Магнитный тепловой насос Советский патент 1981 года по МПК F25B21/00 

t

Изобретение относится к энергомашиностроению, а именно к конструкциям тепловых насосов, холодильных устройств, работакнцих на основе использования магнетокалорического эффекта.

Во всех известных тепловых насосах, работающих на основе использования магнетокалорического эффекта, магнитокалорический эффект реализуется либо за счет циклической работы электромагнита, либо за счет движения рабочего тела-магнетика, относительно постоянного.магнита. При этом для осуществления теплообмена между рабочим телом и теплоносителями, рабочее тело выполняется в виде некоторой конструкции из магнетика с постоянным относительным расположением элементов (пластин, проволочек и т.п через которые прокачиваются теплоносители.

Известен магнитный тепловой насос который характеризуется непрерывным процессом получения холода и предназначен для работы в широком температурном диапазоне при условии соответствующего подбора рабочего тела и теплоносителей, в котором йагнетокалорический эффект реализуемся в

.процессе равномерного вращательного движения рабочего тела и теплоносителя, расположенных в двух теплоизоляционных резервуарах: внутреннем и внешнем, относительно системы из двух постоянных магнитов. Рабочее тело : выполнено в виде пористого обода колеса. В процессе движения рабочего тела относительно магнитов во внутрен10нем резервуаре с намагничивающим магнитом теплоноситель нагревается, в то время как во внешнем резервуаре с основным магнитом теплоноситель охлаждается 1 .

15

К недостаткам известного ,насоса следует отнести конструктивную и технологическую сложность изготовления колеса (рабочего тела), необходимость создания системы уплотнений.

20

Известен также магнитный тепловой насос, содержащий замкнутые рабочий канал, образованный каналами для подвода и отвода теплоносителей, с размещенным в нем рабочим телом-магнети5ком, выполненным в виде порошка, и зоны высокой и низкой напряженности магнитного поля 2.

Недостатком данного насоса является низкая эффективность перекачива30

ния тепла, обусловленная перетечками теплоносителей.

Цель изобретения - повышение эффективности перекачивания тепла.

Цель достигается тем, что известный магнитный тепловой насос, содержащий зоны высокой и низкой напряженности магнитного поля, замкнутый рабочий канал, образованный каналами для подвода и отвода теплоносителей, с размещенным в нем рабочим теломмагнетиком, выполненным в виде порош«а, снабжен индуктором, задающим циркуляцию рабочего тела.

На чертеже изображен предлагамый магнитный тепловой насос.

Магнитный тепловой насос содержит замкнутый ра&очий канал 1, изготовленный из немагнитного материала/ в котором размещено порошкообразное рабочее тело 2. Постоянный магнит 3 выполнен охватывающим участок замкнутого рабочего канала между каналами 4 и 5, по которым прокачивается теплоноситель, отбирающий тепло рабочего тела 2. Охлаждаемый теплоноситель прокачивается по каналам 6 и 7. Каналы 4 и 6 являются входньоми, 5 и 7 - выходными. Циркуляция порошкообразного рабочего тела осуществляется индуктором 8. Для предотвращения провала рабочего тела в магистрали теплоносителей в каналах 4 и 6 уставовлены сетки 9. На патрубках выходных каналов 5 и 7 установлены специальные устройства - магнитные замки 10, препятствующие износу рабочего тела. Внутреннюю поверхность рабочего покрывают фторопластом 11 для умен шения износа порошкообразного рабочэго тела. Дня загрузки рабочего тела предусмотрен люк 12, для выгрузки люк 13.

Из данных насосов практически целесообразно создавать каскады, последовательно соединяя каналы для подвода 4 и 6 и отвода 5 и 7 теплоносителей.

Работает насос следующим образом.

Рабочее тело 2 поступает в зону эффективного теплообмена, расположенную на участке замкнутого рабочего капала 1 между каналами 4 и 5, в которой, увлекаемое теплоносителем,движется в возрастающем, а затем в постоянном поле постоянного магнита 3.

Намагничиваясь в зоне эффективного теплообмена при относительном движении дисперсной и непрерывной фаз,происходящего в режиме движущегося слоя рабочее тело отдает тепло теплоносителю, который покидает рабочий канал 1 через канал 5.Рабочее тело поступает в следующюю зону эффективного теплообмена, расположенную между каналами 6 и 7, в которой размагничиваясь, охлаждает аналогичным образом другой теплоноситель, который прокачивается через каналы 6 и 7. Циркуляция рабочего тела на участках рабочего канала, образованного каналами для подвода и отвода теплоносителей, обусловлена действием сил гидродинамического напора, тяжести и,электромагнитной индукции. Движение рабочего тела по рабочему каналу на участках между каналами подвода и отвода теплоносителей обусловлено, в основном, силами электромагнитной индукции, что уменьшает перетечки теплоносителей, т.е. повышается эффективность перекачивания тепла. Применение предлагаемого насоса обеспечивает также более широк:1е возможности по регулированию холодопроиэводительности.

Формула изобретения

Магнитный тепловой насос, содержащий зоны высокой и низкой напряженности магнитного поля, замкнутый рабочий канал, образованный каналами, для подвода и отвода теплоносителей, с размещенным в нем рабочим телом - магнетиком, выполненным в виде порошка, отличающий с я тем, что, с целью повышения эффективности перекачивания тепла, он снабжен индуктором, задающим цирк ляцию рабочего тела.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США 1 4033734, кл.62-3, опублик. 1978. .

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2734651/23-25,

кл. F 25 В 21/00, 23.03.79 (прототип) .

Ш