RU2010116932A

RU2010116932A - Тепловой генератор с магнитокалорическим материалом

Info

Publication number: RU2010116932A
Application number: RU2010116932/06A
Authority: RU
Inventors: Кристиан МУЛЛЕР (FR); Кристиан МУЛЛЕР; Жан-Клод ХЕИТЦЛЕР (FR); Жан-Клод ХЕИТЦЛЕР
Original assignee: Култеш Эппликэйшнз С.А.С. (Fr); Култеш Эппликэйшнз С.А.С.
Priority date: 2007-10-30
Filing date: 2008-10-17
Publication date: 2012-01-27
Also published as: CN101842647A; ATE511622T1; KR101570548B1; WO2009087310A8; AU2008346318B2; PL2215410T3; WO2009087310A3; TW200925531A; FR2922999A1; EP2215410A2; MX2010004739A; BRPI0818342A2; US20100236258A1; ES2367214T3; CN101842647B; TWI429868B; EP2215410B1; KR20100087140A; JP5459794B2; HK1148341A1

Abstract

1. Тепловой генератор (1, 100), содержащий магнитокалоритические элементы (2), магнитные устройства (3), расположенные таким образом, чтобы попеременно подвергать указанные магнитокалоритические элементы (2) колебаниям магнитного поля и создавать поочередно в каждом магнитокалоритическом элементе (2) циклы нагрева и охлаждения, генератор содержит, как минимум, один жидкий теплоноситель, предусмотренный для сбора калорий и/или фригорий, производимых указанными магнитокалоритическими элементами (2) в течение циклов нагрева и охлаждения; как минимум одну камеру теплообмена (5) и одну камеру хладообмена (6), расположенных, соответственно, на горячем и холодном конце указанного генератора (1, 100), и средства циркуляции (4) жидкого теплоносителя между указанными магнитокалоритическими элементами (2) и указанными камерами обмена (5,6); указанный генератор, содержащий, как минимум один термический модуль (10-13), содержащий, как минимум, один набор N магнитокалоритических элементов (2), расположенных друг возле друга, указанные средства циркуляции (4) синхронизированы с колебаниями в магнитном поле и приспособлены для поочередной циркуляции указанного теплоносителя внутри термического модуля (10-13) одновременно в двух противоположных направлениях между камерами теплообмена (5) и хладообмена (6) через магнитокалоритические элементы (2), таким образом, первая фракция жидкого теплоносителя циркулирует по направлению к камере теплообмена (5) через указанные магнитокалоритические элементы (2), подчиненные циклу нагрева, а вторая фракция жидкого теплоносителя циркулирует по направлению к камере хладообмена (6) через указанные магнитокало

Claims

1. Тепловой генератор (1, 100), содержащий магнитокалоритические элементы (2), магнитные устройства (3), расположенные таким образом, чтобы попеременно подвергать указанные магнитокалоритические элементы (2) колебаниям магнитного поля и создавать поочередно в каждом магнитокалоритическом элементе (2) циклы нагрева и охлаждения, генератор содержит, как минимум, один жидкий теплоноситель, предусмотренный для сбора калорий и/или фригорий, производимых указанными магнитокалоритическими элементами (2) в течение циклов нагрева и охлаждения; как минимум одну камеру теплообмена (5) и одну камеру хладообмена (6), расположенных, соответственно, на горячем и холодном конце указанного генератора (1, 100), и средства циркуляции (4) жидкого теплоносителя между указанными магнитокалоритическими элементами (2) и указанными камерами обмена (5,6); указанный генератор, содержащий, как минимум один термический модуль (10-13), содержащий, как минимум, один набор N магнитокалоритических элементов (2), расположенных друг возле друга, указанные средства циркуляции (4) синхронизированы с колебаниями в магнитном поле и приспособлены для поочередной циркуляции указанного теплоносителя внутри термического модуля (10-13) одновременно в двух противоположных направлениях между камерами теплообмена (5) и хладообмена (6) через магнитокалоритические элементы (2), таким образом, первая фракция жидкого теплоносителя циркулирует по направлению к камере теплообмена (5) через указанные магнитокалоритические элементы (2), подчиненные циклу нагрева, а вторая фракция жидкого теплоносителя циркулирует по направлению к камере хладообмена (6) через указанные магнитокалоритические элементы (2), подчиненные циклу охлаждения, и наоборот, при этом генератор характеризуется тем, что указанные средства циркуляции (4) расположены с целью перемещения теплоносителя между камерами теплообмена (5) и хладообмена (6) в возвратно-поступательном движении, и содержат, как минимум, один набор N поршней (40), расположенных напротив указанных магнитокалоритических элементов (2) и подчиненных возвратно-поступательному движению посредством приводного механизма (7), который содержит, как минимум, один приводной кулачок (70), управляемый приводом.

2. Генератор по п.1, характеризующийся тем, что кулачок привода (70) имеет профиль (71) грубо синусоидальной формы, амплитуда движения которого определяет ход указанных поршней (40) и синусоидальная фаза которого в целом соответствует циклу нагрева и циклу охлаждения указанных магнитокалоритических элементов (2).

3. Генератор согласно пункту формулы изобретения 1, характеризующийся тем, что указанные средства циркуляции (4) содержат два набора N поршней (40), расположенных на каждой стороне указанных магнитокалоритических элементов (2).

4. Генератор согласно пункту формулы изобретения 1, характеризующийся тем, что указанные магнитокалоритические элементы (2) содержат гидравлические каналы выхода, которые выполнены в форме пор, каналов, желобов или сочетаний данных элементов.

5. Генератор согласно пункту формулы изобретения 2, характеризующийся тем, что указанные магнитные устройства (3) содержат, как минимум, одну магнитную конструкцию (30), сформированную из указанных чередующихся намагниченных зон (ZA) и не намагниченных зон (ZN) вблизи указанных магнитокалоритических элементов (2), при этом указанная магнитная конструкция (30), соединена с приводом, чтобы сделать его подвижным по отношению к магнитокалоритическим элементам (2).

6. Генератор согласно пункту формулы изобретения 5, характеризующийся тем, что указанные магнитные устройства (3) содержат замыкающее поле устройство (31), расположенное напротив указанной магнитной конструкции (30) для перекрытия магнитного потока, создаваемого указанными намагниченными зонами (ZA) посредством магнитокалоритических элементов (2).

7. Генератор согласно пункту формулы изобретения 5, характеризующийся тем, что каждая пара, создаваемая посредством намагниченной зоны (ZA) и не намагниченной зоны (ZN) распространена на расстояние, которое, в целом, соответствует синусоиде указанного профиля кулачка (71).

8. Генератор согласно пункту формулы изобретения 5, характеризующийся тем, что каждая намагниченная зона (ZA) содержит, как минимум, два постоянных магнита (32) с противоположными полярностями, собранными на сердечнике (33) с высокой магнитной проницаемостью, с целью концентрирования магнитного потока от указанных магнитов по направлению к магнитокалоритическим элементам (2).

9. Генератор согласно пункту формулы изобретения 5, характеризующийся тем, что указанный термический модуль (10-13) имеет кольцевую структуру, в которой магнитокалоритические элементы (2) расположены по кругу вокруг центральной оси (А) и приводной кулачок (70) и магнитная конструкция (30) являются концентрическими с данной центральной осью (А) и вовлечены во вращение вокруг указанной оси (А).

10. Генератор согласно пункту формулы изобретения 5, характеризующийся тем, что термический модуль имеет линейную структуру, в которой магнитокалоритические элементы расположены на одной линии, а приводной кулачок и магнитная конструкция приводятся в возвратно-поступательное движение вдоль указанных элементов.

11. Генератор согласно пункту формулы изобретения 1, характеризующийся тем, что содержит Х термических модулей (10-13), состыкованных для формирования генератора с Х термическими стадиями и тем, что указанные термические модули (10-13) могут быть собраны в пары посредством промежуточных камер (8).

12. Генератор согласно пункту формулы изобретения 11, характеризующийся тем, что указанные промежуточные камеры (8) сообщаются с указанными поршнями (40) и образуют смесительные камеры для жидкого теплоносителя между двумя последовательно расположенными термическими модулями (10-13).

13. Генератор согласно пункту формулы изобретения 11, характеризующийся тем, что указанные промежуточные камеры (8) не сообщаются с указанными поршнями (40) в виду того, что жидкий теплоноситель переходит из одного термического модуля (10-13) в другой через указанные магнитокалоритические элементы (2).

14. Генератор согласно пункту формулы изобретения 11, характеризующийся тем, что поршни (40) двух последовательно расположенных термических модулей (10-13) разделены.

15. Генератор согласно пункту формулы изобретения 1, характеризующийся тем, что камеры теплообмена и хладообмена соединены с внешним контуром, приспособленным к устройству, позволяющему осуществлять теплообмен только после достижения заранее определенной температуры внутри указанной камеры.