ES2619553T3 - Generador térmico magnetocalórico - Google Patents

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ES2619553T3
ES2619553T3 ES10708237.2T ES10708237T ES2619553T3 ES 2619553 T3 ES2619553 T3 ES 2619553T3 ES 10708237 T ES10708237 T ES 10708237T ES 2619553 T3 ES2619553 T3 ES 2619553T3
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Jean-Claude Heitzler
Christian Muller
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Abstract

Generador térmico magnetocalórico, que comprende varios elementos magnetocalóricos (2) que comprende cada uno un primer extremo (3) y un segundo extremo (4), una disposición magnética destinada a someter cada elemento magnetocalórico (2) a un campo magnético variable, creando alternativamente, en cada elemento magnetocalórico (2) un ciclo de calentamiento y un ciclo de enfriamiento, un medio de arrastre de un fluido caloportador a través de dichos elementos magnetocalóricos (2) alternativamente en dirección al primer extremo (3) y al segundo extremo (4) y a la inversa, de manera sincronizada con la variación del campo magnético, y por lo menos un medio de intercambio (15, 25, 35, 35', 45) de la energía térmica producida por dichos elementos magnetocalóricos (2) con un dispositivo exterior, estando dicho medio de intercambio integrado en dicho generador térmico de manera que sea atravesado en un sentido por el fluido caloportador que entra en dichos elementos magnetocalóricos (2) a nivel de uno de sus extremos (3, 4) durante un ciclo de calentamiento o de enfriamiento, y atravesado en el sentido opuesto por el fluido caloportador que sale de dichos elementos magnetocalóricos (2) a nivel del mismo extremo (3, 4) durante el otro ciclo de enfriamiento o de calentamiento, estando dicho medio de intercambio yuxtapuesto a por lo menos uno de sus extremos (3, 4) de dichos elementos magnetocalóricos (2) y dispuesto por lo menos entre este extremo y dicho medio de arrastre (7) del fluido caloportador, presentando dicho generador una estructura circular en la que dichos elementos magnetocalóricos están dispuestos en anillo circular, y presentándose dicho medio de intercambio (15, 25, 35, 35', 45) en forma de un anillo circular, y comprendiendo varias zonas de transferencia térmica (8) dispuestas cada una en correspondencia con uno de los elementos magnetocalóricos (2), estando cada zona de transferencia térmica provista de pasos pasantes (9) para el fluido caloportador y de por lo menos un circuito (11) formado por lo menos por un conducto (16, 46) para un fluido exterior que pertenece a dicho dispositivo exterior.

Description

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DESCRIPCION
Generador termico magnetocalorico.
Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un generador termico magnetocalorico que comprende por lo menos un elemento magnetocalorico que comprende un primer extremo y un segundo extremo, una disposicion magnetica destinada a someter cada elemento magnetocalorico a un campo magnetico variable, creando alternativamente, en cada elemento magnetocalorico un ciclo de calentamiento y un ciclo de enfriamiento, un medio de arrastre de un fluido caloportador a traves de dicho elemento magnetocalorico alternativamente en direccion al primer extremo y al segundo extremo y a la inversa, de manera sincronizada con la variacion del campo magnetico, y por lo menos un medio de intercambio de la energfa termica producida por dicho elemento magnetocalorico con un dispositivo exterior a dicho elemento magnetocalorico, estando dicho medio de intercambio integrado en el generador termico con el fin de ser atravesado en un sentido por el fluido caloportador que entra en el elemento magnetocalorico a nivel de uno de los extremos durante un ciclo de calentamiento o de enfriamiento y atravesado en el sentido opuesto por el fluido caloportador que sale del elemento magnetocalorico a nivel del mismo extremo durante el otro ciclo de enfriamiento de calentamiento, estando dicho medio de intercambio yuxtapuesto a por lo menos uno de sus extremos del elemento magnetocalorico y estando dispuesto por lo menos entre un medio de arrastre del fluido caloportador y uno de los extremos de dicho elemento magnetocalorico.
Tecnica anterior
La tecnologfa de refrigeracion magnetica se conoce desde hace mas de una veintena de anos y se conocen las ventajas que aporta en terminos de ecologfa y desarrollo sostenible. Se conocen tambien sus lfmites en cuanto a su potencia calorffica util y a su rendimiento. Por lo tanto, las investigaciones realizadas en este campo tienden todas a mejorar los rendimientos de un generador de este tipo, jugando sobre los diferentes parametros, tales como la potencia de imantacion, los rendimientos del elemento magnetocalorico, la superficie de intercambio entre el fluido caloportador y los elementos magnetocaloricos, los rendimientos de los intercambios de calor, etc.
Los intercambios de calor tienen por objetivo restituir o intercambiar con una o varias aplicaciones externas a dicho generador termico la energfa termica realizada por dicho generador termico. Estas aplicaciones externas pueden ser el aire que rodea el generador termico, un dispositivo o un recinto termico, por ejemplo.
Los generadores termicos magnetocaloricos conocidos estan constituidos por unos elementos magnetocaloricos atravesados alternativamente de un lado a otro por un fluido caloportador.
En una primera configuracion conocida, este fluido caloportador se pone en circulacion alternativa entre una primera celula en comunicacion con el primer extremo de los elementos magnetocaloricos y una segunda celula en comunicacion con el segundo extremo de los elementos magnetocaloricos, y un intercambio termico esta unido termicamente a cada una de dichas celulas.
En una segunda configuracion, cada celula esta unida flufdicamente a un intercambio de calor integrado en un bucle hidraulico.
Estas configuraciones existentes no son sin embargo totalmente satisfactorias. En efecto, en los dos casos, se pierde una parte de la energfa termica entre la salida de los modulos termicos y los intercambiadores de calor durante los intercambios termicos, debido en particular a resistencias y fugas termicas en los intercambiadores.
La publicacion EP 1 818 628 describe un generador magnetocalorico que comprende un elemento magnetocalorico que comprende un primer extremo y un segundo extremo, una disposicion magnetica destinada a someter el elemento magnetocalorico a un campo magnetico variable, creando alternativamente, en el elemento magnetocalorico, un ciclo de calentamiento y un ciclo de enfriamiento, un medio de arrastre de un fluido caloportador a traves de dicho elemento magnetocalorico alternativamente en direccion al primer extremo y al segundo extremo y a la inversa, de manera sincronizada con la variacion del campo magnetico, y por lo menos un medio de intercambio de la energfa termica producida por dicho elemento magnetocalorico con un dispositivo exterior, estando dicho medio de intercambio integrado en el generador termico con el fin de ser atravesado en un sentido por el fluido caloportador que entra en dicho elemento magnetocalorico a nivel de uno de sus extremos durante un ciclo de calentamiento o de enfriamiento, y atravesado en el sentido opuesto por el fluido caloportador que sale de dicho elemento magnetocalorico a nivel del mismo extremo durante el otro ciclo de enfriamiento o de calentamiento, estando dicho medio de intercambio yuxtapuesto a por lo menos uno de los extremos de dicho elemento magnetocalorico y estando dispuesto por lo menos entre este extremo y dicho medio de arrastre del fluido caloportador.
La publicacion "Fridge of the future" (Mechanical Engineering, Asme. New York, US, vol. 116, n° 12, 1 de diciembre de 1994, paginas 76-80, XP000486088-ISSN: 0025-6501-pagina 3) describe tambien un sistema de refrigeracion en
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el que los intercambiadores termicos parecen unir directamente los extremos frfo y caliente del elemento termico. Sin embargo, estas publicaciones no dicen nada de los medios de intercambio termico con uno o varios circuitos externos.
Descripcion de la invencion
La presente invencion tiene como objetivo paliar estos inconvenientes, proponiendo una solucion industrial a los problemas evocados anteriormente. Para este proposito, el generador termico magnetocalorico segun la invencion se realiza de manera que la transferencia de energfa termica entre el generador termico y la o las aplicaciones externas esta optimizada para reducir al maximo las perdidas termicas.
Con este objetivo, la invencion se refiere a un generador termico magnetocalorico que tiene las caracterfsticas de la reivindicacion 1.
Dicho conducto puede ser de forma cilfndrica, eventualmente rectangular, o puede tambien estar constituido por unos poros formados en dicho medio de intercambio. Puede tambien estar definido por unas ranuras.
Dicho generador termico puede comprender en particular por lo menos dos circuitos recorridos alternativamente a contracorriente por el fluido externo de dicho dispositivo exterior.
Como variante, dicho medio de intercambio puede comprender unas aletas en su periferia para intercambiar con el medio externo.
Finamente, dicho elemento magnetocalorico puede comprender por lo menos dos materiales magnetocaloricos dispuestos de manera consecutiva y que forman por lo menos dos niveles termicos consecutivos, unidos flufdicamente por un medio de arrastre del fluido caloportador comun.
En una configuracion de este tipo, se pueden someter dos materiales adyacentes, de dos en dos, o bien al mismo ciclo de calentamiento o de enfriamiento, o bien a un ciclo diferente de calentamiento y de enfriamiento. En el primer caso, dos materiales adyacentes son atravesados en cada ciclo en el mismo sentido por el fluido caloportador y en el segundo caso, son atravesados en un sentido de circulacion opuesto.
Ademas, con el fin de minimizar las perdidas termicas, dicho medio de intercambio puede estar recubierto por una capa de material termicamente aislante.
Breve descripcion de los dibujos
La presente invencion y sus ventajas seran mas evidentes a partir de la descripcion siguiente de varios modos de realizacion dados a tftulo de ejemplos no limitativos, en referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- las figuras 1A y 1B son unas vistas esquematicas de un generador termico segun la invencion,
- la figura 1C es una vista aumentada del detalle A de la figura 1A,
- la figura 2 es una vista en perspectiva explosionada del generador termico representado en las figuras 1A y 1B,
- la figura 3A es una vista frontal de un medio de intercambio del generador termico de la figura 2 segun otra forma de realizacion,
- la figura 3B es una vista aumentada del detalle B de la figura 3A, y
- las figuras 4A y 4B son unas vistas similares a las de las figuras 1A y 1B que representan un generador termico segun una variante de realizacion.
Ilustraciones de la invencion
En los ejemplos de realizacion ilustrados, las piezas o partes identicas llevan las mismas referencias numericas.
Los generadores termicos 10, 20, 30 comprenden varios elementos magnetocaloricos 2. Aunque los elementos magnetocaloricos 2 representados comprenden un unico material magnetocalorico, la invencion no esta limitada a este numero. En efecto, un elemento magnetocalorico 2 puede comprender varios materiales magnetocaloricos que tienen una temperatura de Curie diferente y que producen un efecto magnetocalorico importante, de manera que su yuxtaposicion permita realizar un gradiente de temperatura elevado entre el extremo 3 y el extremo 4 del elemento magnetocalorico 2, y por lo tanto obtener un rendimiento aun mas importante en el generador termico 10, 20, 30. Una configuracion de este tipo permite tambien cubrir un amplio rango de temperaturas que podra corresponder al
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rango de funcionamiento o de utilizacion.
Cada elemento magnetocalorico 2 comprende dos extremos opuestos, un primer extremo 3 por ejemplo fno, y un segundo extremo 4 por ejemplo caliente. Un fluido caloportador se pone en circulacion a traves de este elemento magnetocalorico 2 en direccion a uno u otro de sus extremos 3 y 4 y en relacion con la variacion de dicho campo magnetico con el fin de realizar y mantener un gradiente de temperatura entre los dos extremos opuestos 3 y 4 de este elemento magnetocalorico 2.
Estos extremos 3, 4 estan unidos flmdicamente cada uno a una celula 13, 14 que contiene el fluido caloportador y en la que puede estar integrado el medio de arrastre del fluido caloportador cuando se presenta en forma de un piston 7, como en los ejemplos de realizacion ilustrados. Por supuesto, la invencion no esta limitada a este tipo de medio de arrastre del fluido caloportador, y se puede prever cualquier otro medio analogo, tal como una bomba o similar.
En los generadores termicos 10 y 20 representados, en particular en las figuras 1A y 1B, el fluido caloportador circula a traves de dicho elemento magnetocalorico 2 en direccion al segundo extremo 4 -que puede ser considerado como el extremo caliente- durante el ciclo de calentamiento (vease la figura 1A) y en direccion al primer extremo 3 -que puede ser considerado como el extremo fno- durante el ciclo de enfriamiento (vease la figura 1B). Se crea asf un gradiente de temperatura en el elemento magnetocalorico 2 entre sus dos extremos 3 y 4.
Con el fin de facilitar los intercambios termicos con el fluido caloportador, los materiales magnetocaloricos que constituyen los elementos magnetocaloricos 2 pueden ser porosos, de manera que sus poros formen unos pasos de fluido desembocantes. Pueden tambien presentarse en forma de un bloque solido en el que se mecanizan unos mini o micro-canales, o tambien estar constituidos por un ensamblaje de placas, eventualmente con ranuras, superpuestas, y entre las cuales puede fluir el fluido caloportador. Pueden presentarse tambien en forma de polvo o de partfculas de manera que los intersticios formen unos pasos de fluido. Por supuesto, puede ser conveniente cualquier otra forma de realizacion que permita que el fluido caloportador atraviese dichos materiales magnetocaloricos.
La disposicion magnetica (no representada) puede estar constituida por un ensamblaje de imanes permanentes en movimiento relativo con respecto a cada elemento magnetocalorico 2, por un electroiman alimentado secuencialmente o por cualquier otro medio analogo susceptible de crear una variacion de campo magnetico.
Las figuras 1A y 1B representan un generador magnetocalorico 10 que comprende dos intercambiadores de calor o medios de intercambio 15 identicos montados cada uno entre un extremo 3, 4 del elemento magnetocalorico 2 y la camara de un piston 7. Este piston 7 forma el medio de maniobra o de arrastre del fluido caloportador. Los medios de intercambio 15 comprenden cada uno una zona de transferencia termica 8, realizada en un material termicamente conductor o no, provisto de pasos pasantes 9 para el fluido caloportador (vease la figura 1C). Cada zona de transferencia 8 es contigua a un extremo 3, 4 del elemento magnetocalorico 2 y es atravesada asf por el fluido caloportador cuando entra en el elemento magnetocalorico 2 y cuando sale de este. Una configuracion de este tipo permite ventajosamente realizar dos intercambios termicos con el fluido caloportador, en las idas y vueltas sucesivas de este ultimo a traves del elemento magnetocalorico 2 correspondiente, es decir duplicar los intercambios termicos. Esto es particularmente ventajoso cuando los ciclos de activacion y de desactivacion magnetica son de corta duracion, y cuando el fluido caloportador circula a una velocidad elevada. Esta configuracion permite asegurar que el maximo de energfa termica sea intercambiada antes de que el fluido caloportador sea reintegrado en el elemento magnetocalorico 2. Se optimiza asf la recuperacion de la energfa termica generada por el generador termico 1 y se opera en la totalidad del tiempo de ciclo.
Refiriendose mas particularmente a la figura 1A, en la que el elemento magnetocalorico 2 es sometido a un campo magnetico y el fluido caloportador circula desde el primer extremo 3 (extremo fno) hacia el segundo extremo 4 (extremo caliente), desde la izquierda hacia la derecha segun el sentido de las flechas, se constata, por un lado, que el fluido caloportador atraviesa la zona de transferencia 8 del medio de intercambio 5 situado en el lado del primer extremo 3 antes de atravesar el elemento magnetocalorico 2 y, por otro lado, atraviesa la zona de transferencia 8 del medio de intercambio 5 situado en el lado del segundo extremo 4 a su salida del elemento magnetocalorico 2 cuando ha sido calentado por su paso a traves del elemento magnetocalorico 2 sometido a un campo magnetico.
Refiriendose ahora a la figura 1B, en la que el elemento magnetocalorico 2 esta fuera del campo magnetico y se enfna, el fluido caloportador circula desde el segundo extremo 4 hacia el primer extremo 3 (desde la derecha hacia la izquierda segun el sentido de las flechas), se constata, por un lado, que el fluido caloportador atraviesa de nuevo la zona de transferencia 8 del medio de intercambio 5 situado en el lado del segundo extremo 4 antes de atravesar el elemento magnetocalorico 2 y, por otro lado, atraviesa la zona de transferencia 8 del medio de intercambio 5 situado en el lado del primer extremo 3 a su salida del elemento magnetocalorico 2 cuando se ha enfriado por su paso a traves del elemento magnetocalorico 2 situado fuera del campo magnetico.
Asf, se puede recuperar el maximo de energfa termica o intercambiar a nivel de cada extremo 3 y 4 del elemento magnetocalorico 2 del generador termico 10 segun la invencion. Esto es, por supuesto, valido para el conjunto de los generadores termicos 10, 20, 30 ilustrados. La zona de transferencia 8, y mas precisamente los pasos pasantes 9 de
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esta ultima estan, por supuesto, realizados y disenados de tal manera que su integracion en la celula 13, 14 en cuestion no conlleve un aumento sustancial de las perdidas de carga del fluido caloportador. Para este proposito, los pasos pasantes 9 de dicha zona de transferencia 8 pueden presentar, llegado el caso, una configuracion identica a los pasos o canales de fluido en el elemento magnetocalorico 2 y alineados con estos ultimos.
El medio de intercambio 15 esta disenado para transferir la energfa termica intercambiada en la zona de transferencia 8 en direccion a un dispositivo o a una aplicacion externa. Para este proposito, el medio de intercambio 15 comprende un circuito 11 para la circulacion de un fluido externo dedicado a un dispositivo o a una aplicacion externa. El medio de intercambio 15 comprende, por un lado, ademas, unos pasos pasantes 9 para el fluido caloportador, unos conductos 16 que forman el circuito 11 para el paso del fluido externo. El circuito 11 representado comprende cinco conductos 16. El sentido de circulacion del fluido en estos conductos 16 puede ser el mismo, pero es preferentemente diferente de un conducto a otro para realizar un intercambio uniforme en el conjunto del medio de intercambio 15 en cuestion (circulacion a contracorriente).
La invencion no esta, por supuesto, limitada a este tipo de configuracion con un circuito 11 de fluido para la aplicacion o un dispositivo exterior. El medio de intercambio 15 puede, a tftulo de ejemplo, comprender unas aletas de cualquier forma o dimension en su perfmetro exterior. Ademas, en el caso de un circuito 11 de fluido externo integrado en dicho medio de intercambio 15, como en el generador termico 10 ilustrado, dicho circuito 11 puede, como variante, comprender unos conductos 16 complementarios situados a uno y otro lado de la zona de transferencia 8.
La figura 2 ilustra un generador termico 20 realizado segun el principio del generador termico 10 descrito en las figuras 1A y 1B. Este generador termico 20 presenta una estructura circular que comprende unos elementos magnetocaloricos 2 adyacentes y dispuestos en anillo circular. Los dos medios de intercambio 25 se presentan cada uno en forma de un anillo circular, realizado en un material termicamente conductor o no, y que comprende, por un lado, unos pasos pasantes 9 que permiten que el fluido caloportador se desplace a traves de los elementos magnetocaloricos 2 bajo la accion de los pistones 7 y, por otro lado, un circuito para la circulacion de un fluido exterior. Este circuito no es visible en la figura 2. Asimismo, los medios de conexion de este circuito, tales como los conectores o medios analogos, no estan tampoco ilustrados en esta figura. La ventaja de un generador termico 20 de este tipo consiste en su compacidad.
La figura 3A representa un ejemplo de realizacion industrial de un medio de intercambio 45 en forma de un anillo circular que puede entrar en la construccion del generador termico 20 de la figura 2. Comprende un anillo 40 provisto de pasos pasantes 9 para el fluido caloportador, formados por ejemplo por perforaciones orientadas axialmente y dispuestas en correspondencia, por un lado, con cada elemento magnetocalorico 2 y, por otro lado, con cada piston 7 sin perdida de carga. Las paredes externa 41 e interna 42 de este anillo 40 comprenden unas ranuras 46, orientadas radialmente y cerradas respectivamente por un anillo externo 43 y un anillo interno 44 para formar los conductos de un circuito interno 11' y de un circuito externo 11 en los que circula un fluido exterior que transfieren por un intercambio fluido/fluido la energfa termica producida por el generador 20. Los anillos 43 y 44 estan ensamblados al anillo 40 mediante cualquier procedimiento apropiado que permite obtener un ensamblaje estanco, tal como por embridado, engastado, fundicion, soldadura, etc. Este modo de construccion tiene la ventaja de ser facilmente industrializable a bajo coste y de crear unos circuitos 11, 11' para la circulacion de un fluido exterior que ofrece una superficie muy grande de intercambio termico y que permite un flujo laminar mas constante. Ademas, la realizacion de dos circuitos 11, 11' paralelos, dispuestos a uno y otro lado del medio de intercambio 45 con el elemento magnetocalorico 2, permite la transferencia termica de manera homogenea cuando estan yuxtapuestos varios elementos magnetocaloricos 2. Esta homogeneizacion de la temperatura se obtiene y se mejora haciendo circular el fluido en el circuito interno 11' en el sentido opuesto al fluido que circula en el circuito externo 11. Se puede tambien mejorar la eficacia del intercambio termico dividiendo los circuitos 11 y 11' en varios sectores conectados en paralelo.
Las figuras 4A y 4B representan una variante de realizacion de un generador termico 30 que comprende un elemento magnetocalorico 2 constituido por dos materiales magnetocaloricos 21 y 22. Estos materiales magnetocaloricos 21 y 22 estan constantemente en un estado magnetico opuesto, es decir cuando uno 21 de dichos materiales magnetocaloricos es sometido a un campo magnetico, el otro material magnetocalorico 22 esta fuera del campo magnetico, y a la inversa. En esta variante de realizacion, el primer y el segundo extremo 3 y 4 estan materializados cada uno por un extremo de cada uno de los materiales magnetocaloricos 21, 22. Un medio de intercambio 35, 35' identico a los medios de intercambio 15 montados en el generador 10 de las figuras 1A y 1B esta montado de manera adyacente a cada uno de dichos extremos 3 y 4. El fluido caloportador se pone en circulacion a traves de dichos materiales magnetocaloricos 21, 22 por tres medios de arrastre 7, 7', a saber dos pistones 7 situados cada uno en un extremo de dicho elemento magnetocalorico 2 y un piston 7' cuya camara esta unida a una celula 17 comun a los dos materiales 21 y 22 y que los unen flufdicamente entre si.
En referencia a la figura 4A, que representa uno de los dos ciclos de funcionamiento del generador termico 30, el material magnetocalorico 21 situado a la izquierda en la figura esta magneticamente activado y el material magnetocalorico 22 situado a la derecha en la figura esta magneticamente desactivado. El fluido caloportador circula desde la izquierda hacia la derecha en el material magnetocalorico 21 situado a la izquierda, y desde la derecha
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En el segundo ciclo, el material magnetocalorico 21 situado a la izquierda en la figura esta magneticamente desactivado y el material magnetocalorico 22 situado a la derecha en la figura esta magneticamente activado. El fluido caloportador sale de la celula 17 comun y circula desde la derecha hacia la izquierda en el material magnetocalorico 21 situado a la izquierda, y desde la izquierda hacia la derecha en el material magnetocalorico 22 de la derecha. El fluido caloportador atraviesa asf, de nuevo, de manera simultanea, por un lado el material magnetocalorico 21 situado a la izquierda enfriandose al mismo tiempo y tambien la zona de transferencia 8 del medio de intercambio 35 situado en el lado del primer extremo 3 y, por otro lado, el material magnetocalorico 22 situado a la derecha calentandose al mismo tiempo y tambien la zona de transferencia 8 del medio de intercambio 35' situado en el lado del segundo extremo 4.
En esta configuracion tambien, cada ciclo magnetico o ciclo de calentamiento y de enfriamiento se explota de manera que el maximo de energfa termica pueda ser recuperada o intercambiada a nivel de cada extremo 3 y 4 del elemento magnetocalorico 2 del generador termico 30.
Aunque no esta ilustrado, se puede prever tambien la utilizacion de un medio de intercambio tal como el que se describe en la presente descripcion para conectar termicamente entre sf, o bien dos generadores termicos, o bien dos elementos magnetocaloricos adyacentes, que forman dos niveles termicos consecutivos de un mismo generador termico.
En el conjunto de los generadores termicos 10, 20, 30 representados, el medio de intercambio 15, 25, 35, 35', 45 esta integrado en el interior de dichos generadores y dispuesto de manera contigua a cada extremo 3, 4 del o de los elementos magnetocaloricos 2. Sin embargo, la invencion no esta limitada a este tipo de configuracion y preve tambien que todos los extremos 3, 4 no esten en relacion con dicho medio de intercambio 15, 25, 35, 35', 45, y que solo lo este uno de los extremos 3 y 4.
Aplicabilidad industrial
Se desprende claramente de esta descripcion que la invencion permite alcanzar los objetivos fijados, a saber proponer un generador termico 10, 20, 30 de construccion simple en el que la transferencia de la energfa termica producida por los elementos magnetocaloricos 2 se simplifique y se realice de manera eficaz con un mmimo de perdidas.
El hecho de integrar un medio de intercambio 15, 25, 35, 35', 45 en el generador termico segun la invencion, de manera que este en contacto al mismo tiempo con el fluido que entra y que sale del elemento magnetocalorico en cuestion permite extraer directamente y de manera eficaz la energfa termica del fluido caloportador producida en dicho elemento magnetocalorico. Se precisa que el mismo fluido caloportador entra y sale del mismo elemento magnetocalorico, pero con una temperatura diferente tras el intercambio termico entre dicho fluido caloportador y el medio de intercambio termico 15, 25, 35, 35', 45.
La no utilizacion, en la puesta en marcha del generador termico, del o de los circuitos de intercambio formados por el o los canales 11, 11' permite establecer mas rapidamente el gradiente de temperatura entre el extremo caliente 4 y el extremo fno 3 del elemento magnetocalorico 2. Esta facultad permite disminuir el tiempo de funcionamiento del generador termico y, asf, su consumo energetico. Se mejora, por lo tanto, el rendimiento termico de dicho generador.
Dicho generador termico 10, 20, 30 puede encontrar una aplicacion, tanto industrial como domestica en el campo del calentamiento, de la climatizacion, del templado, del enfriamiento u otros, y esto con costes competitivos, a un bajo volumen.
La presente invencion no esta limitada a los ejemplos de realizacion descritos, sino que se extiende a cualquier modificacion y variante evidentes para el experto en la materia, permaneciendo en el campo de proteccion definido en las reivindicaciones adjuntas.

Claims (8)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    1. Generador termico magnetocalorico, que comprende varios elementos magnetocaloricos (2) que comprende cada uno un primer extremo (3) y un segundo extremo (4), una disposicion magnetica destinada a someter cada elemento magnetocalorico (2) a un campo magnetico variable, creando alternativamente, en cada elemento magnetocalorico (2) un ciclo de calentamiento y un ciclo de enfriamiento, un medio de arrastre de un fluido caloportador a traves de dichos elementos magnetocaloricos (2) alternativamente en direccion al primer extremo (3) y al segundo extremo (4) y a la inversa, de manera sincronizada con la variacion del campo magnetico, y por lo menos un medio de intercambio (15, 25, 35, 35', 45) de la energfa termica producida por dichos elementos magnetocaloricos (2) con un dispositivo exterior, estando dicho medio de intercambio integrado en dicho generador termico de manera que sea atravesado en un sentido por el fluido caloportador que entra en dichos elementos magnetocaloricos (2) a nivel de uno de sus extremos (3, 4) durante un ciclo de calentamiento o de enfriamiento, y atravesado en el sentido opuesto por el fluido caloportador que sale de dichos elementos magnetocaloricos (2) a nivel del mismo extremo (3, 4) durante el otro ciclo de enfriamiento o de calentamiento, estando dicho medio de intercambio yuxtapuesto a por lo menos uno de sus extremos (3, 4) de dichos elementos magnetocaloricos (2) y dispuesto por lo menos entre este extremo y dicho medio de arrastre (7) del fluido caloportador, presentando dicho generador una estructura circular en la que dichos elementos magnetocaloricos estan dispuestos en anillo circular, y presentandose dicho medio de intercambio (15, 25, 35, 35', 45) en forma de un anillo circular, y comprendiendo varias zonas de transferencia termica (8) dispuestas cada una en correspondencia con uno de los elementos magnetocaloricos (2), estando cada zona de transferencia termica provista de pasos pasantes (9) para el fluido caloportador y de por lo menos un circuito (11) formado por lo menos por un conducto (16, 46) para un fluido exterior que pertenece a dicho dispositivo exterior.
  2. 2. Generador termico segun la reivindicacion 1, caracterizado por que dicho conducto (16) es de forma cilfndrica.
  3. 3. Generador termico segun la reivindicacion 1, caracterizado por que dicho conducto (16) esta constituido por unos poros formados en dicho medio de intercambio.
  4. 4. Generador termico, segun la reivindicacion 1, caracterizado por que dicho conducto (46) esta definido por unas ranuras.
  5. 5. Generador termico segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende por lo menos dos circuitos (11, 11') recorridos alternativamente a contracorriente por el fluido exterior de dicho dispositivo exterior.
  6. 6. Generador termico segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicho medio de intercambio comprende unas aletas en su periferia.
  7. 7. Generador termico segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicho elemento magnetocalorico (2) comprende por lo menos dos materiales magnetocaloricos (21, 22) dispuestos de manera sucesiva y que forman por lo menos dos niveles termicos consecutivos, unidos flufdicamente por un medio de arrastre (7') del fluido caloportador comun.
  8. 8. Generador termico segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicho medio de intercambio (15, 25, 35, 35', 45) esta recubierto por una capa de material termicamente aislante.
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