Рабочее тело магнитной холодильной машины Советский патент 1992 года по МПК F25B21/00 

Изобретение относится к холодильной технике и может быть использовано при конструировании магнитных холодильных машин.

Известно рабочее тело магнитной холодильной машины, использующее магнито- калорический эффект (МКЭ) в изотропном ферромагнетике 1.

Однако такое тело имеет малую величину МКЭ, так как наклон изоэнтропы (ДТ/А 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 трудного намагничивания, которое может быть реализовано вращением ферромагнетика в однородном магнитном поле 2.

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.

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

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

Рабочее тело представляет собой набор 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 от О до л:/2 над ним совершается работа на

&

1

Јь

CN

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 охлаждению рабочего тела и забиранию тепла от источника 4. При повороте рабочего тела на угол от V - я/2 до р - л ситуация противоположная, и выделившееся тепло передается теплообменнику 5. Далее цикл повторяется.

Пример. Были приготовлены пленки

о

никеля толщиной 1000-3000 А. Подложками являлись пластинки слюды и оксида магния. Измерения температуры проводились при намагничивании с помощью пленочных термодатчиков из диоксида ванадия, наноси0

5

мых 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 поле- вая 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, отличающееся тем, что, с целью снижения энергозатрат, оно выполнено в виде многослойной структуры с магнитной поверхностной анизотропией каждого из слоев.

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.

1

фиг.1

Фиг2

0.9 OS 0.1

0.6

L W

a:

Э.1

fO 20 3O 40 50 60

-O.i

-az

-03

Фиъ.Ъ

М

4

fOO tiO /120 /30 /40 У50 /60 (70 Ј0

Цуф

(О

Ј

Т

Г-M- J

Nj

о