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WO2019106977A1 - 制御弁及び磁気ヒートポンプ装置 - Google Patents

制御弁及び磁気ヒートポンプ装置 Download PDF

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WO2019106977A1
WO2019106977A1 PCT/JP2018/038143 JP2018038143W WO2019106977A1 WO 2019106977 A1 WO2019106977 A1 WO 2019106977A1 JP 2018038143 W JP2018038143 W JP 2018038143W WO 2019106977 A1 WO2019106977 A1 WO 2019106977A1
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WO
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rotating body
control valve
face
outer peripheral
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Ceased
Application number
PCT/JP2018/038143
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English (en)
French (fr)
Inventor
誠 武田
高明 宇野
相哲 裴
裕介 山口
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Sanden Corp
Original Assignee
Sanden Holdings Corp
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K3/00—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing
    • F16K3/22—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution
    • F16K3/24—Gate valves or sliding valves, i.e. cut-off apparatus with closing members having a sliding movement along the seat for opening and closing with sealing faces shaped as surfaces of solids of revolution with cylindrical valve members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44—Mechanical actuating means
    • F16K31/52—Mechanical actuating means with crank, eccentric, or cam
    • F16K31/524—Mechanical actuating means with crank, eccentric, or cam with a cam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Definitions

  • the present invention relates to a magnetic heat pump apparatus.
  • Patent No. 5488580 (Paragraph 0238, FIG. 16, FIG. 18 reference)
  • a control valve includes a permanent magnet fixed to a rotating shaft and a magnetic heat pump device including a magnetic material disposed along the circumferential direction on the outer circumferential side of the permanent magnet.
  • a control valve for controlling the inflow and outflow of the working fluid to and from the magnetic material, the rotating body fixed to the rotating shaft, the non-rotating body disposed on the outer peripheral side of the rotating body, and A plurality of spool valves which are arranged radially with the inner end face facing the outer peripheral end face of the rotating body and with the axis directed radially in the rotating body, and which can be advanced and retracted axially in the non-rotating body; A spring element for urging the spool valves toward the outer peripheral side end face, and at least two different in length of the diameter from the rotation center of the rotating body as a circumferential profile of the outer peripheral side end face Kind of profile And it is required to.
  • the outer peripheral side end face of the rotating body having a rotation has at least two types of profiles having different lengths of diameter, so that the axial direction position of the spool valve biased to the outer peripheral side end face is the rotary body This periodically changes with the rotation of the fluid, which makes it possible to control the inflow and outflow of the working fluid.
  • the inflow and outflow of the working fluid can be controlled by slidingly displacing the radially disposed spool valves in the axial direction with the rotation of the rotating body. For this reason, compared with the rotary valve, direct contact of the sliding portion with the working fluid is reduced, and heat loss due to frictional heat is suppressed.
  • the frictional resistance is smaller than that of the rotary valve, it is possible to rotate the magnetic heat pump device at high speed as compared with the case of using the rotary valve.
  • the rotor since the rotor rotates inward in the radial direction with respect to the working fluid communication passage, the rotor has a smaller diameter than the rotary disc of the rotary valve, and rotation torque is also reduced. This also makes it possible to rotate the magnetic heat pump device at high speed.
  • a permanent magnet 4 is fixed to a rotating shaft 3 rotationally driven by a motor 2.
  • a plurality of working chambers 5 in which the magnetic material 6 is accommodated are disposed on the outer periphery of the permanent magnet 4.
  • the plurality of working chambers 5 are arranged along the circumferential direction in an annular shape concentric with the rotation axis 3. Further, an annular yoke 7 is provided on the outer peripheral side of the plurality of work chambers 5.
  • the opening for inflow and the opening for outflow are provided separately in the radial direction of the rotation shaft 3, and a plurality of openings for inflow are arranged concentrically with respect to the rotation shaft 3, and a plurality of openings for outflow The openings of are also arranged concentrically.
  • the opening on the inner diameter side is described as the outflow and the opening on the outer diameter side is described as the inflow side, but the opposite may be applied.
  • the control valve 10 which controls the inflow and outflow of the working fluid to each working chamber 5 is provided in the axial direction both sides of the above apparatus main bodies 1, respectively.
  • the control valve 10 of the present embodiment includes a rotating body 11 fixed to the rotating shaft 3, and a non-rotating body 12 (valve box) disposed on the outer peripheral side of the rotating body 11.
  • a plurality of spool valves 13 supported in an axially movable manner only on the non-rotating body 12 and a spring element 14 are provided.
  • the plurality of spool valves 13 are radially arranged with their inner end faces facing the outer peripheral end face of the rotary body 11 and their axes directed in the radial direction of the rotary body 11.
  • the spring element 14 is formed of, for example, a coil spring or a plate spring, and exerts an elastic force to press the outer diameter side end portion of each spool valve 13 toward the rotating body 11 which is the inner diameter side.
  • the valve 13 is a component that biases the valve 13 toward the outer peripheral end surface of the rotating body 11.
  • each spool valve 13 is positioned by the position of the abutting outer end face of the rotary body 11.
  • the spool valve 13 has a cylindrical land shape, which is a circumferential surface, and two axial locations are cut in the circumferential direction to form the inflow side communication portion 13 b (inflow notch) and the outflow side communication portion 13 a ( The outflow notch is formed.
  • the non-rotating body 12 is an annular part coaxially arranged with the rotating body 11 as shown in FIGS. 3 to 5, and has a plurality of cylindrical through holes in which each spool valve 13 slides in the axial direction.
  • the holes 12a are opened in the radial direction, and the spool valve 13 is disposed slidably in each through hole 12a.
  • an opening forming an inflow port 12c and an outflow port 12b is provided on one side surface (the side surface on the working chamber 5 side) of the non-rotating member 12 in the radial direction of the rotary shaft 3 Opened away).
  • the inflow port 12c and the outflow port 12b are formed at positions overlapping the through holes 12a in which the corresponding spool valves 13 are arranged in the longitudinal direction of the device body 1 (hereinafter simply referred to as the longitudinal direction), and the through holes It communicates with 12a.
  • the radial positions of the inflow port 12 c and the outflow port 12 b are disposed at positions where the working chamber 5 can be seen.
  • the working chamber 5 side is a port 12c for inflow.
  • the communication hole may be constituted by one hole which doubles as the outflow port 12b.
  • the other side of the non-rotating body 12 is also a through-hole in which the inflow port 12c and the outflow port 12b correspond to the inflow port 12c and the outflow port 12b on one side in the axial direction. It is formed to communicate with 12a.
  • the rotating body 11 constitutes a different diameter cam as shown in FIGS. 3 and 4 in which the phase of the rotating body 11 is shifted.
  • the outer circumferential end face of the rotating body 11 has at least two types of profiles having different lengths of diameter along the circumferential direction.
  • Each spool valve 13 in contact with the outer peripheral side end face is periodically arranged in the axial direction with the rotation of the rotary body 11 by setting the outer peripheral side end faces to different diameter shapes having different radial lengths along the circumferential direction. Come and go. That is, the axial position of the spool valve 13 regulated to the outer peripheral end face changes with the rotation of the rotary body 11, and the inflow and outflow of the working fluid can be controlled.
  • the first profile PR1 restricting the axial position of the spool valve 13 to a position where the notch serving as the inflow port 12c communicates with the inflow side passage as a profile along the circumferential direction of the outer peripheral side end surface
  • the second profile PR2 restricting the axial position of the spool valve 13 at a position where the notch communicates with the passage on the outlet side, the notch serving as the port 12c for inlet and the notch for outlet both closed
  • the third profile PR3 that regulates the axial position of the spool valve 13.
  • the third profile PR3 is located between the first profile PR1 and the second profile PR2.
  • the magnetic poles of the permanent magnet 4 are disposed at symmetrical positions with respect to the rotation axis 3.
  • the first profile PR1 and the second profile PR2 are formed in a pair in axial symmetry with respect to the rotation axis 3.
  • the positions of the first profile PR1 are arranged in synchronization with each magnetic pole of the permanent magnet 4 as viewed in the axial direction.
  • the radial length of each profile is set to have the following relationship.
  • first profile PR1 Third Profile PR3> Second Profile PR2
  • the spool valve 13 relatively in contact with the first profile PR1 moves to the outer diameter side and the outflow side passage is opened, and the spool valve 13 in contact with the second profile PR2 is The inflow side passage opens and the spool valve 13 in contact with the third profile PR3 moves to the intermediate position to be in a fully closed state.
  • ports enclosed by ⁇ indicate that they are in an open state. The same applies to the other figures.
  • the rotating body 11 rotates in synchronization with the rotation of the permanent magnet 4, and as the control valve 10 rotates, the ports of the respective spool valves 13 periodically open and close as the rotating body 11 rotates.
  • the control valve 10 of the present embodiment can control the inflow / outflow of the working fluid by slidingly displacing the spool valves 13 radially disposed in accordance with the rotation of the rotating body 11 in the axial direction. For this reason, compared with the rotary valve, direct contact of the sliding portion with the working fluid is reduced, and heat loss due to frictional heat is suppressed.
  • control valve 10 of the present embodiment since the control valve 10 of the present embodiment has smaller frictional resistance than the rotary valve, it is possible to rotate the magnetic heat pump device at a high speed as compared to the case where the rotary valve is used. Further, in the control valve 10 of the present embodiment, the rotor 11 rotates inward in the radial direction with respect to the working fluid communication passage, so the diameter is smaller than that of the rotary disc of the rotary valve, and the rotation torque is also smaller. This also makes it possible to rotate the magnetic heat pump device at high speed.
  • the cycle of the flow velocity corresponding to the cycle of excitation and demagnetization in each working chamber 5 is ideally a pulsed flow as shown in FIG. 6A, but in the present embodiment, FIG.
  • a circumferential profile of the outer peripheral end face of the rotary body 11 is designed so that the working fluid flows as shown in 2.).
  • a step of radial length is formed between adjacent profiles in the first profile PR1, the second profile PR2, and the third profile PR3.
  • a projection 13A is provided on the inner end face of the spool valve 13 so as to protrude toward the outer end face, and the projection 13A has a radial length between the profiles
  • a flat plate-like protrusion 13A is provided which is longer than the height difference and whose thickness is directed in the circumferential direction.
  • the third profile PR3 is provided to form an intermittent portion between excitation and demagnetization in each working chamber 5, but as shown in FIG. Profile of PR3 may be omitted.
  • each profile so as to have a flow velocity cycle corresponding to the excitation / demagnetization cycle in each working chamber 5 as shown in FIG.

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Abstract

摩擦熱による熱損失の小さい磁気ヒートポンプ装置用の制御弁を提供する。回転軸（３）に固定された永久磁石（４）とその永久磁石（４）の外周側に円周方向に沿って配置された磁性材料（６）とを備える磁気ヒートポンプ装置に設けられ、磁性材料（６）に対する作業流体の流入・流出を制御する制御弁（１０）である。回転軸（３）に固定された回転体（１１）と、回転体（１１）の外周側に配置された非回転体（１２）と、回転体（１１）の外周側端面に内径側端面を向けると共に回転体（１１）の径方向へ軸を向けて放射状に配置され、且つ非回転体（１２）に軸方向へ進退可能に規制された複数のスプール弁（１３）と、各スプール弁（１３）を外周側端面に向けて付勢するバネ要素（１４）と、を備え、外周側端面の円周方向のプロフィールとして、回転体（１１）の回転中心からの径の長さが異なる少なくとも２種類のプロフィールを有する。

Description

制御弁及び磁気ヒートポンプ装置
　本発明は、磁気ヒートポンプ装置に関する技術である。
　磁気ヒートポンプ装置に設けられる制御弁のうち、永久磁石の回転と共に回転する回転部を有して、磁性材料（磁性作業物質）への作業流体の流入・流出を制御する制御弁としては、例えば特許文献１に記載のロータリー弁がある。
　ロータリー弁は、特許文献１に記載のように、磁性材料を収容した作業室と連通する吸入孔及び吐出孔が形成された非回転状態のバルブプレートと、永久磁石の回転軸に固定された回転ディスクとが同軸に配置され、回転ディスクに、円周方向に延在する切欠きが開口して構成される。
特許第５４８８５８０号公報（段落０２３８，図１６，図１８参照）
　ロータリー弁は、流出入させる作業流体と摺動部が直に接触する面積が大きいことから、摩擦抵抗が大きくなる傾向があり、このため摩擦熱による熱損失が大きいなどの課題がある。
　本発明は、上記のような点に着目したもので、摩擦熱による熱損失の小さい磁気ヒートポンプ装置用の制御弁を提供することを目的とする。
　課題を解決するために、本発明の一態様の制御弁は、回転軸に固定された永久磁石とその永久磁石の外周側に円周方向に沿って配置された磁性材料とを備える磁気ヒートポンプ装置に設けられ、上記磁性材料に対する作業流体の流入・流出を制御する制御弁であって、上記回転軸に固定された回転体と、上記回転体の外周側に配置された非回転体と、上記回転体の外周側端面に内径側端面を向けると共に上記回転体の径方向へ軸を向けて放射状に配置され、且つ上記非回転体に軸方向へ進退可能に規制された複数のスプール弁と、上記各スプール弁を上記外周側端面に向けて付勢するバネ要素と、を備え、上記外周側端面の円周方向のプロフィールとして、上記回転体の回転中心からの径の長さが異なる少なくとも２種類のプロフィールを有することを要旨とする。
　この制御弁では、回転する回転体の外周側端面が、径の長さが異なる少なくとも２種類のプロフィールを有することで、その外周側端面に付勢されたスプール弁の軸方向位置が、回転体の回転に伴い周期的に変化して、作業流体の流入・流出を制御可能となる。
　本発明の一態様によれば、回転体の回転に伴い放射状に配置したスプール弁を軸方向に摺動変位させることで作業流体の流入・流出を制御可能となる。このため、ロータリー弁に比べて、摺動部が作業流体と直に接触することが低減して、摩擦熱による熱損失が抑えられる。
　このように、ロータリー弁に比べて摩擦抵抗が小さいことからロータリー弁を使用する場合に比べて、磁気ヒートポンプ装置を高速で回転することが可能となる。
　また、回転体は、径方向において、作業流体の連通路よりも内側で回転するため、ロータリー弁の回転ディスクよりも小径となり、回転トルクも小さくなる。このことからも磁気ヒートポンプ装置を高速で回転することが可能となる。
本発明に基づく第１実施形態に係る磁気ヒートポンプ装置の概略断面図である。 本発明に基づく第１実施形態に係る磁気ヒートポンプ装置をＡ－Ａ断面で図示した概略断面図である。 制御弁を説明する図である。 図３に対し回転体の位相をずらした図である。 非回転体を説明する斜視図である。 作業流体の流れのサイクルを説明する図である。 スプール弁の先端の形状を変更した制御弁を説明する図である。 段差部のプロフィールを変更した制御弁を説明する図である。 別のプロフィール形状を示す図である。 別の作業流体の流れのサイクルを説明する図である。
　次に本発明に実施形態について図面を参照して説明する。
　（構成）
　磁気ヒートポンプ装置の装置本体１は、図１及び図２に示すように、モータ２で回転駆動される回転軸３に永久磁石４が固定されている。永久磁石４の外周には、それぞれ磁性材料６が収容された複数の作業室５が配置されている。複数の作業室５は、回転軸３と同心の円環状に円周方向に沿って配列している。更に複数の作業室５の外周側には、円環状のヨーク７が設けられている。これによって、永久磁石４の回転に伴い、永久磁石４の磁極に近い側の磁性材料６に磁場が印加（励磁）されて加熱されると共に、永久磁石４から離れた磁性材料６では消磁して温度が下がる。
　各作業室５の長手方向（図２の左右方向）両端部には、作業流体（熱交換媒体）の流入用の開口と流出用の開口が形成されている。この２つの開口は、通常、円板状の連通孔プレートに形成し、連通孔プレートを作業室５の前後側にそれぞれ配置するが、本実施形態では、後述の通り、制御弁１０の弁箱のうちの作業室５側（装置本体１側）の側面部に開口するポートが上記の流入用の開口と流出用の開口を兼ねる。なお、流入用の開口と流出用の開口は、回転軸３の径方向に離れて設けられ、回転軸３に対し、複数の流入用の開口が同心状に配列されると共に、複数の流出用の開口も同心状に配列される。なお、本実施形態では、内径側の開口が流出用、外径側の開口が流入側として説明するが、反対でも構わない。
　上記のような装置本体１の軸方向両側には、各作業室５への作業流体の流出入を制御する制御弁１０をそれぞれ備える。
　本実施形態の制御弁１０は、図２～図４に示すように、回転軸３に固定された回転体１１と、回転体１１の外周側に配置され非回転体１２（弁箱）と、非回転体１２に軸方向にのみ進退可能に支持された複数のスプール弁１３と、バネ要素１４とを備える。
　複数のスプール弁１３は、回転体１１の外周側端面に内径側端面を向け且つ回転体１１の径方向へ軸を向けてそれぞれ放射状に配置されている。本実施形態では、１２個のスプール弁１３が、回転軸３を中心として、放射状に配列しかつ円周方向に等ピッチで配置されている場合を例示する。
　バネ要素１４は、例えばコイルバネや板バネなどから構成され、各スプール弁１３の外径側端部を、内径側である回転体１１側に向けて押圧する弾性力を発揮することで、各スプール弁１３を回転体１１の外周側端面に向けて付勢する部品である。
　この構成によって、各スプール弁１３の軸方向位置は、回転体１１における当接する外周側端面位置によって位置決めされる。
　スプール弁１３は、周面であるランド形状が円筒形状となっていると共に軸方向の２カ所が円周方向に切り掛かれて流入側連通部１３ｂ（流入用切欠き）と流出側連通部１３ａ（流出用切欠き）が形成されている。
　非回転体１２は、図３～図５に示すように、回転体１１と同軸に配置された円環状の部品であって、各スプール弁１３が軸方向に摺動する円柱状の複数の貫通孔１２ａが径方向に開口し、各貫通孔１２ａにスプール弁１３が摺動可能に配置されている。
　また、非回転体１２の一方の側面（作業室５側の側面）には、流入用のポート１２ｃ及び流出用のポート１２ｂを形成する開口が回転軸３の径方向（以下単に径方向とも言う）に離れて開口している。流入用のポート１２ｃ及び流出用のポート１２ｂは、装置本体１の長手方向（以下単に長手方向と言う）で対応するスプール弁１３が配置される貫通孔１２ａと重なる位置に形成されて当該貫通孔１２ａと連通している。また、流入用のポート１２ｃ及び流出用のポート１２ｂの径方向位置は、作業室５に臨み可能な位置に配置されている。
　本実施形態では、一つの貫通孔１２ａに対応する流入用のポート１２ｃ及び流出用のポート１２ｂが１つの孔で構成する場合を例示しているが、作業室５側は、流入用のポート１２ｃ及び流出用のポート１２ｂを兼ねる一つの孔で連通孔を構成しても良い。
　非回転体１２の他方の側面にも、一方の側面の流入用のポート１２ｃ及び流出用のポート１２ｂと軸方向で対向する位置に流入用のポート１２ｃ及び流出用のポート１２ｂが対応する貫通孔１２ａに連通するように形成されている。
　回転体１１は、回転体１１の位相をずらして図示した図３及び図４に示すように、異径カムを構成する。回転体１１の外周側端面は、円周方向に沿って、径の長さが異なる少なくとも２種類のプロフィールを有する。外周側端面が、円周方向に沿った径方向長さが異なる異径形状とすることで、その外周側端面に当接する各スプール弁１３は、回転体１１の回転に伴い軸方向に周期的に進退するようになる。すなわち、外周側端面に規制されたスプール弁１３の軸方向位置が、回転体１１の回転に伴い変化して、作業流体の流入・流出を制御可能となる。
　外周側端面の円周方向に沿ったプロフィールとして、流入用のポート１２ｃとなる切欠きが流入側の通路と連通する位置にスプール弁１３の軸方向位置を規制する第１のプロフィールＰＲ１と、流出用切欠きが流出側の通路と連通する位置に上記スプール弁１３の軸方向位置を規制する第２のプロフィールＰＲ２と、流入用のポート１２ｃとなる切欠き及び上記流出用切欠きが共に閉となる位置に上記スプール弁１３の軸方向位置を規制する第３のプロフィールＰＲ３を備える。外周側端面の円周方向において、上記第３のプロフィールＰＲ３は、第１のプロフィールＰＲ１と第２のプロフィールＰＲ２の間に位置する。
　本実施形態では、永久磁石４の磁極が、回転軸３を挟んで対称位置に配置されている。これに併せて、第１のプロフィールＰＲ１と第２のプロフィールＰＲ２とを回転軸３に軸対称に一対ずつ形成している。また、本実施形態では、軸方向からみて、永久磁石４の各磁極に同期をさせて第１のプロフィールＰＲ１の位置を配置している。
　本実施形態では、各プロフィールの径方向長さとして、下記のような関係になるように設定した。
　第１のプロフィールＰＲ１　＞　第３のプロフィールＰＲ３　＞第２のプロフィールＰＲ２
　ただし、スプール弁１３のポートとの関係で、「第１のプロフィールＰＲ１　＜　第３のプロフィールＰＲ３　＜第２のプロフィールＰＲ２」となるように設計しても良い。
　これによって、相対的に、第１のプロフィールＰＲ１に当接するスプール弁１３は、外径側に移動して流出側通路が開となり、第２のプロフィールＰＲ２に当接するスプール弁１３は、内径側に移動して流入側通路が開となり、第３のプロフィールＰＲ３に当接するスプール弁１３は、その中間位置に移動して、全閉状態となる。
　なお、図３，図４で、○で囲まれたポートは、開の状態となっていることを示す。他の図でも同様である。
　（動作その他）
　以上の構成によって、永久磁石４の回転に同期して回転体１１が回転し、制御弁１０は、回転体１１の回転に伴い、各スプール弁１３のポートが周期的に開閉を繰り返す。
　このとき本実施形態の制御弁１０は、回転体１１の回転に伴い放射状に配置したスプール弁１３を軸方向に摺動変位させることで作業流体の流入・流出を制御可能となる。このため、ロータリー弁に比べて、摺動部が作業流体と直に接触することが低減して、摩擦熱による熱損失が抑えられる。
　このように、本実施形態の制御弁１０は、ロータリー弁に比べて摩擦抵抗が小さいことからロータリー弁を使用する場合に比べて、磁気ヒートポンプ装置を高速で回転することが可能となる。
　また、本実施形態の制御弁１０は、回転体１１は、径方向において、作業流体の連通路よりも内側で回転するため、ロータリー弁の回転ディスクよりも小径となり、回転トルクも小さくなる。このことからも磁気ヒートポンプ装置を高速で回転することが可能となる。
　ここで、各作業室５での励磁・消磁のサイクルに応じた、流速のサイクルは、図６（ａ）に示すようなパルス的な流れが理想であるが、本実施形態では図６（ｂ）に示すような作業流体の流れとなるように、回転体１１の外周側端面の、円周方向に沿ったプロフィールを設計する。
　これに対応するように、第１のプロフィールＰＲ１、第２のプロフィールＰＲ２、第３のプロフィールＰＲ３における隣り合うプロフィール間に径方向長さの段差を形成している。
　ただし、上記のスプール弁１３の内径側端面が円周方向に所定の厚みがある場合、各プロフィール間の切り替えに応答の遅れが生じる。これを解消する目的で、図７に示すように、スプール弁１３の内径側端面に対し、外周側端面に向けて突出する突起部１３Ａを設け、その突起部１３Ａとして、プロフィール間の径方向長さの段差より長く、円周方向に厚みを向けた平板状の突起部１３Ａを設ける。これによってスプール弁１３のカムである回転体１１に対する応答性が向上する。
　さらに、図８に示すように、隣り合うプロフィール間に径方向長さの段差の円周方向への傾斜を調整することで、出来るだけ流入側と流出側の開口量が同じになるように設計することが好ましい。
　ここで、上記説明では、第３のプロフィールＰＲ３を設けて、各作業室５での励磁・消磁の間に間欠部を形成する場合を例示しているが、図９に示すように、第３のプロフィールＰＲ３を省略しても良い。この場合には、図１０に示すような、各作業室５での励磁・消磁のサイクルに応じた、流速のサイクルとなるように、各プロフィールを設計することが好ましい。
１     装置本体
２     モータ
３     回転軸
４     永久磁石
５     作業室
６     磁性材料
１０   制御弁
１１   回転体
１２   非回転体
１２ａ 貫通孔
１２ｂ ポート
１２ｃ ポート
１３   スプール弁
１３Ａ 突起部
１３ａ 流出側連通部
１３ｂ 流入側連通部
１４   バネ要素
ＰＲ１ 第１のプロフィール
ＰＲ２ 第２のプロフィール
ＰＲ３ 第３のプロフィール

Claims (5)

  1. 　回転軸に固定された永久磁石とその永久磁石の外周側に円周方向に沿って配置された磁性材料とを備える磁気ヒートポンプ装置に設けられ、上記磁性材料に対する作業流体の流入・流出を制御する制御弁であって、
    　上記回転軸に固定された回転体と、
    　上記回転体の外周側に配置された非回転体と、
    　上記回転体の外周側端面に内径側端面を向けると共に上記回転体の径方向へ軸を向けて放射状に配置され、且つ上記非回転体に軸方向へ進退可能に支持された複数のスプール弁と、
    　上記各スプール弁を上記外周側端面に向けて付勢するバネ要素と、
    　を備え、
    　上記外周側端面の円周方向のプロフィールとして、上記回転体の回転中心からの径の長さが異なる少なくとも２種類のプロフィールを有することを特徴とする制御弁。
  2. 　上記スプール弁のランドに流入用切欠きと流出用切欠きとが形成され、
    　上記外周側端面の上記プロフィールとして、上記流入用切欠きが流入側の通路と連通する位置に上記スプール弁の軸方向位置を規制する第１のプロフィールと、上記流出用切欠きが流出側の通路と連通する位置に上記スプール弁の軸方向位置を規制する第２のプロフィールとを備えることを特徴とする請求項１に記載の制御弁。
  3. 　上記回転体の外周側端面の上記プロフィールとして、上記流入用切欠き及び上記流出用切欠きが共に閉となる位置に上記スプール弁の軸方向位置を規制する第３のプロフィールを備え、
    　上記回転体の外周側端面の円周方向において、上記第３のプロフィールは、第１のプロフィールと第２のプロフィールの間に位置することを特徴とする請求項２に記載した制御弁。
  4. 　上記回転体の軸方向からみて、第１のプロフィール又は第２のプロフィールの形成位置が、上記永久磁石の磁極位置に同期させて形成されていることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれか１項に記載した制御弁。
  5. 　請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の制御弁を有する磁気ヒートポンプ装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230071315A1 (en) * 2020-04-20 2023-03-09 Mitsubishi Electric Corporation Magnetic refrigeration device and refrigeration cycle device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6297205U (ja) * 1985-12-06 1987-06-20
JPH06185669A (ja) * 1992-12-15 1994-07-08 Honda Motor Co Ltd ラジアルバルブ機構
JP2012229831A (ja) * 2011-04-25 2012-11-22 Denso Corp 磁気熱量効果型ヒートポンプ装置
JP2013170495A (ja) * 2012-02-20 2013-09-02 Denso Corp 磁気ヒートポンプシステムのピストンポンプ
JP2014062682A (ja) * 2012-09-21 2014-04-10 Denso Corp 磁気ヒートポンプシステム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6297205U (ja) * 1985-12-06 1987-06-20
JPH06185669A (ja) * 1992-12-15 1994-07-08 Honda Motor Co Ltd ラジアルバルブ機構
JP2012229831A (ja) * 2011-04-25 2012-11-22 Denso Corp 磁気熱量効果型ヒートポンプ装置
JP2013170495A (ja) * 2012-02-20 2013-09-02 Denso Corp 磁気ヒートポンプシステムのピストンポンプ
JP2014062682A (ja) * 2012-09-21 2014-04-10 Denso Corp 磁気ヒートポンプシステム

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230071315A1 (en) * 2020-04-20 2023-03-09 Mitsubishi Electric Corporation Magnetic refrigeration device and refrigeration cycle device
US12366388B2 (en) * 2020-04-20 2025-07-22 Mitsubishi Electric Corporation Magnetic refrigeration device and refrigeration cycle device

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