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KR101088535B1 - 자기 열교환용 물품 및 그 제조 방법 - Google Patents

자기 열교환용 물품 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR101088535B1
KR101088535B1 KR1020097015009A KR20097015009A KR101088535B1 KR 101088535 B1 KR101088535 B1 KR 101088535B1 KR 1020097015009 A KR1020097015009 A KR 1020097015009A KR 20097015009 A KR20097015009 A KR 20097015009A KR 101088535 B1 KR101088535 B1 KR 101088535B1
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마티아 캐럴
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바쿰슈멜체 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명은 자기 열교환용 물품 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 자기 열교환용 물품은 적어도 하나의 코어를 둘러싸는 맨틀을 포함하되, 코어는 자기열량 활성재료를 포함하는 복수의 결정립 또는 자기열량 활성재료의 전구물질을 포함하는 복수의 입자를 포함한다.
자기열량 활성재료, 자기 열교환기, 전구물질, 코어, 맨틀

Description

자기 열교환용 물품 및 그 제조 방법{ARTICLE FOR MAGNETIC HEAT EXCHANGE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 자기 열교환용 물품 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
자기열량 효과는 열의 방출이나 흡수로 이어지는 자기 유도 엔트로피 변화의 단열 전환을 설명한다. 따라서, 자기열량재에 자기장을 인가하면 열의 방출이나 흡수를 가져오는 엔트로피 변화가 유도될 수 있다. 이런 자기열량 효과는 냉동 및/또는 가열을 수행하기 위해 이용될 수 있다.
자기 열교환 기술은 자기 열교환기가 원칙적으로 기체 압축/팽창 행정 시스템보다 에너지 효율적이라는 장점을 갖는다. 또한, 자기 열교환기는 CFC와 같은 오존층 파괴 화학물질을 사용하지 않기 때문에 환경 친화적이다.
미국 특허 제6,676,772호에 개시된 것과 같은 자기 열교환기는 통상적으로 펌프식 재순환 시스템과 유체 냉매 같은 열교환 매체와 자기열량 효과를 나타내는 자기 냉매 작용재의 입자로 충전된 챔버와 챔버에 자기장을 인가하는 수단을 포함한다.
최근 개발된 La(Fe1-aSia)13, Gd5(Si,Ge)4, Mn(As,Sb) 및 MnFe(P,As)와 같은 재 료들은 실온이거나 실온에 가까운 퀴리 온도(Tc)를 갖는다. 퀴리 온도는 자기 열교환 시스템에서 재료의 동작 온도로 해석된다. 그 결과, 이들 재료는 자동차 기후 제어뿐만 아니라 건물 기후 제어, 가정용 및 공업용 냉장고 및 냉동고와 같은 용도로 사용하기에 적절하다.
이들 재료의 추가적 개발은 엔트로피 변화를 증가시키고 엔트로피 변화가 발생하는 온도 범위를 증가시키기 위해 조성을 최적화하는 방향으로 진행되고 있다. 이는 충분한 냉각을 달성하기 위해 보다 적은 양의 자기장이 인가되어 사용될 수 있도록 하고 보다 넓은 온도 범위에 걸쳐 안정적인 냉각 행정이 달성될 수 있도록 한다. 이들 방책의 목적은 보다 적은 양의 자기장이 전자석이나 초전도 자석이 아닌 영구자석에 의해 생성될 수 있기 때문에 열교환 시스템의 설계를 단순화하는 것이다. 그러나, 자기 열교환 기술을 보다 광범위하게 적용할 수 있도록 하는 개선이 추가로 요구된다.
본 발명의 목적은 신뢰성이 있고 비용 효과적으로 제조될 수 있으며 자기 냉각 시스템에 사용하기에 적절한 형태로 제조될 수 있는 자기 열교환 시스템용 물품을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 이런 물품의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 적어도 하나의 코어를 둘러싸는 맨틀을 포함하는 물품을 제공한다. 일 실시예에서, 코어는 자기열량 활성재료를 포함하는 복수의 결정립을 포함한다.
본 명세서에서 자기열량 활성재료란 자기장을 받을 때 엔트로피 변화를 겪는 재료로 정의된다.
엔트로피 변화는 예컨대 강자성 거동에서 상자성 거동으로 변화한 결과일 수 있다. 자기열량 활성재료는 단지 온도 영역 중 일부에서만 인가 자기장에 대한 자화 곡선의 이차미분 기호가 양에서 음의 값으로 변하는 변곡점을 나타낼 수 있다.
자기열량 활성재료는 맨틀 내부에 밀폐되며, 맨틀은 자기열량 활성재료를 포함하는 코어를 둘러싸는 임의의 두께를 갖는 외부 클래딩을 제공한다. 물품은 비자기열량 활성 주형이 아닌 격리된 자기열량 활성재료의 결정립 또는 입자들이 주형 내에 매립되어 있는 층상 또는 적층형 구조를 갖는다. 코어의 결정립이나 입자들은 그 이웃하는 결정립이나 입자들과 접촉할 수 있다. 물품은 1.2보다 큰 종횡비를 갖는다.
이는 결정립이든 입자든 그 형태에 관계없이 미립 물체가 맨틀 내부에 밀폐됨으로써 자기 열교환 시스템에서 자기 작용재로서 입자를 사용하는 것에 관련된 문제들이 방지된다는 장점을 갖는다. 그 결과, 자기열량 활성재료의 입자들이 냉각 매체나 열전달 매체와 직접 접촉하는 것이 방지된다.
이는 입자나 결정립이 유체의 이동에 의해 충격을 받지 않고, 따라서 펌프와 같은 열교환 시스템의 다른 부품을 막을 수 있는 미세 분말로 분쇄되지 않는다는 장점을 갖는다. 또한, 맨틀은 자기열량 활성재료와 냉각 매체의 직접 접촉에 의해 야기될 수 있는 부식에 대한 보호물을 제공함으로서 개개의 입자를 보호층으로 추가로 피복할 필요가 없게 된다. 가공 재료의 동작 수명이 증가됨으로써 자기 열교환 시스템의 사용 용이성과 비용 효과를 더욱 증가시킨다.
맨틀과 적어도 하나의 코어를 포함하는 물품은 기계적 완전성을 갖는다. 이는 자기열량 활성재료를 유지하기 위한 용기가 필요하지 않다는 점에 있어서 열교환 시스템의 설계가 단순화된다는 장점을 갖는다. 또한, 물품은 냉동 또는 열교환 시스템의 설계에 따라 포일, 판 또는 대형체와 같이 다양한 형태로 용이하고 정밀하게 제조될 수 있다. 따라서, 추가되는 용기에 분말이나 미립 물체를 수용하는 것에 관련된 문제로서 용융 주조법, 특히 용융 방사(melt spinning)에 의해 제조되는 재료의 크기에 대한 제한이 방지된다.
물품은 열교환기, 냉각 시스템, 건물용 또는 차량용, 특히 자동차용 공기 조화장치나 건물용 또는 자동차용 기후 조절장치의 구성요소일 수 있다. 기후 조절장치는 유체 냉매나 열교환 매체의 방향을 반전시켜서 겨울에는 히터로 사용되고 여름에는 쿨러로 사용될 수 있다. 이는, 기후 조절장치를 수용하기 위한 섀시 내에 이용 가능한 동일한 물품이 차량의 설계에 의해 제한되기 때문에, 자동차나 기타 차량에 특히 유리하다.
또한, 본 발명은 코어가 복수의 입자를 포함하되 복수의 입자는 자기열량 활성재료의 화학량론을 제공하는 양으로 자기열량 활성재료의 전구물질을 포함하는 물품을 제공한다. 이 물품은 중간 생성물로 생각될 수 있다.
추후에, 물품은 맨틀 내에서 전구물질의 화학작용을 일으키고 하나 이상의 자기열량 활성상을 형성하기에 적절한 조건 하에서 열처리될 수 있다. 이런 열처리는 코어를 반응성 소결시킨다.
전구물질은 각각 서로 다른 많은 조성 중 하나의 조성을 갖는 입자들의 혼합물을 포함할 수 있다. 전구물질은 각각 단일 화학원소나 이원합금 또는 삼원합금을 포함하는 복수의 입자를 포함할 수 있다.
전구물질 분말의 화학량론은 전구물질의 개별 구성요소의 조성에 따라 반응성 소결 열처리 후 원하는 상이나 상들을 제공하도록 선택되어 조절될 수 있다.
일 실시예에서, 자기열량 활성재료는 220K 내지 345K 범위의 퀴리 온도를 갖는다. 자기 열교환 시스템에 사용될 때 자기열량 활성재료의 동작 온도는 대략 그 재료의 퀴리 온도이다. 220K 내지 345K 범위의 퀴리 온도를 갖는 자기열량 활성재료는 원하는 동작 온도 또는 동작 온도 범위에 따라 가정용 또는 상업용 냉장 시스템, 냉동, 공기 조화 또는 기후 제어 시스템과 같은 용도에 적절하다.
자기열량 활성재료는 Gd, La(Fe1-bSib)13계 상, Gd5(Si,Ge)4계 상, Mn(As,Sb)계 상, MnFe(P,As)계 상, TbGd계 상, (Pr,Nd,Sr)MnO3계 상 및 Pr2(Fe,Co)17계 상 중 하나이다. 이들 기본 조성은 기재된 원소에서 일부 또는 전체를 대체할 수 있는 화학원소를 추가로 포함할 수 있다. 이들 상은 결정구조 내에 적어도 부분적으로 침입형으로 수용되는 원소들도 포함할 수 있다. 이들 상은 산소와 같은 소량의 원소와 불순물 원소들도 포함할 수 있다.
맨틀은 코어를 둘러싸며, 수많은 개선을 제공하기 위해 선택되는 재료를 포함할 수 있다. 맨틀은 물품에 기계적 강성을 제공할 수 있다. 이는 코어가 아직 원하는 자기열량상을 형성하도록 반응하지 않은 자기열량 활성재료의 전구물질을 포함하는 실시예에서 특히 유용하다. 물품은 반응 소결 공정이 수행되기 전에 보다 간단히 운반되어 가공될 수 있다.
물품은 주형에 매립되어 맨틀에 의해 둘러싸일 수 있는 복수의 코어를 포함할 수 있다. 주형과 맨틀은 동일하거나 서로 다른 재료를 포함할 수 있다.
맨틀은 각각 서로 다른 특성을 가질 수 있는 둘 이상의 층을 포함할 수 있다. 예컨대, 외부 맨틀은 내식성을 제공할 수 있고 내부 맨틀은 증가된 기계적 강도를 제공할 수 있다. 또한, 맨틀은 코어로부터 열전달 매체로의 열전달을 증가시키기 위해 높은 열전도성을 갖도록 선택될 수 있으며, 물품은 열교환기 내에 위치된다.
맨틀은 맨틀 융점 바로 아래까지 온도에서 코어의 반응성 소결 공정이 수행될 수 있도록 하기 위해 1100℃보다 큰 융점을 갖는 재료를 포함할 수 있다.
맨틀은 철, 철-실리콘(iron-silicon), 니켈, 강 또는 스테인레스 강을 포함할 수 있다. 스테인레스 강은 내식성이 양호하다는 장점이 있다. 철은 저렴하다는 장점이 있다.
자기열량 활성재료가 맨틀에 충전된 경우, 특히 물품에 대해 열처리가 수행되지 않은 경우, 맨틀 재료의 융점은 1100℃보다 낮을 수 있다. 또한, 물품이 가열되지 않을 경우 맨틀과 코어 간의 바람직하지 않은 화학반응이 방지된다. 이는 맨틀용으로 적절한 재료의 수를 증가시킨다.
맨틀 재료는 양호한 열전도성을 제공하도록 선택될 수 있다. 이는 물품과 냉각 유체인 열교환 매체 간의 열전달 효율을 증가시킨다. 맨틀은 예컨대 구리, 구리계 합금, 알루미늄 또는 알루미늄계 합금을 포함할 수 있다.
자기열량 활성재료의 전구물질이 자기열량 활성상이나 활성상들을 형성하기 위한 반응 이전에 맨틀에 충전된 경우, 맨틀 재료는 원하는 상을 생성하기 위해 코어와 부분적으로 반응하도록 선택될 수 있다. 예컨대, 철-실리콘 합금이 선택되어 코어와 철-실리콘 간에 반응이 발생할 수 있도록 코어에 인접해서 위치될 수 있다. 따라서, 코어의 전구물질의 조성은 코어의 최종 반응성 소결 재료가 원하는 조성을 갖도록 조절될 수 있다.
맨틀과 주형은 어느 하나가 제공되는 경우 소성 변형 가능할 수 있다. 이는 물품을 제조하기 위해 종래의 분말-충전-가공법이 사용될 수 있도록 한다. 물품은 테이프, 와이어 또는 판과 같이 다양한 형태로 제공될 수 있으며 긴 모양일 수 있다. 또한, 물품은 가요성을 가질 수 있는데, 이로써 물품은 권취 공정이나 굽힘 공정과 같은 간단한 기계적 공정에 의해 다양한 코일이나 적층체로 성형될 수 있게 된다.
맨틀이 코어의 모든 측면을 둘러싸는 하나의 긴 모양의 물품이 형성될 수 있다. 이 물품은 물품 절단을 필요로 하지 않는 특별한 용도에 적절한 형태를 갖는 솔레노이드 또는 팬케익형 코일의 형태로 권취될 수 있다. 물품을 절단하면 코어는 그 절단 모서리가 맨틀로부터 노출됨으로써 이 영역이 코어의 안정성과 주변 환경에 따라 부식되거나 분해될 수 있다는 단점이 있다. 코어의 일부가 노출되어 그 보호가 요구되는 경우, 추가의 외부 보호층이 제공될 수 있다. 이런 외부층은 노출된 코어의 영역에만 제공될 수 있으며 전체 맨틀은 추가 보호층으로 피복되어 실링될 수 있다. 원하는 형상으로 물품을 성형하는 공정은 반응성 소결 공정 이전이나 이후에 수행될 수 있다.
각각 자기열량 활성재료 또는 그 전구물질을 포함하는 적어도 하나의 코어를 포함하는 복수의 물품이 자기 열교환용 물품을 제공하도록 조립될 수 있다. 각각의 물품은 서로 다른 Tc를 갖거나, 자기열량 활성상을 형성하기 위한 반응성 소결 후 서로 다른 Tc를 초래하는 전체 조성을 가질 수 있다. 이는 Tc가 동작 온도로 해석되기 때문에 물품들이 이용되는 열교환기의 동작 범위를 증가시키는 장점을 갖는다. 각각 서로 다른 Tc를 갖는 자기열량 활성상을 포함하는 테이프를 포함하는 복수의 팬케익 코일이 예컨대 적층 배열될 수 있다.
또한, 물품은 표면에 열교환 매체의 유동을 진행시키도록 구성된 하나 이상의 채널을 포함할 수 있다. 이들 채널은 맨틀 표면에 위치될 수 있으며 프레싱이나 압연과 같은 표면 소성 변형에 의해 간단히 생성될 수 있다. 대안으로서, 채널이나 채널들은 예컨대 절단이나 밀링에 의해 재료를 제거함으로써 생성될 수 있다.
채널이나 채널들은 열교환 매체의 유동을 진행시키도록 구성될 수 있다. 이는 물품 표면에서의 형태와 위치뿐만 아니라 채널의 폭과 깊이 모두를 선택함으로써 달성될 수 있다.
채널이나 채널들은 열교환 효율을 증가시키도록 물품과 냉매 간의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 또한, 채널은 유체 냉매나 열교환 매체에서의 와류 형성을 감소시키고 열전달 효율을 향상시키기 위해 냉매의 유동 저항을 감소시키도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 일반적으로 평행한 복수의 채널이 물품의 적어도 일 면에 제공된다.
전구물질이 맨틀에 둘러싸인 경우, 채널이나 채널들은 반응성 소결 공정 이전이나 이후에 표면으로 도입될 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 실시예들 중 하나에 따른 물품을 포함하는 열교환기를 제공한다.
또한, 본 발명은 상술한 실시예들 중 하나에 따른 적어도 하나의 코어와 맨틀을 포함하는 둘 이상의 물품을 포함하는 적층 물품을 제공한다. 적층 구조는 보다 용이하게 제조된 단일 물품들로부터 보다 큰 구성요소들이 조립될 수 있도록 한다. 적층체에서 물품의 코어는 자기열량 활성재료 또는 그 전구물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 적층 물품은 인접한 물품들 사이에 위치되는 적어도 하나의 이격자를 추가로 포함한다. 적층 물품이 n개의 물품을 포함하는 경우, 적층 물품은 적층 구조의 각각의 내부 물품이 이격자에 의해 인접한 내부 물품으로부터 이격되도록 n-1개의 이격자를 포함할 수 있다. 대안으로서, 적층 물품은 이격자가 물품의 각 측면에 인접해서 위치되도록 n+1개의 이격자를 포함할 수 있다.
이격자는 열교환 매체 또는 냉매가 적층체의 층들 사이에서 유동할 수 있도록 적층 물품에 개방 구조를 제공한다. 이는 적층 물품의 단면적을 증가시키고 적층체로부터 열교환 매체로의 열전달을 증가시킨다.
이격자는 다양한 형태로 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 이격자는 물품과 일체이고 물품 표면에 하나 이상의 돌출 영역에 의해 제공될 수 있다. 이들 돌출 영역은 물품 표면에 하나 이상의 요부를 제공하여 요부 사이의 표면에 돌기를 형성함으로써 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 돌출 영역은 물품 표면에 형성되는 복수의 홈에 의해 제공될 수 있다. 홈은 일반적으로 서로 평행할 수 있다.
일 실시예에서, 이격자는 적층체의 인접 층들 사이에 위치되는 추가 요소로서 제공된다. 추가 요소는 성형기에 의해 제공될 수 있다. 다른 실시예에서, 이격자는 주름 테이프이다. 주름 테이프는 일반적으로 판지에 관련된 구조와 유사한 구조를 형성하도록 일반적으로 편평한 물품들 사이에 위치될 수 있다.
이격자는 상술한 실시예들 중 하나에 따르는 맨틀과 자기열량 활성코어 또는 그 전구물질을 포함하는 물품을 포함할 수 있다. 이는 자기열량 활성재료를 포함하는 적층 물품의 부피를 증가시키고 열교환 시스템의 효율을 증가시킨다.
주름 테이프가 이격자로서 제공되는 경우, 주름 테이프는 테이프의 여러 부분을 주름지게 하거나 적층 물품의 편평 부재로서 제공되는 것들과 일반적으로 유사한 다른 테이프를 주름지게 함으로써 간편하게 제조될 수 있다.
추가 이격자 부재는 열교환 매체의 유동을 진행시키도록 구성되는 하나 이상의 채널을 제공하거나 이런 채널을 제공하도록 구성될 수 있다. 이는 열전달 효율을 증가시키는 효과를 가져온다.
일반적으로 서로 평행한 복수의 채널이 물품의 일면 이상의 표면에 제공되거나 추가 이격자 형태의 결과로서 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 적층체에서 이웃하는 층들의 채널은 이들 채널이 서로 직교하도록 배열된다. 이는 열교환기의 효율을 증가시키는 교차식 열교환 매체 유동을 제공한다.
적층 물품은 열교환기, 냉동 시스템, 기후 제어장치, 공기 조화장치, 또는 공업용, 상업용 또는 가정용 냉각기의 구성요소일 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 실시예들 중 하나에 따른 적어도 하나의 적층 물품을 포함하는 열교환기를 제공한다.
또한, 본 발명은, 자기열량 활성재료 또는 그 전구물질의 분말을 제공하는 단계와, 맨틀을 제공하는 단계와, 맨틀로 전구물질 분말을 둘러싸서 복합 물품을 형성하는 단계를 포함하는 자기열량 활성 복합 물품 제조 방법을 제공한다.
맨틀로 둘러싸인 분말은 성형체를 형성하도록 압축 성형되거나 느슨한 분말 형태를 가질 수 있다. 성형체는 맨틀과 별도로 형성되거나 맨틀 내부에서 분말층을 층층이 압축 성형함으로써 형성될 수 있다.
맨틀은 다양한 형태로 제공될 수 있다. 맨틀은 튜브, 적어도 일 측면이 개방된 일반적으로 편평한 외피 또는 두 개의 판이나 포일로 제공될 수 있다. 맨틀은 금속이나 합금을 포함할 수 있다.
분말이 맨틀에 둘러싸인 후, 맨틀은 실링된다. 이는 경계선을 용접하거나 가능하게는 플러그와 튜브를 연결하기 위한 추가의 용접 단계를 이용하여 플러그의 단부들을 막음으로써 달성될 수 있다. 복합 물품은 예컨대 바람직하지 않은 물, 수소 및 산소를 제거하기 위해 맨틀이 실링되기 전에 탈기 열처리를 받을 수 있다.
그후, 복합 물품은 열교환 시스템에 이용될 수 있다.
본 방법의 다른 실시예에서, 복합 물품은 기계적 변형 공정을 받게 된다. 기계적 변형 공정은 코어의 밀도를 증가시킬 뿐 아니라 복합 물품의 크기를 증가시킨다. 기계적으로 변형된 복합 물품은 주어진 크기의 복합 물품에 대해 보다 큰 냉각 성능을 제공하기 위해 자기열량 활성 성분을 제공하는 분말의 충전율이 높은 것이 바람직하다. 복합 물품은 압연 공정, 스웨이징 공정 및 인발 공정과 같은 하나 이상의 종래 공정에 의해 기계적으로 변형된다.
또한, 다단식 변형 소둔 공정이 수행될 수 있다. 또한, 일회 이상의 중간 소둔 열처리가 맨틀을 연화시키기 위해 기계적 변형 공정 또는 공정들을 수행하는 동안에 분말뿐만 아니라 맨틀에 대한 분말의 상대 경도와 소둔 거동에 따라 수행될 수 있다. 소둔 열처리는 금속 및/또는 합금을 연화시키지만 자기열량 활성상을 형성하는 화학반응은 이들 소둔 열처리 동안 사실상 전혀 발생하지 않는다. 소둔 열처리는 통상적으로 재료의 융점 온도의 대략 50%인 온도에서 수행된다.
자기열량 활성 분말이 맨틀에 충전되었다면, 물품은 열교환 시스템에서 기계적으로 변형된 상태나 소둔된 상태로 사용될 수 있다.
분말이 맨틀에 충전되어 일회 이상의 기계적 변형 공정을 받은 후, 복합 물품은 필요에 따라 열처리를 받을 수 있다. 자기열량 활성재료를 포함하는 코어의 경우, 열처리는 자기열량 활성재료의 특성을 개선하기 위해 이용될 수 있다. 자기열량 활성상의 전구물질이 맨틀로 둘러싸인 경우, 열처리는 전구물질로부터 자기열량 활성상을 형성하기 위해 이용된다. 따라서, 열처리 조건은 전구물질의 유형뿐만 아니라 재료에 따른다. 이런 전구물질 분말의 열처리를 반응성 소결이라 한다.
전구물질 분말이 맨틀로 둘러싸인 경우, 복합 물품에는 제1 기계적 변형 공정이나 공정들이 수행되고 분말을 부분적으로 반응시키는 제1 반응성 소결 열처리가 수행되고 제2 기계적 변형 공정이 수행되고 뒤이어 제2 반응성 소결 열처리가 수행된다. 원칙적으로, 임의의 횟수의 반응성 소결 및 기계적 변형 공정이 수행될 수 있다.
복합 물품의 표면에는 적어도 하나의 채널이 도입될 수 있다. 하나 이상의 채널이 복합 물품의 적어도 일면에 대해 수행되는 소성 변형에 의해 도입될 수 있다. 이는 예컨대 프로파일 압연 또는 예컨대 밀링에 의해 맨틀의 재료를 제거함으로써 달성될 수 있다. 일 실시예에서, 표면에는 복수의 홈이 도입된다. 각각의 홈은 리지에 의해 그 인접한 홈과 분리된다. 홈들과 리지들은 일반적으로 서로 평행하다.
채널은 소결 공정이 수행되기 전에 복합 물품의 표면에 도입될 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 일 실시예에 따른 둘 이상의 물품으로 적층 물품을 제조하는 방법에 관한 것이다.
적층 물품은 적층 형태를 가질 수 있는 적층체를 형성하도록 둘 이상의 복합 물품을 배열함으로써 형성될 수 있다. 복합 물품은 하나의 고정된 적층 물품을 형성하도록 서로 연결될 수 있다. 이는 용접에 의해 수행되거나, 적층체가 받게 될 후속 처리에 따라, 브레이징(brazing)이나 솔더링(soldering)과 같은 저온 연결 기술에 의해 수행될 수 있다.
적층 물품은 예컨대 열교환기 또는 기후 제어장치에서 활성 부품으로 사용하기에 적절한 형태로 제조될 수 있다. 이런 활성 부품은 예컨대 휜(fin)의 형태를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 적층 구조의 인접 물품 사이에는 적어도 하나의 이격자가 제공된다. 제1 실시예에서, 이격자는 개별 물품들의 하나 이상의 표면에 제공되는 채널이나 채널들에 의해 제공된다. 상술한 바와 같이, 채널들은 프로파일 압연, 프레싱, 화염 절단 또는 밀링에 의해 도입될 수 있다. 채널들은 열교환 매체가 적층 물품을 통해 유동할 수 있도록 함으로써 열교환 매체와 적층 물품 간의 접촉 면적을 개선하고 열전달 특성을 개선한다.
일 실시예에서, 이격자는 적층체의 인접한 층들 사이에 위치되는 추가 부재의 형태로 제공된다. 이격자는 예컨대 이격자 블록의 형태로 제공되거나 성형기의 스포크(spoke)로서 제공되거나 주름 테이프의 형태로 제공될 수 있다. 주름 테이프는 서로 맞물릴 때 두 톱니의 치형체 사이에 적절한 간극을 갖는 맞물린 두 톱니 사이에서 편평한 테이프를 압연함으로써 제조될 수 있다. 이격자 자체는 자기열량 활성재료를 포함할 수 있고 그 자체는 상술한 실시예들 중 하나에 따른 물품일 수 있다.
적층 물품의 채널은 흐름을 줄이면서도 열전달을 최대화하도록 열교환 매체의 유동을 진행시키기 위해 배열될 수 있다. 일 실시예에서, 적층체의 각 층은 일면이 일반적으로 평행한 복수의 홈을 포함하는 물품을 포함한다. 적층체 내에서 이웃하는 층들의 일반적으로 평행한 홈들은 서로에 대해 일반적으로 직교하도록 배열된다. 추가의 이격자가 사용되는 경우, 이웃하는 층들 사이에 위치되는 이격자도 서로에 대해 일반적으로 직교하도록 배열된 채널을 제공할 수 있다.
자기열량 활성상의 전구물질 또는 전구물질들이 맨틀로 둘러싸인 경우, 코어에 하나 이상의 자기열량 활성상을 형성하기 위해 적층 물품은 열처리가 수행되기 이전 또는 수행된 이후에 조립될 수 있다.
또한, 적층 물품은 부분 반응된 복합 물품으로부터 조립될 수 있으며 적층체는 물품들이 적층 물품을 형성하도록 조립되어 가능하게는 서로 연결된 후 최종 반응성 소결 처리를 받게 된다. 적층 물품은 반응성 소결 처리 동안 가압될 수 있다.
도1은 열교환기용 휜 제조시 복합 물품을 형성하기 위해 자기열량 활성재료의 분말이 금속 맨틀에 둘러싸이는 단계를 도시하는 도면이다.
도2는 도1의 복합 물품의 기계적 변형 공정을 도시한 도면이다.
도3은 도2의 복합 물품을 프로파일 압연함으로써 이격자를 제조하는 공정을 도시한 도면이다.
도4는 도3에 도시된 복수의 복합 물품을 포함하는 적층 물품을 조립하는 공정을 도시한 도면이다.
도5는 이격자가 추가 부재로서 제공되는 제2 실시예에 따른 적층 물품을 도시한 도면이다.
*도면부호에 대한 설명*
1: 복합 물품
4: 전구물질 분말
5: 맨틀
6: 코어
7: 홈
8: 리지
9: 제1 적층 물품
10: 이격자
11: 층
12: 기부판
13: 제2 적층 물품
14: 주름 테이프 이격자
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도1 내지 도3은 제1 실시예에 따른 하나의 코어(4)를 포함하는 복합 물품(1)을 제조하는 과정을 도시한다.
도1에 도시된 본 실시예에서, 하나 이상의 La(Fe,Si)13계 자기열량 활성상을 포함하는 복합 물품(1)이 철 맨틀(5)과 La(Fe,Si)13계 자기열량 활성상 또는 활성상들을 포함하는 다량의 분말(4)을 제공함으로써 제조된다.
분말(4)은 철 맨틀 또는 외피(5)가 분말(4)을 둘러싸서 밀폐하도록 철 맨틀(5)에 배열된다. 맨틀(5)의 가장자리는 맨틀(5)이 자기열량 활성 분말(4)의 코어(6)를 에워싸도록 밀폐 용기를 형성하기 위해 서로 용접될 수 있다.
분말(4)은 기계적 완전성을 갖는 가압 생형체로서 제공된다. 그후, 생형체는 맨틀(5)로 둘러싸인다. 일 실시예에서, 분말은 예컨대 맨틀 내부에 층층이 충전되는 느슨한 분말로서 제공된다.
맨틀은 일 단부 또는 두 단부가 개방된 튜브의 형태로서, 일 측면이 개방된 편평한 외피로서 제공될 수 있거나 포일 형태의 맨틀이 전구물질 분말 둘레에 권취될 수 있다. 하나의 종방향 경계부는 후속 기계적 변형 공정 동안 맨틀의 자기 용접에 의해 실링되거나 용접이나 브레이징에 의해 실링될 수 있다.
바람직하게는, 분말 코어(6)와 철 맨틀(5) 간의 질량비는 적어도 4이다. 복합 물품(1)의 충전율은 복합 물품(1)의 단위 부피당 냉동력을 증가시키기 위해 가능한 높은 것이 유리하다.
본 공정에서 이 단계 이후, 복합 물품(1)은 자기 열교환 시스템의 활성부이다.
일 실시예에서, 분말(4)이 철 맨틀(5) 내측에 충전된 후, 이 배치물은 물품의 기계적 변형이 수행되기 전에 탈기 처리를 받게 되는데, 탈기 처리는 배치물을 진공에 배치함으로서 수행될 수 있다. 탈기 열처리는 맨틀(5) 내측에 포획될 수 있는 공기와 그 밖의 휘발 성분을 제거한다.
다른 실시예에서, 전구물질 분말(4)을 포함하는 코어는 도2에 도시된 바와 같이 복합 물품(1)을 기계적으로 변형시킴으로써 조밀화된다. 압연, 스웨이징 및 인발과 같은 종래의 기계적 변형 공정이 이용될 수 있다. 초기 복합 성형물이 도2에 도시된 바와 같은 판형 구조를 갖는 경우, 압연이 간단히 이용될 수 있다. 그 러나, 초기 복합 성형물이 관상 구조를 갖는다면, 인발이나 스웨이징이 이용될 수 있고, 뒤이어 변형된 복합 물품이 판 형상이나 테이프 형상을 갖는 것이 바람직한 경우 압연 공정이 수행될 수 있다. 제조 공정은 분말-충전-가공법의 일 형태로 간주될 수 있다.
본 실시예에서, 맨틀은 기계적으로 변형되어야 하기 때문에 구리를 포함한다. 구리는 용이하게 가공할 수 있고 연성이며, 자기 열교환기의 자기열량 활성코어와 열교환 매체로부터의 열전달을 향상시키기 위해 높은 열전도성을 갖는다.
기계적 변형 공정 이후 복합 물품의 두께는 대략 1 밀리미터 이하이고 물품(1)은 판의 형태로 제공된다.
도면에 도시 안된 다른 실시예에서, 맨틀(5)은 서로 다른 재료로 된 둘 이상의 층을 포함한다. 이는 내부 맨틀이 자기열량 활성재료 또는 그 전구물질과 화학적으로 양립 가능할 수 있다는 점에서 유리할 수 있다. 본 실시예는 물품이 열처리를 받게 될 경우 제시될 수 있다. 이와 관련하여, 화학적으로 양립 가능하다라 함은 바람직한 화학량론에서 벗어나게 화학량론을 이동시키는 바람직하지 않은 반응이 맨틀(5)의 재료와 코어(6) 사이에 발생하지 않음을 지시하기 위해 사용된다. 외부 맨틀은 코어에 대해 화학적으로 양립 불가능할 수 있지만 기계적 안정성이나 내식성을 제공할 수 있다. 외부 맨틀은 상술한 실시예들 중 하나와 유사한 포일이나 튜브 형태로 제공될 수 있다. 대안으로서, 외부 맨틀은 맨틀(5) 상에 코팅으로서 도포될 수 있다.
도면에 도시 안된 다른 실시예에서, 복합 물품은 맨틀과 복수의 코어를 포함 한다. 복수의 코어는 여러 복합 물품을 함께 묶어서 제2 외부 맨틀로 이들 물품을 둘러쌈으로써 제공될 수 있다. 그후, 이런 새로운 다중코어 구조에는 반응성 소결 열처리가 수행되기 전에 추가의 기계적 변형 단계가 수행될 수 있다.
대안으로서 또는 추가로, 다중코어 구조는 금속 합금판에 의해 분리된 복수의 전구물질 생형체를 함께 적층함으로써 초기에 제공될 수 있다. 외부 맨틀은 이런 배치물과 기계적으로 변형된 다중코어 구조 둘레에 제공될 수 있다.
다른 실시예에서, 맨틀(5)에 충전되는 분말(4)은 La(Fe,Si)13상을 갖는 전구물질 분말(4)이다. 다양한 전구물질 분말은 각각 원하는 La(Fe,Si)13계 상을 위한 화학량론을 제공하는 양으로 제공된다. 전구물질 분말은 La(Fe,Si)13계 자기열량 활성상을 사실상 함유하지 않는다.
복합 물품은 열처리되고 코어의 전구물질 분말은 반응성 소결되어 맨틀에 의해 둘러싸인 La(Fe,Si)13계 상을 포함하는 자기열량 활성코어를 생성한다. 이런 열처리는 수행될 경우 기계적 변형 공정 이후에 수행될 수 있다.
전구물질 분말이 맨틀(5)에 둘러싸인 경우, 맨틀에 적절한 재료는 강, 스테인레스 강, 니켈 합금 및 철-규소이다. 스테인레스 강과 니켈 합금은 내식성을 갖고 반응된 La(Fe,Si)13계 상뿐 아니라 전구물질 분말 모두에 대해 보호성 외부 코팅을 제공할 수 있다는 장점을 갖는다. 맨틀이 열처리되는 경우, 맨틀의 재료는 맨틀 재료가 놓이게 될 조건과 열처리 온도에서 화학적 및 물리적으로 안정적이어야 한다. 이들 재료는 맨틀에 충전된 분말(4)이 이미 충분히 반응된 경우에도 사용될 수 있다.
복합 물품(1)은 자기 냉동 시스템에서 활성 성분으로서 사용하기에 적절한 형태로 제공되거나, 보다 복잡한 형태의 적층 물품이나 복합 물품을 형성하도록 다른 자기열량 활성 복합 물품과 조합되어 사용될 수 있다.
둘 이상의 복합 물품이 제공되는 경우, 각각의 물품은 상술한 바와 같이 전구물질 분말 혼합물의 화학량론을 조절하여 La(Fe,Si)13 상의 조성을 조절함으로서 제공될 수 있는 서로 다른 Tc를 가질 수 있다.
맨틀과 하나 이상의 코어를 포함하는 복합 물품은 제조된 복합체가 적절하지 않은 경우 열교환기를 위해 바람직한 형태를 갖는 구성요소를 제공하기 위해 추가로 가공될 수 있다.
예컨대, 길이가 긴 테이프나 와이어가 제조되는 경우, 이런 테이프나 와이어는 코일이나 스풀로 권취될 수 있다. 코일은 다층구조일 수 있는 솔레노이드 코일의 형태를 가질 수 있거나 코어는 편평한 팬케이크 코일의 형태로 제공될 수 있다. 이러한 팬케이크 코일이 여러 개 적층되어 원통형 구성요소를 제공할 수 있다.
대안으로서, 테이프나 와이어는 예컨대 구형, 직사각형 또는 육각형과 같은 원하는 형상의 성형체 둘레에 권취될 수 있다.
판들이나 판과 같은 형태들이 제조되는 경우, 이들은 원하는 측면 크기와 두께를 갖는 적층 구조물을 제공하도록 서로의 상부에 적층될 수 있다. 모든 경우에 있어, 서로 다른 층들은 서로 용접되거나 납땜될 수 있다. 원하는 측면 형태는 복합 물품으로부터 판이나 포일 형태로 원하는 형상을 스탬핑함으로써 제공될 수 있다.
그러나, 조립된 물품이 추가 열처리를 받지 않는 경우, 도포를 위해 적절한 열적 안정성을 갖는 아교 접착제가 사용될 수 있다. 이들 재료의 퀴리 온도와 이에 따른 이들 재료의 동작 온도는 대략 실온이기 때문에, 종래의 아교 접착제나 수지가 사용될 수 있다.
도3에 도시된 다른 실시예에서, 맨틀(5)과 하나 이상의 코어를 포함하는 복합 물품의 표면적은 하나 이상의 표면에 하나 이상의 채널(7)을 제공함으로써 증가된다. 이는 프로파일 압연에 의해 용이하고 간단히 달성될 수 있다.
프로파일 압연은 복합 물품의 일면이 일반적으로 평행한 복수의 리지(8)에 의해 분리된 일반적으로 평행한 복수의 홈(7)을 포함하도록 수행될 수 있다.
초기에 전구물질 분말을 포함하는 코어의 경우, 프로파일 압연은 자기열량 활성상을 형성하기 위해 반응성 소결 공정이 수행되기 이전이나 수행된 이후에 수행될 수 있다.
채널(7) 또는 채널들은 복합 물품이 열교환기에 장착될 때 열교환 매체의 유동을 진행시키도록 구성된다. 이는 열교환 매체의 유동 저항을 저감할 수 있고 열교환기의 효율을 개선할 수 있다.
도4 및 도5에 도시된 본 발명의 다른 실시예에서, 각각 맨틀(5)과 하나 이상의 코어(6)를 포함하는 둘 이상의 복합 물품(1)을 포함하는 적층 물품(9)이 제공된 다.
도4는 도3에 도시된 복합 물품(1)을 복수개 포함하는 제1 실시예에 따른 적층 물품(9)의 조립 상태를 도시한다.
도4에 도시된 실시예에서, 적층 물품(9)은 적층 물품(9)에서 인접한 층(11)들 사이에 위치되는 적어도 하나의 이격자(10)를 포함한다. 이격자(10)는 열교환 매체가 유동할 수 있는 간극을 적층 물품(9)에 제공함으로써 열교환 매체와 적층 물품(9) 간의 접촉 면적을 증가시키고 열전달을 개선한다. 이격자(10)는 열전달 매체가 유동할 수 있는 일련의 채널(7)을 제공하도록 구성된 형태로 제공된다. 이들 채널(7)은 일반적으로 서로 평행하며 적층 물품이 자기 열교환기의 일부로서 사용될 때 유동 저항을 저감하기 위해 열교환 매체의 유동을 진행시키도록 추가로 구성될 수 있다.
도4에 도시된 제1 실시예에서, 채널(7)은 물품(1)의 표면에 형성된 홈(7)으로서 제공되기 때문에 이격자(10)는 복합 물품(1)과 일체로 제공된다.
도4에 도시된 실시예에서, 적층 물품(9)은 각각 일면에 프로파일 압연에 의해 생성되는 일반적으로 평행한 복수의 홈(7)을 포함하는 여섯 개로 된 복합 물품(1)의 층을 포함한다. 이들 복수의 복합 물품(1)은 홈(7)을 포함하는 측면이 홈이 없는 기부판(12) 쪽으로 대향하는 상태로 적층된다. 기부판(12)도 맨틀(5)과 La(Fe,Si)13계 상을 포함하는 코어(6)를 포함하는 복합 물품(1)이다. 따라서, 복수의 채널(7) 형태의 이격자(10)가 적층 구조물(9)의 인접한 층(11)들 사이에 제공된 다.
다른 실시예에서, 적층 물품(9)은 적층체에서 일 층(11)의 홈(7)들이 인접한 층(11)의 홈(7)들과 직교하여 배치되도록 적층된다. 이는 열교환기의 휜에 교차식 배열구조를 제공한다. 일 방향은 유입 방향으로 사용될 수 있고 다른 방향은 유출 방향으로 사용될 수 있다.
도5에 도시된 적층 물품(13)의 제2 실시예에서, 이격자(10)는 적층 구조물(9)의 인접한 복합 물품(1)들 사이에 위치되는 추가 요소 형태로 제공된다.
이격자(10)는 주름 테이프(14)에 의해 제공된다. 따라서, 적층 물품(13)은 판지 구조에서 공지된 바와 같이 편평한 복합 물품(1)의 층과 주름 테이프(14)의 층을 번갈아 포함한다. 주름 테이프(14)는 열교환 매체의 유동을 진행시키도록 구성되는 채널(7)을 제공한다. 도5에 도시된 실시예에서, 적층 물품(13)은 주름 테이프(14) 형태의 두 개의 이격자(10)와 세 개의 편평한 복합 물품(1)을 포함한다. 그러나, 여하한 갯수의 층이 제공될 수 있다. 적층체의 최외곽 층도 주름 테이프(14)를 포함할 수 있다.
도5에 도시된 실시예에서, 주름 테이프(14)는 적어도 하나의 La(Fe,Si)13계 자기열량 활성상을 포함한다. 즉, 주름 테이프(14) 형태의 이격자(10)는 상술한 실시예들 중 하나에 따라 맨틀(5)과 적어도 하나의 코어(6)를 포함하는 주름식 복합 물품(1)에 의해 제공될 수 있다. 본 실시예는 적층 구조물(13)이 강하고 주름 이격자(10) 및 편평 테이프(1)를 제공하는 테이프(14)의 두께가 원하는 채널(7)의 단면적과 크기에 따라 변경될 수 있다는 장점을 갖는다.
추가 이격자(10)의 사용은 편평한 테이프와 주름 테이프를 공동-권취함으로써 코일형 구조로 보다 간단히 합체될 수 있다는 장점을 갖는다. 공동-권취된 팬케익 코일 또는 솔레노이드 코일도 유사한 방식으로 제조될 수 있다.
주름 테이프(14)는 예컨대 두 개의 맞물린 톱니 사이에서 테이프 또는 테이프 형태의 복합 물품(1)을 압연함으로서 제조될 수 있다.
도면에 도시 안된 다른 실시예에서, 이격자는 성형기로서 제공될 수 있다. 성형기는 인접한 층(11)들 사이에 위치되는 일련의 포스트 또는 로드일 수 있다. 대안으로서, 길이가 긴 테이프나 와이어가 제공되는 경우, 성형기는 휠 중심에서 테이프나 와이어가 권취될 수 있는 휠 주연부까지 소정 간격을 두고 수직 방향으로 배열된 복수의 핀(pin)을 갖는 휠의 형태로 제공될 수 있다.
초기에 전구물질 분말이 맨틀(5)에 충전되는 경우, 적층 구조물(9 또는 13)은 열처리가 수행되기 전에 조립될 수도 있다. 그후, 자기열량 활성상을 형성하기 위한 열처리가 적층 물품 상에 수행된다. 적층 물품은 열처리 동안 기계적 압력을 받을 수 있다.

Claims (55)

  1. 적어도 하나의 코어를 둘러싸는 맨틀을 포함하되,
    상기 맨틀은 소성 변형 가능하며,
    상기 코어는 자기열량 활성재료의 화학량론을 제공하는 양으로 자기열량 활성재료의 전구물질을 포함하는 복수의 입자를 포함하는 물품(article).
  2. 적어도 하나의 코어를 둘러싸는 맨틀을 포함하되,
    상기 맨틀은 소성 변형 가능하며,
    상기 코어는 자기열량 활성재료를 포함하는 복수의 결정립(grain)을 포함하는 물품.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자기열량 활성재료는 220K 내지 345K 범위의 퀴리 온도를 갖는 물품.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 자기열량 활성재료는 Gd, La(Fe1-bSib)13계 상, Gd5(Si,Ge)4계 상, Mn(As,Sb)계 상, MnFe(P,As)계 상, TbGd계 상, (Pr,Nd,Sr)MnO3계 상 및 Pr2(Fe,Co)17계 상 중 하나인 물품.
  5. 제2항에 있어서, 상기 복수의 결정립 중 인접한 결정립들은 서로 접촉하는 물품.
  6. 제1항 또는 제5항에 있어서, 상기 맨틀에 의해 둘러싸인 복수의 코어를 포함하는 물품.
  7. 제6항에 있어서, 상기 복수의 코어는 주형(matrix)에 매립되는 물품.
  8. 삭제
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 맨틀은 두 개의 층을 포함하는 물품.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 맨틀은 융점이 1100℃보다 높은 재료를 포함하는 물품.
  11. 제10항에 있어서, 상기 맨틀은 철, 철-실리콘, 니켈, 강, 스테인레스 강 중 적어도 어느 하나를 포함하는 물품.
  12. 제2항 또는 제5항에 있어서, 상기 맨틀은 구리, 구리 합금, 알루미늄, 알루미늄계 합금 중 적어도 하나를 포함하는 물품.
  13. 제7항에 있어서, 상기 주형과 맨틀은 동일하거나 서로 다른 재료를 포함하는 물품.
  14. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물품은 긴 모양인 물품.
  15. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물품은 테이프, 와이어 또는 판의 형태를 포함하는 물품.
  16. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물품은 솔레노이드 코일의 형태로 권취되는 물품.
  17. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물품은 팬케이크 코일의 형태로 권취되는 물품.
  18. 제17항에 있어서, 상기 물품은 팬케이크 형태로 권취된 복수의 코일을 포함하는 물품.
  19. 제18항에 있어서, 각각의 코일은 서로 다른 퀴리 온도(Tc)를 갖는 물품.
  20. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 표면에 적어도 하나의 채널을 추가로 포함하는 물품.
  21. 제20항에 있어서, 상기 채널은 열교환 매체의 유동을 진행시키도록 구성되는 물품.
  22. 제20항에 있어서, 상기 물품의 적어도 일면에는 일반적으로 평행한 복수의 홈들이 제공되는 물품.
  23. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 물품은 열교환기, 냉동 시스템, 기후 제어장치, 공기 조화장치, 또는 공업용, 상업용 또는 가정용 냉각기의 구성요소인 물품.
  24. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 따르는 적어도 하나의 물품을 포함하는 열교환기.
  25. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 따르는 복수의 물품을 포함하는 적층 물품.
  26. 제25항에 있어서,
    적어도 하나의 이격자를 추가로 포함하되,
    상기 이격자는 인접한 물품들 사이에 위치되는 적층 물품.
  27. 제26항에 있어서, 상기 이격자는 물품 표면에 형성되는 하나 이상의 돌출 영역에 의해 제공되는 적층 물품.
  28. 제27항에 있어서, 상기 돌출 영역은 상기 물품 표면에 형성되는 복수의 홈에 의해 제공되는 적층 물품.
  29. 제26항에 있어서, 상기 이격자는 추가 요소로서 제공되는 적층 물품.
  30. 제29항에 있어서, 상기 이격자는 성형기에 의해 제공되는 적층 물품.
  31. 제29항에 있어서, 상기 이격자는 주름 테이프인 적층 물품.
  32. 제26항에 있어서, 상기 이격자는 상기 물품을 포함하는 적층 물품.
  33. 제26항에 있어서, 상기 이격자는 열교환 매체의 유동을 진행시키도록 구성된 하나 이상의 채널을 제공하는 적층 물품.
  34. 제26항에 있어서, 각 층 사이의 상기 이격자는 일반적으로 평행한 복수의 홈을 포함하며, 이격자의 홈은 적층 물품의 이웃한 이격자의 홈과 일반적으로 직교하도록 배열되는 적층 물품.
  35. 제25항에 있어서, 상기 적층 물품은 열교환기, 냉동 시스템, 기후 제어장치, 공기 조화장치, 또는 공업용, 상업용 또는 가정용 냉각기의 구성요소인 적층 물품.
  36. 제25항에 따르는 적어도 하나의 적층 물품을 포함하는 열교환기.
  37. 자기열량 활성재료 또는 그 전구물질을 포함하는 분말을 제공하는 단계;
    맨틀을 제공하는 단계; 및
    맨틀로 전구물질 분말을 둘러싸서 복합 물품을 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 복합 물품은 적어도 한 번의 기계적 변형 공정을 받게 되는 자기 복합 물품 제조 방법.
  38. 제37항에 있어서, 상기 분말이 맨틀에 둘러싸인 후, 상기 복합 물품이 탈기 처리되는 자기 복합 물품 제조 방법.
  39. 삭제
  40. 제37항에 있어서, 상기 기계적 변형 공정은 압연, 스웨이징 및 인발 중 하나 이상인 자기 복합 물품 제조 방법.
  41. 제37항에 있어서, 다단식 기계적 변형 공정이 중간 소둔 단계와 함께 수행되는 자기 복합 물품 제조 방법.
  42. 제37항 또는 제38항에 있어서, 상기 복합 물품의 제조 후, 적어도 하나의 채널이 상기 복합 물품의 표면에 도입되는 자기 복합 물품 제조 방법.
  43. 제42항에 있어서, 상기 채널은 복합 물품의 적어도 일면을 소성 변형함으로써 도입되는 자기 복합 물품 제조 방법.
  44. 제43항에 있어서, 상기 채널은 프로파일 압연에 의해 도입되는 자기 복합 물품 제조 방법.
  45. 제37항 또는 제38항에 있어서, 상기 복합 물품 상에 열처리를 수행하는 단계를 추가로 포함하는 자기 복합 물품 제조 방법.
  46. 제45항에 있어서, 상기 열처리는 자기열량 활성재료가 코어에 형성되도록 하는 조건에서 수행되는 자기 복합 물품 제조 방법.
  47. 제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 따르는 물품을 둘 이상으로 배열해서 적층 물품을 형성하는 단계를 포함하는 적층 물품 제조 방법.
  48. 제47항에 있어서, 복합 물품들 중 적어도 하나에 제공되는 적어도 하나의 채널을 배열함으로써 상기 적층 물품의 인접한 전구물질 복합 물품들 사이에 이격자가 제공되는 적층 물품 제조 방법.
  49. 제47항에 있어서, 이격자는 적층 물품의 인접한 복합 전구물질 물품들 사이에 배열되는 추가 부재의 형태로 제공되는 적층 물품 제조 방법.
  50. 제47항에 있어서, 상기 적층 물품 내에서 이웃하는 이격자들은 복수의 채널들을 제공하고 이웃하는 이격자들의 복수의 채널들이 서로에 대해 직교하도록 배열되는 적층 물품 제조 방법.
  51. 제47항에 있어서, 이격자는 복합 물품인 적층 물품 제조 방법.
  52. 제47항에 있어서, 상기 적층 물품은 열처리 공정을 받기 전에 조립되는 적층 물품 제조 방법.
  53. 제47항에 있어서, 상기 적층 물품은 복합 물품이 열처리 공정을 받은 후 조립되는 적층 물품 제조 방법.
  54. 제52항에 있어서, 상기 열처리 공정은 자기열량 활성재료가 코어에 형성되도록 하는 조건 하에서 수행되는 적층 물품 제조 방법.
  55. 제47항에 있어서, 상기 적층 물품의 적어도 하나의 물품은 용접, 브레이징 및 솔더링 중 적어도 하나에 의해 적층 물품의 적어도 하나의 다른 물품에 연결되는 적층 물품 제조 방법.
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