JP7670958B2

JP7670958B2 - Bed structure of refrigeration module using solid refrigerant

Info

Publication number: JP7670958B2
Application number: JP2021057106A
Authority: JP
Inventors: 潤一寺木
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2021-03-30
Filing date: 2021-03-30
Publication date: 2025-05-01
Anticipated expiration: 2041-03-30
Also published as: JP2022154196A

Description

本開示は、固体冷媒による冷凍モジュールのベッド構造に関する。 This disclosure relates to the bed structure of a refrigeration module using a solid refrigerant.

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ための磁気冷凍システムが知られている（例えば特許文献１）。 Magnetic refrigeration systems that use the magnetocaloric effect to generate cold and heat have been known for some time (for example, Patent Document 1).

特許文献１の磁気冷凍システムは、磁気作業物質を含む熱交換要素を収容する容器に磁場を印加及び除去すると共に、当該容器に熱媒体を流入及び流出させることで冷熱及び温熱を作り出すように構成される。 The magnetic refrigeration system of Patent Document 1 is configured to generate cold and hot heat by applying and removing a magnetic field to a container that houses a heat exchange element containing a magnetic working material, and by flowing a heat medium into and out of the container.

特許文献１の磁気冷凍システムは、容器内において複数の熱交換要素が所定の間隔をあけて配置されたベッド構造を持つ。これにより、熱交換要素と熱媒体との接触面積を増大させることができるので、熱交換効率が向上する。 The magnetic refrigeration system of Patent Document 1 has a bed structure in which multiple heat exchange elements are arranged at predetermined intervals within a container. This increases the contact area between the heat exchange elements and the heat medium, improving heat exchange efficiency.

国際公開２０１２／０５６５８５号International Publication No. 2012/056585

しかしながら、特許文献１に開示されたベッド構造では、熱媒体の流れや磁場から受ける力に対して強度が十分ではない。 However, the bed structure disclosed in Patent Document 1 does not have sufficient strength to withstand the forces exerted by the flow of heat transfer medium and the magnetic field.

本開示の目的は、固体冷媒による冷凍モジュールのベッド構造において強度を確保しつつ熱交換効率を向上させることである。 The objective of this disclosure is to improve the heat exchange efficiency while ensuring strength in the bed structure of a refrigeration module using a solid refrigerant.

本開示の第１の態様は、外部エネルギーに対する熱量効果を発揮する固体冷媒による冷凍モジュール（20）に用いられるベッド構造（50）である。ベッド構造（50）は、固体冷媒物質を含む複数の柱状構造（52）が２次元配列された複数の層（51）を有する。前記複数の柱状構造（52）は、熱媒体の流路（53）となる間隔をあけて配列される。前記複数の層（51）は、前記熱媒体の流れ方向に対して垂直な方向に積層される。前記複数の柱状構造（52）の側部は、前記熱媒体と接触する。前記複数の柱状構造（52）における延伸方向の端部の少なくとも一部分は、前記複数の層（51）のうち隣接する層（51）と接続する。 The first aspect of the present disclosure is a bed structure (50) used in a refrigeration module (20) using a solid refrigerant that exerts a calorific effect against external energy. The bed structure (50) has a plurality of layers (51) in which a plurality of columnar structures (52) containing a solid refrigerant material are arranged two-dimensionally. The plurality of columnar structures (52) are arranged at intervals that form flow paths (53) for the heat medium. The plurality of layers (51) are stacked in a direction perpendicular to the flow direction of the heat medium. The sides of the plurality of columnar structures (52) are in contact with the heat medium. At least a portion of the end portions in the extension direction of the plurality of columnar structures (52) are connected to adjacent layers (51) among the plurality of layers (51).

第１の態様では、固体冷媒物質を含む柱状構造（52）を２次元配列することによって、固体冷媒物質と熱媒体との接触面積を大きくできるので、熱交換効率が向上する。また、柱状構造（52）がそれぞれ設けられた複数の層（51）を、熱媒体の流れ方向に対して垂直な方向に積層するため、ベッド構造（50）の強度を確保することができる。 In the first embodiment, the columnar structures (52) containing the solid refrigerant material are arranged two-dimensionally, so that the contact area between the solid refrigerant material and the heat medium can be increased, thereby improving the heat exchange efficiency. In addition, the multiple layers (51), each having the columnar structures (52), are stacked in a direction perpendicular to the flow direction of the heat medium, so that the strength of the bed structure (50) can be ensured.

本開示の第２の態様は、第１の態様において、前記複数の層（51）は、前記柱状構造（52）を保持するベース部（54）を有する。 The second aspect of the present disclosure is the first aspect, in which the multiple layers (51) have a base portion (54) that holds the columnar structure (52).

第２の態様では、複数の層（51）において柱状構造（52）を保持するベース部（54）によって、ベッド構造（50）の強度を増大させることができる。 In the second embodiment, the strength of the bed structure (50) can be increased by the base portion (54) that holds the columnar structure (52) in the multiple layers (51).

本開示の第３の態様は、第１の態様において、前記複数の層（51）のうち隣接する一対の層（51）では、前記複数の柱状構造（52）の配列が互いにずれており、前記複数の柱状構造（52）同士が直接積層されることによって固定されている。 The third aspect of the present disclosure is the first aspect, in which the arrangement of the plurality of columnar structures (52) in a pair of adjacent layers (51) among the plurality of layers (51) is shifted from each other, and the plurality of columnar structures (52) are fixed to each other by being directly stacked.

第３の態様では、隣接する一対の層（51）において、柱状構造（52）の配列をずらして柱状構造（52）同士を直接積層して固定することによって、ベッド構造（50）の強度を確保することができる。 In the third embodiment, the columnar structures (52) in a pair of adjacent layers (51) are directly stacked and fixed together with the arrangement of the columnar structures (52) shifted, thereby ensuring the strength of the bed structure (50).

本開示の第４の態様は、第３の態様において、直接積層された前記複数の柱状構造（52）同士の複数の接続部のうち、少なくとも一部の接続部の接続面積が、他の接続部の接続面積よりも小さい。 The fourth aspect of the present disclosure is the third aspect, in which the connection area of at least some of the multiple connection parts between the multiple directly stacked columnar structures (52) is smaller than the connection area of the other connection parts.

第４の態様では、熱交換を担う柱状構造（52）の体積の減少や、柱状構造（52）同士の間の流路（53）の寸法変化を抑制して、熱交換効率の悪化や圧力損失の増大を抑制しつつ、柱状構造（52）の積層体における熱伝導に異方性を持たせることができる。これにより、熱媒体の流れ方向における熱伝導に起因する損失を減少させることができる。 In the fourth aspect, the volume of the columnar structures (52) responsible for heat exchange and the dimensional change of the flow paths (53) between the columnar structures (52) are suppressed, thereby suppressing deterioration of heat exchange efficiency and increase in pressure loss, while providing anisotropy to the heat conduction in the stack of columnar structures (52). This makes it possible to reduce losses due to heat conduction in the flow direction of the heat medium.

本開示の第５の態様は、第３又は第４の態様において、前記複数の層（51）の積層方向に対して垂直な前記複数の柱状構造（52）の断面のうち、直接積層された前記複数の柱状構造（52）同士の接続部を含む断面の面積が、前記接続部を含まない断面の面積よりも小さい。 The fifth aspect of the present disclosure is the third or fourth aspect, in which, among the cross sections of the plurality of columnar structures (52) perpendicular to the stacking direction of the plurality of layers (51), the area of the cross section including the connection portions between the plurality of directly stacked columnar structures (52) is smaller than the area of the cross section not including the connection portions.

第５の態様では、熱交換を担う柱状構造（52）の体積の減少や、柱状構造（52）同士の間の流路（53）の寸法変化を抑制して、熱交換効率の悪化や圧力損失の増大を抑制しつつ、柱状構造（52）の積層体における熱伝導を減少させることができる。これにより、熱媒体の流れ方向における熱伝導に起因する損失を減少させることができる。 In the fifth aspect, the reduction in the volume of the columnar structures (52) responsible for heat exchange and the change in dimensions of the flow paths (53) between the columnar structures (52) can be suppressed, thereby suppressing deterioration of heat exchange efficiency and increase in pressure loss while reducing heat conduction in the stack of columnar structures (52). This makes it possible to reduce losses due to heat conduction in the flow direction of the heat medium.

本開示の第６の態様は、第１～第５の態様のいずれか１つにおいて、前記複数の柱状構造（52）のうちの少なくとも一部は、前記複数の層（51）の積層方向に対して垂直な断面の形状が、前記熱媒体の流れ方向に沿った対角線を持つ四角形又は六角形を含む。 A sixth aspect of the present disclosure is any one of the first to fifth aspects, in which at least some of the plurality of columnar structures (52) have a cross-sectional shape perpendicular to the stacking direction of the plurality of layers (51) that includes a quadrangle or hexagon with a diagonal line aligned with the flow direction of the heat medium.

第６の態様では、柱状構造（52）の少なくとも一部の断面形状を四角形又は六角形とすることで、柱状構造（52）の側部を大面積化できるので、熱交換効率を向上させることができる。 In the sixth aspect, by making the cross-sectional shape of at least a portion of the columnar structure (52) rectangular or hexagonal, the side area of the columnar structure (52) can be increased, thereby improving the heat exchange efficiency.

本開示の第７の態様は、第６の態様において、前記四角形は、ひし形である。 The seventh aspect of the present disclosure is the sixth aspect, in which the quadrangle is a rhombus.

第７の態様では、例えば柱状構造（52）をひし形柱に構成すれば、柱状構造（52）を一定間隔で配列できるので、熱媒体の流路（53）の幅を一定にして熱媒体の流れを均一にできる。これにより、熱媒体の流路（53）における圧力損失を低減できる。同様の効果は、六角形の各辺の長さが等しい六角柱で柱状構造（52）を構成した場合も得られる。 In the seventh aspect, for example, if the columnar structures (52) are configured as diamond-shaped columns, the columnar structures (52) can be arranged at regular intervals, so that the width of the heat medium flow path (53) can be made constant and the flow of the heat medium can be made uniform. This reduces pressure loss in the heat medium flow path (53). A similar effect can be obtained when the columnar structures (52) are configured as hexagonal columns with the same length on each side of the hexagon.

本開示の第８の態様は、第６又は第７の態様において、前記対角線は、他の対角線よりも長い。 The eighth aspect of the present disclosure is the sixth or seventh aspect, in which the diagonal is longer than the other diagonal.

第８の態様では、柱状構造（52）において、熱媒体の流れ方向に沿った対角線の両端の角部が、他の角部よりも鋭くなるので、当該対角線の両端の角部に接触した熱媒体の流れの転向角が小さくなる。これにより、熱媒体の流路（53）における圧力損失をさらに低減できる。 In the eighth aspect, in the columnar structure (52), the corners at both ends of the diagonal line along the flow direction of the heat medium are sharper than the other corners, so that the turning angle of the heat medium flow that comes into contact with the corners at both ends of the diagonal line is small. This makes it possible to further reduce the pressure loss in the heat medium flow path (53).

本開示の第９の態様は、第１～第８の態様のいずれか１つにおいて、前記熱媒体の出入口に位置する領域では、前記複数の柱状構造（52）が配置されない。 A ninth aspect of the present disclosure is any one of the first to eighth aspects, in which the plurality of columnar structures (52) are not arranged in the area located at the inlet/outlet of the heat medium.

第９の態様では、ベッド構造（50）への熱媒体の出入りが柱状構造（52）によって阻害されることを抑制できるので、熱媒体の出入口での圧力損失を低減できる。 In the ninth aspect, the columnar structure (52) can be prevented from impeding the flow of the heat medium into and out of the bed structure (50), thereby reducing pressure loss at the inlet and outlet of the heat medium.

本開示の第１０の態様は、第１～第９の態様のいずれか１つにおいて、前記ベッド構造（50）は一体成形される。 A tenth aspect of the present disclosure is any one of the first to ninth aspects, in which the bed structure (50) is integrally molded.

第１０の態様では、ベッド構造（50）の強度がより一層増大する。 In the tenth aspect, the strength of the bed structure (50) is further increased.

本開示の第１１の態様は、第１～第１０の態様のいずれか１つにおいて、前記ベッド構造（50）は、収納ケース（60）の内部に配置され、前記収納ケース（60）における前記熱媒体の流れ方向に平行な内壁面（60a）と、前記複数の柱状構造（52）の一部とは接触して固定される。 An eleventh aspect of the present disclosure is any one of the first to tenth aspects, in which the bed structure (50) is disposed inside a storage case (60), and an inner wall surface (60a) of the storage case (60) parallel to the flow direction of the heat medium is in contact with and fixed to a portion of the plurality of columnar structures (52).

第１１の態様では、ベッド構造（50）と収納ケース（60）との間の隙間を縮小できるので、当該隙間を通る熱媒体の漏れ流れを抑制し、熱交換効率を向上させることができる。 In the eleventh aspect, the gap between the bed structure (50) and the storage case (60) can be reduced, thereby suppressing leakage of the heat medium through the gap and improving the heat exchange efficiency.

本開示の第１２の態様は、第１１の態様において、前記複数の柱状構造（52）のうち前記内壁面（60a）と接触している柱状構造（52）の接触部は、平坦な面である。 A twelfth aspect of the present disclosure is the eleventh aspect, in which the contact portion of the columnar structure (52) that is in contact with the inner wall surface (60a) among the plurality of columnar structures (52) is a flat surface.

第１２の態様では、ベッド構造（50）と収納ケース（60）との接着を容易に行うことができる。 In the twelfth embodiment, the bed structure (50) and the storage case (60) can be easily attached to each other.

本開示の第１３の態様は、第１１又は第１２の態様において、前記ベッド構造（50）と前記収納ケース（60）とは同一材料で一体成形される。 A thirteenth aspect of the present disclosure is the eleventh or twelfth aspect, in which the bed structure (50) and the storage case (60) are integrally molded from the same material.

第１３の態様では、例えば３Ｄプリンタを用いて、熱媒体が非常に漏れにくい高強度のベッド構造（50）を製造することができる。また、ベッド構造（50）と収納ケース（60）との接続部に隙間が生じないので、圧力損失の増大や熱交換効率の低下などに起因する冷凍モジュール（20）の性能の劣化を抑制できる。 In the thirteenth aspect, for example, a 3D printer can be used to manufacture a high-strength bed structure (50) that is highly resistant to leakage of the heat transfer medium. In addition, since no gaps are generated at the connection between the bed structure (50) and the storage case (60), deterioration of the performance of the refrigeration module (20) due to increased pressure loss, reduced heat exchange efficiency, etc. can be suppressed.

本開示の第１４の態様は、第１１～第１３の態様のいずれか１つにおいて、前記収納ケース（60）の外側にさらに他のケース（21）が設けられる。 A fourteenth aspect of the present disclosure is any one of the eleventh to thirteenth aspects, in which another case (21) is further provided outside the storage case (60).

第１４の態様では、他のケース（21）によってベッド構造（50）の強度をさらに増大させることができる。 In the fourteenth aspect, the strength of the bed structure (50) can be further increased by the other case (21).

本開示の第１５の態様は、第１～第１４の態様のいずれか１つのベッド構造（50）を複数備え、複数の前記ベッド構造（50）は、前記熱媒体の流れ方向に、複数段のカスケード構造になるように積層される、固体冷媒による冷凍モジュールの積層ベッド構造である。 A fifteenth aspect of the present disclosure is a stacked bed structure of a refrigeration module using a solid refrigerant, comprising a plurality of bed structures (50) according to any one of the first to fourteenth aspects, the plurality of bed structures (50) being stacked in the flow direction of the heat medium to form a multi-stage cascade structure.

第１５の態様では、固体冷媒物質が例えば磁気作業物質であれば、異なるキュリー温度（磁気熱量効果が最も大きい温度）を持つ複数の磁気作業物質を所定の温度勾配に合わせてカスケード配置できるので、広い温度範囲で高い磁気熱量効果が得られる。 In the fifteenth aspect, if the solid refrigerant material is, for example, a magnetic working material, multiple magnetic working materials with different Curie temperatures (the temperature at which the magnetocaloric effect is greatest) can be arranged in a cascade arrangement according to a predetermined temperature gradient, so that a high magnetocaloric effect can be obtained over a wide temperature range.

図１は、実施形態１に係る空調システムの構成を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of an air conditioning system according to the first embodiment. 図２は、実施形態１に係るベッド構造の構成を示す図であり、（ａ）は平面構成、（ｂ）は正面構成、（ｃ）は（ａ）のII-II線の断面構成を示す。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the bed structure according to the first embodiment, in which (a) shows a planar configuration, (b) shows a front configuration, and (c) shows a cross-sectional configuration taken along line II-II in (a). 図３は、実施形態１に係るベッド構造が収納容器に配置された様子を示す図であり、（ａ）は平面構成、（ｂ）は正面構成を示す。FIG. 3 is a diagram showing a state in which the bed structure according to the first embodiment is placed in a storage container, where (a) shows a plan view and (b) shows a front view. 図４は、実施形態２に係るベッド構造の構成を示す図であり、（ａ）は平面構成、（ｂ）は正面構成、（ｃ）は（ａ）のIV-IV線の断面構成を示す。FIG. 4 is a diagram showing the configuration of a bed structure according to embodiment 2, in which (a) shows a plan view, (b) shows a front view, and (c) shows a cross-sectional view taken along line IV-IV in (a). 図５は、実施形態２に係るベッド構造が収納容器に配置された様子を示す図であり、（ａ）は平面構成、（ｂ）は正面構成を示す。FIG. 5 is a diagram showing a state in which the bed structure according to the second embodiment is placed in a storage container, (a) showing a plan configuration, and (b) showing a front configuration. 図６は、実施形態２の変形例１に係るベッド構造の構成を示す図であり、（ａ）は平面構成、（ｂ）は正面構成を示す。6A and 6B are diagrams showing the configuration of a bed structure according to a first modified example of the second embodiment, in which (a) shows a plan configuration and (b) shows a front configuration. 図７は、実施形態２の変形例２に係るベッド構造の構成を示す図であり、（ａ）は平面構成、（ｂ）は（ａ）のVII-VII線の断面構成を示す。7A and 7B are diagrams showing the configuration of a bed structure according to Modification 2 of Embodiment 2, in which (a) shows a planar configuration and (b) shows a cross-sectional configuration taken along line VII-VII in (a). 図８は、実施形態２の変形例３に係るベッド構造の構成を示す図であり、（ａ）は平面構成、（ｂ）は（ａ）のVIII-VIII線の断面構成を示す。8A and 8B are diagrams showing the configuration of a bed structure according to Modification 3 of Embodiment 2, in which (a) shows a planar configuration and (b) shows a cross-sectional configuration taken along line VIII-VIII in (a). 図９は、実施形態３に係るベッド構造の構成を示す図であり、（ａ）は平面構成、（ｂ）は正面構成、（ｃ）は（ａ）のIX-IX線の断面構成を示す。9A, 9B, and 9C are diagrams showing the configuration of a bed structure according to the third embodiment, in which (a) shows a plan view, (b) shows a front view, and (c) shows a cross-sectional view taken along line IX-IX in (a). 図１０は、実施形態４に係るベッド構造の構成を示す図であり、（ａ）は平面構成、（ｂ）は正面構成、（ｃ）は（ａ）のＸ-Ｘ線の断面構成を示す。FIG. 10 is a diagram showing the configuration of a bed structure according to embodiment 4, in which (a) shows a planar configuration, (b) shows a front configuration, and (c) shows a cross-sectional configuration along line XX of (a). 図１１は、実施形態４の変形例１に係るベッド構造の構成を示す図であり、（ａ）は平面構成、（ｂ）は正面構成、（ｃ）は（ａ）のXI-XI線の断面構成を示す。FIG. 11 is a diagram showing the configuration of a bed structure according to a first modified example of the fourth embodiment, in which (a) shows a planar configuration, (b) shows a front configuration, and (c) shows a cross-sectional configuration taken along line XI-XI in (a). 図１２は、実施形態４の変形例２に係るベッド構造の構成を示す図であり、（ａ）は平面構成、（ｂ）は正面構成を示す。FIG. 12 is a diagram showing the configuration of a bed structure according to Modification 2 of the fourth embodiment, where (a) shows a plan configuration and (b) shows a front configuration. 図１３は、その他の実施形態に係る積層ベッド構造の構成を示す斜視図である。FIG. 13 is a perspective view showing the configuration of a stacked bed structure according to another embodiment.

以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 The following embodiments are described with reference to the drawings. Note that the following embodiments are essentially preferred examples and are not intended to limit the scope of the present invention, its applications, or its uses.

《実施形態１》
実施形態１について説明する。本実施形態の磁気冷凍モジュール（20）は、磁気熱量効果を利用して熱媒体（本実施形態における流体）の温度を調節するものであって、例えば冷専チラーとして構成された空調システム（10）に設けられる。磁気冷凍モジュール（20）は、熱量効果を利用して熱媒体の温度を調節する。磁気冷凍モジュール（20）は、外部エネルギーに対する熱量効果を発揮する固体冷媒による冷凍モジュールの一種である。尚、磁気冷凍モジュール（20）の用途は、特に限定されるものではなく、例えば、空気調和装置に設けられてもよい。 First Embodiment
A first embodiment will be described. The magnetic refrigeration module (20) of the present embodiment adjusts the temperature of a heat medium (a fluid in the present embodiment) by utilizing the magnetocaloric effect, and is provided in, for example, an air conditioning system (10) configured as a cold-only chiller. The magnetic refrigeration module (20) adjusts the temperature of the heat medium by utilizing the caloric effect. The magnetic refrigeration module (20) is a type of refrigeration module that uses a solid refrigerant that exerts a caloric effect on external energy. The use of the magnetic refrigeration module (20) is not particularly limited, and it may be provided in, for example, an air conditioner.

＜空調システムの構成＞
図１に示すように、空調システム（10）は、磁気冷凍モジュール（20）と、低温側熱交換器（110）と、高温側熱交換器（120）と、熱媒体ポンプ（130）とが設けられた熱媒体回路（11）を備える。熱媒体回路（11）の各構成要素は、熱媒体配管を介して互いに接続される。 <Air conditioning system configuration>
As shown in Fig. 1, the air conditioning system (10) includes a magnetic refrigeration module (20), a low-temperature side heat exchanger (110), a high-temperature side heat exchanger (120), and a heat medium pump (130) provided in a heat medium circuit (11). The components of the heat medium circuit (11) are connected to each other via heat medium piping.

磁気冷凍モジュール（20）のケース（21）内には、固体冷媒物質としての磁気作業物質を含むベッド構造（50）（図２参照）が配置される。ベッド構造（50）の構成の詳細については後述する。磁気冷凍モジュール（20）は、ベッド構造（50）の磁気作業物質に、力場である磁場を印加したり除去したりすることで磁気熱量効果を生じさせ、それにより内部を流れる熱媒体を加熱または冷却する装置である。尚、図示は省略しているが、磁気冷凍モジュール（20）の近傍には、力場印加機構である磁場印加機構が配置される。磁場印加機構は、力場発生部として、例えば磁石を有してもよい。 A bed structure (50) (see FIG. 2) containing a magnetic working material as a solid refrigerant material is disposed within the case (21) of the magnetic refrigeration module (20). The configuration of the bed structure (50) will be described in detail later. The magnetic refrigeration module (20) is a device that generates a magnetocaloric effect by applying or removing a magnetic field, which is a force field, to the magnetic working material of the bed structure (50), thereby heating or cooling the heat medium flowing inside. Although not shown in the figure, a magnetic field application mechanism, which is a force field application mechanism, is disposed near the magnetic refrigeration module (20). The magnetic field application mechanism may have, for example, a magnet as a force field generation unit.

磁気冷凍モジュール（20）は、高温端流入ポート（71）と、高温端流出ポート（72）と、低温端流入ポート（73）と、低温端流出ポート（74）とを有する。低温端流入ポート（73）から流入した熱媒体は、磁気冷凍モジュール（20）の内部を流れて高温端流出ポート（72）から流出する。高温端流入ポート（71）から流入した熱媒体は、磁気冷凍モジュール（20）の内部を流れて低温端流出ポート（74）から流出する。 The magnetic refrigeration module (20) has a high-temperature end inlet port (71), a high-temperature end outlet port (72), a low-temperature end inlet port (73), and a low-temperature end outlet port (74). The heat medium flowing in from the low-temperature end inlet port (73) flows inside the magnetic refrigeration module (20) and flows out from the high-temperature end outlet port (72). The heat medium flowing in from the high-temperature end inlet port (71) flows inside the magnetic refrigeration module (20) and flows out from the low-temperature end outlet port (74).

低温側熱交換器（110）は、磁気冷凍モジュール（20）で冷却された熱媒体と、図示を省略する利用ユニット（例えばエアハンドリングユニット）を流れる二次冷媒とを熱交換させる。低温側熱交換器（110）は、磁気冷凍モジュール（20）の低温端流出ポート（74）に接続される第１流入部（111）と、磁気冷凍モジュール（20）の低温端流入ポート（73）に接続される第１流出部（112）と、利用ユニットに接続される第３流入部（113）及び第３流出部（114）とを有する。 The low-temperature side heat exchanger (110) exchanges heat between the heat medium cooled by the magnetic refrigeration module (20) and the secondary refrigerant flowing through a utilization unit (e.g., an air handling unit) (not shown). The low-temperature side heat exchanger (110) has a first inlet (111) connected to the low-temperature end outlet port (74) of the magnetic refrigeration module (20), a first outlet (112) connected to the low-temperature end inlet port (73) of the magnetic refrigeration module (20), and a third inlet (113) and a third outlet (114) connected to the utilization unit.

低温端流出ポート（74）と第１流入部（111）との間の熱媒体配管には、前者から後者への熱媒体の流れを許容する一方でその逆の熱媒体の流れを禁止する第１逆止弁（141）が設けられる。低温端流入ポート（73）と第１流出部（112）との間の熱媒体配管には、後者から前者への熱媒体の流れを許容する一方でその逆の熱媒体の流れを禁止する第２逆止弁（142）が設けられる。 The heat medium piping between the low-temperature end outlet port (74) and the first inlet (111) is provided with a first check valve (141) that allows the heat medium to flow from the former to the latter while prohibiting the heat medium to flow in the opposite direction. The heat medium piping between the low-temperature end inlet port (73) and the first outlet (112) is provided with a second check valve (142) that allows the heat medium to flow from the latter to the former while prohibiting the heat medium to flow in the opposite direction.

高温側熱交換器（120）は、磁気冷凍モジュール（20）で加熱された熱媒体と、図示を省略する熱源ユニット（例えばクーリングタワー）を流れる二次冷媒とを熱交換させる。高温側熱交換器（120）は、磁気冷凍モジュール（20）の高温端流出ポート（72）に接続される第２流入部（121）と、磁気冷凍モジュール（20）の高温端流入ポート（71）に接続される第２流出部（122）と、熱源ユニットに接続される第４流入部（123）及び第４流出部（124）とを有する。 The high-temperature side heat exchanger (120) exchanges heat between the heat medium heated by the magnetic refrigeration module (20) and the secondary refrigerant flowing through a heat source unit (e.g., a cooling tower) not shown. The high-temperature side heat exchanger (120) has a second inlet (121) connected to the high-temperature end outlet port (72) of the magnetic refrigeration module (20), a second outlet (122) connected to the high-temperature end inlet port (71) of the magnetic refrigeration module (20), and a fourth inlet (123) and a fourth outlet (124) connected to the heat source unit.

高温端流出ポート（72）と第２流入部（121）との間の熱媒体配管には、前者から後者への熱媒体の流れを許容する一方でその逆の熱媒体の流れを禁止する第３逆止弁（143）が設けられる。高温端流入ポート（71）と第２流出部（122）との間の熱媒体配管には、後者から前者への熱媒体の流れを許容する一方でその逆の熱媒体の流れを禁止する第４逆止弁（144）が設けられる。 The heat medium piping between the high temperature end outlet port (72) and the second inlet (121) is provided with a third check valve (143) that allows the heat medium to flow from the former to the latter while prohibiting the heat medium to flow in the opposite direction. The heat medium piping between the high temperature end inlet port (71) and the second outlet (122) is provided with a fourth check valve (144) that allows the heat medium to flow from the latter to the former while prohibiting the heat medium to flow in the opposite direction.

熱媒体ポンプ（130）は、磁気冷凍モジュール（20）と低温側熱交換器（110）及び高温側熱交換器（120）との間で熱媒体を流す。熱媒体ポンプ（130）は、この例ではピストンポンプとして構成される。熱媒体ポンプ（130）は、シリンダ（131）と、その内部に配置されたピストン（134）とを有する。シリンダ（131）は、ピストン（134）によって第１室（132）と第２室（133）とに仕切られる。第１室（132）は、低温側熱交換器（110）と第２逆止弁（142）との間の熱媒体配管に連通する。第２室（133）は、高温側熱交換器（120）と第４逆止弁（144）との間の熱媒体配管に連通する。 The heat medium pump (130) flows a heat medium between the magnetic refrigeration module (20) and the low-temperature side heat exchanger (110) and the high-temperature side heat exchanger (120). In this example, the heat medium pump (130) is configured as a piston pump. The heat medium pump (130) has a cylinder (131) and a piston (134) disposed therein. The cylinder (131) is divided by the piston (134) into a first chamber (132) and a second chamber (133). The first chamber (132) communicates with the heat medium piping between the low-temperature side heat exchanger (110) and the second check valve (142). The second chamber (133) communicates with the heat medium piping between the high-temperature side heat exchanger (120) and the fourth check valve (144).

熱媒体ポンプ（130）は、ピストン（134）がシリンダ（131）内で往復運動を行うことにより、第１室（132）から熱媒体を吐出し且つ第２室（133）に熱媒体を吸入する第１動作と、第２室（133）から熱媒体を吐出し且つ第１室（132）に熱媒体を吸入する第２動作とを行うように構成される。 The heat medium pump (130) is configured to perform a first operation of discharging the heat medium from the first chamber (132) and drawing the heat medium into the second chamber (133) by the piston (134) reciprocating in the cylinder (131), and a second operation of discharging the heat medium from the second chamber (133) and drawing the heat medium into the first chamber (132).

＜空調システムの運転動作＞
空調システム（10）の運転動作について説明する。 <Air conditioning system operation>
The operation of the air conditioning system (10) will now be described.

空調システム（10）は、熱媒体ポンプ（130）に第１動作と第２動作を交互に行わせると共に、両動作に対応させて磁気冷凍モジュール（20）に磁場を印加したり除去したりすることにより、利用ユニットに冷熱を供給する。 The air conditioning system (10) supplies cold to the utilization unit by alternately causing the heat medium pump (130) to perform the first operation and the second operation and applying or removing a magnetic field to the magnetic refrigeration module (20) in response to both operations.

具体的には、まず、熱媒体の流れが止まった状態で、磁気冷凍モジュール（20）に磁場が印加される。これにより、磁気冷凍モジュール（20）内の磁気作業物質が発熱する。この状態で熱媒体ポンプ（130）が第１動作を行うと、図１中の左方にピストン（134）が移動し、第１室（132）から熱媒体が吐出される。第１室（132）から吐出された熱媒体は、第２逆止弁（142）を通過して磁気冷凍モジュール（20）内に流れ込み、ここで発熱状態の磁気作業物質と熱交換して加熱される。加熱された熱媒体は、第３逆止弁（143）を通過して高温側熱交換器（120）に流入し、そこで熱源ユニットの二次冷媒に放熱する。高温側熱交換器（120）から流出した熱媒体は、熱媒体ポンプ（130）の第２室（133）に吸入される。 Specifically, first, a magnetic field is applied to the magnetic refrigeration module (20) with the flow of the heat medium stopped. This causes the magnetic working material in the magnetic refrigeration module (20) to generate heat. When the heat medium pump (130) performs the first operation in this state, the piston (134) moves to the left in FIG. 1, and the heat medium is discharged from the first chamber (132). The heat medium discharged from the first chamber (132) passes through the second check valve (142) and flows into the magnetic refrigeration module (20), where it is heated by heat exchange with the magnetic working material in a heat-generating state. The heated heat medium passes through the third check valve (143) and flows into the high-temperature side heat exchanger (120), where it dissipates heat to the secondary refrigerant of the heat source unit. The heat medium flowing out of the high-temperature side heat exchanger (120) is sucked into the second chamber (133) of the heat medium pump (130).

次に、熱媒体の流れが止まった状態で、磁気冷凍モジュール（20）から磁場が除去される。これにより、磁気冷凍モジュール（20）内の磁気作業物質が吸熱する。この状態で熱媒体ポンプ（130）が第２動作を行うと、図１中の右方にピストン（134）が移動し、第２室（133）から熱媒体が吐出される。第２室（133）から吐出された熱媒体は、第４逆止弁（144）を通過して磁気冷凍モジュール（20）内に流れ込み、ここで吸熱状態の磁気作業物質と熱交換して冷却される。冷却された熱媒体は、第１逆止弁（141）を通過して低温側熱交換器（110）に流入し、そこで利用ユニットの二次冷媒を冷却する。低温側熱交換器（110）から流出した熱媒体は、熱媒体ポンプ（130）の第１室（132）に吸入される。 Next, with the flow of the heat medium stopped, the magnetic field is removed from the magnetic refrigeration module (20). This causes the magnetic working material in the magnetic refrigeration module (20) to absorb heat. When the heat medium pump (130) performs the second operation in this state, the piston (134) moves to the right in FIG. 1, and the heat medium is discharged from the second chamber (133). The heat medium discharged from the second chamber (133) passes through the fourth check valve (144) and flows into the magnetic refrigeration module (20), where it is cooled by heat exchange with the magnetic working material in a heat absorbing state. The cooled heat medium passes through the first check valve (141) and flows into the low-temperature side heat exchanger (110), where it cools the secondary refrigerant of the utilization unit. The heat medium flowing out of the low-temperature side heat exchanger (110) is sucked into the first chamber (132) of the heat medium pump (130).

以上の動作を繰り返し行うことにより、低温側熱交換器（110）に冷熱を供給し且つ高温側熱交換器（120）に温熱を供給することができ、これにより利用ユニットで対象空間の冷房を行うことができる。定常状態においては、低温側熱交換器（110）と高温側熱交換器（120）は、磁気冷凍モジュール（20）内の磁気作業物質に応じた略一定の温度にそれぞれ維持される。本実施形態では、低温側熱交換器（110）の温度が、対象空間の温度や、磁気冷凍モジュール（20）周辺の空気の温度よりも低い温度に維持されるように、磁気作業物質が選定される。 By repeating the above operations, cold heat can be supplied to the low-temperature side heat exchanger (110) and hot heat can be supplied to the high-temperature side heat exchanger (120), thereby cooling the target space in the utilization unit. In a steady state, the low-temperature side heat exchanger (110) and the high-temperature side heat exchanger (120) are each maintained at a substantially constant temperature according to the magnetic working material in the magnetic refrigeration module (20). In this embodiment, the magnetic working material is selected so that the temperature of the low-temperature side heat exchanger (110) is maintained at a temperature lower than the temperature of the target space and the temperature of the air around the magnetic refrigeration module (20).

＜ベッド構造の構成＞
本実施形態のベッド構造（50）は、外部エネルギーに対する熱量効果を発揮する固体冷媒による冷凍モジュールである磁気冷凍モジュール（20）に用いられる。ベッド構造（50）は、磁気冷凍モジュール（20）のケース（21）内に配置される。 <Bed structure>
The bed structure (50) of the present embodiment is used in a magnetic refrigeration module (20) that is a refrigeration module using a solid refrigerant that exerts a calorific effect in response to external energy. The bed structure (50) is disposed in a case (21) of the magnetic refrigeration module (20).

図２に示すように、ベッド構造（50）は、熱媒体の流れ方向に対して垂直な方向に積層された複数の層（51）を有する。図２（ａ）は、複数の層（51）の積層方向からベッド構造（50）を見た平面図であり、図２（ｂ）は、熱媒体の流れ方向からベッド構造（50）を見た正面図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）のII-II線（熱媒体の流れ方向）の断面図である。尚、図２（ｃ）は、ベッド構造（50）を一体成形したときの断面構成を示す。 As shown in FIG. 2, the bed structure (50) has multiple layers (51) stacked in a direction perpendicular to the heat medium flow direction. FIG. 2(a) is a plan view of the bed structure (50) seen from the stacking direction of the multiple layers (51), FIG. 2(b) is a front view of the bed structure (50) seen from the heat medium flow direction, and FIG. 2(c) is a cross-sectional view taken along line II-II (heat medium flow direction) in FIG. 2(a). Note that FIG. 2(c) shows the cross-sectional configuration of the bed structure (50) when it is integrally molded.

複数の層（51）のそれぞれには、固体冷媒物質である磁気作業物質を含む複数の柱状構造（52）が２次元配列される。磁気作業物質の材料としては、例えば、Ｇｄ₅（Ｇｅ_0.5Ｓｉ_0.5）₄、Ｌａ（Ｆｅ_1-xＳｉ_x）₁₃、Ｌａ（Ｆｅ_1-xＣｏ_xＳｉ_y）₁₃、Ｌａ（Ｆｅ_1-xＳｉ_x）₁₃Ｈ_y、Ｍｎ（Ａｓ_0.9Ｓｂ_0.1）等を用いてもよい。複数の柱状構造（52）は、各層（51）において、熱媒体の流路（53）となる間隔をあけて配列される。複数の層（51）はそれぞれ、複数の柱状構造（52）を保持するベース部（54）を有する。 In each of the layers (51), a plurality of columnar structures (52) containing a magnetic working material, which is a solid refrigerant material, are two-dimensionally arranged. Examples of the magnetic working material include _Gd5 ( _Ge0.5Si0.5 ) ₄ , La(Fe1 _-xSix ₎ ₁₃ , _La (Fe1 _- _xCoxSiy ) ₁₃ , La(Fe1 _-xSix ₎ _13Hy _, _and Mn( _As0.9Sb0.1 ). The columnar structures (52) are arranged in each layer (51) at intervals that form flow paths ( ₅₃ ) for the heat transfer medium. Each of the layers (51) has a base portion (54) that holds the columnar structures (52).

複数の柱状構造（52）は、熱媒体の出入口に位置する領域や、収納ケース（60）（図３参照）と接する領域を除いて、複数の層（51）の積層方向に対して垂直な断面の形状が、熱媒体の流れ方向に沿った対角線を持つ四角形（例えばひし形）である。当該四角形において、熱媒体の流れ方向に沿った対角線は、他の対角線よりも長くてもよい。当該四角形をひし形にすれば、図２（ａ）に示すように、複数の柱状構造（52）を等間隔で配列できる。これにより、熱媒体の流路（53）の幅を一定にすることができる。 The shape of the cross section of the multiple columnar structures (52) perpendicular to the stacking direction of the multiple layers (51) is a quadrangle (e.g., a diamond) with a diagonal line along the heat medium flow direction, except for the area located at the inlet/outlet of the heat medium and the area in contact with the storage case (60) (see FIG. 3). In the quadrangle, the diagonal line along the heat medium flow direction may be longer than the other diagonals. By making the quadrangle a diamond, the multiple columnar structures (52) can be arranged at equal intervals, as shown in FIG. 2(a). This makes it possible to make the width of the heat medium flow path (53) constant.

尚、本実施形態では、熱媒体の出入口に位置する領域にも柱状構造（52）を配置しているが、これに代えて、当該領域には柱状構造（52）を配置しなくてもよい。 In this embodiment, the columnar structure (52) is also arranged in the area located at the inlet and outlet of the heat medium, but alternatively, the columnar structure (52) does not have to be arranged in that area.

複数の柱状構造（52）を構成する各四角柱の側壁面は、熱媒体との接触面となる。複数の柱状構造（52）における延伸方向（本実施形態では複数の層（51）の積層方向と同じ）の一端（図２（ｂ）では上端）は、隣接する層（51）（ベース部（54））と接続する。 The sidewall surface of each of the rectangular pillars constituting the multiple pillar structures (52) is the contact surface with the heat medium. One end (the upper end in FIG. 2(b)) of the multiple pillar structures (52) in the extension direction (the same as the stacking direction of the multiple layers (51) in this embodiment) is connected to the adjacent layer (51) (base portion (54)).

以下の説明では、「複数の層（51）の積層方向」を単に「積層方向」といい、「熱媒体の流れ方向」を単に「流れ方向」という。「流れ方向」は、ベッド構造（50）において熱媒体の一方の出入口（図２（ａ）の上端側又は下端側の一方）から他方の出入口（図２（ａ）の上端側又は下端側の他方）に向かう方向であり、個々の流路（53）の延びる方向とは区別される。 In the following description, the "stacking direction of the multiple layers (51)" is simply referred to as the "stacking direction," and the "flow direction of the heat medium" is simply referred to as the "flow direction." The "flow direction" is the direction from one inlet/outlet of the heat medium (either the upper end side or the lower end side of FIG. 2(a)) to the other inlet/outlet (the other of the upper end side or the lower end side of FIG. 2(a)) in the bed structure (50), and is to be distinguished from the extension direction of the individual flow paths (53).

ベッド構造（50）、つまり、複数の柱状構造（52）及びベース部（54）を有する複数の層（51）は、例えば３Ｄプリンタ等を用いて一体成形されたものであってもよい。その場合、磁気作業物質によって柱状構造（52）及びベース部（54）を構成してもよい。 The bed structure (50), i.e., the multiple layers (51) having the multiple columnar structures (52) and the base portion (54), may be integrally formed using, for example, a 3D printer. In this case, the columnar structures (52) and the base portion (54) may be formed from a magnetic working material.

ベッド構造（50）の寸法は、特に限定されるものではないが、積層方向から見て、例えば２ｃｍ×５ｃｍの平面寸法であってもよい。ベッド構造（50）の各構成要素の寸法については、小さくするほど伝熱面積が増加して熱交換効率は向上する一方、圧力損失が増大することを考慮して設定する。例えば、流れ方向及びそれに垂直な方向の柱状構造（52）の配列ピッチをそれぞれ０．２５ｍｍ、積層方向に対して垂直な柱状構造（52）の断面である四角形（ひし形）の対角線（流れ方向の対角線）の長さを０．２ｍｍとしてもよい。 The dimensions of the bed structure (50) are not particularly limited, but may be, for example, 2 cm x 5 cm planar dimensions as viewed from the stacking direction. The dimensions of each component of the bed structure (50) are set taking into consideration that the smaller the dimensions are, the greater the heat transfer area and the higher the heat exchange efficiency, but the greater the pressure loss. For example, the arrangement pitch of the columnar structures (52) in the flow direction and in the direction perpendicular thereto may each be 0.25 mm, and the length of the diagonal (diagonal in the flow direction) of the square (diamond) that is the cross section of the columnar structures (52) perpendicular to the stacking direction may be 0.2 mm.

複数の層（51）の１層あたりの高さについては、高くするほど層（51）同士の接続部（具体的には下層の柱状構造（52）と上層のベース部（54）との接続部）が減少して熱伝導に起因する損失を低減できる一方、積層方向に対して垂直な伝熱面の面積が減少して熱交換効率が低下すると共に構造的な強度も低下することを考慮して設定する。例えば、各層（51）の厚さ（積層方向の厚さ）を０．２５ｍｍ、柱状構造（52）の高さ（積層方向の高さ）を０．２ｍｍとしてもよい。この場合、ベース部（54）の厚さ（積層方向の厚さ）は０．０５ｍｍとなり、柱状構造（52）の高さと比べて薄い。 The height of each of the multiple layers (51) is set taking into consideration that, as the height is increased, the number of connections between the layers (51) (specifically, the connections between the lower columnar structures (52) and the upper base portions (54)) is reduced, reducing losses due to heat conduction, while the area of the heat transfer surface perpendicular to the stacking direction is reduced, reducing the heat exchange efficiency and structural strength. For example, the thickness (thickness in the stacking direction) of each layer (51) may be 0.25 mm, and the height (height in the stacking direction) of the columnar structures (52) may be 0.2 mm. In this case, the thickness (thickness in the stacking direction) of the base portion (54) is 0.05 mm, which is thinner than the height of the columnar structures (52).

磁気冷凍モジュール（20）のケース（21）（図１参照）内において、本実施形態のベッド構造（50）は、図３に示すように、さらに別の収納ケース（60）の内部に配置されてもよい。言い換えると、収納ケース（60）の外側にケース（21）が設けられた構成としてもよい。図３（ａ）は、積層方向からベッド構造（50）及び収納ケース（60）を見た平面図であり、図３（ｂ）は、流れ方向からベッド構造（50）及び収納ケース（60）を見た正面図である。 In the case (21) (see FIG. 1) of the magnetic refrigeration module (20), the bed structure (50) of this embodiment may be disposed inside another storage case (60) as shown in FIG. 3. In other words, the case (21) may be provided outside the storage case (60). FIG. 3(a) is a plan view of the bed structure (50) and the storage case (60) as viewed from the stacking direction, and FIG. 3(b) is a front view of the bed structure (50) and the storage case (60) as viewed from the flow direction.

収納ケース（60）における流れ方向に平行な内壁面（60a）と、複数の柱状構造（52）の一部とは接触して固定されてもよい。この場合、複数の柱状構造（52）のうち内壁面（60a）と接触している柱状構造（52）の当該接触箇所は、平坦な面であってもよい。尚、本実施形態では、収納ケース（60）の内底面（60b）は、最下層の層（51）のベース（54）の下面と接する。このように、ベッド構造（50）の底面及び側面をともに平面で成形することにより、ベッド構造（50）と収納ケース（60）との隙間を最小化できると共に、当該隙間を埋めることや、ベッド構造（50）と収納ケース（60）とを接着することを容易に行うことができる。 The inner wall surface (60a) of the storage case (60) parallel to the flow direction may be in contact with a part of the plurality of columnar structures (52) and fixed thereto. In this case, the contact portion of the columnar structure (52) that is in contact with the inner wall surface (60a) of the plurality of columnar structures (52) may be a flat surface. In this embodiment, the inner bottom surface (60b) of the storage case (60) contacts the lower surface of the base (54) of the bottommost layer (51). In this way, by forming both the bottom surface and the side surface of the bed structure (50) as flat surfaces, the gap between the bed structure (50) and the storage case (60) can be minimized, and the gap can be easily filled and the bed structure (50) and the storage case (60) can be easily bonded together.

ベッド構造（50）及び収納ケース（60）は、例えば３Ｄプリンタ等を用いて一体成形されてもよい。その場合、磁気作業物質によってベッド構造（50）及び収納ケース（60）を構成してもよい。 The bed structure (50) and the storage case (60) may be integrally molded, for example, using a 3D printer. In this case, the bed structure (50) and the storage case (60) may be made of a magnetic working material.

ところで、本実施形態では、熱媒体の出入口に位置する領域や、収納ケース（60）と接する領域を除いて、積層方向に対して垂直な柱状構造（52）の断面形状を四角形（具体的には、ひし形）にした。しかし、通常の形状転写技術により幾何学的に厳密な「四角形（ひし形）」を形成することが難しいことを考慮して、本開示では、「四角形（ひし形）」は、真正の「四角形（ひし形）」のみならず、実質的に「四角形（ひし形）」とみなせる形状を含むものとする。実質的に「四角形（ひし形）」とみなせる形状とは、「四角形（ひし形）」に近似可能な形状をいう。例えば、角部が丸められているが、全体として「四角形（ひし形）」とみなせる形状は、本開示では「四角形（ひし形）」に含まれる。また、工業生産上の加工精度に起因する不可避的な形状のばらつきの範囲内で「四角形（ひし形）」から変形した形状も、本開示では「四角形（ひし形）」に含まれる。 In this embodiment, the cross-sectional shape of the columnar structure (52) perpendicular to the stacking direction is a rectangle (specifically, a diamond), except for the area located at the inlet/outlet of the heat transfer medium and the area in contact with the storage case (60). However, considering that it is difficult to form a geometrically strict "rectangle (diamond)" using normal shape transfer technology, in this disclosure, a "rectangle (diamond)" includes not only a true "rectangle (diamond)" but also a shape that can be substantially regarded as a "rectangle (diamond)". A shape that can be substantially regarded as a "rectangle (diamond)" refers to a shape that can be approximated to a "rectangle (diamond)". For example, a shape that has rounded corners but can be regarded as a "rectangle (diamond)" as a whole is included in a "rectangle (diamond)" in this disclosure. Additionally, shapes that deviate from a "square (diamond)" within the range of unavoidable shape variations resulting from processing accuracy in industrial production are also included in the "square (diamond)" in this disclosure.

また、本実施形態では、柱状構造（52）を四角柱（断面形状がひし形のものも含む）で構成したが、積層方向に対して垂直な柱状構造（52）の断面形状のうち一部の断面形状のみが、四角形（ひし形）であってもよい。従って、柱状構造（52）の側壁部は、平面に限定されず、少なくとも一部分が曲面であってもよい。また、柱状構造（52）における延伸方向の端部も、平面に限定されず、少なくとも一部分が曲面であってもよい。以上のように、柱状構造（52）は、複数の層（51）を積層方向に支持できる構造であって、側壁面又は側部と延伸方向の端部とを有していれば、形状は特に限定されるものではない。 In addition, in this embodiment, the columnar structure (52) is configured as a quadrangular column (including those with a diamond-shaped cross-section), but only a portion of the cross-sectional shape of the columnar structure (52) perpendicular to the stacking direction may be quadrangular (diamond-shaped). Therefore, the side wall portion of the columnar structure (52) is not limited to a flat surface, and at least a portion may be curved. Furthermore, the end portion of the columnar structure (52) in the extension direction is not limited to a flat surface, and at least a portion may be curved. As described above, the columnar structure (52) is a structure that can support multiple layers (51) in the stacking direction, and the shape is not particularly limited as long as it has a side wall surface or a side portion and an end portion in the extension direction.

また、本実施形態では、柱状構造（52）の延伸方向を積層方向と同じにしたが、ベッド構造（50）の強度が有意に低下しない範囲で、積層方向に対して斜めに柱状構造（52）を延伸させてもよい。 In addition, in this embodiment, the extension direction of the columnar structure (52) is the same as the stacking direction, but the columnar structure (52) may be extended obliquely relative to the stacking direction as long as the strength of the bed structure (50) is not significantly reduced.

また、本実施形態では、積層方向に対して垂直な柱状構造（52）の断面の形状を、流れ方向に沿った対角線を持つ四角形にしたが、圧力損失が有意に増大しない範囲で、流れ方向に対して斜めに延びる対角線を持つ四角形としてもよい。 In addition, in this embodiment, the cross-sectional shape of the columnar structure (52) perpendicular to the stacking direction is a rectangle with a diagonal line along the flow direction, but it may also be a rectangle with a diagonal line extending obliquely to the flow direction as long as the pressure loss does not increase significantly.

＜実施形態１の特徴＞
本実施形態のベッド構造（50）は、外部エネルギーに対する熱量効果を発揮する固体冷媒による冷凍モジュール（20）に用いられる。ベッド構造（50）は、固体冷媒物質を含む複数の柱状構造（52）が２次元配列された複数の層（51）を有する。複数の柱状構造（52）は、熱媒体の流路（53）となる間隔をあけて配列される。複数の層（51）は、熱媒体の流れ方向に対して垂直な方向に積層される。複数の柱状構造（52）の側部は、熱媒体と接触する。複数の柱状構造（52）における延伸方向の端部は、複数の層（51）のうち隣接する層（51）と接続する。 <Features of the First Embodiment>
The bed structure (50) of this embodiment is used in a refrigeration module (20) using a solid refrigerant that exerts a calorific effect against external energy. The bed structure (50) has a plurality of layers (51) in which a plurality of columnar structures (52) containing a solid refrigerant material are arranged two-dimensionally. The plurality of columnar structures (52) are arranged at intervals that form flow paths (53) for the heat medium. The plurality of layers (51) are stacked in a direction perpendicular to the flow direction of the heat medium. The sides of the plurality of columnar structures (52) are in contact with the heat medium. The ends of the plurality of columnar structures (52) in the extension direction are connected to adjacent layers (51) among the plurality of layers (51).

本実施形態のベッド構造（50）によると、固体冷媒物質を含む柱状構造（52）を２次元配列することによって、固体冷媒物質と熱媒体との接触面積を大きくできるので、熱交換効率が向上する。また、柱状構造（52）がそれぞれ設けられた複数の層（51）を、熱媒体の流れ方向に対して垂直な方向に積層するため、熱媒体の流れや磁場等の力場から受ける力に対するベッド構造（50）の強度を確保することができる。さらに、柱状構造（52）が流れ方向にも離間して配置されるため、ベッド構造（50）内での熱伝導に起因する損失を抑制することができる。 According to the bed structure (50) of this embodiment, the contact area between the solid refrigerant material and the heat medium can be increased by arranging the columnar structures (52) containing the solid refrigerant material in two dimensions, thereby improving the heat exchange efficiency. In addition, since the multiple layers (51) each having the columnar structures (52) are stacked in a direction perpendicular to the flow direction of the heat medium, the strength of the bed structure (50) against the force from the flow of the heat medium and a force field such as a magnetic field can be ensured. Furthermore, since the columnar structures (52) are arranged at intervals in the flow direction, the loss due to heat conduction in the bed structure (50) can be suppressed.

本実施形態のベッド構造（50）において、複数の層（51）がそれぞれ、柱状構造（52）を保持するベース部（54）を有すると、ベッド構造（50）の強度を増大させることができる。 In the bed structure (50) of this embodiment, if each of the multiple layers (51) has a base portion (54) that holds the columnar structure (52), the strength of the bed structure (50) can be increased.

本実施形態のベッド構造（50）において、複数の柱状構造（52）のうちの少なくとも一部は、積層方向に対して垂直な断面の形状が、流れ方向に沿った対角線を持つ四角形であってもよい。このようにすると、柱状構造（52）の側壁部を大面積化できるので、熱交換効率を向上させることができる。この場合、四角形がひし形であり、柱状構造（52）をひし形柱に構成すると、柱状構造（52）を一定間隔で配列できるので、熱媒体の流路（53）の幅を一定にして熱媒体の流れを均一にできる。これにより、熱媒体の流路（53）における圧力損失を低減できる。 In the bed structure (50) of this embodiment, at least some of the multiple columnar structures (52) may have a rectangular cross-sectional shape perpendicular to the stacking direction with a diagonal line along the flow direction. This allows the side wall of the columnar structure (52) to be made larger, improving heat exchange efficiency. In this case, if the rectangle is a diamond and the columnar structure (52) is configured as a diamond-shaped column, the columnar structures (52) can be arranged at regular intervals, so that the width of the heat medium flow path (53) can be made constant and the flow of the heat medium can be made uniform. This reduces pressure loss in the heat medium flow path (53).

尚、熱伝達率が流路（53）の寸法に反比例するのに対して、圧力損失は流路（53）の寸法の２～４乗に反比例する。このため、流路（53）に狭い部分があると、熱伝達率の増大効果よりも圧力損失の増大効果の方が大きくなる。従って、同じ熱伝達性能（熱交換効率）が得られる場合、流路（53）の幅を一定にして熱媒体の流れを均一にした方が、圧力損失の影響が小さくなる。 While the heat transfer coefficient is inversely proportional to the dimensions of the flow path (53), the pressure loss is inversely proportional to the second to fourth powers of the dimensions of the flow path (53). For this reason, if there are narrow parts in the flow path (53), the effect of increasing the pressure loss is greater than the effect of increasing the heat transfer coefficient. Therefore, when the same heat transfer performance (heat exchange efficiency) is to be obtained, the effect of pressure loss is smaller if the width of the flow path (53) is constant and the flow of the heat medium is made uniform.

また、積層方向に対して垂直な柱状構造（52）の断面形状を、流れ方向に沿った対角線を持つ四角形とする場合、当該対角線が、他の対角線よりも長いと、流れ方向に沿った対角線の両端の角部が、他の角部よりも鋭くなる。このため、当該対角線の両端の角部に接触した熱媒体の流れの転向角が小さくなるので、熱媒体の流路（53）における圧力損失をさらに低減できる。 In addition, when the cross-sectional shape of the columnar structure (52) perpendicular to the stacking direction is a rectangle with a diagonal along the flow direction, if the diagonal is longer than the other diagonals, the corners at both ends of the diagonal along the flow direction will be sharper than the other corners. This reduces the turning angle of the heat medium flow that comes into contact with the corners at both ends of the diagonal, further reducing the pressure loss in the heat medium flow path (53).

本実施形態のベッド構造（50）において、熱媒体の出入口に位置する領域に柱状構造（52）が配置されないと、ベッド構造（50）への熱媒体の出入りが柱状構造（52）によって阻害されることを抑制できるので、熱媒体の出入口での圧力損失を低減できる。 In the bed structure (50) of this embodiment, if the columnar structure (52) is not disposed in the area located at the inlet/outlet of the heat medium, the columnar structure (52) is prevented from impeding the entry and exit of the heat medium into and from the bed structure (50), thereby reducing the pressure loss at the inlet/outlet of the heat medium.

本実施形態のベッド構造（50）において、ベッド構造（50）、つまり、複数の柱状構造（52）及びベース部（54）を有する複数の層（51）が一体成形されると、ベッド構造（50）の強度がより一層増大するので、熱媒体の流れや磁場等の力場から受ける力によって変形等が生じにくくなる。ベッド構造（50）を一体成形する場合、例えば３Ｄプリンタでの作製が可能である。この場合、流れ方向に材料を積層造形することによって、サポート部材を用いることなくベッド構造（50）を容易に作製可能である。 In the bed structure (50) of this embodiment, when the bed structure (50), i.e., the multiple layers (51) having the multiple columnar structures (52) and the base portion (54), are integrally molded, the strength of the bed structure (50) is further increased, so that deformation, etc., is less likely to occur due to forces from force fields such as the flow of the heat medium and a magnetic field. When the bed structure (50) is integrally molded, it can be produced, for example, by using a 3D printer. In this case, the bed structure (50) can be easily produced without using support members by layering the material in the flow direction.

本実施形態のベッド構造（50）において、ベッド構造（50）は、収納ケース（60）の内部に配置され、収納ケース（60）における流れ方向に平行な内壁面（60a）と、複数の柱状構造（52）の一部とは接触して固定されてもよい。このようにすると、ベッド構造（50）と収納ケース（60）との間の隙間を縮小できるので、当該隙間を通る熱媒体の漏れ流れを抑制し、熱交換効率を向上させることができる。また、この場合、複数の柱状構造（52）のうち内壁面（60a）と接触している柱状構造（52）の当該接触箇所が平坦な面であると、ベッド構造（50）と収納ケース（60）との接着を容易に行うことができる。 In the bed structure (50) of this embodiment, the bed structure (50) is disposed inside the storage case (60), and the inner wall surface (60a) parallel to the flow direction in the storage case (60) may be in contact with and fixed to a part of the plurality of columnar structures (52). In this way, the gap between the bed structure (50) and the storage case (60) can be reduced, so that leakage of the heat medium through the gap can be suppressed and the heat exchange efficiency can be improved. In this case, if the contact portion of the columnar structure (52) that is in contact with the inner wall surface (60a) among the plurality of columnar structures (52) is a flat surface, the bed structure (50) can be easily bonded to the storage case (60).

本実施形態のベッド構造（50）において、ベッド構造（50）と収納ケース（60）とが同一材料で一体成形されると、例えば３Ｄプリンタを用いて、熱媒体が非常に漏れにくい高強度のベッド構造（50）を製造することができる。また、ベッド構造（50）と収納ケース（60）との接続部に隙間が生じないので、圧力損失の増大や熱交換効率の低下などに起因する冷凍モジュール（20）の性能の劣化を抑制できる。 In the bed structure (50) of this embodiment, when the bed structure (50) and the storage case (60) are integrally molded from the same material, a high-strength bed structure (50) that is highly resistant to leakage of the heat medium can be manufactured, for example, using a 3D printer. In addition, since no gaps are generated at the connection between the bed structure (50) and the storage case (60), deterioration of the performance of the refrigeration module (20) due to increased pressure loss, reduced heat exchange efficiency, etc. can be suppressed.

本実施形態のベッド構造（50）において、収納ケース（60）の外側にさらに他のケース（21）が設けられると、当該ケース（21）によってベッド構造（50）の強度をさらに増大させることができる。 In the bed structure (50) of this embodiment, if another case (21) is provided outside the storage case (60), the strength of the bed structure (50) can be further increased by the case (21).

《実施形態２》
実施形態２について説明する。本実施形態が、前記実施形態１と異なっている点は、ベッド構造（50）の構成である。 Second Embodiment
A description will now be given of embodiment 2. This embodiment differs from embodiment 1 in the configuration of the bed structure (50).

＜ベッド構造の構成＞
図４に示すように、ベッド構造（50）は、熱媒体の流れ方向に対して垂直な方向に積層された複数の層（51）を有する。図４（ａ）は、複数の層（51）の積層方向からベッド構造（50）を見た平面図であり、図４（ｂ）は、熱媒体の流れ方向からベッド構造（50）を見た正面図であり、図４（ｃ）は、図４（ａ）のIV-IV線（熱媒体の流れ方向）の断面図である。尚、図４（ｃ）は、ベッド構造（50）を一体成形したときの断面構成を示す。 <Bed structure>
As shown in Fig. 4, the bed structure (50) has a plurality of layers (51) stacked in a direction perpendicular to the flow direction of the heat medium. Fig. 4(a) is a plan view of the bed structure (50) seen from the stacking direction of the plurality of layers (51), Fig. 4(b) is a front view of the bed structure (50) seen from the flow direction of the heat medium, and Fig. 4(c) is a cross-sectional view taken along line IV-IV (the flow direction of the heat medium) in Fig. 4(a). Fig. 4(c) shows the cross-sectional configuration of the bed structure (50) when it is integrally molded.

複数の層（51）のそれぞれには、固体冷媒物質である磁気作業物質を含む複数の柱状構造（52）が２次元配列される。磁気作業物質の材料は、前記実施形態１と同様である。各層（51）において、複数の柱状構造（52）は、熱媒体の流路（53）となる間隔をあけて配列される。 In each of the layers (51), a plurality of columnar structures (52) containing a magnetic working material, which is a solid refrigerant material, are arranged two-dimensionally. The material of the magnetic working material is the same as that in the first embodiment. In each layer (51), the plurality of columnar structures (52) are arranged at intervals that form flow paths (53) for the heat transfer medium.

前記実施形態１では、複数の層（51）はそれぞれ、複数の柱状構造（52）を保持するベース部（54）を有していた。それに対して、本実施形態のベッド構造（50）においては、複数の層（51）のうち隣接する一対の層（51）では、複数の柱状構造（52）の配列が互いに例えば千鳥状にずれており、複数の柱状構造（52）同士が直接積層されることによって互いに接続固定されている。 In the first embodiment, each of the layers (51) has a base portion (54) that holds the columnar structures (52). In contrast, in the bed structure (50) of the present embodiment, the arrangement of the columnar structures (52) in an adjacent pair of layers (51) among the layers (51) is offset from each other, for example in a staggered manner, and the columnar structures (52) are connected and fixed to each other by being directly stacked on each other.

複数の柱状構造（52）は、熱媒体の出入口に位置する領域や、収納ケース（60）（図５参照）と接する領域を除いて、積層方向に対して垂直な断面の形状が、熱媒体の流れ方向に沿った対角線を持つ四角形（例えばひし形）である。当該四角形をひし形にすれば、図４（ａ）に示すように、複数の柱状構造（52）を等間隔で配列できる。これにより、熱媒体の流路（53）の幅を一定にすることができる。複数の柱状構造（52）を構成する各四角柱の側壁面は、熱媒体との接触面となる。 The multiple columnar structures (52) have a cross-sectional shape perpendicular to the stacking direction that is a quadrangle (e.g., a diamond) with a diagonal line along the flow direction of the heat medium, except for the area located at the inlet/outlet of the heat medium and the area in contact with the storage case (60) (see FIG. 5). By making the quadrangle a diamond, the multiple columnar structures (52) can be arranged at equal intervals, as shown in FIG. 4(a). This makes it possible to make the width of the heat medium flow path (53) constant. The side wall surface of each rectangular pillar constituting the multiple columnar structures (52) becomes the contact surface with the heat medium.

本実施形態では、各柱状構造（52）の延伸方向（本実施形態では積層方向と同じ）の両端部は、積層方向に対して垂直な断面と同じ四角形の平面となっている。下層の層（51）における１つの柱状構造（52）の上端面の各角部が、上層の層（51）における４つの柱状構造（52）の下端面の角部を支持する。言い換えると、柱状構造（52）における延伸方向の端部（本実施形態では上端面又は下端面）の一部分が、隣接する層（51）の柱状構造（52）と接続する。 In this embodiment, both ends of each columnar structure (52) in the extension direction (which is the same as the stacking direction in this embodiment) are rectangular flat surfaces that are the same as a cross section perpendicular to the stacking direction. Each corner of the upper end face of one columnar structure (52) in the lower layer (51) supports the corners of the lower end faces of four columnar structures (52) in the upper layer (51). In other words, a part of the end of the columnar structure (52) in the extension direction (the upper end face or the lower end face in this embodiment) is connected to the columnar structure (52) of the adjacent layer (51).

ベッド構造（50）、つまり、複数の柱状構造（52）を有する複数の層（51）は、例えば３Ｄプリンタ等を用いて一体成形されたものであってもよい。その場合、磁気作業物質によって柱状構造（52）を構成してもよい。 The bed structure (50), i.e., the multiple layers (51) having multiple columnar structures (52), may be integrally formed using, for example, a 3D printer. In this case, the columnar structures (52) may be formed from a magnetic working material.

複数の層（51）の１層あたりの高さについては、高くするほど層（51）同士の接続部（具体的には下層の柱状構造（52）と上層の柱状構造（52）との接続部）が減少して熱伝導に起因する損失を低減できる一方、積層方向に対して垂直な伝熱面の面積が減少して熱交換効率が低下すると共に構造的な強度も低下することを考慮して設定する。例えば、各層（51）の厚さ（積層方向の厚さ）、つまり、柱状構造（52）の高さ（積層方向の高さ）を０．２ｍｍとしてもよい。 The height of each of the multiple layers (51) is set taking into consideration that, as the height is increased, the number of connections between the layers (51) (specifically, the connections between the lower layer columnar structures (52) and the upper layer columnar structures (52)) decreases, reducing losses due to heat conduction, while the area of the heat transfer surface perpendicular to the stacking direction decreases, reducing the heat exchange efficiency and structural strength. For example, the thickness of each layer (51) (thickness in the stacking direction), i.e., the height of the columnar structures (52) (height in the stacking direction), may be 0.2 mm.

磁気冷凍モジュール（20）のケース（21）（図１参照）内において、本実施形態のベッド構造（50）は、図５に示すように、さらに別の収納ケース（60）の内部に配置されてもよい。言い換えると、収納ケース（60）の外側にケース（21）が設けられた構成としてもよい。図５（ａ）は、積層方向からベッド構造（50）及び収納ケース（60）を見た平面図であり、図５（ｂ）は、流れ方向からベッド構造（50）及び収納ケース（60）を見た正面図である。 In the case (21) (see FIG. 1) of the magnetic refrigeration module (20), the bed structure (50) of this embodiment may be disposed inside another storage case (60) as shown in FIG. 5. In other words, the case (21) may be provided outside the storage case (60). FIG. 5(a) is a plan view of the bed structure (50) and the storage case (60) as viewed from the stacking direction, and FIG. 5(b) is a front view of the bed structure (50) and the storage case (60) as viewed from the flow direction.

収納ケース（60）における流れ方向に平行な内壁面（60a）と、複数の柱状構造（52）の一部とは接触して固定されてもよい。この場合、複数の柱状構造（52）のうち内壁面（60a）と接触している柱状構造（52）の当該接触箇所は、平坦な面であってもよい。尚、本実施形態では、収納ケース（60）の内底面（60b）は、最下層の層（51）の柱状構造（52）の下端面と接する。このように、ベッド構造（50）の底面及び側面をともに平面で成形することにより、ベッド構造（50）と収納ケース（60）との隙間を最小化できると共に、当該隙間を埋めることや、ベッド構造（50）と収納ケース（60）とを接着することを容易に行うことができる。 The inner wall surface (60a) of the storage case (60) parallel to the flow direction may be in contact with a part of the plurality of columnar structures (52) and fixed thereto. In this case, the contact portion of the columnar structure (52) that is in contact with the inner wall surface (60a) among the plurality of columnar structures (52) may be a flat surface. In this embodiment, the inner bottom surface (60b) of the storage case (60) contacts the lower end surface of the columnar structure (52) of the bottom layer (51). In this way, by forming both the bottom surface and the side surface of the bed structure (50) as flat surfaces, the gap between the bed structure (50) and the storage case (60) can be minimized, and the gap can be easily filled and the bed structure (50) and the storage case (60) can be easily bonded.

また、本実施形態では、柱状構造（52）の延伸方向を積層方向と同じにしたが、ベッド構造（50）の強度が低下しない範囲で、積層方向に対して斜めに柱状構造（52）を延伸させてもよい。 In addition, in this embodiment, the extension direction of the columnar structure (52) is the same as the stacking direction, but the columnar structure (52) may be extended obliquely relative to the stacking direction as long as the strength of the bed structure (50) is not reduced.

＜実施形態２の特徴＞
本実施形態のベッド構造（50）は、固体冷媒物質を含む複数の柱状構造（52）が２次元配列された複数の層（51）を有する。複数の柱状構造（52）は、熱媒体の流路（53）となる間隔をあけて配列される。複数の層（51）は、流れ方向に対して垂直な方向に積層される。複数の柱状構造（52）の側部は、熱媒体と接触する。複数の柱状構造（52）における延伸方向の端部の一部分は、複数の層（51）のうち隣接する層（51）と接続する。 <Features of the second embodiment>
The bed structure (50) of this embodiment has a plurality of layers (51) in which a plurality of columnar structures (52) containing a solid refrigerant material are arranged two-dimensionally. The columnar structures (52) are arranged at intervals that form flow paths (53) for the heat transfer medium. The layers (51) are stacked in a direction perpendicular to the flow direction. The sides of the columnar structures (52) are in contact with the heat transfer medium. A portion of the end of the columnar structures (52) in the extension direction is connected to an adjacent one of the layers (51).

本実施形態によると、固体冷媒物質を含む柱状構造（52）を２次元配列することによって、固体冷媒物質と熱媒体との接触面積を大きくできるので、熱交換効率が向上する。また、柱状構造（52）がそれぞれ設けられた複数の層（51）を、熱媒体の流れ方向に対して垂直な方向に積層するため、熱媒体の流れや磁場等の力場から受ける力に対するベッド構造（50）の強度を確保することができる。さらに、柱状構造（52）が流れ方向にも離間して配置されるため、ベッド構造（50）内での熱伝導に起因する損失を抑制することができる。 According to this embodiment, by arranging the columnar structures (52) containing the solid refrigerant material in two dimensions, the contact area between the solid refrigerant material and the heat medium can be increased, thereby improving the heat exchange efficiency. In addition, since the multiple layers (51) each having the columnar structures (52) are stacked in a direction perpendicular to the flow direction of the heat medium, the strength of the bed structure (50) against the force from the flow of the heat medium and a force field such as a magnetic field can be ensured. Furthermore, since the columnar structures (52) are arranged at intervals in the flow direction, the loss due to heat conduction in the bed structure (50) can be suppressed.

本実施形態のベッド構造（50）において、複数の層（51）のうち隣接する一対の層（51）では、複数の柱状構造（52）の配列が互いにずれており、複数の柱状構造（52）同士が直接積層されることによって接続固定されてもよい。このようにしても、ベッド構造（50）の強度を確保することができる。 In the bed structure (50) of this embodiment, the arrangement of the columnar structures (52) in a pair of adjacent layers (51) among the layers (51) may be offset from each other, and the columnar structures (52) may be connected and fixed to each other by being directly stacked on top of each other. Even in this way, the strength of the bed structure (50) can be ensured.

本実施形態のベッド構造（50）において、ベッド構造（50）、つまり、複数の柱状構造（52）を有する複数の層（51）が一体成形されると、ベッド構造（50）の強度がより一層増大するので、熱媒体の流れや磁場等の力場から受ける力によって変形等が生じにくくなる。ベッド構造（50）を一体成形する場合、例えば３Ｄプリンタでの作製が可能である。この場合、流れ方向に材料を積層造形することによって、サポート部材を用いることなくベッド構造（50）を容易に作製可能である。 In the bed structure (50) of this embodiment, when the bed structure (50), i.e., the multiple layers (51) having the multiple columnar structures (52), are integrally molded, the strength of the bed structure (50) is further increased, so that deformation, etc., is less likely to occur due to forces from force fields such as the flow of the heat medium and a magnetic field. When the bed structure (50) is integrally molded, it can be produced, for example, by using a 3D printer. In this case, the bed structure (50) can be easily produced without using support members by layering the material in the flow direction.

＜実施形態２の変形例１＞
図６（ａ）は、本変形例のベッド構造（50）を見た積層方向から平面図であり、図６（ｂ）は、本変形例のベッド構造（50）を流れ方向から見た正面図である。 <First Modification of Second Embodiment>
FIG. 6(a) is a plan view of the bed structure (50) of this modified example seen from the stacking direction, and FIG. 6(b) is a front view of the bed structure (50) of this modified example seen from the flow direction.

図６に示すように、本変形例が前記実施形態２と異なっている点は、積層方向に対して垂直な柱状構造（52）の断面四角形（ひし形）において、流れ方向に沿った対角線が、他の対角線よりも長いことである。 As shown in FIG. 6, this modification is different from the second embodiment in that the diagonal line along the flow direction is longer than the other diagonals in the rectangular (diamond) cross section of the columnar structure (52) perpendicular to the stacking direction.

本変形例によると、前記実施形態２と同様の効果に加えて、次のような効果を得ることができる。すなわち、積層方向に対して垂直な柱状構造（52）の断面四角形（ひし形）において、流れ方向に沿った対角線の両端の角部が、他の角部よりも鋭くなる。このため、当該対角線の両端の角部に接触した熱媒体の流れの転向角が小さくなるので、熱媒体の流路（53）における圧力損失をさらに低減することができる。 In addition to the same effects as those of the second embodiment, this modification can provide the following effects. That is, in the rectangular (diamond) cross section of the columnar structure (52) perpendicular to the stacking direction, the corners at both ends of the diagonal line along the flow direction are sharper than the other corners. This reduces the deflection angle of the heat medium flow that comes into contact with the corners at both ends of the diagonal line, thereby further reducing the pressure loss in the heat medium flow path (53).

＜実施形態２の変形例２＞
図７（ａ）は、本変形例のベッド構造（50）を積層方向から見た平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のVII-VII線（熱媒体の流れ方向）の断面図である。尚、図７（ｂ）は、ベッド構造（50）を一体成形したときの断面構成を示している。 <Modification 2 of Second Embodiment>
Fig. 7(a) is a plan view of the bed structure (50) of this modified example as seen from the stacking direction, and Fig. 7(b) is a cross-sectional view taken along line VII-VII (the heat medium flow direction) in Fig. 7(a). Fig. 7(b) shows the cross-sectional configuration of the bed structure (50) when it is integrally molded.

図７に示すように、本変形例が前記実施形態２と異なっている点は、直接積層された柱状構造（52）同士の複数の接続部のうち、少なくとも一部の接続部の接続面積が、他の接続部の接続面積よりも小さいことである。具体的には、積層方向に対して垂直な柱状構造（52）の断面四角形（ひし形）において、流れ方向の角部（対角線の両端の角部）は、丸められている。これにより、下層の層（51）における柱状構造（52）の上端面の角部のうち流れ方向の丸められた角部が、上層の層（51）の柱状構造（52）と接続する面積は、他の丸められていない角部と比べて、小さくなる。 As shown in FIG. 7, this modified example differs from the second embodiment in that, of the multiple connections between the directly stacked columnar structures (52), at least some of the connections have a smaller connection area than the other connections. Specifically, in the rectangular (diamond) cross section of the columnar structure (52) perpendicular to the stacking direction, the corners in the flow direction (corners at both ends of the diagonal line) are rounded. As a result, the area over which the rounded corners in the flow direction among the corners of the upper end surface of the columnar structure (52) in the lower layer (51) connect with the columnar structure (52) in the upper layer (51) is smaller than the other unrounded corners.

本変形例によると、前記実施形態２と同様の効果に加えて、次のような効果を得ることができる。すなわち、熱交換を担う柱状構造（52）の体積の減少や、柱状構造（52）同士の間の流路（53）の寸法変化を抑制して、熱交換効率の悪化や圧力損失の増大を抑制しつつ、柱状構造（52）の積層体における熱伝導に異方性を持たせることができる。これにより、流れ方向における熱伝導に起因する損失を減少させることができる。 In addition to the same effects as those of the second embodiment, this modification can provide the following effects. That is, it is possible to suppress the reduction in the volume of the columnar structures (52) responsible for heat exchange and the dimensional change of the flow paths (53) between the columnar structures (52), thereby suppressing the deterioration of heat exchange efficiency and the increase in pressure loss, while imparting anisotropy to the thermal conduction in the stack of columnar structures (52). This makes it possible to reduce losses due to thermal conduction in the flow direction.

尚、本変形例では、積層方向に対して垂直な柱状構造（52）の断面四角形（ひし形）が、流れ方向に沿った対角線を持つ場合について説明した。しかし、流れ方向に対して斜めに対角線が延びる場合は、流れ方向となす角度がより小さい対角線の両端の角部を丸めることによって、本変形例に近い効果を得ることができる。 In this modified example, the rectangular (diamond) cross-section of the columnar structure (52) perpendicular to the stacking direction has a diagonal line along the flow direction. However, if the diagonal line extends obliquely to the flow direction, an effect similar to that of this modified example can be obtained by rounding the corners at both ends of the diagonal line that makes a smaller angle with the flow direction.

＜実施形態２の変形例３＞
図８（ａ）は、本変形例のベッド構造（50）を積層方向から見た平面図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）のVIII-VIII線（熱媒体の流れ方向）の断面図である。尚、図８（ｂ）は、ベッド構造（50）を一体成形したときの断面構成を示している。 <Modification 3 of Second Embodiment>
Fig. 8(a) is a plan view of the bed structure (50) of this modified example as seen from the stacking direction, and Fig. 8(b) is a cross-sectional view taken along line VIII-VIII (the heat medium flow direction) in Fig. 8(a). Fig. 8(b) shows the cross-sectional configuration of the bed structure (50) when it is integrally molded.

図８に示すように、本変形例が前記実施形態２と異なっている点は、積層方向に対して垂直な柱状構造（52）の断面のうち、直接積層された柱状構造（52）同士の接続部を含む断面の面積が、当該接続部を含まない断面の面積よりも小さいことである。具体的には、図８（ｂ）に示す断面構成において、柱状構造（52）における延伸方向の上端部及び下端部の各角部は丸められている。 As shown in FIG. 8, this modified example differs from the second embodiment in that, among the cross sections of the columnar structures (52) perpendicular to the stacking direction, the area of the cross section including the connection between directly stacked columnar structures (52) is smaller than the area of the cross section not including the connection. Specifically, in the cross-sectional configuration shown in FIG. 8(b), the corners of the upper and lower ends of the columnar structures (52) in the extension direction are rounded.

本変形例によると、前記実施形態２と同様の効果に加えて、次のような効果を得ることができる。すなわち、熱交換を担う柱状構造（52）の体積の減少や、柱状構造（52）同士の間の流路（53）の寸法変化を抑制して、熱交換効率の悪化や圧力損失の増大を抑制しつつ、柱状構造（52）の積層体における熱伝導を減少させることができる。これにより、熱媒体の流れ方向における熱伝導に起因する損失を減少させることができる。 In addition to the same effects as those of the second embodiment, this modification can provide the following effects. That is, it is possible to reduce the thermal conduction in the stack of columnar structures (52) while suppressing the deterioration of heat exchange efficiency and the increase in pressure loss by suppressing the reduction in the volume of the columnar structures (52) responsible for heat exchange and the dimensional change of the flow paths (53) between the columnar structures (52). This makes it possible to reduce the loss due to thermal conduction in the flow direction of the heat medium.

《実施形態３》
実施形態３について説明する。本実施形態が、前記実施形態１と異なっている点は、ベッド構造（50）の構成、具体的には、柱状構造（52）の形状である。 Third Embodiment
A third embodiment will now be described. This embodiment differs from the first embodiment in the configuration of the bed structure (50), specifically, in the shape of the columnar structures (52).

＜ベッド構造の構成＞
図９に示すように、ベッド構造（50）は、熱媒体の流れ方向に対して垂直な方向に積層された複数の層（51）を有する。図９（ａ）は、積層方向からベッド構造（50）を見た平面図であり、図９（ｂ）は、流れ方向からベッド構造（50）を見た正面図であり、図９（ｃ）は、図９（ａ）のIX-IX線（熱媒体の流れ方向）の断面図である。尚、図９（ｃ）は、ベッド構造（50）を一体成形したときの断面構成を示す。 <Bed structure>
As shown in Fig. 9, the bed structure (50) has a plurality of layers (51) stacked in a direction perpendicular to the flow direction of the heat medium. Fig. 9(a) is a plan view of the bed structure (50) seen from the stacking direction, Fig. 9(b) is a front view of the bed structure (50) seen from the flow direction, and Fig. 9(c) is a cross-sectional view taken along line IX-IX (flow direction of the heat medium) in Fig. 9(a). Fig. 9(c) shows the cross-sectional configuration of the bed structure (50) when it is integrally molded.

複数の層（51）のそれぞれには、固体冷媒物質である磁気作業物質を含む複数の柱状構造（52）が２次元配列される。磁気作業物質の材料は、前記実施形態１と同様である。複数の柱状構造（52）は、各層（51）において、熱媒体の流路（53）となる間隔をあけて配列される。複数の層（51）はそれぞれ、複数の柱状構造（52）を保持するベース部（54）を有する。 In each of the layers (51), a plurality of columnar structures (52) containing a magnetic working material, which is a solid refrigerant material, are two-dimensionally arranged. The material of the magnetic working material is the same as that in the first embodiment. In each layer (51), the plurality of columnar structures (52) are arranged at intervals that form flow paths (53) for the heat medium. Each of the layers (51) has a base portion (54) that holds the plurality of columnar structures (52).

複数の柱状構造（52）は、熱媒体の出入口に位置する領域や、収納ケース（60）（図３参照）と接する領域を除いて、複数の層（51）の積層方向に対して垂直な断面の形状が、熱媒体の流れ方向に沿った対角線を持つ六角形（例えば等辺六角形）である。当該六角形において、熱媒体の流れ方向に沿った対角線は、他の対角線よりも長くてもよい。当該六角形を等辺六角形にすれば、図９（ａ）に示すように、複数の柱状構造（52）を等間隔で配列できる。これにより、熱媒体の流路（53）の幅を一定にすることができる。 The shape of the cross section of the multiple columnar structures (52) perpendicular to the stacking direction of the multiple layers (51) is a hexagon (e.g., an equilateral hexagon) with a diagonal line along the heat medium flow direction, except for the area located at the heat medium inlet/outlet and the area in contact with the storage case (60) (see FIG. 3). In the hexagon, the diagonal line along the heat medium flow direction may be longer than the other diagonals. If the hexagon is an equilateral hexagon, the multiple columnar structures (52) can be arranged at equal intervals, as shown in FIG. 9(a). This makes it possible to keep the width of the heat medium flow path (53) constant.

複数の柱状構造（52）を構成する各六角柱の側壁面は、熱媒体との接触面となる。複数の柱状構造（52）における延伸方向（本実施形態では複数の層（51）の積層方向と同じ）の一端（図９（ｂ）では上端）は、隣接する層（51）（ベース部（54））と接続する。 The sidewall surface of each hexagonal column constituting the multiple columnar structures (52) is the contact surface with the heat medium. One end (the upper end in FIG. 9(b)) of the multiple columnar structures (52) in the extension direction (the same as the stacking direction of the multiple layers (51) in this embodiment) is connected to the adjacent layer (51) (base portion (54)).

ベッド構造（50）の寸法は、特に限定されるものではないが、積層方向から見て、例えば２ｃｍ×５ｃｍの平面寸法であってもよい。ベッド構造（50）の各構成要素の寸法については、小さくするほど伝熱面積が増加して熱交換効率は向上する一方、圧力損失が増大することを考慮して設定する。例えば、流れ方向及びそれに垂直な方向の柱状構造（52）の配列ピッチをそれぞれ０．２５ｍｍ、積層方向に対して垂直な柱状構造（52）の断面である六角形（等辺六角形）の対角線（流れ方向の対角線）の長さを０．２ｍｍとしてもよい。 The dimensions of the bed structure (50) are not particularly limited, but may be, for example, 2 cm x 5 cm planar dimensions as viewed from the stacking direction. The dimensions of each component of the bed structure (50) are set taking into consideration that the smaller the dimensions are, the greater the heat transfer area and the higher the heat exchange efficiency, but the greater the pressure loss. For example, the arrangement pitch of the columnar structures (52) in the flow direction and the direction perpendicular thereto may each be 0.25 mm, and the length of the diagonal (diagonal in the flow direction) of the hexagon (equilateral hexagon) that is the cross section of the columnar structures (52) perpendicular to the stacking direction may be 0.2 mm.

磁気冷凍モジュール（20）のケース（21）（図１参照）内において、本実施形態のベッド構造（50）は、図３に示す前記実施形態１と同様に、さらに別の収納ケース（60）の内部に配置されてもよい。言い換えると、収納ケース（60）の外側にケース（21）が設けられた構成としてもよい。 In the case (21) (see FIG. 1) of the magnetic refrigeration module (20), the bed structure (50) of this embodiment may be disposed inside another storage case (60) as in the first embodiment shown in FIG. 3. In other words, the case (21) may be provided outside the storage case (60).

ところで、本実施形態では、熱媒体の出入口に位置する領域や、収納ケース（60）と接する領域を除いて、積層方向に対して垂直な柱状構造（52）の断面形状を六角形（具体的には等辺六角形）にした。しかし、通常の形状転写技術により幾何学的に厳密な「（等辺）六角形」を形成することが難しいことを考慮して、本開示では、「（等辺）六角形」は、真正の「（等辺）六角形」のみならず、実質的に「（等辺）六角形」とみなせる形状を含むものとする。実質的に「（等辺）六角形」とみなせる形状とは、「（等辺）六角形」に近似可能な形状をいう。例えば、角部が丸められているが、全体として「（等辺）六角形」とみなせる形状は、本開示では「（等辺）六角形」に含まれる。また、工業生産上の加工精度に起因する不可避的な形状のばらつきの範囲内で「（等辺）六角形」から変形した形状も、本開示では「（等辺）六角形」に含まれる。 In this embodiment, the cross-sectional shape of the columnar structure (52) perpendicular to the stacking direction is a hexagon (specifically, an equilateral hexagon) except for the area located at the inlet/outlet of the heat transfer medium and the area in contact with the storage case (60). However, considering that it is difficult to form a geometrically strict "(equisceles) hexagon" using normal shape transfer technology, in this disclosure, "(equisceles) hexagon" includes not only a true "(equisceles) hexagon" but also a shape that can be substantially regarded as an "(equisceles) hexagon". A shape that can be substantially regarded as an "(equisceles) hexagon" refers to a shape that can be approximated to an "(equisceles) hexagon". For example, a shape that has rounded corners but can be regarded as an "(equisceles) hexagon" as a whole is included in "(equisceles) hexagon" in this disclosure. Additionally, shapes that deviate from an "(equisceles) hexagon" within the range of unavoidable shape variations due to processing accuracy in industrial production are also included in the "(equisceles) hexagon" in this disclosure.

また、本実施形態では、柱状構造（52）を六角柱（断面形状が等辺六角形のものも含む）で構成したが、積層方向に対して垂直な柱状構造（52）の断面形状のうち一部の断面形状のみが、（等辺）六角形であってもよい。従って、柱状構造（52）の側壁部は、平面に限定されず、少なくとも一部分が曲面であってもよい。また、柱状構造（52）における延伸方向の端部も、平面に限定されず、少なくとも一部分が曲面であってもよい。以上のように、柱状構造（52）は、複数の層（51）を積層方向に支持できる構造であって、側壁面又は側部と延伸方向の端部とを有していれば、形状は特に限定されるものではない。 In addition, in this embodiment, the columnar structure (52) is configured as a hexagonal column (including those with an equilateral hexagonal cross-sectional shape), but only a portion of the cross-sectional shape of the columnar structure (52) perpendicular to the stacking direction may be an (equisagonal) hexagon. Therefore, the side wall portion of the columnar structure (52) is not limited to a flat surface, and at least a portion may be a curved surface. Furthermore, the end portion of the columnar structure (52) in the extension direction is not limited to a flat surface, and at least a portion may be a curved surface. As described above, the columnar structure (52) is a structure that can support multiple layers (51) in the stacking direction, and the shape is not particularly limited as long as it has a side wall surface or a side portion and an end portion in the extension direction.

また、本実施形態では、積層方向に対して垂直な柱状構造（52）の断面の形状を、流れ方向に沿った対角線を持つ六角形にしたが、圧力損失が有意に増大しない範囲で、流れ方向に対して斜めに延びる対角線を持つ六角形としてもよい。 In addition, in this embodiment, the cross-sectional shape of the columnar structure (52) perpendicular to the stacking direction is a hexagon with a diagonal line along the flow direction, but it may be a hexagon with a diagonal line extending obliquely to the flow direction as long as the pressure loss does not increase significantly.

＜実施形態３の特徴＞
本実施形態のベッド構造（50）は、外部エネルギーに対する熱量効果を発揮する固体冷媒による冷凍モジュール（20）に用いられる。ベッド構造（50）は、固体冷媒物質を含む複数の柱状構造（52）が２次元配列された複数の層（51）を有する。複数の柱状構造（52）は、熱媒体の流路（53）となる間隔をあけて配列される。複数の層（51）は、熱媒体の流れ方向に対して垂直な方向に積層される。複数の柱状構造（52）の側部は、熱媒体と接触する。複数の柱状構造（52）における延伸方向の端部は、複数の層（51）のうち隣接する層（51）と接続する。 <Features of the Third Embodiment>
The bed structure (50) of this embodiment is used in a refrigeration module (20) using a solid refrigerant that exerts a calorific effect against external energy. The bed structure (50) has a plurality of layers (51) in which a plurality of columnar structures (52) containing a solid refrigerant material are arranged two-dimensionally. The plurality of columnar structures (52) are arranged at intervals that form flow paths (53) for the heat medium. The plurality of layers (51) are stacked in a direction perpendicular to the flow direction of the heat medium. The sides of the plurality of columnar structures (52) are in contact with the heat medium. The ends of the plurality of columnar structures (52) in the extension direction are connected to adjacent layers (51) among the plurality of layers (51).

本実施形態のベッド構造（50）において、複数の柱状構造（52）のうちの少なくとも一部は、積層方向に対して垂直な断面の形状が、流れ方向に沿った対角線を持つ六角形であってもよい。このようにすると、柱状構造（52）の側壁部を大面積化できるので、熱交換効率を向上させることができる。この場合、六角形が等辺六角形であり、柱状構造（52）を六角柱に構成すると、柱状構造（52）を一定間隔で配列できるので、熱媒体の流路（53）の幅を一定にして熱媒体の流れを均一にできる。これにより、熱媒体の流路（53）における圧力損失を低減できる。 In the bed structure (50) of this embodiment, at least some of the multiple columnar structures (52) may have a hexagonal cross-sectional shape perpendicular to the stacking direction with a diagonal line along the flow direction. In this way, the side wall of the columnar structure (52) can be made larger, improving the heat exchange efficiency. In this case, if the hexagon is an equilateral hexagon and the columnar structure (52) is configured as a hexagonal column, the columnar structures (52) can be arranged at regular intervals, so that the width of the heat medium flow path (53) can be made constant and the flow of the heat medium can be made uniform. This reduces pressure loss in the heat medium flow path (53).

また、積層方向に対して垂直な柱状構造（52）の断面形状を、流れ方向に沿った対角線を持つ六角形とする場合、当該対角線が、他の対角線よりも長いと、流れ方向に沿った対角線の両端の角部が、他の角部よりも鋭くなる。このため、当該対角線の両端の角部に接触した熱媒体の流れの転向角が小さくなるので、熱媒体の流路（53）における圧力損失をさらに低減できる。 In addition, when the cross-sectional shape of the columnar structure (52) perpendicular to the stacking direction is a hexagon with a diagonal line along the flow direction, if the diagonal line is longer than the other diagonals, the corners at both ends of the diagonal line along the flow direction will be sharper than the other corners. This reduces the turning angle of the heat medium flow that comes into contact with the corners at both ends of the diagonal line, thereby further reducing the pressure loss in the heat medium flow path (53).

《実施形態４》
実施形態４について説明する。本実施形態が、前記実施形態２と異なっている点は、ベッド構造（50）の構成、具体的には、柱状構造（52）の形状である。 Fourth Embodiment
A fourth embodiment will now be described. This embodiment differs from the second embodiment in the configuration of the bed structure (50), specifically, in the shape of the columnar structures (52).

＜ベッド構造の構成＞
図１０に示すように、ベッド構造（50）は、熱媒体の流れ方向に対して垂直な方向に積層された複数の層（51）を有する。図１０（ａ）は、積層方向からベッド構造（50）を見た平面図であり、図１０（ｂ）は、流れ方向からベッド構造（50）を見た正面図であり、図１０（ｃ）は、図１０（ａ）のＸ-Ｘ線（熱媒体の流れ方向）の断面図である。尚、図１０（ｃ）は、ベッド構造（50）を一体成形したときの断面構成を示す。 <Bed structure>
As shown in Fig. 10, the bed structure (50) has a plurality of layers (51) stacked in a direction perpendicular to the flow direction of the heat medium. Fig. 10(a) is a plan view of the bed structure (50) seen from the stacking direction, Fig. 10(b) is a front view of the bed structure (50) seen from the flow direction, and Fig. 10(c) is a cross-sectional view taken along line X-X (flow direction of the heat medium) in Fig. 10(a). Fig. 10(c) shows the cross-sectional configuration of the bed structure (50) when it is integrally molded.

本実施形態のベッド構造（50）においては、複数の層（51）のうち隣接する一対の層（51）では、複数の柱状構造（52）の配列が互いに例えば千鳥状にずれており、複数の柱状構造（52）同士が直接積層されることによって互いに接続固定されている。具体的には、下層の層（51）における複数の柱状構造（52）の配列に対して、上層の層（51）における複数の柱状構造（52）の配列は、流れ方向に対して垂直な方向に半ピッチずれている。 In the bed structure (50) of this embodiment, the arrangement of the columnar structures (52) in a pair of adjacent layers (51) among the multiple layers (51) is offset from each other, for example in a staggered pattern, and the multiple columnar structures (52) are connected and fixed to each other by being directly stacked on each other. Specifically, the arrangement of the multiple columnar structures (52) in the upper layer (51) is offset by half a pitch in a direction perpendicular to the flow direction from the arrangement of the multiple columnar structures (52) in the lower layer (51).

複数の柱状構造（52）は、熱媒体の出入口に位置する領域や、収納ケース（60）（図５参照）と接する領域を除いて、積層方向に対して垂直な断面の形状が、熱媒体の流れ方向に沿った対角線を持つ六角形（例えば等辺六角形）である。当該六角形を等辺六角形にすれば、図１０（ａ）に示すように、複数の柱状構造（52）を等間隔で配列できる。これにより、熱媒体の流路（53）の幅を一定にすることができる。複数の柱状構造（52）を構成する各四角柱の側壁面は、熱媒体との接触面となる。 The shape of the cross section perpendicular to the stacking direction of the multiple columnar structures (52) is a hexagon (e.g., an equilateral hexagon) with a diagonal line along the flow direction of the heat medium, except for the area located at the inlet/outlet of the heat medium and the area in contact with the storage case (60) (see FIG. 5). By making the hexagon an equilateral hexagon, the multiple columnar structures (52) can be arranged at equal intervals as shown in FIG. 10(a). This makes it possible to make the width of the heat medium flow path (53) constant. The side wall surface of each square pillar constituting the multiple columnar structures (52) becomes the contact surface with the heat medium.

本実施形態では、各柱状構造（52）の延伸方向（本実施形態では積層方向と同じ）の両端部は、積層方向に対して垂直な断面と同じ六角形の平面となっている。下層の層（51）における１つの柱状構造（52）の上端面の流れ方向の両角部及び流れ方向に対して垂直な方向の両側部がそれぞれ、上層の層（51）における４つの柱状構造（52）の下端面の一部を支持する。言い換えると、柱状構造（52）における延伸方向の端部（本実施形態では上端面又は下端面）の一部分が、隣接する層（51）の柱状構造（52）と接続する。 In this embodiment, both ends of each columnar structure (52) in the extension direction (same as the stacking direction in this embodiment) are hexagonal flat surfaces that are the same as the cross section perpendicular to the stacking direction. Both corners in the flow direction and both sides perpendicular to the flow direction of the upper end face of one columnar structure (52) in the lower layer (51) each support a part of the lower end face of four columnar structures (52) in the upper layer (51). In other words, a part of the end (upper end face or lower end face in this embodiment) in the extension direction of the columnar structure (52) is connected to the columnar structure (52) of the adjacent layer (51).

磁気冷凍モジュール（20）のケース（21）（図１参照）内において、本実施形態のベッド構造（50）は、図５に示す前記実施形態２と同様に、さらに別の収納ケース（60）の内部に配置されてもよい。言い換えると、収納ケース（60）の外側にケース（21）が設けられた構成としてもよい。 In the case (21) (see FIG. 1) of the magnetic refrigeration module (20), the bed structure (50) of this embodiment may be disposed inside another storage case (60) as in the second embodiment shown in FIG. 5. In other words, the case (21) may be provided outside the storage case (60).

＜実施形態４の特徴＞
本実施形態のベッド構造（50）は、固体冷媒物質を含む複数の柱状構造（52）が２次元配列された複数の層（51）を有する。複数の柱状構造（52）は、熱媒体の流路（53）となる間隔をあけて配列される。複数の層（51）は、流れ方向に対して垂直な方向に積層される。複数の柱状構造（52）の側部は、熱媒体と接触する。複数の柱状構造（52）における延伸方向の端部の一部分は、複数の層（51）のうち隣接する層（51）と接続する。 <Features of the Fourth Embodiment>
The bed structure (50) of this embodiment has a plurality of layers (51) in which a plurality of columnar structures (52) containing a solid refrigerant material are arranged two-dimensionally. The columnar structures (52) are arranged at intervals that form flow paths (53) for the heat transfer medium. The layers (51) are stacked in a direction perpendicular to the flow direction. The sides of the columnar structures (52) are in contact with the heat transfer medium. A portion of the end of the columnar structures (52) in the extension direction is connected to an adjacent one of the layers (51).

＜実施形態４の変形例１＞
図１１（ａ）は、本変形例のベッド構造（50）を積層方向から見た平面図であり、図１１（ｂ）は、本変形例のベッド構造（50）を流れ方向から見た正面図であり、図１１（ｃ）は、図１１（ａ）のXI-XI線（熱媒体の流れ方向）の断面図である。尚、図１１（ｃ）は、ベッド構造（50）を一体成形したときの断面構成を示す。 <Modification 1 of the fourth embodiment>
Fig. 11(a) is a plan view of the bed structure (50) of this modified example seen from the stacking direction, Fig. 11(b) is a front view of the bed structure (50) of this modified example seen from the flow direction, and Fig. 11(c) is a cross-sectional view taken along line XI-XI (the flow direction of the heat medium) in Fig. 11(a). Fig. 11(c) shows the cross-sectional configuration of the bed structure (50) when it is integrally molded.

前記実施形態４では、図１０に示すように、下層の層（51）における複数の柱状構造（52）の配列に対して、上層の層（51）における複数の柱状構造（52）の配列は、流れ方向に対して垂直な方向に半ピッチずれていた。 In the fourth embodiment, as shown in FIG. 10, the arrangement of the multiple columnar structures (52) in the upper layer (51) was shifted by half a pitch in a direction perpendicular to the flow direction with respect to the arrangement of the multiple columnar structures (52) in the lower layer (51).

それに対して、本変形例では、図１１に示すように、下層の層（51）における複数の柱状構造（52）の配列に対して、上層の層（51）における複数の柱状構造（52）の配列は、流れ方向、及び流れ方向に対して垂直な方向のそれぞれについて半ピッチずれている。 In contrast, in this modified example, as shown in FIG. 11, the arrangement of the multiple columnar structures (52) in the upper layer (51) is shifted by half a pitch in both the flow direction and the direction perpendicular to the flow direction with respect to the arrangement of the multiple columnar structures (52) in the lower layer (51).

本変形例によると、前記実施形態４と同様の効果に加えて、次のような効果を得ることができる。すなわち、本変形例のように柱状構造（52）を配列した方が、前記実施形態４と比べて、直接積層される柱状構造（52）同士の接続部の接続面積を増加させることができる。このため、ベッド構造（50）の強度を増大させることができる。尚、直接積層される柱状構造（52）同士の間の熱伝導に起因する損失を抑制する観点では、前記実施形態４の柱状構造（52）の配列の方が優れている。 According to this modification, in addition to the same effects as in the fourth embodiment, the following effects can be obtained. That is, when the columnar structures (52) are arranged as in this modification, the connection area of the connection parts between the columnar structures (52) that are directly stacked can be increased compared to the fourth embodiment. This increases the strength of the bed structure (50). Furthermore, from the viewpoint of suppressing losses due to heat conduction between the columnar structures (52) that are directly stacked, the arrangement of the columnar structures (52) in the fourth embodiment is superior.

＜実施形態４の変形例２＞
図１２（ａ）は、本変形例のベッド構造（50）を見た積層方向から平面図であり、図１２（ｂ）は、本変形例のベッド構造（50）を流れ方向から見た正面図である。 <Modification 2 of the fourth embodiment>
FIG. 12(a) is a plan view of the bed structure (50) of this modified example seen from the stacking direction, and FIG. 12(b) is a front view of the bed structure (50) of this modified example seen from the flow direction.

図１２に示すように、本変形例が前記実施形態４と異なっている点は、積層方向に対して垂直な柱状構造（52）の断面六角形（等辺六角形）において、流れ方向に沿った対角線が、他の対角線よりも長いことである。 As shown in FIG. 12, this modification is different from the fourth embodiment in that the diagonal along the flow direction is longer than the other diagonals in the hexagonal cross section (equilateral hexagon) of the columnar structure (52) perpendicular to the stacking direction.

本変形例によると、前記実施形態４と同様の効果に加えて、次のような効果を得ることができる。すなわち、積層方向に対して垂直な柱状構造（52）の断面六角形（等辺六角形）において、流れ方向に沿った対角線の両端の角部が、他の角部よりも鋭くなる。このため、当該対角線の両端の角部に接触した熱媒体の流れの転向角が小さくなるので、熱媒体の流路（53）における圧力損失をさらに低減することができる。 In addition to the same effects as in the fourth embodiment, this modification can provide the following effects. That is, in the hexagonal (equilateral hexagonal) cross section of the columnar structure (52) perpendicular to the stacking direction, the corners at both ends of the diagonal line along the flow direction are sharper than the other corners. This reduces the deflection angle of the heat medium flow that comes into contact with the corners at both ends of the diagonal line, thereby further reducing the pressure loss in the heat medium flow path (53).

《その他の実施形態》
前記実施形態（変形例を含む。以下同じ。）では、積層方向に対して垂直な柱状構造（52）の断面の形状を四角形又は六角形としたが、これに限定されず、例えば八角形等の他の形状としてもよい。 Other Embodiments
In the above embodiment (including modified examples, the same applies below), the cross-sectional shape of the columnar structure (52) perpendicular to the stacking direction is a rectangle or a hexagon. However, this is not limited to this and may be another shape, such as an octagon.

前記実施形態のいずれかのベッド構造（50）を複数個用いて、例えば図１３に示すように、積層ベッド構造（100）を構成してもよい。図１３に示す積層ベッド構造（100）では、複数のベッド構造（50）は、流れ方向に複数段のカスケード構造になるように積層される。この場合、ベッド構造（50）及び収納ケース（60）をカスケードごとに一体化し、収納ケース（60）同士の間は、シール材やＯリングなどで封止してもよい。これにより、カスケード構造が高精度且つ容易に構成できる。また、ベッド構造（50）及び収納ケース（60）を、図３又は図５に示すような構成とすれば、カスケード間でも圧力損失を低減できる構造とできるため、圧力損失の増大や熱交換効率の低下などの性能劣化を抑制できる。さらに、ベッド構造（50）と収納ケース（60）とを同じ材質とすることで、ベッド構造（50）及び収納ケース（60）の一体成形が可能となる。これにより、熱媒体の漏れを十分に抑制できると共に、例えば３Ｄプリンタを用いて製造を簡単化できる。 A stacked bed structure (100) may be formed, for example, as shown in FIG. 13, using a plurality of bed structures (50) according to any of the above-described embodiments. In the stacked bed structure (100) shown in FIG. 13, a plurality of bed structures (50) are stacked in a multi-stage cascade structure in the flow direction. In this case, the bed structures (50) and the storage cases (60) may be integrated for each cascade, and the spaces between the storage cases (60) may be sealed with a sealant or an O-ring. This allows the cascade structure to be formed with high precision and ease. Furthermore, if the bed structure (50) and the storage case (60) are configured as shown in FIG. 3 or FIG. 5, the structure can be configured to reduce pressure loss even between cascades, thereby suppressing performance degradation such as an increase in pressure loss and a decrease in heat exchange efficiency. Furthermore, by using the same material for the bed structure (50) and the storage case (60), the bed structure (50) and the storage case (60) can be integrally molded. This effectively prevents leakage of the heat transfer medium and simplifies manufacturing, for example by using a 3D printer.

前記実施形態では、磁気冷凍モジュールについて例示してきたが、固体冷媒による冷凍モジュールは、磁気作業物質に磁気熱量効果を誘発する磁気冷凍以外の他の方式を用いたものであってもよい。尚、本開示において、固体冷媒物質には、柔軟結晶などの液体と固体の中間の性質を有するものも含む。 In the above embodiment, a magnetic refrigeration module has been exemplified, but a refrigeration module using a solid refrigerant may use a method other than magnetic refrigeration that induces a magnetocaloric effect in a magnetic working material. In this disclosure, solid refrigerant materials also include those that have intermediate properties between liquids and solids, such as soft crystals.

他の方式の固体冷媒による冷凍モジュールとしては、例えば、１）固体冷媒物質に電気熱量効果を誘発する方式、２）固体冷媒物質に圧力熱量効果を誘発する方式、３）固体冷媒物質に弾性熱量効果を誘発する方式のものが挙げられる。 Other types of refrigeration modules using solid refrigerants include, for example, 1) a method that induces an electrocaloric effect in a solid refrigerant material, 2) a method that induces a pressure caloric effect in a solid refrigerant material, and 3) a method that induces an elastic caloric effect in a solid refrigerant material.

１）の方式の固体冷媒による冷凍モジュールでは、力場発生部（以下、誘発部ともいう）が固体冷媒物質に電場変動を付与する。これにより、固体冷媒物質が強誘電体から常誘電体へ相転移するなどして、固体冷媒物質が発熱又は吸熱する。 In the refrigeration module using a solid refrigerant of type 1), the force field generating unit (hereinafter also referred to as the inducing unit) applies an electric field fluctuation to the solid refrigerant material. This causes the solid refrigerant material to undergo a phase transition from ferroelectric to paraelectric, causing the solid refrigerant material to generate or absorb heat.

２）の方式の固体冷媒による冷凍モジュールでは、誘発部が固体冷媒物質に圧力変動を付与することによって、固体冷媒物質が相転移して発熱又は吸熱する。 In a refrigeration module using a solid refrigerant of type 2), the inducing part applies pressure fluctuations to the solid refrigerant material, causing the solid refrigerant material to undergo a phase transition and generate or absorb heat.

３）の方式の固体冷媒による冷凍モジュールでは、誘発部が固体冷媒物質に応力変動を付与することによって、固体冷媒物質が相転移して発熱又は吸熱する。 In a refrigeration module using a solid refrigerant of type 3), the inducer applies stress fluctuations to the solid refrigerant material, causing the solid refrigerant material to undergo a phase transition and generate or absorb heat.

以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態は、本開示の対象の機能を損なわない限り、適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。以上に述べた「第１」、「第２」、・・・という記載は、これらの記載が付与された語句を区別するために用いられており、その語句の数や順序までも限定するものではない。 Although the embodiments have been described above, it will be understood that various changes in form and details are possible without departing from the spirit and scope of the claims. Furthermore, the above embodiments may be combined or substituted as appropriate as long as the functionality of the subject matter of this disclosure is not impaired. The descriptions "first," "second," etc. described above are used to distinguish the words to which these descriptions are attached, and do not limit the number or order of the words.

以上説明したように、本開示は、固体冷媒による冷凍モジュールのベッド構造について有用である。 As explained above, the present disclosure is useful for bed structures of refrigeration modules using solid refrigerants.

２０磁気冷凍モジュール（固体冷媒による冷凍モジュール）
２１ケース（他のケース）
５０ベッド構造
５１層
５２柱状構造
５３流路
５４ベース部
６０収納ケース
６０ａ内壁面
20 Magnetic refrigeration module (refrigeration module using solid refrigerant)
21 Cases (other cases)
50 Bed structure 51 Layer 52 Columnar structure 53 Flow path 54 Base portion 60 Storage case 60a Inner wall surface

Claims

A bed structure (50) for use in a refrigeration module (20) using a solid refrigerant that exerts a calorific effect in response to external energy, comprising:
The cooling medium has a plurality of layers (51) in which a plurality of columnar structures (52) containing a solid refrigerant material are arranged two-dimensionally,
The plurality of columnar structures (52) are arranged at intervals to form flow paths (53) for the heat transfer medium,
The plurality of layers (51) are stacked in a direction perpendicular to the flow direction of the heat medium,
The side portions of the plurality of columnar structures (52) are in contact with the heat medium,
at least a portion of an end portion in the extension direction of the plurality of columnar structures (52) is connected to an adjacent layer (51) among the plurality of layers (51);
In an adjacent pair of layers (51) among the plurality of layers (51), the arrangement of the plurality of columnar structures (52) is shifted from each other, and the plurality of columnar structures (52) are fixed to each other by being directly stacked on each other,
at least some of the multiple connection parts between the multiple columnar structures (52) directly stacked on one another have a smaller connection area in a plane perpendicular to the stacking direction of the multiple layers (51) than the other connection parts ;
Bed structure of a refrigeration module using solid refrigerant.

The bed structure (50) of claim 1,
The plurality of layers (51) have a base portion (54) that holds the plurality of columnar structures (52), and the bed structure is a refrigeration module using a solid refrigerant.

The bed structure (50) of claim 1 ,
A bed structure of a refrigeration module using a solid refrigerant, wherein, among cross sections of the plurality of columnar structures (52) perpendicular to the stacking direction of the plurality of layers (51), the area of a cross section including a connection portion between the plurality of directly stacked columnar structures (52) is smaller than the area of a cross section not including the connection portion.

The bed structure (50) according to any one of claims 1 to 3 ,
A bed structure of a refrigeration module using a solid refrigerant, wherein at least a portion of the plurality of columnar structures (52) have a cross-sectional shape perpendicular to the stacking direction of the plurality of layers (51) that includes a rectangle or hexagon with a diagonal line aligned along the flow direction of the heat medium.

The bed structure (50) of claim 4 ,
The bed structure of the refrigeration module using solid refrigerant, wherein the quadrangle is a rhombus.

The bed structure (50) according to claim 4 or 5 ,
The diagonal is longer than the other diagonals. A bed structure of a refrigeration module using a solid refrigerant.

The bed structure (50) according to any one of claims 1 to 6 ,
A bed structure of a refrigeration module using a solid refrigerant, wherein the plurality of columnar structures (52) are not arranged in an area located at an inlet/outlet of the heat medium.

The bed structure (50) according to any one of claims 1 to 7 ,
The bed structure (50) is a bed structure for a refrigeration module using a solid refrigerant, which is integrally molded.

The bed structure (50) according to any one of claims 1 to 8 ,
The bed structure (50) is disposed inside a storage case (60), and an inner wall surface (60a) of the storage case (60) parallel to the flow direction of the heat medium and a portion of the plurality of columnar structures (52) are in contact with and fixed to the storage case (60).

The bed structure (50) of claim 9 ,
A bed structure for a refrigeration module using a solid refrigerant, wherein a contact portion of one of the plurality of columnar structures (52) in contact with the inner wall surface (60a) is a flat surface.

The bed structure (50) according to claim 9 or 10 ,
The bed structure (50) and the storage case (60) are integrally formed from the same material, in a bed structure for a refrigeration module using a solid refrigerant.

The bed structure (50) according to any one of claims 9 to 11 ,
A bed structure of a refrigeration module using a solid refrigerant, in which another case (21) is provided outside the storage case (60).

A stacked bed structure of a refrigeration module using a solid refrigerant, comprising a plurality of bed structures (50) according to any one of claims 1 to 12 , the plurality of bed structures (50) being stacked in a flow direction of the heat medium so as to form a multi-stage cascade structure.