专利摘要

本发明提供一种磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置，包括磁制冷组件、扭转制冷组件以及连接所述磁制冷组件与所述扭转制冷组件的控制阀组件；所述控制阀组件包括并排排列的第一管路与第二管路，所述第一管路上设置有第一控制阀与第一换热器，所述第二管路上设置有第二控制阀；通过控制第一控制阀与所述第二控制阀的关闭与开启，使得所述磁制冷组件与所述扭转制冷组件耦合并持续制冷。

权利要求

1.一种磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置，其特征在于，包括磁制冷组件、扭转制冷组件以及连接所述磁制冷组件与所述扭转制冷组件的控制阀组件；所述控制阀组件包括并排排列的第一管路与第二管路，所述第一管路上设置有第一控制阀与第一换热器，所述第二管路上设置有第二控制阀；通过控制第一控制阀与所述第二控制阀的关闭与开启，使得所述磁制冷组件与所述扭转制冷组件耦合并持续制冷。

2.如权利要求1所述的磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置，其特征在于：所述磁制冷组件包括磁回热器、套于所述磁回热器上的内磁体以及套于所述内磁体上的外磁体，其中所述磁回热器、所述内磁体及所述外磁体同轴设置；所述磁回热器的两端分别设置有第一连接端与第二连接端，所述第一管路与所述第二管路的一端均与所述第一连接端固定连接并连通。

3.如权利要求2所述的磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置，其特征在于：还包括第三管路，所述第三管路的一端与所述第二连接端固定连接并连通；所述第三管路上设置有第二换热器与第一泵体，所述第一泵体设置于所述第三管路远离所述第二连接端的一端，所述第二换热器设置于所述第二连接端与所述第一泵体之间。

4.如权利要求2所述的磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置，其特征在于：所述扭转制冷组件包括扭转制冷管以及收容于所述扭转制冷管中的扭转制冷材料；所述扭转制冷管的两端分别设置有第三连接端与第四连接端，所述第一管路与所述第二管路远离所述第一连接端的一端均与所述第三连接端固定连接并连通。

5.如权利要求4所述的磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置，其特征在于：还包括第四管路，所述第四管路一端与所述第四连接端固定连接并连通；所述第四管路上设置有第三换热器与第二泵体，所述第二泵体设置于所述第四管路远离所述第四连接端的一端，所述第三换热器设置于所述第四连接端与所述第二泵体之间。

6.如权利要求5所述的磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置，其特征在于：还包括传动组件，所述传动组件包括第一驱动组件与第二驱动组件；所述第一驱动组件与所述内磁体固定连接进而带动所述内磁体转动；所述第二驱动组件与所述扭转制冷材料一端固定连接进而使得所述扭转制冷材料加捻或者解捻。

7.如权利要求6所述的磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置，其特征在于：所述第一驱动组件包括传动件及与所述传动件同轴设置并固定连接的转轴，所述传动件远离所述转轴的一端与所述内磁体固定连接，所述转轴带动所述传动件转动进而带动所述内磁体转动；所述第二驱动组件包括曲柄连杆结构、固定于所述曲柄连杆结构一端的转杆以及套于所述转杆上的动密封结构与滚动轴承；所述动密封结构固定于所述扭转制冷管的一端，所述滚动轴承收容并固定于所述扭转制冷管中并靠近所述动密封结构，所述扭转制冷材料的两端分别与收容于所述滚动轴承中的连杆、远离所述动密封结构的扭转制冷管一端固定连接。

8.如权利要求7所述的磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置，其特征在于：所述曲柄连杆结构远离所述转杆的一端与所述转轴转动连接；所述磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置还包括驱动电机，所述驱动电机与所述转轴固定连接并带动所述转轴转动，进而带动所述第一驱动组件与所述第二驱动组件同步运动。

9.如权利要求5所述的磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置，其特征在于：还包括导杆，所述导杆分别与所述第一泵体及所述第二泵体连接，进而使得所述第一泵体及所述第二泵体的活塞相位匹配。

10.根据权利要求8所述的一种磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置，其特征在于：所述扭转制冷材料为镍钛合金丝、橡胶中的一种。

说明书

技术领域

本申请涉及制冷领域，尤指一种磁制冷与扭转制冷耦合的制冷循环装置。

背景技术

磁热效应是一种变化磁场下磁性材料磁矩有序度发生变化而导致的热现象。在磁性材料被磁化时，磁矩有序度增加，磁熵减小，温度上升，向外界放出热量；退磁时，磁性材料磁矩有序度减少，磁熵增加，温度下降，自外界吸收热量。相比传统蒸汽压缩式制冷技术，磁制冷技术就是一种基于磁热效应的固态制冷方式，采用水等环保介质作为传热流体，具有零温室气体排放、零臭氧派发等特点。

扭转制冷通过反复加捻和解捻某些特定扭转制冷材料，如镍钛合金丝、橡胶、鱼线等材料，采用水等环保介质作为传热流体，可以实现制冷。与磁制冷一样，这种制冷方式也具有零温室气体排放、零臭氧派发等特点。

尽管这两种制冷方式均有较高的理论制冷效率，但目前均未在工程应用上实现，实际效率低，难以商业应用。如果能将二者结合起来，提高效率，这可提高应用前景。目前，在制冷方式耦合方面，都是根据不同制冷方式提供相应传动系统，不同制冷方式的传动系统没有实现耦合，存在资源浪费。

鉴于此，实有必要提供一种新的磁制冷与扭转制冷耦合的制冷循环装置。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种能耗低、制冷效率高且制冷效果好的磁制冷与扭转制冷耦合的制冷循环装置。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置，包括磁制冷组件、扭转制冷组件以及连接所述磁制冷组件与所述扭转制冷组件的控制阀组件；所述控制阀组件包括并排排列的第一管路与第二管路，所述第一管路上设置有第一控制阀与第一换热器，所述第二管路上设置有第二控制阀；通过控制第一控制阀与所述第二控制阀的关闭与开启，使得所述磁制冷组件与所述扭转制冷组件耦合并持续制冷。

优选的，所述磁制冷组件包括磁回热器、套于所述磁回热器上的内磁体以及套于所述内磁体上的外磁体，其中所述磁回热器、所述内磁体及所述外磁体同轴设置；所述磁回热器的两端分别设置有第一连接端与第二连接端，所述第一管路与所述第二管路的一端均与所述第一连接端固定连接并连通。

优选的，所述磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置还包括第三管路，所述第三管路的一端与所述第二连接端固定连接并连通；所述第三管路上设置有第二换热器与第一泵体，所述第一泵体设置于所述第三管路远离所述第二连接端的一端，所述第二换热器设置于所述第二连接端与所述第一泵体之间。

优选的，所述扭转制冷组件包括扭转制冷管以及收容于所述扭转制冷管中的扭转制冷材料；所述扭转制冷管的两端分别设置有第三连接端与第四连接端，所述第一管路与所述第二管路远离所述第一连接端的一端均与所述第三连接端固定连接并连通。

优选的，所述磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置还包括第四管路，所述第四管路一端与所述第四连接端固定连接并连通；所述第四管路上设置有第三换热器与第二泵体，所述第二泵体设置于所述第四管路远离所述第四连接端的一端，所述第三换热器设置于所述第四连接端与所述第二泵体之间。

优选的，所述磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置还包括传动组件，所述传动组件包括第一驱动组件与第二驱动组件；所述第一驱动组件与所述内磁体固定连接进而带动所述内磁体转动；所述第二驱动组件与所述扭转制冷材料一端固定连接进而使得所述扭转制冷材料加捻或者解捻。

优选的，所述第一驱动组件包括传动件及与所述传动件同轴设置并固定连接的转轴，所述传动件远离所述转轴的一端与所述内磁体固定连接，所述转轴带动所述传动件转动进而带动所述内磁体转动；所述第二驱动组件包括曲柄连杆结构、固定于所述曲柄连杆结构一端的转杆以及套于所述转杆上的动密封结构与滚动轴承；所述动密封结构固定于所述扭转制冷管的一端，所述滚动轴承收容并固定于所述扭转制冷管中并靠近所述动密封结构，所述扭转制冷材料的两端分别与收容于所述滚动轴承中的连杆、远离所述动密封结构的扭转制冷管一端固定连接。

优选的，所述曲柄连杆结构远离所述转杆的一端与所述转轴转动连接；所述磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置还包括驱动电机，所述驱动电机与所述转轴固定连接并带动所述转轴转动，进而带动所述第一驱动组件与所述第二驱动组件同步运动。

优选的，所述磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置还包括导杆(图未示)，所述导杆分别与所述第一泵体及所述第二泵体连接，进而使得所述第一泵体及所述第二泵体的活塞相位匹配。

优选的，所述扭转制冷材料为镍钛合金丝、橡胶中的一种。

所述磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置通过所述磁制冷组件与所述扭转制冷组件耦合，使传热介质在第三管路、磁制冷组件、控制阀组件、扭转制冷组件及所述第四管路中往复流动，传递冷量与热量。相较于现有技术，所述磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置具有以下有益效果：一、保留了单一制冷系统环保的特点，不产生温室效应和臭氧层破坏；二、制冷量和制冷温跨相较于单一的磁制冷和扭转制冷得到提升；三、能够弥补磁制冷工质缺失的制冷温区；四、能够提高制冷效率，拓展两种制冷方式应用前景；五、实现制冷方式的传动系统耦合，一套电机系统驱动两套制冷系统，相对于一套电机系统控制一套制冷系统，具有降低能耗、节约成本的效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请的磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置的结构示意图；

图2为图1所示的磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置中磁制冷组件与第三管路的结构示意图；

图3为图1所示的磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置中扭转制冷组件与第四管路的结构示意图；

图4为图1所示的磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置中控制阀组件的结构示意图；

图5为图1所示的磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置中传动组件与驱动电机配合的结构示意图；

主要机构符号说明

磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置100；磁制冷组件10；磁回热器11；第一连接端111；第二连接端112；磁热工质113；内磁体12；外磁体13；扭转制冷组件20；扭转制冷管21；扭转制冷材料22；第三连接端211；第四连接端212；控制阀组件30；第一控制阀311；第一换热器312；第一管路31；第二管路32；第二控制阀321；第三管路40；第二换热器41；第一泵体42；第四管路50；第三换热器51；第二泵体52；传动组件60；第一驱动组件61；第二驱动组件62；传动件611；转轴612；曲柄连杆结构621；转杆622；动密封结构623；滚动轴承624；驱动电机70。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参照图1，本发明提供一种磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置，包括磁制冷组件10、扭转制冷组件20以及连接所述磁制冷组件10与所述扭转制冷组件20的控制阀组件30。所述控制阀组件30包括并排排列的第一管路31与第二管路32，所述第一管路31上设置有第一控制阀311与第一换热器312，所述第二管路32上设置有第二控制阀321。通过控制第一控制阀311与所述第二控制阀321的关闭与开启，使得所述磁制冷组件10与所述扭转制冷组件20耦合并持续制冷。

在实施例一中，首先控制所述第一控制阀311开启，所述第二控制阀321关闭，传热介质自所述磁制冷组件10经所述第一管路31流向所述扭转制冷组件20。具体的，传热介质吸收处于励磁状态的磁制冷组件10中的热量后温度升高，经所述第一换热器312与外界进行热交换后温度降低后进入所述扭转制冷组件20中；传热介质进入处于加捻状态的扭转制冷组件20中并吸收所述扭转制冷组件20中的热量。

然后，控制所述第一控制阀311关闭，所述第二控制阀321开启，传热介质自所述扭转制冷组件20经所述第二管路32流向所述磁制冷组件10。具体的，传热介质的热量被处于解捻状态的扭转制冷组件20吸收温度降低，经所述第二管路32直接进入所述磁制冷组件10中，传热介质的热量被处于去磁状态的磁制冷组件10吸热后温度再次降低。通过磁制冷与扭转制冷耦合设计，制冷量实现叠加。上述过程往复运行，实现所述磁制冷与扭转制冷耦合的制冷循环装置100的持续制冷。

在实施例二中，首先控制所述第一控制阀311开启，所述第二控制阀321关闭，传热介质自所述扭转制冷组件20经所述第一管路31流向所述磁制冷组件10。具体的，传热介质吸收处于加捻状态的扭转制冷组件20的热量后温度升高，经所述第一管路31中的第一换热器312与外界进行热交换后温度降低后进入所述磁制冷组件10中，传热介质进入处于励磁状态的磁制冷组件10中并吸收所述磁制冷组件10的热量。

然后，控制所述第一控制阀311关闭，所述第二控制阀321开启，传热介质自所述磁制冷组件10经所述第二管道32流向所述扭转制冷组件20中。具体的，传热介质中的热量被处于去磁状态的磁制冷组件10吸收后温度降低，经所述第二管路32后进入所述扭转制冷组件20中，传热介质的热量再次被处于解捻状态的扭转制冷组件20吸收后温度再次降低。通过磁制冷与扭转制冷耦合设计，制冷量实现叠加。上述过程往复运行，实现磁制冷与扭转制冷耦合的制冷循环装置的持续制冷。

具体的，所述磁制冷组件10包括磁回热器11、套于所述磁回热器11上的内磁体12以及套于所述内磁体12上的外磁体13，其中所述磁回热器11、所述内磁体12及所述外磁体13同轴设置。所述磁回热器11的两端分别设置有第一连接端111与第二连接端112，所述第一管路31与所述第二管路32的一端均与所述第一连接端111固定连接并连通。传热介质收容于所述磁回热器11中并经所述第一连接端111与所述第一管路31、所述第二管路32连通。

此外，所述磁回热器11还包括磁热工质113，通过对所述磁热工质113励磁或者去磁，实现对收容于所述磁回热器11中传热介质的加热或者降温。

所述的磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置100还包括第三管路40，所述第三管路40的一端与所述第二连接端112固定连接并连通。所述第三管路40上设置有第二换热器41与第一泵体42，所述第一泵体42设置于所述第三管路40远离所述第二连接端112的一端，所述第二换热器41设置于所述第二连接端112与所述第一泵体42之间。经所述磁制冷组件10降温的传热介质流入所述第二换热器41中，将产生的冷量传入需要制冷的环境中，此时所述第二换热器41为低温端。或者将所述磁制冷组件10加热的传热介质流入第二换热器41中与周围的环境进行热交换，此时所述第二换热器41为高温端。所述第一泵体42用于使传热介质自所述磁制冷组件10流向所述扭转制冷组件20中。

所述扭转制冷组件20包括扭转制冷管21以及收容于所述扭转制冷管21中的扭转制冷材料22。所述扭转制冷管21的两端分别设置有第三连接端211与第四连接端212，所述第一管路31与所述第二管路32远离所述第一连接端111的一端均与所述第三连接端211固定连接并连通。所述扭转制冷管21通过所述第三连接端211与所述第一管路31、所述第二管路32连通。本实施方式中，所述扭转制冷材料22为镍钛合金丝、橡胶中的一种。

所述磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置100还包括第四管路50，所述第四管路50一端与所述第四连接端212固定连接并连通。所述第四管路50上设置有第三换热器51与第二泵体52，所述第二泵体52设置于所述第四管路50远离所述第四连接端212的一端，所述第三换热器51设置于所述第四连接端212与所述第二泵体52之间。经所述扭转制冷组件20降温的传热介质流入所述第三换热器51中，将产生的冷量传入需要制冷的环境中，此时所述第三换热器51为低温端。或者将所述扭转制冷组件20加热的传热介质流入第三换热器51中与周围的环境进行热交换，此时所述第三换热器51为高温端。所述第二泵体52用于使传热介质自所述扭转制冷组件20流向所述磁制冷组件10中。

所述第一泵体42与所述第二泵体52分别与所述磁制冷组件10与所述扭转制冷组件20连接，使得传热介质在所述第二换热器41、所述磁制冷组件10、所述控制阀组件30、所述扭转制冷组件20及所述第三换热器51中往复运动，进而实现制冷量的叠加。

具体的，所述磁热工质113与所述扭转制冷材料22优选为匹配温区，即所述扭转制冷材料降温后的温度在所述磁热工质113的居里点附近。通过所述磁热工质113与所述扭转制冷材料22的匹配选择，使所述扭转制冷材料22将冷量传递给传热介质，传热介质将冷量传递至所述磁热工质113。由于传热介质的冷量温度在所述磁热工质113的居里点温度附近，所以磁热工质113的磁热效应显著，产生更多冷量。本实施例中，所述磁热工质113为钆，通过调节控制扭转制冷的加解捻程度或者流体流量，使得传热流体通过扭转制冷后流体温度为298k，使得传热流体进入磁制冷组件10时的温度与所述磁热工质的居里温度点293k相差5k的最优温差，在其居里点温度附近，磁热效应显著，产生更多制冷量。

所述磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置100还包括传动组件60，所述传动组件60包括第一驱动组件61与第二驱动组件62。所述第一驱动组件61与所述内磁体12固定连接进而带动所述内磁体12转动，进而实现所述磁热工质113的励磁与去磁。所述第二驱动组件32与所述扭转制冷材料22一端固定连接进而使得所述扭转制冷材料22加捻或者解捻。

本实施方式中，所述第一驱动组件61包括传动件611及与所述传动件611同轴设置并固定连接的转轴612，所述传动件611远离所述转轴612的一端与所述内磁体12固定连接，所述转轴612带动所述传动件611转动进而带动所述内磁体12转动。所述第二驱动组件62包括曲柄连杆结构621、固定于所述曲柄连杆结构621一端的转杆622以及套于所述转杆622上的动密封结构623与滚动轴承624。所述动密封结构623固定于所述扭转制冷管21的一端，所述滚动轴承624收容并固定于所述扭转制冷管21中并靠近所述动密封结构623，所述扭转制冷材料22的两端分别与收容于所述滚动轴承624中的连杆622、远离所述动密封结构623的扭转制冷管21一端固定连接。所述曲柄连杆机构621带动所述转杆622转动，进而带动固定于所述转杆622上的扭转制冷材料22加捻或者解捻。所述转动轴承624用于约束所述转杆622，使所述转杆622相对所述扭转制冷管21同轴转动。所述动密封结构623用于密封所述扭转制冷管21，防止所述扭转制冷管21中的传热介质泄露。

进一步的，所述曲柄连杆结构621远离所述转杆622的一端与所述转轴612转动连接。所述磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置100还包括驱动电机70，所述驱动电机70与所述转轴612固定连接并带动所述转轴612转动，进而带动所述第一驱动组件61与所述第二驱动组件62同步运动。1个驱动电机70同时对所述第一驱动组件61与所述第二驱动组件62动力输出，便于所述第一驱动组件61与所述第二驱动组件62匹配运转，实现所述磁热工质113励磁和所述扭转制冷材料22加捻的工作时序相匹配，所述磁热工质113去磁和所述扭转制冷材料22解捻的工作时序相匹配。

所述磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置100还包括导杆(图未示)，所述导杆分别与所述第一泵体42及所述第二泵体52连接，进而使得所述第一泵体42及所述第二泵体52的活塞相位匹配。

所述磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置100通过所述磁制冷组件10与所述扭转制冷组件20耦合，使传热介质在第三管路40、磁制冷组件10、控制阀组件30、扭转制冷组件20及所述第四管路50中往复流动，传递冷量与热量。相较于现有技术，所述磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置100具有以下有益效果：一、保留了单一制冷系统环保的特点，不产生温室效应和臭氧层破坏。二、制冷量和制冷温跨相较于单一的磁制冷和扭转制冷得到提升。三、能够弥补磁制冷工质缺失的制冷温区。四、能够提高制冷效率，拓展两种制冷方式应用前景。五、实现制冷方式的传动系统耦合，一套电机系统驱动两套制冷系统，相对于一套电机系统控制一套制冷系统，具有降低能耗、节约成本的效果。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

磁制冷与扭转制冷耦合制冷循环装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。