KR20160102505A

KR20160102505A - 자기열량 열 발생기 및 자기열량 발생기의 냉각 방법

Info

Publication number: KR20160102505A
Application number: KR1020167019957A
Authority: KR
Inventors: 크리스티앙 뮐러
Original assignee: 쿨테크 어플리케이션즈 에스.에이.에스.
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2014-12-22
Publication date: 2016-08-30
Also published as: FR3016026A1; CA2934363C; EP3087329B1; HK1224363A1; JP6497526B2; RU2016129939A; RU2016129939A3; CA2934363A1; US10502462B2; CN105849479A; SG11201604998TA; US20160356528A1; EP3087329A1; WO2015097401A1; FR3016026B1; IL246285A0; JP2017508940A; ES2674095T3; CN105849479B

Abstract

본 발명은 전후로 교대로 흐르는 1차 유체라고 불리는 열 수송 유체를 사용하여 자기열량 소자(M₁₁, M₁₂, M₂₁, M₂₂)의 두 개의 스테이지(E₁, E₂)를 유동적으로 연결하는 1차 순환로((P₁₀)를 포함하는 자기열량 열 발생기(10)에 관한 것으로, 스테이지(E₁, E₂)는 자기 시스템(2)의 가변 자기장의 영향을 받고, 1차 시스템은 상기 스테이지(E₁, E₂)의 자기열량 소자가 유동적으로 연결되는 차가운 쪽(F) 및 뜨거운 쪽(C)을 포함한다. 적어도 1차 순환로의 차가운 쪽(F)은 오직 출구 지점(S₁)으로부터 주입 지점(I₁)을 향해서만 1차 유체가 이동할 수 있도록 하는 바이패스 배관에 의해 뜨거운 쪽(C) 상에, 주입 지점(I₁)이라고 불리는, 1차 순환로의 다른 지점에 연결되는 출구 지점(S₁)을 포함한다. 본 발명의 또 다른 주제는 상기 자기열량 열 발생기를 사용하여 상기 2차 유체를 냉각하는 방법이다.

Description

자기열량 열 발생기 및 자기열량 발생기의 냉각 방법{MAGNETOCALORIC THERMAL GENERATOR AND METHOD OF COOLING SAME}

본 발명은 전후로 교대로 흐르는 1차 유체라고 불리는 열 수송 유체에 의해 자기열량 소자를 유동적으로 연결하는 적어도 하나의 1차 순환로를 포함하는 자기열량 열 발생기에 관한 것으로, 상기 자기열량 소자는 각각의 자기 열량 소자에서 자기 가열 상태 및 자기 냉각 상태를 교대로 생성하는 자기 시스템의 가변 자기장의 영향을 받고, 발생기 안의 1차 순환로는 자기열량 소자가 서로 유동적으로 연결되는 차가운 쪽과 뜨거운 쪽을 포함한다.

본 발명은 또한 자기열량 열 발생기에 의해 2차 유체라고 불리는 유체를 냉각하는 방법에 관한 것이다.

상온에서의 자기 냉동 기술이 30년 이상 알려져 왔으며 생태 및 지속적인 개발의 관점에서 널리 인식되어 왔다. 그 유용한 열량 출력과 효율의 측면에서의 한계도 잘 알려져 있다. 따라서, 이 분야에서 수행된 모든 연구는 자화율, 자기열량 소자의 성능, 열 수송 유체와 자기열량 소자 사이의 교환 표면, 열 교환기의 성능 등과 같은 다양한 파라미터를 조정함으로써 이러한 발생기의 성능을 개선하는 경향이 있다.

이 열 발생기는, 가변 자기장의 영향을 받는 경우 그들의 온도 변화로 이뤄지는, 특정 물질의 자기열량 효과(MCE)를 사용한다. 이러한 발생기에서, 자깅ㄹ량 물질은 자기 자화 및 자기소거 상태의 연속의 영향을 받고 열 교환은 상기 물질에 의해 생성된 열 에너지를 수집하기 위해 1차 유체라고 불리는 열 수송 유체를 사용하여 수행되고 이 물질에서 가능한 아주 넓은 온도 변화(온도 구배)를 달성한다. 이러한 목적을 위해, 1차 유체의 순환은 교대되고 이 1차 유체는 자기열량 재료를 통과하는 채널 또는 세공에서 순환한다. 자기열량 싸이클은 두 개의 상태, 다시 말해서 자화 상태 및 자기소거 상태를 포함하는데, 모든 상태에서 사용가능한 에너지로 변환한다. 이 상태 동안, 1차 유체는 자기열량 물질을 통해 흐르고 소위 자화 상태 동안 물질의 접촉부에서 가열되거나, 소위 자기소거 상태 동안 물질의 접촉부에서 냉각된다. 상기 물질의 엔트로피(entrophy) 변화에 대응하는 자기열량 효과는 물질의 온도가 그 큐리(Curie) 온도에 인접하는 경우 최대이다.

이제, 자기열량 열 발생기는 생성하는 열 에너지를 적어도 하나의 외부 애플리케이션과 교환할 수 있어야 한다. 이 교환은 일반적으로, 상기 자기열량 열 발생기 외부에 존재하는 하나 또는 다수의 애플리케이션과, 상기 열 발생기에 의해 생성된 열 에너지를 교환하거나 반환할 목적으로 하나 또는 다수의 열 교환기에 의해 달성된다. 이 외부 애플리케이션은 예를 들어 열 발생기, 열 디바이스 또는 엔클로져를 둘러싸는 공기일 수 있다.

고전적인 구성에서, 자기열량 열 발생기의 자기열량 소자는 열 교환기에 의해 뜨거운 쪽에 서로 대칭으로 연결되고, 또 다른 열 교환기에 의해 차가운 쪽에 거로 연결된다. 그러나, 이러한 구성은 한계가 있다는 것을 경험이 보여주었다.

이것은 특히 발생기의 차가운 쪽이 활용되는 경우이다. 1차 유체의 온도에 관해 큰 온도 차이를 보여주는 2차 순환로의 또는 애플리케이션과의 열 교환을 수행하는 사실은 발생기의 차가운 쪽의 상당한 가열과 그 열 효율의 저하를 야기한다. 다시 말해, 열 발생기에서 구축된 열 구배는 저하되어, 자기열량 효과에 의해 생성된 출력의 일부가 이 구배를 복원하는데 사용되고, 따라서 이 출력 부분은 외부 애플리케이션(들)에 의해 활용되거나 사용될 수 없다.

마찬가지로, 열 발생기의 뜨거운 쪽이 활용되는 경우, 발생기의 뜨거운 쪽의 냉각 및 그 열 효율의 저하 위험이 있다.

따라서 열 발생기의 출력을 최적으로 활용하기 위해, 1차 순환로와 2차 순환로 사이의 열 교환 특성을 최적화할 필요가 있다.

본 발명은 전술된 문제에 대한 해법을 제공함으로써 이 단점들을 극복하는 것을 목적으로 한다. 이 목적을 위해, 본 발명에 따르는 자기열량 열 발생기는 자기열량 열 발생기에서 구축된 열 구배와 그 열 출력에 가능하면 가장 낮은 영향을 주도록 하기 위해, 냉장, 냉각 또는 가열되도록 외부 애플리케이션(들)과 열 발생기 사이의 열 에너지 수송을 최적화하도록 설계된다. 본 발명의 다른 주제는 2차 순환로에서 순환하는 유체의 연속적인 냉각에 특히 적합한 자기열량 열 발생기이다.

이러한 목적을 위해, 본 발명은 전술된 유형의 자기열량 열 발생기를 제공하는데, 오직 출구 지점으로부터 주입 지점을 향해 오직 한 방향으로 1차 유체가 이동하도록 허용하는 적어도 하나의 바이패스 배관에 의해, 주입 지점이라고 불리는 1차 순환로의 또 다른 지점에 1차 순환로의 적어도 하나의 뜨거운 쪽과 차가운 쪽이 연결된 적어도 하나의 출구 지점을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예에서, 자기열량 소자는 적어도 두 개의 스테이지(stage)에 분포될 수 있고, 상기 스테이지 중 하나의 자기열량 소자는 차가운 쪽에서 서로 유동적으로 연결될 수 있고 상기 스테이지 중 다른 하나의 자가열량 소자는 뜨거운 쪽에서 서로 유동적으로 연결될 수 있다.

제1 변형에서, 두 개의 연결된 스테이지의 자기열량 소자는 계속 역전된 자기 상태일 수 있다. 또 다른 변형에서, 두 계의 연결된 스테이지의 자기 열량 소자는 계속 동일한 자기 상태일 수 있다.

본 발명에 따르면, 바이패스 배관은 적어도 하나의 열 교환 구역에 의해 2차 순환로에 열적으로 연결될 수 있다.

또한, 상기 열 교환 구역은 1차 유체와 상기 2차 순환로의 2차 유체 사이의 반대 방향, 동일 방향 또는 교차 방향 이동을 달성하도록 설계될 수 있다.

바이패스 배관은 바람직하게는 그 안에서 순환하는 1차 유체의 유속을 조정하기 위한 장치를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 적어도 하나의 출구 지점은 1차 순환로의 차가운 쪽에 위치한다. 이 실시예에서, 주입 지점은 1차 순환로의 뜨거운 쪽에 위치할 수 있다.

제2 실시예에서, 상기 적어도 하나의 출구 지점은 1차 순환로의 뜨거운 쪽에 위치한다. 이 실시예에서, 주입 지점은 1차 순환로의 차가운 쪽에 위치할 수 있다.

두 실시예에서, 주입 지점은 자기열량 소자의 두 스테이지 사이에 위치할 수 있다.

또 다른 변형에서, 주입 지점은 각각의 스테이지의 연속되는 자기열량 소자 사이에 위치할 수 있다.

본 발명은 또한 전술된 유형의 자기열량 열 발생기에 의해, 2차 유체라고 불리는 유체를 냉각하는 방법을 제공하며, 2차 유체가 적어도 하나의 열 교환 구역에 의해 순환하는 2차 순환로를 상기 자기열량 열 발생기의 바이패스 배관에 열적으로 연결하는 단계로 구성되고 상기 2차 순환로에서 상기 2차 유체가 연속적으로 순환하는 것을 특징으로 한다.

이러한 방법은 특히 영구적으로 다시 교체되는 2차 유체의 냉각을 달성하는데 적합하다. 따라서, 이 방법은, 자체에서 반환(loop back)되지 않고 2차 유체의 유압 흐름 및 열적 흐름이 내부에서 지속되는 2차 순환로 안에서 흐르는 2차 유체를 냉각하는데 바람직하다.

본 발명에 따르는 자기열량 열 발생기는 전후로 교대로 흐르는 열 수송 유체에 의해 자기열량 소자를 유동적으로 연결하는 적어도 하나의 1차 순환로를 포함하여, 2차 순환로에서 흐르는 2차 유체를 냉각할 수 있다.

도1a 및 도1b는 반대 자기 상태인, 제1 실시예 변형에 따르는 열 발생기의 두 스테이지의 개략도이다.
도2a 및 도2b는 반대 자기 상태인, 제2 실시예 변형에 따르는 열 발생기의 두 스테이지의 개략도이다.
도3a 및 도3b는 반대 자기 상태인, 제3 실시예 변형에 따르는 열 발생기의 두 스테이지의 개략도이다.
도4a 및 도4b는 반대 자기 상태인, 제4 실시예 변형에 따르는 열 발생기의 두 스테이지의 개략도이다.
도5a 및 도5b는 반대 자기 상태인, 제5 실시예 변형에 따르는 열 발생기의 두 스테이지의 개략도이다.
도6a 및 도6b는 반대 자기 상태인, 제6 실시예 변형에 따르는 열 발생기의 두 스테이지의 개략도이다.
도7a 및 도7b는 반대 자기 상태인, 제7 실시예 변형에 따르는 열 발생기의 두 스테이지의 개략도이다.
도8a 및 도8b는 반대 자기 상태인, 제8 실시예 변형에 따르는 열 발생기의 두 스테이지의 개략도이다.
도9는 도7a 및 도7b에 개략적으로 표시된 두 개의 스테이지를 포함하는 열 발생기의 단순화된 투시도이다.
도10a 및 도10b는 반대 자기 상태인, 제9 실시예 변형에 따르는 열 발생기의 두 스테이지의 개략도이다.
도11a 및 도11b는 반대 자기 상태인, 제10 실시예 변형에 따르는 열 발생기의 두 스테이지의 개략도이다.
도12a 및 도12b는 반대 자기 상태인, 제11 실시예 변형에 따르는 열 발생기의 두 스테이지의 개략도이다.

예시된 실시예에서, 동일한 소자 또는 부분은 동일한 참조번호를 갖는다.

본 발명은 자기열량 소자(M₁₁, M₁₂, M₂₁, M₂₂, M₁₁₁, M₁₁₂, M₁₁₃, M₁₁₄, M₂₂₁, M₂₂₂, M₂₂₃, M₂₂₄)를 포함하는 자기열량 열 발생기(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110)에 관한 것이다. 예시된 실시예 변형에서, 이 자기열량 소자(M₁₁, M₁₂, M₂₁, M₂₂, M₁₁₁, M₁₁₂, M₁₁₃, M₁₁₄, M₂₂₁, M₂₂₂, M₂₂₃, M₂₂₄)는 적어도 두 개의 열 스테이지에 분포된다. 1차 유체라고 불리는 열 수송 유체는 상기 자기열량 소자(M₁₁, M₁₂, M₂₁, M₂₂, M₁₁₁, M₁₁₂, M₁₁₃, M₁₁₄, M₂₂₁, M₂₂₂, M₂₂₃, M₂₂₄)를 통과하는 적어도 하나의 1차 순환로에서의 교대 운동시 이동한다. 1차 유체의 기능은, 한편으로는, 열 발생기(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110)의 두 개의 단부, 다시 말해서 차가운 쪽(F)과 뜨거운 쪽(C) 사이의 상기 열 스테이지의 자기열량 소자의 열 구배를 구축 및 유지하는 것이고, 다른 한 편으로는 적어도 하나의 외부 애플리케이션, 다시 말해서 열 발생기(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110)에 속하지 않는 애플리케이션을 사용하여 상기 발생기에서 생성된 열 에너지를 교환 또는 반환을 허용하는 것이다. 이 교환 또는 반환은 열 교환기에 의해 구체화될 수 있는 교환 구역에 의해 발생한다. 이 교환 구역은 외부 애플리케이션에 속하는 2차 순환로의 2차 유체와 1차 유체 사이의 열 교환 달성을 허용한다.

비록 예시되지 않더라도, 본 발명은 또한 자기열량 소자의 오직 한 스테이지만 가질 수도 있다.

1차 유체 및 2차 유체는 바람직하게는 액체이다. 2차 유체는 바람직하게는 외부 애플리케이션을 냉각, 가열 또는 열처리하기 위한 펌프 또는 임의의 유사한 디바이스에 의해 연속적으로 이동한다. 자기열량 소자와 접촉하려는 1차 유체는 물, 예를 들어 글리콜과 같은 부동액 제품을 갖는 물, 가압 또는 가압되지 않은 액체 가스, 또는 소금물로 만들어질 수 있다.

각각의 자기열량 소자(M₁₁, M₁₂, M₂₁, M₂₂, M₁₁₁, M₁₁₂, M₁₁₃, M₁₁₄, M₂₂₁, M₂₂₂, M₂₂₃, M₂₂₄)는 제1 유체가 흘러 지나갈 수 있는 하나 또는 복수의 자기열량 물질로 구성될 수 있다. 이 발명의 목적을 위해, 자기열량 소자는 자기열량 물질을 포함하는 물리적 소자로서 이해되어야 한다. 자기열량 소자는 특히 복수의 유형의 자기열량 물질을 포함할 수 있다. 이러한 목적을 위해, 상기 자기열량 소자는 다공성일 수 있어서 그들의 세공이 관통 유체 통로를 구성한다. 자기열량 소자는 또한 미니 또는 마이크로 채널이 기계가공, 성형 또는 주입되는 하나 또는 복수의 고체 블록의 형태를 가질 수 있다. 자기열량 소자는 중첩된, 가능하면 홈이 있는 플레이트의 조립체로 제조되어 그 사이에서 열 수송 유체가 흐를 수 있다. 자기열량 소자는 결국 분말 또는 입자의 형태를 가질 수 있어, 간극이 유체 통로를 구성한다. 자기열량 소자(자(M₁₁, M₁₂, M₂₁, M₂₂, M₁₁₁, M₁₁₂, M₁₁₃, M₁₁₄, M₂₂₁, M₂₂₂, M₂₂₃, M₂₂₄)를 만드는 물질과 1차 유체의 열 교환 달성을 허용하는 임의의 다른 실시예도 물론 적합하다. 자기열량 소자(자(M₁₁, M₁₂, M₂₁, M₂₂, M₁₁₁, M₁₁₂, M₁₁₃, M₁₁₄, M₂₂₁, M₂₂₂, M₂₂₃, M₂₂₄)를 만드는 자기열량 물질은 바람직하게는 가장 낮은 온도부터 가장 높은 온도까지 차가운 쪽(F)으로부터 뜨거운 쪽(C)을 향해서 가는 상이한 큐리 온도를 갖는다.

표시된 실시예 변형에서, 자기열량 소자(M₁₁, M₁₂, M₂₁, M₂₂, M₁₁₁, M₁₁₂, M₁₁₃, M₁₁₄, M₂₂₁, M₂₂₂, M₂₂₃, M₂₂₄)가 자기장 변화의 영향을 받도록 하는 자기 시스템은 영구자석(2) 또는 유사한 것을 포함하고(도9), 자기장이 적용되거나 증가하는 경우 가열상태, 자기장이 제거되거나 감소하는 경우 냉각 상태를 상기 자기열량 소자(M₁₁, M₁₂, M₂₁, M₂₂, M₁₁₁, M₁₁₂, M₁₁₃, M₁₁₄, M₂₂₁, M₂₂₂, M₂₂₃, M₂₂₄) 안에 교대로 생성하기 위해 상기 자기열량 소자(M₁₁, M₁₂, M₂₁, M₂₂, M₁₁₁, M₁₁₂, M₁₁₃, M₁₁₄, M₂₂₁, M₂₂₂, M₂₂₃, M₂₂₄)에 관해 이동한다. 이 자기 시스템은 또한 순차적으로 구동된 전자석 또는 자기장 변화를 발생시키기 쉬운 임의의 다른 유사 수단의 형태를 가질 수 있다. 1차 순환로에서 1차 유체의 순환 방향의 반전은 자기열량 소자(M₁₁, M₁₂, M₂₁, M₂₂, M₁₁₁, M₁₁₂, M₁₁₃, M₁₁₄, M₂₂₁, M₂₂₂, M₂₂₃, M₂₂₄)에서 온도 구배를 가능한 한 높이 설정하기 위해 자기열량 소자(M₁₁, M₁₂, M₂₁, M₂₂, M₁₁₁, M₁₁₂, M₁₁₃, M₁₁₄, M₂₂₁, M₂₂₂, M₂₂₃, M₂₂₄)의 자화 및 자기소거 단계와 동기화된다. 이러한 목적을 위해, 가열 단계에서 자기열량 소자를 통과하는-다시 말해서 자화된- 1차 유체는 뜨거운 쪽(C)을 향해 이동한 다음 냉각 상태에서 자기 열량 소자를 통과하는-다시 말해서 자기소거된- 경우 차가운 쪽(F)을 향해 이동한다. 1차 유체의 순환 방향은 첨부된 도면에서 화살표로 표시된다.

도1은 따라서 본 발명의 제1 실시예 변형에 따르는 자기열량 열 발생기(10)의 두 스테이지(E₁, E₂)를 연결하는 1차 순환로(P₁₀)를 나타낸다. 1차 순환로(P₁₀)는 두 스테이지(E₁, E₂)를 연결하고 1차 유체를 전후 운동으로 이동시키는 두 개의 액추에이터(3)를 포함한다. 1차 순환로(P₁₀)는 따라서 상기 자기열량 소자를 통과하고 뜨거운 쪽(C) 및 차가운 쪽(F)에서 서로 연결된 1차 유체 순환로의 두 개의 병렬 브랜치(branch)를 포함한다. 자기 시스템은 영구 자석(2)으로 예시된다. 두 개의 스테이지(E₁ 및 E₂)는, 예를 들어 모바일 컨트롤 캠의 프로파일에 의해 움직이는 피스톤인 액추에이터(3)를 통해 연결된다. 이러한 피스톤은 고체이거나, 예를 들어 멤브레인과 같이 변형가능할 수 있다. 물론, 1차 유체를 이동시킬 수 있는 임의의 다른 수단이 사용될 수도 있다. 또한, 피스톤 또는 이와 유사한 것의 이동은, 컨트롤 캠, 자기 디바이스, 선형 모터 또는 상기 액추에이터가 전후로 움직이도록 할 수 있는 임의의 동등한 수단일 수 있는 조작 장치에 의해 제어될 수 있다.

또한, 스테이지(E₁)의 자기열량 소자(M₁₁, M₁₂)는 1차 순환로(P₁₀)의 차가운 쪽(F)에 연결되고, 스테이지(E₂)의 자기열량 소자(M₂₁, M₂₂)는 1차 순환로(P₁₀)의 차가운 쪽(F)에 연결된다. 본 발명에 따르면, 1차 순환로(P₁₀)의 차가운 쪽(F)은 상기 1차 순환로(P₁₀)의 뜨거운 쪽(C)의 주입 지점(I₁)에 바이패스 배관(D₁)에 의해 유동적으로 연결된 출구 지점(S₁)을 포함한다. 이 바이패스 배관(D₁)은 오직 유체가 출구 지점(S₁)으로부터 주입 지점(I₁)을 향해 지나가는 것만을 허용한다. 1차 유체의 순환 방향을 제어하는 이와 같은 디바이스는 예를 들어 체크 밸브(check valve, 4)일 수 있다. 이 바이패스 배관(D₁)은, 1차 유체가 2차 순환로(6)의 2차 유체와의 열 교환을 수행하는 차가운 교환 구역(Z_F1)을 통과한다.

따라서, 바이패스 배관(D₁)에서 유체의 순환 방향을 강제한다는 사실은 자기소거 상태에서 자기열량 소자의 차가운 쪽(F)을 빠져나오는 유체만 이 바이패스 배관을 향해 유도될 수 있도록 만드는 것을 허용한다. 이로부터 2차 순환로의 냉각 용량이 최적화되게 된다.

바이패스 배관(D₁)으로부터 오는 1차 유체는 차가운 교환 구역(Z_F1)을 통과한 후 가열된다. 1차 유체는 1차 순환로(P₁₀)의 뜨거운 쪽(C)에 다시 주입되어, 이 가열이 1차 순환로(P₁₀)의 차가운 쪽(F)의 온도에 제한된 영향을 갖게 하며, 특히 냉동의 경우 유리하다. 이것은 또한 차가운 교환 구역(Z_F1)에서 상당한 교환을 달성하도록 한다.

이 실시예 변형은 또한 하나의 단일 스테이지를 갖는 일 실시예로 바꿀 수 있는데, 여기에서 바이패스 배관은 1차 순환로의 뜨거운 쪽의 주입 지점에 차가운 쪽의 주입 지점을 연결할 수 있다.

1차 순환로(P₁₀)는 그 뜨거운 쪽(C) 상에 두 개의 연속적인 뜨거운 교환 구역(Z_C1, Z_C2 )을 포함하고, 주입 지점(I₁)은 이 두개의 교환 구역(Z_C1, Z_C2) 사이에 위치한다. 이것은 냉각 상태의 자기열량 소자를 통과하는 1차 순환로(P₁₀) 부분의 바이패스 배관(D₁)으로부터 오는 1차 유체 주입을 허용하므로 매우 유리하다. 따라서 1차 유체는 자기열량 소자(M₂₂)를 향해 재주입되는데, 1차 유체가 도1a에 예시된 상태에서 냉각되고 자기 열량 소자(M₂₁) 안에 재주입되고, 1차 유체가 도1b에 예시된 이어지는 또는 반대 자기 상태에서 냉각된다. 이것은 또한 주입 지점(M₂₁)에서 유체의 혼합을 촉진할 수 있다.

뜨거운 교환 구역(Z_C1, Z_C2)은 열 발생기(10)에 의해 생성된 열을 배기하거나, 예를 들어 제2의 2차 유체 순환로(7)를 사용하는 열 교환에 의해 또 다른 외부 애플리케이션을 가열할 수 있다.

본 발명에 따르면, 바이패스 라인(D₁)은 바람직하게는 바이패스 라인 안에서 순환하는 1차 유체에 대한 유속 조정 디바이스(5)를 포함할 수 있다. 이 조정 디바이스는 차가운 교환 구역(Z_F1)에서 1차 순환로(P₁₀)와 2차 순환로(6) 사이의 열 교환 용량을 판단하고, 1차 순환로(P₁₀)와 바이패스 배관(D₁) 사이의 열 손실을 조정할 수 있다. 이 특성은 제시된 모든 실시예 변형으로 바뀔 수 있다.

또한, 모든 예시된 예에서, 출구 지점은 1차 순환로의 차가운 쪽(F)에 위치하고 따라서 그들의 차가운 출력의 최적 사용을 위해 최적화된 자기열량 열 발생기 구성을 예시한다. 본 발명은 또한 뜨거운 쪽에 출구 지점을 배치하고 차가운 쪽(F)에서 전통적인 교환을 수행하도록 제공한다. 이러한 배열은, 이 열 교환으로 인한 1차 순환로의 뜨거운 쪽(C)의 온도에 미치는 영향을 제한하면서 열 발생기에 의해 생성된 열을 활용할 수 있고, 특히 가열의 경우 유리하다. 이것은 따라서 출구 지점이 1차 순환로의 뜨거운 쪽에 위치하는 바이패스 배관에 연결된 교환 구역에서 상당한 교환을 달성할 수 있다. 다시 말해서, 예시된 예 전체는 더욱 높은 가열 용량을 획득하거나 외부 애플리케이션의 2차 유체의 온도를 증가시키기 위해 뜨거운 쪽(C)과 차가운 쪽(F)을 역전시킴으로써 바뀔 수 있다.

도2a 및 도2b는 자기열량 열 발생기의 뜨거운 쪽(C)에 의해 도1a 및 도1b에 제시된 것과 다른 자기열량 열 발생기(20)의 1차 순환로(P₂₀)의 실시예 변형을 나타낸다. 이 변형에서, 1차 순환로(P₂₀)의 뜨거운 쪽(C)은 하나의 단일 고열 교환 구역(Z_C3)을 포함하는데, 그 입구 및 출구는 각각 주입 지점(I₂, I₃)을 구성한다. 바이패스 배관(D₂)은 두 개의 배관 부분으로 나눠지며 이 배관 부분은 각각 하나의 체크 밸브를 포함한다. 이것은 또한 냉각 단계를 겪는 자기열량 소자(M₂₁, M₂₂)를 향해 바이패스 배관(D₂)으로부터 오는 1차 유체가 항상 재주입되도록 보장한다. 전술된 열 발생기(10)의 두 개의 뜨거운 교환 구역(Z_C1 및 Z_C2)에 대해 하나의 단일 뜨거운 교환 구역(Z_C3)을 갖는 이와 같은 구성은 열 발생기(20)의 구조를 단순화하고 따라서 열 발생기의 원가를 줄일 수 있다.

도3a 및 도3b는 자기 열량 열 발생기(30)의 또 다른 실시예 변형을 나타낸다. 이 변형에서, 발생기는 두 개의 바이패스 배관(D₃, D₄)을 포함한다. 바이패스 배관(D₄)은 차가운 쪽(F), 스테이지(E₁)의 자기열량 소자(M₁₁)에 직접 연결된 차가운 쪽(F)의 출구 지점(S₂)을 뜨거운 쪽(C), 스테이지(E₂)의 자기열량 소자(M₂₂)에 직접 연결된 뜨거운 쪽(C)의 주입 지점(I₅)에 연결하는데, 이것은 항상 다른 자기열량 소자(M₁₁)와 동일한 자화 상태, 다시 말해서 도3a의 냉각 단계로 존재한다. 마찬가지로, 바이패스 배관(D₃ )은 스테이지(E₁), 차가운 쪽(F)의 자기열량 소자(M₁₂)에 직접 연결된 차가운 쪽(F)의 출구 지점(S₃)을 스테이지(E₂), 뜨거운 쪽(C)의 자기열량 소자(M₂₁)에 직접 연결된 뜨거운 쪽(C)의 주입 지점(I₄)에 연결하는데, 이것은 항상 다른 자기열량 소자(M₁₂)와 동일한 자화 상태, 다시 말해서 도3a의 가열 단계로 존재한다. 도3a에 예시된 이러한 구성 및 자화 상태에서, 1차 유체는 1차 유체가 자기열량 소자(M₁₁)를 통과하는 경우 냉각되고 스테이지(E₂), 뜨거운 쪽(C)의 자기열량 소자(M₂₂)의 주입 지점(I₅)에서 재주입되도록 차가운 교환 구역(Z_F2)을 통과하는 바이패스 배관(D₄)을 따라간다. 차가운 열 교환 구역(Z_F2)에서 데워진 차가운 쪽(F)으로부터 오는 1차 유체를 뜨거운 쪽(C)에서 단방향으로 재주입한다는 사실은, 이 재주입된 유체가 뜨거운 쪽(C)의 1차 유체보다 약간 낮은 온도를 갖거나 더 차가운 경우, 이 재주입된 유체를 사용하는 열 전도/수송에 의한 자기열량 소자(M₂₂) 냉각 및 자화로 인한 자기열량 효과에 의한 냉각 둘 다를 달성할 수 있게 한다. 이것은 자기열량 소자(M₂₂)의 예비-냉각에 해당할 수 있다. 이것은 뜨거운 쪽(C)과 차가운 쪽(F) 사이의 1차 순환로(P₃₀)에서 열 구배를 하부로 변이시키고 따라서 열 발생기(30)의 냉각 용량 증가를 야기할 수 있다. 도3a에 예시된 자화 상태에서, 2차 바이패스 배관(D₃)에서는 어떤 유체 이동도 없다. 각각의 바이패스 브랜치 또는 배관은 독립적이고, 그 유속은 개별적으로 조정가능하다.

반대로, 도3b에 예시된 반대 자화 상태에서, 제1 바이패스 배관(D₄)에는 어떤 1차 유체 이동도 없지만, 1차 유체는 스테이지(E₂), 뜨거운 쪽(C)의 자기열량 소자(M₂₁)의 주입 지점(I₄)에서 재주입되도록 차가운 교환 구역(Z_F3)을 통과하는 제2 바이패스 배관(D₃)에서 1차 유체가 이동한다. 뜨거운 쪽(C)에서의 열 교환은 통상적인 방식으로 달성된다. 스테이지(E₂), 뜨거운 쪽(C)의 두 개의 자기열량 소자의 단부는 열 발생기(30)에 의해 생성된 열을 배기하고 또 다른 외부 애플리케이션을 예를 들어 제2 2차 유체 순환로(7)와의 열 교환에 의해 가열하기 위해 열 교환 구역(Z_C4)에 의해 구분된다.

도4a 및 도4b는 바이패스 배관(D₅ 및 D₆)의 주입 지점(I₆ 및 I₇)이 두 개의 스테이지(E₁, E₂) 사이에 위치한다는 사실에 의해 앞의 도면의 열 발생기(30)와 다른 자기열량 열 발생기(40)의 실시예 변형을 나타낸다. 이 배열은 1차 순환로(P₄₀)에서 재주입된 1차 유체의 온도가 두 개의 스테이지(E₁, E₂) 사이에 위치하는 주입 지점(I₆, I₇)에서의 1차 유체의 온도에 해당하거나 해당하기 쉬운 경우 특히 유리하다.

도5a 및 도5b는 한편으로는 스테이지가 더 많은 자기열량 소자(M₁₁₁, M₁₁₂, M₁₁₃, M₁₁₄, M₂₂₁, M₂₂₂, M₂₂₃, M₂₂₄ )를 포함하고, 다른 한편으로는 바이패스 배관(D₇ 및 D₈)의 주입 지점(I₈ and I₉)이 차가운 쪽(F)에 위치하는 스테이지(E₁₀)의 연속적인 자기열량 소자(M₁₁₁, M₁₁₃ 및 M₁₁₂, M₁₁₄) 사이에 위치한다는 사실에 의해 도4a 및 도4b의 열 발생기(40)와 다른 자기열량 열 발생기(50)의 실시예 변형을 나타낸다. 이 배열은 차가운 교환 구역(Z_F6, Z_F7)을 빠져나오는 1차 유체의 온도가 연속적인 관련 물질(M₁₁₁, M₁₁₃ and M₁₁₂, M₁₁₄) 사이에서 순환하는 1차 유체의 온도와 가까워지는 경우 특히 유리하다. 실제로, 1차 순환로에서 순환하는 유체와 동일한 온도를 갖는 1차 유체를 1차 순환로(P₅₀) 안에 재주입하는 것은 1차 순환로에서 설정된 열 구배에 영향을 미치지 않는다. 이것은 그 효율성에 부정적인 영향을 주지 않고 차가운 교환 구역(Z_F6, Z_F7)에 의해 열 발생기(50)의 열 출력을 활용할 수 있게 한다.

또한, 열 발생기(50)에 더 많은 자기열량 소자를 끼워넣는 것은 그 열 출력 및/또는 그 열 구배를 증가시킬 수 있게 한다.

도6a 및 도6b에 표시된 자기열량 열 발생기(60)는 도4a 및 도4b의 열 발생기(40)의 실시예 변형인데, 자기열량 소자(60)는 교환 구역(Z_F8)을 구비한 오직 하나의 바이패스 배관(D₉)을 포함하고, 이 배관은 주입 지점(I₆ 및 I₇)에서 1차 유체를 재주입하기 위해 차가운 교환 구역(Z_F8) 다음에 두 개의 부분으로 나눠진다는 사실에 의해 열 발생기(40)와 다르다. 이 재주입은 도4a 및 도4b를 참고로 기재된 것과 동일하다. 1차 유체의 순환을 위해 더 적은 배관이 필요하므로, 열 발생기(60)의 부피를 감소시키는 추가적인 장점을 갖는다.

도7a, 도7b, 도9에 표시된 자기열량 열 발생기(70)는 도6a 및 도6b의 열 발생기(60)의 실시예 변형인데, 스테이지(E₁₀ 및 E₂₀)가 자기열량 소자(70)의 열 출력 및/또는 열 구배를 증가시키고 따라서 차가운 교환 구역(Z_F9)에 의한 2차 순환로의 2차 유체 냉각 용량을 증가시키기 위해 더 많은 자기열량 소자(M₁₁₁, M₁₁₂, M₁₁₃, M₁₁₄, M₂₂₁, M₂₂₂, M₂₂₃, M₂₂₄)를 포함한다는 사실에 의해 열 발생기(60)과 다르다. 1차 순환로(P₇₀)는 교환 구역(Z_F9)을 구비한 하나의 단일 바이패스 배관(D₁₀)을 포함하며, 이 배관은 두 개의 스테이지(E₁₀ 및 E₂₀) 사이의 주입 지점(I₁₀ 및 I₁₁)에서 1차 유체를 재주입하기 위해 차가운 교환 구역(Z_F9) 다음에 두 개의 부분으로 분할된다. 도9는 도7B에 표시된 자화 상태에서, 세 개의 1차 순환로를 포함하는 열 발생기(70)의 투시도이다. 3개의 1차 순환로의 모든 부품이 이 도면에서 보이지는 않는다. 도9는 특히 열 발생기(70)의 세 개의 1차 순환로의 세 개의 차가운 열 교환 구역(Z_F9, Z'_F9 및 Z''_F9) 뿐만 아니라 상기 1차 순환로 중 하나의 뜨거운 열 교환 구역(Z'_C5)을 식별한다. 열 발생기(70)는 3개의 자기 로터(R₁, R₂, R₃)를 구비한 자기 배열을 포함하고, 열 발생기(70)의 종 방향 축에 대한 자기 로터의 회전으로 인해, 자기열량 소자가 자기장 변화의 영향을 받도록 한다. 자기 로터(R₁, R₂, R₃)는 영구자석(2)이 상부에 장착된 프레임을 각각 포함한다. 자기열량 소자는 두 개의 고정된 지지체(S_UP1, S_UP2) 안에 장착된다. 1차 유체는 컨트롤 캠(C₇₀)에 의해 작동되는 피스톤(3)에 의해 구성된 액추에이터에 의해 이동하는데, 컨트롤 캠의 캠 프로파일은 로터(R₂)상에 실현, 설치, 기계가공 또는 박힌(calked)다.

도8a 및 도8b에 표시된 자기열량 열 발생기(80)는 도5a 및 도5b의 열 발생기(50)의 실시예 변형으로, 교환 구역(Z_F10 _,)을 구비한 오직 하나의 바이패스 배관(D₁₁)을 포함한다는 사실에 의해 열 발생기(50)와 다르며, 이 배관은 주입 지점(I₈ 및 I₉)에서 1차 유체를 재주입하기 위해 차가운 교환 구역(Z_F10 _,) 다음에 두 부분으로 분할된다. 이 재주입은 도5a 및 도5b를 참고로 기재된 것과 동일하다. 이것은 1차 유체의 순환을 위해 더 적은 배관을 필요로 하므로, 열 발생기(80)의 부피를 줄이는 추가적인 장점을 갖는다.

도9에 표시된 자기열량 열 발생기(90)는 공통 바이패스 배관 부분(D₁₂')을 갖는 두 개의 바이패스 배관(D₁₂ 및 D₁₃)을 포함한다. 열 발생기(90)는 1차 유체 이동 수단 또는 액추에이터(3)에 의해 연결된 두 개의 스테이지(E₁ 및 E₂)를 포함한다.제1 스테이지(E₁)는 열 발생기(90)의 차가운 쪽(F)에 놓이고 다른 스테이지(E₂)는 뜨거운 쪽(C)에 놓인다.

제1 바이패스 배관(D₁₂)은 열 발생기(90)의 차가운 단부(F) 상의 출구 지점(S₇)을 자기열량 소자(M₁₁)의 뜨거운 단부와 액추에이터(3) 사이의, 스테이지(E₁)의 뜨거운 단부 상의 1차 순환로(P₉₀) 안에 위치하는 주입 지점(I₁₂)에 연결한다. 제2 바이패스 배관(D₁₃)은 열 발생기(90) 상의 차가운 단부(F) 상의 출구 지점(S₇)을 자기열량 소자(M₁₂)의 뜨거운 단부와 액추에이터(3) 사이에 위치하는, 스테이지(E₁)의 뜨거운 쪽에 위치하는 1차 순환로(P₉₀)의 다른 지점에 연결한다. 바이패스 배관(D₁₂ 및 D₁₃)은 공통 배관 부분(D₁₂')을 포함하는데, 여기에서 1차 유체와 2차 순환로(61)의 2차 유체 사이의 열 교환을 달성하기 위한 차가운 교환 구역(Z_F11)이 통합된다. 또한, 바이패스 배관(D₁₂ 및 D₁₃)는 1차 유체의 순환 방향을 제어하는 장치를 각각 포함한다.

따라서, 2차 순환로(61)의 2차 열 수송 유체와의 열 교환을 수행할 수 있는 열 교환기를 포함하는 공통 바이패스 배관 부분(D₁₂')은 자기열량 소자가 자화 상태에 있는 경우 차가운 쪽(F)에 위치하는 스테이지(E₁)의 자기열량 소자(M₁₁ 및 M₁₂)의 차가운 쪽을 빠져나오는 1차 유체를 수용한다. 1차 유체가 이 싸이클의 가장 차가운 온도에 도달한 경우, 이런 식으로, 1차 유체는 항상 이 공통 바이패스 배관 부분(D₁₂')을 통과한다. 이로부터 교환 구역(_F11)에서 열 교환한 결과가 최적화된다. 또한, 냉각될 2차 순환로와의 열 교환으로 인해 온도 상승을 겪은 1차 유체는 온도가 가장 낮지 않은 1차 순환로의 지점(I₁₂, I₁₃)에 있는, 열 스테이지(E₁ 및 E₂) 사이의, 1차 순환로 안으로 재주입된다. 교환 구역(Z_F11)의 1차 순환로와 2차 순환로 사이에서 교환될 수 있는 화력(thermal power)을 조절하기 위해 바이패스 배관(D₁₂ and D₁₃)을 향해 순환할 수 있는 유체의 유속을 조정할 가능성이 특히 장점이다. 따라서, 이 교환 구역(Z_F11)을 통과하는 1차 유체의 부피 유속이 높을수록, 교환이 더욱 중요해질 것이다. 바람직하게는, 바이패스 배관 안에서의 교환 구역(Z_F11)의 위치결정으로 인해, 교환 구역(Z_F11)에서의 열 교환으로 인한 1차 유체의 온도 상승이 매우 작거나, 열 발생시(90)의 작동, 특히 높은 효율로 열 구비를 유지할 능력에 어떤 영향도 미치지 않는다. 이것은 1차 유체의 온도가 가장 낮지 않은 1차 순환로(P₉₀)의 구역에서 열 교환 후 가열된 1차 유체의 재주입에 의해 가능해진다.

도10a 및 도10b에 표시된 열 발생기(90)는 교환 구역(Z_F11)을 통해 2차 순환로에서 연속적으로 순환하는 2차 유체의 연속 동작시 냉각 또는 열처리를 위해 특히 유리하다. 실제로, 1차 유체가 단방향으로 순환하는 바이패스 배관(D₁₂, D₁₃) 안에 직렬로 통합된 열 교환 구역(Z_F11)의 위치결정은 열 교환을 선호하는 열 교환 구역(Z_F11)에서 교차-흐름 교환을 달성할 수 있게 한다.

도11a 및 도11b에 표시된 자기열량 열 발생기(100)는 열 발생기(90)에 관해 기재된 것과 동일한 장점을 제공한다. 자기열량 열 발생기(100)는 1차 순환로(P₁₀₀)에서 1차 유체의 이동 및 자기열량 소자(M₁₁, M₁₂, M₂₁ and M₂₂)의 자기 싸이클에 의해 열 발생기(90)와 다르다. 실제로, 표시된 1차 순환로(P₁₀₀)에서, 자기열량 소자는 직렬로 연결되고 1차 유체를 이동시키기 위한 수단 또는 액추에이터(3)는 두 개의 마주보는 방향으로 1차 유체의 교대 이동을 보장한다. 자기열량 소자가 자기소거 상태에 있을 때 1차 유체는 자기열량 소자(M₁₁, M₁₂, M₂₁ 및 M₂₂)를 통과하여 차가운 쪽(F)을 향하고, 자기열량 소자가 자화 상태에 있을 때 1차 유체는 자기열량 소자(M₁₁, M₁₂, M₂₁ and M₂₂)를 통과하여 뜨거운 쪽(C)을 향한다. 바이패스 배관의 주입 지점(I₁₂ 및 I₁₃)은, 이 변형에서 동일한 자화 상태에 있는 자기열량 소자들(M₁₁, M₂₁ 및 M₁₂, M₂₂) 사이에 놓인다.

도12a 및 도12b에 표시된 자기열량 열 발생기(110)는 열 발생기(90)에 관해 기재된 것과 동일한 장점을 제공한다. 자기열량 열 발생기(110)는 바이패스 배관(D₁₄ 및 D₁₅)의 주입 지점(I₁₄ 및 I₁₅)의 위치결정에 의해 열 발생기(90)와 다르다. 실제로, 각각의 주입 지점(I₁₄ 및 I₁₅)은 뜨거운 스테이지(E₂)의 자기열량 소자(M₂₁, M₂₂)와 뜨거운 교환 구역(Z_C6) 사이에 놓인다. 각각의 주입 지점(I₁₄ 및 I₁₅)은 1차 순환로의 차가운 교환 구역(Z_F11)에서 온도가 상승한 1차 유체를, 가열을 겪은 1차 유체가 빠져나오고 열 교환 구역(Z_C6)을 향해 흐르는 자기열량 소자(M₂₁ 또는 M₂₂)의 출구에서 주입할 수 있도록 한다. 여기에서 마찬가지로, 1차 유체의 온도에 대한 열 교환의 영향이 줄어드는데, 열 발생기(100)의 효율을 감소시키지 않고 차가운 교환 구역(Z_F11)에서 열 교환을 달성할 수 있게 한다.

물론, 본 발명에 따르는 자기열량 열 발생기(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110)는 복수의 1차 순환로를 포함할 수 있다. 또한, 이 1차 순환로들은 첨부된 도면에 표시된 것과 다른 다수의 자기열량 소자를 포함할 수 있다.

또한, 자기열량 소자(M₁₁, M₁₂, M₂₁, M₂₂, M₁₁₁, M₁₁₂, M₁₁₃, M₁₁₄, M₂₂₁, M₂₂₂, M₂₂₃ 및 M₂₂₄)의 형태는 직사각형 부품으로 제한되지 않는다. 또 따른 형태가 고려될 수 있다. 또한, 모든 자기열량 소자는 서로 직렬로 유동적으로 연결되거나 부착된 복수의 부품으로 구성될 수 있다.

산업상 이용 가능성

이 설명은 설정된 목표에 도달하도록 하는, 다시 말해서 효율을 최적화하면서도 자기열량 열 발생기의 동작을 방해하지 않고 자기열령 열 발생기(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110)의 뜨거운 쪽(C)또는 차가운 쪽(F)에서 중요한 열 교환을 달성할 수 있도록 하는, 본 발명을 명확하게 나타낸다.

열 발생기뿐만 아니라 본 발명에 따르는 방법은 비용경쟁력이 있고 공간 필요성이 줄어든, 예를 들어, 가열, 에어 컨디셔닝, 열처리, 냉각 또는 그외의 것들과 같은, 그러나 여기에 국한되지 않는, 모든 열 영역에서의 적용을 발견할 수 있다.

본 발명은 기재된 실시예의 예에 제한되지 않으며, 첨부된 청구범위에서 규정된 보호 범위내에 있으면서 당업자에게 명확한 수정 및 변형으로 확대된다.

10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110 : 자기열량 열 발생기
M₁₁, M₁₂, M₂₁, M₂₂, M₁₁₁, M₁₁₂, M₁₁₃, M₁₁₄, M₂₂₁, M₂₂₂, M₂₂₃, M₂₂₄ : 자기열량 소자
P₁₀, P₂₀, P₃₀, P₄₀, P₅₀, P₆₀, P₇₀ : 1차 순환로
E₁, E₂ ,E₁₀, E₂₀ : 스테이지
I₁, I₂, I₃, I₄, I₅, I₆, I₇, I₈, I₉,I₁₀, I₁₁ : 주입 지점
S₁, S₂,S₃, S₄, S₅, S₆ : 출구 지점
Z_F1, Z_F2, Z_F3, Z_F4, Z_F5, Z_F6, Z_F7, Z_F8, Z_F9, Z_F10, Z_F11 : 열 교환 구역
Z_F1 : 차가운 교환 구역
Z_C1, Z_C2 : 뜨거운 교환 구역
D₁, D₂, D₃, D₄, D₅, D₆, D₇, D₈, D₉, D₁₀, D₁₁ : 바이패스 배관
2 : 영구자석
3 : 액추에이터
4 : 체크 밸브
6 : 2차 순환로

Claims

전후로 교대로 흐르는 1차 유체라고 불리는 열 수송 유체에 의해 자기열량 소자(M₁₁, M₁₂, M₂₁, M₂₂,M₁₁₁, M₁₁₂, M₁₁₃, M₁₁₄, M₂₂₁, M₂₂₂, M₂₂₃, M₂₂₄)를 유동적으로 연결하는 적어도 하나의 1차 순환로(P₁₀, P₂₀, P₃₀, P₄₀, P₅₀, P₆₀, P₇₀)를 포함하고, 상기 자기열량 소자(M₁₁, M₁₂, M₂₁, M₂₂,M₁₁₁, M₁₁₂, M₁₁₃, M₁₁₄, M₂₂₁, M₂₂₂, M₂₂₃, M₂₂₄)는 각각의 자기열량 소자(M₁₁, M₁₂, M₂₁, M₂₂,M₁₁₁, M₁₁₂, M₁₁₃, M₁₁₄, M₂₂₁, M₂₂₂, M₂₂₃, M₂₂₄) 안에 자기 가열 단계 및 자기 냉각 단계를 교대로 생성하는 자기 시스템(2)의 가변 자기장의 영향을 받고, 발생기 안의 1차 시스템은 자기열량 소자(M₁₁, M₁₂, M₂₁, M₂₂,M₁₁₁, M₁₁₂, M₁₁₃, M₁₁₄, M₂₂₁, M₂₂₂, M₂₂₃, M₂₂₄)가 서로 유동적으로 연결되는 차가운 쪽(F)과 뜨거운 쪽(C)을 포함하는 자기열량 열 발생기(10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80)에 있어서,
상기 1차 순환로의 뜨거운 쪽(C)과 차가운 쪽(F) 중 적어도 하나는 오직 출구 지점(S₁, S₂,S₃, S₄, S₅, S₆)으로부터 주입 지점(I₁, I₂, I₃, I₄, I₅, I₆, I₇, I₈, I₉,I₁₀, I₁₁)을 향해서만 1차 유체가 이동할 수 있도록 하는 적어도 하나의 바이패스 배관(D₁, D₂, D₃, D₄, D₅, D₆, D₇, D₈, D₉, D₁₀, D₁₁)에 의해, 주입 지점(I₁, I₂, I₃, I₄, I₅, I₆, I₇, I₈, I₉,I₁₀, I₁₁)이라고 불리는 1차 순환로의 다른 지점에 연결된 적어도 하나의 출구 지점(S₁, S₂, S₃, S₄, S₅, S₆)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기열량 열 발생기.
제1항에 있어서,
상기 자기열량 소자(M₁₁, M₁₂, M₂₁, M₂₂,M₁₁₁, M₁₁₂, M₁₁₃, M₁₁₄, M₂₂₁, M₂₂₂, M₂₂₃, M₂₂₄)는 적어도 두 개의 스테이지(E₁, E₂ _, E₁₀, E₂₀)에 분포되고, 스테이지(E₁, E₁₀) 중 하나의 자기열량 소자(M₁₁, M₁₂; M₁₁₁,M₁₁₂)는 차가운 쪽(F)에서 서로 유동적으로 연결되고 스테이지(E₂ _, E₂₀) 중 다른 것의 자기열량 소자(M₂₁, M₂₂, M₂₂₃, M₂₂₄)는 뜨거운 쪽(C)에서 서로 유동적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 자기열량 열 발생기.
제1항 내지 제2항 중 어느 한 항에 있어서,
바이패스 배관(D₁, D₂, D₃, D₄, D₅, D₆, D₇, D₈, D₉, D₁₀, D₁₁)은 적어도 하나의 열 교환 구역(Z_F1, Z_F2, Z_F3, Z_F4, Z_F5, Z_F6, Z_F7, Z_F8, Z_F9, Z_F10, Z_F11)에 의해 2차 순환로(6)에 열적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 자기열량 열 발생기.
제3항에 있어서,
열 교환 구역(Z_F1, Z_F2, Z_F3, Z_F4, Z_F5, Z_F6, Z_F7, Z_F8, Z_F9, Z_F10, Z_F11)은 1차 유체와 상기 2차 순환로(6)의 2차 유체 사이의 반대 방향 이동을 달성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자기열량 열 발생기.
제3항에 있어서,
열 교환 구역(Z_F1, Z_F2, Z_F3, Z_F4, Z_F5, Z_F6, Z_F7, Z_F8, Z_F9, Z_F10)은 1차 유체와 상기 2차 순환로(6)의 2차 유체 사이의 동일 방향 이동을 달성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자기열량 열 발생기.
제3항에 있어서,
열 교환 구역(Z_F1, Z_F2, Z_F3, Z_F4, Z_F5, Z_F6, Z_F7, Z_F8, Z_F9, Z_F10)은 1차 유체와 상기 2차 순환로(6)의 2차 유체 사이의 교차 방향 이동을 달성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자기열량 열 발생기.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
바이패스 배관(D₁, D₂, D₃, D₄, D₅, D₆, D₇, D₈, D₉, D₁₀, D₁₁)은 바이패스 배관 안에서 순환하는 1차 유체의 유속을 조정하기 위한 디바이스(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기열량 열 발생기.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 출구 지점(S₁, S₂, S₃, S₄, S₅, S₆)은 1차 순환로의 차가운 쪽(F)에 위치하는 것을 특징으로 하는 자기열량 열 발생기.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 출구 지점은 1차 순환로의 뜨거운 쪽(C)에 위치하는 것을 특징으로 하는 자기열량 열 발생기.
제8항에 있어서,
주입 지점(I₁, I₂, I₃, I₄, I₅)은 1차 순환로의 뜨거운 쪽(C)에 위치하는 것을 특징으로 하는 자기열량 열 발생기.
제9항에 있어서,
주입 지점은 1차 순환로의 차가운 쪽(F)에 위치하는 것을 특징으로 하는 자기열량 열 발생기.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
주입 지점(I₆, I₇, I₁₀, I₁₁, I₁₂, I₁₃)은 자기열량 소자(M₁₁, M₁₂, M₂₁, M₂₂,M₁₁₁, M₁₁₂, M₁₁₃, M₁₁₄, M₂₂₁, M₂₂₂, M₂₂₃, M₂₂₄)의 두 개의 스테이지(E₁, E₂ ; E₁₀, E₂₀) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 자기열량 열 발생기.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
주입 지점(I₈, I₉)은 스테이지(E₁₀, E₂₀) 각각의 연속적인 자기열량 소자(M₁₁₁, M₁₁₂, M₁₁₃, M₁₁₄, M₂₂₁, M₂₂₂, M₂₂₃, M₂₂₄) 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 자기열량 열 발생기.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따르는 자기열량 열 발생기에 의해 2차 유체라고 불리는 유체를 냉각하는 방법으로서,
적어도 하나의 열 교환 구역(Z_F1, Z_F2, Z_F3, Z_F4, Z_F5, Z_F6, Z_F7, Z_F8, Z_F9, Z_F10, Z_F11)에 의해 2차 유체가 순환하는 2차 순환로(6)를 자기열량 열 발생기의 바이패스 배관(D₁, D₂, D₃, D₄, D₅, D₆, D₇, D₈, D₉, D₁₀, D₁₁)에 열적으로 연결하고, 2차 순환로 안에서 2차 유체를 연속적으로 순환하는 것으로 이뤄지는 유체 냉각 방법.