BRPI0809018A2 - Processo e aparelho para aumentar a temperatura gradiente em um gerador térmico usando-se material magneto-colorífico. - Google Patents
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Description
“PROCESSO E APARELHO PARA AUMENTAR A TEMPERATURA GRADIENTE EM UM GERADOR TÉRMICO USANDO-SE MATERIAIS MAGNETO-CALORÍFICOS”
Campo Técnico
A presente invenção refere-se a um processo para aumentar a temperatura gradiente em um gerador térmico magneto calorífico caracterizado pelo fato de compreender: em uma mão, elementos magneto-calorifico fixado e dispositivos magnéticos dispostos de modo a submeter tais elementos magneto-calorifico alternadament4e de um campo magnético entre um valor de campo Maximo e um valor de campo mínimo de modo a fazer com que a temperatura dos referidos elementos magneto-calorifico variem; e por outro lado, dispositivos para resfriamento calorias e ou refrigeração emitidos pelos referidos elementos magneto-calorifico, estes dispositivos pelo menos um circuito com pelo menos um fluido de transferência aquecida movendo-se em uma direção paralela para aquele da variação de campo magnético.
A presente invenção refere-se a um dispositivo para aumento da temperatura gradiente em um gerador térmico magneto-calorifico caracterizado pelo fato de compreender: elementos magneto-calorifico fixados e dispositivos magnéticos dispostos de modo a submeter tais elementos magneto-calorifico alternativamente a uma variação de campo magnético entre um valor de campo Maximo e um valor de campo mínimo para fazer com que a temperatura dos elementos magneto-calorificos variem; e por outro lado, dispositivos para coleta de calorias e/ou refrigerações emitidas pelos referidos elementos magneto-calorifico, estes dispositivos incluindo pelo menos um circuito com pelo menos um fluido de transferência de calor movendo-se em uma direção paralela àquela da variação de campo magnético.
Técnica Anterior
Estes geradores termais usando-se o efeito magneto-calorifico de determinados materiais oferecem uma alternativa ambientalmente bem amistosa para geradores convencionais destinados a desaparecer dentro do contexto de desenvolvimento sustentável e redução do efeito estufa. Para assegurar que estes geradores seja de custo eficaz e de energia suficiente, é teoricamente possível ativar em vários parâmetros. Um dos parâmetros é a intensidade do campo magnético. Contudo, o aumento no campo magnético conduz ao aumento na resposta dos elementos magneto-calorifico que por seu turno aumenta a eficiência do gerador.De fato, o aumento significativamente da força dos magnetos para aumentar a intensidade do campo magnético gerado por estes magnetos frequentemente significa, conforme conhecido, custo exorbitante, que não é aceitável a partir de um ponto de vista econômico.
Um outro parâmetro que pode teoricamente ser ativado na temperatura gradiente dos elementos magneto-calorifico que é baixo desde que seja somente um poucos graus “per Tesla” e depende da natureza dos materiais magneto-calorifico selecionados.Entretanto, o aumentando a temperatura gradiente dentro do gerador termal magnetocalorifico permite o aumento efetivo da eficiência calorífica do sistema. A partir do ponto de vista econômico, a ativação neste segundo parâmetro é mais apelativo dado ao fato que o 5 aumento da temperatura gradiente é adicionalmente mais econômico que o aumento do campo magnético que faz com ele seja mais adequado para uma ampla aplicação industrial.
Os geradores magneto-calorifico descritos na EP 1836717 E WO 2004/05922 o eIemento termal é móvel e consiste de uma roda de material magneto-calorifico poroso, com o magneto em uma posição fixada e disposta de modo a criar um campo magnético de uma 10 meia porção da roda, assim definindo uma área magnética geradora de calor, e uma área não magnética gerando frio. O elemento móvel termal é axialmente transversal por circuito de fluido de transferência de calor quente e por um circuito fluido de transferência de calor frio circulando em direções opostas e perpendicularmente campo magnético, estes circuitos sendo conectados aos circuitos externos por juntas rotativas. O fluido de transferência de 15 calor é principalmente ar com uma condutividade termal na razão de 1 para 30 comparada ao liquido tal como água e deve entretanto mover a uma velocidade mais alta que a velocidade da roda de rotação para recuperar a força termal. De modo a aperfeiçoar a eficiência de energia de tal tipo de gerador, a inércia termal gerada pelo fluido de transferência de calor quente que adentra a zona fria e o fluido de transferência de calor frio que adentra à 20 zona quente quando a roca de roda precisa também ser reduzida por deslocamento da entrada do fluido quente com relação a sua entrada para a zona magnética e a entrada do fluido frio com relação a sua entrada para a zona não magnética.
O gerador descrito na publicação WO 2008/012411, pertencente ao mesmo depositante, apresenta como uma configuração reversa com relação à que foi descrita acima. O modulo termal é fixado, assim simplificando o projeto dos circuitos de fluido de transferência de calor, desta forma não há mais necessidade para conexões rotativas, e os magnetos são moveis ou dispostos de modo a criar um campo magnético móvel ou variável em relação ao modulo termal fixo,. Um ou mais fluidos de transferência de calor, que são predominantemente um liquido tal como água cuja condutividadeé30 vezes mais alta que aquela de um gás tal como o a, circula radialmente para o modulo termal em uma direção paralela àquela do campo magnético e na aproximadamente mesma velocidade, de modo a coletar ao calor ou frio gerado pelos elementos magneto-calorifico conforme o deslocamento dos magnetos ou variação da ocorrência do campo magnético.De modo aperfeiçoar a energia eficiente de tal gerador, as superfícies de troca são multiplicadas por empilhar diversos elementos magneto-calorifico na forma de placas, delimitando entre eles os canais de circulação do fluido de transferência de calor, tal como um cambiador mini ou micro.
Nenhum gerador magneto-calorifico propõe em atuar diretamente na temperatura gradiente dos elementos magneto-calorifico como tal. Descrição da Invenção
A presente invenção objetiva aperfeiçoar a eficiência da energia de um gerador termal magneto-calorifico conforme definido no preâmbulo pelo aumento da temperatura gradiente, enquanto relacionando os limites econômicos impostos e produzir um gerador eficiente, fácil de construir, não caro em adquirir e de usar.
Para este propósito, o processo de acordo com a invenção, conforme definido no preâmbulo é caracterizado pelo fato de que pelo menos um pré-aquecedor e/ou um préresfriador dos elementos magneto-calorifico é ativado para trocar sua temperatura inicial antes e/ou durante a variação do campo magnético antes de atingir o máximo ou mínimo valor de campo.
O efeito deste pré-aquecimento ou pré-resfriamento, qualquer método que seja usado, é para antecipadamente e respectivamente erguer e descer a temperatura dos elementos magneto-calorifico quando eles são submetidos a variação de campo magnetocalorifico, que consequentemente aumenta a temperatura gradiente, desde que melhorando a eficiência do sistema.
De acordo a variantes de diferentes implementações, uma pode usar dispositivos específicos de aquecimento ou resfriamento selecionados de um grupo consistindo de geradores de radiação infravermelha, resistência elétrica e Placas tipo Pelletier.
De acordo com um método vantajoso de implementação, quando o fluido de transferência de calor for uma solução liquida, com o propósito de processar pelo menos um préáquecimento ou pré-resfriamento dos elementos magneto-calorifico, um usa o referido fluido de transferência de calor que é circulado no referido circuito para coletar as calorias e/ou refrigérios emitidos pelo referido magneto-calorifico em uma velocidade diferente daquela da variação do campo magnético.
Devido a esta diferença de velocidade, o fluido de transferência de calor tem um ponto de partida no fluxo magnético e tem o efeito de pré-aquecer ou pré-resfriar, de acordo com o circuito em questão, os elementos magneto-calorifico antes de sua magnetização ou desmagnetização, desta forma aumentando a temperatura gradiente entre as temperaturas de entrada e saída dos referidos fluidos.
De acordo com a primeira vantagem do método do processo de implementação no qual o primeiro fluido de transferência de calor circula em um primeiro circuito coletor chamado “quente” e um segundo fluido de transferência circula em um segundo circuito coletor chamado “frio”, um pode fazer o referido primeiro fluido de transferência de calor circularem no circuito quente a uma velocidade maior que a velocidade da variação do campo magnético.
De acordo com a segunda vantagem do método de processo de implementação no qual um primeiro fluido de transferência de calor circula em um primeiro circuito coletor chamado “quente” e um segundo fluido de transferência de calor circula em um segundo circuito coletor chamado “frio”, um pode fazer com que o referido segundo fluido de transferência de calor recirculem no circuito frio a uma velocidade maior que a velocidade da variação de campo magnético.
Uma vantagem varia a velocidade de circulação do referido primeiro fluido de transferência de calor no referido circuito quente por meio de um bomba de circulação direcionada por uma caixa de controle e uma vantagem varia na velocidade de circulação do referido segundo fluido de transferência de calor no referido circuito frio por meio de uma bomba de circulação direcionada por uma caixa de controle.
Por ultimo, um pode ter o referido fluido de transferência de calor circular no referido para coletar calorias e/ou refrigérios emitidos pelos referidos elementos magnetocalorifico a uma velocidade diferente da velocidade da variação de campo magnético pela modular da velocidade de movimento do campo magnético.
Para este fim assim colocado, o dispositivo de acordo com a presente invenção, conforme definido no preâmbulo, está caracterizado no fato de que ele inclui o processar de pelo menos um pré-aquecimento e/ou pré-resfriamento dos elementos magneto-calorifico para troca sua temperatura inicial antes e/ou durante a variação de campo magnético antes de alcançar o campo de valor máximo ou mínimo.
De acordo com a diferente implementação variantes, o dispositivo pode incluir dispositivos específicos de aquecimento ou resfriamento selecionado do grupo consistindo de geradores de radiação infravermelha, resistência elétrica, placas tipo Pelletier.
Em um método de implementação preferido, quando o fluido de transferência de calor for uma solução liquida, o dispositivo inclui meio para fazer o referido fluido de transferência de calor circular no referido circuito para coletar as calorias e/ou refrigérios emitidos pelos referidos elementos magneto-calorifico a uma velocidade diferente da velocidade da variação de campo magnético.
De acordo com a maneira da primeira vantagem de implementação da invenção, o dispositivo que inclui um primeiro circuito coletor denominado “quente” no qual o primeiro fluido de transferência de calor circula e um segundo circuito coletor denominado “frio” no qual um segundo fluido de transferência de calor circula, inclui dispositivos para fazer o referido primeiro fluido de transferência de calor circular no circuito quente a uma velocidade maior que a velocidade da variação de campo magnético.
De acordo com uma maneira da segunda vantagem de implementação da invenção, o dispositivo que inclui um primeiro circuito coletor chamado “quente” no qual um primeiro fluido de transferência de calor circula e um segundo circuito coletor chamado “frio” no qual um segundo fluido de transferência de calor circula, inclui dispositivos para fazer com o referido segundo fluido de transferência de calor circulem no circuito frio a uma velocidade maior que a velocidade da variação do campo magnético.
De acordo com um método de implementação particularmente vantajosa, o referido circuito quente direciona a bomba de circulação por uma caixa de controle e o referido circuito frio inclui uma bomba de circulação direcionada por uma caixa de controle.
De acordo com uma outra forma de implementação, o referido gerador termal inclui um eixo rotativo rolando estruturas magnéticas e um ativador equipado para controlar a velocidade de direção do eixo e criam uma variação do campo magnético diferente a partir da velocidade de circulação do referido fluido de transferência de calor.
Descrição Resumida dos Desenhos
A presente invenção e suas vantagens ficarão mais aparentes a partir da descrição que segue de uma realização dada como um exemplo não Iimitante referindo-se aos desenhos em anexo, em que:
- A Figura 1 é uma vista explodida de uma forma particular de realização de um ge
rador térmico de acordo com a presente invenção,
- A Figura 2 é uma vista em perspectiva de um modulo termal adequado para a implementação do gerador da Figura 1,
- A Figura 3 é uma vista de topo de uma forma de implementação dos elementos de magneto-calorifico para o gerador termal, de acordo com a presente invenção,
-A Figura 4 é um gráfico de temperatura em relação ao tempo de fluido de transfe
rência de calor nos circuitos frio e quente quando a velocidade do fluido é igual à velocidade dos magnetos de acordo com o estado da técnica,
- A Figura 5 é um gráfico similar àquele da Figura 4 quando a velocidade do fluido é maior que a velocidade dos magnetos, de acordo com a presente invenção,
- As Figuras 6A e 6B são diagramas ilustrando a operação de elementos de mag
neto-calorifico sem pré-aquecimento, de acordo com a técnica anterior, e
- As Figuras 7A e 7B são diagramas ilustrando a operação dos elementos magneto-calorifico com pré-aquecimento de acordo com a presente invenção.
Ilustração da Invenção
O processo para aumentar a temperatura gradiente do gerador termal magneto
calorifico de acordo com a presente invenção pode, por exemplo, mas não exclusivamente, ser aplicado a um gerador termal magneto-calorifico na publicação WO 2008/012411 e conforme representado nas Figuras de 1 a 3. Este exemplo não é limitado e o processo pode ser estendido a qualquer outro tipo de gerador magneto-calorifico, em que os dispositivos
magnéticos são moveis ou dispostos de modo a criar um campo magnético variável ou móvel com relação aos elementos magneto-calorifico que são fixados, e no qual o fluido ou fluidos de transferência de calor, que são predominantemente um liquido tal como água, circulam em uma direção paralela ao movimento e variações do campo magnético e aproximadamente à mesma velocidade para coletar o calor ou o frio gerado pelos elementos magneto-calorifico conforme eles ocorrem.
O gerador termal magneto-calorifico 1 representado pelas Figuras de 1 a 3 compreende um conjunto de módulos de termais imóveis 10, conectadas pelo discos distribuidores 20 e encerrados por flanges de selagem 30 montadas em ambos os lados da pilha. O numero de módulos termais 10 é variável e suas forma de implementação pode ser modificada com base no desempenho desejado. Cada modulo termal 10 consiste de suportes 40 processando um conjunto de elementos magneto-calorifico 60, estes suportes 40 sendo axialmente estacionários e dispostos de modo a delimitarem-se entre canais de circulação radialmente orientados por um ou mais fluidos de transferência de calor correspondendo a um ou mais circuitos coletores. Um pode notavelmente variar de faixa de temperatura de operação dos elementos de magneto-calorifico 60 dependendo da natureza, tal como a composição química destes materiais, assim como a pressão e a velocidade do movimento dos fluido de transferência de calor dependendo da seção dos canais nos quais estes fluidos circulam e/ou em sua pressão.
O flange de selagem 30 representado compreende, por exemplo, de duas aberturas 32, 32 indicadas para serem conectadas respectivamente para um circuito coletor quente 31a e para um circuito coletor de frio externo 32a (esquematicamente mostrado), que 20 respectivamente conduz as calorias e os refrigérios produzidos pelo gerador 1. Estes circuitos coletores 31a, 32a, cada compreende dispositivos para fazer com que o fluido de transferência de calor circule no circuito correspondente para respectivamente coletar as calorias e/ou refrigérios emitidos pelos referidos elementos magneto-calorifico 60. Neste caso, estes dispositivos podem incluir uma bomba de circulação, 31b e 32b respectivamente ou qual25 quer outro elemento equivalente. Estes dispositivos são respectivamente controlados por caixas de controle 31c e 32c dispostos de modo a modular a velocidade de movimento do fluido de transferência de calor em ambos os circuitos 31a e 32a de acordo com a necessidade do usuário Este requisito pode ser programado ou processado pontualmente conforme necessário.
Os discos distribuidores 20 compreende as aberturas 21 e as ranhuras de distribui
ção 22 permitindo as conexões juntas em séries, em paralelo, ou em cominação serie/paralela dos respectivos circuitos frios e quentes de vários módulos termais 10 um com o outro e com os circuitos coletores externos 31a
32a, respectivamente frio e quente. Estes discos distribuidores 20 podem ser arranjados em pares, cada disco sendo indicado para um dos circuitos coletores. Eles também podem ser formados a partir de discos simples de lado duplo (não representado) com um dispositivo particular de aberturas 21 e ranhuras de distribuição 22 com o propósito de implementar uma função similar.
No exemplo representado, o gerador termal 1 compreende um eixo central 2 processando dois dispositivos magnéticos diametralmente opostos 3, rotacionados por um ativador 2a , um motor elétrico por exemplo. No exemplo representado, este ativador 2a está 5 disposto de modo a direcionar os dispositivos magnéticos 3 em rotação, porém o movimento poderia igualmente ser feito em translação.Em adição, embora seja preferencialmente continuo, o movimento pode também ser descontínuo, recíproco ou definido de acordo com um programa complexo conforme necessário. O numero, a localização e o tipo dos dispositivos magnéticos 3 podem ser determinados com base na construção dos módulos termais 10. 10 Estes dispositivos magnéticos 3 podem ser formados a partir de magnetos permanentes, eletromagnetos supercondutores ou qualquer outro tipo de magneto. A escolha preferida é de magnetos permanentes devido às suas vantagens em termos de tamanho, simplicidade de uso e baixo custo. Estes magnetos permanentes podem ser sólidos, sintetizados, aglutinados ou laminados, associados com um ou mais materiais magnetizáveis que concentram 15 e dirigem suas linhas de campos magnéticos. Os módulos termais 10 podem ser circundados por uma armadura 6 feitas preferivelmente a partir de um material ferromagnético cuja função principal é aproximar o fluxo magnético gerado pelos dispositivos magnéticos 3. Os módulos termais 10 podem ser montados por apertar usando qualquer meio conhecida tal como, por exemplo, barras de junção (não representada) se estendendo entre as duas flan20 ges de selagem30, por exemplo, ou clampes (não representados) montados no eixo 2 por meio de rolamentos. Qualquer outro modo de montagem pode ser divisado, o fator essencial sendo para mecanicamente manter os módulos termais 10 entre um e outro e para selar os circuitos de coletores frios e quente interno do gerador.
No exemplo ilustrado o gerador termal 1 apresenta uma configuração circular, isso 25 é, módulos termais 10 são anulares e dispostos em torno de um eixo 2 conduzindo os dispositivos magnéticos 3.Contudo, a invenção também se estende a um gerador termal tendo uma configuração retilínea ( não representada) na qual os módulos termais são dispostos em uma maneira linear e os dispositivos magnéticos são direcionados em movimento seqüencial ou recíproco.
No exemplo representado cada suporte 40 compreende um conjunto de elementos
magneto-calorifico sucessivos 60 suportados por um suporte 70, a área ocupada pelo elemento magneto-calorifico 60 acontabilizando-se de por uma maioria comparada àquela do suporte 70. Estes elementos magneto-calorifico 60 são paralelos à direção de circulação do fluido e ao movimento dos magnetos. Eles têm o formato de um setor circular e são feitos 35 por exemplo a partir um corte, maquinados ou de material fuso magneto-calorifico. A escolha dos materiais magneto-calorifico é feita de acordo com o aquecimento requisitado ou força de resfriamento e as faixas de temperatura de operação necessárias. Os suportes 40 podem ter diferentes configurações. Na Figura 3, o suporte 40 compreende diversos setores termais idênticos ainda que distintos 53, aproximadamente 45°., cada composto do mesmo numero de elementos magneto-calorifico 60, esta configuração não sendo limitativa. Similarmente, os elementos magneto-calorifico 60 na forma de setores circulares podem ter formatos geométricos e sua composição pode variar dependendo em particular das faixas de temperatura necessária. Este exemplo não é restritiva. O suporte 40 podem também ser uma parte fusa em um material carregado com partículas de materiais magneto-calorifico.
A presente invenção propõe aumentar a temperatura gradiente de elementos magneto-calorifico 60 através do pré-aquecer ou pré-resfriá-los com dispositivos apropriados de modo a modificar suas temperaturas iniciais e antecipar os ciclos de magnetização e desmagnetização.
Uma das soluções descritas em detalhes abaixo consiste em usar o fluido de transferência de calor como um elemento de preaquecimento ou pré-resfriamento dos elementos magneto-calorifico por acionamento da velocidade de circulação do fluido com relação àquele do campo magnético, que pode ser feito no tipo de gerador da presente invenção desde que o fluido circula na direção paralela para o campo magnético, e qual é impossível processar no tipo de gerador conforme descrito na publicação EP 1736717 e WO 2004/05922. Esta solução é muito vantajosa desde que permita o descarte de todos os outros dispositivos de resfriamento e/ou aquecimento.
De acordo com a presente invenção o referido fluido de transferência de calor é feito para circular no modulo termal 10 para coletar calorias e/ou refrigérios emitidos pelos referidos elementos magneto-calorifico 60 a uma velocidade maior que a velocidade de variação de intensidade do referido campo magnético, de modo a antecipar os ciclos de magnetização e desmagnetização dos elementos magneto-calorifico 60.
Como uma regra geral, quando o elemento magneto-calorifico 60 penetra o campo magnético, sua temperatura move-se a partir de um valor inicial de Ti para um valor final de Tf=Ti+AT. O valor da temperatura gradiente ΔΤ é constante para uma dada intensidade de campo magnético para uma determinada composição de material magneto-calorifico.
Se a velocidade de circulação do fluido de transferência de calor e a velocidade de movimento relativo do campo magnético são idênticas ou sincronizadas, a temperatura gradiente ΔΤ de todo o elemento magneto-calorifico 60 durante sua passagem através do campo magnético permanecerá a mesma por todos estes elementos e o fluido de transferência de calor alcançará uma temperatura gradiente de saída de ATs1 igual por exemplo, a 3.8°.C, conforme mostrado na Figura 4.
De outra forma, se os elementos magneto-calorifico 60 são pré-aquecidos antes ou durante sua passagem através do campo magnético, e/ou pré-resfriado antes ou durante sua passagem fora do campo magnético, pelo circular do fluido de transferência de calor a uma velocidade mais alta ou de acionamento com relação à velocidade de movimento relativo do campo magnético, a temperatura gradiente de todos elementos magneto-calorifico 60 crescerá para a totalidade destes elementos, e o fluido de transferência de calor alcança5 rá uma temperatura gradiente de saída ATs+ maior que o ATs+ precedente, igual por exemplo a 5.3°.C,conforme mostrado a Figura 5.
Contudo, se a temperatura inicial Ti do elemento magneto-calorifico 60 que penetra o campo magnético fosse, por exemplo, 20°.C e se ο ΔΤ tivesse um valor constante de 1o. C,o valor final de Tf do presente elemento magneto-calorifico 60 seria de 21°.C. Nos gera10 dores termais conhecidos deste tipo, os elementos magneto-calorifico 60 que seguem teriam a mesma temperatura inicial Ti de 20°.C em sua entrada para o campo magnético e a mesma temperatura final Tf de 21°.c em sua saída a partir do campo. Este fenômeno esta esquematicamente representado nas Figuras 6A e 6B.Neste exemplo, a temperatura inicial dos elementos magneto-calorifico 60 que não são submetidas ao magneto 3 é o mesmo e 15 igual a Ti por todos os elementos. Quando eles são submetidos ao magneto 3 sua temperatura final sobe ao mesmo valor, que é igual ao Tf para todos os elementos, a diferença entre Tf e Ti corresponde à temperatura gradiente ΔΤ determinada pela natureza do material magneto-calorifico usado.
No gerador termal da presente invenção, mesmo se a temperatura inicial Ti do pri20 meiro elemento magneto-calorifico que penetra o campo magnético fosse de 20°.C e se sua temperatura final fosse de 21°.C. a temperatura inicial Ti+ do segundo elemento magnetocalorifico, que tem submetido a pré-aquecimento,seria maior que Ti. Se o pré-aquecimento fosse feito, por exemplo, por meio do circuito quente , esta temperatura inicial seria igual à temperatura final Tf do primeiro elemento magneto-calorifico, ou seja 21°C.
Com três sucessivos elementos, a temperatura final do terceiro elemento magneto
calorifico poderia ser perto de 23°.C, de modo que a temperatura gradiente ΔΤ entre o primeiro e terceiro elementos seria, neste caso, entre 3°.C e 1°.C conforme é conhecido no que se refere a geradores. Este fenômeno está esquematicamente ilustrado nas Figuras 7A e 7B onde o pré-aquecimento dos elementos magneto-calorifico 60 é representado por uma 30 resistência elétrica, cujo numero de giros determina o numero de graus dado para cada elemento.Neste exemplo, e graças ao pré-aquecimento, a temperatura inicial dos elementos magneto-calorifico 60 não submetido ao magneto 2 é Ti+, Ti++, Ti+++, onde Ti+ <Ti++<T+++, respectivamente.Quando eles são submetidos ao magneto 3 a temperatura final muda respectivamente para Tf+, Tf++, e Tf+++, onde Tf+<Tf++<Tf+++. Para a mesma 35 temperatura gradiente individual ΔΤ determinada pela natureza do material magnetocalorifico usado, a temperatura gradiente ΔΤ entre a entrada e a saída da zona magnetizada ira desta forma ser uns poucos degraus maiores de acordo com a técnica anterior (veja Figura 6Α e 6Β). Este fenômeno pode, obviamente também ser aplicado ao ciclo de resfriamento pelo uso de circuito frio para o pre-resfriar os elementos magneto-calorifico 60.
Com certeza, o preaquecimento e pré resfriamento dos elementos magnetocalorifico 60 poderia ser realizado por qualquer outro adicional ou dispositivo especifico de aquecimento e/ou mais preferivelmente resfriamento que usando o fluido de transferência de calor a partir dos circuitos quente e frio. Geradores de radiação infravermelho , resistência elétrica, placas tipo Pelletier ou meios iguais a partir de um ponto de vista funcional poderia ser usado é também possível combinar o pré-aquecimento ou o pré-resfriamento do elemento magneto-calorifico 60 para uma combinação de materiais magneto-calorifico diferente em natureza e, desta forma, de diferentes temperaturas gradientes ΔΤ.
Similarmente, a variação do campo magnético pode ser alcançado por uma presença ou ausência de um campo magnético dependendo da posição dos magnetos com relação aos elementos magneto-calorifico 60 como no exemplo representado, ou por um campo magnético modulado por qualquer dispositivo conhecido entre o valor de campo máximo e um valor de campo mínimo,os magnetos sendo fixos ou moveis.
No exemplo representado, o controle da velocidade de movimento do campo magnético é processado através do ativador 2a e o controle da velocidade de circulação dos fluidos de transferência de calor a partir dos circuitos quente 31a e frio 32a, respectivamente, é processado através das bombas de circulação, 31b e 32b respectivamente, direcionado por caixas de controle 31c e 32c, possivelmente programável ou controlado por sensores. Qualquer outro método de implementação é possível.
A presente invenção não está restrita aos exemplos de realização descrita, porém se estende a qualquer modificação ou variante que seja obvia a uma pessoa versada no assunto enquanto permanecendo dentro do âmbito da proteção conforme definida pelas reivindicações anexas.
Claims (16)
1. Método para aumentar a temperatura gradiente em um gerador termal magnetocalorifico (1), compreendendo em uma mão, elementos magneto-calorifico (6) e dispositivos magnéticos (3) dispostos para alternativamente submeter os referidos materiais magnetocalorifico a uma variação de campo magnético entre o valor de campo máximo e a um valor de campo mínimo de modo a mudar a temperatura dos referidos elementos magnetocalorifico (60), e , de outra forma, dispositivos para coletar as calorias e/ou refrigérios emitidos pelos referidos elementos magneto-calorifico, estes dispositivos compreendendo pelo menos um circuito (31a; 32a). com pelo menos um fluido de transferência de calor em uma direção paralela àquela da variação de campo magnético, CARACTERIZADO pelo fato de que pelo menos um pré-aquecedor e/ou um pré-resfriador dos elementos magneto-calorifico (60) é processado de modo a modificar sua temperatura antes e/ou durante a variação do campo magnético antes de alcançar o valor de campo magnéticos máximo e mínimo.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o propósito para processar pelo menos um pré-aquecimento e/ou um pré-resfriamento dos elementos magneto-calorifico (60), dispositivos de resfriamento ou aquecimento especifico são usados, selecionados do grupo consistindo de geradores de infravermelho, resistência elétrica, placas tipo Pelletier.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o fluido de transferência de calor é uma solução liquida onde a fim de processar pelo menos um pré-aquecimento dos elementos magneto-calorifico (60), o referido fluido de transferência de calor é usado e é feito para circular em referido circuito para coletar as calorias e/ou refrigérios emitidos pelos referidos elementos (60) e uma velocidade diferente que aquelas da variação de campo magnética.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que um primeiro fluido de transferência de calor é feito para circular em um primeiro circuito coletor chamado “quente” e um segundo fluido de transferência de calor é feito para circular em um segundo coletor denominado “frio”, onde o referido fluido de transferência de calor efeito para circular no circuito quente a uma velocidade maior que aquela da variação de campo magnético.
5. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que um primeiro fluido de transferência de calor é feito para circular em um primeiro circuito coletor denominado “quente” e um segundo fluido de transferência de calor efeito para circular em um segundo circuito coletor denominado “frio”, onde o referido segundo fluido de transferência de calor é feito para circular no circuito frio em uma velocidade maior que aquela da variação do campo magnético.
6. Método, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que a velocidade de circulação do referido primeiro fluido de transferência de calor é feito para variar no referido circuito quente por meio de uma bomba de circulação (31b)direcionada por uma caixa de controle (31c).
7. Método, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que a velocidade de circulação do referido segundo fluido de transferência de calor efeito para variar no referido circuito frio por meio de uma bomba de circulação (32b) direcionado por uma caixa de controle (32c).
8. Método, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido fluido de transferência de calor é feito para circular no referido circuito para coletar as calorias e/ou refrigérios emitidos pelos referidos elementos magneto-calorifico (60) a uma velocidade diferente que aquela da variação do campo magnético pela modulação da velocidade de movimento do referido campo magnético.
9. Dispositivo para aumentar a temperatura gradiente em um gerador termal magneto-calorifico (1), compreendendo em uma forma, elementos magneto-calorifico fixados (60) e dispositivos magnéticos (3) dispostos para alternativamente submeter os referidos materiais magneto-calorificos para uma variação de campo magnético entre o valor de campo máximo e um valor de campo mínimo de modo a mudar a temperatura dos referidos magneto-calorifico (60), e, de outra forma, dispositivos para coletar a caloria e/ou refrigérios emitidos pelos elementos magneto-calorifico (60), estes dispositivos compreendendo pelo menos um circuito (31a 31b) com pelo menos um fluido de transferência de calor circulando em uma direção paralela àquela da variação do campo magnético, CARACTERIZADO pelo fato de que este compreende os dispositivos para processar pelo menos um préaquecimento e/ou pré-resfriamento dos elementos magneto-calorifico (60) para modificar sua temperatura inicial antes e/ou durante a variação do campo magnético antes de alcançar o valores de campo máximo e mínimo.
10. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que com o propósito de processar pelo menos um pré-aquecimento e/ou um préresfriamento dos elementos magneto-calorificos (60), este compreende um aquecimento especifico ou dispositivos de resfriamento escolhido do grupo incluindo geradores de radiação infravermelho, resistência elétrica, placas do tipo Pelletier.
11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido fluido de transferência de calor é uma solução liquida onde a fim de processar pelo menos um pré-aquecimento e/ou pré-resfriamento dos elementos magnetocalorifico (60), ele compreende dispositivos para fazer o referido fluido de transferência de calor circular no referido circuito para coletar as calorias e/ou refrigérios emitidos pelos supra mencionados elementos magneto-calorifico (60) a uma velocidade diferente daquela da variação de campo magnético.
12.Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um primeiro circuito coletor denominado “quente” no qual circula um primeiro fluido de transferência de calor e um segundo circuito coletor denominado “frio” no qual circula um segundo fluido de transferência de calor, CARACTERIZADO pelo fato de que ele compreende dispositivos para fazer o referido primeiro fluido de transferência de calor circular no circuito quente a uma velocidade maior que aquela da variação de campo magnético.
13.Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro circuito coletor denominado “quente” no qual circula um primeiro fluido de transferência de calor e um segundo circuito coletor denominado “frio” no qual circula um segundo fluido de transferência de calor, onde este compreende dispositivos para fazer o referido segundo fluido de transferência de calor circula no circuito a uma velocidade maior que aquela da variação de campo magnético.
14.Dispositivo, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido circuito quente compreende uma bomba de circulação (31 b) direcionado por uma caixa de controle (31c).
15.Dispositivo, de acordo com a reivindicação 13, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido circuito frio compreende uma bomba de circulação (32b) direcionada por uma caixa de controle (32c).
16. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que o referido gerador termal (1) compreende um eixo rotativo (2) executando os dispositivos magnéticos (3) e um ativador (2a) disposto de modo a controlar a velocidade de direção (2) e criar uma diferente variação de velocidade de campo magnético a partir da referida velocidade de circulação de fluido de transferência de calor.
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