Рабочее тело магнитной холодильной машины

 

Использование: низкотемпературная техника, рефрижераторы, работающие на основе магнитокалорического эффекта. Сущность изобретения: рабочее тело из анизотропного теплообменника выполнено в виде многослойной структуры с магнитной поверхностной анизотропией каждого из слоев. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (s1)s F 25 В 21/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1.. (21) 4745763/06 (22) 30;08.89 (46) 07.07.92. Бюл. М 25 (71) Институт физики им. Л.В. Киренского (72) Е.В. Бабкин и Х.О. Уринов (53) 621.565(088.8) (56) 1. Патент CLLlA М 4069028, кл. 62-3, опублик.1978.

2. Авторское свидетельство СССР

М 1021890, кл. F 25 В 21/00, 1982.

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано при конструировании магнитных холодильных машин. . Известно рабочее тело магнитной холодильной машины, использующее магнитокалорический эффект (MK3) в изотропном ферромагнетике(1).

Однако такое тело имеет малую величину МК3, так как наклон изоэнтропы (Ь ТIЛ Н) для типичных ферромагнетиков мал, и следовательно, низка эффективность охлаждения.

Наиболее близким к изобретению является рабочее тело магнитной холодильной машины, выполненное из анизотропного ферромагнетика. Адиабатическое охлаждение в данном случае осуществляется не размагничиванием ферромагнетика, а вращением магнитного момента от направления оси легкого намагничивания (ОЛН) к направлению оси трудногр намагничивания, которое может быть реализовано вращением ферромагнетика в однородном магнитном поле (2). (54) РАБОЧЕЕ ТЕЛО МАГНИТНОЙ ХОЛОДИЛЬНОЙ МАШИНЫ (57) Использование: низкотемпературная техника, рефрижераторы, работающие на основе магнитокалорического эффекта.

Сущность изобретения: рабочее тело из анизотропного теплообменника выполнено в виде многослойной структуры с магнитной поверхностной анизотропией .каждого из слоев, 5 ил.

Недостатком известного решения является низкая эффективность и высокие энергозатраты.

Цель изобретения — снижение энергозатрат.

Поставленная цель достигается тем, что рабочее тело из анизотропного ферромагнетика выполнено в виде многослойной структуры с магнитной поверхностной анизотропией каждого из слоев. фь

На фиг.1 показано рабочее тело; на Ос, фиг.2 — ориентация векторов намагниченности и напряженности магнитного поля, О приложенного к пленке; на фиг.3 — 5 — экспериментальные кривые.

Рабочее тело содержит подложку 1, магнитную пленку 2, покрытие 3.

Рабочее тело представляет собой набор а слоев анизотропного ферромагнетика, каждый из которых обладает поверхностной анизотропией.

Рабочее тело вращается в однородном магнитном поле(фиг.1), напряженностью Н.

При повороте рабочего тела на угол ото= 0 до 1/) =к/2 над ним совершается работа на

1746161 вращение магнитного момента от оси легкого намагничивания (в плоскости пленки) к оси трудного намагничивания (нормаль к плоскости пленки), что в соответствии с результатами на фиг.4 приводит к охлажде- 5 нию рабочего тела и забиранию тепла от источника 4. При повороте рабочего тела . на угол от ф =л/2 до tP =.ж ситуация противоположная, и выделившееся тепло передается теплообменнику 5. Далее цикл 10 повторяется.

Пример. Были приготовлены пленки о никеля толщиной 1000-.ЭООО А. Подложками являлись пластинки слюды и оксида магния. 15

Измерения температуры проводились при намагничивании с помощью пленочных термодатчиков из диоксида ванадия, наносимых на поверхности пленки и подложки. На фиг.2 показана угловая зависимость МКЭ для пленки никеля в магнитном поле напряженностью 3,4 кЭ. На фиг.4 показана полевая зависимость МКЭ при направлении магнитного поля нормально к плоскости пленки, Полученные результаты согласуются с предложением о вкладе поверхностной анизотропии в МКЭ, Формула изобретения

Рабочее тело магнитной холодильной машины из анизотропного ферромагнетика, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью снижения. энергозатрат, оно выполнено в виде многослойной структуры с магнитной поверхностной анизотропией каждого из слоев.

1746161 о.9 о.а

0.6

0.5

0.4 ф ОЛ

1746161 а ь

ОЯ о. 2 оло

ОЛ !

Ъ аоь

0.04

Ю оо — rl0

Ч с ОЛО

ыо

0.20

ОЛ0