一种蓄冷床及具有其的磁制冷机的制作方法

本发明属于温室磁制冷技术领域，具体涉及一种蓄冷床及具有其的磁制冷机。

背景技术：

磁制冷技术是一种基于磁热效应的新型制冷技术，而磁热效应是指磁热材料在磁场增强或减弱时放热或吸热的物理现象。当磁场给磁热材料加磁时，磁热材料磁熵变低，放出热量；去掉磁场时，磁热材料磁熵变高，吸收热量。磁制冷就是利用磁热效应的现象可以实现制冷的目的。

根据磁制冷机机的发展，以其运动方式可以分为静止式、往复式和旋转式。静止式磁制冷机的磁体和磁工质床是静止的，没有运动机构使得系统比较简单，但由于静止式的磁场采用的是电磁体，若要产生高强的磁场就需要比较大的绕组线圈，使得制冷机体积较为庞大，另外绕组的散热也是需要额外的冷却装置，使得静止式磁制冷机无法走向商业化。往复式磁制冷机相对而言结构比较简单，只需要磁工质床和磁体相对直线往复运动，以此来实现加磁和去磁的效果，流路也比较简单，这种方式虽然易实现，但运行频率低、制冷效率不高。

旋转式磁制冷机因其结构紧凑、运行频率高、制冷效果好而成了研究的重点。

蓄冷床(磁工质床)作为室温磁制冷机的关键部件，它的主要作用是把磁工质封装在小盒中，传热流体进入小盒与磁工质换热后再从出口流出，对于往复式磁制冷机，蓄冷床一般为长方体或圆柱体，比如专利cn104457017a；对于旋转式磁制冷机，蓄冷床一般是环形体或筒状体，比如专利cn101118103a和cn101788207a。目前蓄冷床内磁工质形貌主要分为穿孔板、平行板、线状和颗粒填充床。

使用颗粒填充床，会使磁工质与流体换热面积更加大，但是颗粒填充在蓄冷床中容易被流体带走，因此必须增加滤网结构。增加了滤网结构后，滤网网孔必须使用直径比颗粒小，比流体分子直径大的结构形式，才能保证流体能够通过而颗粒不能通过(如图1)。此种情况下，很容易出现颗粒堵住滤网上的过孔，反而导致流体阻力变得特别大，流体流通不顺畅，换热不够充分的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：1、颗粒填充式蓄冷床上，颗粒堵孔造成流体阻力大的问题；2、在颗粒填充式蓄冷床内颗粒阻挡流体，流体无法形成一条畅通的流道，而造成流体阻力大，或造成流体无法流通的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种蓄冷床，包括蓄冷床体，蓄冷床体内设置有若干过滤网，相邻过滤网之间的空间设置有颗粒状磁工质，蓄冷床体的一侧设置有蓄冷床进口，另一侧设置有蓄冷床出口，流体从蓄冷床进口流入，从蓄冷床出口流出，所述蓄冷床体的上部和/或下部可被控制为具有磁性或不具有磁性，所述颗粒状磁工质具有未填满空间的特性。

更进一步地，所述蓄冷床体的上部设置有上盖，所述蓄冷床体的下部设置有底盖，所述蓄冷床体、上盖和底盖共同围设成一密封空间，所述上盖和底盖可被控制为具有磁性或不具有磁性。

更进一步地，所述蓄冷床进口的高度高于所述蓄冷床出口的高度。

更进一步地，所述过滤网具有过孔，所述过孔的孔径比颗粒状磁工质的颗粒小而比流体分子直径大。

更进一步地，所述上盖和底盖为可以控制其电磁性通断的电磁体结构。

更进一步地，在上盖和底盖不具磁性时，所述颗粒状磁工质处于无序填充状态。

更进一步地，当流体需要灌满蓄冷床时，底盖具有磁性，颗粒状磁工质被吸引至底部，在蓄冷床进口和蓄冷床出口之间形成靠近上盖的通道。

更进一步地，当蓄冷床内的流体需要排出时，上盖具有磁性，颗粒状磁工质被吸在上盖处，蓄冷床进口和蓄冷床出口之间形成靠近底盖的通道。

本发明还提供一种磁制冷机，包括上述的蓄冷床。

本发明具有如下益效果：

本发明蓄冷床，既能够使颗粒式磁工质与流体充分换热，又不会造成滤网孔堵塞或磁工质堵塞流体的问题，更能够提供一条畅通无阻的通道给流体流动，提高流体流动及换热效果。

附图说明

图1是现有颗粒填充式蓄冷床的结构示意图。

图2是本发明蓄冷床的爆炸结构图。

图3是本发明蓄冷床的剖视图。

图4是流体灌入蓄冷床的状态图。

图5是加、去磁状态下的蓄冷床状态图。

图6是流体排出时的蓄冷床状态图。

图中标记：1-蓄冷床；11-蓄冷床进口；12-蓄冷床出口；2-过滤网；3-颗粒状磁工质；4-上盖；5-底盖。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

为了解决颗粒状磁工质堵孔导致流体流通不畅的问题，本发明提供一种蓄冷床，包括蓄冷床体，蓄冷床体内设置有若干过滤网，相邻过滤网之间的空间设置有颗粒状磁工质，蓄冷床体的一侧设置有蓄冷床进口，另一侧设置有蓄冷床出口，流体从蓄冷床进口流入，从蓄冷床出口流出，所述蓄冷床体的上部和/或下部可被控制为具有磁性或不具有磁性，所述颗粒状磁工质具有未填满空间的特性。

采用本发明蓄冷床，既能够使流体与颗粒状磁工质充分换热，又能使流体流通顺畅，大大减小流体阻力，实现高效换热及高效流动。

本发明的蓄冷床能够应用于磁制冷机中。

实施例一

本实施例提供一种如图2和3所示的蓄冷床，包括蓄冷床体1，蓄冷床体1内放置有过滤网2，颗粒状磁工质3放置在相邻过滤网2之间的空间内。蓄冷床体1的一侧设置有蓄冷床进口11，另一侧设置有蓄冷床出口12，流体从蓄冷床进口11流入，从蓄冷床出口12流出，所述蓄冷床体1的上部和下部可被控制为具有磁性或不具有磁性，所述颗粒状磁工质3具有未填满空间的特性。

为了使蓄冷床体1的上部和下部可被控制为具有磁性或不具有磁性，本发明采用一种优选结构，即蓄冷床体1的上部设置上盖4，蓄冷床体1的下部设置底盖5，蓄冷床体1、上盖4和底盖5共同围设成一密封空间，上盖4和底盖5可被控制为具有磁性或不具有磁性。作为一种优选，所述上盖4和底盖5可以是电磁体结构，可以控制该电磁体结构电磁性的通断。

为了便于流体在蓄冷床中的流动，所述蓄冷床进口11的高度高于所述蓄冷床出口12的高度。

为了保证流体能够通过过滤网，而磁工质不可以通过，所述过滤网2上的过孔的孔径比颗粒状磁工质3的颗粒小而比流体分子直径大。

本发明蓄冷床的具体工作过程如下所述。

图3为本发明蓄冷床剖视图，所述的磁工质并未填满至每一个空间，图中所示的仅表示为磁工质具有未填满空间的特性，实际上在上底盖没有磁性时，磁工质处于无序填充状态。

本发明的蓄冷床的主要优点在于能够控制内部磁工质的运动，避免磁工质处于无序运动状态，并且流体压力方向为进口流至出口，若磁工质处于完全自由无序运动的状态下，则及其容易出现磁工质堵上过滤网上的孔的状态，导致流体流通不畅或造成堵塞状态。因此，在能够控制磁工质的运动，即可避免上述问题的出现，距离控制方式如下所述。

如图4，当流体需要灌满蓄冷床时，使底盖5具有电磁性，此时磁工质被吸引至底部，流体在进口与出口之间即可形成一道畅通无阻的通道，如图4中的箭头所示的通道。并且流体灌满蓄冷床后，流体在重力作用下能够完全地渗入到磁工质内部。

如图5，当蓄冷床处于加磁或去磁时，上盖4和底盖5处于无磁性状态，此时磁工质处于无序运动状态，此种状态下由于磁工质处于自由无约束态，使其与流体能够以更好地接触，使流体与磁工质得到充分的热量交换吗，提高热交换效率。

如图6，当蓄冷床完成了加磁或去磁，需要将蓄冷床内的流体排出时，使上盖4具有磁性，将磁工质吸在上盖上方，并且还能够利用重力的作用，使得蓄冷床内的流体能够充分排出，减少热滞(因为加磁后流体会变热，或去磁后流体会变冷，经过加磁或去磁的流体应当尽可能多地排出蓄冷床，进行换热，不应该留在蓄冷床内，所述的热滞即是残留在蓄冷床内的热量或冷量)。由于重力的作用，流体从磁工质上落下，并且由于磁工质已经被吸上顶部，使蓄冷床底部形成了畅通无阻的通道，如图6中的箭头所示，因此蓄冷床内的冷流体或热流体可以尽快地排出去。

本发明通过控制磁工质的运动，真正解决了磁工质堵孔问题，提供了畅通无阻的流体流动通道，使流体在蓄冷床内流通阻力小，并且能够有效地减小热滞。解决了颗粒状磁工质蓄冷床的流体流动或换热的瓶颈问题。

综上所述，本发明蓄冷床的上盖和底盖具有能够吸引磁工质的物体或结构，并且能够控制此物体或结构的吸引力。磁工质非100％填满蓄冷床，留下一部分的空间，通过上底盖(电磁体)的磁性控制，磁工质在蓄冷床内受到磁性而能够向上或向下运动，未填满的空间即形成没有颗粒堵塞的畅通的流路。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。