磁冷却装置的制造方法_3

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1,逆时针驱动电流流入第二线圈222,往复运动型磁蓄冷构件200a向右移动。
[0104]首先,将描述第一线圈221的操作。当顺时针驱动电流流入第一线圈221时,根据安培右手定则在第一线圈221中产生与由磁场产生构件14 Ia和142a产生的磁场B具有相同方向的磁场。结果,在磁场产生构件141a和142a与第一线圈221之间产生吸引力。因此,第一线圈221向右移动往复运动型磁蓄冷构件200a。
[0105]当逆时针驱动电流流入第二线圈222时,根据安培右手定则在第二线圈222中产生与由磁场产生构件14 Ia和142a产生的磁场B具有相反方向的磁场。结果,在磁场产生构件141a和142a与第二线圈222之间产生排斥力。因此,第二线圈222向右移动往复运动型磁蓄冷构件200a。
[0106]另一方面,在图6中,-z轴磁场B通过磁场产生构件141a和142a产生并且-y轴驱动电流流入第一线圈221的右半部分,-Z轴磁场B穿过第一线圈221的右半部分。结果,根据弗莱明左手定则产生+X轴电磁力(洛伦兹力)。在图8(a)中,+x轴电磁力在+X轴方向上,即向右,移动第一线圈221和第一磁蓄冷器211。此外,-y轴驱动电流还流入第二线圈222的左半部分,-Z轴磁场B穿过该第二线圈222的左半部分。结果,产生+X轴电磁力,从而在图8中向右移动第二线圈222和第二磁蓄冷器212。
[0107]另一方面,当逆时针驱动电流流入第一线圈221并且顺时针驱动电流流入第二线圈222时,往复运动型磁蓄冷构件200a向左移动,如图8(b)所示。
[0108]当逆时针驱动电流流入第一线圈221时,根据安培右手定则在第一线圈221中产生与由磁场产生构件14 Ia和142a产生的磁场B具有相反方向的磁场。结果,在磁场产生构件141a和142a与第一线圈221之间产生排斥力。因此,第一线圈221向左移动往复运动型磁蓄冷构件200a。
[0109]当顺时针驱动电流流入第二线圈222时,根据安培右手定则在第二线圈222中产生与由磁场产生构件141a和142a产生的磁场B具有相同方向的磁场。结果,在磁场产生构件141a和142a与第二线圈222之间产生吸引力。因此,第二线圈222向左移动往复运动型磁蓄冷构件200a。
[0110]如上所述,往复运动型磁性热交换器10a控制流入第一线圈221和第二线圈222的驱动电流的方向以向左或向右移动往复运动型磁蓄冷构件200a,使得往复运动型磁蓄冷构件200a重复地进入和离开磁场B。
[0111]在磁蓄冷构件200a的移动期间,第一线圈221和第二线圈222的其中之一离开由磁场产生构件141a和142a产生的磁场B。离开磁场B的线圈221或222对往复运动型磁蓄冷构件200a的移动没有贡献。因此,驱动电流可以不被供给到离开磁场B的线圈221或222以提高功率效率。
[0112]图9a_9d是显示在根据实施方式的往复运动型磁蓄冷构件往复运动时被供给驱动电流的线圈的视图。
[0113]图9(a)显示了在往复运动型磁蓄冷构件200a的移动路线上的磁场B的强度,由磁场产生构件141a和142a(见图6)产生的磁场B的强度在磁场产生构件141a和142a的中心部分中相对均匀。然而,磁通量在磁场产生构件141a和142a的边缘部分处并不集中,而是扩展到相对两侧,结果磁场B的强度逐渐降低。
[0114]如图9(a)所示,往复运动型磁蓄冷构件200a的移动路线可以基于磁场B的强度被分成6个区。具体地,往复运动型磁蓄冷构件200a的移动路线可以被分成从图9(a)的左边顺序布置的其中磁场B的强度从O增加到大约最大强度的一半的B区、其中磁场B的强度从大约最大强度的一半增加到最大强度的C区、从其中磁场B的强度保持在最大强度的部分到磁场产生构件141a和142a的中心(见图6)的D区、从磁场产生构件141a和142a(见图6)的中心到其中磁场B的强度保持在最大强度的部分的B’区、其中磁场B的强度从最大强度降低到最大强度的大约一半的C’区、以及其中磁场B的强度从最大强度的大约一半降低到O的D’区。
[0115]第一磁蓄冷器211和第二磁蓄冷器212之间的距离以及磁场产生构件141a和142a(见图6)的宽度被调节为使得当第一磁蓄冷器211位于B区时第二磁蓄冷器212位于B’区、当第一磁蓄冷器211位于C区时第二磁蓄冷器212位于C’区、并且当第一磁蓄冷器211位于D区时第二磁蓄冷器212位于D ’区。
[0116]当第一磁蓄冷器211位于B区并且第二磁蓄冷器212位于B’区时,第一线圈221位于磁场B外并且第二线圈222位于其中磁场B的强度相对较高的C’区,如图9(b)所示。结果,位于磁场B外的第一线圈221对往复运动型磁蓄冷构件200a的移动没有贡献,并且位于其中磁场B的强度相对较高的C’区的第二线圈222可以产生相对大的洛伦兹力。因此,往复运动型磁性热交换器10a(见图6)不供给驱动电流到第一线圈221,而是供给驱动电流到第二线圈222以移动往复运动型磁蓄冷构件200a。
[0117]当第一磁蓄冷器211位于C区并且第二磁蓄冷器212位于C’区时,第一线圈221和第二线圈222分别位于其中磁场B的强度相对较小的D区和D’区,如图9(c)所示。结果,第一线圈221和第二线圈222有助于往复运动型磁蓄冷构件200a的移动。因此,往复运动型磁性热交换器10a(见图6)将驱动电流供给到第一线圈221和第二线圈222 二者以移动往复运动型磁蓄冷构件200a。
[0118]当第一磁蓄冷器211位于D区并且第二磁蓄冷器212位于D’区时,第一线圈221位于其中磁场B的强度相对较高的C区,并且第二线圈222位于磁场B外,如图9(d)所示。结果,位于磁场B外的第二线圈222对往复运动型磁蓄冷构件200a的移动没有贡献,并且位于其中磁场B的强度相对较高的C区中的第一线圈221可以产生相对大的洛伦兹力。因此,往复运动型磁性热交换器10a(见图6)不供给驱动电流到第二线圈222,而是供给驱动电流到第一线圈221以移动往复运动型磁蓄冷构件200a。
[0119]图1Oa-1Of是显示当根据实施方式的往复运动型磁蓄冷构件向左移动时流入线圈中的电流的视图。
[0120]第二线圈222对往复运动型磁蓄冷构件200a的移动没有贡献,直到第二线圈222从第二磁蓄冷器212位于磁场B外的位置进入磁场B。因此,如图10(a)和10(b)所示,逆时针驱动电流被供给到第一线圈221,但是没有驱动电流被供给到第二线圈222。结果,第一线圈221利用在第一线圈221与磁场产生构件141a和142a(见图6)之间产生的排斥力向左移动往复运动型磁蓄冷构件200a以产生磁场B,直到第二线圈222进入磁场B。
[0121]直到在第二线圈222进入磁场B之后第一线圈221离开磁场B,驱动电流被供给到第一线圈221和第二线圈222 二者,如图10(c)和10(d)所示。当进入磁场B时,第二线圈222可以有助于往复运动型磁蓄冷构件200a的移动。因此,往复运动型磁性热交换器10a(见图6)供给逆时针驱动电流到第一线圈221并且供给顺时针驱动电流到第二线圈222。结果,在第二线圈222进入磁场B之后,第一线圈221和第二线圈222利用在第一线圈221与磁场产生构件141a和142a(见图6)之间产生的排斥力以及在第二线圈222与磁场产生构件141a和142a(见图6)之间产生的吸引力向左移动往复运动型磁蓄冷构件200a。
[0122]直到第一线圈221离开磁场B之后第一磁蓄冷器211离开磁场B,第一线圈221对往复运动型磁蓄冷构件200a的移动没有贡献。因此,如图10(e)和10(f)所示,往复运动型磁性热交换器10a(见图6)供给顺时针驱动电流到第二线圈222但是不供给驱动电流到第一线圈221。结果,在第一线圈221离开磁场B之后,第二线圈222利用在第二线圈222与磁场产生构件141a和142a(见图6)之间产生的吸引力向左移动往复运动型磁蓄冷构件200a以产生磁场B ο
[0123]图1la-1lf是显示当根据实施方式的往复运动型磁蓄冷构件向右移动时流入线圈中的电流的视图。
[0124]直到第一线圈221从第一磁蓄冷器211位于磁场B外的位置进入磁场B,第一线圈221对往复运动型磁蓄冷构件200a的移动没有贡献。因此,如图11(a)和11(b)所示,往复运动型磁性热交换器10a(见图6)供给逆时针驱动电流到第二线圈222但是不供给驱动电流到第一线圈221。结果,第一线圈221利用在第二线圈222与磁场产生构件141a和142a(见图6)之间产生的排斥力向右移动往复运动型磁蓄冷构件200a,以产生磁场B直到第一线圈221进入磁场B。
[0125]直到在第一线圈221进入磁场B之后第二线圈222离开磁场B,驱动电流被供给到第一线圈221和第二线圈222 二者,如图11(c)和11(d)所示。当进入磁场B时,第一线圈221可以有助于往复运动型磁蓄冷构件200a的移动。因此,往复运动型磁性热交换器10a(见图6)供给顺时针驱动电流到第一线圈221并且供给逆时针驱动电流到第二线圈222。结果,在第一线圈221进入磁场B之后,第一线圈221和第一线圈221利用在第一线圈221与磁场产生构件141a和142a(见图6)之间产生的吸引力以及在第二线圈222与磁场产生构件141a和142a(见图6)之间产生的排斥力向右移动往复运动型磁蓄冷构件200a。
[0126]直到第二线圈222离开磁场B之后第二磁蓄冷器212离开磁场B,第二线圈222对往复运动型磁蓄冷构件200a的移动没有贡献。因此,如图11(e)和11(f)所示,往复运动型磁性热交换器10a(见图6)供给顺时针驱动电流到第一线圈221但是不供给驱动电流到第二线圈222。结果,在第二线圈222离开磁场B之后,第一线圈221利用在第一线圈221与磁场产生构件141a和142a(见图6)之间产生的吸引力向右移动往复运动型磁蓄冷构件200a以产生磁场B ο
[0127]以这种方式,驱动电流不被供给到对往复运动型磁蓄冷构件200a的移动没有贡献的线圈221或212,由此实现电力的有效利用。
[0128]根据实验,在驱动电流基于磁蓄冷器211和212的磁化和去磁被供给到具有2.3Ω电阻值的第一线圈221和第二线圈222而与线圈221和222的位置无关的情形下,1.52A的平均驱动电流和1.53A的平均驱动电流分别被供给到第一线圈221和第二线圈222。结果,第一线圈221和第二线圈222消耗10.7W的功率。
[0129]另一方面,在驱动电流根据线圈221和222的位置而不被供给到对磁蓄冷构件200a的移动没有贡献的第一线圈221或第二线圈222的情形下,1.19A的平均驱动电流和1.13A的平均驱动电流分别被供给到第一线圈221和第二线圈222。结果,第一线圈221和第二线圈222消耗6.19W的功率。
[0130]总之,在驱动电流根据线圈221和222的位置而不被供给到对磁蓄冷构件200a的移动没有贡献的第一线圈221或第二线圈222的情形下,驱动电流平均减小21.7%,功耗平均减小42 %。
[0131]图12是显示根据另一实施方式的往复运动型磁性热交换器的视图,图13是沿图12的线E-E ’截取的视图。
[0132]参考图12和13,往复运动型磁性热交换器10b包括往复运动型磁蓄冷构件200b和磁场产生构件141b和142b以产生垂直于往复运动型磁蓄冷构件200b的磁场B。
[0133]磁场产生构件141b和142b包括平行设置的第一永磁体和第二永磁体。第一永磁体和第二永磁体设置为使得在往复运动型磁蓄冷构件200b设置在其间的状态下不同的极性彼此相对。
[0134]往复运动型磁蓄冷构件200b包括在垂直于磁场B的方向上平行设置的第一磁蓄冷器211和第二磁蓄冷器212、设置在第一磁蓄冷器211和第二磁蓄冷器212外的第一线圈221和第二线圈222、以及设置在第一磁蓄冷器211和第二磁蓄冷器212之
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