ES2404839T3 - Procedimiento de establecimiento acelerado de un gradiente de temperatura en un elemento magnetocalórico y generador térmico magnetocalórico que utiliza dicho procedimiento - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de establecimiento acelerado de un gradiente de temperatura predeterminado en un elementomagnetocalórico (1), entre sus dos extremos opuestos denominados extremo caliente (3) y extremo frío (4), estandodicho elemento magnetocalórico (1) constituido por una sucesión de por lo menos dos materiales magnetocalóricos(2) que presentan una temperatura de Curie diferente y dispuestos según su temperatura de Curie creciente,estando el extremo caliente (3) del elemento magnetocalórico (1) constituido por el material magnetocalórico (2) queposee la temperatura de Curie más elevada y estando el extremo frío (4) del elemento magnetocalórico (1)constituido por el material magnetocalórico (2) que posee la temperatura de Curie más baja, consistiendo dichoprocedimiento en someter al elemento magnetocalórico (1) a un campo magnético variable que creaalternativamente, en dichos materiales magnetocalóricos (2), un ciclo de calentamiento y un ciclo de enfriamiento,caracterizado porque dicho procedimiento consiste, simultáneamente con la variación de campo magnético, enhacer circular un fluido caloportador a través de dicho elemento magnetocalórico (1) según una alternancia derecorridos de longitud variable y dirigidos sucesivamente hacia el extremo caliente (3) y el extremo frío (4) hastaalcanzar dicho gradiente de temperatura predeterminado.
Description
Procedimiento de establecimiento acelerado de un gradiente de temperatura en un elemento magnetocal6rico y generador termico magnetocal6rico que utiliza dicho procedimiento. 5 Campo tecnico
La presente invenci6n se refiere a un procedimiento de establecimiento acelerado de un gradiente de temperatura predeterminado en un elemento magnetocal6rico, entre sus dos extremos opuestos denominados extremo caliente y extremo frio, estando dicho elemento magnetocal6rico constituido por una sucesi6n de por lo menos dos materiales magnetocal6ricos que presentan una temperatura de Curie diferente y dispuestos segun su temperatura de Curie creciente, estando el extremo caliente del elemento magnetocal6rico constituido por el material magnetocal6rico que posee la temperatura de Curie mas elevada y estando el extremo frio del elemento magnetocal6rico constituido por el material magnetocal6rico que posee la temperatura de Curie mas baja, consistiendo dicho procedimiento en
15 someter al elemento magnetocal6rico a un campo magnetico variable que crea alternativamente, en dichos materiales magnetocal6ricos, un ciclo de calentamiento y un ciclo de enfriamiento. Se refiere asimismo a un generador termico magnetocal6rico que utiliza este procedimiento.
Tecnica anterior
La tecnologia del frio magnetico a temperatura ambiente es conocida desde hace mas de una veintena de anos y se conocen las ventajas que esta aporta en terminos de ecologia y de desarrollo sostenible. Se conocen asimismo sus limites en cuanto a su potencia calorifica util y a su rendimiento. Desde entonces, las investigaciones realizadas en
25 este campo tienden todas ellas a mejorar las prestaciones de dicho generador, actuando sobre los diferentes parametros, tales como la potencia de imantaci6n, las prestaciones del elemento magnetocal6rico, la superficie de intercambio entre el fluido caloportador y los elementos magnetocal6ricos, las prestaciones de los intercambiadores de calor, etc. Se encuentra un ejemplo en la patente US n° 2.510.801. La elecci6n de los materiales magnetocal6ricos es determinante e influye directamente en las prestaciones de un generador termico magnetocal6rico. El efecto magnetocal6rico culmina en la proximidad de la temperatura de Curie de los materiales magnetocal6ricos en su zona de transici6n de fase. Existen actualmente dos grandes familias de
35 materiales magnetocal6ricos. La primera familia comprende los materiales magnetocal6ricos que presentan un efecto importante sobre una banda de temperaturas bastante estrecha, mientras que la segunda familia de materiales magnetocal6ricos se refiere a unos materiales que presentan un efecto magnetocal6rico menos importante, pero sobre una banda de temperaturas mas ancha. No obstante, una dificultad particular consiste en realizar un generador magnetocal6rico que pueda funcionar con una eficacia elevada en una gran gama de temperaturas con el fin de adaptar los niveles de temperatura del generador a las temperaturas externas. Numerosos generadores termicos magnetocal6ricos explotan el efecto magnetocal6rico de materiales magnetocal6ricos haciendo circular un fluido caloportador a lo largo o a traves de dichos materiales magnetocal6ricos, en dos sentidos opuestos, en funci6n de los ciclos de imantaci6n y de desimantaci6n de dichos
45 materiales magnetocal6ricos. El fluido utilizado esta destinado tambien a intercambiar termicamente sus calorias y/o frigorias con un circuito exterior. Durante el arranque de un generador termico de material magnetocal6rico, la circulaci6n del fluido permite obtener un gradiente de temperatura entre los extremos opuestos del material magnetocal6rico. La obtenci6n de este gradiente de temperatura depende de la temperatura inicial y del caudal del fluido caloportador, la intensidad del efecto magnetocal6rico de la temperatura de Curie y la longitud del material magnetocal6rico. Cuanto mas pr6ximas o adaptadas esten la temperatura inicial y la temperatura de Curie del material magnetocal6rico, mas deprisa se alcanzara un gradiente de temperatura a partir del cual el generador es funcional y puede producir o intercambiar energia termica con un circuito exterior. Ahora bien, la temperatura inicial del fluido caloportador no esta controlada y es igual a la temperatura exterior al generador y, por tanto, se puede inscribir en una gama muy grande de temperaturas, por ejemplo entre -20°C y +60°C. En estas condiciones, los
55 materiales magnetocal6ricos se deben elegir en funci6n de su temperatura de Curie y del entorno en el que estara integrado o funcionara el generador. Para aumentar el rendimiento, esto implica realizar, para una aplicaci6n dada, un generador para cada tipo de entorno. Una soluci6n para limitar el numero de generadores especificos a prever consiste en utilizar materiales magnetocal6ricos cuya zona de transici6n sea grande (del orden de 20°K, por ejemplo). Ahora bien, el efecto magnetocal6rico de estos materiales es generalmente pequeno, lo cual limita el interes de esta soluci6n ya que permite obtener unicamente un rendimiento aceptable del generador. Otra propuesta consiste en integrar en el generador varios materiales magnetocal6ricos con un efecto
65 magnetocal6rico importante. No obstante, esta soluci6n adolece de inconvenientes relacionados con la pequena zona de transici6n de estos materiales, ya que el efecto magnetocal6rico de algunos de estos materiales puede no
producirse si la temperatura del fluido caloportador no alcanza nunca la zona de transici6n de estos ultimos, es decir, no se adapta a la temperatura de Curie del material o de los materiales en cuesti6n. Ademas, el tiempo de consecuci6n de un gradiente de temperatura entre los extremos caliente y frio del elemento magnetocal6rico puede ser largo debido al hecho de la multiplicidad de materiales utilizados.
Para evitar estos inconvenientes, la solicitante ha propuesto, en su solicitud de patente francesa n° 08/05280, una soluci6n que consiste en integrar en un elemento magnetocal6rico constituido por varios materiales magnetocal6ricos de temperatura de Curie diferente, unos medios de cebado de un gradiente de temperatura entre los dos extremos opuestos caliente y frio de dicho elemento magnetocal6rico. Estos medios de cebado tienen por objetivo acelerar la colocaci6n de un gradiente de temperatura entre los dos extremos opuestos del elemento magnetocal6rico con el fin de alcanzar rapidamente un regimen establecido y estan constituidos por lo menos por un material magnetocal6rico que presenta una zona de transici6n mas importante que la de los materiales magnetocal6ricos que forman el elemento magnetocal6rico en cuesti6n.
Exposicion de la invencion
La presente invenci6n pretende asimismo evitar los inconvenientes de la tecnica anterior proponiendo al mismo tiempo una alternativa a la soluci6n descrita en la solicitud de patente francesa n° 08/05280. Tiene por objetivo proponer un procedimiento que permita establecer rapidamente un gradiente de temperatura predeterminado entre los dos extremos de un elemento magnetocal6rico constituido por varios materiales magnetocal6ricos dispuestos segun su temperatura de Curie creciente. Dicho procedimiento es susceptible de establecer el gradiente de temperatura y, por tanto, alcanzar la funcionalidad 6ptima de un elemento magnetocal6rico en cualquier tipo de entorno en terminos de temperatura y en un lapso de tiempo acortado. Ademas, permite acelerar el tiempo de consecuci6n de dicho gradiente de temperatura sin modificar la estructura del elemento magnetocal6rico.
Con este fin, la invenci6n se refiere a un procedimiento de establecimiento acelerado de un gradiente de temperatura predeterminado en un elemento magnetocal6rico del genero indicado en el preambulo, caracterizado porque consiste, simultaneamente con la variaci6n de campo magnetico, en hacer circular un fluido caloportador a traves de dicho elemento magnetocal6rico segun una alternancia de recorridos de longitud variable y dirigidos sucesivamente hacia el extremo caliente y el extremo frio hasta alcanzar dicho gradiente de temperatura predeterminado.
El gradiente de temperatura predeterminado corresponde al gradiente de temperatura maximo determinado por la naturaleza de los materiales magnetocal6ricos que constituyen el elemento magnetocal6rico.
Este procedimiento puede consistir, en particular, en hacer circular el fluido caloportador segun una alternancia de recorridos sucesivos de longitud creciente.
Puede consistir tambien en hacer circular el fluido caloportador segun una alternancia de recorridos sucesivos de longitud minima sustancialmente igual a la longitud de uno de dichos materiales magnetocal6ricos con una longitud por lo menos igual a la del elemento magnetocal6rico.
Preferentemente, la longitud minima de dichos recorridos puede ser igual a la longitud del material magnetocal6rico cuya temperatura de Curie esta adaptada a la temperatura inicial del fluido caloportador. Por temperatura de Curie adaptada a la temperatura inicial, se debe entender que la temperatura inicial del fluido es apta para establecer un gradiente de temperatura entre los extremos opuestos de dicho material magnetocal6rico bajo el efecto de una variaci6n de campo magnetico.
Por longitud de material magnetocal6rico, se debe entender la distancia de material recorrida o barrida por el fluido caloportador.
Segun una variante, dicho procedimiento puede consistir en hacer circular el fluido caloportador segun una alternancia de recorridos sucesivos de longitud creciente por etapas sucesivas.
Segun otra variante, puede consistir en hacer circular el fluido caloportador segun una alternancia de recorridos sucesivos de longitud linealmente creciente.
Segun todavia otra variante, dicho procedimiento puede consistir en hacer circular el fluido caloportador segun una alternancia de recorridos sucesivos de longitud no linealmente creciente.
La invenci6n se refiere asimismo a un generador termico magnetocal6rico que comprende por lo menos un elemento magnetocal6rico constituido por una sucesi6n de por lo menos dos materiales magnetocal6ricos que presentan una temperatura de Curie diferente y dispuestos segun su temperatura de Curie creciente, estando el extremo caliente de dicho elemento magnetocal6rico constituido por el material magnetocal6rico que posee la temperatura de Curie mas elevada y estando el extremo frio de dicho elemento magnetocal6rico constituido por el material magnetocal6rico que posee la temperatura de Curie mas baja, y por lo menos por una disposici6n magnetica y por lo
menos un medio de arrastre de un fluido caloportador, estando dicha disposici6n magnetica dispuesta para mantener a dichos materiales magnetocal6ricos sometidos a una variaci6n de campo magnetico y crear alternativamente, en estos ultimos, un ciclo de calentamiento y un ciclo de enfriamiento. Este generador esta caracterizado porque utiliza el procedimiento segun la invenci6n y porque dicho medio de arrastre de un fluido caloportador esta dispuesto para desplazar dicho fluido caloportador segun una alternancia de recorridos de longitud variable, y dirigidos sucesivamente hacia el extremo caliente y el extremo frio hasta alcanzar un gradiente de temperatura predeterminado entre dichos extremos caliente y frio.
Ademas, para aumentar el rendimiento de dicho generador, dicho generador puede comprender por lo menos un elemento magnetocal6rico constituido por materiales magnetocal6ricos que poseen un efecto magnetocal6rico maximo en la zona termica de utilizaci6n de dicho generador.
Breve descripcion de los dibujos
La presente invenci6n y sus ventajas se pondran mas claramente de manifiesto a partir de la descripci6n siguiente de varios modos de realizaci6n dados a titulo de ejemplos no limitativos haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- -
- la figura 1 es una vista esquematica que ilustra el movimiento del fluido caloportador segun una primera variante del procedimiento de la invenci6n a traves de un elemento magnetocal6rico;
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- la figura 2 es una vista similar a la de la figura 1, en la que el fluido caloportador se desplaza de acuerdo con una segunda variante del procedimiento segun la invenci6n, y
- -
- la figura 3 es una vista similar a la de la figura 1, en la que el fluido caloportador se desplaza de acuerdo con una tercera variante del procedimiento segun la invenci6n.
Ilustraciones de la invencion
La figura 1 representa esquematicamente segun una vista en alzado un elemento magnetocal6rico 1 constituido por un ensamblaje de cinco materiales magnetocal6ricos 2. Estos materiales magnetocal6ricos 2 son atravesados por un fluido caloportador (segun las flechas) estando sometidos al mismo tiempo a una variaci6n de campo magnetico con el fin de establecer un gradiente de temperatura entre los dos extremos del elemento magnetocal6rico 1 que estos componen, a saber, un extremo caliente 3 y un extremo frio 4.
Preferentemente, los materiales magnetocal6ricos 2 pueden comprender un importante efecto magnetocal6rico, de modo que su yuxtaposici6n permita realizar un gradiente de temperatura elevado entre los extremos 3 y 4 de un mismo elemento magnetocal6rico y, por tanto, obtener un rendimiento importante. Una configuraci6n de este tipo permite cubrir asimismo una gran zona de temperatura que podra corresponder a la zona de funcionamiento o de utilizaci6n.
Con el fin de facilitar estos intercambios termicos con el fluido caloportador, dichos materiales magnetocal6ricos 2 pueden ser porosos, de modo que sus poros constituyan unos pasos de fluido desembocantes. Pueden tener asimismo la forma de un bloque macizo en el que se han mecanizado unos minis o microcanales o incluso pueden estar constituidos por un ensamblaje de placas, eventualmente ranuradas, superpuestas y entre las cuales puede circular el fluido caloportador. Evidentemente, puede convenir cualquier otra forma de realizaci6n que permita que el fluido caloportador atraviese dichos materiales magnetocal6ricos.
El elemento magnetocal6rico 1 de la figura 1 es atravesado por un fluido caloportador. La fase de cebado o de arranque durante la cual se realiza el procedimiento consiste en obtener un gradiente de temperatura entre los extremos caliente 3 y frio 4, sometiendo a dicho elemento magnetocal6rico 1 a un campo magnetico de intensidad variable mientras hace circular un fluido caloportador a traves de dicho elemento magnetocal6rico en alternancia hacia los extremos caliente 3 y frio 4 segun un recorrido o trayecto de longitud variable.
En el conjunto de las figuras adjuntas, las flechas que ilustran los recorridos del fluido caloportador estan dirigidas hacia el extremo caliente 3 durante los ciclos de imantaci6n y hacia el extremo frio 4 durante los ciclos de desimantaci6n. Evidentemente, el sentido de las flechas es inverso en el caso de materiales magnetocal6ricos 2 de efecto inverso.
En la variante representada en la figura 1, la longitud del recorrido aumenta por etapas sucesivas. Por cuestiones de claridad, este movimiento del fluido caloportador esta representado esquematicamente por las flechas en la figura 1 con respecto a un unico material magnetocal6rico 2, precisandose que este movimiento se reproduce simultaneamente en todos los materiales magnetocal6ricos 2 del elemento magnetocal6rico 1.
Cuando se alcanza el gradiente, el elemento magnetocal6rico 1 es totalmente operativo y entra en una fase de regimen establecido. Por tanto, durante esta fase, es posible extraer la energia termica generada por el elemento
magnetocal6rico 1 realizando intercambios termicos con el fluido caloportador que circula a traves de dicho elemento magnetocal6rico 1 manteniendo al mismo tiempo el gradiente de temperatura entre sus dos extremos caliente 3 y frio 4. Este mantenimiento del gradiente de temperatura se realiza haciendo circular el fluido caloportador a traves del elemento magnetocal6rico 1 de manera sincronizada con la variaci6n del campo magnetico que realiza alternativamente en dicho elemento magnetocal6rico un ciclo de calentamiento y un ciclo de enfriamiento.
En esta variante del procedimiento segun la invenci6n, la amplitud o la longitud del recorrido efectuado por el fluido caloportador aumenta por etapas sucesivas. El movimiento comprende en primer lugar una serie de recorridos del fluido caloportador cuya longitud es igual a la longitud de un material magnetocal6rico 2 que forma el elemento magnetocal6rico 1. Cuando todos los materiales presentan una misma longitud, lo cual es el caso en la presente memoria, esta primera serie de pasos o trayectos del fluido caloportador permite cubrir toda la longitud de cada material magnetocal6rico 2 y, por tanto, obtener un gradiente de temperatura entre los dos extremos caliente y frio del material o de los materiales magnetocal6ricos 2 cuya temperatura de Curie esta adaptada a la temperatura del fluido caloportador. Dado que los materiales magnetocal6ricos 2 que constituyen el elemento magnetocal6rico 1 estan dispuestos segun su temperatura de Curie creciente, la segunda serie de recorridos o pasos del fluido caloportador, que va a cubrir los dos materiales magnetocal6ricos 2 adyacentes al material magnetocal6rico 2 en el que se ha creado un gradiente de temperatura, va a permitir crear un gradiente de temperatura en estos dos materiales magnetocal6ricos 2 adyacentes.
Por tanto, la obtenci6n de un gradiente de temperatura entre los dos extremos caliente 3 y frio 4 del elemento magnetocal6rico 1 se realiza poco a poco, activando cada material magnetocal6rico 2 activo (es decir, entre cuyos extremos se instala un gradiente de temperatura) los materiales magnetocal6ricos 2 adyacentes. Por tanto, esta activaci6n se realiza poco a poco, gracias al desplazamiento particular del fluido caloportador, y por conducci6n termica. Asi, el gradiente de temperatura se obtiene mas rapidamente que en los dispositivos y procedimientos convencionales que hacen circular todo el fluido caloportador a traves de toda la longitud del elemento magnetocal6rico. Ademas, este procedimiento permite garantizar el establecimiento de un gradiente de temperatura entre los dos extremos 3, 4 del elemento magnetocal6rico 1 con la unica condici6n de que comprenda por lo menos un material magnetocal6rico 2 cuya temperatura de Curie este adaptada a la temperatura inicial del fluido caloportador.
Evidentemente, la longitud de los recorridos realizados por el fluido caloportador para cada etapa no esta limitada a la descrita anteriormente. En funci6n de los materiales utilizados y de la longitud constante o no de estos ultimos, se pueden prever otras configuraciones, tales como, por ejemplo, una primera serie de recorridos cuya longitud pueda corresponder a la longitud de un material magnetocal6rico 2 o ser inferior a dicha longitud, y despues una segunda serie de recorridos de longitud doble, y despues una tercera serie de recorridos de longitud triple, y asi sucesivamente.
En una segunda variante del procedimiento segun la invenci6n, mas particularmente ilustrada en la figura 2, la longitud de los recorridos aumenta de forma no lineal. Esta variante permite asimismo favorecer el establecimiento del gradiente de temperatura en el elemento magnetocal6rico 1.
Por ultimo, la figura 3 ilustra esquematicamente una tercera variante del procedimiento en la que la longitud de los recorridos efectuados por el fluido caloportador aumenta de manera lineal de modo que el establecimiento del gradiente de temperatura se realice asimismo poco a poco.
�racias al procedimiento segun la invenci6n, es posible, por tanto, establecer rapidamente un gradiente de temperatura entre dos extremos caliente 3 y frio 4 de un elemento magnetocal6rico 1 que comprende varios materiales magnetocal6ricos 2 con diferentes temperaturas de Curie. Dicho procedimiento permite explotar al maximo dicho elemento magnetocal6rico 1 activando rapidamente el conjunto de los materiales magnetocal6ricos 2 que lo constituyen. Dicho elemento magnetocal6rico 1 se ceba cualquiera que sea la temperatura inicial del fluido caloportador, puesto que por lo menos uno de sus materiales posee una temperatura de Curie adaptada a esta temperatura inicial. El procedimiento permite establecer el gradiente de temperatura entre los dos extremos caliente 3 y frio 4 del elemento magnetocal6rico 1, activando poco a poco cada zona del elemento magnetocal6rico 1.
Este procedimiento presenta asimismo la ventaja de explotar de manera mas eficaz el volumen disponible para la integraci6n de materiales magnetocal6ricos 2 en un elemento magnetocal6rico 1. En efecto, con respecto a la soluci6n propuesta en su solicitud anterior �� 08/05280 mencionada anteriormente, los medios de cebado utilizados para acelerar el establecimiento del gradiente de temperatura entre los extremos opuestos de un elemento magnetocal6rico estan constituidos por materiales magnetocal6ricos especificos integrados en el elemento magnetocal6rico. No obstante, estos materiales de cebado son unos materiales cuyo efecto magnetocal6rico es pequeno con respecto a los otros materiales magnetocal6ricos que constituyen dicho elemento magnetocal6rico. Asi, estos materiales de cebado son eficaces y explotables termicamente unicamente durante la fase de cebado, de modo que su presencia es de un interes limitado debido a que el gradiente de temperatura esta colocado entre los extremos opuestos del elemento magnetocal6rico. Asi, el procedimiento descrito en la presente invenci6n permite utilizar un elemento magnetocal6rico mas compacto o cuya relaci6n entre volumen ocupado y rendimiento sea mas importante.
La invenci6n se refiere asimismo a un generador termico magnetocal6rico. Este ultimo (no representado) comprende por lo menos un elemento magnetocal6rico 1 constituido por una sucesi6n de por lo menos dos materiales magnetocal6ricos 2 que presentan una temperatura de Curie diferente y dispuestos segun su temperatura de Curie creciente en direcci6n al extremo caliente 4 de dicho elemento magnetocal6rico 1. Una disposici6n magnetica, constituida por ejemplo por un ensamblaje de imanes permanentes puesto en movimiento con respecto a dicho elemento magnetocal6rico 1, esta prevista para someter dicho elemento magnetocal6rico 1 a una variaci6n de campo magnetico y crear alternativamente, en este ultimo, un ciclo de calentamiento y un ciclo de enfriamiento. Unos electroimanes alimentados secuencialmente pueden realizar asimismo esta variaci6n de campo magnetico.
Dicho generador termico esta destinado a restituir la energia termica producida por dicho elemento magnetocal6rico 1 y, mas particularmente, por los materiales magnetocal6ricos 2 que contiene, y esto en uno o varios circuitos exteriores. Esta restituci6n se realiza por un intercambio termico con el fluido caloportador mediante cualquier medio adaptado y conocido tal como unos intercambiadores.
Este generador comprende asimismo un medio de arrastre de un fluido caloportador a traves de dicho elemento magnetocal6rico. Dicho medio de arrastre puede ser, por ejemplo, una bomba asociada a unas valvulas o una bomba excentrica, y desplaza el fluido caloportador segun un movimiento de vaiven con recorridos de amplitud variable y/o creciente a traves de cada elemento magnetocal6rico.
Dicho generador segun la invenci6n es funcional en una gran gama de temperaturas exteriores y presenta un tiempo de arranque reducido debido al hecho de que utiliza el procedimiento segun la invenci6n, permitiendo establecer muy rapidamente un gradiente de temperatura entre los extremos caliente 3 y frio 4 de cada elemento magnetocal6rico. En efecto, cuando se alcanza el gradiente de temperatura, el elemento magnetocal6rico 1 esta en un regimen establecido. Esto implica que cuanto mas rapidamente se alcance este gradiente, mas rapidamente sera operativo el generador termico.
Ademas, dicho generador termico puede comprender una sonda de temperatura que permite identificar la temperatura inicial del fluido caloportador. En este caso, dicho generador puede comprender asimismo un dispositivo de mando apto para identificar el o los materiales magnetocal6ricos 2 susceptibles de ser activados con esta temperatura inicial y para imponer por medio de arrastre el tipo de movimiento a imprimir al fluido caloportador (forma, numero y longitud de los recorridos) para obtener lo mas rapidamente posible un gradiente de temperatura predeterminado entre los dos extremos caliente 3 y frio 4 de cada elemento magnetocal6rico 1. Preferentemente, la longitud del recorrido inicial realizado por el fluido caloportador es igual a la del material o los materiales magnetocal6ricos 2 cuya temperatura de Curie esta adaptada a la temperatura inicial de dicho fluido caloportador.
�plicabilidad industrial
Se desprende claramente de esta descripci6n que la invenci6n permite alcanzar los objetivos fijados, a saber, proponer un procedimiento que permita acelerar el tiempo de consecuci6n de un gradiente de temperatura para obtener un regimen establecido en un elemento magnetocal6rico susceptible de funcionar en una gama grande de temperatura constituido por unos materiales magnetocal6ricos que comprenden diferentes temperaturas de Curie, asi como un generador termico magnetocal6rico cuya duraci6n de puesta en marcha se acelere y, por tanto, sea susceptible de producir muy rapidamente una gran cantidad de energia termica y esto independientemente de las condiciones de temperatura exterior.
El procedimiento y el generador termico segun la invenci6n pueden encontrar una aplicaci6n tanto industrial como domestica en el campo de la calefacci6n, la climatizaci6n, el atemperado, la refrigeraci6n u otros y esto a unos costes competitivos y con un pequeno volumen.
La presente invenci6n no esta limitada a los ejemplos de realizaci6n descritos sino que se extiende a cualquier modificaci6n y variante evidentes para un experto en la materia permaneciendo al mismo tiempo en el ambito de la protecci6n definida en las reivindicaciones adjuntas.
Claims (7)
- REIVINDICACIONES1. Procedimiento de establecimiento acelerado de un gradiente de temperatura predeterminado en un elemento magnetocal6rico (1), entre sus dos extremos opuestos denominados extremo caliente (3) y extremo frio (4), estando dicho elemento magnetocal6rico (1) constituido por una sucesi6n de por lo menos dos materiales magnetocal6ricos(2) que presentan una temperatura de Curie diferente y dispuestos segun su temperatura de Curie creciente, estando el extremo caliente (3) del elemento magnetocal6rico (1) constituido por el material magnetocal6rico (2) que posee la temperatura de Curie mas elevada y estando el extremo frio (4) del elemento magnetocal6rico (1) constituido por el material magnetocal6rico (2) que posee la temperatura de Curie mas baja, consistiendo dicho procedimiento en someter al elemento magnetocal6rico (1) a un campo magnetico variable que crea alternativamente, en dichos materiales magnetocal6ricos (2), un ciclo de calentamiento y un ciclo de enfriamiento, caracterizado porque dicho procedimiento consiste, simultaneamente con la variaci6n de campo magnetico, en hacer circular un fluido caloportador a traves de dicho elemento magnetocal6rico (1) segun una alternancia de recorridos de longitud variable y dirigidos sucesivamente hacia el extremo caliente (3) y el extremo frio (4) hasta alcanzar dicho gradiente de temperatura predeterminado.
-
- 2.
- Procedimiento segun la reivindicaci6n 1, caracterizado porque consiste en hacer circular el fluido caloportador segun una alternancia de recorridos sucesivos de longitud creciente.
-
- 3.
- Procedimiento segun la reivindicaci6n 2, caracterizado porque consiste en hacer circular el fluido caloportador segun una alternancia de recorridos sucesivos de longitud minima sustancialmente igual a la longitud de uno de dichos materiales magnetocal6ricos (2) en una longitud por lo menos igual a la del elemento magnetocal6rico (1).
-
- 4.
- Procedimiento segun la reivindicaci6n 3, caracterizado porque la longitud minima de dichos recorridos es igual a la longitud del material magnetocal6rico (2) cuya temperatura de Curie esta adaptada a la temperatura inicial del fluido caloportador.
-
- 5.
- Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque consiste en hacer circular el fluido caloportador segun una alternancia de recorridos sucesivos de longitud creciente por etapas sucesivas.
-
- 6.
- Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque consiste en hacer circular el fluido caloportador segun una alternancia de recorridos sucesivos de longitud linealmente creciente.
�. Procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque consiste en hacer circular el fluido caloportador segun una alternancia de recorridos sucesivos de longitud no linealmente creciente. - 8. �enerador termico magnetocal6rico que comprende por lo menos un elemento magnetocal6rico (1) constituido por una sucesi6n de por lo menos dos materiales magnetocal6ricos (2) que presentan una temperatura de Curie diferente y dispuestos segun su temperatura de Curie creciente, estando el extremo caliente (3) de dicho elemento magnetocal6rico (1) constituido por el material magnetocal6rico (2) que posee la temperatura de Curie mas elevada y estando el extremo frio (4) de dicho elemento magnetocal6rico (1) constituido por el material magnetocal6rico (2) que posee la temperatura de Curie mas baja, y por lo menos una disposici6n magnetica y por lo menos un medio de arrastre de un fluido caloportador, estando dicha disposici6n magnetica dispuesta para someter dichos materiales magnetocal6ricos (2) a una variaci6n de campo magnetico y crear alternativamente, en estos ultimos, un ciclo de calentamiento y un ciclo de enfriamiento, estando dicho generador caracterizado porque utiliza el procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a �, y porque dicho medio de arrastre de un fluido caloportador esta dispuesto para desplazar dicho fluido caloportador segun una alternancia de recorridos de longitud variable y dirigidos sucesivamente hacia el extremo caliente (3) y el extremo frio (4) hasta alcanzar un gradiente de temperatura predeterminado entre dichos extremos caliente (3) y frio (4).�. �enerador segun la reivindicaci6n 8, caracterizado porque comprende por lo menos un elemento magnetocal6rico (1) constituido por unos materiales magnetocal6ricos (2) que poseen un efecto magnetocal6rico maximo en la zona termica de utilizaci6n de dicho generador.
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