных прокладками 12-20 из бериллия, причем ширина магнита 22 равна суммарной ширине магнитокалорического элемента и прокладки. 2 ил. У Ё гз. L О 00 сь

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (! 9) ()! ) (я)з F 25 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕН<ЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, 4

«О

0«

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4826247/06 (22) 15.05.90 (46) 15.03.92. Б юл. М 10 (71) Омское научно-производственное объединение микрокриогенной техники (72) Ю.ОЛрусман, В.И .Карагусов и Ю.M.ÃOровой (53) 621.565(088.8) (56) Патент США М 4464903, кл. F 25 В 21/00, опублик. 1983.

Авторское свидетельство СССР ! в 1660447, кл. F25 В 21/00,,17.05.90 (54) МАГНИТНЫЙ РЕФРИЖЕРАТОР (57) Изобретение относится к низкотемпературной технике. Цель изобретения — увеличение ресурса работы, для чего в магнитном рефрижераторе, содержащем теплоприемник, теплоотдатчик 2, электродвигатель 23 с ротором 21, на котором установлены магниты 22, блок 3 рабочего тела, магниты 22 установлены на роторе 21 в шахматном порядке, а блок 3 рабочего тела выполнен в виде желоба, обращенного вогнутой частью к ротору, и набран из магнитокалорических элементов 4-11, разделенных прокладками 12-20 из бериллия, причем ширина магнита 22 равна суммарной ширине магнитокалорического элемента и прокладки. 2 ил.

1719816

Изобретение относится к низкотемпературной технике, в частности к рефрижераторам, работающим на основе магнитокалорического эффекта, для охлаждения объектов на температурах ниже 70 К.

Известен магнитный рефрижератор для получения низких температур, содержащий корпус, заполненный жидким или газообразным под давлением теплоносителем, магнитокалорические элементы, имеющие каналы для прохода теплоносителя, теплоотдатчик, теплоприемник, магнит и два возвратно-поступательных механизма привода магнитокалорических элементов и магнита.

Недостатками указанного магнитокалорического рефрижератора являются низкая эффективность из-за неизбежного перемешивания теплоносителя при движении магнитокалорических элементов, а также малый ресурс, ограниченный возвратно-поступательными механизмами привода магнитокалорических элементов и магнита, Наиболее близким к предлагаемому является магнитный рефрижератор, содержащий корпус, теплоотдачик, теплоприемник, электродвигатель с ротором, на котором установлены постоянные магниты, блоки рабочего тела, циркуляционный контур и нагнетатель.

Однако известный магнитный рефрижератор характеризуется малым ресурсом работы, связанным с наличием нагнетателя.

Цель изобретения — увеличение ресурса работы, Поставленная цель достигается тем, что в магнитном рефрижераторе, содержащем теплоприемник, теплоотдатчик, электродвигатель с ротором, на котором установлены постоянные магниты, блок рабочего тела, выполненный из магнитокалорических элементов, магниты установлены на роторе в шахматном порядке, а блок рабочего тела выполнен в виде желоба, обращенного вогнутой частью к ротору, и набран из магнитокалорических элементов, разделенных прокладками из бериллия, причем ширина магнита равна суммарной ширине магнитокалорического элемента и прокладки.

Прокладки выполнены из бериллия изза уникального свойства этого металла— уменьшение теплопроводности при увеличении магнитного поля в диапазоне температур 2 — 80 К.

На фиг.1 представлен магнитный рефрижератор; на фиг,2 — разрез А — А на фиг.1.

Магнитный рефрижератор содержит теплоприемник 1, теплоотдатчик 2, блок 3 рабочего тела, магнитокалорические элементы 4 — 11, прокладки 12-20 из бериллия, ротор 21 с постоянными магнитами 22 и электродвигатель 23.

Магнитный рефрижератор работает следующим образом.

При вращении ротора 21 от электродвигателя 23 расположенные в шахматном порядке постоянные магниты 22 периодически намагничивают и размагничивают магнитокалорические элементы 4, 6, 8 и 10 и прокладки 13, 15, 17 и 19 в противофазе с магнитокалорическими элементами 5, 7, 9 и 11 и прокладками 12, 14, 16, 18 и 20.

В положении, показанном на фиг,1, постоянные магниты 22, расположенные в шахматном порядке, намагничивают магнитокалорические элементы 4, 6, 8 и 10 и прокладки 13, 15, 1.7 и 19 и размагничивают магнитокалорические элементы 5, 7, 9 и 11 и прокладки 12, 14, 16, 18 и 20. При этом магнитокалорические элементы 4, 6, 8 и 10 нагреваются, а элементы 5, 7. 9 и 11 охлаждаются, Так как прокладки 12-20 изготовлены из бериллия, то теплопроводность прокладок 13, 15, 17 и 19 низкая, а прокладок 12, 14, 16, 18 и 20 высокая (теплопроводность бериллия уменьшается с увеличением напряженности магнитного поля в 10 — 1000 раз).

В результате между магнитокалорическими элементами 4, 5, 6 и 7, 8 и 9, 10 и 11 будет плохой тепловой контакт, а междутеплоприемником 1 и элементом 4, между элементами 5 и 6, 7 и 8, 9 и 10, а также между элементом 11 и теплоотдатчиком 2 будет хороший тепловой контакт. Это приводит к тому, что размагничивающийся магнитокалорический элемент 11 отбирает теплоту от теплоотдатчика 2 (реализуется холодопроизводительность), размагничивающийся элемент 9 отбирает теплоту намагничивания от элемента 10, элемент 7 — от элемента

8, элемент 5 — от элемента 6, а теплоприемник 1 — от элемента 4.

При дальнейшем вращении ротора 21 постоянные магниты 22 намагничиваютэлементы 5, 7, 9 и 11 и прокладки 12, 14, 16,18 и 20 и размагничивают элементы 4, 6, 8 и 10 и прокладки 13, 15, 17 и 19. Это приводит к тому, что намагничивающиеся магнитокалорические элементы 5, 7, 9 и 11 отдают теплоту намагничивания размагничивающимся элементам 4, 6, 8 и 10 через прокладки 13, 15, 17 и 19.

Далее цикл повторяется.

Таким образом, каждый магнитокалорический элемент периодически нагревается, отдает теплоту более высокотемпературно1719816

А -A подернуто

Составитель Н. Олейник

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M. Демчик

Редактор А. Огар

Заказ 760 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 му элементу (находящемуся от него справа по фиг.1), охлаждается и отбирает теплоту от более низкотемпературного (находящегося от него слева по фиг.1) за счет соверше.ния работы.

Блок 3 рабочего тела выполнен в виде желоба для того, чтобы немагнитный зазор между ним и постоянными магнитами по всей поверхности ротора был минимальным. Постоянные магниты размещены на роторе в шахматном порядке для обеспечения периодического намагничивания и размагничивания магнитокалорических элементов и прокладок в строго определенном порядке. Ширина постоянного магнита равна сумме тол щин одного магнитокалорического элемента и одной прокладки для того, чтобы намагничивать только сопряженные элемент и прокладку и не намагничивать соседние с ними.

Формула изобретения

Магнитный рефрижератор, содержа5 щий теплоприемник, теплоотдатчик, электродвигатель с ротором, на котором установлены магниты, блок рабочего тела, выполненный из магнитокалорических элементов, отличающийся тем, что, с

10 целью увеличения ресурса работы, магниты установлены на роторе в шахматном порядке, а блок рабочего тела выполнен в виде желоба, обращенного вогнутой частью к ротору, и набран из магнитокалорических эле15 ментов, разделенных прокладками из бериллия, причем ширина магнита равна суммарной ширине магнитокалорического элемента и прокладки.