磁热效应。表现出这样的磁热效应的典型材料可以是钆(Gd)。钆(Gd)是具有原子序数344的元素，其温度在磁场内增加并且在磁场外降低。钆和铒(Er)的合金以及钆、硅(Si)和锗(Ge)的合金表现出较高的磁热效应。此外，锰铁化合物(MnFe)或镧铁化合物(LaFe)可以被用作磁热材料。磁热材料被处理为填充磁蓄冷器210中的通孔(未示出)的颗粒或纤维的形式。这样的颗粒或纤维型磁热材料具有足够的间隙，使得热传递流体可以穿过磁蓄冷器210中的通孔(未示出)。
[0071 ]此外，磁蓄冷器210中的通孔(未示出)连接到传输管11。
[0072]磁蓄冷器210往复运动或旋转以交替地进入或离开由磁场产生构件(未示出)产生的磁场B。在磁蓄冷器210的往复运动期间，磁场B形成在与磁蓄冷器210的往复运动方向垂直的方向上。在磁蓄冷器210的旋转期间，磁场B形成在磁蓄冷器210的径向方向上。
[0073]在下文中，为了便于理解，将描述磁蓄冷器210的往复运动作为一示例。
[0074]如图1所示，磁蓄冷器210可以包括第一磁蓄冷器210-1和第二磁蓄冷器210-2。当第一磁蓄冷器210-1进入磁场B时，如图1 (a)所示，第二磁蓄冷器210-2离开磁场B。结果，在磁场B内的第一磁蓄冷器210-1被磁化，在磁场B外的第二磁蓄冷器210-2被去磁。另一方面，当第一磁蓄冷器210-1离开磁场B时，如图1(b)所示，第二磁蓄冷器210-2进入磁场B。结果，在磁场B外的第一磁蓄冷器210-1被去磁，在磁场B内的第二磁蓄冷器210-2被磁化。
[0075]此外，在第一磁蓄冷器210-1和第二磁蓄冷器210-2的重复磁化和去磁期间，第一磁蓄冷器210-1和第二磁蓄冷器210-2重复地发热和吸热。具体地，在被磁化时，第一磁蓄冷器210-1或第二磁蓄冷器210-2向热传递流体散发热。另一方面，在被去磁时，第一磁蓄冷器210-1或第二磁蓄冷器210-2从热传递流体吸收热。
[0076]将参考图3描述在磁蓄冷器210和热传递流体之间的热交换。在没有产生磁场B的状态下，磁蓄冷器210保持去磁。在磁蓄冷器210的去磁期间，磁蓄冷器210中的磁偶极子如图3(a)所示地不规则布置。
[0077]随后，当磁蓄冷器210进入磁场B并且通过磁场B被磁化时，磁蓄冷器210中的磁偶极子在磁场B的方向上规则地布置，如图3(b)所示。磁蓄冷器210发射与去磁状态下的内能和磁化状态下的内能之间的差相应的能量作为热能。结果，如图3(b)所示，磁蓄冷器210的温度增加。
[0078]换言之，当在磁蓄冷器210的磁化期间磁蓄冷器210接触热传递流体时，如图3(c)所示，磁蓄冷器210传递热能到热传递流体。结果，热传递流体的温度增高。
[0079]随后，当磁蓄冷器210离开磁场B并且被去磁时，磁蓄冷器210中的磁偶极子不规则地布置，如图3(d)所示。磁蓄冷器210吸收与去磁状态下的内能和磁化状态下的内能之间的差相应的能量作为热能。结果，如图3(d)所示，磁蓄冷器210的温度降低。
[0080]换言之，当在磁蓄冷器210的去磁期间磁蓄冷器210接触热传递流体时，如图3(a)所示，磁蓄冷器210从热传递流体吸收热能。结果，热传递流体的温度降低。
[0081]以这种方式，磁蓄冷器210在磁蓄冷器210被磁场B磁化的同时传递热能到热传递流体，并且在磁蓄冷器210被去磁的同时从热传递流体吸收热能。
[0082]在图1中，当第一磁蓄冷器210-1进入由磁场产生构件(未示出)产生的磁场B以传递热能到热传递流体时，第二磁蓄冷器210-2离开磁场B以从热传递流体吸收热能。另一方面，当第一磁蓄冷器210-1离开磁场B以从热传递流体吸收热能时，第二磁蓄冷器210-2进入磁场B以传递热能到热传递流体。以这种方式，第一和第二磁蓄冷器210交替地进入和离开磁场B以传递热能到热传递流体或从热传递流体吸收热能。
[0083]当来自驱动单元130的驱动电流被供给到线圈220时，线圈220产生根据磁蓄冷构件200的位置而变化的磁场。磁蓄冷构件200根据变化的磁场和由磁场产生构件(未示出)产生的磁场B之间的交互作用而移动。也就是，线圈220使磁蓄冷构件200往复运动或旋转，使得磁蓄冷器210进入或离开磁场B。
[0084]在下文中，往复运动以进入或离开磁场的磁蓄冷构件将被称为往复运动型磁蓄冷构件，包括往复运动型磁蓄冷构件的磁性热交换器将被称为往复运动型磁性热交换器。另一方面，在顺时针方向或逆时针方向上绕轴旋转以进入或离开磁场的磁蓄冷构件将被称为旋转型磁蓄冷构件，包括旋转型磁蓄冷构件的磁性热交换器将被称为旋转型磁性热交换器。
[0085]位置检测单元110检测磁蓄冷构件200的位置。位置检测单元110的形式可以根据磁蓄冷构件200的形式而变化。例如，在往复运动型磁蓄冷构件中，磁蓄冷器的位置可以利用线性编码器被检测，该线性编码器包括发射光的光发射单元(未示出)、接收由光发射单元(未示出)发射的光的光接收单元(未示出)、以及具有沿着往复运动型磁蓄冷器的往复运动路线以预定间距布置的缝的板(未示出)。另一方面，在旋转型磁蓄冷构件中，磁蓄冷器的位置可以利用旋转编码器被检测，该旋转编码器包括发射光的光发射单元(未示出)、接收由光发射单元(未示出)发射的光的光接收单元(未示出)、以及具有沿着旋转型磁蓄冷器旋转的圆周方向以预定间距布置的缝的板(未示出)。
[0086]驱动单元130可以包括H-桥接电路。在其中磁蓄冷构件200包括多个线圈220的情形下，驱动单元130可以包括将驱动电流供给到各线圈220的多个H-桥接电路。
[0087]如图4所示，H-桥接电路包括四个开关Ql、Q2、Q3和Q4。第一开关Ql和第三开关Q3在直流电源Vcc和地gnd之间彼此串联连接。第二开关Q2和第四开关Q4也在直流电源Vcc和地gnd之间彼此串联连接。在第一节点NI和第二节点N2之间提供线圈L，其中线圈L是线圈220的一部分，其中在第一节点NI处第一开关Ql和第三开关Q3彼此串联连接，在第二节点N2处第二开关Q2和第四开关Q4彼此串联连接。
[0088]将参考图5描述H-桥接电路的操作。串联连接的开关Ql和Q3的其中之一以及串联连接的开关Q2和Q4的其中之一被导通，使得电流流入线圈L。例如，当第一开关Ql和第四开关Q4如图5(a)所示地导通时，在图4中电流向右流入线圈L。另一方面，当第二开关Q2和第三开关Q3如图5(b)所示地导通时，在图4中电流向左流入线圈L。也就是，电流可以根据所述四个开关Q1、Q2、Q3和Q4的开/关而在正向方向(向右)或反向方向(向左)上流入线圈L，并且线圈L可以根据电流的流动方向产生具有相反方向的磁场。
[0089]控制器120基于由位置检测单元110检测的磁蓄冷构件200的位置而控制驱动单元130的H-桥接电路，以控制供给到磁蓄冷构件200的线圈220的驱动电流。例如，在往复运动型磁蓄冷构件中，控制器120控制供给到磁蓄冷构件200的线圈220的驱动电流，使得磁蓄冷器210重复地进入和离开磁场B。另一方面，在旋转型磁蓄冷构件中，控制器120控制供给到磁蓄冷构件200的线圈220的驱动电流，使得磁蓄冷器210绕所述轴旋转。
[0090]此外，控制器120可以包括脉宽调制电路(未示出)以调节通过驱动单元130供给到磁蓄冷构件200的线圈220的驱动电流的大小。例如，在其中驱动电流在正向方向上(向右)被供给到线圈L(见图4)的情形下，第四开关Q4(见图4)保持断开并且第一开关Ql(见图4)被重复地导通和断开以调节流入线圈L(见图4)的驱动电流的大小。具体地，当第一开关Ql(见图4)的导通时间增加时，流入线圈L的驱动电流的大小可以增大。另一方面，当第一开关Ql(见图4)的断开时间增加时，流入线圈L的驱动电流的大小可以减小。控制器120可以利用这样的脉宽调制电路(未示出)控制驱动单元130以将正弦驱动电流供给到磁蓄冷构件200的线圈220。
[0091]通道转换构件150转换穿过设置在磁蓄冷器210中的通孔(未示出)的热传递材料的通道。通道转换构件150包括第一通道转换阀150-1和第二通道转换阀150-2，该第一通道转换阀150-1转换被释放到低温侧热交换器23或者从低温侧热交换器23引入的热传递材料的通道，第二通道转换阀150-2转换被释放到高温侧热交换器13或从高温侧热交换器13引入的热传递材料的通道。
[0092]第一通道转换阀150-1和低温侧热交换器23可以被集成或第二通道转换阀150-2和高温侧热交换器13可以被集成以最小化通道上的热损失。例如，当第一通道转换阀150-1和低温侧热交换器23被集成时，在穿过去磁的磁蓄冷器时被冷却的热传递材料在低温侧热交换器23处与外部流体(储存室中的空气、室内空气等)交换热而不穿过传输管，由此提高磁冷却装置I的冷却效率。另一方面，当第二通道转换阀150-2和高温侧热交换器13被集成时，在穿过磁化的磁蓄冷器时被加热的热传递材料在高温侧热交换器13处与外部流体(室内空气等)交换热而不穿过传输管，由此提高磁冷却装置I的加热效率。
[0093]在以下的描述中，为了便于理解，假设第一通道转换阀150-1和低温侧热交换器23被集成。
[0094]热传递材料如下流动。从栗25传送的热传递材料通过第二通道转换阀150-2被引入去磁的磁蓄冷器(图1(a)中的第二磁蓄冷器210-2或图1(b)中的第一磁蓄冷器210-1)。在热传递材料穿过去磁的磁蓄冷器时，去磁的磁蓄冷器从热传递材料吸收热能。结果，热传递材料被冷却。冷却的热传递材料通过第一通道转换阀150-1被引入低温侧热交换器23。在穿过低温侧热交换器23时，热传递材料从低温单元L吸收热能。从低温单元L吸收了热能的热传递材料通过第一通道转换阀150-1被引入磁化的磁蓄冷器(图1(a)中的第一磁蓄冷器210-1或图1(b)中的第二磁蓄冷器210-2)。在热传递材料穿过磁化的磁蓄冷器时，磁化的磁蓄冷器发出热能到热传递材料。结果，热传递材料被加热。被加热的热传递材料通过第二通道转换阀150-2被引入高温侧热交换器13。在穿过高温侧热交换器13时，热传递材料发出热能到高温单元H。
[0095]总之，磁冷却装置I将热能从低温单元L传递到高温单元H以冷却低温单元L并加热高温单元H。在其中磁冷却装置I被应用于冰箱的情形下，低温侧热交换器23可以设置在冰箱的储藏室中而高温侧热交换器13可以设置在冰箱外部以冷却冰箱的储藏室。另一方面，在其中磁冷却装置I应用于空调的情形下，低温侧热交换器23可以设置在室内而高温侧热交换器13可以设置在室外以冷却室内空气。
[0096]在下文中，将进一步详细描述磁蓄冷构件的操作。
[0097]图6是显示根据实施方式的往复运动型磁性热交换器的视图，图7是沿图6的线A-A’截取的视图。
[0098]参考图6和7，往复运动型磁性热交换器10a包括往复运动型磁蓄冷构件200a、产生垂直于往复运动型磁蓄冷构件200a的磁场B的磁场产生构件141a和142a、以及转换热传递材料的通道的往复运动型通道转换构件(未示出)。
[00"] 磁场产生构件141a和142a分别包括平行设置的第一永磁体和第二永磁体。第一永磁体和第二永磁体设置为使得在往复运动型磁蓄冷构件200a设置在其间的状态下不同的极性彼此相对。
[0100]往复运动型磁蓄冷构件200a包括在垂直于磁场B的方向上平行设置的第一磁蓄冷器211和第二磁蓄冷器212。第一线圈221和第二线圈222分别设置在第一磁蓄冷器211和第二磁蓄冷器212外部。第一磁蓄冷器211和第二磁蓄冷器212是平行的。
[0101]在往复运动型磁蓄冷构件200a中，第一磁蓄冷器211、第二磁蓄冷器212、第一线圈221和第二线圈222被集成以在垂直于由磁场产生构件141a和142a产生的磁场B的方向上往复运动。
[0102]图8a和Sb是示出根据实施方式的往复运动型磁蓄冷构件的往复运动的视图。
[0103]参考图8(a)，顺时针驱动电流流入第一线圈22