JP2006512556A

JP2006512556A - 電磁熱効果による冷気及び熱の連続生成方法および装置

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Publication number: JP2006512556A
Application number: JP2004562427A
Authority: JP
Inventors: キタノヴスキー，アンドレイ; エゴルフ，ペーテル，ウイリアムズ; サリ，オスマン
Original assignee: エコールディ’インゲニエウルスドゥカントンデヴァウド
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2006-04-13
Also published as: WO2004059221A1; CH695836A5; EP1581774A1; AU2003286077A1; US7481064B2; US20070144181A1; CA2511541A1

Abstract

【課題】電磁熱効果による冷気及び熱の連続生成装置を提供する。
【解決手段】電磁熱効果による冷気及び熱の連続生成装置（１０）で、壁（１４）によって分離された２つの隣接する区画（１２，１３）に分割された１つの区域（１１）を含む。前記区域（１１）には少なくとも１種類の電磁熱材料から成る１つの回転要素（１５）、循環する第１の熱交換流体を伴う第1回路（１７ａ）および循環する第２の熱交換流体を伴う第２回路（１７ｂ）が含まれる。前記区域（１１）は、回転要素（１５）が配置される区画（１２）の領域に磁場を発生させるための磁気手段（１６）に接続される。前記回転要素が回転状態に設定されると、第１区画（１２）に配置された部分が磁化され、温度が上昇する。第２区画（１３）に入ると、前記部分の磁化率が低下し、温度が下がる。こうして生成される熱および冷気が、熱交換流体によって回収や然るべき目的向けの利用のため、熱（１９）および冷気（２２）の利用回路にそれぞれ伝達される。

Description

本発明は少なくとも1台の熱交換器を通る電磁熱効果による冷気および熱の連続生成のための方法に関する。

本発明はまた少なくとも1台の熱交換器を含む電磁熱効果による冷気および熱の連続生成のための装置に関する。

冷気生成の従来装置には、通常、温度を上げるように冷媒を圧縮するための1台のコンプレッサー及びこれを断熱して冷却するようにこの冷媒を減圧するための複数の膨張手段が含まれる。広く利用される冷媒は極度な汚染物質であるため、その利用には深刻な大気汚染の危険を孕んでいるという問題がある。この点から、これらの冷媒は環境に関してもはや実際の要求に応えない。

冷気を発生させるために磁気の効果を利用する装置は既に知られており、特に、米国特許４，６７４，２８８号には、コイルによって発生する磁場内を移動する磁化物質ならびにヘリウムを含み、前記コイルと熱伝導状態にある容器を含むヘリウム液化装置を利用した方法が記載されている。磁化物質の移動運動により良導体要素の媒介を通じてヘリウムに伝達される冷気を生成させる。

仏国公開特許Ａ−２，５２５，７４８号では磁化材料、変動磁場の発生装置並びに飽和した冷却液で満たされた箱を含む熱と冷気の運搬手段を含む磁気冷却装置が対象とされている。磁化材料は、冷気の運搬手段が冷媒の凝結により磁化材料から冷気を取り出す位置で冷気が生成されるとともに、熱の運搬手段が別の冷媒の沸騰により磁化材料から熱を取り出す別の位置では熱が生成される。

仏国特許公開Ａ−２，５８６，７９３号は、物質が磁気を帯びる時には熱を、磁気を失う時には冷気を発生させる物質、超電導コイルを含む変動する磁場の生成手段、および冷却成分を含む容器、を含む装置に関するものである。

これらの装置の効率は極めて低く、実際の冷却装置と対抗できない。

米国特許３，１０８，４４４号には、熱回路中、冷却回路中そして磁場を受ける空間中を交互に通る超伝導成分から構成される車を含む電磁熱冷却器具が説明されている。この器具の目的は４Ｋ（ケルビン）オーダーの極めて低い温度を発生させることにある。この機器のタイプは家庭用設備には適合せず、室温あるいは摂氏０度（０℃）付近では機能しない。

米国特許５，０９１，３６１号では逆電磁熱効果を利用するヒートポンプが対象とされている。前記ヒートポンプには交互に極めて強力な磁場にさらされる常磁性または強磁性材料が含まれる。このような装置は家庭用、例えば、０℃付近の温度で作動する従来の冷蔵機器には利用できない。
米国特許４，６７４，２８８号仏国公開特許Ａ−２，５２５，７４８号仏国特許公開Ａ−２，５８６，７９３号米国特許３，１０８，４４４号米国特許５，０９１，３６１号

本発明は汚染物質である冷却流体を使用せず、従ってこれまでの装置の欠点を解消した冷却方法および装置を提供し、既知の装置の欠点を補おうとするものである。

この目的は回転要素を含む区域の第１区画に接続された第１回路すなわち熱回路内を第１冷却液、および前記区域の第２区画に接続された第２回路すなわち冷却回路内を第２冷却液が循環し、前記両区画は１枚の仕切りによって並置して分離され、前記区域は少なくとも前記回転要素に対応する領域内で前記第1区画内に磁場を生じさせるために磁気手段に連結されるとともに、前記回転要素は磁場を受ける前記第1区画の中を通る時に温度の上昇を、また磁場を受けない前記第２区画の中を通る時には冷却を受けるために設けられる少なくとも1種類の電磁熱材料を含むこと、前記回路に配置され熱の利用回路に接続される第1熱交換器により前記第1回路から熱が取り出されること、そして、前記回路内に配置されて冷気の利用回路に接続される第２熱交換器により前記第２回路から冷気が取り出されることを特徴とする、序文で明らかにされた本発明による方法により達成される。

有利な方法では、区域の両区画内で第１および第２冷却液は同一方向あるいは逆方向に循環する。

前記第１および第２冷却液は、液体状態またはガス状態であることが可能である。これらの流体は、例えば、懸濁体、広く「スラリー」と呼ばれる泥土、ナノ流体、コロイド、あるいは類似の状態であることが可能である。

この方法では、前記区画の１つで冷気および熱を区別なく発生させるために区域の区画に関して磁気手段の位置が反転される。

この目的はまた序文で明らかにされたように、仕切りによって２つに分割された区域内に並列して存在する第１及び第２区画で、前記区域は前記第１および第２区画の中に同時にかつ部分的に位置するよう前記仕切りの平面内に配置される軸の周りに回転し、区画に関して横断方向に取付けられる回転要素を含む区域、前記区域の前記第１区画に接続されるとともに、第１冷却液が循環する第１熱交換器を含み、前記第1熱交換器が熱発生時に利用される回路（熱の利用回路）に接続される第１回路すなわち熱回路、前記区域の前記第２区画に接続されるとともに、第２冷却液が循環する第２熱交換器を含み、前記第２熱交換器は冷気発生時に利用される回路（冷気の利用回路）に接続される第２回路すなわち冷却回路、および、少なくとも、前記回転要素が磁場を受ける第１区画内を通る時に温度の上昇を、また磁場を受けない第２区画内を通るときには冷却を受けるために少なくとも１種類の電磁熱材料を含む前記回転要素に対応する領域で前記第１区画に磁気を発生させるための複数の磁気手段を含むことを特徴とする本発明による装置により達成される。

好ましい実施形態によると、前記磁気手段には永久磁石または電磁石、または磁場を発生させることが可能なその他任意の手段が含まれることが可能である。

これらはまた、一定あるいは変動する磁場を発生させるために配置されることが可能である。

本装置では前記磁気手段によって発生する磁場から第２区画を絶縁する絶縁磁場をつくるために、補完の磁気手段が含まれることが可能である。

有利な方法では、前記磁気手段は、前記区画の一区画に磁場を発生させる第１位置や、前記区画の別区画に磁場を生じさせる第２位置に配置が可能なように移動できる。

ある実施方法では、前記磁気手段に前記第１区画に磁場を生じさせるために設けられる第１電磁石、前記第２区画に磁場を生じさせるために設けられる第２電磁石、および、第１または第２電磁石をそれぞれ作動させるために設けられる複数の指令手段が含まれる。

第１及び第２熱交換器は、液体−液体、液体−ガス、およびガス−ガスのタイプの熱交換器により構成されるグループの中から選択されるのが好ましい。

好ましい実施形態では、第１回路は第１ポンプを含み、第２回路は第２ポンプを含み、これらのポンプは各区画の中の第１および第２冷却液をそれぞれ循環させるために設けられる。

すべての変型例において、回転要素には前記回転要素中の第１および第２冷却液の循環を可能にさせるために設けられる一連の貫通路が含まれる。

第１の実施形態によれば、前記回転要素には様々な電磁熱材料で製作される一連の積層円盤が含まれることが可能で、各円盤には隣接する１枚あるいはそれ以上の円盤の通路と行き来する一連の通路が含まれる。

第２の実施形態によれば、前記回転要素には様々な電磁熱材料で製作され嵌合される一連の中空円筒要素が含まれ、各円筒要素には一連の貫通通路が含まれる。

第３の実施形態では、前記回転要素には、様々な電磁熱材料で製作され嵌合される一連の角分割円筒が含まれ、これらの角分割円筒は断熱要素により、他から断熱されるとともに、各角分割円筒には一連の貫通路が含まれる。

前記回転要素はまた、電磁熱材料から製作される円筒形の唯一の要素から構成されることが可能で、前記円筒要素にはその両面上に到達する一連の通路が含まれる。

特別な実施方法では、前記回転要素には少なくとも１種類の電磁熱材料から構成される、ほぼ球形の粒群を含む、複数に仕切られた角分割円筒殻が含まれ、貫通路は粒群の中に作られる間隙により定まる。

貫通路は蜂の巣状の構造により、または複数の中空の管により定められることが可能である。

特別な実施のある形態では、前記貫通路は多孔部がつながれ、開放された多孔質構造により形成される。

従来の冷気生成装置では、冷媒が用いられていたが、前記冷媒は環境汚染物質であるため、その利用は深刻な問題となっている。しかし、本発明を実施することで、従来技術の抱える問題を解消した冷却方法及び装置の提供を可能にする、という効果を奏する。

発明の実施の形態

図１を参照すると、装置１０は仕切り１４によって並列に分離される第1区画１２および第２区画１３を含む区域１１を含む。この区域内に、前記仕切り１４のほぼ平面内に配置される軸９の周りに回転する車により構成される回転要素１５が設置される。第１回路１７aすなわち熱回路には区域の第１区画１２が接続され、第１熱交換器１８が含まれ、その中で第１冷却液が循環し、前記第１熱交換器１８は例えば、熱利用回路１９に接続されるか、または単に熱の排気に向けられる。第２回路１７ｂすなわち冷却回路は区域の第２区画１３に接続されるとともに、第２熱交換器２１を含み、その中で第２冷却液が循環し、前記第２熱交換器２１は例えば、冷気利用回路２２に接続されるかまたは冷却される区域と組合わされる。装置１０には第1区画１２中で、少なくとも回転要素１５に対応する領域内に磁場を発生させるために磁気手段１６が設けられる。第1ポンプ２３は第１回路１７a中に取付けられるとともに、前記第１回路中の第１冷却液を循環させ、第２ポンプ２４は第2回路１７ｂ中に取付けられ、前記第２回路中で第２冷却液を循環させる。

この実施形態の唯一の円筒要素から構成される回転要素１５は、同時にかつ部分的に前記第１区画１２および前記第２区画１３中に位置するよう２つの区画１２および１３に関して横断方向に取付けられる。この回転要素１５は少なくとも部分的に、少なくとも１種類の電磁熱材料で構成されるとともに、その両面に到達し、回転要素１５の両側に位置する各区画１２および１３の２ヶ所で、これらの間を行き来することを可能にする貫通路２５を含む。回転要素１５は適切な駆動モーターにより回転駆動される。その回転速度は前記２回路中および貫通路２５中の冷却液の循環速度に比べて遅い。この点で、磁場の範囲外にある回転要素１５の部分の中で、冷却される冷却液の非常に遅い部分だけが磁場を受ける領域内に浸透し、相互に浸透する。回転要素の媒介による片方の回路から他方の回路への流体の移動による「ロス」は少ない。

図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃは磁気手段１６の配置をより詳細に図示したものである。区域１１には仕切壁１１aが設けられるとともに、区域１１の中間部平面内に配置され、断熱材料で製作された、２つの区画１２および１３を区切るのに供される中央仕切り１４を含む。この仕切り１４は途中で途切れるが回転要素１５の回転軸９の平面内に配置される。２つの区画１２および１３の各端部は対応する冷却液の回路の導管に接続されるために開放されている。永久磁石や電磁石で構成可能な磁気手段１６が第1区画１２の中にある回転要素１５の部分の両側に配置される。この点で、これらの磁気手段１６は仕切り１４を通る中間平面の下あるいは接して配置されるのが好ましい。

回転要素１５は２つの区画１２および１３を分離する中間平面を通る軸９上で区域１１内に軸を共有して取付けられる。この軸９は駆動モーター（図示されず）により回転要素１５の回転を可能にするように配置される。回転要素１５の直径および区域１１の内径はこれらの装置がこれらの間に僅かな空間しか残さないように定められる。このことは装置１０の運転中にこの空間を通ることが可能な冷却液の流入を制限することを可能にする。この点に関して、回転要素の周辺上に継手のような流入防止要素を含めることが可能である。２つの区画１２および１３に漏れを防止するための継手を仕切り１４の内部縁上に配置することも可能である。回転要素１５の貫通路２５は、これらの通路が前記回転要素１５の両側に位置する各区画１２および１３の２ヶ所それぞれと行き来するように、これら２ヶ所の端部で要素１５の各面上に届く。これらの通路２５は蜂の巣タイプの胞状構造により定められるか、または回転要素１５の軸９に平行な中空管によって形成されることが可能である。これらは、また、回転要素１５の材料の多孔性構造により定められることができる。

図２Ｂおよび図２Ｃは装置１０の２種の異なる構造を示す。磁気手段１６は図２Ｂが示すように内壁１１aに一体化されたり、図２Ｃに示すようにこの内壁の外部に配置されたりする。

装置１０の機能は回転要素１５が駆動モーター（図示されず）によって回転させられる方法に基づいており、磁気手段１６によって発生する磁場内に位置する前記回転要素１５の部分は温度の上昇を受けて、そのエントロピーを失う。同時に、第１ポンプ１９により第２回路１７ｂの第２冷却液の反対方向への移動とともに循環させられる第1冷却液１７ａは、決められたある温度ＴＣ１の第1区画１２の中に入るとともに、貫通路２５を介して横断し、回転要素１５の部分は温度の上昇を受ける。第1冷却液は回転要素１５のこの部分で熱の移動による温度の上昇を受ける。第１区画１２の出口で前記冷却液はこのときＴＣ１より高い温度ＴＣ２を有する。熱利用回路１９の冷却液は、ある温度ＴＣＳ１の第１熱交換器１８の中に入るとともに、区域１１を通り、区画１２を通過することによって加熱された第1冷却液と熱交換することで、今度は温度の上昇を受ける。熱利用回路の流体１９はＴＣＳ１より高いある温度ＴＣＳ２の前記第1熱交換器１８から出る。この冷却液により蓄えられた熱は任意の用途のために利用されることが可能である。この熱は、また、単に大気に排出されることも可能である。

回転要素１５の第１部分が回転し、磁気手段１６によって生ずる磁場を通って温度が上昇する間、前記磁場の範囲外にある回転要素１５の第２部分は冷えながら磁化率が低下する。前記第１部分が回転要素の回転により磁化率が低下し、冷えながら磁場を去ると、今度は第２部分が磁場にさらされ、温度の上昇を受けながらそのエントロピーを失う。先行して温度の上昇を受けた部分は、磁気手段１６によって生じた磁場を去り、一定の温度まで冷えながら磁化率が低下する。同時に、第２ポンプ２４によって循環させられ、第２回路１７ｂすなわち冷却回路中を循環する第２冷却液は、与えられた温度Ｔｆ１の第２区画１３の中に入り、回転要素１５の貫通路２５を介して冷却を受ける要素の前記部分を通過する。この第２冷却液は、回転要素１５のこの部分の中で冷却を受けるとともに、温度Ｔｆ１より低いＴｆ２の区画１３から出る。さらに、冷気利用回路の流体２２は温度Ｔｆｓ１の第２熱交換器２１の中に入るとともに、区域１１を通って区画１３を通過して冷却された第２冷却液との熱交換によって今度は冷却される。この流体は利用されるためにＴｆｓ１より低い温度Ｔｆｓ２の前記第２熱交換器２１から出る。この流体により蓄えられた冷気は、冷気の任意の用途、特に、空調装置または類似の冷凍機の冷却のために利用されることが可能である。

回転要素１５の回転は第1熱交換器１８中に熱を、そして第２熱交換器２１中に冷気を発生させながらこの機能サイクルを交互に繰り返す。連続的に機能するためには、回転要素１５は磁場の振幅や前記回転要素１５を通る冷却液の流量といった用途に応じて定められる回転速度で駆動される。

第1回路１７ａ中を循環する第1冷却液および第２回路１７ｂ中を循環する第２冷却液は、別々であることも同一であることも可能である。これらはさらに用途に応じてガス状態や液体状態またはその他の状態であることが可能である。さらに、熱および冷気利用回路１９、２２中を循環する流体は、用途に応じてガス状態や液体状態であることが可能である。この点では、この装置１０の熱交換器１８および２１は、冷却液の状態に応じた既知の任意のタイプであることが可能である。これらは液体−液体、液体−ガスのタイプ、またはガス−ガスのタイプであることが可能である。熱交換器１８および２１のそれぞれに代わって、例えばラジエーター、ヒートポンプ、冷凍機、空調装置のように、熱または冷気のそれぞれを発生させる任意の装置を配置することが可能である。これらはまた回転要素１５の加熱部分中で直接、加熱される第１冷却液の代わりに、熱回路１７ａ中で熱利用回路１９の流体を循環させるとともに、回転要素１５の冷却部分中で直接、冷却される第２冷却液に代わって冷却回路１７ｂ中で冷気利用回路２２の流体を循環させることが可能である。この場合、装置にはもはや熱交換器は含まれない。

図３Ａおよび図３Ｂは図１の装置の変型を図式的に示す。この装置はこれが、第1位置Ｐ１に配置される、つまり区画１３（図３Ａ）と一体である、若しくは第２位置Ｐ２に配置される、つまり区画１２（図３Ｂ）と一体であるとき、必要に応じて冷気および熱を発生させる回路を入れ替えることを可能にする、移動する磁気手段１６を含むという点で図１の装置１０と異なる。２ヶ所の位置Ｐ１およびＰ２は仕切り１４の平面に関して互いに対称である。この変型例で、磁気手段１６には、Ｕ字形の軸のような取付け要素２６が備えられており、それ自体既知の指令手段による１８０度の回転または平行移動により、ある位置から別の位置に移ることが可能となる。このようにして、磁気手段１６が位置Ｐ１にある時は冷気を発生させる回路が、この磁気手段１６が位置Ｐ２にある時は熱を発生させる、若しくは反対に、磁気手段１６が位置P1にあるとき熱を発生させる回路が、この磁気手段１６が位置Ｐ２にある時は冷気を発生させる。

磁気手段１６が位置Ｐ１にあるとき、磁気効果による温度の上昇を受ける部分は回転要素１５の第２区画１３中にある。第２回路１７ｂを循環する第1冷却液は暖まる。その後、熱交換器２１は熱源のように働き、これを通過する任意の流体に熱を与える。同時に、冷えながら磁化率が低下する部分は回転要素１５の第1区画１２中にある。第1回路１７ａを循環する第1冷却液は冷える。熱交換器１８はその後、冷気の発生源のように働き、その出口で冷気を伝達することが可能である。

一方、磁気手段１６が、例えば１８０度の回転によって位置Ｐ２の中に置かれると、冷えながら磁化率が低下する部分は回転要素１５の第２区画１３中に存在する。

第２回路１７ｂの中を循環する第２冷却液は冷やされる。

熱交換回路２１は、その後、冷気の発生源のように働き、これを通る任意の流体に冷気を伝達する。同時に、また、磁気効果による温度の上昇を受ける回転要素１５の部分は第１区画１２中に存在する。第1回路１７ａ中を循環する第１冷却液は暖められる。

熱交換器１８は、その後、熱源のように働き、その出口で熱を伝達することができる。

磁気手段１６が電磁石である場合、第１区画１２中に磁場を発生させるために固定される複数の同一磁気手段１６は、また、第２区画１３中で磁場を発生させるために２つの区画１２および１３を分離させる面に関して対称な位置に二重に取付けられることも可能である。これらの磁気手段１６は、この指令の位置に応じて区画１２または１３のどちらか一方の中に磁場を発生させる同じ指令により別々に作動させることが可能である。また、これを通過する冷却液の温度を変動させるため変動する磁場を発生させる磁場手段を設けることも可能である。

図４から図１０は本発明による装置の回転要素１５の実施変型例類を図式的に例示したものである。

図４により示される実施形態で、回転要素１５は軸を同じくして取付けられるいくつかの円盤３０で構成される。これらの円盤は同一の直径を有するとともに、同一の厚さあるいは違う厚さを有することが可能である。これらは自身の面で接着されたり、任意の適切な手段により組立てられたりする。各円盤はこのように形成される回転要素１５の各面に届くために通路あるいは隣接する円盤と行き来する一連の貫通路２５を含む。

各円盤は様々な電磁熱材料で構成される。円盤の数は回転要素１５を構成する前の電磁熱材料の数に依存する。これらの材料は冷気と熱の発生装置１０の用途に応じて定まる。与えられたある用途のために、電磁熱材料はそれらのキュリー温度に応じて選択される。これらの温度は、実は用途に求められる温度に到達するのに必要とされるある特定のパラメーターに対応する。キュリー温度が０℃〜５℃の間にある電磁熱材料は、例えば空調用途向けに適合させられる。キュリー温度が４０℃〜７０℃の間にあるものや、キュリー温度がおよそ６０℃であるのが好ましい電磁熱材料は、加熱の用途向けに適合させられ、キュリー温度が−１０℃〜７０℃の間にある電磁熱材料はエネルギーを蓄えるために適合させられる。

図５に示される実施形態例で、回転要素１５は中心を共有するように取付けられる異なる電磁熱材料から製作される数本の中空の円筒要素４０（図中不明？）から構成される。同一の高さとその内径及び外径を有するこれらの円筒要素は各要素が隣接する要素と重なり合うように定められる。最大中空円筒要素４０の外径は、出来あがる回転要素の直径を構成するとともに、最小中空円筒要素の内部穴は回転要素１５に取付けられる軸９を通る内径に一致する。貫通路２５は各シリンダーの厚さ内で設けられる。

図６により図示される回転要素１５は、それぞれ別々の電磁熱材料で製作される数個の角分割円筒５０で構成される。同じ頂点角のこれらの要素は、回転要素１５の半径と高さに対応する同一半径および同一高さを有する。各角分割円筒５０には、例えば目の細かいグリッドのタイプの構造により得られることが可能な貫通路２５が含まれる。温度の上昇を受ける部分から冷却を受ける回転要素１５の部分をより良く断熱するために、断熱要素２６を別々の角分割円筒間に取付けることが可能である。これはそれぞれ発生する冷気及び熱の損失を防いで本発明の装置の効率を増やすのが目的である。

図７により図示される実施形態例では、回転要素１５は電磁熱材料から構成される複数の粒群２７で埋められる空洞６０から構成される。これらの空洞は、断熱要素２６により分離される角分割円筒の形のもとで見ることが可能である。貫通路２５は、粒群２７間で定められる間隙により定められる。これらの間隙は、回転要素１５の両面上に届くようにこれらの中で行き来する。これらの両面は最小サイズの粒群２７のサイズより小さな寸法のメッシュが含まれる薄い仕切り（図示されず）により覆われる。この仕切りは粒群２７がバインダーにより一体化される場合には必要ない。粒群２７は任意の形、任意の寸法を有することが可能である。これらの平均サイズは０．４ｍｍ〜０．９ｍｍの間にあることが好ましい。これらは同一サイズと同一形態であること、あるいは異なる形態とサイズであることの両方が可能である。これらはまた、同一の電磁熱材料で、あるいは異なる形態とサイズで構成されることも可能である。各空洞は同一の電磁熱材料、空洞毎に異なる材料、または異なる電磁熱材料の粒群の混合物、つまり空洞毎に変化する混合物が含まれることが可能である。円盤３０および中空円筒要素４０、これまでに説明された実施形態類はまた粒群２７で一杯となった空洞から構成されることも可能であることは自明である。

図８により図示される実施の形態では、回転要素１５は間隔をおいた一連の同軸管状要素７０から構成されるとともに、これらの間隔は多数の貫通路２５を定めるひだ付き構造７１により埋められる。この構造は電磁熱材料で製作されることが可能かあるいはこのような材料で支持されることが可能である。

図９は別の実施形態を示し、この中で回転要素１５には内部環状要素１５ａおよび同軸の外部環状要素１５ｂが含まれる。区域は２つの要素間に配置される内側導管８０ａおよび要素１５ｂの周囲に設けられる外側導管８０ｂにより定められる。磁気手段は内側要素１５ａと共働するひと組の内側磁石８１a、および外側要素１５ｂと共働するひと組のペアの外側磁石８１ｂに分解される。この配置により磁場の透過と電磁熱材料上の作用の改善が可能となる。

別の実施形態が図１０により示される。磁気手段はそれぞれ内側角分割円筒９０ａと外側角分割円筒９０ｂの角分割円筒に分解される。磁場の所在は半円に対応するひとつの扇形円筒に限られず、回転要素の全周にわたる複数の角分割円筒によりつきとめられる。

図１１はひとつの変型例を示し、この中で磁気手段は区域１１、より正確には第１区域１２の内部に置かれる。これらは冷却液の通過口１０１が設けられた少なくともひと組のペアの磁石１００で構成される。

図１２は直列接続で取付けられた本発明による一連の装置で構成される複雑な装置を図式的に示す。示された例では、この装置には電磁熱材料で出来た、それぞれ回転要素１１５，１２５，１３５，および１４５を含む４つの装置１１０，１２０，１３０および１４０が含まれる。冷却回路１７ｂの冷却液は回転要素１１５の冷気入口まで運搬され、次いで、この要素の出口で第２回転要素１２５の冷気入口まで運搬される２つの流れ１７ｂ１、および第２回転要素１２５の熱入口まで運搬される１７ｂ２に分解される。残りのすべての回転要素でも同様である。温度がある点に達すると常に逆の循環が生ずる。この流れは破断線付き矢印１２５ｅ、１３５ｅおよび１４５ｅにより示される。

本発明の実施により成された装置により、装置の効率がかなり上がるとともに、電磁熱効果を利用する冷気発生設備の熱効率を増すことが可能となる。

本発明およびその利点は付録の図を参照した本発明の様々な実施方法による説明の中でより明らかになろう。すなわち
本発明による装置の有利な実施の一形態の概略図を示す。図１の装置の一部の長手方向断面図を示す。図１の装置の一部の横断面図を図示する。図１の装置の一部の横断面図を図示する。本発明による装置の実施例の変型を図示する。本発明による装置の実施例の変型を図示する。本発明による装置の回転要素の実施形態の軸方向断面図を示す。本発明による装置の回転要素の実施形態の軸方向断面図を示す。本発明による装置の回転要素の実施形態の軸方向断面図を示す。本発明による装置の回転要素の実施形態の軸方向断面図を示す。本発明による装置の回転要素の実施形態の軸方向断面図を示す。本発明による装置の回転要素の実施形態の軸方向断面図を示す。本発明による装置の回転要素の実施形態の軸方向断面図を示す。本発明による装置の別の実施形態を図式的に示す長手方向の断面図である。直列接続された本発明による数装置を含むある設備を図示する概略図である。

符号の説明

９回転軸
１０装置
１１区域
１１ａ仕切壁
１２第１区画
１３第２区画
１４仕切り
１５回転要素
１５ａ内部環状要素
１５ｂ外部環状要素
１６磁気手段
１７ａ第１回路（熱回路）
１７ｂ第２回路（冷却回路）
１８第１熱交換器
１９熱利用回路
２１第２熱交換器
２２冷気利用回路
２３第１ポンプ
２４第２ポンプ
２５貫通路
２６断熱要素
２７粒群
３０円盤
４０中空円筒要素
５０角分割円筒
６０空洞
７０同軸管状要素
７１ひだ付き構造
８０ａ内側導管
８０ｂ外側導管
８１ａ内側磁石
８１ｂ外側磁石
９０ａ内側角分割円筒
９０ｂ外側角分割円筒
１００磁石
１０１通過口
１１０装置
１１５回転要素
１２０装置
１２５回転要素
１２５ｅ破断線付き矢印
１３０装置
１３５回転要素
１３５ｅ破断線付き矢印
１４０装置
１４５回転要素
１４５ｅ破断線付き矢印

Claims

回転要素（１５）を含む１つの区域（１１）の第１区画（１２）に接続される第1回路（１７ａ）すなわち熱回路中で第1冷却液および、前記区域（１１）の第２区画（１３）に接続される第２回路（１７ｂ）すなわち冷却回路中で第２冷却液を循環させ、前記両区画は1枚の仕切（１４）により並置して分離され、前記区域（１１）は少なくとも前記回転要素（１５）に対応する領域内の前記第1区画（１２）に磁気を発生させるために複数の磁気手段（１６）に連結されるとともに、前記回転手段（１５）は流体が磁場を受ける前記第1区画（１２）内を通るとき温度の上昇および磁場を受けない前記第２区画（１３）内を通るとき冷却を受けるために設けられる少なくとも１種類の電磁熱材料を含むこと、前記回路（１７ａ）中に配置される第1熱交換器（１８）により前記第1回路（１７a）から熱を取り出し、前記第１熱交換器が熱の利用回路（１９）に接続されること、および前記回路（１７ｂ）中に配置される第２熱交換器（２１）により前記第２回路（１７b）から冷気を取り出し、前記第２熱交換器が冷気の利用回路（２１）に接続されることを特徴とする、少なくとも1台の熱交換器を通って電磁効果により冷気および熱を生成するための方法。
前記区域（１１）の両区画（１２，１３）中で第１および第２冷却液を循環させることを特徴とする請求項１記載の方法。
第１および第２冷却液が液体状態あるいはガス状態にあることを特徴とする請求項２記載の方法。
磁気手段（１６）の位置を前記区画のいずれかで冷気および熱を区別なく生成するために前記区域の区画（１２，１３）に関して反転させることを特徴とする請求項１記載の方法。
同時にかつ部分的に前記第１および第２区画（１２，１３）の中に位置するように区画（１２，１３）に関して横断方向に取付けられるとともに、仕切り（１４）の面に配置される軸の周りを回転する１つの回転要素（１５）を含む1枚の仕切り（１４）により並置され分離される第１および第２区画（１２，１３）に分割される１つの区域（１１）、前記区域（１１）の前記第１区画（１２）に接続されるとともに、第１冷却液が循環し、熱の利用回路（１９）に接続される第１熱交換器（１８）を含む第１回路（１７a）すなわち熱回路、前記区域（１１）の前記第２区画（１３）に接続されるとともに、第２冷却液が循環し、熱の利用回路（２２）に接続される第２熱交換器（２１）を含む第２回路（１７b）すなわち冷却回路、および少なくとも、磁場を受ける第１区画（１２）を通るとき温度の上昇、ならびに磁場を受けない第２区画（１３）を通るとき冷却を受けるために設けられる少なくとも１種類の電磁熱材料を含む前記回転要素（１５）に対応する領域内にある前記第１区画（１２）に磁場を発生させるための磁気手段（１６）を含むことを特徴とする、少なくとも1台の熱交換器を含む電磁熱効果による冷気および熱の生成のための装置。
前記磁気手段（１６）が永久磁石を含むことを特徴とする請求項５記載の装置。
前記磁気装置（１６）が電磁石を含むことを特徴とする請求項５記載の装置。
前記磁気装置（１６）が変動する磁場を発生させるために設けられることを特徴とする請求項５記載の装置。
前記磁気手段（１６）により発生する磁場の第２区画（１３）を絶縁する絶縁磁場をつくるために設けられる補完磁気手段（１６a）を含むことを特徴とする請求項５記載の装置。
前記磁気装置（１６）が、前記区画（１２，１３）のどちらか一方の区画に磁場を発生させる第１位置（Ｐ１）や、前記区画（１２，１３）のもう片方の区画に磁気を発生させる第２位置（Ｐ２）に配置可能なように移動することを特徴とする請求項５記載の装置。
前記磁気手段（１６）が前記第1区画（１２）に磁場をつくるために設けられる複数の第1電磁石、前記第２区画（１３）に磁場をつくるために設けられる複数の第２電磁石、および第1または第2電磁石をそれぞれ作動させるために設けられる複数の指令手段を含むことを特徴とする請求項７記載の装置。
前記第1および第2熱交換器（１８，２１）が液体−液体、液体−ガス、およびガス−ガスのタイプの熱交換器により構成されるグループの中から選択されることを特徴とする請求項５記載の装置。
第1回路（１７ａ）が第１ポンプ（１９）を含むこと、第２回路（１７ｂ）が第2ポンプ（２２）を含むこと、およびこれらのポンプがそれぞれ第1および第２冷却液を各区画（１２，１３）内で循環させるために設けられることを特徴とする請求項５記載の装置。
前記回転要素（１５）が一連の貫通路（２５）を含み、これらの通路が前記回転要素内で第１および第２冷却液の循環を可能にするために設けられることを特徴とする請求項５記載の装置。
前記回転要素（１５）が様々な電磁熱材料で製作される一連の積層された円盤（３０）を含み、各円盤は1枚または複数の隣接する円盤の通路と行き来する一連の通路（２５）を含むことを特徴とする請求項１４記載の装置。
前記回転要素（１５）が様々な電磁熱材料で製作される一連の嵌合された中空円筒要素（４０）を含み、各円筒要素（４０）が一連の貫通路（２５）を含むことを特徴とする請求項１４記載の装置。
前記回転要素（１５）が様々な電磁熱材料で製作され、嵌合される一連の角分割円筒（５０）を含み、これらの角分割円筒（５０）が断熱要素（２６）により相互に断熱されるとともに、各角分割円筒が一連の貫通路（２５）を含むことを特徴とする請求項１４記載の装置。
前記回転要素（１５）が1種類の電磁熱材料で製作される１つの円筒要素から構成され、前記円筒要素はその両面に達する貫通路（２５）を含むことを特徴とする請求項１４記載の装置。
前記回転要素（１５）が少なくとも1種類の電磁熱材料から構成されるほぼ球形の粒群（２７）を含む仕切られた角分割円筒殻（６０）を含むとともに、貫通路（２５）が粒群（２７）間の間隙により定まることを特徴とする請求項１４記載の装置。
前記貫通路（２５）が蜂の巣構造により形成されることを特徴とする請求項１４記載の装置。
前記貫通路（２５）が回転要素（１５）の軸に応じて配置される中空管により形成されることを特徴とする請求項１４記載の装置。
前記貫通路（２５）が多孔性構造により形成されることを特徴とする請求項１４記載の装置。
１つの回転要素（１５）を含む１つの区域（１１）の第1区画（１２）に接続される第1回路（１７ａ）すなわち熱回路中で第1冷却液、および前記区域（１１）の第２区画（１３）に接続される第２回路（１７ｂ）すなわち冷却回路中で第２冷却液を循環させ、前記両区画は1枚の仕切り（１４）によって並置され、分離され、前記区域（１１）は少なくとも前記回転要素（１５）に対応する領域内の前記第1区画（１２）に磁場を発生させるために複数の磁気手段（１６）に接続されるとともに、前記回転要素（１５）が磁場を受ける前記第1区画（１２）内を通るとき温度上昇、および磁場を受けない前記第２区画（１３）内を通るとき冷却を受けるために設けられる少なくとも1種類の超伝導材料を含むこと、前記回路（１７ａ）に配置される第1熱交換器（１８）により前記第1回路（１７ａ）から熱を取り出し、前記第1熱交換器は熱利用回路（１９）に接続されること、ならびに前記回路（１７ｂ）に配置される第２熱交換器（２１）により前記第2回路（１７ｂ）から冷気を取り出し、前記第２熱交換器は冷気利用回路（２１）に接続されることを特徴とする、少なくとも1台の熱交換器を通る磁気効果により冷気および熱を生成するための方法。