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用于家用制冷器具的磁制冷装置及家用制冷器具

文献发布时间:2024-04-18 19:58:26


用于家用制冷器具的磁制冷装置及家用制冷器具

技术领域

本发明涉及家用电器领域,尤其是涉及一种用于家用制冷器具的磁制冷装置以及一种家用制冷器具。

背景技术

如今,随着人们生活水平的提高,制冷器具已走入千家万户,例如冰箱、酒柜等等。目前主流的制冷方式是机械式蒸汽压缩循环制冷。这种制冷技术不仅能耗大,而且其采用的制冷剂会破坏大气层上空的臭氧环境,而现在的替代工质有很大的温室效应指数和燃爆性,不但制冷效率不高,而且严重地影响到能源的利用和人类的生存环境。

近年来,磁制冷技术因其理论效率高、无污染、无噪音、安全可靠等优点而备受瞩目。磁制冷技术不需要使用导致大气臭氧层破坏和加剧全球变暖的制冷剂,而是基于磁工质的磁热效应来实现制冷,即磁工质在被磁化时温度升高并在被去磁时温度降低。

在现有的磁制冷装置中,旋转式磁制冷装置具有结构紧凑、运行频率高、制冷效果好的优势。旋转式磁制冷装置通过磁场与磁工质床之间的相对转动使磁工质承受变化的磁场,从而使磁工质周期性地发生磁热反应。换热流体在与磁工质床中与磁工质进行热交换,并且被加热和冷却,然后相应地被泵送至热端换热器和冷端换热器。换热流体的流动与磁场和磁工质床之间的相对转动相互配合,从而实现持续制冷。然而,为了引导换热流体的循环流动,磁制冷装置往往具有流体流路复杂、结构不紧凑、换热流体易发生混流、存在较多的未参与制冷循环的滞留的换热流体、制冷效率低等问题。

发明内容

本发明的实施例的目的是提供一种改进的用于家用制冷器具的磁制冷装置以及一种相应的家用制冷器具,以克服上述现有技术的缺陷中的至少一者。

根据本发明的第一方面,本发明的实施例提供了一种用于家用制冷器具的磁制冷装置,其中,所述磁制冷装置包括:磁工质床,其布置成能够绕纵向轴线转动,所述磁工质床形成有在纵向轴线的方向上贯通的多个流体通道,并且包括能够与流体通道内的换热流体进行热交换的磁工质;磁场组件,其设置成能够相对于纵向轴线在第一角度范围内向磁工质床施加磁场,并在不同于第一角度范围的第二角度范围内使磁工质床去磁;以及至少一个阀组件。每个阀组件包括:动阀,其运动耦合地连接至磁工质床的纵向端部,动阀形成有第一动阀通道和第二动阀通道,其中,在动阀的朝向磁工质床的内侧,第一动阀通道和第二动阀通道通向流体通道,在动阀的背向磁工质床的外侧,第一动阀通道和第二动阀通道分别相对于纵向轴线在彼此不交叠的第一径向位置和第二径向位置敞开;以及静阀,其以可相对转动的方式连接至动阀的外侧,静阀形成有第一静阀通道和第二静阀通道,第一静阀通道在第一径向位置处通向第一角度范围内的第一动阀通道并将其连通至第一开口,第二静阀通道在第二径向位置处通向第二角度范围内的第二动阀通道并将其连通至第二开口。

通过上述阀组件,可引导换热流体经由第一开口、第一静阀通道、第一动阀通道流入或流出磁工质床的位于第一角度范围内的流体通道,换热流体在此被加热;同时引导换热流体经由第二动阀通道、第二静阀通道、第二开口流出或流入磁工质床的位于第二角度范围内的流体通道,换热流体在此被冷却。由于第一动阀通道和第二动阀通道分别在彼此不交叠的第一径向位置和第二径向位置敞开,并且第一静阀通道在第一径向位置处通向第一角度范围内的第一动阀通道,第二静阀通道在第二径向位置处通向第二角度范围内的第二动阀通道,因此,可防止换热流体在第一角度范围与第二角度范围的交界处发生混流。这种阀组件结构紧凑,体积小。特别是,在防止换热流体出现混流的同时,可使流经磁工质床的尽可能多的、甚至是所有的流体通道都被阀组件连接至第一开口或第二开口,从而减少被滞留而无法参与制冷循环的换热流体的量。由此,可提高制冷效率。

根据本发明的一个可选实施例,磁工质床与动阀连接成使得所述多个流体通道中的每一个都在所述纵向端部处通向至少一个第一动阀通道和至少一个第二动阀通道。由此,可确保每个流体通道内的换热流体都能够根据制冷循环的需要被引导至相应的第一开口或第二开口。

根据本发明的一个可选实施例,通向任一个第一动阀通道的流体通道的数量不多于一个;和/或通向任一个第二动阀通道的流体通道的数量不多于一个。这有助于防止发生在磁工质床内被加热的换热流体与被冷却的换热流体发生混流。

根据本发明的一个可选实施例,第一动阀通道和第二动阀通道在围绕纵向轴线的圆周方向上交替地布置。这种布置方式使得动阀结构简单且容易制造。

根据本发明的一个可选实施例,第一动阀通道和第二动阀通道中的至少一者相对于纵向轴线倾斜地延伸。这种结构既能够实现第一动阀通道和第二动阀通道在动阀的外侧分别在不同的径向位置处敞开,又能使得第一动阀通道和第二动阀通道易于加工。

根据本发明的一个可选实施例,第一动阀通道和第二动阀通道平行于纵向轴线延伸,第一动阀通道与纵向轴线相距第一距离,第二动阀通道相对于纵向轴线的相距不等于第一距离的第二距离。这既能够实现第一动阀通道和第二动阀通道在动阀的外侧分别在不同的径向位置处敞开,又有利于减小对换热流体的阻力。

根据本发明的一个可选实施例,静阀的朝向动阀的内侧在第一角度范围内封堵第二动阀通道,并在第二角度范围内封堵第一动阀通道。由此,可利用简单的结构防止流体通道被连通至错误的第一开口或第二开口。

根据本发明的一个可选实施例,第一静阀通道包括设置在静阀的朝向动阀的内侧上的位于第一角度范围内的第一弧形槽,第一弧形槽沿着以纵向轴线为中心的圆弧延伸,第一弧形槽相对于纵向轴线的径向位置与第一径向位置相匹配并且与至少两个第一动阀通道相对;第二静阀通道包括设置在静阀的朝向动阀的内侧上的位于第二角度范围内的第二弧形槽,第二弧形槽沿着以纵向轴线为中心的圆弧延伸,第二弧形槽的径向位置与第二径向位置相匹配并且与至少两个第二动阀通道相对。这种静阀结构简单,并且能够特别有效地将第一角度范围内的第一动阀通道连通至第一开口,并将第二角度范围内的第二动阀通道连通至第二开口。

根据本发明的一个可选实施例,第一静阀通道还包括设置在静阀的背向动阀的外侧上的第一圆孔,每个第一圆孔分别将一个第一弧形槽连通至第一开口;第二静阀通道还包括设置在静阀的背向动阀的外侧上的第二圆孔,每个第二圆孔分别将一个第二弧形槽连通至第一开口。第一圆孔和第二圆孔的形状便于与流体管路连接。通过第一圆孔与第一弧形槽的组合和/或第二圆孔与第二弧形槽的组合,可实现换热流体的分流和/或汇流。

根据本发明的一个可选实施例,静阀包括第一部件和第二部件,第一弧形槽和第二弧形槽形成在第一部件中并且在纵向轴线的方向上贯穿第一部件,第一圆孔和第二圆孔形成在第二部件中并且在纵向轴线的方向上贯穿第二部件,第一部件固定地连接至第二部件。单独的第一部件和第二部件可分开地制造成形,这有利于简化加工过程。

根据本发明的一个可选实施例,静阀构造成一体件。这有利于简化组装过程,并且可降低换热流体泄漏的风险。

根据本发明的一个可选实施例,在围绕纵向轴线的圆周方向上,彼此相邻的第一弧形槽与第二弧形槽之间间隔的弧度设置成小于第一动阀通道和第二动阀通道中的任一个在动阀的内侧上的开口所跨过的弧度。替代地或附加地,在圆周方向上,彼此相邻的第一弧形槽与第二弧形槽之间间隔的弧度设置成小于5度。由此,可充分利用所有的流体通道。这有利于减小磁制冷装置的体积,以及提高制冷效率。

根据本发明的一个可选实施例,在围绕纵向轴线的圆周方向上,第一角度范围和第二角度范围一起围出完整的圆周;第一角度范围包括关于纵向轴线对称的两个磁化区,第二角度范围包括关于纵向轴线对称的两个去磁区,磁化区和去磁区在圆周方向上交替地布置;静阀设有两个第一弧形槽和两个第二弧形槽,第一弧形槽中的每一个跨过的角度范围分别与一个相应的磁化区跨过的角度范围一致,第二弧形槽中的每一个跨过的角度范围分别与一个相应的去磁区跨过的角度范围一致。这有利于减小磁制冷装置的总体积,并且充分利用磁场空间。

根据本发明的一个可选实施例,阀组件包括布置在静阀与动阀之间的环绕纵向轴线的密封环,所述密封环包括下述中的至少一者:第一密封环,其在相对于纵向轴线的径向方向上布置在第一径向位置与第二径向位置的径向内侧;第二密封环,其在相对于纵向轴线的径向方向上布置在第一径向位置与第二径向位置之间;第三密封环,其在相对于纵向轴线的径向方向上布置在第一径向位置与第二径向位置的径向外侧。由此,可防止换热流体发生泄漏或混流。

根据本发明的一个可选实施例,动阀的外侧和/或静阀的朝向动阀的内侧上设有用于布置密封环的密封槽。由此,密封环能够稳定地布置在静阀与动阀之间。特别是,在动阀相对于静阀转动的情况下,仍然能够确保密封环的密封效果。

根据本发明的一个可选实施例,密封环中的至少一个在纵向轴线的方向上包括邻接至动阀的第一软质层、邻接至静阀的第二软质层和位于第一软质层与第二软质层之间的中间硬质层,其中,中间硬质层的弹性小于第一软质层和第二软质层。这种三层式密封环具有良好的密封效果,特别是具有良好的动密封效果。

根据本发明的一个可选实施例,第一软质层固定地连接至动阀,中间硬质层与第二软质层一起固定地连接至静阀,中间硬质层的一侧具有向第一软质层的方向变窄的横截面并且压靠在第一软质层上;第二软质层固定地连接至静阀,中间硬质层与第一软质层一起固定地连接至动阀,中间硬质层的一侧具有向第二软质层的方向变窄的横截面并且压靠在第二软质层上。这有利于改善密封效果。

根据本发明的第二方面,本发明的实施例提供了一种家用制冷器具,其中,所述家用制冷器具包括根据本发明的所述磁制冷装置。

附图说明

下面,通过参看附图更详细地描述本发明,可以更好地理解本发明的原理、特点和优点。附图包括:

图1示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的家用制冷器具;

图2示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的磁制冷装置的剖视图;

图3示意性地示出了图2所示的磁制冷装置的部分部件的分解视图;

图4从动阀的朝向磁工质床的内侧的视角示意性地示出了图3中所示的动阀的立体图;

图5示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例中的磁工质床的侧视图,其中示出了第一动阀通道和第二动阀通道在动阀的内侧处的开口;

图6示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例中的磁工质床的侧视图,其中示出了第一动阀通道和第二动阀通道在动阀的内侧处的开口;

图7从静阀的朝向动阀的内侧的视角示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例中的静阀的立体图;

图8从动阀的外侧的视角示意性地示出了图7所示的实施例中的动阀的立体图;

图9示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例中的静阀的分解视图;以及

图10示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例中的密封环。

附图标记列表

1 磁制冷装置

10磁工质床

11流体通道

20磁场组件

21内磁体

22外磁体

23磁回路轭铁

30阀组件

31动阀

311 第一动阀通道

312 第二动阀通道

32静阀

321 第一静阀通道

3211第一弧形槽

3212第一圆孔

322 第二静阀通道

3221第二弧形槽

3222第二圆孔

323 第一部件

324 第二部件

O1第一开口

O2第二开口

33密封环

331 第一密封环

332 第二密封环

333 第三密封环

334 第一软质层

335 中间硬质层

336 第二软质层

313 密封槽

325 密封槽

2 换热流体

3 冷端换热器

4 热端换热器

5 泵

6 壳体

L 纵向轴线

R1第一角度范围

R2第二角度范围

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案以及有益的技术效果更加清楚明白,以下将结合附图以及多个示例性实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明,而不是用于限制本发明的保护范围。

首先,为了便于理解,回到背景技术部分的描述,现有技术中的家用制冷器具的磁制冷装置存在流体流路复杂、结构不紧凑、换热流体易发生混流、未参与制冷循环的滞留的换热流体较多、制冷效率低等问题。

针对上述技术问题中的至少一项或其它可能的技术问题,本发明的一个示例性实施例提供了一种用于家用制冷器具的磁制冷装置,其中,所述磁制冷装置包括:磁工质床,其布置成能够绕纵向轴线转动,所述磁工质床形成有在纵向轴线的方向上贯通的多个流体通道,并且包括能够与流体通道内的换热流体进行热交换的磁工质;磁场组件,其设置成能够相对于纵向轴线在第一角度范围内向磁工质床施加磁场,并在不同于第一角度范围的第二角度范围内使磁工质床去磁;以及至少一个阀组件。每个阀组件包括:动阀,其运动耦合地连接至磁工质床的纵向端部,动阀形成有第一动阀通道和第二动阀通道,其中,在动阀的朝向磁工质床的内侧,第一动阀通道和第二动阀通道通向流体通道,在动阀的背向磁工质床的外侧,第一动阀通道和第二动阀通道分别相对于纵向轴线在彼此不交叠的第一径向位置和第二径向位置敞开;以及静阀,其以可相对转动的方式连接至动阀的外侧,静阀形成有第一静阀通道和第二静阀通道,第一静阀通道在第一径向位置处通向第一角度范围内的第一动阀通道并将其连通至第一开口,第二静阀通道在第二径向位置处通向第二角度范围内的第二动阀通道并将其连通至第二开口。

为了更好地理解本发明,下面将参看附图对本发明的示例性实施例进行描述。

在开始具体描述之前,需要指出的是,描述过程中所使用的方向性术语参照的是家用制冷器具的常规使用状态而言的,为的是便于描述,而不能理解成对相应特征的绝对限定。

图1示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的家用制冷器具。所述家用制冷器具在此构造为冰箱,其包括磁制冷装置1和流动经过磁制冷装置1的换热流体2。所述磁制冷装置1设置成能够利用磁热效应加热和冷却换热流体2。所谓磁热效应是指外加磁场发生变化时磁性材料(即,磁工质)的磁矩有序排列发生变化,使得磁工质自身发生吸、放热的现象。换热流体2例如可以是水。换热流体2也可以是其它导热性能良好的流体,如酒精、乙二醇、丙三醇、掺有微尺度石墨粉的溶液,或它们的混合物。图1示例性地示出了冰箱具有单个间室,其可以是冷藏室或冷冻室。在另外的实施例中,家用制冷器具也可构造成具有多个间室,例如构造成组合式冷藏-冷冻机。另外,根据需要,本发明还可应用于除了冰箱以外的其它家用制冷器具,例如酒柜、空调等。

如图1所示,家用制冷器具还可包括:冷端换热器3,其连通至磁制冷装置1的第一端;热端换热器4,其连通至磁制冷装置1的第二端;泵5,其用于泵送换热流体2,使得换热流体2能够流过磁制冷装置1、冷端换热器3和热端换热器4。家用制冷器具还可包括壳体6,其限界出用于储存待冷却的物品的间室。壳体6可形成为隔热箱体,其例如包括通过发泡工艺形成的隔热泡沫。

流过磁制冷装置1的换热流体2与磁制冷装置1内的磁工质进行热交换,从而被冷却和加热。在磁制冷装置1内被冷却的换热流体2可从磁制冷装置1的第一端流出,并被泵送至冷端换热器3以用于冷却间室。然后,换热流体2从冷端换热器3经由第一端回到磁制冷装置1,并且被加热。在磁制冷装置1内被加热的换热流体2可从磁制冷装置1的第二端流出,并被泵送至热端换热器4以例如向外界环境释放热量。然后,换热流体2从热端换热器4经由第二端回到磁制冷装置1,并且再次被冷却。由此,可实现制冷循环。

下面结合图2和图3更详细地说明根据本发明的磁制冷装置1。图2示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例的磁制冷装置1的剖视图。图3示意性地示出了图2所示的磁制冷装置1的部分部件的分解视图。

如图2所示,磁制冷装置1包括:磁工质床10,其布置成能够绕纵向轴线L转动,所述磁工质床10形成有在纵向轴线L的方向上贯通的多个流体通道11,并且包括能够与流体通道11内的换热流体2进行热交换的磁工质;磁场组件20,其设置成能够相对于纵向轴线L在第一角度范围R1内向磁工质床10施加磁场,并在不同于第一角度范围R1的第二角度范围R2内使磁工质床10去磁(参见图3);以及至少一个阀组件30。每个阀组件30都包括动阀31和静阀32。动阀31运动耦合地连接至磁工质床10的纵向端部,并形成有第一动阀通道311和第二动阀通道312。在动阀31的朝向磁工质床10的内侧,第一动阀通道311和第二动阀通道312通向流体通道11。在动阀31的背向磁工质床10的外侧,第一动阀通道311和第二动阀通道312分别相对于纵向轴线L在彼此不交叠的第一径向位置和第二径向位置敞开。静阀32以可相对转动的方式连接至动阀31的外侧,并形成有第一静阀通道321和第二静阀通道322。第一静阀通道321在第一径向位置处通向第一角度范围R1内的第一动阀通道311并将其连通至第一开口O1,第二静阀通道322在第二径向位置处通向第二角度范围R2内的第二动阀通道312并将其连通至第二开口O2。特别是,静阀32和磁场组件20可静止地布置。在磁制冷装置1的运行过程中,磁场组件20可产生位置静止的磁场。该磁场覆盖第一角度范围R1,而避开第二角度范围R2。或者,该磁场在第一角度范围R1具有较大的磁场强度,而在第二角度范围R2具有较小的磁场强度。例如,如图2所示,磁场组件20可包括布置在磁工质床10的径向内侧的内磁体21、布置在磁工质床10的径向外侧的外磁体22和磁回路轭铁23。外磁体22仅在第一角度范围R1在径向外侧围绕磁工质床10,从而与内磁体21一起形成覆盖第一角度范围R1的磁场。磁回路轭铁23在外磁体22的径向外侧围绕外磁体22,以进一步减少磁场对第二角度范围R2的影响。磁工质床10绕纵向轴线L转动,使得磁工质床10的流体通道11周期性地经过被较强磁场覆盖的磁化区(即第一角度范围R1)和被较弱磁场覆盖或甚至不被磁场覆盖的去磁区(即第二角度范围R2)。动阀31随着磁工质床10一起转动,并且以第一动阀通道311和第二动阀通道312通向流体通道11。静阀32选择性地将第一动阀通道311和第二动阀通道312连通至第一开口O1和第二开口O2。第一开口O1和第二开口O2进而可通过流体管路连通至冷端换热器3或热端换热器4。

通过上述阀组件30,可引导换热流体2经由第一开口O1、第一静阀通道321、第一动阀通道311流入或流出磁工质床10的位于第一角度范围R1内的流体通道11,换热流体2在此被加热;同时引导换热流体2经由第二动阀通道312、第二静阀通道322、第二开口O2流出或流入磁工质床10的位于第二角度范围R2内的流体通道11,换热流体2在此被冷却。由于第一动阀通道311和第二动阀通道312分别在彼此不交叠的第一径向位置和第二径向位置敞开,并且第一静阀通道321在第一径向位置处通向第一角度范围R1内的第一动阀通道311,第二静阀通道322在第二径向位置处通向第二角度范围R2内的第二动阀通道312,因此,可防止换热流体2在第一角度范围R1与第二角度范围R2的交界处发生混流。由此,可提高制冷效率。

在图2所示的实施例中,所述至少一个阀组件30包括两个阀组件30,其分别布置在磁工质床10的两个纵向端部处。例如,所述两个阀组件30中的一个可布置成使得其静阀32的第一开口O1通过流体管路连接至冷端换热器3的出口,并且其静阀32的第二开口O2可通过流体管路连接至冷端换热器3的入口。相应地,所述两个阀组件30中的另一个可布置成使得其静阀的第一开口通过流体管路连接至热端换热器4的入口,并且其静阀的第二开口可通过流体管路连接至热端换热器4的出口。

图3以分解视图示意性地示出了磁工质床10和连接至其一个纵向端部处的阀组件30。图3中示出了第一角度范围R1和第二角度范围R2。在围绕纵向轴线L的圆周方向上,第一角度范围R1和第二角度范围R2可一起围出完整的圆周。第一角度范围R1可包括关于纵向轴线L对称的两个磁化区,第二角度范围R2可包括关于纵向轴线L对称的两个去磁区,磁化区和去磁区在圆周方向上交替地布置。

如图3所示,磁工质床10可构造成围绕纵向轴线L的圆筒形,所述多个流体通道11在其圆周方向上均匀地分布。相邻的流体通道11之间通过分隔壁隔开。这种磁工质床10特别适用于旋转式磁制冷装置1,并且有利于充分利用磁场空间。磁工质例如可填充在流体通道11内,从而能够与流过流体通道11的换热流体2直接接触以进行充分的热交换。磁工质床10可由绝热性能好的材料制成,例如具有良好的绝热性能的不锈钢或塑料等。磁工质床10也可通过在不锈钢材料内嵌套塑料层来制造。磁工质为具有磁热效应的材料,包括但不限于金属类室温磁热效应材料(例如钆金属、钆镝合金、锰砷合金、镍锰镓合金等)、陶瓷类室温磁热效应材料(例如钙钛矿结构的镧钙锰氧材料等)、或它们的组合。磁工质可包括具有高热导的复合室温磁热效应材料,即将高热导材料与室温磁热效应材料复合所得到的材料。动阀31可设有用于连接至磁工质床10的连接凸缘,其例如形成有多个连接孔,使得动阀31可通过穿过连接孔的螺栓等固定至磁工质床10。另外,动阀31可具有位于动阀31的外侧上的凸台,静阀32可套设在所述凸台上。

在图3中,动阀31仅以其在动阀31的背向磁工质床10的外侧示出。图4从动阀31的朝向磁工质床10的内侧的视角示意性地示出了图3中所示的动阀31的立体图。在该实施例中,第一动阀通道311和第二动阀通道312在围绕纵向轴线L的圆周方向上交替地布置。在动阀31的内侧,第一动阀通道311和第二动阀通道312例如可在至少大致相同的径向位置处敞开,如图4所示。这有利于使第一动阀通道311和第二动阀通道312都在动阀31的内侧对准沿磁工质床10的圆周方向布置的流体通道11。

图5示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例中的磁工质床10的侧视图,其中示出了第一动阀通道311和第二动阀通道312在动阀31的内侧处的开口。如图5所示,磁工质床10与动阀31连接成使得所述多个流体通道11中的每一个都在所述纵向端部处通向至少一个第一动阀通道311和至少一个第二动阀通道312(在此为恰好一个第一动阀通道311和恰好一个第二动阀通道312)。由此,可确保每个流体通道11内的换热流体2都能够根据制冷循环的需要被引导至相应的第一开口O1或第二开口O2。

可选地,通向任一个第一动阀通道311的流体通道11的数量不多于一个。由此,可防止发生在磁工质床10内被加热的换热流体2与被冷却的换热流体2发生混流。类似地,可使通向任一个第二动阀通道312的流体通道11的数量不多于一个。

为了使第一动阀通道311和第二动阀通道312分别在彼此不交叠的第一径向位置和第二径向位置敞开,可使第一动阀通道311和第二动阀通道312中的至少一者相对于纵向轴线L倾斜地延伸。这种结构使得第一动阀通道311和第二动阀通道312易于加工。如图2所示,可使第一动阀通道311和第二动阀通道312都相对于纵向轴线L倾斜地延伸,并且两者的倾斜角度不同。在图2所示的实施例中,沿着从动阀31的内侧向外侧的方向观察,第一动阀通道311和第二动阀通道312都相对于纵向轴线L径向向内地倾斜。由此,可减小阀组件30的体积。在此,第一动阀通道311的倾斜角度较小,从而在动阀31的外侧处,第一动阀通道311在第二动阀通道312的径向外侧处敞开。在另外的实施例中,也可使第一动阀通道311和第二动阀通道312中的一者平行于纵向轴线L延伸,而另一者相对于纵向轴线L倾斜地延伸,或者使第一动阀通道311和第二动阀通道312分别相对于纵向轴线L径向向内和径向向外地延伸。

图6示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例中的磁工质床10的侧视图,其中示出了第一动阀通道311和第二动阀通道312在动阀31的内侧处的开口。与图5所示的实施例类似,磁工质床10与动阀31连接成使得所述多个流体通道11中的每一个都在所述纵向端部处通向一个第一动阀通道311和一个第二动阀通道312。任一个第一动阀通道311都通向恰好一个流体通道11,并且任一个第二动阀通道312都通向恰好一个流体通道11。

与图5所示的实施例不同之处在于,在图6所示的实施例中,第一动阀通道311和第二动阀通道312平行于纵向轴线L延伸。第一动阀通道311与纵向轴线L相距第一距离,第二动阀通道312相对于纵向轴线L的相距不等于第一距离的第二距离。这有利于减小对换热流体2的阻力。

下面结合图7和图8进一步说明根据本发明的一个示例性实施例的阀组件30。图7从静阀32的朝向动阀31的内侧的视角示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例中的静阀32的立体图,图8从动阀31的外侧的视角示意性地示出了图7所示的实施例中的动阀31的立体图。

如图7所示,静阀32的第一静阀通道321可包括设置在静阀32的朝向动阀31的内侧上的位于第一角度范围R1内的第一弧形槽3211,第一弧形槽3211沿着以纵向轴线L为中心的圆弧延伸。如图8所示,第一弧形槽3211相对于纵向轴线L的径向位置(在此以虚线示意性地示出)与第一径向位置相匹配并且与至少两个第一动阀通道311相对。类似地,第二静阀通道322可包括设置在静阀32的朝向动阀31的内侧上的位于第二角度范围R2内的第二弧形槽3221,第二弧形槽3221沿着以纵向轴线L为中心的圆弧延伸。第二弧形槽3221的径向位置(在此以虚线示意性地示出)可与第二径向位置相匹配并且与至少两个第二动阀通道312相对。从图7可以看出,静阀32的内侧在第一角度范围R1内封堵第二动阀通道312,并在第二角度范围R2内封堵第一动阀通道311。

在径向方向上,第一弧形槽3211与第二弧形槽3221彼此错开。在围绕纵向轴线L的圆周方向上,第一弧形槽3211与第二弧形槽3221彼此邻近。特别是,在圆周方向上,彼此相邻的第一弧形槽3211与第二弧形槽3221之间间隔的弧度可设置成小于第一动阀通道311和第二动阀通道312中的任一个在动阀31的内侧上的开口所跨过的弧度。替代地或附加地,在圆周方向上,彼此相邻的第一弧形槽3211与第二弧形槽3221之间间隔的弧度可设置成小于5度。由此,可充分利用所有的流体通道11。这有利于减小磁制冷装置1的体积,以及提高制冷效率。

相比之下,在动阀31的所有动阀通道都在动阀31的外侧在同一圆周上敞开的情况下,静阀32的第一弧形槽3211和第二弧形槽3221也相应地位于同一圆周上。相邻的第一弧形槽3211与第二弧形槽3221之间必须间隔足够的距离,否则很容易发生换热流体2的混流。特别是,相邻的第一弧形槽3211与第二弧形槽3221之间需要间隔至少一个流体通道11所跨过的角度范围,使得所述至少一个流体通道11既不通向的第一弧形槽3211也不通向第二弧形槽3221,因此,所述至少一个流体通道11内的换热流体2被滞留在磁工质床10内而不参与制冷循环。根据本发明的实施例的磁制冷装置1能够有效地防止这种情况发生。

优选地,静阀32与磁化区和去磁区相匹配地设有两个第一弧形槽3211和两个第二弧形槽3221,第一弧形槽3211中的每一个跨过的角度范围分别与一个相应的磁化区跨过的角度范围一致,第二弧形槽3221中的每一个跨过的角度范围分别与一个相应的去磁区跨过的角度范围一致。

参见图3,第一静阀通道321还可包括设置在静阀32的背向动阀31的外侧上的第一圆孔3212,每个第一圆孔3212分别将一个第一弧形槽3211连通至第一开口O1。通过第一圆孔3212与第一弧形槽3211的组合,可实现换热流体2的分流或汇流。第一圆孔3212的形状便于与流体管路连接。类似地,第二静阀通道322还包括设置在静阀32的背向动阀31的外侧上的第二圆孔3222,每个第二圆孔3222分别将一个第二弧形槽3221连通至第二开口O2。在图3所示的实施例中,静阀32构造成一体件。这有利于简化组装过程,并且可降低换热流体2泄漏的风险。

在另外的实施例中,例如如图9所示,静阀32包括第一部件323和第二部件324。第一弧形槽3211和第二弧形槽3221形成在第一部件323中并且在纵向轴线L的方向上贯穿第一部件323。第一圆孔3212和第二圆孔3222形成在第二部件324中并且在纵向轴线L的方向上贯穿第二部件324。第一部件323固定地连接至第二部件324。单独的第一部件323和第二部件324可分开地制造成形,这有利于简化加工过程。

下面回到图2,在该实施例中,阀组件30还包括布置在静阀32与动阀31之间的环绕纵向轴线L的密封环33。所述密封环33可包括第一密封环331、第二密封环332和第三密封环333中的至少一者。第一密封环331在相对于纵向轴线L的径向方向上布置在第一径向位置与第二径向位置的径向内侧。第二密封环332在相对于纵向轴线L的径向方向上布置在第一径向位置与第二径向位置之间。第三密封环333在相对于纵向轴线L的径向方向上布置在第一径向位置与第二径向位置的径向外侧。由此,可防止换热流体2发生泄漏或混流。

参见图7,静阀32的内侧上可设有用于布置密封环33的密封槽325。替代地或附加地,参见图8,动阀31的外侧上可设有用于布置密封环33的密封槽313。由此,密封环33能够稳定地布置在静阀32与动阀31之间。特别是,在动阀31相对于静阀32转动的情况下,仍然能够确保密封环33的密封效果。

图10示意性地示出了根据本发明的一个示例性实施例中的密封环33。如图10所示,密封环33中的至少一个在纵向轴线L的方向上包括邻接至动阀31的第一软质层334、邻接至静阀32的第二软质层336和位于第一软质层334与第二软质层336之间的中间硬质层335,其中,中间硬质层335的弹性小于第一软质层334和第二软质层336。这种三层式密封环33具有良好的密封效果,特别是具有良好的动密封效果。

可选地,第一软质层334可固定地连接至动阀31,中间硬质层335与第二软质层336一起固定地连接至静阀32。中间硬质层335的一侧可具有向第一软质层334的方向变窄的横截面并且压靠在第一软质层334上。第一软质层334和第二软质层336例如可通过涂覆的方式被施加至动阀31和静阀32的密封槽313、325内。

替代地,第二软质层336可固定地连接至静阀32,中间硬质层335与第一软质层334一起固定地连接至动阀31,中间硬质层335的一侧具有向第二软质层336的方向变窄的横截面并且压靠在第二软质层336上。

另外,在如图9所示的具有分体式构型的静阀32中,也可在第一部件323和第二部件324相应地设置密封件,以防止换热流体2泄漏或混流。

应理解,在本文中,表述“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不应理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本文中,“多个”的含义是至少两个,例如两个、三个等,除非另有明确具体的限定。

尽管上文已经描述了具体实施方案,但这些实施方案并非要限制本发明公开的范围,即使仅相对于特定特征描述单个实施方案的情况下也是如此。本发明公开中提供的特征示例意在进行举例说明,而非限制,除非做出不同表述。在具体实施中,可根据实际需求,在技术上可行的情况下,可以将多项特征彼此组合。特别是,不同的实施例中的特征也可相互组合。在不脱离本发明精神和范围的前提下,各种替换、变更和改造也可被构想出来。

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