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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Leistungserzeugungssystem und insbesondere auf ein thermomagnetisches Leistungserzeugungssystem.
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Beschreibung der in Beziehung stehenden Technik
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Ein thermomagnetischer Leistungsgenerator wird als eine hochgradig effiziente und umweltfreundliche Erzeugungstechnik betrachtet. Die thermomagnetischen Leistungstechniken wenden einen magnetokalorischen Effekt (MCE) magnetokalorischer Materialien (MCM) an, um ein intermittierendes Magnetfeld zu erzeugen.
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Im Allgemeinen besitzt ein magnetokalorisches Material eine Curie-Temperatur (Tc). Wenn das magnetokalorische Material erwärmt wird und folglich seine Temperatur über die Curie-Temperatur erhöht wird, erzeugt das magnetokalorische Material ein Magnetfeld. Wenn andererseits das magnetokalorische Material abgekühlt wird und folglich seine Temperatur unter die Curie-Temperatur verringert wird, erzeugt das magnetokalorische Material ein schwaches Magnetfeld oder erzeugt kein Magnetfeld. Folglich erzeugt durch das Ändern der Temperatur des magnetokalorischen Materials das magnetokalorische Material eine intermittierende Magnetfeldänderung. Wenn ferner das magnetokalorische Material drehbar an einem Permanentmagneten angeordnet ist, kann aufgrund der intermittierenden Magnetfeldänderung ein Drehmoment erzeugt werden, wobei das Drehmoment verwendet werden könnte, um Leistung zu erzeugen.
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Für einen herkömmlichen thermomagnetischen Leistungsgenerator wird ein magnetokalorisches Material durch heißes Wasser erwärmt. Nachdem das heiße Wasser durch das magnetokalorische Material geströmt ist, wird das heiße Wasser jedoch verschwendet und wird nicht noch einmal durch den thermomagnetischen Leistungsgenerator verwendet. Folglich ist der Gesamtenergieumsetzungswirkungsgrad des herkömmlichen thermomagnetischen Leistungsgenerators niedrig. Weil außerdem das magnetokalorische Material bei einem kleinen Temperaturunterschied durch die umgebenden Medien langsam abgekühlt wird und die Frequenz des durch den thermomagnetischen Leistungsgenerator hindurchgehenden magnetokalorischen Materials begrenzt ist, ist dementsprechend die durch den thermomagnetischen Leistungsgenerator erzeugte Leistung niedrig.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Um die Probleme des Standes der Technik zu lösen, ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein thermomagnetisches Leistungserzeugungssystem zu schaffen, das eine thermomagnetische Leistungserzeugungsvorrichtung, eine erste Zirkulationsvorrichtung und eine zweite Zirkulationsvorrichtung enthält. Innerhalb der thermomagnetischen Leistungserzeugungsvorrichtung, der ersten Zirkulationsvorrichtung und der zweiten Zirkulationsvorrichtung zirkuliert eine Flüssigkeit.
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Für die obige Aufgabe offenbart die Erfindung ein thermomagnetisches Leistungserzeugungssystem, das eine thermomagnetische Leistungserzeugungsvorrichtung, ein erstes Rohr, eine erste Zirkulationsvorrichtung, ein zweites Rohr und eine zweite Zirkulationsvorrichtung enthält. Die thermomagnetische Leistungserzeugungsvorrichtung enthält ein thermomagnetisches Element und eine Magneteinheit. Das thermomagnetische Element definiert ein erstes heißes Ende, ein zweites heißes Ende, ein erstes kaltes Ende und ein zweites kaltes Ende. Die Magneteinheit stellt dem thermomagnetischen Element ein Magnetfeld bereit. Das erste Rohr ist an das erste heiße Ende und an das zweite heiße Ende gekoppelt. Die erste Zirkulationsvorrichtung ist durch das erste Rohr mit der thermomagnetischen Leistungserzeugungsvorrichtung verbunden. Die erste Zirkulationsvorrichtung dient dem Leiten einer Flüssigkeit vom ersten heißen Ende in das thermomagnetische Element und dient dem Empfangen der Flüssigkeit von dem zweiten heißen Ende. Das zweite Rohr ist an das erste kalte Ende und an das zweite kalte Ende gekoppelt. Die zweite Zirkulationsvorrichtung ist durch das zweite Rohr mit der thermomagnetischen Leistungserzeugungsvorrichtung verbunden. Die zweite Zirkulationsvorrichtung dient dem Empfangen der Flüssigkeit von dem ersten kalten Ende des thermomagnetischen Elements und dem Leiten der Flüssigkeit von dem zweiten kalten Ende in das thermomagnetische Element. Die von dem ersten kalten Ende empfangene Flüssigkeit wird abgekühlt, wobei die vom zweiten heißen Ende empfangene Flüssigkeit erwärmt wird.
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Für die obige Aufgabe enthält ein thermomagnetisches Leistungserzeugungssystem eine thermomagnetische Leistungserzeugungsvorrichtung, eine erste Zirkulationsvorrichtung und eine zweite Zirkulationsvorrichtung. Die thermomagnetische Leistungserzeugungsvorrichtung enthält ein thermomagnetisches Element und eine Magneteinheit. Das thermomagnetische Element definiert ein erstes heißes Ende, ein erstes kaltes Ende und mehrere thermomagnetische Abschnitte, die in einer Reihe und zwischen dem ersten heißen Ende und dem ersten kalten Ende angeordnet sind. Die Magneteinheit stellt den thermomagnetischen Abschnitten ein Magnetfeld bereit. Die erste Zirkulationsvorrichtung umfasst ein erstes Hauptrohr und mehrere erste Abzweigrohre. Das erste Hauptrohr ist an das erste heiße Ende gekoppelt, um eine Flüssigkeit von dem ersten heißen Ende in die thermomagnetischen Abschnitte zu leiten. Die ersten Abzweigrohre sind jeweils an einem Ende an das erste Hauptrohr und an einem anderen Ende jeweils an die thermomagnetischen Abschnitte gekoppelt. Die ersten Abzweigrohre dienen dem Empfangen der aus den thermomagnetischen Abschnitten ausströmenden Flüssigkeit. Außerdem wird die von dem ersten Hauptrohr empfangene Flüssigkeit erwärmt. Die zweite Zirkulationsvorrichtung enthält ein zweites Hauptrohr, einen Speichertank und mehrere zweite Abzweigrohre. Das zweite Hauptrohr ist zum Empfangen der Flüssigkeit von dem ersten kalten Ende an das erste kalte Ende gekoppelt. Der Speichertank ist zum Speichern der Flüssigkeit an das zweite Hauptrohr gekoppelt. Die zweiten Abzweigrohre sind jeweils an einem Ende an den Speichertank und an den anderen Enden jeweils an die thermomagnetischen Abschnitte gekoppelt, um die Flüssigkeit aus dem Speichertank jeweils zu den thermomagnetischen Abschnitten zu leiten. Außerdem wird die von den zweiten Abzweigrohren empfangene Flüssigkeit abgekühlt.
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Schließlich wird die Flüssigkeit durch die erste Zirkulationsvorrichtung erwärmt und durch die zweite Zirkulationsvorrichtung abgekühlt. Die erwärmte Flüssigkeit und die abgekühlte Flüssigkeit, die zu dem thermomagnetischen Element geleitet werden, werden durch die erste Zirkulationsvorrichtung und die zweite Zirkulationsvorrichtung wiederverwendet. Deshalb ist der Energiewirkungsgrad des thermomagnetischen Leistungserzeugungssystems vergrößert. Weil außerdem die erwärmte Flüssigkeit und die abgekühlte Flüssigkeit abwechselnd durch das thermomagnetische Element strömen, kann die Geschwindigkeit des durch die Magneteinheit hindurchgehenden thermomagnetischen Elements vergrößert werden und kann die durch die thermomagnetische Leistungserzeugungsvorrichtung erzeugte Leistung vergrößert werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung kann durch das Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung und der Beispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen vollständiger verstanden werden, wobei:
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1 eine schematische Ansicht eines thermomagnetischen Leistungserzeugungssystems einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist;
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2 eine schematische Ansicht einer thermomagnetischen Leistungserzeugungsvorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung ist; und
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3 eine schematische Ansicht eines thermomagnetischen Leistungserzeugungssystems einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Es wird auf die 1 und 2 Bezug genommen. 1 ist eine schematische Ansicht eines thermomagnetischen Leistungserzeugungssystems 1 einer ersten Ausführungsform der Erfindung. 2 ist eine schematische Ansicht einer thermomagnetischen Leistungserzeugungsvorrichtung 10 der ersten Ausführungsform der Erfindung. Das thermomagnetische Leistungserzeugungssystem 1 enthält eine thermomagnetische Leistungserzeugungsvorrichtung 10, eine erste Zirkulationsvorrichtung 20, eine zweite Zirkulationsvorrichtung 30 und eine Kühlkanalvorrichtung 40. Eine Flüssigkeit zirkuliert innerhalb der thermomagnetischen Leistungserzeugungsvorrichtung 10, der ersten Zirkulationsvorrichtung 20 und der zweiten Zirkulationsvorrichtung 30. Die Flüssigkeit kann Wasser sein.
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Die thermomagnetische Leistungserzeugungsvorrichtung 10 enthält ein thermomagnetisches Element 11, eine Welleneinheit 12, zwei Magneteinheiten 13a und 13b, eine erste Blockiereinheit 14 und eine zweite Blockiereinheit 15. Das thermomagnetische Element 11 ist aus magnetokalorischen Materialien hergestellt. Das thermomagnetische Element 11 enthält die thermomagnetischen Abschnitte 111, 112 und 113. Die thermomagnetischen Abschnitte 111, 112 und 113 sind in einer Reihe und der Reihe nach entlang einer ersten Richtung D1 von dem ersten heißen Ende H1 zu dem ersten kalten Ende C1 und zwischen dem ersten heißen Ende H1 und dem ersten kalten Ende C1 angeordnet. Die Curie-Temperaturen der thermomagnetischen Abschnitte 111, 112 und 113 sind verschieden. In der Ausführungsform werden die Curie-Temperaturen der thermomagnetischen Abschnitte 111, 112 und 113 entlang der ersten Richtung D1 allmählich verringert. Das thermomagnetische Element 11 definiert die thermomagnetischen Bereiche 11a, 11b, 11c und 11d. Jeder der thermomagnetischen Bereiche 11a, 11b, 11c und 11d besitzt einen Führungskanal 114, der durch die thermomagnetischen Abschnitte 111, 112 und 113 hindurchgeht. Das thermomagnetische Element 11, die thermomagnetischen Bereiche 11a, 11b, 11c und 11d und die Führungskanäle 114 verlaufen entlang einer ersten Richtung D1.
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Die Welleneinheit 12 ist eine zylindrische Struktur, die entlang der ersten Richtung D1 verläuft. Das thermomagnetische Element 11 ist um die Welleneinheit 12 angeordnet. Die Welleneinheit 12 und das thermomagnetische Element 11 werden um eine Drehachse AX1 gedreht. Die Drehachse AX1 ist zu der ersten Richtung D1 parallel. In einer weiteren Ausführungsform sind das thermomagnetische Element 11 und die Welleneinheit 12 als ein einziges Stück ausgebildet.
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Die Magneteinheiten 13a und 13b sind Permanentmagneten, supraleitende Magneten, Solenoide oder die Kombination daraus. Die Magneteinheiten 13a und 13b verlaufen entlang der ersten Richtung D1 und sind an zwei gegenüberliegende Seiten des thermomagnetischen Elements 11 angeordnet. Die Magneteinheiten 13a und 13b stellen ein Magnetfeld für die thermomagnetischen Abschnitte 111, 112 und 113 des thermomagnetischen Elements 11 bereit.
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Die erste Blockiereinheit 14 und die zweite Blockiereinheit 15 befinden sich an zwei gegenüberliegenden Enden des thermomagnetischen Elements 11 und der Welleneinheit 12. Die erste Blockiereinheit 14 besitzt einen ersten Einlass 141 und einen ersten Auslass 142. Die zweite Blockiereinheit 15 besitzt einen zweiten Auslass 151 und einen zweiten Einlass 152. Weil das thermomagnetische Element 11 und die Welleneinheit 12 entsprechend der ersten Blockiereinheit 14 und der zweiten Blockiereinheit 15 gedreht werden, steht einer der Führungskanäle 114, der sich nahe bei der Magneteinheit 13a befindet, mit dem ersten Einlass 141 und dem zweiten Auslass 151 in Verbindung, während einer der Führungskanäle 114, der sich nahe bei der Magneteinheit 13b befindet, mit dem zweiten Auslass 142 und dem zweiten Einlass 152 in Verbindung steht. Wenn außerdem die Führungskanäle 114 nicht mit dem ersten Einlass 141 und dem ersten Auslass 151 oder dem zweiten Auslass 142 und dem zweiten Einlass 152 in Verbindung stehen, wird die Flüssigkeit durch die Seitenwände des thermomagnetischen Elements 11 blockiert.
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Wie in den 1 und 2 gezeigt ist, definiert das thermomagnetische Element 11 ein erstes heißes Ende H1 und ein erstes kaltes Ende C1 an zwei gegenüberliegenden Enden des thermomagnetischen Bereichs 11a, 11b, 11c oder 11d, der sich nahe bei der Magneteinheit 13a befindet, wobei es ein zweites heißes Ende H2 und ein zweites kaltes Ende C2 an zwei gegenüberliegenden Enden des thermomagnetischen Bereichs 11a, 11b, 11c oder 11d, der sich nahe bei der Magneteinheit 13b befindet, definiert. Die thermomagnetischen Abschnitte 111a, 112a und 113a befinden sich zwischen dem ersten heißen Ende H1 und dem ersten kalten Ende C1 und zwischen dem zweiten heißen Ende H2 und dem zweiten kalten Ende C2.
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Die erste Zirkulationsvorrichtung 20 ist mit der thermomagnetischen Leistungserzeugungsvorrichtung 10 verbunden. Die erste Zirkulationsvorrichtung 20 dient dem Leiten einer Flüssigkeit von dem ersten heißen Ende H1 in das thermomagnetische Element 11 und dem Empfangen der Flüssigkeit von dem zweiten heißen Ende C2. Außerdem empfängt die erste Zirkulationsvorrichtung 20 die aus der thermomagnetischen Leistungserzeugungsvorrichtung 10 ausströmende abgekühlte Flüssigkeit, wobei sie die abgekühlte Flüssigkeit erwärmt und dann die erwärmte Flüssigkeit zu dem thermomagnetischen Element 11 leitet.
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Die erste Zirkulationsvorrichtung 20 enthält ein erstes Rohr 21, eine Pumpe 22 und ein Heizelement 23. Ein Ende des ersten Rohrs 21 steht mit dem ersten Einlass 141 in Verbindung, während das andere Ende des ersten Rohrs 21 mit dem ersten Auslass 142 in Verbindung steht. Außerdem ist ein Ende des ersten Rohrs 21 an das erste heiße Ende H1 gekoppelt, während das andere Ende des ersten Rohrs 21 an das zweite heiße Ende H2 gekoppelt ist. Die Pumpe 22 ist an dem ersten Rohr 21 angeordnet, um den Strömungsdruck der Flüssigkeit innerhalb der ersten Zirkulationsvorrichtung 20 zu vergrößern. Das Heizelement 23 ist an dem ersten Rohr 21 angeordnet, um die Flüssigkeit in der ersten Zirkulationsvorrichtung 20 zu erwärmen. Die erwärmte Flüssigkeit strömt von dem ersten Auslass 142 entlang des ersten Rohrs 21 zu dem ersten Einlass 141.
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Die zweite Zirkulationsvorrichtung 30 ist mit der thermomagnetischen Leistungserzeugungsvorrichtung 10 verbunden. Die zweite Zirkulationsvorrichtung 30 dient dem Empfangen der Flüssigkeit von dem ersten kalten Ende C1 des thermomagnetischen Elements 11 und dem Leiten der Flüssigkeit von dem zweiten kalten Ende C2 in das thermomagnetische Element 11. Außerdem empfängt die zweite Zirkulationsvorrichtung 30 die aus der thermomagnetischen Leistungserzeugungsvorrichtung 10 ausströmende erwärmte Flüssigkeit, wobei sie die erwärmte Flüssigkeit abkühlt, wobei dann die abgekühlte Flüssigkeit von der zweiten Zirkulationsvorrichtung 30 in das thermomagnetische Element 11 strömt.
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Die zweite Zirkulationsvorrichtung 30 enthält ein zweites Rohr 31 und ein Kühlelement 32. Ein Ende des zweiten Rohrs 31 steht mit dem zweiten Einlass 151 in Verbindung, während das andere Ende des zweiten Rohrs 31 mit dem zweiten Auslass 152 in Verbindung steht. Außerdem ist ein Ende des zweiten Rohrs 31 an das erste kalte Ende C1 gekoppelt, während das andere Ende des zweiten Rohrs 31 an das zweite kalte Ende C2 gekoppelt ist. Die Flüssigkeit strömt entlang des zweiten Rohrs 31 zu dem thermomagnetischen Element 11. Das Kühlelement 32 ist an dem zweiten Rohr 31 angeordnet, um die Flüssigkeit innerhalb der zweiten Zirkulationsvorrichtung 30 abzukühlen. Die abgekühlte Flüssigkeit strömt von dem zweiten Einlass 151 entlang des zweiten Rohrs 31 zu dem zweiten Auslass 152.
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Das erste Rohr 21 und das zweite Rohr 31 sind an der Kühlkanalvorrichtung 40 angeordnet. Die Kühlkanalvorrichtung 40 enthält einen gebogenen Kühlkanal 41, der mit dem zweiten Rohr 31 in Verbindung steht.
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In der Ausführungsform steht dann, wenn das thermomagnetische Element 11a gedreht wird, damit es sich nahe bei der Magneteinheit 13a befindet, der Führungskanal 114 des thermomagnetischen Elements 11a mit dem ersten Einlass 141 und dem ersten Auslass 151 in Verbindung, wobei die erwärmte Flüssigkeit durch den Führungskanal 114 der thermomagnetischen Abschnitte 111, 112 und 113 des thermomagnetischen Elements 11 entlang der ersten Richtung D1 von dem ersten heißen Ende H1 zu dem ersten kalten Ende C1 strömt. Wenn das thermomagnetische Element 11a gedreht wird, damit es sich nahe bei der Magneteinheit 13b befindet, steht der Führungskanal 114 des thermomagnetischen Elements 11a mit dem zweiten Auslass 142 und dem zweiten Einlass 152 in Verbindung, wobei die Flüssigkeit durch den Führungskanal 114 der thermomagnetischen Abschnitte 111, 112 und 113 des thermomagnetischen Elements 11 entlang einer zweiten Richtung D2 von dem zweiten kalten Ende C2 zu dem zweiten heißen Ende H2 strömt. Folglich strömen in der thermomagnetischen Leistungserzeugungsvorrichtung 10 die erwärmte Flüssigkeit und die abgekühlte Flüssigkeit abwechselnd durch den Führungskanal 114 des thermomagnetischen Elements 11a. Die erste Richtung D1 ist zur zweiten Richtung D2 entgegengesetzt.
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Wenn ferner die erwärmte Flüssigkeit von der ersten Zirkulationsvorrichtung 20 durch den Führungskanal 114 strömt, werden die thermomagnetischen Abschnitte 111, 112 und 113 durch die erwärmte Flüssigkeit erwärmt, wobei die Temperaturen der thermomagnetischen Abschnitte 111, 112 und 113 deren Curie-Temperaturen übersteigen. Folglich erzeugen die thermomagnetischen Abschnitte 111, 112 und 113 ein stärkeres Magnetfeld. Zwischen dem thermomagnetischen Element 11a und der Magneteinheit 13b wird eine magnetische Abstoßungskraft erzeugt, während zwischen dem thermomagnetischen Element 11a und der Magneteinheit 13a eine magnetische Anziehungskraft erzeugt wird. Folglich können sich die Welleneinheit 12 und das thermomagnetische Element 11 infolge der magnetischen Abstoßungskraft und der magnetischen Anziehungskraft um die Achse AX1 drehen.
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Wenn als Nächstes die abgekühlte Flüssigkeit von der zweiten Zirkulationsvorrichtung 30 durch den Führungskanal 114 strömt, werden die thermomagnetischen Abschnitte 111, 112 und 113 durch die abgekühlte Flüssigkeit abgekühlt, wobei die Temperaturen der thermomagnetischen Abschnitte 111, 112 und 113 niedriger als die Curie-Temperaturen der thermomagnetischen Abschnitte 111, 112 und 113 sind. Folglich ist das durch die thermomagnetischen Abschnitte 111, 112 und 113 erzeugte Magnetfeld schwach. Folglich ist eine magnetische Anziehungskraft zwischen den thermomagnetischen Abschnitten 111, 112 und 113 und der Magneteinheit 13a schwach, wobei das thermomagnetische Element 11 die Magneteinheit 13a leicht verlassen kann.
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In der Ausführungsform beträgt z. B. die Curie-Temperatur des thermomagnetischen Abschnitts 111 38°C, beträgt die Curie-Temperatur des thermomagnetischen Abschnitts 112 33°C und beträgt die Curie-Temperatur des thermomagnetischen Abschnitts 113 28°C. Infolge des thermischen Gleichgewichts zwischen den thermomagnetischen Abschnitten 111, 112 und 113 und der Flüssigkeit wird die Temperatur der erwärmten Flüssigkeit innerhalb des thermomagnetischen Elements 11a allmählich verringert. Folglich ist die Temperatur der Flüssigkeit in dem ersten Einlass 141 niedriger als die Temperatur der Flüssigkeit in dem zweiten Auslass 151. Die Temperatur der Flüssigkeit in dem ersten Einlass 141 beträgt z. B. 45°C, während die Temperatur der Flüssigkeit in dem zweiten Auslass 151 30°C beträgt. Weil sich die Temperatur der Flüssigkeit in dem zweiten Auslass 151 der Curie-Temperatur des thermomagnetischen Abschnitts 113 nähert, verwendet das Kühlelement 32 wenig Energie, um die Flüssigkeit abzukühlen, wobei die Temperatur der Flüssigkeit niedriger als die Curie-Temperatur des thermomagnetischen Abschnitts 113 sein kann.
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Infolge des thermischen Gleichgewichts zwischen den thermomagnetischen Abschnitten 111, 112 und 113 und der Flüssigkeit ist gleichermaßen die Temperatur der Flüssigkeit in dem zweiten Einlass 152 größer als die Temperatur der Flüssigkeit in dem zweiten Auslass 142. Die Temperatur der Flüssigkeit in dem zweiten Einlass 152 beträgt z. B. 20°C, während die Temperatur der Flüssigkeit in dem ersten Auslass 142 28°C beträgt. Weil sich die Temperatur der Flüssigkeit in dem ersten Auslass 142 der Curie-Temperatur des thermomagnetischen Abschnitts 111 nähert, verwendet das Heizelement 23 wenig Energie, um die Flüssigkeit zu erwärmen, wobei die Temperatur der Flüssigkeit die Curie-Temperatur des thermomagnetischen Abschnitts 111 übersteigen kann. Deshalb wird ein hoher Energiewirkungsgrad der thermomagnetischen Leistungserzeugungsvorrichtung 10 erreicht.
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Weil außerdem das thermomagnetische Element 11 durch die abgekühlte Flüssigkeit abgekühlt wird, kann die Frequenz des thermomagnetischen Elements 11, das durch die Magneteinheiten 13a und 13b hindurchgeht, vergrößert werden, wobei die durch die thermomagnetische Leistungserzeugungsvorrichtung 10 erzeugte Leistung vergrößert werden kann.
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Außerdem wird die Flüssigkeit in dem gebogenen Kühlkanal 41 durch die Temperatur der Umgebung abgekühlt. Das erste Rohr 21 steht mit der Kühlkanalvorrichtung 40 in Kontakt, wobei die Flüssigkeit in dem ersten Rohr 21 durch die Kühlkanalvorrichtung 40 erwärmt wird. Weil die Flüssigkeit in dem zweiten Rohr 31 ohne zusätzliche Energie abgekühlt werden kann und die Flüssigkeit in dem ersten Rohr 21 ohne zusätzliche Energie abgekühlt werden kann, ist der Energiewirkungsgrad der Ausführungsform vergrößert.
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3 ist eine schematische Ansicht eines thermomagnetischen Leistungserzeugungssystems 1a einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Der Unterschied zwischen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform wird wie folgt beschrieben. Die thermomagnetische Leistungserzeugungsvorrichtung 10a enthält ferner mehrere dritte Blockiereinheiten 16, die zwischen zwei benachbarten thermomagnetischen Abschnitten 111a, 112a oder 113a angeordnet sind. Jede der dritten Blockiereinheiten 16 enthält einen dritten Einlass 161, einen dritten Auslass 162 und ein Durchgangsloch 163. Das Durchgangsloch 163 steht mit zwei benachbarten Führungskanälen 114 in Verbindung.
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Ein erstes Rohr 21a einer ersten Zirkulationsvorrichtung 20a enthält ferner ein erstes Hauptrohr 211 und mehrere erste Abzweigrohre 212. Jeweils ein Ende der ersten Abzweigrohre 212 steht mit dem ersten Hauptrohr 211 in Verbindung. Die anderen Enden der ersten Abzweigrohre 212 stehen mit dem ersten Auslass 142 oder dem dritten Auslass 162 in Verbindung.
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Eine zweite Zirkulationsvorrichtung 30a enthält ein zweites Rohr 31a und einen Speichertank 33. Das zweite Rohr 31a enthält ferner ein zweites Hauptrohr 311 und mehrere zweite Abzweigrohre 312. Ein Ende des zweiten Hauptrohrs 311 steht mit dem zweiten Auslass 151 in Verbindung, während das andere Ende des zweiten Hauptrohrs 311 mit dem Speichertank 33 in Verbindung steht. Jeweils ein Ende der zweiten Abzweigrohre 312 steht mit dem Speichertank 33 in Verbindung, während die anderen Enden der zweiten Abzweigrohre 312 mit dem zweiten Einlass 152 oder dem dritten Einlass 161 in Verbindung stehen.
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Die erwärmte Flüssigkeit strömt entlang einer Richtung von dem ersten heißen Ende H1 zu dem ersten kalten Ende C1 durch die thermomagnetischen Abschnitte 111a, 112a und 113a, während die abgekühlte Flüssigkeit jeweils entlang einer Richtung von dem zweiten Hauptrohr 311 zu dem ersten Hauptrohr 211 durch die thermomagnetischen Abschnitte 111a, 112a und 113a strömt.
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Die Temperatur der zu den thermomagnetischen Abschnitten 111a, 112a und 113a geleiteten Flüssigkeit ist im Wesentlichen gleich der Temperatur des Speichertanks 33. Folglich ist die Temperatur der zu den thermomagnetischen Abschnitten 111a und 112a geleiteten Flüssigkeit niedriger als die Temperatur der zu den thermomagnetischen Abschnitten 111 und 112 der ersten Ausführungsform geleiteten Flüssigkeit. Der Zeitraum, um die Temperatur der thermomagnetischen Abschnitte 111a und 112a niedriger als deren Curie-Temperaturen zu machen, kann verringert werden.
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In der Ausführungsform strömt die Flüssigkeit der Reihe nach durch das erste Hauptrohr 211, das thermomagnetische Element 11, das zweite Hauptrohr 311, den Speichertank 33, die zweiten Abzweigrohre 312, das thermomagnetische Element 11 und die ersten Abzweigrohre 212, wobei sie schließlich zurück zu dem ersten Hauptrohr 211 strömt. Die Längen der ersten Abzweigrohre 211 sind verschieden, wobei ein längeres erstes Abzweigrohr eine größere Querschnittsfläche besitzt. Die Längen der zweiten Abzweigrohre 312 sind verschieden, wobei ein längeres Abzweigrohr 312 eine größere Querschnittsfläche besitzt. Folglich ist das Volumen der Flüssigkeit, die zu dem thermomagnetischen Abschnitt 111 geleitet wird, der sich von dem Speichertank 33 entfernt befindet, ausreichend.
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Schließlich wird die Flüssigkeit durch die erste Zirkulationsvorrichtung erwärmt und durch die zweite Zirkulationsvorrichtung abgekühlt. Die erwärmte Flüssigkeit und die abgekühlte Flüssigkeit, die zu dem thermomagnetischen Element geleitet werden, werden durch die erste Zirkulationsvorrichtung und die zweite Zirkulationsvorrichtung wiederverwendet. Deshalb ist der Energiewirkungsgrad des thermomagnetischen Leistungserzeugungssystems vergrößert. Weil außerdem die erwärmte Flüssigkeit und die abgekühlte Flüssigkeit abwechselnd durch das thermomagnetische Element strömen, kann die Geschwindigkeit des durch die Magneteinheit hindurchgehenden thermomagnetischen Elements vergrößert werden, wobei die durch die thermomagnetische Leistungserzeugungsvorrichtung erzeugte Leistung außerdem vergrößert werden kann.
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Während die Erfindung beispielhaft und hinsichtlich der bevorzugten Ausführungsform beschrieben worden ist, ist es selbstverständlich, dass die Erfindung nicht darauf eingeschränkt ist. Es ist vielmehr beabsichtigt, 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 derartigen Modifikationen und ähnlichen Anordnungen einzuschließen.
