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公開番号2024051553
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-11
出願番号2022157778
出願日2022-09-30
発明の名称固体冷凍装置
出願人ダイキン工業株式会社
代理人弁理士法人前田特許事務所
主分類F25B 21/00 20060101AFI20240404BHJP(冷凍または冷却;加熱と冷凍との組み合わせシステム;ヒートポンプシステム;氷の製造または貯蔵;気体の液化または固体化)
要約【課題】固体冷媒物質が収容される熱交換ブロックを回転駆動させる固体冷凍装置において、簡単な流路構造で熱媒体の漏れを抑制する。
【解決手段】熱媒体回路(C)では、複数の熱交換ブロック(10)の内部流路(13A,13B)と、第1熱交換器(21)及び第2熱交換器(22)のそれぞれとが接続される。複数の熱交換ブロック(10)の回転は、環状に配列された複数の熱交換ブロック(10)を所定の角度範囲で往復させるスイング運動である。熱媒体回路(C)の少なくとも1箇所にねじれ吸収部(31,32,33,34)が設けられる。ねじれ吸収部(31,32,33,34)が変形することによって、スイング運動による熱媒体回路(C)のねじれを吸収する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
固体冷媒物質（12）と、熱媒体が当該固体冷媒物質（12）と熱交換して流れる内部流路（13A,13B）とをそれぞれ有し、環状に配列された複数の熱交換ブロック（10）と、
前記複数の熱交換ブロック（10）内の前記固体冷媒物質（12）に力場を印加する少なくとも１つの力場印加部（15）と、
前記複数の熱交換ブロック（10）によって形成された環（5）の中心を軸にして、前記複数の熱交換ブロック（10）を回転させて、前記複数の熱交換ブロック（10）と前記力場印加部（15）とを相対的に回転運動させることにより、前記複数の熱交換ブロック（10）内の前記固体冷媒物質（12）に力場変動を付与する力場変調部（16）と、
第１熱交換器（21）と、
第２熱交換器（22）と、
前記複数の熱交換ブロック（10）のそれぞれの前記内部流路（13A,13B）と、前記第１熱交換器（21）及び前記第２熱交換器（22）のそれぞれとが接続される熱媒体回路（C）と
を備え、
前記複数の熱交換ブロック（10）の回転は、環状に配列された前記複数の熱交換ブロック（10）を所定の角度範囲で往復させるスイング運動であり、
前記熱媒体回路（C）の少なくとも１箇所にねじれ吸収部（31,32,33,34）が設けられ、前記ねじれ吸収部（31,32,33,34）が変形することによって、前記スイング運動による前記熱媒体回路（C）のねじれを吸収する、
固体冷凍装置。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
請求項１の固体冷凍装置において、
前記内部流路（13A,13B）と前記第１熱交換器（21）との間の前記熱媒体回路（C）は、
前記複数の熱交換ブロック（10）のぞれぞれの前記内部流路（13A,13B）と接続する複数の第１流路（51,53）と、
前記第１熱交換器（21）に接続する第１集約流路（61,62）と、
前記複数の第１流路（51,53）及び前記第１集約流路（61,62）にぞれぞれ接続し、前記複数の第１流路（51,53）に流れる前記熱媒体を前記第１集約流路（61,62）に集約するか、又は前記第１集約流路（61,62）に流れる前記熱媒体を前記複数の第１流路（51,53）に分配する第１流路分配部（71,72）とを備え、
前記内部流路（13A,13B）と前記第２熱交換器（22）との間の前記熱媒体回路（C）は、
前記複数の熱交換ブロック（10）のそれぞれの前記内部流路（13A,13B）と接続する複数の第２流路（52,54）と、
前記第２熱交換器（22）に接続する第２集約流路（63,64）と、
前記複数の第２流路（52,54）及び前記第２集約流路（63,64）にぞれぞれ接続し、前記複数の第２流路（52,54）に流れる前記熱媒体を前記第２集約流路（63,64）に集約するか、又は前記第２集約流路（63,64）に流れる前記熱媒体を前記複数の第２流路（52,54）に分配する第２流路分配部（73,74）とを備え、
前記第１流路分配部（71,72）及び前記第２流路分配部（73,74）のうちの少なくとも一方の流路分配部（71,72,73,74）は固定され、
前記少なくとも一方の流路分配部（71,72,73,74）と接続する前記複数の第１流路（51,53）又は前記複数の第２流路（52,54）に前記ねじれ吸収部（31,32）が配置される、
固体冷凍装置。
【請求項３】
請求項１の固体冷凍装置において、
前記内部流路（13A,13B）と前記第１熱交換器（21）との間の前記熱媒体回路（C）は、
前記複数の熱交換ブロック（10）のぞれぞれの前記内部流路（13A,13B）と接続する複数の第１流路（51,53）と、
前記第１熱交換器（21）に接続する第１集約流路（61,62）と、
前記複数の第１流路（51,53）及び前記第１集約流路（61,62）にぞれぞれ接続し、前記複数の第１流路（51,53）に流れる前記熱媒体を前記第１集約流路（61,62）に集約するか、又は前記第１集約流路（61,62）に流れる前記熱媒体を前記複数の第１流路（51,53）に分配する第１流路分配部（71,72）とを備え、
前記内部流路（13A,13B）と前記第２熱交換器（22）との間の前記熱媒体回路（C）は、
前記複数の熱交換ブロック（10）のそれぞれの前記内部流路（13A,13B）と接続する複数の第２流路（52,54）と、
前記第２熱交換器（22）に接続する第２集約流路（63,64）と、
前記複数の第２流路（52,54）及び前記第２集約流路（63,64）にぞれぞれ接続し、前記複数の第２流路（52,54）に流れる前記熱媒体を前記第２集約流路（63,64）に集約するか、又は前記第２集約流路（63,64）に流れる前記熱媒体を前記複数の第２流路（52,54）に分配する第２流路分配部（73,74）とを備え、
前記第１流路分配部（71,72）及び前記第２流路分配部（73,74）のうちの少なくとも一方の流路分配部（71,72,73,74）は、前記複数の熱交換ブロック（10）と同期して前記スイング運動を行い、
前記少なくとも一方の流路分配部（71,72,73,74）と接続する前記第１集約流路（61,62）又は前記第２集約流路（63,64）に前記ねじれ吸収部（33,34）が配置される、
固体冷凍装置。
【請求項４】
請求項１～３のいずれか１項の固体冷凍装置において、
前記固体冷媒物質（12）は、磁気作業物質（12）であり、
前記力場印加部（15）は、前記磁気作業物質（12）に磁場を印加する磁場印加部（15）であり、
前記力場変調部（16）は、前記磁気作業物質（12）に磁場変動を付与する磁場変調部（16）である、
固体冷凍装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、固体冷凍装置に関するものである。
続きを表示（約 3,400 文字）【背景技術】
【０００２】
従来より、磁気熱量効果を利用して冷熱及び温熱を作り出す磁気冷凍装置が知られている。特許文献１には、磁気熱量効果を有する磁気作業物質を用いた磁気ヒートポンプ装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開２０１６－０３８７９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の磁気ヒートポンプ装置では、磁力源に対して磁気熱量素子を回転させることにより、磁気熱量素子に印加される磁場を変調させている。このため、磁気熱量素子に接続される熱媒体の流路も回転してしまうため、流路構造が複雑になって熱媒体が漏れるリスクが高くなる。
【０００５】
本開示の目的は、固体冷媒物質が収容される熱交換ブロックを回転駆動させる固体冷凍装置において、簡単な流路構造で熱媒体の漏れを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の第１の態様は、複数の熱交換ブロック（10）と、少なくとも１つの力場印加部（15）と、力場変調部（16）と、第１熱交換器（21）と、第２熱交換器（22）と、熱媒体回路（C）とを備える固体冷凍装置である。前記複数の熱交換ブロック（10）はそれぞれ、固体冷媒物質（12）と、熱媒体が当該固体冷媒物質（12）と熱交換して流れる内部流路（13A,13B）とを有する。前記複数の熱交換ブロック（10）は環状に配列される。前記力場印加部（15）は、前記複数の熱交換ブロック（10）内の前記固体冷媒物質（12）に力場を印加する。力場変調部（16）は、前記複数の熱交換ブロック（10）によって形成された環（5）の中心を軸にして、前記複数の熱交換ブロック（10）を回転させて、前記複数の熱交換ブロック（10）と前記力場印加部（15）とを相対的に回転運動させることにより、前記複数の熱交換ブロック（10）内の前記固体冷媒物質（12）に力場変動を付与する。前記熱媒体回路（C）では、前記複数の熱交換ブロック（10）のそれぞれの前記内部流路（13A,13B）と、前記第１熱交換器（21）及び前記第２熱交換器（22）のそれぞれとが接続される。前記複数の熱交換ブロック（10）の回転は、環状に配列された前記複数の熱交換ブロック（10）を所定の角度範囲で往復させるスイング運動である。前記熱媒体回路（C）の少なくとも１箇所にねじれ吸収部（31,32,33,34）が設けられる。前記ねじれ吸収部（31,32,33,34）が変形することによって、前記スイング運動による前記熱媒体回路（C）のねじれを吸収する。
【０００７】
第１の態様では、固体冷媒物質（12）が収容される熱交換ブロック（10）のスイング運動に起因する熱媒体回路（C）のねじれを、ねじれ吸収部（31,32,33,34）の変形によって吸収することができる。このため、回転部分と固定部分との間に配置するシール機構を削減した簡単な流路構造で熱媒体の漏れを抑制することができる。
【０００８】
本開示の第２の態様は、前記第１の態様において、前記内部流路（13A,13B）と前記第１熱交換器（21）との間の前記熱媒体回路（C）は、複数の第１流路（51,53）と、第１集約流路（61,62）と、第１流路分配部（71,72）とを備える。前記複数の第１流路（51,53）は、前記複数の熱交換ブロック（10）のぞれぞれの前記内部流路（13A,13B）と接続する。前記第１集約流路（61,62）は、前記第１熱交換器（21）に接続する。前記第１流路分配部（71,72）は、前記複数の第１流路（51,53）及び前記第１集約流路（61,62）にぞれぞれ接続する。前記第１流路分配部（71,72）は、前記複数の第１流路（51,53）に流れる前記熱媒体を前記第１集約流路（61,62）に集約するか、又は前記第１集約流路（61,62）に流れる前記熱媒体を前記複数の第１流路（51,53）に分配する。また、前記内部流路（13A,13B）と前記第２熱交換器（22）との間の前記熱媒体回路（C）は、複数の第２流路（52,54）と、第２集約流路（63,64）と、第２流路分配部（73,74）とを備える。前記複数の第２流路（52,54）は、前記複数の熱交換ブロック（10）のそれぞれの前記内部流路（13A,13B）と接続する。前記第２集約流路（63,64）は、前記第２熱交換器（22）に接続する。前記第２流路分配部（73,74）は、前記複数の第２流路（52,54）及び前記第２集約流路（63,64）にぞれぞれ接続する。前記第２流路分配部（73,74）は、前記複数の第２流路（52,54）に流れる前記熱媒体を前記第２集約流路（63,64）に集約するか、又は前記第２集約流路（63,64）に流れる前記熱媒体を前記複数の第２流路（52,54）に分配する。前記第１流路分配部（71,72）及び前記第２流路分配部（73,74）のうちの少なくとも一方の流路分配部（71,72,73,74）は固定される。前記少なくとも一方の流路分配部（71,72,73,74）と接続する前記複数の第１流路（51,53）又は前記複数の第２流路（52,54）に前記ねじれ吸収部（31,32）が配置される。
【０００９】
第２の態様では、固定された流路分配部（71,72,73,74）と接続する第１流路（51,53）又は第２流路（52,54）にねじれ吸収部（31,32）が配置されるため、熱交換ブロック（10）のスイング運動と共に第１流路（51,53）又は第２流路（52,54）が回転しても、第１流路（51,53）又は第２流路（52,54）に生じるねじれを吸収することができる。
【００１０】
本開示の第３の態様は、前記第１又は第２の態様において、前記内部流路（13A,13B）と前記第１熱交換器（21）との間の前記熱媒体回路（C）は、複数の第１流路（51,53）と、第１集約流路（61,62）と、第１流路分配部（71,72）とを備える。前記複数の第１流路（51,53）は、前記複数の熱交換ブロック（10）のぞれぞれの前記内部流路（13A,13B）と接続する。前記第１集約流路（61,62）は、前記第１熱交換器（21）に接続する。前記第１流路分配部（71,72）は、前記複数の第１流路（51,53）及び前記第１集約流路（61,62）にぞれぞれ接続する。前記第１流路分配部（71,72）は、前記複数の第１流路（51,53）に流れる前記熱媒体を前記第１集約流路（61,62）に集約するか、又は前記第１集約流路（61,62）に流れる前記熱媒体を前記複数の第１流路（51,53）に分配する。また、前記内部流路（13A,13B）と前記第２熱交換器（22）との間の前記熱媒体回路（C）は、複数の第２流路（52,54）と、第２集約流路（63,64）と、第２流路分配部（73,74）とを備える。前記複数の第２流路（52,54）は、前記複数の熱交換ブロック（10）のそれぞれの前記内部流路（13A,13B）と接続する。前記第２集約流路（63,64）は、前記第２熱交換器（22）に接続する。前記第２流路分配部（73,74）は、前記複数の第２流路（52,54）及び前記第２集約流路（63,64）にぞれぞれ接続する。前記第２流路分配部（73,74）は、前記複数の第２流路（52,54）に流れる前記熱媒体を前記第２集約流路（63,64）に集約するか、又は前記第２集約流路（63,64）に流れる前記熱媒体を前記複数の第２流路（52,54）に分配する。前記第１流路分配部（71,72）及び前記第２流路分配部（73,74）のうちの少なくとも一方の流路分配部（71,72,73,74）は、前記複数の熱交換ブロック（10）と同期して前記スイング運動を行う。前記少なくとも一方の流路分配部（71,72,73,74）と接続する前記第１集約流路（61,62）又は前記第２集約流路（63,64）に前記ねじれ吸収部（33,34）が配置される。
（【００１１】以降は省略されています）

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