Роторный магнитный рефрижератор

СООЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 бб 882 5 821/ 51) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТ К АВТОРСКО(54) РОТОРНЫЙ МАГНИТНЫЙ РЕФРИЖЕРАТОР(57) Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для производства холода в области криогенных температур, Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение эксплуатационной надежности, а также повышение эффективности теплообмена и термодинамической эффективности. Теплог-А обменник нагрузки выполнен в виде корпуса 5 рефрижератора и жестко связан с размещенным в нем колесом 1 с воэможностью вращения совместно с последним. Причем между корпусом 5 и колесом 1 выполнен кольцевой зазор, образующий канал 6 для прохода холодного потока теплоносителя, а газораспределительное устройство выполнено в полости вала 8 в виде втулки 9 с отверстиями 10. В стенке вала выполнены отверстия 12, которые служат для подвода и отвода теплоносителя. Корпус 5 выполнен иэ высокотеплопроводного материала и имеет полые ребра 15, внутри которых размещены выступающие части перегородок.Ребра 15 могут быть выполнены в виде лопастей вентилятора. Теплоноситель, прохо-дя через размагничивающиеся секции колеса 1, охлаждается и затем, поступая в канал 6, охлаждает среду-теплоотдатчик, 5 з.п. ф-лы, 2 ил,30 числу сегментов, Контур циркуляции теплоносителя включает насос 13 и теплообмен-,45ник 14 для отвода теплоты намагничивания,50 55 Изобретение относится к криогенной технике и может быть использовано для производства холода в области криогенных температур.Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение эксплуатационной надежности, а также повышение эффективности теплообмена и термодинамической эффективности.На фиг.1 показан роторный магнитный рефрижератор, поперечный. разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг,1.Роторный магнитный рефрижератор включает вращающееся колесо 1, выполненное в виде насаженных друг на друга колец 2 из пористого рабочего вещества, обладающего магнитокалорическим эффектом, магнит 3, охватывающий часть колеса ,1. Кольца 2 выполнены из различных материалов с постепенно понижающейся температурой Кюри от центра к периФерии). Колесо 1 разделено на сегменты непроницаемыми теплоизолирующими перегородками 4 и жестко установлено в герметичном корпусе 5. Между цилиндрическими частями колеса 1 и корпуса 5 имеется зазор, образующий канал 6 для прохода холодного потока теплоносителя, Торцовые поверхности корпуса 5 выполнены иэ теплоизолирующего материала или имеют вакуумную изоляцию и плотно без зазора охватывают колесо 1, На наружную цилиндрическую поверхность колеса 1 нанесено пористое газопроницаемое теплоизолирующее покрытие 7. Колесо 1 в корпусе 5 жестко насажено на вал 8. Вал выполнен полым, в нем установлена неподвижная втулка 9 с отверстиями 10, к которым подсоединены патрубки 11 для подвода и отвода теплого потока теплоносителя. В стенке вала 8 выполнены радиальные отверстия 12 для подвода и отвода теплоносителя в каждый сегмент колеса 1. Число отверстий 12 соответствует Наружная цилиндрическая часть корпуса 5 выполнена иэ высокотеплопроводного материала, например из меди, и имеет полые ребра 15, в эти ребра входят выступающие концы перегородок 4, Ребра 15 могут быть выполнены в виде лопастей вентилятора, Рабочее колесо 1 в корпусе 5 помещено в среду-теплоотдатчик 16.Рефрижератор работает следующим образом.Колесо 1 вращается по часовой стрелке. Сегменты рабочего вещества последовательно проходят зону высокого магнитного поля магнита 3. где, намагничиваясь, выде 5 10 15 20 25 ляют тепло, Теплоноситель циркулирует через рабочее вещество в радиальном направлении, Теплый газ подается через отверстие 10 втулки 9 и отверстие 12 а валу 8 в размагничивающийся сегмент колеса 1. Газ движется в этом сегменте через рабочее вещество от центра к периферии, охлаждается за счет теплообмена с рабочим веществом и понижает свою температуру. Далее он движется в кольцевом канале 6 и воспринимает полезную тепловую нагрузку за счет теплообмена со средой-теплоотдатчиком 16 через наружную цилиндрическую стенку корпуса 5. Затем подогретый теплоноситель вновь поступает в колесо 1 в сегменте, находящемся в зоне намагничивания. Он движется через поры рабочего вещества от периферии к центру и, отбирая теплоту намагничивания от рабочего вещества, еще более нагревается. Затем тепло- носитель выводится из колеса 1 через отверстия 12 в валу 8, канал отверстия 10 во втулке 9 и патрубок 11, поступает на всас насоса 13, прокачивается через теплообменник 14, где отдает теплоту намагничивания и охлаждается, после чего вновь поступает в колесо 1 в зону размагничивания. Формула изобретения 1. Роторный магнитный рефрижератор, содержащий корпус с вращающимся колесом, которое жестко насажено на вал и выполнено из рабочего вещества, обладающего магнитокалорическим эффектом, в виде насаженных друг на друга коаксиальных колец с радиальными каналами для прохода теплого и холодного потоков теплоносителя и разделенных на сегменты непроницаемыми теплоизолирующими перегородками, магнит, охватывающий часть колеса, газо- распределительное устройство для подвода и отвода теплоносителя и теплообменник нагрузки, контактирующий со средой-теплоотдатчиком, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения эксплуатационной надежности, теплообменник нагрузки выполнен в виде корпуса рефрижератора и жестко связан с размещенным в нем колесом с возможностью вращения совместно с последним, причем между корпусом и наружной поверхностью колеса выполнен кольцевой зазор для прохода холодного потока теплоносителя, а газораспределительное устройство для подвода и отвода теплоносителя установлено в центральной части корпуса.2. Рефрижератор по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности теплообмена, корпус выпол1668829 полыми, а внутри них размещены выступающие части перегородок с зазором относительно вершин ребер. Составитель В. ДобротворцевРедактор Н. Рогулич Техред М,Моргентал Коррек алий Заказ 2648 Тираж ЗЯ Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 Пр нен из высокотеплопроводного материала и снабжен ребрами.3. Рефрижератор по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения термодинамической эффективности, на на ружную цилиндрическую поверхность колеса нанесено газопроницаемое теплоизолирующее покрытие, а торцовые поверхности корпуса теплоизолированы,4. Рефрижератор по п.2, о т л и ч а ю - 10 щи й с я тем, что ребра на наружной цилиндрической поверхности корпуса выполнены 5. Рефрижератор по пп,2 и 4, о т л и ч аю щ и й с я тем, чтр ребра на наружной цилиндрической части корпуса выполнены в аиде лопастей вентилятора.6. Рефрижератор по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что вал выполнен полым и газораспределительное устройство установлено в его полости.