FR2963824A1 - Magnetic field generator for magnetocaloric thermal apparatus utilized in e.g. heating field, has magnetizing structure creating constant magnetic field in air gap, and ferromagnetic elements placed face to face with spacing forming air gap - Google Patents

Magnetic field generator for magnetocaloric thermal apparatus utilized in e.g. heating field, has magnetizing structure creating constant magnetic field in air gap, and ferromagnetic elements placed face to face with spacing forming air gap Download PDF

Info

Publication number
FR2963824A1
FR2963824A1 FR1056605A FR1056605A FR2963824A1 FR 2963824 A1 FR2963824 A1 FR 2963824A1 FR 1056605 A FR1056605 A FR 1056605A FR 1056605 A FR1056605 A FR 1056605A FR 2963824 A1 FR2963824 A1 FR 2963824A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
magnetic field
magnet
face
opposite
magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR1056605A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2963824B1 (en
Inventor
Jean-Claude Heitzler
Christian Muller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cooltech Applications SAS
Original Assignee
Cooltech Applications SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cooltech Applications SAS filed Critical Cooltech Applications SAS
Priority to FR1056605A priority Critical patent/FR2963824B1/en
Priority to CN201180039457.8A priority patent/CN103262184B/en
Priority to PCT/FR2011/000455 priority patent/WO2012022857A1/en
Priority to ES11755369.3T priority patent/ES2546312T3/en
Priority to EP11755369.3A priority patent/EP2606495B8/en
Priority to PL11755369T priority patent/PL2606495T3/en
Publication of FR2963824A1 publication Critical patent/FR2963824A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2963824B1 publication Critical patent/FR2963824B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00Magnets
    • H01F7/02Permanent magnets [PM]
    • H01F7/0273Magnetic circuits with PM for magnetic field generation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/002Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects by using magneto-caloric effects
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/002Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects by using magneto-caloric effects
    • F25B2321/0023Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects by using magneto-caloric effects with modulation, influencing or enhancing an existing magnetic field
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)

Abstract

The generator (1) has a magnetizing structure (2) creating constant magnetic field in an air gap (3) in which a magnetocaloric element is arranged. The structure has magnetic poles (5, 6) arranged opposite to each other on both sides of a plane of symmetry. Each pole is formed by an assembly of permanent magnets (7, 8) and a ferromagnetic element (9). The ferromagnetic element has a face (F1) projecting with respect to an assembly forming the magnetic poles. The ferromagnetic elements are placed face to face with a spacing forming the air gap of the structure. An independent claim is also included for a method for mounting a magnetic field generator for a magnetocaloric thermal apparatus.

Description

GENERATEUR DE CHAMP MAGNETIQUE POUR APPAREIL THERMIQUE MAGNETOCALORIQUE ET PROCEDE DE MONTAGE D'UN TEL GENERATEUR Domaine technique : MAGNETIC FIELD GENERATOR FOR MAGNETOCALORIC THERMAL APPARATUS AND METHOD OF MOUNTING SUCH A GENERATOR Technical Field:

La présente invention concerne un générateur de champ magnétique pour un appareil thermique magnétocalorique, ledit générateur de champ magnétique comprenant au moins une structure magnétisante créant un champ magnétique constant dans au moins un entrefer dans lequel est disposé au moins un élément magnétocalorique, ladite structure magnétisante comportant un premier et un deuxième pôles magnétiques disposés en regard l'un de l'autre de part d'autre d'un plan de symétrie et constitués chacun par un assemblage d'aimants permanents et d'un élément ferromagnétique. The present invention relates to a magnetic field generator for a magnetocaloric thermal apparatus, said magnetic field generator comprising at least one magnetizing structure creating a constant magnetic field in at least one gap in which at least one magnetocaloric element is disposed, said magnetizing structure comprising first and second magnetic poles arranged facing each other on each side of a plane of symmetry and each constituted by an assembly of permanent magnets and a ferromagnetic element.

L'invention a également pour objet un procédé de montage d'un tel générateur de champ magnétique. The invention also relates to a method of mounting such a magnetic field generator.

Technique antérieure : Afin d'obtenir de manière économique un champ magnétique important dans un espace délimité, il est connu de réaliser un assemblage d'aimants permanents. La littérature décrit de tels assemblages notamment pour une application dans le domaine de l'imagerie médicale par résonnance magnétique. Dans ce domaine, l'on réalise des couronnes d'aimants permanents que l'on dispose côte-à-côte. Les aimants permanents utilisés présentent toutefois une structure géométrique complexe difficile à réaliser, ce qui augmente le coût de revient de l'assemblage d'aimants. La transposition de telles structures d'aimants n'est de ce fait pas envisageable dans le cadre d'applications à volume plus restreint, et en particulier dans le domaine des générateurs thermiques magnétocaloriques. En effet, dans ces appareils, il est indispensable de générer un champ magnétique uniforme et intense dans un entrefer correspondant sensiblement au volume d'un matériau ou élément magnétocalorique afin que le champ magnétique créé puisse successivement activer et désactiver magnétiquement un ou plusieurs matériaux magnétocaloriques alternativement introduits puis retirés de l'entrefer. Plus le champ magnétique sera important, plus l'effet magnétocalorique d'un élément ou matériau magnétocalorique sera important, ce qui aura pour effet d'augmenter la puissance thermique et donc le rendement d'un tel appareil thermique magnétocalorique. PRIOR ART In order economically to obtain a large magnetic field in a defined space, it is known to produce an assembly of permanent magnets. The literature describes such assemblies in particular for an application in the field of medical magnetic resonance imaging. In this field, one makes permanent magnet crowns that are arranged side by side. The permanent magnets used, however, have a complex geometric structure difficult to achieve, which increases the cost of the assembly of magnets. The transposition of such magnet structures is therefore not possible in the context of smaller volume applications, and in particular in the field of magnetocaloric thermal generators. Indeed, in these devices, it is essential to generate a uniform and intense magnetic field in an air gap substantially corresponding to the volume of a magnetocaloric material or element so that the magnetic field created can successively activate and deactivate magnetically one or more magnetocaloric materials alternately introduced and removed from the gap. The larger the magnetic field, the greater the magnetocaloric effect of a magnetocaloric element or material, which will have the effect of increasing the thermal power and therefore the efficiency of such a magnetocaloric thermal device.

De plus, dans ces appareils, il est en outre souhaitable qu'aucun champ magnétique ne subsiste à l'extérieur de l'entrefer. Cela permet d'augmenter l'effet magnétocalorique, qui est directement dépendant de la différence de champ magnétique subie par le matériau magnétocalorique entre sa position dans l'entrefer et sa position hors de l'entrefer. S'il subsiste un champ magnétique à l'extérieur de l'entrefer, les éléments magnétocaloriques ne passent pas d'un champ magnétique nul à un champ magnétique intense entre ces deux positions. Le rendement de l'appareil n'est pas de ce fait optimal car l'efficacité des cycles magnétocaloriques et l'effet magnétocalorique sont limités. Moreover, in these devices, it is further desirable that no magnetic field remains outside the gap. This makes it possible to increase the magnetocaloric effect, which is directly dependent on the magnetic field difference undergone by the magnetocaloric material between its position in the gap and its position outside the gap. If there is a magnetic field outside the air gap, the magnetocaloric elements do not go from a zero magnetic field to a strong magnetic field between these two positions. The efficiency of the apparatus is therefore not optimal because the efficiency of the magnetocaloric cycles and the magnetocaloric effect are limited.

Exposé de l'invention : Presentation of the invention

La présente invention vise à pallier ces inconvénients en proposant un générateur de champ magnétique destiné à être intégré dans un appareil thermique magnétocalorique et présentant un champ intense, uniforme et concentré dans son entrefer. Ce générateur de champ magnétique est également facile à réaliser, présente un assemblage aisé et des composants de formes géométriques simples et donc de faible coût de revient. The present invention aims at overcoming these disadvantages by proposing a magnetic field generator intended to be integrated in a magnetocaloric thermal apparatus and having an intense, uniform and concentrated field in its gap. This magnetic field generator is also easy to produce, has an easy assembly and components of simple geometric shapes and therefore low cost.

Dans ce but, l'invention concerne un générateur de champ magnétique tel que défini en préambule, caractérisé en ce que ledit élément ferromagnétique présente une face F1 en saillie par rapport à l'assemblage formant ledit pôle magnétique et en ce que les deux éléments ferromagnétiques de ladite structure magnétisante sont disposés face à face avec un écartement formant ledit au moins un entrefer de ladite structure magnétisante. For this purpose, the invention relates to a magnetic field generator as defined in the preamble, characterized in that said ferromagnetic element has a face F1 projecting from the assembly forming said magnetic pole and in that the two ferromagnetic elements of said magnetizing structure are arranged face to face with a spacing forming said at least one gap of said magnetizing structure.

Les éléments magnétocaloriques sont destinés à être en contact thermique avec un fluide caloporteur circulant de leur extrémité froide vers leur extrémité chaude au cours d'une première phase du cycle magnétique qui correspond à une phase dans laquelle les matériaux ou éléments magnétocaloriques sont soumis à une augmentation de leur température et de leur extrémité chaude vers leur extrémité froide au cours d'une seconde phase du cycle magnétique dans laquelle les matériaux ou éléments magnétocaloriques sont soumis à une diminution de leur température. Le contact thermique entre le fluide caloporteur et les éléments magnétocaloriques peut être réalisé par un fluide caloporteur passant le long ou à travers des matériaux magnétocaloriques. A cet effet, les éléments magnétocaloriques peuvent être constitués par un ou plusieurs matériaux magnétocaloriques et peuvent être perméables au fluide caloporteur. Ils peuvent également comprendre des passages de circulation du fluide s'étendant entre les deux extrémités des matériaux magnétocaloriques. Ces passages peuvent être réalisés par la porosité des matériaux magnétocaloriques, ou par des canaux usinés ou obtenus par un ensemble de plaques de matériau magnétocalorique. The magnetocaloric elements are intended to be in thermal contact with a coolant circulating from their cold end towards their hot end during a first phase of the magnetic cycle which corresponds to a phase in which the materials or magnetocaloric elements are subjected to an increase. their temperature and their hot end towards their cold end during a second phase of the magnetic cycle in which the materials or magnetocaloric elements are subjected to a decrease in their temperature. The thermal contact between the heat transfer fluid and the magnetocaloric elements can be achieved by a heat transfer fluid passing along or through magnetocaloric materials. For this purpose, the magnetocaloric elements may be constituted by one or more magnetocaloric materials and may be permeable to the coolant. They may also include fluid flow passages extending between the two ends of the magnetocaloric materials. These passages may be made by the porosity of the magnetocaloric materials, or by machined channels or obtained by a set of magnetocaloric material plates.

De préférence, le fluide caloporteur est un liquide. A cet effet, il est par exemple possible d'utiliser de l'eau pure ou additionnée d'antigel, un produit glycolé ou une saumure. Preferably, the coolant is a liquid. For this purpose, it is for example possible to use pure water or added antifreeze, a glycol product or brine.

Dans chaque pôle magnétique, l'élément ferromagnétique peut comporter une section transversale quadrangulaire, chacune de ses trois faces F2, F3, F4 situées hors dudit entrefer étant en contact avec une face d'un aimant permanent correspondant. In each magnetic pole, the ferromagnetic element may comprise a quadrangular cross section, each of its three faces F2, F3, F4 located outside said gap being in contact with a face of a corresponding permanent magnet.

Les faces F2, F4 de l'élément ferromagnétique peuvent être sensiblement perpendiculaires à la face F1 située dans l'entrefer et sont en contact avec une face d'un aimant permanent dit aimant latéral dont la direction d'aimantation est sensiblement perpendiculaire auxdites faces perpendiculaires F2, F4. The faces F2, F4 of the ferromagnetic element may be substantially perpendicular to the face F1 located in the gap and are in contact with a face of a permanent magnet said lateral magnet whose direction of magnetization is substantially perpendicular to said perpendicular faces F2, F4.

La face F3 de l'élément ferromagnétique, opposée à la face F1 située dans l'entrefer et dite face opposée F3, est avantageusement en contact avec un aimant permanent dit aimant opposé dont la direction d'aimantation est sensiblement perpendiculaire à ladite face opposée F3. The face F3 of the ferromagnetic element, opposite to the face F1 located in the gap and said opposite face F3, is advantageously in contact with a permanent magnet said opposite magnet whose magnetization direction is substantially perpendicular to said opposite face F3 .

Les faces des aimants permanents et de l'élément ferromagnétique qui sont en contact sont de préférence de forme et de dimension identiques. The faces of the permanent magnets and the ferromagnetic element in contact are preferably of identical shape and size.

Dans le premier pôle magnétique, le sens d'aimantation des aimants latéraux et de l'aimant opposé peut être orienté à l'opposé de l'élément ferromagnétique et, dans le second pôle magnétique, le sens d'aimantation des aimants latéraux peut être orienté vers l'élément ferromagnétique, dans un sens opposé à celui des aimants latéraux du premier pôle magnétique, et le sens d'aimantation dans l'aimant opposé étant le même que celui de l'aimant opposé du premier pôle magnétique. In the first magnetic pole, the magnetization direction of the side magnets and the opposite magnet can be oriented opposite to the ferromagnetic element and, in the second magnetic pole, the magnetization direction of the side magnets can be oriented towards the ferromagnetic element, in a direction opposite to that of the side magnets of the first magnetic pole, and the magnetization direction in the opposite magnet being the same as that of the opposite magnet of the first magnetic pole.

Dans chaque pôle magnétique, les aimants latéraux peuvent avoir une section transversale parallélépipédique et les aimants opposés peuvent présenter deux faces en contact avec des faces correspondantes des aimants latéraux de forme et de dimension identiques. In each magnetic pole, the side magnets may have a parallelepipedal cross-section and the opposing magnets may have two faces in contact with corresponding faces of the side magnets of identical shape and size.

Les premier et second pôles magnétiques peuvent comporter respectivement un premier et un second dispositifs de fixation conducteurs de champ magnétique réalisés en un matériau ferromagnétique et présentant une surface de contact avec une face correspondante de l'aimant opposé desdits premier et second pôles magnétiques. The first and second magnetic poles may respectively comprise first and second magnetic field conductive fasteners made of a ferromagnetic material and having a contact surface with a corresponding face of the opposite magnet of said first and second magnetic poles.

Un aimant ou une pièce ferromagnétique peut être disposé dans le plan de symétrie entre lesdits premier et second pôles magnétiques et peut former un entrefer avec chacune des deux faces F 1 correspondantes des éléments ferromagnétiques desdits premier et second pôles magnétiques. A magnet or a ferromagnetic piece may be disposed in the plane of symmetry between said first and second magnetic poles and may form an air gap with each of the two corresponding faces F 1 of the ferromagnetic elements of said first and second magnetic poles.

Ledit générateur peut comporter deux armatures de montage fermant latéralement ledit générateur et disposées dans un plan sensiblement perpendiculaire au plan de symétrie. Said generator may comprise two mounting frames laterally closing said generator and arranged in a plane substantially perpendicular to the plane of symmetry.

15 Ledit générateur peut comprendre une unique structure magnétisante, les armatures de montage pouvant être en une matière ferromagnétique et reliant latéralement lesdits premier et second pôles magnétiques. Said generator may comprise a single magnetizing structure, the mounting armatures being able to be made of a ferromagnetic material and laterally connecting said first and second magnetic poles.

Il peut aussi comprendre au moins deux structures magnétisantes disposées côte à 20 côte, lesdites armatures de montages étant en une matière amagnétique. It may also include at least two magnetizing structures arranged side by side, said mounting frames being made of a non-magnetic material.

Les armatures de montage peuvent être en contact avec un aimant opposé et un aimant latéral desdits premier et second pôle magnétiques et les dispositifs de fixation peuvent présenter un bossage dans les deux zones adjacentes aux surfaces de contact 25 entre chaque armature de montage et l'aimant opposé correspondant. The mounting frames may be in contact with an opposing magnet and a side magnet of said first and second magnetic pole and the fasteners may have a boss in the two areas adjacent to the contact surfaces between each mounting frame and the magnet. opposite opposite.

Les armatures de montage peuvent être constituées de deux parties reliées entre elles selon un écartement ajustable. 10 Chaque armature de montage peut comporter un aimant permanent sur sa paroi latérale située en regard de la structure magnétisante et dont la direction et le sens d'aimantation dudit aimant permanent sont identiques à ceux des aimants opposés de ladite structure magnétisante. The mounting frames may consist of two parts connected together in an adjustable spacing. Each mounting armature may comprise a permanent magnet on its side wall facing the magnetizing structure and whose direction and the magnetization direction of said permanent magnet are identical to those of the opposite magnets of said magnetizing structure.

Dans ce but également, l'invention concerne un procédé de montage d'un tel générateur de champ magnétique, caractérisé en ce qu'il consiste à : a) réaliser un premier ensemble comportant un premier pôle magnétique et une première partie de deux armatures de montage, b) réaliser un deuxième ensemble comportant un second pôle magnétique et l'autre partie desdites deux armatures de montage, c) disposer lesdits deux ensembles l'un en face de l'autre de manière à former un entrefer par un mouvement de translation de l'un par rapport à l'autre parallèlement à un plan de symétrie. For this purpose also, the invention relates to a method of mounting such a magnetic field generator, characterized in that it consists in: a) producing a first assembly comprising a first magnetic pole and a first part of two armatures of assembly, b) forming a second assembly comprising a second magnetic pole and the other part of said two mounting frames, c) arranging said two assemblies opposite one another so as to form an air gap by a translational movement of one with respect to the other parallel to a plane of symmetry.

Les étapes a) et b) peuvent consister à : i) relier un élément ferromagnétique de section quadrangulaire à un dispositif de fixation conducteur de champ magnétique en y interposant un aimant permanent dit aimant opposé, par exemple par vissage, ii) relier chacun des deux aimants permanents à section parallélépipédique dits aimants latéraux à une partie de deux armatures de montage, par exemple par collage, iii) puis relier ensemble les sous-ensembles issus de a) et b) de sorte que chaque aimant latéral comporte une surface en contact avec l'élément ferromagnétique et une surface en contact avec l'aimant opposé et que chaque partie des deux armatures de montage présente une surface en contact avec un dispositif de fixation, par exemple par vissage du dispositif de fixation à la partie desdites armatures de montage. Steps a) and b) may consist of: i) connecting a ferromagnetic element of quadrangular section to a magnetic field conducting fastening device by interposing a permanent magnet said opposite magnet, for example by screwing, ii) connect each of the two permanent magnets with parallelepipedal section called side magnets with a part of two mounting frames, for example by gluing, iii) then connect together the subsets from a) and b) so that each side magnet has a surface in contact with the ferromagnetic element and a surface in contact with the opposite magnet and that each part of the two mounting plates has a surface in contact with a fixing device, for example by screwing the fixing device to the part of said mounting frames.

Description sommaire des dessins : La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante de trois modes de réalisation donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'une première forme de réalisation d'un générateur de champ magnétique selon l'invention, BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention and its advantages will appear better in the following description of three embodiments given as non-limiting examples, with reference to the appended drawings, in which: FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of a magnetic field generator according to the invention,

- la figure 2 est un vue en coupe transversale du générateur de champ magnétique de la figure 1 représentant les lignes du champ magnétique, FIG. 2 is a cross-sectional view of the magnetic field generator of FIG. 1 representing the lines of the magnetic field,

- la figure 3 est une vue de face d'une variante du générateur de la figure 1, FIG. 3 is a front view of a variant of the generator of FIG. 1,

- la figure 4 est une vue de face illustrant une autre variante du générateur de la figure 1, - la figure 5 est une vue en coupe transversale du générateur de la figure 4 représentant les lignes du champ magnétique, - la figure 6 est une vue en coupe transversale d'une autre variante de réalisation 20 du générateur de la figure 1 représentant les lignes du champ magnétique, - la figure 7 est une vue en coupe transversale d'une deuxième forme de réalisation du générateur de champ magnétique comportant deux entrefers et illustrant les lignes du champ magnétique, - la figure 8 est une vue en coupe transversale d'une troisième forme de réalisation du générateur de champ magnétique comportant deux structures magnétisantes et illustrant les lignes du champ magnétique, et 15 25 - les figures 9A, 9B, 10A, 10B, 11A, 1lB et 12 représentent les différentes étapes de montage du générateur de champ magnétique représenté à la figure 3. FIG. 4 is a front view illustrating another variant of the generator of FIG. 1; FIG. 5 is a cross-sectional view of the generator of FIG. 4 representing the lines of the magnetic field; FIG. in cross-section of another embodiment of the generator of FIG. 1 representing the lines of the magnetic field; FIG. 7 is a cross-sectional view of a second embodiment of the magnetic field generator comprising two airgaps and illustrating the lines of the magnetic field; FIG. 8 is a cross-sectional view of a third embodiment of the magnetic field generator having two magnetizing structures and illustrating the magnetic field lines, and FIGS. 9A, 9B , 10A, 10B, 11A, 11B and 12 show the various steps of mounting the magnetic field generator shown in FIG.

Illustrations de l'invention : La figure 1 représente une forme de réalisation élémentaire d'un générateur 1 de champ magnétique selon l'invention. Ce générateur de champ magnétique 1 se compose dans ce cas d'une unique structure magnétisante 2 comportant deux pôles magnétiques 5 et 6 disposés en regard l'un de l'autre en délimitant un entrefer 3. Le premier pôle magnétique 5 est constitué par un assemblage d'aimants permanents 7 et 8 et d'un élément ferromagnétique 9. A l'exception du sens d'aimantation des aimants permanents 7 et 8, les deux pôles magnétiques 5 et 6 sont identiques. Illustrations of the Invention: FIG. 1 represents an elementary embodiment of a magnetic field generator 1 according to the invention. In this case, this magnetic field generator 1 is composed of a single magnetizing structure 2 comprising two magnetic poles 5 and 6 arranged facing one another by delimiting an airgap 3. The first magnetic pole 5 is constituted by a assembly of permanent magnets 7 and 8 and a ferromagnetic element 9. With the exception of the magnetization direction of the permanent magnets 7 and 8, the two magnetic poles 5 and 6 are identical.

Dans chaque pôle magnétique 5, 6, l'élément ferromagnétique 9 forme un concentrateur de champ magnétique et est en saillie par rapport aux aimants permanents 7 et 8. Il comporte une section transversale en forme de rectangle et quatre faces latérales F1, F2, F3 et F4. Une face latérale F1 est située dans l'entrefer 3. Les faces F2 et F4 qui sont perpendiculaires à la face F1 située dans l'entrefer 3 et dénommées faces perpendiculaires F2, F4 sont fixées ou intimement liées chacune à un aimant permanent dit aimant latéral 7. Chaque aimant latéral 7 présente une section parallélépipédique et les faces F2 et F4 de l'élément ferromagnétique 9 présentent la même dimension que les faces correspondantes des aimants latéraux 7. La face F3 de l'élément ferromagnétique 9 dite face opposée F3 et opposée à la face F1 située dans l'entrefer est fixée ou intimement liée à un aimant dit aimant opposé 8. Cet aimant opposé 8 présente également une face dont la dimension correspond à celle de la face F3 correspondante de l'élément ferromagnétique 9. Il présente, en outre, une section transversale en forme d'hexagone dont deux faces sont de même dimension qu'une face de chaque aimant latéral 7 à laquelle elles sont fixées ou intimement liées. In each magnetic pole 5, 6, the ferromagnetic element 9 forms a magnetic field concentrator and protrudes from the permanent magnets 7 and 8. It has a rectangle-shaped cross-section and four lateral faces F1, F2, F3 and F4. A side face F1 is located in the gap 3. The faces F2 and F4 which are perpendicular to the face F1 located in the air gap 3 and called perpendicular faces F2, F4 are fixed or intimately each connected to a permanent magnet said lateral magnet 7. Each lateral magnet 7 has a parallelepipedal section and the faces F2 and F4 of the ferromagnetic element 9 have the same dimension as the corresponding faces of the lateral magnets 7. The face F3 of the ferromagnetic element 9 said opposite face F3 and opposite the face F1 located in the gap is fixed or intimately connected to a magnet said opposite magnet 8. This opposite magnet 8 also has a face whose dimension corresponds to that of the corresponding face F3 of the ferromagnetic element 9. It presents in addition, a hexagonal cross-section of which two faces are of the same dimension as one face of each lateral magnet 7 to which they are attached or intimately related.

Les deux ensembles constitués chacun par deux aimants latéraux 7 et un aimant opposé 8 fixés à un élément ferromagnétique 9 et formant les deux pôles magnétiques 5, 6 sont reliés entre eux latéralement par deux armatures de montage 15 réalisées en une matière ferromagnétique et formant un retour du champ magnétique. Dans la variante représentée, chaque armature de montage 15 est en contact avec une face d'un aimant latéral 7 et une face de l'aimant opposé 8 de chaque pôle magnétique 5, 6. The two sets each consisting of two lateral magnets 7 and an opposite magnet 8 fixed to a ferromagnetic element 9 and forming the two magnetic poles 5, 6 are connected to one another laterally by two mounting armatures 15 made of a ferromagnetic material and forming a return of the magnetic field. In the variant shown, each mounting arm 15 is in contact with a side of a lateral magnet 7 and a face of the opposite magnet 8 of each magnetic pole 5, 6.

De préférence, et comme cela ressort des figures 1 et 2, les armatures de montage 15 présentent une forme comprenant un renfoncement dans lequel un ou plusieurs éléments magnétocaloriques 4 peuvent être disposés. En effet, le générateur de champ magnétique 1, 10, 20, 30, 40, 50 selon l'invention est destiné à soumettre au moins un élément magnétocalorique 4 à un champ magnétique variable par un mouvement relatif dudit élément magnétocalorique 4 par rapport à l'entrefer 3, 13, 23 dudit générateur de champ magnétique. Ainsi, il est nécessaire, d'une part, de prévoir un entrefer 3, 13, 23 dont le volume permet de positionner au moins un élément magnétocalorique 4 pour qu'il y subisse un champ magnétique intense et constant et, d'autre part, de prévoir un volume à l'extérieur de cet entrefer 3 et dans lequel le champ magnétique est nul ou très faible et pouvant comprendre ledit élément magnétocalorique 4. Ce volume à l'extérieur de l'entrefer 3 peut être le volume intérieur du générateur de champ magnétique hors de son entrefer 3, 13, 23 ou encore le volume situé à l'extérieur du générateur de champ magnétique. Preferably, and as is apparent from Figures 1 and 2, the mounting armatures 15 have a shape comprising a recess in which one or more magnetocaloric elements 4 can be arranged. Indeed, the magnetic field generator 1, 10, 20, 30, 40, 50 according to the invention is intended to subject at least one magnetocaloric element 4 to a variable magnetic field by a relative movement of said magnetocaloric element 4 with respect to the gap 3, 13, 23 of said magnetic field generator. Thus, it is necessary, on the one hand, to provide an air gap 3, 13, 23 whose volume makes it possible to position at least one magnetocaloric element 4 so that it undergoes an intense and constant magnetic field and secondly , to provide a volume outside this air gap 3 and in which the magnetic field is zero or very low and may include said magnetocaloric element 4. This volume outside the gap 3 may be the internal volume of the generator magnetic field out of its air gap 3, 13, 23 or the volume located outside the magnetic field generator.

A cet effet, dans la configuration de générateur 1 de champ magnétique représentée à la figure 1, le volume extérieur à l'entrefer 3 est délimité par les deux armatures de montage 15 qui présentent une section sensiblement en forme de C. Ces armatures de montage 15 peuvent être réalisées d'un seul tenant ou par assemblage de plusieurs parties 18, 19 comme cela est représenté sur la figure 3 illustrant un générateur de champ magnétique 10 selon une première variante. Dans les générateurs de champ magnétique 1 et 10 des figures 1 à 3, ledit matériau ou élément magnétocalorique 4 se déplace de part et d'autre de l'entrefer 3 latéralement, en direction d'une armature de montage 15 puis de l'autre (voir flèche F) afin de subir des échauffements et refroidissements successifs en fonction de sa position dans ou hors de l'entrefer 3. For this purpose, in the magnetic field generator 1 configuration shown in FIG. 1, the volume outside the gap 3 is delimited by the two mounting plates 15 which have a substantially C-shaped section. 15 can be made in one piece or by assembling several parts 18, 19 as shown in Figure 3 illustrating a magnetic field generator 10 according to a first variant. In the magnetic field generators 1 and 10 of FIGS. 1 to 3, said magnetocaloric material or element 4 moves on either side of the air gap 3 laterally, in the direction of a mounting frame 15 and then of the other (see arrow F) to undergo successive heating and cooling according to its position in or out of the gap 3.

Avantageusement, les générateurs de champ magnétique 1 et 10 comportent également deux dispositifs de fixation 11, 12 en une matière ferromagnétique qui forment un pont magnétique et une platine de montage. Chaque dispositif de fixation 1l, 12 est en contact avec un aimant opposé 8 d'un pôle magnétique 5, 6 et avec les deux armatures de montage 15. Advantageously, the magnetic field generators 1 and 10 also comprise two fixing devices 11, 12 made of a ferromagnetic material which form a magnetic bridge and a mounting plate. Each fixing device 11, 12 is in contact with an opposite magnet 8 of a magnetic pole 5, 6 and with the two mounting plates 15.

En ce qui concerne l'aimantation des aimants 7, 8, la direction d'aimantation de l'aimant latéral 7 est perpendiculaire aux faces perpendiculaires F2, F4 et la direction d'aimantation de l'aimant opposé 8 est perpendiculaire à ladite face opposée F3. Dans le premier pôle magnétique 5, le sens d'aimantation des aimants latéraux 7 et de l'aimant opposé 8 est orienté à l'opposé de l'élément ferromagnétique 9 et dans le second pôle magnétique 6, le sens d'aimantation des aimants latéraux 7 est orienté vers l'élément ferromagnétique 9, à savoir dans un sens opposé à celui des aimants latéraux 7 du premier pôle magnétique 5 et le sens d'aimantation dans l'aimant opposé 8 étant le même que celui de l'aimant opposé 8 du premier pôle magnétique 6. With regard to the magnetization of the magnets 7, 8, the magnetization direction of the lateral magnet 7 is perpendicular to the perpendicular faces F2, F4 and the magnetization direction of the opposite magnet 8 is perpendicular to said opposite face F3. In the first magnetic pole 5, the magnetization direction of the side magnets 7 and the opposite magnet 8 is oriented opposite the ferromagnetic element 9 and in the second magnetic pole 6, the magnetization direction of the magnets 7 is oriented towards the ferromagnetic element 9, namely in a direction opposite to that of the side magnets 7 of the first magnetic pole 5 and the magnetization direction in the opposite magnet 8 is the same as that of the opposite magnet 8 of the first magnetic pole 6.

Une telle configuration permet d'obtenir un champ intense dans l'entrefer 3 avec peu d'aimants et des aimants de configuration aisée, présentant un faible coût de revient. A titre d'exemple, dans le générateur de champ magnétique 1 selon l'invention, l'on obtient un champ magnétique de 1,22 Tesla dans l'entrefer 3 d'épaisseur e égale à 16 millimètres et des aimants permanents 7 et 8 de 1, 41 Tesla. Les lignes du champ magnétique circulant dans ce générateur de champ magnétique 1 sont illustrées à la figure 2. On constate en effet que ces lignes sont nombreuses et prépondérantes dans l'entrefer 3 dans lequel est disposé un élément magnétocalorique 4. Such a configuration makes it possible to obtain an intense field in the gap 3 with few magnets and magnets of easy configuration, presenting a low cost price. By way of example, in the magnetic field generator 1 according to the invention, a magnetic field of 1.22 Tesla is obtained in the gap 3 of thickness e equal to 16 millimeters and permanent magnets 7 and 8 of 1.41 Tesla. The lines of the magnetic field flowing in this magnetic field generator 1 are illustrated in FIG. 2. It can be seen that these lines are numerous and predominant in the gap 3 in which a magnetocaloric element 4 is arranged.

Dans le générateur de champ magnétique 10 représenté à la figure 3, les deux pôles magnétiques 5 et 6 peuvent être disposés selon un écart variable permettant d'ajuster l'épaisseur e de l'entrefer 3 en fonction de celle de l'élément magnétocalorique 4 et également l'intensité du champ magnétique. Cet ajustement est réalisé par l'intermédiaire des deux armatures de montage 15 qui sont constituées chacune par deux parties 18 et 19 dont l'écartement est ajustable par un système à vis ou tout autre moyen approprié. In the magnetic field generator 10 shown in FIG. 3, the two magnetic poles 5 and 6 may be arranged according to a variable variation making it possible to adjust the thickness e of the gap 3 as a function of that of the magnetocaloric element 4 and also the intensity of the magnetic field. This adjustment is achieved through the two mounting frames 15 which each consist of two parts 18 and 19 whose spacing is adjustable by a screw system or other suitable means.

Les figures 9A, 9B, 10A, 10B, 11A, 1lB et 12 représentent les différentes étapes de montage du générateur de champ magnétique 10 décrit en relation avec la figure 3. FIGS. 9A, 9B, 10A, 10B, 11A, 11B and 12 show the various steps of mounting of the magnetic field generator 10 described with reference to FIG.

Une première étape de montage (étape i) représentée dans les figures 9A et 9B consiste à fixer par collage ou tout moyen équivalent la face d'un aimant latéral 7 à une partie 18, 19 d'une armature de montage 15. Cette étape est réalisée pour les quatre aimants latéraux 7 du générateur de champ magnétique 10. Une deuxième étape (étape ii) représentée dans les figures 10A et 10B consiste à relier entre eux par bridage, vissage ou tout moyen équivalent, un élément ferromagnétique 9 de section quadrangulaire à un dispositif de fixation 11, 12 en matière ferromagnétique en y interposant un aimant opposé 8, cet aimant opposé 8 pouvant être en appui simple ou partiellement encastré dans ledit dispositif de fixation 1l, 12. Ces deux étapes i) et ii) peuvent être réalisées indépendamment dans n'importe quel ordre. A first mounting step (step i) shown in FIGS. 9A and 9B consists in fixing by bonding or any equivalent means the face of a lateral magnet 7 to a part 18, 19 of a mounting frame 15. This step is performed for the four lateral magnets 7 of the magnetic field generator 10. A second step (step ii) shown in FIGS. 10A and 10B consists of interconnecting by clamping, screwing or any equivalent means, a ferromagnetic element 9 of quadrangular section to a fastening device 11, 12 of ferromagnetic material by interposing an opposing magnet 8, this opposite magnet 8 being able to be in simple abutment or partially embedded in said fixing device 11, 12. These two steps i) and ii) can be realized independently in any order.

L'étape suivante (étape iii) représentée dans les figures 11A et 11B consiste à relier les sous-ensembles issus des étapes i) et ii) de sorte que chaque aimant latéral 7 comporte une surface en contact avec l'élément ferromagnétique 9 et une surface en contact avec l'aimant opposé 8 et que chaque partie 18, 19 d'une armature de montage 15 présente une surface en contact avec un dispositif de fixation 11, 12. Ici également une fixation par vissage est réalisée entre chaque dispositif de fixation 11, 12 et la partie 18, 19 correspondante des armatures de montage 15. L'on obtient ainsi deux ensembles 24, 25. The next step (step iii) shown in FIGS. 11A and 11B consists in connecting the subsets derived from steps i) and ii) so that each lateral magnet 7 comprises a surface in contact with the ferromagnetic element 9 and a surface in contact with the opposite magnet 8 and that each portion 18, 19 of a mounting frame 15 has a surface in contact with a fixing device 11, 12. Here also a screw fixing is performed between each fixing device 11, 12 and the corresponding part 18, 19 of the mounting frames 15. Thus two sets 24, 25 are obtained.

La dernière étape représentée schématiquement à la figure 12 consiste à positionner lesdits ensembles 24, 25 l'un en face de l'autre, alignés dans leur axe de symétrie, et à les déplacer par un mouvement de translation de l'un par rapport à l'autre parallèlement au plan de symétrie P de sorte que les parties 18 et 19 des deux armatures de montage 15 accostent simultanément et s'auto-positionnent, pour amener les deux éléments ferromagnétiques 9 face à face et former l'entrefer 3. The last step shown diagrammatically in FIG. 12 consists in positioning said assemblies 24, 25 facing each other, aligned in their axis of symmetry, and moving them by a translation movement of the one relative to the other parallel to the plane of symmetry P so that the parts 18 and 19 of the two mounting plates 15 accost simultaneously and self-position, to bring the two ferromagnetic elements 9 face to face and form the gap 3.

La fixation des deux ensembles 24, 25 l'un par rapport à l'autre peut être réalisée avec ajustement variable de la distance les séparant en prévoyant un cale 13 (cf. fig. 4) ou un système de réglage à vis ou similaire. The fixing of the two assemblies 24, 25 relative to one another can be carried out with variable adjustment of the distance separating them by providing a shim 13 (see FIG 4) or a screw adjustment system or the like.

Les figures 4 et 5 représentent un générateur de champ magnétique 20 selon une autre variante de réalisation. Ce générateur de champ magnétique 20 présente les mêmes avantages et une même intensité de champ magnétique dans l'entrefer 3 que ceux relatifs aux générateurs de champ magnétique 1, 10 représentés dans les figures 1 à 3. Figures 4 and 5 show a magnetic field generator 20 according to another embodiment. This magnetic field generator 20 has the same advantages and the same magnetic field strength in the gap 3 as those relating to the magnetic field generators 1, 10 shown in FIGS. 1 to 3.

Il se distingue du générateur de champ magnétique 10 de la figure 3 par la présence d'une cale 13 disposée entre les parties 18 et 19 de l'armature de montage 15 dont l'épaisseur est choisie en fonction de l'entrefer 3. Il se distingue également par la présence d'un bossage 17 réalisé dans chaque dispositif de fixation 1l, 12 au niveau des zones adjacentes aux surfaces de contact entre chaque armature de montage 15 et un aimant opposé 8. Ces bossages 17 permettent d'éviter une éventuelle saturation de champ magnétique dans lesdits dispositifs de fixation 11, 12 et permettent donc de garantir un champ magnétique maximal dans l'entrefer 3. La figure 5 illustre le champ magnétique dans ledit générateur de champ magnétique 20 dans lequel l'écartement entre les deux parties 18 et 19 de chaque armature de montage 15 est nul. 12 La figure 6 représente un générateur de champ magnétique 30 selon encore une autre variante de réalisation. Ce générateur de champ magnétique 30 permet encore d'accroitre le champ magnétique dans l'entrefer 3 afin d'atteindre 1,36 Tesla. Il se distingue du générateur de champ magnétique 20 représenté dans les figures 4 et 5 par le fait que la paroi intérieure de chaque armature de montage 15 comprend un aimant permanent 21 dont la direction et le sens d'aimantation sont identiques à ceux des aimants opposés 8. It differs from the magnetic field generator 10 of FIG. 3 by the presence of a shim 13 disposed between the parts 18 and 19 of the mounting armature 15, the thickness of which is chosen as a function of the air gap 3. is also distinguished by the presence of a boss 17 made in each fixing device 11, 12 at the areas adjacent to the contact surfaces between each mounting frame 15 and an opposite magnet 8. These bosses 17 can avoid a possible saturation of the magnetic field in said fixing devices 11, 12 and thus make it possible to guarantee a maximum magnetic field in the gap 3. FIG. 5 illustrates the magnetic field in said magnetic field generator 20 in which the spacing between the two parts 18 and 19 of each mounting frame 15 is zero. Figure 6 shows a magnetic field generator 30 according to yet another alternative embodiment. This magnetic field generator 30 further increases the magnetic field in the gap 3 to 1.36 Tesla. It differs from the magnetic field generator 20 shown in Figures 4 and 5 in that the inner wall of each mounting frame 15 comprises a permanent magnet 21 whose direction and direction of magnetization are identical to those of the opposite magnets 8.

Dans le générateur de champ magnétique 30 illustré à la figure 6, le ou les éléments magnétocaloriques 4 sont destinés à se déplacer dans la direction perpendiculaire à celle de leur déplacement dans le générateur de champ magnétique 1, 10 représenté dans les figures 1 à 3. Il est toutefois également possible d'aménager un volume pour positionner lesdits éléments magnétocaloriques 4 dans l'enceinte de ce générateur de champ magnétique 30. Un tel aménagement peut être facilement obtenu en modifiant la forme des deux armatures de montage 15, par exemple en leur affectant une forme plus arquée que celle représentée dans la figure 6. In the magnetic field generator 30 illustrated in FIG. 6, the magnetocaloric element or elements 4 are intended to move in the direction perpendicular to that of their displacement in the magnetic field generator 1, 10 represented in FIGS. 1 to 3. However, it is also possible to arrange a volume for positioning said magnetocaloric elements 4 in the enclosure of this magnetic field generator 30. Such an arrangement can be easily obtained by modifying the shape of the two mounting plates 15, for example by their affecting a more arcuate shape than that shown in Figure 6.

Le générateur de champ magnétique 40 représenté à la figure 7 se distingue de celui de la figure 6 par le fait qu'il comprend deux entrefers 13 et 23. Un aimant 14 dont la direction et le sens d'aimantation est identique à ceux des aimants opposés 8 est positionné entre les deux éléments ferromagnétiques 9 de la structure magnétisante 2. Cet aimant 14 peut être remplacé par une pièce ferromagnétique. Le maintien en position de cet aimant ou de cette pièce 14 peut être réalisé par l'intermédiaire d'une matière thermoplastique ou par tout autre dispositif équivalent, magnétique ou amagnétique. Cet aimant ou cette pièce 14 forme ainsi avec chaque élément ferromagnétique 9 un entrefer 13, 23. The magnetic field generator 40 shown in FIG. 7 differs from that of FIG. 6 in that it comprises two gaps 13 and 23. A magnet 14 whose direction and direction of magnetization is identical to those of the magnets. opposed 8 is positioned between the two ferromagnetic elements 9 of the magnetizing structure 2. This magnet 14 can be replaced by a ferromagnetic part. The holding in position of this magnet or of this part 14 can be achieved by means of a thermoplastic material or by any other equivalent device, magnetic or nonmagnetic. This magnet or this part 14 thus forms with each ferromagnetic element 9 a gap 13, 23.

L'avantage de cette configuration réside dans le fait que pour un encombrement et un poids sensiblement équivalents à ceux des générateurs de champ magnétiques 1, 10, 20 et 30 déjà décrits il est possible d'obtenir deux entrefers 13, 23 susceptibles de solliciter plus d'éléments magnétocaloriques 4 et donc d'accroître le rendement d'un appareil thermique comprenant ledit générateur de champ magnétique 40. The advantage of this configuration lies in the fact that for a space and a weight substantially equivalent to those of the magnetic field generators 1, 10, 20 and 30 already described it is possible to obtain two air gaps 13, 23 may solicit more of magnetocaloric elements 4 and thus to increase the efficiency of a thermal apparatus comprising said magnetic field generator 40.

Le générateur 50 de champ magnétique représenté à la figure 8 comporte, quant à lui, deux structures magnétisantes 2 identiques et disposées côte à côte. Pour obtenir un champ magnétique maximal dans l'entrefer 3 de chaque structure magnétisante 2, il est nécessaire que le premier pôle magnétique 5 d'une structure magnétisante 2 soit disposé à côté du second pôle magnétique 6 de l'autre structure magnétisante 2. Cela permet de réaliser une boucle magnétique entre les deux structures magnétisantes 2. Dans cette configuration, les armatures de montage 16 sont réalisées en une matière amagnétique. The generator 50 of magnetic field shown in Figure 8 comprises, meanwhile, two magnetizing structures 2 identical and arranged side by side. To obtain a maximum magnetic field in the air gap 3 of each magnetizing structure 2, it is necessary for the first magnetic pole 5 of a magnetizing structure 2 to be arranged next to the second magnetic pole 6 of the other magnetizing structure 2. allows for a magnetic loop between the two magnetizing structures 2. In this configuration, the mounting frames 16 are made of a non-magnetic material.

Cette configuration permet également de solliciter magnétiquement plus d'éléments magnétocaloriques 4 et donc d'accroître le rendement d'un appareil thermique comprenant ledit générateur de champ magnétique 50. This configuration also makes it possible to magnetically solicit more magnetocaloric elements 4 and thus to increase the efficiency of a thermal apparatus comprising said magnetic field generator 50.

La configuration du générateur de champ magnétique 1, 10, 20, 30, 40, 50 selon l'invention permet d'utiliser des aimants permanents 7, 8, 14 dont la forme est aisée à réaliser et dont l'aimantation est anisotrope. The configuration of the magnetic field generator 1, 10, 20, 30, 40, 50 according to the invention makes it possible to use permanent magnets 7, 8, 14 whose shape is easy to produce and whose magnetization is anisotropic.

Les générateurs de champ magnétique 1, 10, 20, 30, 40 et 50 illustrés par l'ensemble des figures sont destinés à être intégrés dans un appareil thermique comportant au moins un élément magnétocalorique 4. Cet élément magnétocalorique 4 peut être constitué par un ou plusieurs matériaux magnétocaloriques 4 et est traversé ou en contact par un fluide caloporteur circulant de manière alternée en direction d'une première extrémité dudit élément magnétocalorique 4 puis en direction de sa deuxième extrémité, de manière synchronisée avec le changement de position dudit élément magnétocalorique 4, dans et hors de l'entrefer 3. The magnetic field generators 1, 10, 20, 30, 40 and 50 illustrated by all the figures are intended to be integrated in a thermal apparatus comprising at least one magnetocaloric element 4. This magnetocaloric element 4 may be constituted by one or a plurality of magnetocaloric materials 4 and is traversed or in contact by a heat transfer fluid circulating alternately towards a first end of said magnetocaloric element 4 and then towards its second end, in a manner synchronized with the change of position of said magnetocaloric element 4, in and out of the gap 3.

De préférence, l'élément magnétocalorique 4 est monté coulissant dans l'entrefer 3, 13, 23 du générateur de champ magnétique et entraîné selon un déplacement de translation de va-et-vient ou de rotation continue. Possibilités d'application industrielle : Preferably, the magnetocaloric element 4 is slidably mounted in the air gap 3, 13, 23 of the magnetic field generator and driven in a reciprocating translation movement or continuous rotation. Possibilities of industrial application:

Il ressort clairement de cette description que l'invention permet d'atteindre les buts fixés, à savoir proposer un générateur de champ magnétique dont la réalisation est 10 structurellement simple et économique et qui permet d'obtenir un champ magnétique important avec relativement peu de matière aimantée. Un tel générateur peut notamment trouver une application aussi bien industrielle que domestique lorsqu'il est intégré dans un appareil thermique magnétocalorique destiné à être exploité dans le domaine du chauffage, de la climatisation, du tempérage, du refroidissement ou 15 autres, à des coûts compétitifs et avec un faible encombrement. It is clear from this description that the invention makes it possible to achieve the goals set, namely to propose a magnetic field generator whose construction is structurally simple and economical and which makes it possible to obtain a large magnetic field with relatively little material. magnetized. Such a generator can in particular find an industrial as well as a domestic application when it is integrated in a magnetocaloric heat device intended to be used in the field of heating, air conditioning, tempering, cooling or others, at competitive costs. and with a small footprint.

La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits mais s'étend à toute modification et variante évidentes pour un homme du métier tout en restant dans l'étendue de la protection définie dans les revendications annexées.5 The present invention is not limited to the embodiments described but extends to any modification and variant obvious to a person skilled in the art while remaining within the scope of protection defined in the appended claims.

Claims (19)

REVENDICATIONS1. Générateur de champ magnétique (1, 10, 20, 30, 40, 50) pour un appareil thermique magnétocalorique, ledit générateur de champ magnétique (1, 10, 20, 30, 40, 50) comprenant au moins une structure magnétisante (2) créant un champ magnétique constant dans au moins un entrefer (3) dans lequel est disposé au moins un élément magnétocalorique (4), ladite structure magnétisante (2) comportant un premier (5) et un deuxième (6) pôles magnétiques disposés en regard l'un de l'autre de part d'autre d'un plan de symétrie (P) et constitués chacun par un assemblage d'aimants permanents (7, 8) et d'un élément ferromagnétique (9), générateur de champ magnétique caractérisé en ce que ledit élément ferromagnétique (9) présente une face (Fl) en saillie par rapport à l'assemblage formant ledit pôle magnétique (5, 6) et en ce que les deux éléments ferromagnétiques (9) de ladite structure magnétisante (2) sont disposés face à face avec un écartement formant ledit au moins un entrefer (3, 13, 23) de ladite structure magnétisante (2). REVENDICATIONS1. Magnetic field generator (1, 10, 20, 30, 40, 50) for a magnetocaloric thermal apparatus, said magnetic field generator (1, 10, 20, 30, 40, 50) comprising at least one magnetising structure (2) creating a constant magnetic field in at least one air gap (3) in which at least one magnetocaloric element (4) is arranged, said magnetising structure (2) having a first (5) and a second (6) magnetic poles arranged facing each other each other on each side of a plane of symmetry (P) and each constituted by an assembly of permanent magnets (7, 8) and a ferromagnetic element (9), a magnetic field generator characterized in that said ferromagnetic element (9) has a surface (Fl) protruding from the assembly forming said magnetic pole (5, 6) and in that the two ferromagnetic elements (9) of said magnetizing structure (2) are arranged face to face with a spacing forming minus one gap (3, 13, 23) of said magnetizing structure (2). 2. Générateur, selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans chaque pôle magnétique (5, 6), ledit élément ferromagnétique (9) comporte une section transversale quadrangulaire et en ce que chacune de ses trois faces (F2, F3, F4) situées hors dudit entrefer (3, 13, 23) est en contact avec une face d'un aimant permanent (7, 8) correspondant. 2. Generator according to claim 1, characterized in that, in each magnetic pole (5, 6), said ferromagnetic element (9) has a quadrangular cross section and in that each of its three faces (F2, F3, F4 ) outside said gap (3, 13, 23) is in contact with a face of a corresponding permanent magnet (7, 8). 3. Générateur, selon la revendication 2, caractérisé en ce que les faces (F2, F4) de l'élément ferromagnétique (9) sont sensiblement perpendiculaires à la face (F1) située dans ledit entrefer (3, 13, 23) et sont en contact avec une face d'un aimant permanent dit aimant latéral (7) dont la direction d'aimantation est sensiblement perpendiculaire auxdites faces perpendiculaires (F2, F4). 16 3. Generator according to claim 2, characterized in that the faces (F2, F4) of the ferromagnetic element (9) are substantially perpendicular to the face (F1) located in said gap (3, 13, 23) and are in contact with a face of a permanent magnet said lateral magnet (7) whose magnetization direction is substantially perpendicular to said perpendicular faces (F2, F4). 16 4. Générateur, selon la revendication 2, caractérisé en ce que la face (F3) de l'élémentferromagnétique (9), opposée à la face (F1) située dans ledit entrefer (3, 13, 23) et dite face opposée (F3), est en contact avec un aimant permanent dit aimant opposé (8) dont la direction d'aimantation est sensiblement perpendiculaire à ladite face opposée (F3). 4. Generator according to claim 2, characterized in that the face (F3) of the ferromagnetic element (9), opposite to the face (F1) located in said gap (3, 13, 23) and said opposite face (F3 ), is in contact with a permanent magnet said opposite magnet (8) whose magnetization direction is substantially perpendicular to said opposite face (F3). 5. Générateur, selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les faces des aimants permanents (7, 8) et de l'élément ferromagnétique (9) qui sont en contact sont de forme et de dimension identiques. 10 5. Generator according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the faces of the permanent magnets (7, 8) and the ferromagnetic element (9) which are in contact are of identical shape and size. 10 6. Générateur, selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que, dans le premier pôle magnétique (5), le sens d'aimantation des aimants latéraux (7) et de l'aimant opposé (8) est orienté à l'opposé de l'élément ferromagnétique (9) et en ce que, dans le second pôle magnétique (6), le sens d'aimantation des aimants latéraux (7) est orienté vers l'élément ferromagnétique (9) dans un sens opposé à celui des aimants 15 latéraux (7) du premier pôle magnétique (5) et le sens d'aimantation dans l'aimant opposé (8) étant le même que celui de l'aimant opposé (8) du premier pôle magnétique (5). Generator according to claims 3 and 4, characterized in that in the first magnetic pole (5) the direction of magnetisation of the side magnets (7) and the opposite magnet (8) is oriented at the opposite to the ferromagnetic element (9) and in that, in the second magnetic pole (6), the magnetization direction of the lateral magnets (7) is oriented towards the ferromagnetic element (9) in a direction opposite to that lateral magnets (7) of the first magnetic pole (5) and the magnetization direction in the opposite magnet (8) being the same as that of the opposite magnet (8) of the first magnetic pole (5). 7. Générateur, selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que, 20 dans chaque pôle magnétique (5, 6), les aimants latéraux (7) ont une section transversale parallélépipédique et les aimants opposés (8) présentent deux faces en contact avec des faces correspondantes des aimants latéraux (7) et sont de forme et de dimension identiques. 25 7. Generator according to any one of claims 2 to 6, characterized in that in each magnetic pole (5, 6) the lateral magnets (7) have a parallelepipedal cross-section and the opposing magnets (8) have two faces in contact with corresponding faces of the side magnets (7) and are of identical shape and size. 25 8. Générateur, selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que lesdits premier (5) et second (6) pôles magnétiques comportent respectivement un premier (11) et un second (12) dispositifs de fixation conducteurs de champ magnétique réalisés en un matériau ferromagnétique et présentant une surface de contact avec une face correspondante de l'aimant opposé (8) desdits premier (5) et5second (6) pôles magnétiques. 8. Generator according to any one of claims 2 to 7, characterized in that said first (5) and second (6) magnetic poles respectively comprise a first (11) and second (12) field-conducting attachment devices magnetic material made of a ferromagnetic material and having a contact surface with a corresponding face of the opposite magnet (8) of said first (5) and second (6) magnetic poles. 9. Générateur, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'un aimant ou une pièce ferromagnétique (14) est disposé dans le plan (P), entre lesdits premier (5) et second (6) pôles magnétiques et forme un entrefer (13, 23) avec chacune des deux faces (F 1) correspondantes des éléments ferromagnétiques (9) desdits premier (5) et second (6) pôles magnétiques. 9. Generator according to any one of the preceding claims, characterized in that a magnet or a ferromagnetic part (14) is arranged in the plane (P) between said first (5) and second (6) magnetic poles and forms an air gap (13, 23) with each of the two corresponding faces (F 1) of the ferromagnetic elements (9) of said first (5) and second (6) magnetic poles. 10. Générateur, selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte deux armatures de montage (15, 16) fermant latéralement ledit générateur de champ magnétique (1, 10, 20, 30, 40, 50) et disposées dans un plan sensiblement perpendiculaire au plan de symétrie (P). 10. Generator according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises two mounting frames (15, 16) laterally closing said magnetic field generator (1, 10, 20, 30, 40, 50) and disposed in a plane substantially perpendicular to the plane of symmetry (P). 11. Générateur, selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comprend une unique structure magnétisante (2) et en ce que lesdites armatures de montage (15) sont en une matière ferromagnétique et relient latéralement lesdits premier (5) et second (6) pôles magnétiques. 11. Generator according to claim 10, characterized in that it comprises a single magnetizing structure (2) and in that said mounting plates (15) are made of a ferromagnetic material and laterally connect said first (5) and second ( 6) magnetic poles. 12. Générateur, selon la revendication 10, caractérisé en ce que qu'il comprend au moins deux structures magnétisantes (2) disposées côte à côte et en ce que lesdites armatures de montages (16) sont en une matière amagnétique. 12. Generator according to claim 10, characterized in that it comprises at least two magnetizing structures (2) arranged side by side and in that said mounting frames (16) are made of a non-magnetic material. 13. Générateur, selon la revendication 1l, caractérisé en ce que lesdites armatures de montage (15) sont en contact avec un aimant opposé (8) et un aimant latéral (7) desdits premier et second pôle magnétiques (5, 6) et en ce que lesdits dispositifs de fixation (11, 12) présentent un bossage (17) dans les deux zones adjacentes aux surfaces de contact entre chaque armature de montage (15) et l'aimant opposé (8) correspondant. 18 13. Generator according to claim 11, characterized in that said mounting plates (15) are in contact with an opposite magnet (8) and a lateral magnet (7) of said first and second magnetic poles (5, 6) and said fixing devices (11, 12) have a boss (17) in the two areas adjacent to the contact surfaces between each mounting frame (15) and the corresponding opposing magnet (8). 18 14. Générateur, selon la revendication 1l, caractérisé en ce que lesdites armatures de montage (15) sont constituées de deux parties (18 et 19) reliées entre elles selon un écartement ajustable. 14. Generator according to claim 11, characterized in that said mounting frames (15) consist of two parts (18 and 19) interconnected in an adjustable spacing. 15. Générateur, selon la revendication 1l, caractérisé en ce que chaque armature de montage (15) comporte un aimant permanent (21) sur sa paroi latérale située en regard de ladite structure magnétisante (2) et dont la direction et le sens d'aimantation dudit aimant permanent (21) sont identiques à ceux des aimants opposés (7) de ladite structure magnétisante (2). 15. Generator according to claim 11, characterized in that each mounting armature (15) comprises a permanent magnet (21) on its side wall facing said magnetizing structure (2) and whose direction and direction of rotation. magnetization of said permanent magnet (21) are identical to those of the opposite magnets (7) of said magnetizing structure (2). 16. Procédé de montage d'un générateur de champ magnétique (1) pour un appareil thermique magnétocalorique, caractérisé en ce qu'il consiste à : a) réaliser un premier ensemble (24) comportant un premier pôle magnétique (5) et une première partie (18) de deux armatures de montage (15), b) réaliser un deuxième ensemble (25) comportant un second pôle magnétique (6) et l'autre partie (19) desdites deux armatures de montage (15), c) disposer lesdits deux ensembles (24, 25) l'un en face de l'autre de manière à former un entrefer (3) par un mouvement de translation de l'un par rapport à l'autre parallèlement à un plan de symétrie (P). 16. A method of mounting a magnetic field generator (1) for a magnetocaloric thermal apparatus, characterized in that it consists in: a) producing a first assembly (24) comprising a first magnetic pole (5) and a first portion (18) of two mounting frames (15), b) providing a second assembly (25) having a second magnetic pole (6) and the other portion (19) of said two mounting frames (15), c) having said two assemblies (24, 25) facing each other so as to form an air gap (3) by translational movement of one with respect to the other parallel to a plane of symmetry (P) . 17. Procédé, selon la revendication 16, caractérisé en ce que les étapes a) et b) consistent à : i) relier un élément ferromagnétique (9) de section quadrangulaire à un dispositif de fixation (11, 12) conducteur de champ magnétique en y interposant un aimant permanent (8) dit aimant opposé, ii) relier chacun des deux aimants permanents (7) à section parallélépipédique dits aimants latéraux à une partie (18, 19) de deux armatures de montage (15), iii) puis relier ensemble les sous-ensembles issus de a) et b) de sorte que chaque aimant latéral (7) comporte une surface en contact avec l'élément ferromagnétique (9)et une surface en contact avec l'aimant opposé (8) et que chaque partie (18, 19) des deux armatures de montage (15) présente une surface en contact avec un dispositif de fixation (1l, 12). 17. Method according to claim 16, characterized in that the steps a) and b) consist in: i) connecting a ferromagnetic element (9) of quadrangular section to a fixing device (11, 12) conducting magnetic field in interposing a permanent magnet (8) said opposing magnet, ii) connecting each of the two permanent magnets (7) of parallelepipedal section called side magnets to a portion (18, 19) of two mounting frames (15), iii) and then connect together the subsets from a) and b) so that each side magnet (7) has a surface in contact with the ferromagnetic element (9) and a surface in contact with the opposite magnet (8) and that each part (18, 19) of the two mounting plates (15) has a surface in contact with a fixing device (11, 12). 18. Procédé, selon la revendication 17, caractérisé en ce que l'étape i) est réalisée par vissage, en ce que l'étape ii) est réalisée par collage et en ce que l'étape iii) est réalisée par vissage dudit dispositif (11, 12) de fixation à ladite partie (18, 18. A method according to claim 17, characterized in that step i) is carried out by screwing, in that step ii) is carried out by gluing and in that step iii) is performed by screwing said device Fixing (11, 12) to said portion (18, 19) desdites armatures de montage (15). 19) of said mounting frames (15).
FR1056605A 2010-08-16 2010-08-16 MAGNETIC FIELD GENERATOR FOR MAGNETOCALORIC THERMAL APPARATUS AND METHOD OF MOUNTING SUCH A GENERATOR Active FR2963824B1 (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1056605A FR2963824B1 (en) 2010-08-16 2010-08-16 MAGNETIC FIELD GENERATOR FOR MAGNETOCALORIC THERMAL APPARATUS AND METHOD OF MOUNTING SUCH A GENERATOR
CN201180039457.8A CN103262184B (en) 2010-08-16 2011-08-03 Magnetic field generator for the hot thermal of magnetic
PCT/FR2011/000455 WO2012022857A1 (en) 2010-08-16 2011-08-03 Magnetic-field generator for a magnetocaloric thermal device
ES11755369.3T ES2546312T3 (en) 2010-08-16 2011-08-03 Magnetic field generator for magnetocaloric thermal apparatus
EP11755369.3A EP2606495B8 (en) 2010-08-16 2011-08-03 Magnetic-field generator for a magnetocaloric thermal device
PL11755369T PL2606495T3 (en) 2010-08-16 2011-09-03 Magnetic-field generator for a magnetocaloric thermal device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1056605A FR2963824B1 (en) 2010-08-16 2010-08-16 MAGNETIC FIELD GENERATOR FOR MAGNETOCALORIC THERMAL APPARATUS AND METHOD OF MOUNTING SUCH A GENERATOR

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2963824A1 true FR2963824A1 (en) 2012-02-17
FR2963824B1 FR2963824B1 (en) 2016-07-29

Family

ID=44121474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR1056605A Active FR2963824B1 (en) 2010-08-16 2010-08-16 MAGNETIC FIELD GENERATOR FOR MAGNETOCALORIC THERMAL APPARATUS AND METHOD OF MOUNTING SUCH A GENERATOR

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2963824B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109269144A (en) * 2018-10-15 2019-01-25 珠海格力电器股份有限公司 A kind of magnetic refrigerator
CN109282518A (en) * 2018-11-19 2019-01-29 珠海格力电器股份有限公司 Magnetic refrigerator, working medium bed of magnetic and magnetic working medium component
CN112967857A (en) * 2020-04-17 2021-06-15 北京中科三环高技术股份有限公司 Permanent magnet device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0402548A1 (en) * 1989-06-16 1990-12-19 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Magnetic field generating device for ESR system
SU1666887A1 (en) * 1988-11-04 1991-07-30 Предприятие П/Я М-5727 Magnetocaloric refrigerator
US20050242912A1 (en) * 2004-02-03 2005-11-03 Astronautics Corporation Of America Permanent magnet assembly
US7038565B1 (en) * 2003-06-09 2006-05-02 Astronautics Corporation Of America Rotating dipole permanent magnet assembly
EP1847788A1 (en) * 2001-12-12 2007-10-24 Astronautics Corporation Of America Rotating magnet magnetic refrigerator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1666887A1 (en) * 1988-11-04 1991-07-30 Предприятие П/Я М-5727 Magnetocaloric refrigerator
EP0402548A1 (en) * 1989-06-16 1990-12-19 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Magnetic field generating device for ESR system
EP1847788A1 (en) * 2001-12-12 2007-10-24 Astronautics Corporation Of America Rotating magnet magnetic refrigerator
US7038565B1 (en) * 2003-06-09 2006-05-02 Astronautics Corporation Of America Rotating dipole permanent magnet assembly
US20050242912A1 (en) * 2004-02-03 2005-11-03 Astronautics Corporation Of America Permanent magnet assembly

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE WPI Week 199220, Derwent World Patents Index; AN 1992-165136, XP002642250 *
LEE S J ET AL: "Design of Permanent-Magnet Field Source for Rotary-Magnetic Refrigeration Systems", IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, IEEE SERVICE CENTER, NEW YORK, NY, US, vol. 38, no. 5, 1 September 2002 (2002-09-01), XP011075475, ISSN: 0018-9464 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109269144A (en) * 2018-10-15 2019-01-25 珠海格力电器股份有限公司 A kind of magnetic refrigerator
CN109269144B (en) * 2018-10-15 2024-04-05 珠海格力电器股份有限公司 Magnetic refrigerator
CN109282518A (en) * 2018-11-19 2019-01-29 珠海格力电器股份有限公司 Magnetic refrigerator, working medium bed of magnetic and magnetic working medium component
CN112967857A (en) * 2020-04-17 2021-06-15 北京中科三环高技术股份有限公司 Permanent magnet device
CN112967857B (en) * 2020-04-17 2023-12-15 北京中科三环高技术股份有限公司 Permanent magnet device

Also Published As

Publication number Publication date
FR2963824B1 (en) 2016-07-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2878000B1 (en) Magnetic field generator for a magnetocaloric thermal device, and magnetocaloric thermal device equipped with such a generator
EP2771628B1 (en) Magnetocaloric heat generator
FR3028927A1 (en) MAGNETOCALORIC THERMAL APPARATUS
FR3074872B1 (en) COMPACT ADJUSTMENT VALVE
EP2820361B1 (en) Magnetic field generator for magnetocaloric thermal appliance
EP2783170A1 (en) Magnetocaloric heat generator
FR2936363A1 (en) THERMAL GENERATOR WITH MAGNETOCALORIC MATERIAL
CH701267A1 (en) Magnetic field generator and device with said magnetocaloric generator magnetic field.
EP2399087A1 (en) Magnetocaloric heat generator
CA2929855C (en) Magnetocaloric heat apparatus
EP2606495B1 (en) Magnetic-field generator for a magnetocaloric thermal device
FR2963824A1 (en) Magnetic field generator for magnetocaloric thermal apparatus utilized in e.g. heating field, has magnetizing structure creating constant magnetic field in air gap, and ferromagnetic elements placed face to face with spacing forming air gap
WO2017149434A1 (en) Method for generating a magnetic field and magnetic field generator
EP2399088A1 (en) Magnetocaloric heat generator
EP3087329B1 (en) Magnetocaloric thermal generator and method of cooling same
EP4016816A1 (en) Assembly comprising an electric machine, an inverter and an interconnector
EP2553693B1 (en) Magnetocaloric thermal device that includes a magnetic field generator
CH703452A1 (en) Magnetic field generator and device with said magnetocaloric generator magnetic field.
FR2963823A1 (en) Magnetocaloric thermal instrument for use in e.g. cooling system, has body forming deflector to capture and direct body toward magnetic arrangement to allow flow of magnetic field to be appeared outside air-gap
FR3053448A1 (en) MAGNETOCALORIC THERMAL APPARATUS
FR2868621A1 (en) Electromagnetic retarder for e.g. bus, has connecting studs installed in cooling chamber walls, and having projecting part extending in chamber to create turbulences in cooling liquid, where studs permit to evacuate heat at stator surface

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 6

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 7

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 8