DE102012110415A1 - Magnetic cooling device and Magnetokalorisches module for this - Google Patents

Magnetic cooling device and Magnetokalorisches module for this Download PDF

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Abstract

Es wird eine Magnetkühlvorrichtung geschaffen, die ein magnetokalorisches Modul und eine Magneteinheit enthält. Das magnetokalorische Modul enthält ein Bett, ein erstes magnetokalorisches Material, ein zweites magnetokalorisches Material und einen Wärmeisolator. Das erste magnetokalorische Material ist in dem Bett angeordnet. Das zweite magnetokalorische Material ist in dem Bett angeordnet, wobei die Curie-Temperatur des zweiten magnetokalorischen Materials größer als die Curie-Temperatur des ersten magnetokalorischen Materials ist. Der Wärmeisolator ist zwischen dem ersten und dem zweiten magnetokalorischen Material angeordnet, um die Wärmeleitung zwischen dem ersten und dem zweiten magnetokalorischen Material zu isolieren. Die Magneteinheit ist an das magnetokalorische Modul gekoppelt, wobei die Magneteinheit wechselweise verschiedene Magnetfelder an das erste und das zweite magnetokalorische Material anlegt, wobei ein Wärmeübertragungsfluid durch das erste und das zweite magnetokalorische Material strömt, um die Wärme von einem Tieftemperaturende zu einem Hochtemperaturende des magnetokalorischen Moduls zu übertragen.There is provided a magnetic refrigerator including a magnetocaloric module and a magnet unit. The magnetocaloric module includes a bed, a first magnetocaloric material, a second magnetocaloric material, and a thermal insulator. The first magnetocaloric material is disposed in the bed. The second magnetocaloric material is disposed in the bed, wherein the Curie temperature of the second magnetocaloric material is greater than the Curie temperature of the first magnetocaloric material. The heat insulator is disposed between the first and second magnetocaloric materials to isolate the heat conduction between the first and second magnetocaloric materials. The magnet unit is coupled to the magnetocaloric module, the magnet unit alternately applying different magnetic fields to the first and second magnetocaloric materials, wherein a heat transfer fluid flows through the first and second magnetocaloric materials to transfer the heat from a low temperature end to a high temperature end of the magnetocaloric module transferred to.

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Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der taiwanesischen Patentanmeldung Nr. 100139499 , eingereicht am 31. Oktober 2011, deren Gesamtheit durch Literaturhinweis hier eingefügt ist.This application claims the priority of Taiwanese Patent Application No. 100139499 , filed on 31 October 2011, the entirety of which is incorporated by reference.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Magnetkühlvorrichtung und bezieht sich insbesondere auf eine Magnetkühlvorrichtung und ein magnetokalorisches Modul mit verschiedenen magnetokalorischen Materialien.The present invention relates to a magnetic cooling device and more particularly relates to a magnetic cooling device and a magnetocaloric module having various magnetocaloric materials.

Beschreibung der verwandten TechnikDescription of the Related Art

Magnetkühlvorrichtungen benötigen keine Kältemittel und keine Kondensierer, wobei sie eine einfache Struktur besitzen und weniger Geräusch produzieren. Außerdem verbrauchen die Magnetkühlvorrichtungen weniger Energie, wobei ihre Wartungskosten niedrig sind, was wichtige Forschungsbereiche in der Kältetechnik sind.Magnetic coolers require no refrigerants and no condensers, having a simple structure and producing less noise. In addition, the magnetic cooling devices consume less energy, while their maintenance costs are low, which are important research areas in refrigeration technology.

Im International Journal of Refrigeration, Band 27, Seiten 1327–1331 , ist eine aktive magnetische Regeneration (AMR) offenbart, die vier verschiedene magnetokalorische Materialien (Gd0,92Y0,08, Gd0,84Dy0,16, Gd0,87Dy0,13, Gd0,89Dy0,11) aufweist, die in Reihe von einem Tieftemperaturende C zu einem Hochtemperaturende H angeordnet sind, wobei jedes magnetokalorische Material eine andere Curie-Temperatur aufweist, siehe 1. Mit den in Reihe angeordneten magnetokalorischen Materialien wird ein Arbeitstemperaturbereich der Magnetkühlvorrichtung vergrößert und wird die Kühltemperatur der Magnetkühlvorrichtung verringert.in the International Journal of Refrigeration, Vol. 27, pp. 1327-1331 , there is disclosed an active magnetic regeneration (AMR) comprising four different magnetocaloric materials (Gd 0.92 Y 0.08 , Gd 0.84 Dy 0.16 , Gd 0.87 Dy 0.13 , Gd 0.89 Dy 0 , 11 ) arranged in series from a low temperature end C to a high temperature end H, each magnetocaloric material having a different Curie temperature, see 1 , With the magnetocaloric materials arranged in series, an operating temperature range of the magnetic cooling device is increased and the cooling temperature of the magnetic cooling device is reduced.

Die Curie-Temperatur eines magnetokalorischen Materials ist jedoch die beste Arbeitstemperatur des magnetokalorischen Materials. Wenn die verschiedenen magnetokalorischen Materialien in Reihe angeordnet sind, wird die Wärme entlang einer Reihenrichtung zwischen den magnetokalorischen Materialien (entlang der Mittelachse A in 1) geleitet, so dass deshalb ein Temperaturgradient fällt und der Wirkungsgrad der Magnetkühlvorrichtung verringert ist.However, the Curie temperature of a magnetocaloric material is the best working temperature of the magnetocaloric material. When the various magnetocaloric materials are arranged in series, the heat is propagated along a row direction between the magnetocaloric materials (along the center axis A in FIG 1 ), so that therefore a temperature gradient falls and the efficiency of the magnetic cooling device is reduced.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Die Ausführungsform der Erfindung schafft eine Magnetkühlvorrichtung. Die Magnetkühlvorrichtung enthält ein magnetokalorisches Modul und eine Magneteinheit. Das magnetokalorische Modul enthält ein Bett, ein erstes magnetokalorisches Material, ein zweites magnetokalorisches Material und einen Wärmeisolator. Das erste magnetokalorische Material ist in dem Bett angeordnet. Das zweite magnetokalorische Material ist in dem Bett angeordnet, wobei die Curie-Temperatur des zweiten magnetokalorischen Materials größer als die Curie-Temperatur des ersten magnetokalorischen Materials ist. Der Wärmeisolator ist zwischen dem ersten und dem zweiten magnetokalorischen Material angeordnet, um die Wärmeleitung zwischen dem ersten und dem zweiten magnetokalorischen Material zu isolieren. Die Magneteinheit ist an das magnetokalorische Modul gekoppelt, wobei die Magneteinheit wechselweise verschiedene Magnetfelder an das erste und das zweite magnetokalorische Material anlegt, wobei ein Wärmeübertragungsfluid durch das erste und das zweite magnetokalorische Material strömt, um die Wärme von einem Tieftemperaturende zu einem Hochtemperaturende des magnetokalorischen Moduls zu übertragen.The embodiment of the invention provides a magnetic cooling device. The magnetic refrigerator includes a magnetocaloric module and a magnet unit. The magnetocaloric module includes a bed, a first magnetocaloric material, a second magnetocaloric material, and a thermal insulator. The first magnetocaloric material is disposed in the bed. The second magnetocaloric material is disposed in the bed, wherein the Curie temperature of the second magnetocaloric material is greater than the Curie temperature of the first magnetocaloric material. The heat insulator is disposed between the first and second magnetocaloric materials to isolate the heat conduction between the first and second magnetocaloric materials. The magnet unit is coupled to the magnetocaloric module, the magnet unit alternately applying different magnetic fields to the first and second magnetocaloric materials, wherein a heat transfer fluid flows through the first and second magnetocaloric materials to transfer the heat from a low temperature end to a high temperature end of the magnetocaloric module transferred to.

In einer Ausführungsform weist der Wärmeisolator eine Kammer auf, wobei die Kammer ein Vakuum enthält oder mit Gas gefüllt ist.In one embodiment, the heat insulator comprises a chamber, wherein the chamber contains a vacuum or is filled with gas.

In einer Ausführungsform umfasst der Wärmeisolator ein Aerogel.In one embodiment, the thermal insulator comprises an airgel.

In einer Ausführungsform umfasst der Wärmeisolator POM.In an embodiment, the thermal insulator comprises POM.

In einer Ausführungsform umfasst der Wärmeisolator Teflon.In one embodiment, the thermal insulator comprises Teflon.

In einer Ausführungsform umfasst der Wärmeisolator Asbest.In one embodiment, the thermal insulator comprises asbestos.

In einer Ausführungsform umfasst wenigstens eines der ersten und zweiten magnetokalorischen Materialien Gadolinium oder eine Gadoliniumlegierung.In one embodiment, at least one of the first and second magnetocaloric materials comprises gadolinium or a gadolinium alloy.

In einer Ausführungsform umfasst wenigstens eines der ersten und zweiten magnetokalorischen Materialien eine Yttriumlegierung oder eine Dysprosiumlegierung.In one embodiment, at least one of the first and second magnetocaloric materials comprises an yttrium alloy or a dysprosium alloy.

In einer Ausführungsform umfasst wenigstens eines der ersten und zweiten magnetokalorischen Materialien eine Manganlegierung oder eine Lanthanlegierung.In one embodiment, at least one of the first and second magnetocaloric materials comprises a manganese alloy or a lanthanum alloy.

In einer Ausführungsform wird die Magneteinheit bezüglich des magnetokalorischen Moduls bewegt.In one embodiment, the magnet unit is moved with respect to the magnetocaloric module.

In einer Ausführungsform sind das erste und das zweite magnetokalorische Material entlang einer Mittelachse des magnetokalorischen Moduls in Reihe angeordnet und geht das Wärmeübertragungsfluid entlang der Mittelachse durch das erste und das zweite magnetokalorische Material hindurch.In one embodiment, the first and second magnetocaloric materials are along a central axis of the magnetocaloric module in FIG Row arranged and passes the heat transfer fluid along the central axis through the first and the second magnetocaloric material.

Die Ausführungsform der Erfindung schafft ferner ein magnetokalorisches Modul, das in einer Magnetkühlvorrichtung angeordnet ist, wobei eine Magneteinheit der Magnetkühlvorrichtung wechselweise verschiedene Magnetfelder an das magnetokalorische Modul anlegt. Das magnetokalorische Modul umfasst ein Bett, ein erstes magnetokalorisches Material, ein zweites magnetokalorisches Material und einen Wärmeisolator. Das erste magnetokalorische Material ist in dem Bett angeordnet. Das zweite magnetokalorische Material ist in dem Bett angeordnet, wobei die Curie-Temperatur des zweiten magnetokalorischen Materials größer als die Curie-Temperatur des ersten magnetokalorischen Materials ist. Der Wärmeisolator ist zwischen dem ersten und dem zweiten magnetokalorischen Material angeordnet, um die Wärmeleitung zwischen dem ersten und dem zweiten magnetokalorischen Material zu isolieren, wobei ein Wärmeübertragungsfluid durch das erste und das zweite magnetokalorische Material strömt, um die Wärme von einem Tieftemperaturende zu einem Hochtemperaturende des magnetokalorischen Moduls zu übertragen.The embodiment of the invention further provides a magnetocaloric module disposed in a magnetic cooling device, wherein a magnetic unit of the magnetic cooling device alternately applies different magnetic fields to the magnetocaloric module. The magnetocaloric module comprises a bed, a first magnetocaloric material, a second magnetocaloric material, and a thermal insulator. The first magnetocaloric material is disposed in the bed. The second magnetocaloric material is disposed in the bed, wherein the Curie temperature of the second magnetocaloric material is greater than the Curie temperature of the first magnetocaloric material. The heat insulator is disposed between the first and second magnetocaloric materials to isolate the heat conduction between the first and second magnetocaloric materials, wherein a heat transfer fluid flows through the first and second magnetocaloric materials to transfer the heat from a low temperature end to a high temperature end of the first magnetocaloric module to transmit.

Eine ausführliche Beschreibung ist unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen in den folgenden Ausführungsformen gegeben.A detailed description is given with reference to the accompanying drawings in the following embodiments.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die vorliegende Erfindung kann durch das Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung und der Beispiele vollständiger verstanden werden, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, wobei:The present invention may be more fully understood by reading the following detailed description and examples, reference being made to the accompanying drawings, in which:

1 ein herkömmliches magnetokalorisches Modul zeigt; 1 shows a conventional magnetocaloric module;

2 eine Magnetkühlvorrichtung einer Ausführungsform der Erfindung und deren magnetokalorisches Modul zeigt; und 2 a magnetic cooling device of an embodiment of the invention and its magnetocaloric module shows; and

3 ein magnetokalorisches Modul einer weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigt. 3 a magnetocaloric module of another embodiment of the invention shows.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Die folgende Beschreibung beschreibt die als am besten betrachtete Art zum Ausführen der Erfindung. Diese Beschreibung ist für den Zweck des Veranschaulichens der allgemeinen Prinzipien der Erfindung gegeben und sollte nicht in einem einschränkenden Sinn genommen werden. Der Umfang der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche am besten bestimmt.The following description describes the best mode for carrying out the invention. This description is given for the purpose of illustrating the general principles of the invention and should not be taken in a limiting sense. The scope of the invention is best determined with reference to the appended claims.

2 zeigt eine Magnetkühlvorrichtung 100 einer Ausführungsform der Erfindung. Die Magnetkühlvorrichtung 100 umfasst ein magnetokalorisches Modul 10 und eine Magneteinheit 20 (z. B. einen Magneten oder einen Elektromagneten). Die Magneteinheit 20 ist um das magnetokalorische Modul 10 angeordnet und legt wechselweise verschiedene Magnetfelder an das magnetokalorische Modul 10 an. Wie in 2 gezeigt ist, weist das magnetokalorische Modul 10 ein Bett 11, ein erstes magnetokalorisches Material M1, ein zweites magnetokalorisches Material M2 und einen Wärmeisolator 12 auf. Das erste magnetokalorische Material M1 und das zweite magnetokalorische Material M2 sind in dem Bett 11 angeordnet. Der Wärmeisolator 12 ist zwischen dem ersten magnetokalorischen Material M1 und dem zweiten magnetokalorischen Material M2 angeordnet. In dieser Ausführungsform kann eine Lücke zwischen dem ersten magnetokalorischen Material M1 und dem zweiten magnetokalorischen Material M2 mit dem Wärmeisolator 12 gefüllt sein. In einem modifizierten Beispiel können außerdem Durchgangslöcher oder poröse Strukturen innerhalb des Wärmeisolators 12 ausgebildet sein, um zu erlauben, dass ein Wärmeübertragungsfluid hindurchströmt. Der Wärmeisolator 12 kann z. B. aus Asbest, Teflon, Polyoxymethylen (POM) oder Aerogel hergestellt sein, um zu verhindern, dass Wärme zwischen dem ersten magnetokalorischen Material M1 und dem zweiten magnetokalorischen Material M2 geleitet wird. 2 shows a magnetic cooling device 100 an embodiment of the invention. The magnetic cooling device 100 includes a magnetocaloric module 10 and a magnet unit 20 (eg a magnet or an electromagnet). The magnet unit 20 is about the magnetocaloric module 10 arranged and alternately applies different magnetic fields to the magnetocaloric module 10 at. As in 2 is shown has the magnetocaloric module 10 a bed 11 , a first magnetocaloric material M1, a second magnetocaloric material M2 and a heat insulator 12 on. The first magnetocaloric material M1 and the second magnetocaloric material M2 are in the bed 11 arranged. The heat insulator 12 is disposed between the first magnetocaloric material M1 and the second magnetocaloric material M2. In this embodiment, a gap between the first magnetocaloric material M1 and the second magnetocaloric material M2 with the heat insulator 12 be filled. In a modified example, through holes or porous structures within the heat insulator may also be used 12 be configured to allow a heat transfer fluid to flow therethrough. The heat insulator 12 can z. As made of asbestos, Teflon, polyoxymethylene (POM) or airgel to prevent heat between the first magnetocaloric material M1 and the second magnetocaloric material M2 is passed.

Wenn die Magnetkühlvorrichtung 100 arbeitet, wird die Magneteinheit 20 bezüglich des magnetokalorischen Moduls 10 wechselweise gedreht oder bewegt, um verschiedene Magnetfelder an das erste magnetokalorische Material M1 und das zweite magnetokalorische Material M2 anzulegen und um die Temperatur des ersten magnetokalorischen Materials M1 und des zweiten magnetokalorischen Materials M2 mit einer besonderen Frequenz zu ändern. In der Ausführungsform der Erfindung ist die Curie-Temperatur des zweiten magnetokalorischen Materials M2 größer als die Curie-Temperatur des ersten magnetokalorischen Materials M1. Indem das erste magnetokalorische Material M1 und das zweite magnetokalorische Material M2 in einer Reihe angeordnet werden, wird ein Arbeitstemperaturbereich der Magnetkühlvorrichtung vergrößert und eine Kühltemperatur der Magnetkühlvorrichtung verringert. Wie in 2 gezeigt ist, tritt das Wärmeübertragungsfluid durch ein Tieftemperaturende 101 (die linke Seite des magnetokalorischen Moduls 10) in das magnetokalorische Modul 10 ein, wobei es sich entlang der Mittelachse A durch das erste magnetokalorische Material M1 und das zweite magnetokalorische Material M2 bewegt und das magnetokalorische Modul 10 durch ein Hochtemperaturende 102 (die rechte Seite des magnetokalorischen Moduls 10) verlässt. Die Wärme wird durch das Wärmeübertragungsfluid von dem Tieftemperaturende 101 zu dem Hochtemperaturende 102 bewegt, um eine Kühlfunktion zu schaffen.When the magnetic cooling device 100 works, the magnet unit becomes 20 with respect to the magnetocaloric module 10 alternately rotated or moved to apply different magnetic fields to the first magnetocaloric material M1 and the second magnetocaloric material M2 and to change the temperature of the first magnetocaloric material M1 and the second magnetocaloric material M2 at a particular frequency. In the embodiment of the invention, the Curie temperature of the second magnetocaloric material M2 is greater than the Curie temperature of the first magnetocaloric material M1. By arranging the first magnetocaloric material M1 and the second magnetocaloric material M2 in a row, an operating temperature range of the magnetic cooling device is increased and a cooling temperature of the magnetic cooling device is reduced. As in 2 is shown, the heat transfer fluid passes through a low temperature end 101 (the left Side of the magnetocaloric module 10 ) into the magnetocaloric module 10 moving along the center axis A through the first magnetocaloric material M1 and the second magnetocaloric material M2, and the magnetocaloric module 10 through a high-temperature end 102 (the right side of the magnetocaloric module 10 ) leaves. The heat is transferred by the heat transfer fluid from the low temperature end 101 to the high-temperature end 102 moved to create a cooling function.

In der Ausführungsform der Erfindung wird durch den Wärmeisolator 12, der zwischen dem ersten magnetokalorischen Material M1 und dem zweiten magnetokalorischen Material M2 angeordnet ist, verhindert, dass Wärme entlang der Mittelachse A zwischen dem ersten magnetokalorischen Material M1 und dem zweiten magnetokalorischen Material M2 geleitet wird, so dass verhindert wird, dass der Temperaturgradient fällt, und der Wirkungsgrad der Magnetkühlvorrichtung verbessert ist.In the embodiment of the invention is by the heat insulator 12 that is disposed between the first magnetocaloric material M1 and the second magnetocaloric material M2 prevents heat from being conducted along the center axis A between the first magnetocaloric material M1 and the second magnetocaloric material M2, so as to prevent the temperature gradient from falling; and the efficiency of the magnetic cooling device is improved.

3 zeigt ein magnetokalorisches Modul 10 einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Wie in 3 gezeigt ist, weist das magnetokalorische Modul 10 ein Bett 11, ein erstes magnetokalorisches Material M1, ein zweites magnetokalorisches Material M2 und einen Wärmeisolator 13 auf. Der Wärmeisolator 13 ist eine hohle Struktur und ist zwischen dem ersten magnetokalorischen Material M1 und dem zweiten magnetokalorischen Material M2 angeordnet. Der Wärmeisolator 13 kann z. B. aus Asbest, Teflon, POM, Aerogel oder anderen wärmeisolierenden Materialien hergestellt sein. Außerdem kann der Wärmeisolator 13 vermaschte oder poröse Strukturen enthalten, um zu erlauben, dass das Wärmeübertragungsfluid hindurchströmt. Eine Kammer 130 ist innerhalb des Wärmeisolators 13 ausgebildet, um zu verhindern, dass Wärme zwischen dem ersten magnetokalorischen Material M1 und dem zweiten magnetokalorischen Material M2 geleitet wird. 3 shows a magnetocaloric module 10 a further embodiment of the invention. As in 3 is shown has the magnetocaloric module 10 a bed 11 , a first magnetocaloric material M1, a second magnetocaloric material M2 and a heat insulator 13 on. The heat insulator 13 is a hollow structure and is disposed between the first magnetocaloric material M1 and the second magnetocaloric material M2. The heat insulator 13 can z. B. made of asbestos, Teflon, POM, airgel or other heat-insulating materials. In addition, the heat insulator can 13 Contain meshed or porous structures to allow the heat transfer fluid to flow through. A chamber 130 is inside the heat insulator 13 formed to prevent heat between the first magnetocaloric material M1 and the second magnetocaloric material M2 is passed.

Die Kammer 130 innerhalb des Wärmeisolators 13 kann abgedichtet sein, wobei sie ein Vakuum enthält oder mit Gas (z. B. Luft) gefüllt ist, um zu verhindern, dass Wärme zwischen dem ersten magnetokalorischen Material M1 und dem zweiten magnetokalorischen Material M2 geleitet wird, und um zu verhindern, dass ein Temperaturgradient fällt. Der Wirkungsgrad der Magnetkühlvorrichtung ist deshalb verbessert. Das erste magnetokalorische Material M1 und das zweite magnetokalorische Material M2 können aus Gadolinium, einer Gadoliniumlegierung, einer Yttriumlegierung, einer Dysprosiumlegierung, einer Manganlegierung, einer Lanthanlegierung oder anderen magnetokalorischen Materialien hergestellt sein.The chamber 130 inside the heat insulator 13 may be sealed, containing a vacuum or filled with gas (eg, air) to prevent heat from being conducted between the first magnetocaloric material M1 and the second magnetocaloric material M2, and to prevent a heat Temperature gradient drops. The efficiency of the magnetic cooling device is therefore improved. The first magnetocaloric material M1 and the second magnetocaloric material M2 may be made of gadolinium, a gadolinium alloy, an yttrium alloy, a dysprosium alloy, a manganese alloy, a lanthanum alloy, or other magnetocaloric materials.

Die Erfindung schafft eine Magnetkühlvorrichtung und deren magnetokalorisches Modul, wobei mehrere verschiedene magnetokalorische Materialien in dem magnetokalorischen Modul angeordnet sind und ein Wärmeisolator zwischen den magnetokalorischen Materialien angeordnet ist, um die Wärmeleitung dazwischen zu verhindern. Der Wärmeisolator vergrößert die Abmessung des magnetokalorischen Moduls geringfügig, wobei er aber ausreichend verhindert, dass ein Temperaturgradient fällt. Das magnetokalorische Modul der Erfindung kann in verschiedenen Magnetkühlvorrichtungen umfassend verwendet werden.The invention provides a magnetic refrigerator and its magnetocaloric module wherein a plurality of different magnetocaloric materials are disposed in the magnetocaloric module and a heat insulator is disposed between the magnetocaloric materials to prevent heat conduction therebetween. The heat insulator slightly increases the size of the magnetocaloric module, but sufficiently prevents a temperature gradient from falling. The magnetocaloric module of the invention may be used extensively in various magnetic cooling devices.

Die Verwendung der Ordinalbegriffe ”erster”, ”zweiter”, ”dritter” usw. in den Ansprüchen, um ein Anspruchselement zu modifizieren, bedeutet nicht von selbst irgendeine Priorität, irgendeinen Vorrang oder irgendeine Reihenfolge eines Anspruchselements gegenüber einem weiteren oder die zeitliche Reihenfolge, in der die Handlungen eines Verfahrens ausgeführt werden, wobei sie lediglich als Etiketten verwendet werden, um ein Anspruchselement, das einen bestimmten Namen aufweist, von einem weiteren Element, das den gleichen Namen (außer der Verwendung des Ordinalbegriffs) aufweist, zu unterscheiden, um die Anspruchselemente zu unterscheiden.The use of the ordinal terms "first," "second," "third," etc. in the claims to modify a claim element does not by itself imply any priority, precedence, or order of claim element over another or temporal order the actions of a method are performed, being used only as labels to distinguish a claim element having a particular name from another element having the same name (other than the use of the ordinal term) around the claim elements to distinguish.

Während die Erfindung beispielhaft und hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen eingeschränkt ist. Es ist im Gegenteil vorgesehen, verschiedene Modifikationen und ähnliche Anordnungen (wie sie für die Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich sein würden) abzudecken. Deshalb sollte dem Umfang der beigefügten Ansprüche die breiteste Interpretation gewährt werden, um alle derartige Modifikationen und ähnliche Anordnungen einzuschließen.While the invention has been described by way of example and in terms of the preferred embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. On the contrary, it is intended to cover various modifications and similar arrangements (as would be obvious to those skilled in the art). Therefore, the scope of the appended claims should be accorded the broadest interpretation so as to encompass all such modifications and similar arrangements.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • TW 100139499 [0001] TW 100139499 [0001]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • International Journal of Refrigeration, Band 27, Seiten 1327–1331 [0004] International Journal of Refrigeration, Vol. 27, pp. 1327-1331 [0004]

Claims (12)

Magnetkühlvorrichtung, die umfasst: ein magnetokalorisches Modul, das umfasst: ein Bett; ein erstes magnetokalorisches Material, das in dem Bett angeordnet ist; ein zweites magnetokalorisches Material, das in dem Bett angeordnet ist, wobei die Curie-Temperatur des zweiten magnetokalorischen Materials größer als die Curie-Temperatur des ersten magnetokalorischen Materials ist; und einen Wärmeisolator, der zwischen dem ersten und dem zweiten magnetokalorischen Material angeordnet ist, um die Wärmeleitung zwischen dem ersten und dem zweiten magnetokalorischen Material zu isolieren; und eine Magneteinheit, die an das magnetokalorische Modul gekoppelt ist, wobei die Magneteinheit wechselweise verschiedene Magnetfelder an das erste und das zweite magnetokalorische Material anlegt, wobei ein Wärmeübertragungsfluid durch das erste und das zweite magnetokalorische Material strömt, um die Wärme von einem Tieftemperaturende zu einem Hochtemperaturende des magnetokalorischen Moduls zu übertragen.Magnetic cooling device comprising: a magnetocaloric module comprising: a bed; a first magnetocaloric material disposed in the bed; a second magnetocaloric material disposed in the bed, wherein the Curie temperature of the second magnetocaloric material is greater than the Curie temperature of the first magnetocaloric material; and a heat insulator disposed between the first and second magnetocaloric materials to insulate the conduction of heat between the first and second magnetocaloric materials; and a magnet unit coupled to the magnetocaloric module, the magnet unit alternately applying different magnetic fields to the first and second magnetocaloric materials, wherein a heat transfer fluid passes through the first and second magnetocaloric materials to transfer the heat from a cryogenic end to a high temperature end of the magnetocaloric fluid magnetocaloric module to transmit. Magnetkühlvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Wärmeisolator eine Kammer aufweist, wobei die Kammer ein Vakuum enthält oder mit Gas gefüllt ist.A magnetic cooling device according to claim 1, wherein the heat insulator comprises a chamber, wherein the chamber contains a vacuum or is filled with gas. Magnetkühlvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Wärmeisolator eine der folgenden Komponenten umfasst: Aerogel, POM, Teflon, Asbest.Magnetic cooling device according to claim 1 or 2, wherein the heat insulator comprises one of the following components: airgel, POM, Teflon, asbestos. Magnetkühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eines der ersten und zweiten magnetokalorischen Materialien Gadolinium oder eine Gadoliniumlegierung umfasst oder wenigstens eines der ersten und zweiten magnetokalorischen Materialien eine Yttriumlegierung oder eine Dysprosiumlegierung umfasst oder wenigstens eines der ersten und zweiten magnetokalorischen Materialien eine Manganlegierung oder eine Lanthanlegierung umfasst.A magnetic cooling device according to any preceding claim, wherein at least one of the first and second magnetocaloric materials comprises gadolinium or a gadolinium alloy, or at least one of the first and second magnetocaloric materials comprises an yttrium alloy or a dysprosium alloy, or at least one of the first and second magnetocaloric materials comprises a manganese alloy or a lanthanum alloy includes. Magnetkühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Magneteinheit bezüglich des magnetokalorischen Moduls bewegt wird.Magnetic cooling device according to one of the preceding claims, wherein the magnet unit is moved relative to the magnetocaloric module. Magnetkühlvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste und das zweite magnetokalorische Material entlang einer Mittelachse des magnetokalorischen Moduls in Reihe angeordnet sind und das Wärmeübertragungsfluid entlang der Mittelachse durch das erste und das zweite magnetokalorische Material hindurchgeht.A magnetic cooling device according to any one of the preceding claims, wherein the first and second magnetocaloric materials are arranged in series along a central axis of the magnetocaloric module and the heat transfer fluid passes along the central axis through the first and second magnetocaloric materials. Magnetokalorisches Modul, das in einer Magnetkühlvorrichtung angeordnet ist, wobei eine Magneteinheit der Magnetkühlvorrichtung wechselweise verschiedene Magnetfelder an das magnetokalorische Modul anlegt, wobei das magnetokalorische Modul umfasst: ein Bett; ein erstes magnetokalorisches Material, das in dem Bett angeordnet ist; ein zweites magnetokalorisches Material, das in dem Bett angeordnet ist, wobei die Curie-Temperatur des zweiten magnetokalorischen Materials größer als die Curie-Temperatur des ersten magnetokalorischen Materials ist; und einen Wärmeisolator, der zwischen dem ersten und dem zweiten magnetokalorischen Material angeordnet ist, um die Wärmeleitung zwischen dem ersten und dem zweiten magnetokalorischen Material zu isolieren, wobei ein Wärmeübertragungsfluid durch das erste und das zweite magnetokalorische Material strömt, um die Wärme von einem Tieftemperaturende zu einem Hochtemperaturende des magnetokalorischen Moduls zu übertragen.A magnetocaloric module disposed in a magnetic refrigerator, wherein a magnetic unit of the magnetic refrigerator alternately applies different magnetic fields to the magnetocaloric module, the magnetocaloric module comprising: a bed; a first magnetocaloric material disposed in the bed; a second magnetocaloric material disposed in the bed, wherein the Curie temperature of the second magnetocaloric material is greater than the Curie temperature of the first magnetocaloric material; and a heat insulator disposed between the first and second magnetocaloric materials to insulate the conduction of heat between the first and second magnetocaloric materials, wherein a heat transfer fluid passes through the first and second magnetocaloric materials to absorb the heat from a cryogenic end High-temperature end of the magnetocaloric module to transfer. Magnetokalorisches Modul nach Anspruch 7, wobei der Wärmeisolator eine Kammer aufweist, wobei die Kammer ein Vakuum enthält oder mit Gas gefüllt ist.Magnetocaloric module according to claim 7, wherein the heat insulator comprises a chamber, wherein the chamber contains a vacuum or is filled with gas. Magnetokalorisches Modul nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Wärmeisolator eine der folgenden Komponenten umfasst: Aerogel, POM, Teflon, Asbest.Magnetocaloric module according to claim 7 or 8, wherein the heat insulator comprises one of the following components: airgel, POM, Teflon, asbestos. Magnetokalorisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7–9, wobei wenigstens eines der ersten und zweiten magnetokalorischen Materialien Gadolinium oder eine Gadoliniumlegierung umfasst oder wenigstens eines der ersten und zweiten magnetokalorischen Materialien eine Yttriumlegierung oder eine Dysprosiumlegierung umfasst oder wenigstens eines der ersten und zweiten magnetokalorischen Materialien eine Manganlegierung oder eine Lanthanlegierung umfasst.A magnetocaloric module according to any one of the preceding claims 7-9, wherein at least one of the first and second magnetocaloric materials comprises gadolinium or a gadolinium alloy, or at least one of the first and second magnetocaloric materials comprises an yttrium alloy or a dysprosium alloy, or at least one of the first and second magnetocaloric materials Manganese alloy or a lanthanum alloy includes. Magnetokalorisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7–10, wobei die Magneteinheit bezüglich des magnetokalorischen Moduls beweglich ist.Magnetocaloric module according to one of the preceding claims 7-10, wherein the magnet unit is movable with respect to the magnetocaloric module. Magnetokalorisches Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche 7–11, wobei das erste und das zweite magnetokalorische Material entlang einer Mittelachse des magnetokalorischen Moduls in Reihe angeordnet sind und das Wärmeübertragungsfluid entlang der Mittelachse durch das erste und das zweite magnetokalorische Material hindurchgeht.A magnetocaloric module according to any of the preceding claims 7-11, wherein the first and second magnetocaloric materials are arranged in series along a central axis of the magnetocaloric module and the heat transfer fluid passes along the central axis through the first and second magnetocaloric materials.
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