RU2008107448A

RU2008107448A - Генератор тепла, содержащий магнитокалорический материал

Info

Publication number: RU2008107448A
Application number: RU2008107448/06A
Authority: RU
Inventors: Жан-Луи ДУПИН (FR); Жан-Луи Дупин; Жан-Луи ХЕИТЦЛЕР (FR); Жан-Луи ХЕИТЦЛЕР; Кристиан МУЛЛЕР (FR); Кристиан МУЛЛЕР
Original assignee: Култеш Эппликэйшнз С.А.С. (Fr); Култеш Эппликэйшнз С.А.С.
Priority date: 2005-09-01
Filing date: 2006-08-16
Publication date: 2009-10-10
Also published as: WO2007026062A1; AU2006286474B2; RU2436022C2; JP2009507168A; FR2890158A1; JP4942751B2; ES2323478T3; EP1938023B1; DE602006005829D1; BRPI0615261A2; MY149232A; AR057784A1; US20080236172A1; CN101253375A; CN101253375B; KR20080066915A; EP1938023A1; DK1938023T3; ZA200801372B; CA2616489A1

Abstract

1. Генератор тепла (1), содержащий магнитокалорический материал, включающий, по крайней мере, одну жесткую опору, на которой расположены, по крайней мере, два термоэлемента (3) из магнитокалорического материала, магнитные средства (4), выполненные подвижными по отношению к указанным термоэлементам (3) таким образом, чтобы обеспечить возможность воздействия на термоэлементы (3) переменным магнитным полем с целью изменения их температуры, и средства сбора (5) калорий и фригорий, производимых термоэлементами (3), содержащие, по крайней мере, два отдельных контура, в каждом из которых циркулирует теплоноситель, при этом один из контуров является контуром тепла (51), и один из контуров является контуром холода (52), причем каждый из контуров соединен, по крайней мере, с одним теплообменником (55, 56), предназначенным для сбора калорий или фригорий, и со средствами коммутации (57, 58), выполненными с возможностью поочередного помещения в контур (51, 52) соответствующего термоэлемента (3), отличающийся тем, что каждый термоэлемент (3) содержит каналы теплоносителя (35), образующие, по крайней мере, два отдельных коллекторных контура (31, 32), причем один из коллекторных контуров является коллекторным контуром тепла (31), и в нем циркулирует теплоноситель контура тепла (51), предназначенный для сбора калорий, производимых термоэлементом (3), подвергаемым воздействию магнитного поля, а другой коллекторный контур является коллекторным контуром холода (32), и в нем циркулирует теплоноситель контура холода (52), предназначенный для сбора фригорий, производимых термоэлементом (3), не испытывающим воздействия магнитного поля, при этом теплоносители приводят�

Claims

1. Генератор тепла (1), содержащий магнитокалорический материал, включающий, по крайней мере, одну жесткую опору, на которой расположены, по крайней мере, два термоэлемента (3) из магнитокалорического материала, магнитные средства (4), выполненные подвижными по отношению к указанным термоэлементам (3) таким образом, чтобы обеспечить возможность воздействия на термоэлементы (3) переменным магнитным полем с целью изменения их температуры, и средства сбора (5) калорий и фригорий, производимых термоэлементами (3), содержащие, по крайней мере, два отдельных контура, в каждом из которых циркулирует теплоноситель, при этом один из контуров является контуром тепла (51), и один из контуров является контуром холода (52), причем каждый из контуров соединен, по крайней мере, с одним теплообменником (55, 56), предназначенным для сбора калорий или фригорий, и со средствами коммутации (57, 58), выполненными с возможностью поочередного помещения в контур (51, 52) соответствующего термоэлемента (3), отличающийся тем, что каждый термоэлемент (3) содержит каналы теплоносителя (35), образующие, по крайней мере, два отдельных коллекторных контура (31, 32), причем один из коллекторных контуров является коллекторным контуром тепла (31), и в нем циркулирует теплоноситель контура тепла (51), предназначенный для сбора калорий, производимых термоэлементом (3), подвергаемым воздействию магнитного поля, а другой коллекторный контур является коллекторным контуром холода (32), и в нем циркулирует теплоноситель контура холода (52), предназначенный для сбора фригорий, производимых термоэлементом (3), не испытывающим воздействия магнитного поля, при этом теплоносители приводятся в движение поочередно в одном и в другом коллекторном контуре (31, 32) в зависимости от того, подвергается ли термоэлемент (3) воздействию магнитного поля и испускает ли термоэлемент (3) калории или фригории.

2. Генератор тепла по п.1, отличающийся тем, что термоэлементы (3), по крайней мере, частично выполнены из магнитокалорического материала, по крайней мере, в одной из форм, выбранных из группы, включающей цельный блок, штабель цельных блоков или пластин (30), набор частиц, пористый блок, штабель пористых блоков или пористых пластин, комбинацию этих форм.

3. Генератор тепла по п.2, отличающийся тем, что каждый из коллекторных контуров (31, 32) образован множеством каналов теплоносителя (35), распределенных внутри термоэлементов (3) для создания большой поверхности теплообмена.

4. Генератор тепла по п.3, отличающийся тем, что каналы теплоносителя (35) имеют размер в диапазоне от 0,01 до 5 мм, предпочтительно равный 0,15 мм, для обеспечения возможности протекания теплоносителя через термоэлементы (3), при этом протекание является практически ламинарным.

5. Генератор тепла по п.3, отличающийся тем, что каналы теплоносителя (35) двух коллекторных контуров (31, 32) каждого термоэлемента (3) ориентированы в различных направлениях.

6. Генератор тепла по п.3, отличающийся тем, что каналы теплоносителя (35) двух коллекторных контуров (31, 32) каждого термоэлемента (3) ориентированы почти параллельно.

7. Генератор тепла по п.3, отличающийся тем, что каналы теплоносителя (35) выполнены, по крайней мере, в одной из форм, выбранных из группы, включающей перфорации, желобки, щели, зазоры, комбинацию этих форм, при этом каналы теплоносителя (35) изготавливаются посредством металлообработки, химической, ионной или механической гравировки, формовки, установки прокладок между блоками или пластинами, оставления пространства между частицами.

8. Генератор тепла по п.1, отличающийся тем, что жесткая опора содержит, по крайней мере, одну пластину (2), содержащую, по крайней мере, два отверстия, ограничивающих полости (20), в которые помещены термоэлементы (3), и, по крайней мере, два ряда каналов (21, 22), образующих часть контуров тепла (51) и холода (52) и выходящих в каждую полость (20) через входное и выходное отверстия каждого из контуров тепла (51) и холода (52), то есть через два входных и два выходных отверстия на каждую полость (20), при этом каналы (21, 22) сообщаются с каналами теплоносителя (35) соответствующих термоэлементов (3).

9. Генератор тепла по п.8, отличающийся тем, что каналы (21, 22) образованы желобками, расположенными, по крайней мере, на одной из сторон пластины (2) и тем, что генератор тепла (1) содержит, по крайней мере, один фланец (60), расположенный на этой же стороне пластины (2) для закрывания и герметизации каналов (21, 22).

10. Генератор тепла по п.4, отличающийся тем, что термоэлементы (3) и полости (20) содержат дополнительные крепежные элементы.

11. Генератор тепла по п.10, отличающийся тем, что дополнительные крепежные элементы выполнены в форме параллелепипедов и тем, что с каждой стороны полости (20) располагается входное или выходное отверстие контуров тепла (51) и холода (52), при этом с каждой стороны термоэлемента (3) находится входное или выходное отверстие одного из коллекторных контуров (31, 32).

12. Генератор тепла по п.11, отличающийся тем, что между полостью (20) и термоэлементом (3) выполнен зазор от 0,05 до 15 мм, предпочтительно равный 1 мм, который образует распределительную камеру теплоносителя, располагающуюся внутри термоэлемента (3), при этом во всех углах полости (20) выполнены герметизирующие уплотнения.

13. Генератор тепла по п.1, отличающийся тем, что содержит четное число термоэлементов (3), расположенных почти по кругу вокруг центральной оси (В) пластины (2), и тем, что магнитные средства (4) соединены со средствами привода, вращающимися вокруг центральной оси (В).

14. Генератор тепла по п.13, отличающийся тем, что магнитные средства (4) содержат магниты (40), при этом число магнитов (40) соответствует числу термоэлементов (3), и магниты (40) скреплены попарно и расположены по обе стороны от термоэлементов (3) так, чтобы подвергать воздействию магнитного поля один термоэлемент (3) из двух.

15. Генератор тепла по п.14, отличающийся тем, что термоэлементы (3) примыкают друг к другу таким образом, чтобы пары магнитов (40) переходили от одного ряда термоэлементов (3) к другому без разрыва магнитного поля.

16. Генератор тепла по п.1, отличающийся тем, что теплоноситель в контурах тепла (51) и холода (52) циркулирует в противоположных направлениях.

17. Генератор тепла по п.1, отличающийся тем, что средства сбора (5) калорий и фригорий содержат средства принудительной циркуляции (53) теплоносителя, расположенные, по крайней мере, в одном из контуров тепла (51) или холода (52).

18. Генератор тепла по п.17, отличающийся тем, что контуры тепла (51) и холода (52) образуют замкнутую систему, при этом контур тепла (51) соединяет выходное отверстие (Sf) холодного теплообменника (56) с входным отверстием (Еc) теплого теплообменника (55), а контур холода (52) соединяет выходное отверстие (Sc) теплого теплообменника (55) с входным отверстием (Ef) холодного теплообменника (56).

19. Генератор тепла по п.1, отличающийся тем, что средства сбора (5) калорий и фригорий содержат средства принудительной циркуляции (53) теплоносителя, расположенные в каждом из контуров тепла (51) и холода (52), при этом контуры тепла (51) и холода (52) являются независимыми и образуют каждый замкнутую систему.

20. Генератор тепла по п.1, отличающийся тем, что средства коммутации (57, 58) содержат, по крайней мере, один вентиль, выполненный в каждом из контуров тепла (51) и холода (52) и предназначенный для последовательного подключения того или иного коллекторного контура (31, 32) термоэлементов (3) в зависимости от того, подвергаются ли соответствующие термоэлементы (3) воздействию магнитного поля или нет, и производят ли соответствующие термоэлементы (3) калории или фригории.