线材、热交换器以及磁热泵装置的制作方法

文档序号:16977911发布日期:2019-02-26 19:12阅读:141来源:国知局
线材、热交换器以及磁热泵装置的制作方法

本发明涉及在利用磁热效应的磁热泵装置中使用的线材、具备该线材的热交换器以及磁热泵装置。



背景技术:

公知有如下的热交换器:为了抑制压力损失的增大,将多个线状的磁性体在与该磁性体的长度方向交叉的方向重叠并插入至筒状的壳体(例如参照专利文献1)。

专利文献1:日本特开2013-64588号公报

若磁热泵装置达到稳态状态,则在热交换器的内部产生温度梯度,在热交换器的高温端与低温端之间形成有一定的温度跨度。优选该温度跨度较宽,由此磁热泵的可应用性较宽。然而,关于上述线状的磁性体,与粒状的磁性体相比,存在温度跨度窄的问题。



技术实现要素:

本发明欲解决的课题在于提供能够获得较宽的温度跨度的线材、具备该线材的热交换器以及磁热泵装置。

[1]本发明所涉及的线材由具有磁热效应的磁热效应材料构成,上述线材的特征在于,上述线材的外表面沿上述线材的长度方向局部地具有凹部以及凸部中的至少一者,上述凹部在上述线材的径向凹陷,上述凸部在上述径向突出。

[2]在上述发明中,也可以形成为,上述线材具有非圆形的剖面形状,上述长度方向的一个位置处的剖面形状与上述长度方向的其他位置处的剖面形状具有旋转对称的关系。

[3]在上述发明中,也可以形成为,上述线材具有非圆形的剖面形状,上述线材在上述线材的周向被扭转。

[4]在上述发明中,也可以形成为,上述线材的剖面形状包括椭圆形、半圆形或n边形,其中n为3~8的自然数。

[5]在上述发明中,也可以形成为,上述长度方向的一个位置处的剖面形状与上述长度方向的其他位置处的剖面形状不同。

[6]在上述发明中,也可以形成为,上述长度方向的一个位置处的截面积与上述长度方向的其他位置处的截面积不同。

[7]在上述发明中,也可以形成为,上述线材具有具备上述凹部以及上述凸部中的至少一者的圆柱状的形状。

[8]在上述发明中,也可以形成为,上述凹部以及上述凸部中的至少一者包括形成于上述线材的外表面的槽以及壁中的至少一者,上述槽以及上述壁中的至少一者的延伸方向至少包括上述线材的周向的分量。

[9]本发明所涉及的热交换器的特征在于,具备:集合体,通过捆扎多个上述的线材而构成;以及壳体,收纳上述集合体。

[10]在上述发明中,也可以形成为,上述壳体具有位于一个端部的第一开口和位于另一个端部的第二开口,从上述第一开口朝向上述第二开口的方向与上述集合体的延伸方向实际一致。

[11]本发明所涉及的磁热泵装置的特征在于,具备:至少一个上述的热交换器;磁场变更单元,对上述磁热效应材料施加磁场并且变更上述磁场的大小;第一外部热交换器以及第二外部热交换器,分别经由配管与上述热交换器连接;以及流体供给单元,与上述磁场变更单元的动作联动而从上述热交换器向上述第一外部热交换器或上述第二外部热交换器供给流体。

在本发明中,线材的外表面沿该线材的长度方向局部地具有凹部以及凸部中的至少一者。由此,在线材表面流动的流体的流动成为紊流,能够实现线材与流体之间的热传递率的提高,因此能够获得较宽的温度跨度。

附图说明

图1是示出本发明的第一实施方式中的磁热泵装置的整体结构的图,是示出活塞位于第一位置的状态的图。

图2是示出本发明的第一实施方式中的磁热泵装置的整体结构的图,是示出活塞位于第二位置的状态的图。

图3是示出本发明的第一实施方式中的mcm热交换器的结构的分解立体图。

图4是本发明的第一实施方式中的mcm热交换器的沿着延伸方向的剖视图,是沿着图3的iv-iv线的剖视图。

图5是沿着图4的v-v线的剖视图。

图6是示出本发明的第一实施方式中的线材的立体图。

图7的(a)是沿着图6的viia-viia线剖切的情况下的端面图,图7的(b)是沿着图6的viib-viib线剖切的情况下的端面图。

图8是沿着图6的viii-viii线剖切线材的情况下的端面图。

图9的(a)~图9的(l)是示出本发明的第一实施方式中的线材的变形例的端面图。

图10是示出本发明的第二实施方式中的线材的侧视图。

图11的(a)是沿着图10的xia-xia线剖切的情况下的剖视图,图11的(b)是沿着图10的xib-xib线剖切的情况下的剖视图。

图12是沿着图10的xii-xii线剖切线材的情况下的剖视图。

图13的(a)~图13的(e)是示出本发明的第二实施方式中的线材的变形例的侧视图。

附图标记说明:

1:磁热泵装置;10:第一mcm热交换器;11:集合体;111:流路;12a、12aa~12al、12b、12ba~12be:线材;122:凹部;123:凸部;124:槽;125:壁;13:壳体;131:第一开口;132:第二开口;14:收纳部;141:底部;142、143:侧部;144:开口;15:盖部;17:第一终端部件;171:第一连结口;18:第二终端部件;181:第二连结口;20:第二mcm热交换器;21:集合体;22a:线材;23:壳体;271:第一连结口;281:第二连结口;30:活塞;35:促动器;40:永磁铁;50:低温侧热交换器;60:高温侧热交换器;70:旋转泵;81~82:第一~第二低温侧配管;83~84:第三~第四高温侧配管;90:切换阀。

具体实施方式

以下,根据附图对本发明的第一实施方式进行说明。

<<第一实施方式>>

图1以及图2是示出本发明的第一实施方式中的磁热泵装置的整体结构的图,图3~图5是示出本发明的第一实施方式中的mcm热交换器的图,图6~图8是示出本发明的第一实施方式中的线材的图。图9的(a)~图9的(l)是示出本发明的第一实施方式中的线材的变形例的剖视图。

本实施方式中的磁热泵装置1是利用磁热效应(magnetocaloriceffect)的热泵装置,如图1以及图2所示,具备:第一mcm热交换器10、第二mcm热交换器20、活塞30、永磁铁40、低温侧热交换器50、高温侧热交换器60、旋转泵70、配管81~84以及切换阀90。

本实施方式中的第一mcm热交换器10以及第二mcm热交换器20相当于本发明中的热交换器的一个例子,本实施方式中的活塞30以及永磁铁40相当于本发明中的磁场变更单元的一个例子,低温侧热交换器50以及高温侧热交换器60相当于本发明中的第一外部热交换器以及第二外部热交换器的一个例子,本实施方式中的配管81~84相当于本发明中的配管的一个例子,本实施方式中的旋转泵70以及切换阀90相当于本发明中的流体供给单元的一个例子。

如图3~图5所示,第一mcm热交换器10具备:集合体11,由多个线材12a构成;筒状的壳体(容器)13,收纳上述集合体11;以及终端部件17、18,与壳体13的两端连接。此外,第一mcm热交换器10与第二mcm热交换器20具有相同构造,因此,以下仅对第一mcm热交换器10的结构进行说明,省略对第二mcm热交换器20的结构的说明。

本实施方式中的线材12a相当于本发明中的线材的一个例子,本实施方式中的集合体11相当于本发明中的集合体的一个例子,本实施方式中的壳体13相当于本发明中的壳体的一个例子。

线材12a由具有磁热效应的磁热效应材料(mcm:magnetocaloriceffectmaterial)构成。若对该由mcm构成的线材12a施加磁场,则电子自旋一致,由此磁熵减少,该线材12a发热而温度上升。另一方面,若从线材12a除去磁场,则电子自旋变得杂乱,磁熵增加,该线材12a吸热而温度降低。

构成该线材12a的mcm只要为磁性体即可,并无特别限定,但例如优选为在10℃~30℃左右的常温区域具有居里温度(居里点)、且在常温区域发挥高的磁热效应的磁性体。作为这样的mcm的具体例,例如能够例示钆(gd)、钆合金、镧-铁-硅(la-fe-si)系化合物等。

如图6~图7的(b)所示,关于线材12a,在沿着实际与该线材12a的长度方向正交的方向剖切的情况下,具有正方形的剖面形状。另外,关于该线材12a,通过以该线材12a的中心为旋转轴使线材12a的两端向相反方向旋转,该线材12a在线材12a的周向被扭转。此外,本实施方式中的“正方形的剖面形状”也包括伴有扭转加工所导致的些许变形的形状(例如,伴随着扭转加工而其边朝向内侧呈曲线状地稍稍凹陷的形状等)。另外,关于线材12a的形成方法,并不限定于对直线状的线材进行扭转加工。例如,可以使用模具等将直线状的线材加压加工、压延加工成扭转的形状,或者,可以将线材挤出成形为扭转的形状。

这样,在本实施方式中线材12a被扭转,因而如图8所示,该线材12a的外表面121沿线材12a的长度方向而局部地具有凹部122和凸部123。即,在本实施方式中,关于线材12a,在沿着该线材12a的长度方向剖切的情况下,具有在其外表面121局部地形成有凹部122与凸部123的剖面形状。凸部123由线材12a的棱线形成,在线材12a的径向突出。与此相对,凹部122由线材12a的棱线间的面形成,在线材12a的径向凹陷。在本实施方式中,通过将线材12a扭转来形成凹部122与凸部123,因而沿线材12a的长度方向周期性地交替配置有凹部122与凸部123。此外,图8是沿着线材12a的长度方向剖切的情况下的端面图。

另外,在本实施方式中,具有正方形的剖面形状(即非圆形的剖面形状)的线材12a被扭转,因而如图7的(a)以及图7的(b)所示,长度方向上的一个位置(例如图6中的viia-viia线)处的剖面形状与长度方向上的其他位置(例如图6中的viib-viib线)处的剖面形状具有旋转对称的关系。此外,图7的(a)以及图7的(b)是沿着实际与线材12a的长度方向正交的方向剖切的情况下的端面图。

虽无特别限定,但优选线材12a具有与该线材12a的矩形的剖面形状外接的外接圆的直径为0.05mm~3mm左右的直径。另外,虽无特别限定,但优选线材12a的扭转间距p为线材12a的外接圆的直径的10倍~50倍左右。

此外,线材的剖面形状只要为非圆形(即正圆以外的形状)即可,并不特别限定于上述正方形。

例如,如图9的(a)所示,线材12aa可以具有椭圆形的剖面形状。在该情况下,仅通过在将具有圆形的剖面形状的线材压溃之后进行扭转加工就能够制作线材12aa,因而能够实现线材的制造容易化。此外,本实施方式中的“椭圆形的剖面形状”也包括伴有扭转加工所导致的些许变形的形状。

或者,如图9的(b)所示,线材12ab可以具有半圆形的剖面形状。此时,仅通过在借助急冷滚轧法形成线材之后进行扭转加工就能够制作线材12ab,因而能够实现线材12ab的制造容易化。此外,本实施方式中的“半圆形的剖面形状”包括伴有扭转加工所导致的些许变形的形状。

或者,如图9的(c)~图9的(f)所示,线材12ac~12af可以具有n边形的剖面形状。其中,n为3~8的自然数。此外,线材的剖面形状并不限定于正n边形。例如,如图9的(g)所示,线材12ag可以具有长方形的剖面形状。或者,如图9的(h)所示,线材12ah可以具有梯形的剖面形状,虽未特别图示,但线材可以具有平行四边形、菱形的剖面形状。此外,本实施方式中的“n边形的剖面形状”也包括伴有扭转加工所导致的些许变形的形状(例如,伴随着扭转加工而其边朝向内侧呈曲线状地稍稍凹陷的形状等)。

或者,如图9的(i)所示,线材12ai可以具有十字形的剖面形状,如图9的(j)~图9的(l)所示,线材12aj~12al可以具有星形的剖面形状。图9的(i)~图9的(l)所示的线材12ai~12al的剖面形状具有朝向内侧凹陷的部分,因此能够进一步增强在线材表面产生的流体的紊流。此外,本实施方式中的“星形的剖面形状”也包括伴有扭转加工所导致的些许变形的形状。

集合体11通过捆扎多个线材12a构成。多个线材12a在与线材12a的长度方向交叉的方向被捆扎(重叠)。换言之,多个线材12a以线材12a的侧面彼此接触的方式相互邻接。此时,如上述那样,线材12a具有非圆形的剖面形状且被扭转,因而在线材12a的侧面彼此之间形成有流路111(参照图5)。此外,构成集合体11的多个线材12可以使用实际相同的线径的线材,也可以混杂有相互不同的线径的线材。另外,为了易于理解,在图3~图5中,利用比实际数量少的根数的线材12a构成集合体11,但实际上集合体11由数千根~数万根线材12a构成。

此外,图3~图5所示的集合体11通过单单捆扎多个线材12a而构成,但集合体的结构不特别限定于此。虽未特别图示,但例如也可以通过将多个线材相互绞合来构成集合体。或者,也可以通过将多根线材绞合来构成各个绞线,并通过将该多个绞线相互捆扎来构成集合体。即,本实施方式中的“捆扎多个线材而构成的集合体”也包括“绞线”。

作为线材的绞合方法,例如能够例示出束绞、同心绞、复绞等。束绞是指将多个线材集中在一起并使它们以集合体的轴为中心向同一方向绞合的绞合方法。同心绞是指以芯线为中心并绕该芯线使多个线材呈同心圆状地绞合的绞合方法。复绞是指将使多个线材以同心绞或束绞的方式绞合而得的子绞线进一步以同心绞或束绞的方式绞合的绞合方法。

如图3~图5所示,收纳集合体11的壳体13具备收纳部14和盖部15,具有剖面矩形的筒型形状。该壳体13在其一端部具有第一开口131,并且在其另一端部具有第二开口132。

收纳部14具备:底部141,构成壳体13的底板;一对侧部142、143,构成壳体13的两侧的侧壁。在一对侧部142、143的上端之间形成有开口144,结果,收纳部14在沿着实际与其轴向正交的方向的剖面中具有“コ”字形(大致u字形)的剖面形状。

盖部15为矩形板状的部件。如图3~图5所示,该盖部15固定于一对侧部142、143的上端。收纳部14的开口144被盖部15封堵,由此形成壳体13。

集合体11以构成该集合体11的线材12a的长度方向(集合体11的延伸方向(长度方向))与壳体13的轴向(从第一开口131朝向第二开口132的方向)实际一致的方式被收纳于壳体13内。另外,第一开口131以及第二开口132的中心相对于集合体11的中心实际位于同轴上。而且,在构成集合体11的线材12a彼此之间形成有流路111(参照图5)。

如图3以及图4所示,壳体13的一个端部插入至第一终端部件17,第一终端部件17被固定于壳体13。另外,壳体13的另一个端部插入至第二终端部件18,第二终端部件18被固定于壳体13。作为该第一终端部件(连结部件)17以及第二终端部件(连结部件)18,例如能够使用热缩管、树脂成型件、金属加工件等。

第一终端部件17具有比壳体13的第一开口131小的第一连结口171。如图1所示,该第一连结口171经由第一低温侧配管81而与低温侧热交换器50连通。第二终端部件18也具有比第二开口132小的第二连结口181。该第二连结口181经由第一高温侧配管83而与高温侧热交换器60连通。该第一连结口171以及第二连结口181的中心与集合体11的中心位于同轴上。

同样,在第二mcm热交换器20的壳体23也收纳有集合体21(参照图2),该集合体21也通过捆扎多个线材22a构成。而且,与第一mcm热交换器10同样,壳体23的一个端部插入至第一终端部件,第一终端部件被固定于壳体23。另外,该壳体23的另一个端部插入至第二终端部件,第二终端部件被固定于壳体23。该第二mcm热交换器20经由连结于第一终端部件的第一连结口271的第二低温侧配管82而与低温侧热交换器50连通。另一方面,第二mcm热交换器20经由连结于第二终端部件的第二连结口281的第二高温侧配管84而与高温侧热交换器60连通。

此外,第二mcm热交换器20的线材22a具有与第一mcm热交换器10的线材12a相同的结构。另外,第二mcm热交换器20的壳体23也具有与第一mcm热交换器10的壳体13相同的结构,第二mcm热交换器20的终端部件也具有与第一mcm热交换器10的终端部件17、18相同的结构。

例如,在使采用了本实施方式中的磁热泵装置1的空调装置作为制冷装置发挥功能的情况下,通过在低温侧热交换器50与室内的空气之间进行热交换来对室内进行冷却,并且通过在高温侧热交换器60与室外之间进行热交换来向室外散热。

与此相对,在使该空调装置作为制热装置发挥功能的情况下,通过在高温侧热交换器60与室内的空气之间进行热交换来对室内进行加温,并且通过在低温侧热交换器50与室外的空气之间进行热交换来从室外吸热。

如上所述,利用两个低温侧配管81、82与两个高温侧配管83、84来形成包括4个热交换器10、20、50、60的循环路,并利用旋转泵70向该循环路内加压输送液体介质。作为液体介质的具体例子,例如能够例示出水、防冻液、乙醇溶液或它们的混合物等液体。本实施方式中的液体介质相当于本发明中的流体的一个例子。

两个mcm热交换器10、20被收纳于活塞30的内部。该活塞30能够借助促动器35而在一对永磁铁40之间往复移动。具体而言,该活塞30能够在图1所示的“第一位置”与图2所示的“第二位置”之间往复移动。此外,作为促动器35的一个例子,例如能够例示出气缸等。

这里,“第一位置”是指第一mcm热交换器10未夹设于永磁铁40之间、第二mcm热交换器20夹设于永磁铁40之间的活塞30的位置。与此相对,“第二位置”是指第一mcm热交换器10夹设于永磁铁40之间、第二mcm热交换器20未夹设于永磁铁40之间的活塞30的位置。

此外,代替第一mcm热交换器10以及第二mcm热交换器20,也可以利用促动器35使永磁铁40往复移动。或者,代替永磁铁40,也可以使用具有线圈的电磁铁,在该情况下,不需要使mcm热交换器10、20或磁铁移动的机构。另外,在使用具有线圈的电磁铁的情况下,代替针对mcm热交换器10、20的线材12a、22a的磁场的施加/除去,也可以变更施加于线材12a、22a的磁场的大小。

切换阀90设置于第一高温侧配管83与第二高温侧配管84。该切换阀90与上述活塞30的动作联动,将通过旋转泵70供给液体介质的供给对象切换为第一mcm热交换器10或第二mcm热交换器20,并且能够将高温侧热交换器60的连接对象切换为第二mcm热交换器20或第一mcm热交换器10。

接下来,参照图1以及图2对本实施方式中的磁热泵装置1的动作进行说明。

首先,若使活塞30移动至图1所示的“第一位置”,则第一mcm热交换器10的线材12a被消磁而温度降低,另一方面,第二mcm热交换器20的线材22被励磁而温度上升。

与此同时,利用切换阀90形成由旋转泵70→第一高温侧配管83→第一mcm热交换器10→第一低温侧配管81→低温侧热交换器50→第二低温侧配管82→第二mcm热交换器20→第二高温侧配管84→高温侧热交换器60→旋转泵70构成的第一路径。

因此,借助因消磁而温度降低了的第一mcm热交换器10的线材12a,液体介质被冷却,该液体介质被供给至低温侧热交换器50,从而该低温侧热交换器50被冷却。此时,在第一mcm热交换器10的内部,液体介质在形成于线材12a彼此之间的流路111中通过并与线材12a接触,由此,该液体介质被线材12a冷却。

另一方面,借助因被励磁而温度上升了的第二mcm热交换器20的线材22a,液体介质被加热,该液体介质被供给至高温侧热交换器60,从而该高温侧热交换器60被加热。此时,在第二mcm热交换器20的内部,液体介质在形成于线材22a彼此之间的流路中通过并与线材22a接触,由此,该液体介质被线材22a加热。

接下来,若使活塞30移动至图2所示的“第二位置”,则第一mcm热交换器10的线材12a被励磁而温度上升,另一方面,第二mcm热交换器20的线材22a被消磁而温度降低。

与此同时,利用切换阀90形成由旋转泵70→第二高温侧配管84→第二mcm热交换器20→第二低温侧配管82→低温侧热交换器50→第一低温侧配管81→第一mcm热交换器10→第一高温侧配管83→高温侧热交换器60→旋转泵70构成的第二路径。

因此,借助因消磁而温度降低了的第二mcm热交换器20的线材22a,液体介质被冷却,该液体介质被供给至低温侧热交换器50,从而该低温侧热交换器50被冷却。此时,在第二mcm热交换器20的内部,液体介质在形成于线材22a彼此之间的流路中通过并与线材22a接触,由此,该液体介质被线材22a冷却。

另一方面,借助因被励磁而温度上升了的第一mcm热交换器10的线材12a,液体介质被加热,该液体介质被供给至高温侧热交换器60,从而该高温侧热交换器60被加热。此时,在第一mcm热交换器10的内部,液体介质在形成于线材12a彼此之间的第一流路111中通过并与线材12a接触,由此,该液体介质被线材12a加热。

若反复进行以上说明了的循环,则通过磁热效应生成的冷热被储存于集合体11、21本身,与高温侧配管连结的一侧变为高温,与低温侧配管连结的一侧变为低温。而且,在第一mcm热交换器10以及第二mcm热交换器20内产生温度梯度,若达到稳态状态,则在高温端与低温端之间生成一定的温度跨度δt。而且,该温度跨度δt用下述(1)式表达。其中,在下述(1)式中,th为稳态状态下的高温端的温度,tl为稳态状态下的低温端的温度。

[式1]

δt=th-tl...(1)

这里,从磁热效应材料的单位表面积向液体介质移动的每单位时间的热量δq用下述(2)式表达。其中,在下述(2)式中,h为热传递率,ts为磁热效应材料的表面温度,tf为液体介质的温度。

[式2]

δq=h(ts-tf)...(2)

而且,通过上述循环反复进行而温度跨度δt恒定后的状态(温度跨度δt饱和的状态)是上述(2)式的热量δq充分小、每一次循环的制冷剂温度tf的变化δtf消失的状态。因而,根据上述(1)式,温度跨度δt的大小取决于热传递率h的大小。

然而,通常,上述(2)式中的热传递率h由磁热效应材料的形状、填充方法决定,但关于粒状、线状等一部分的形状,热传递率h由努塞尔数nu公式化。即,能够认为在努塞尔数nu大的情况下热传递率h也大。而且,在液体介质以相同的速度流动的情况下,粒材的努塞尔数nu1能够用下述(3)式表达,线材的努塞尔数nu2能够用下述(4)式表达。其中,在下述(3)以及(4)式中,re为雷诺数,pr为普朗特数。

[式3]

nu1=2+0.6re0.5pr0.33...(3)

[式4]

nu2=0.023re0.8pr0.33...(4)

根据上述(3)以及(4)式可知:线材的努塞尔数nu2小于粒材的努塞尔数nu1,因而线材的热传递率比粒材的热传递率低。即,未扭转的线材的温度跨度δt比粒材的温度跨度δt窄。此外,上述(4)式所示的努塞尔数nu2是基于在线材表面流动的液体制冷剂的流动为层流且线材表面与液体制冷剂之间的热交换通过自然对流进行这一条件计算的。

与此相对,在本实施方式中,线材12a的外表面121沿着该线材12a的长度方向局部地具有凹部122以及凸部123。由此,在线材12a的表面流动的液体介质与凹部122、凸部123碰撞并被搅拌而产生强制对流,液体介质的流动成为紊流。因此,能够提高线材12a与液体介质之间的热传递率,因此能够获得较宽的温度跨度。

<<第二实施方式>>

图10~图12是示出本发明的第二实施方式中的线材的立体图,图13的(a)~图13的(e)是示出本发明的第二实施方式中的线材的变形例的侧视图。在本实施方式中,线材的结构与第一实施方式不同,但除此以外的结构均与第一实施方式相同。以下,针对第二实施方式,仅对与第一实施方式的不同点进行说明,对于与第一实施方式相同的结构则标注相同的附图标记并省略说明。

关于本实施方式中的线材12b,如图10~图11的(b)所示,在沿着实际与该线材12b的长度方向正交的方向剖切的情况下具有圆形的剖面形状。另外,在该线材12b形成有沿周向延伸的槽124,该槽124遍及线材12b的整周设置。即,本实施方式中的线材12b具有形成有多个环状的槽124的圆柱状的形状。如该图所示,在本实施方式中,多个槽124沿线材12b的长度方向以实际均等的间隔配置,但并不特别限定于此。本实施方式中的线材12b例如通过对线材实施切削加工、加压加工、压延加工而形成。

这样,在本实施方式中,在线材12b形成有槽124,因而如图12所示,该线材12b的外表面121沿线材12b的长度方向局部地具有凹部122。即,在本实施方式中,关于线材12b,在沿该线材12b的长度方向剖切的情况下,具有在其外表面121局部地具有凹部122的剖面形状。此外,图12是沿着线材12b的长度方向剖切的情况下的剖视图。

另外,在本实施方式中,在线材12b形成有槽124,因此,如图11的(a)以及图11的(b)所示,长度方向上的一个位置(例如图10的xia-xia线)处的截面积与长度方向上的其他位置(例如图10的xib-xib线)处的截面积不同。另外,在本实施方式中,在线材12b形成有槽124,因此,如图11的(a)以及图11的(b)所示,长度方向上的一个位置(例如图10的xia-xia线)处的剖面形状与长度方向上的其他位置(例如图10的xib-xib线)处的剖面形状不同。此外,图11的(a)以及图11的(b)是沿着实际与线材12b的长度方向正交的方向剖切的情况下的剖视图。

这样,在本实施方式中,与第一实施方式同样,线材12b的外表面121沿着该线材12b的长度方向局部地具有凹部122。由此,在线材12b的表面流动的液体介质与凹部122碰撞并被搅拌而产生强制对流,液体介质的流动成为紊流。因此,能够提高线材12b与液体介质之间的热传递率,因此能够获得较宽的温度跨度。

此外,线材的形状并不特别限定于上述形状。例如,如图13的(a)所示,线材12ba可以具有形成有螺旋状的槽124的圆柱状的形状。该螺旋状的槽124的延伸方向包括该线材12ba的周向的分量。或者,如图13的(b)所示,线材12bb可以具有具备沿周向局部地形成的多个槽124的圆柱状的形状。

或者,如图13的(c)所示,线材12bc可以具有形成有多个环状的壁125的圆柱状的形状。或者,如图13的(d)所示,线材12bd可以具有形成有螺旋状的壁125的圆柱状的形状。该螺旋状的壁125的延伸方向包括该线材12bd的周向的分量。或者,如图13的(e)所示,线材12be可以具有具备沿周向局部地形成的多个壁125的圆柱状的形状。

此外,以上说明了的实施方式只不过是为了容易理解本发明而记载的,并不是为了限定本发明而记载的。因而,上述实施方式中公开的各要素也包括隶属于本发明的技术范围的全部设计变更、等同物。

上述磁热泵装置的结构只是一个例子,也可以将本发明所涉及的热交换器应用于amr(activemagneticrefrigerataion:主动磁致冷)方式的其他磁热泵装置。

例如,磁热泵装置可以具备:一个mcm热交换器;磁场变更单元,对该mcm施加磁场,并且变更磁场的大小;第一外部热交换器以及第二外部热交换器,分别经由配管与mcm热交换器连接;流体供给单元,与磁场变更单元的动作联动并从mcm热交换器向第一外部热交换器或第二外部热交换器供给流体。另外,在上述实施方式中,使用旋转泵70以及切换阀90来切换液体介质的流通方向,但代替旋转泵70以及切换阀90,也可以使用往复泵。

另外,在上述实施方式中,对将磁热泵装置应用于家庭用或汽车等的空调装置的例子进行了说明,但并不特别限定于此。例如,也可以通过选定具有与用途对应的适当的居里温度的mcm而将本发明所涉及的磁热泵装置应用于冷冻机那样的极低温度区域下的用途或某种程度的高温区域下的用途。

另外,在本实施方式中,第一mcm热交换器10以及第二mcm热交换器20具有相同的结构,但并不特别局限于此,它们可以具有不同的结构。例如,在第一mcm热交换器10以及第二mcm热交换器20之间可以使用不同线径的线材。另外,线材的扭转间距可以彼此不同。

另外,在本实施方式中,mcm热交换器由单一的集合体构成,但并不特别局限于此,也可以构成为沿该mcm热交换器的延伸方向并列设置多个集合体。在该情况下,多个集合体可以彼此具有相同的结构,也可以具有不同的结构。

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