WO2008142253A2 - Electrical energy generation device or heat transfer device, and electrical energy generation unit - Google Patents

Electrical energy generation device or heat transfer device, and electrical energy generation unit Download PDF

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WO2008142253A2
WO2008142253A2 PCT/FR2008/000444 FR2008000444W WO2008142253A2 WO 2008142253 A2 WO2008142253 A2 WO 2008142253A2 FR 2008000444 W FR2008000444 W FR 2008000444W WO 2008142253 A2 WO2008142253 A2 WO 2008142253A2
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thermally insulating
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Damien Lemercier
Patrick Belin
Gérard SCHAEFFER
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B.L.B.S. Technologies (Societe A Responsabilite Limitee)
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N15/00Thermoelectric devices without a junction of dissimilar materials; Thermomagnetic devices, e.g. using the Nernst-Ettingshausen effect
    • H10N15/20Thermomagnetic devices using thermal change of the magnetic permeability, e.g. working above and below the Curie point
    • 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
    • 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]

Definitions

  • the present invention relates to the field of the production of electrical and thermal energy and relates to an electrical energy generation device and a heat transfer device, as well as a set of electrical energy generation using elements to magnetocaloric properties.
  • Such elements have two particularities. Indeed, on the one hand, when an element with magnetocaloric properties is subjected to a temperature varying around its Curie temperature, the magnetic conductivity of this element varies and, on the other hand, when an element is subjected to With magnetocaloric properties at a variable magnetic field, the temperature of the element with magnetocaloric properties also varies.
  • the Curie temperature corresponds to the temperature at the mid-point of conductivity between the ferromagnetic state and the paramagnetic state of a material.
  • Figure 1 represents for this purpose the Curie point (noted P c ) for an element with magnetocaloric property.
  • the known devices are dedicated solely to the production of electrical energy or to the production of thermal energy.
  • the present invention aims to overcome the disadvantages of the aforementioned devices and to provide a device having a simple structure and can, by a simple modification, be used either as a device for generating electrical energy, or as a device for heat transfer.
  • the subject of the invention is a device for generating electrical energy, characterized in that it contains a functional module consisting of:
  • At least one element with magnetocaloric properties integrated in a circuit capable of conducting a magnetic flux, said at least one element being in thermal contact alternately with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid supplied by a cold source, said fluid cold, with distinct and individual volume portions of thermally insulating fluid and with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid supplied by a hot source, said hot fluid, the separate and individual volume portions of cold fluid being isolated from the distinct volume portions and individual hot fluid by the portions of thermally insulating fluid, all of said distinct and individual volume portions of hot, cold and insulating fluids flowing in at least one pipe,
  • At least one means for generating a permanent magnetic field connected magnetically to each element having magnetocaloric properties and
  • each element is in thermal contact, alternately, with at least a volume portion of cold fluid and then with at least one volume portion of hot fluid, the variation of the temperature around the Curie temperature of each element with magnetocaloric properties, induced by thermal conduction between each element and the cold and hot heat transfer fluids causing the variation of the magnetic conductivity of each element with magnetocaloric properties, inducing a variation correspo ndante magnetic field in the circuit capable of driving a magnetic flux and generating, through said transformation means, an electric current.
  • the invention also relates to a heat transfer device, characterized in that it contains a functional module consisting of:
  • At least one element with magnetocaloric properties integrated in a circuit capable of conducting a magnetic flux, said at least one element being in thermal contact alternately with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid supplied by a cold source, said fluid cold, with distinct and individual volume portions of thermally insulating fluid and with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid supplied by a hot source, said hot fluid, the separate and individual volume portions of cold fluid being isolated from the distinct volume portions and individual hot fluid by the portions of thermally insulating fluid, all of said distinct and individual volume portions of hot, cold and insulating fluids flowing in at least one pipe, and
  • each element having magnetocaloric properties
  • a valve for introducing at the inlet end of each pipe and circulating between said end inlet and outlet end of each pipe, said discrete and individual volume portions of hot, cold and thermally insulating fluids, such that each element is in thermal contact, alternately, with at least one volume portion of cold fluid and then with at least a volume portion of hot fluid, the variation of the magnetic field of each element with magnetocaloric properties, induced by the means for generating a variable magnetic field and transmitted by the circuit capable of conducting a magnetic flux, resulting in the variation of the temperature of each element with magnetocaloric properties and, by thermal conduction, that of the distinct and individual voluminal portions of cold and hot fluids.
  • a set of electrical energy generation consisting of a module comprising an electrical energy generation device and a heat transfer device according to the invention, characterized in that the device for generating electrical energy or heat transfer is connected to the output of the heat transfer or electric energy generation device, in that a common and single valve is mounted upstream of the heat transfer or generation device of electrical energy so as to introduce discrete and individual volume portions of hot, cold and insulating fluids at the inlet end of each conduit thereof, in that said discrete and individual volume portions of hot fluids, cold and insulating, output of said pipes are directly introduced into the device for generating electrical energy or heat transfer, and in that the electrical energy necessary for the operation of the heat transfer device and the valve is provided in part by the device for generating electrical energy.
  • FIG. a simplified perspective view of an electrical energy generation device according to the present invention
  • FIG. 3 is a simplified perspective view of the functional module of a heat energy generation device according to the present invention
  • the FIG. 4 is a simplified sectional view along the longitudinal axis of the hot and cold pipes, of the functional module of a heat transfer device according to the present invention
  • FIG. 5 is a simplified perspective view of a valve, according to a first embodiment of the invention
  • Figure 6 is a perspective view of a part of a hot or cold fluid supply device of the means shown in FIG. FIG.
  • FIG. 7 is a perspective view of the thermally insulating fluid supply device of the means represented in FIG. 4;
  • FIGS. 8A and 8B are views of the fluid distribution device of the means represented in FIG. 4; respectively in perspective and in section along the longitudinal axis of this dispensing device,
  • Figure 9 is a perspective view of a valve, according to a second embodiment of the invention,
  • Figure 10 is an elevational view of the valve shown in FIG. 9
  • FIG. 11 is a perspective view of a device for feeding the valve of FIG. 9
  • FIG. 12 is a perspective view of one of the two half-shells constituting the feed device shown in FIG. 11,
  • FIG. 13 is a perspective view of a cold or hot and thermally insulating fluid dispensing device.
  • FIG. 14 is an exploded perspective view of a valve according to a third embodiment of the invention
  • FIG. 15 is a perspective view showing an electrical energy generation assembly according to the invention
  • FIG. is a block diagram showing the flows of fluid and energy in the electrical energy generation assembly shown in FIG. 10
  • FIGS. 17A and 17B are diagrammatic representations of a device for generating electrical energy and a heat transfer device according to the present invention
  • FIG. 18 is the magnetization versus temperature curve of a magnetocaloric material which can be used in the present invention.
  • FIG. 2 of the appended drawings shows a device 1 for generating electrical energy, characterized in that it contains a functional module consisting of:
  • each element 2 is in thermal contact, alternately, with at least a volume portion of cold fluid 4 and then with at least a volume portion of hot fluid 6, the variation of the temperature around the Curie temperature of each element 2 with magnetocaloric properties, induced by thermal conduction between each element 2 and the cold heat transfer fluids 4 and 6 leading to the variation of the magnetic conductivity of each element 2 with magnetocaloric properties, inducing a corresponding variation of the magnetic field in the circuit 3 capable of driving a magnetic flux and generating, through said transformation means 13, an electric current.
  • the means for generating a permanent magnetic field 12 may be in the form of a magnet, as shown in the accompanying figures.
  • Figure 3 shows a functional module of a heat transfer device.
  • a functional module consisting of:
  • each element 2 means for generating a variable magnetic field and for applying this magnetic field to each element 2 with magnetocaloric properties
  • a valve 11 for introducing at the input end T, 8 ', of each line 7, 8, and circulating, between said inlet end T, 8 ', and the outlet end 7 ", 8", of each pipe 7, 8, said distinct and individual volume portions of hot fluids 6, 4 and thermally insulating cold 5, such that each element 2 is in thermal contact, alternately, with at least a volume portion of cold fluid 4 and then with at least a volume portion of hot fluid 6, the variation of the magnetic field each element 2 with magnetocaloric properties, induced by the generating means 10 and transmitted by the circuit 3 capable of driving a magnetic flux, causing the variation of the temperature of each element 2 with magnetocaloric properties and, by thermal conduction, that of the distinct and individual volume portions of cold fluids 4 and heat 6.
  • the heat transfer device 1 when the temperature of an element 2 increases because it is subjected to a magnetic field, a volume portion of hot fluid 6 is in thermal relation with this element 2, so that this heat or the corresponding frigories are transmitted to said volume portion of hot fluid 6.
  • the temperature of element 2 decreases to reach a temperature less than its initial temperature because it is no longer subject to a magnetic field, said element 2 is in thermal relation with a volume portion of cold fluid 5 and frigories are transmitted thereto.
  • the calories or frigories generated by an element 2 can be transported to an exchanger.
  • This basic structure may thus consist of a structure comprising, on the one hand, at least one element 2 with magnetocaloric properties, integrated in a circuit 3 capable of driving a magnetic flux, the said at least one element 2 being in thermal contact with each other.
  • a heat transfer device 1 by integrating a means 10 for generating a variable magnetic field and for applying this magnetic field to each element 2 with magnetocaloric properties. so that the latter causes, through the circuit 3, the variation of the magnetic field of each element 2 with magnetocaloric properties.
  • This variation of the magnetic field has the effect of varying the temperature of each element 2 with magnetocaloric properties, transmitted by thermal conduction to the distinct and individual volume portions of cold fluids 4 and heat 6.
  • a device 1 for generating electrical energy from this basic structure it suffices to integrate at least one means for generating a permanent magnetic field 12 magnetically connected to each element 2 with magnetocaloric properties and a means of transformation 13 of the magnetic field flowing in the circuit 3 able to conduct a magnetic flux in an electric current.
  • the variation of the temperature around the Curie temperature of each element 2 with magnetocaloric properties, induced by thermal conduction between each element 2 and the cold and hot heat transfer fluids 4 causes the variation of the magnetic conductivity of each element 2 with magnetocaloric properties and induces a corresponding variation of the magnetic field in the circuit 3 able to conduct a magnetic flux so as to generate an electric current, thanks to the transformation means 13.
  • thermally insulating 5 and hot 6 the cold 4 and hot 5 fluids are essentially immiscible with the thermally insulating fluid 5, so that they do not mix with each other.
  • Some tolerance at the level of the non-solubility can be provided, depending on the nature of the fluids used, the objective being to obtain a sufficiently stable interface between the different volume portions.
  • the means 10 for generating a variable magnetic field and for applying this magnetic field to each element 2 with magnetocaloric properties may also constitute the transformation means 13 for the magnetic field flowing in the circuit 3 capable of driving a magnetic flux in an electric current.
  • the basic structure may also comprise the generating means 10 forming transformation means 13, so that it constitutes the device 1 for heat transfer.
  • the generating means 10 consists of at least one coil.
  • this coil can be connected to a synchronized electric generator so as to obtain an oscillation of the elements 2 to property magnetocalorific around their Curie temperature.
  • This coil may, in addition, be made of varnished copper, for example.
  • each element 2 can co-operate intimately with two pipes 7 and 8 in order to carry out thermal exchanges by conduction with the distinct and individual volume portions of fluids circulating in the latter, and the valve 11 may introduce into the first 7 of said pipes 7 and 8, said cold pipe, separate and individual volume portions of cold fluid 4 following and alternating with distinct and individual volume portions of thermally insulating fluid 5 and, in the second 8 of said pipes 7 and 8, said hot pipe, discrete and individual volume portions of thermally insulating fluid 5 alternating with and separate portions of individual volume of hot fluid 6, such that each element 2 magnetocaloric properties is in surface contact, so alternated, with the cold fluid 4 flowing in the cold conduct 7 and the thermally insulating fluid 5 flowing in the hot pipe 8 and then with the hot fluid 6 flowing in the hot pipe 8 and the thermally insulating fluid 5 flowing in the cold pipe 7.
  • FIG. 4 shows a device that is made according to a first variant of this embodiment.
  • the device shown can thus comprise at least one three-dimensional structure 14 in which at least one element 2 with magnetocaloric properties can be integrated, so that each structure can cooperate intimately and simultaneously with a cold pipe 7 and a hot pipe 8, two consecutive structures 14 being separated from each other by a cold pipe 7 or a hot pipe 8 common cooperating intimately and simultaneously with these two structures.
  • each element 2 may have a shape such that its outer wall is in intimate contact with the lateral inner wall of the structure 14 in order to carry out heat exchange by conduction with the distinct and individual volume portions of fluids flowing in the two.
  • each three-dimensional structure may further comprise at least one permanent magnet 12. The latter may be disposed in each structure 14 next to an element 2.
  • the device may be constituted by at least two elements 2 in the form of identical profiles arranged in an offset or spaced manner and arallele each other, said elements 2 being integrated in an enclosure made of a thermally insulating material, the volume formed between two consecutive elements 2 can achieve a cold pipe 7 or a common hot pipe 8, and the enclosure can be opened at level of the inlet ends T, 8 'and outlet 7 ", 8" of the cold and hot pipes 8.
  • This variant not shown is advantageous and still has a better thermal efficiency than that of the first variant, since the Hot 8 and cold 6 pipes are formed by the elements 2 themselves and that, therefore, no heat energy is absorbed by a wall.
  • the enclosure E may be made of a thin insulator, such as PVC, for example.
  • the functional modules of the devices 1 and 1 according to the invention may consist of at least two elements 2 presenting in the form of identical profiles disposed offset and parallel to each other, said elements 2 being integrated in a chamber E made of a material having a low thermal diffusivity, the volume formed between two consecutive elements 2 can be divided into several conducted by separation blocks 16 so as to form a row of cold pipes 7 or hot pipes 8, and the enclosure E can be open at the inlet ends 7 ', 8' and outlet 7 ", 8" of said pipes
  • This type of embodiment is particularly advantageous in the case of devices 1 and bulky.
  • the volume or the space formed between two consecutive elements 2 may have a size that does not make it possible to circulate in a suitable manner the distinct and individual volume portions of hot fluids 6, cold 4 and insulation 5, for example without these the last ones do not mix.
  • the elements 2 have, in a cross-sectional view, a dimension such that the height is very large relative to the other dimension (the width).
  • each element 2 can co-operate intimately with at least one pipe in order to carry out thermal exchanges by conduction with the latter, and the valve 11 can introduce, in each pipe, and successively , a distinct and individual volume portion of cold fluid 4, a distinct and individual volume portion of thermally insulating fluid 5, then a distinct volume portion of hot fluid 6, such that each element 2 with magnetocaloric properties is in surface contact, alternately, with a distinct and individual volume portion of cold fluid 4, a distinct and individual volume portion of thermally insulating fluid 5 and then with a separate and individual volume portion of hot fluid 6, all of said distinct and individual fluid volume portions 4, 5 and 6 flowing in each pipe between the inlet end and the corresponding output end.
  • the elements 2 can be mounted in a structure cooperating with at least one pipe in which circulate the distinct and individual volume portions of fluids 4, 5 and 6 so as to perform heat exchanges with said fluids .
  • the magnetocaloric element (s) 2 may be arranged in at least one duct in which the distinct and individual volume portions of hot, cold, and thermally insulating fluids 5 flow, and the valve 11 may introducing into each conduit and successively, a separate and individual volume portion of cold fluid 4, a separate and individual volume portion of thermally insulating fluid 5, and a separate volume portion of hot fluid 6, such that each element 2 to magnetocaloric properties is in surface contact, alternately, with a distinct and individual volume portion of cold fluid 4, a separate and individual volume portion of thermally insulating fluid 5 and then with a distinct and individual volume portion of hot fluid 6, the whole said distinct and individual volume portions of fluids 4, 5 and 6 flowing in each pipe between the inlet end and the corresponding outlet end.
  • the elements 2 with magnetocaloric properties are arranged in the pipe or pipes in which circulate the distinct and individual volume portions of hot fluids 6, cold 4 and thermally insulating 5.
  • the heat exchange is thus favored, since there is a direct contact between the elements 2 and distinct and individual volume portions of fluids 4, 5 and 6.
  • the invention also provides that a means 41 for recovering and separating cold fluids 4, hot 6 and thermally insulating fluids 5 may be mounted at the outlet end 7 ", 8" of lines 7, 8.
  • This means of recovery and separating 41 makes it possible to separate the different phases at the output of a device 1, the so that it is possible to reintroduce these fluids recovered at the input of a device 1, the.
  • valve 11 may be constituted by
  • At least one hot fluid supply device 6 a cold fluid supply device 4 being assigned to each cold pipe 7 or to each row of cold pipes 7 and a hot fluid supply device 18 6 being assigned to each hot pipe 8 or row of hot pipes 8, the outlet end 17 ', 18' of each feeder 17, 18 being arranged facing the inlet ends 7 ', respectively 8' of the cold pipes 7 and 8 corresponding hot so as to allow transfer of separate and individual volume portions of cold fluids 4, thermally insulating 5 and hot 6 to the corresponding cold pipes 7 and 8,
  • the supply device 19 for thermally insulating fluid 5 may be in the form of a duct disposed perpendicularly to the cold and hot pipes 7 and have openings 19 'for the passage of the thermally insulating fluid 5, of which the number is equal to the number of cold pipes 7 and 8 hot or rows of pipes 7, 8,
  • the dispensing device 20 of cold fluids 4 thermally insulating 5 and hot 6 may be in the form of a pipe mounted to longitudinal sliding on the duct 19 forming the thermally insulating fluid supply device 5, of internal diameter equal to the outside diameter of the duct 19 forming the supply device 19 of thermally insulating fluid, said duct 20 forming the dispensing device 20 cold fluids 4, thermally insulating 5 and hot 6 being provided, on the one hand, openings 20 'of corresponding shape to the openings 19' of the device supply member 19 for heat-insulating fluid 5, the number of which is equal to the total number of cold and hot pipes 7 or rows of cold and hot pipes 7 and 8, and grooves 21 , made in the outer
  • the fluid distribution device 20 can be slidably moved on the supply device 19 of thermally insulating fluid 5, alternately, so that
  • valve 11 may be constituted by
  • the devices supply 32 of cold fluid 4 may be in fluid relation with each other, the supply devices 32 and 33 may each have a fluid distribution chamber 4, 5 and 6 opening at the end of the outlet 32 ', 33' of said supply devices 32, 33, the hot fluid supply devices 33 being in fluid relation with each other upstream of said chamber 35 and the inlet of each chamber 35 being fluidically connected to an inlet 37 of hot fluid 6 or an inlet 36 of cold fluid 4 and to an inlet 38 of thermally insulating fluid 5,
  • the cold and hot pipes 7 and 7 may have a quadrangular section, the cold and hot pipes 7 may have, at the level of their inlet end 7 ', 8', on a first face 23, an inlet port 26 of cold fluid 4, on a second face 24, an inlet port 27 of hot fluid 6 and, on a third face 25, an inlet 28 of thermally insulating fluid 5, and the valve 11 may be constituted by three plates 29, 30, 31, each being mounted in translation on a 23, 24, 25 of said first, second and third faces, connected to a corresponding cold fluid supply device 4, heat 6 and thermally insulating 5 corresponding, and provided with an opening 26 ', 27', 28 'of shape corresponding to that of the inlet port 26, 27, 28 corresponding, said plates 23, 24, 25 being actuated to produce a reciprocating and closing movement successively and inversely for each plate 23, 24, 25, the corresponding inlet orifice 26, 27, 28, so as to generate a continuous sequence
  • the circuit 3 fit to conduct a magnetic flux can be realized in the form of a hollow element with quadrangular section made of a material ferromagnetic and inside which are integrated the elements 2 with magnetocaloric properties and the pipes 7, 8.
  • this circuit 3 could also be envisaged to make this circuit 3 in the form of an open structure, as shown in FIGS. 17A and 17B, or even U-shaped, such as the device 1 'of FIG. 17A.
  • the transformation means 13 of the magnetic field flowing in the circuit 3 capable of conducting a magnetic flux in an electric current may consist of two coils each disposed on a branch of the hollow rectangular structure element forming the circuit capable of conducting a magnetic flux and on either side of the assembly formed by the magnetocaloric elements 2 2 and the conduits 7, 8.
  • Figures 2, 3 and 10 show a such configuration with two coils 10.
  • a single coil may be wound around a branch of this structure, as shown in FIGS. 17A and 17B.
  • the circuit 3 capable of conducting a magnetic flux can be made of ferromagnetic material in the form of a U inside which are integrated the elements 2 with magnetocaloric properties and the pipes 7, 8 and one wing is surrounded by a coil 10.
  • the Curie temperature of the elements 2 with magnetocaloric properties can be between -40 ° C. and 70 ° C., and is preferably 20 ° C., that is to say close to ambient temperature, so that the supply of energy to heat the hot fluid 6 is minimized.
  • At least one element 2 with magnetocaloric properties may also consist of an alloy comprising the following chemical elements: gadolinium, silicon, germanium or a mixture thereof. At least one element 2 with magnetocaloric properties may consist of an alloy comprising the following chemical elements: manganese, iron, phosphorus, arsenic.
  • At least one element 2 with magnetocaloric properties may consist of an alloy comprising the following chemical elements: lanthanum, iron, silicon, hydrogen and is preferably the following alloy: La (Fe o> 89 SiO , ⁇ ) i 3 H 1 3 .
  • Such a material 2 may also be the alloy of chemical formula of LaFe 1! CO 0 ⁇ Si 1 I whose magnetization curve as a function of temperature is shown in FIG. 18.
  • the choice of the elements 2 is dictated by the working temperature, that is to say the Curie temperature of the latter, in relation to the temperature of the hot fluid 6.
  • the working temperature that is to say the Curie temperature of the latter, in relation to the temperature of the hot fluid 6.
  • materials with a magnetic transition of first order are preferred.
  • the dimensions and shapes of the pipes must also be adapted to guarantee this stability.
  • the cold fluid 4 and the hot fluid 6 may be liquids.
  • each pipe 7, 8 may be made of a hydrophobic material, preferably PTFE.
  • a material having a low displacement hysteresis for example by carrying out an ultrahydrophobic treatment on the surface of the latter.
  • the thermally insulating fluid 5 may be a gas. This gas can be chosen from the group formed by air, helium and argon.
  • the thermally insulating fluid 5 can also be a liquid. For this purpose, it may be an oil, preferably a mineral or vegetable oil.
  • the subject of the invention is also an electrical energy generation assembly consisting of a module 40 comprising a device 1 for generating electrical energy according to the invention and a device 1 for transferring heat according to the invention, characterized in that the device 1, the electrical energy generation or heat transfer device is connected to the output of the device 1, 1 of heat transfer or of electrical energy generation, in that a valve 11 common and unique is mounted upstream of the device 1, 1 of heat transfer or electrical energy generation so as to introduce separate and individual volume portions of hot fluids 6, cold 4 and insulating 5 at the end 7 ', 8' of each pipe 7, 8 of the latter, in that said distinct and individual volume portions of hot fluids 6, cold 4 and insulating 5, output of said 7, 8 are directly introduced into the device 1, the electric power generation or heat transfer, and in that the electrical energy required for the operation of the device 1 and heat transfer valve 11 is provided in part by the device 1 for generating electrical energy.
  • this electrical energy generation assembly is constituted by a valve 11, a functional module of a device 1 for generating electrical energy and a functional module of a device 1 for heat transfer.
  • the distinct and individual volume portions of fluids are injected by the valve 11 into the device 1, the electric energy generation or heat transfer device and, from the latter, directly into the device 1, transfer 1 of heat or generation of electrical energy.
  • the means 4 for recovering and separating cold fluids 4, heat 6 and thermally insulating 5 may be mounted at the outlet end 7 ", 8" of the lines 7, 8 of the last device 1, the and the recovered fluids can be reintroduced into the module 40 and a device adapted to heat the hot fluid 6 can be integrated between the recovery and separation means 41 and the valve 11 to heat the hot fluid 6 intended to be reintegrated in the device 1, arranged directly behind the valve.
  • Such an electrical energy generation assembly may consist of several modules 40 connected in series, the first of said modules 40 being supplied with distinct and individual fluid volume portions by a common and single valve 11 and each of the other modules 40 by distinct and individual volume portions of fluids leaving the pipes 7, 8 of the previous module 40, the elements 2 with magnetocaloric properties of each structure 14 respectively of each pipe of each device 1, having a different Curie temperature and the devices 1 , being disposed relative to each other so that the one having the elements 2 with magnetocaloric properties whose Curie temperature is the highest is connected to the valve 11 and the one having the elements 2 with magnetocalorific properties whose Curie temperature is the lowest is connected, at its level output, to a means of recovery and separation 41 of cold fluids 4, hot 6 and thermally insulating 5, the Curie temperature of the elements 2 with magnetocaloric properties of the devices 1, the intermediate decreasing towards the means of recovery and separation 41, and in that the cold fluids 4, hot 6 and thermally insulating 5 recovered at the outlet end 7 ", 8" of the lines 7, 8 of
  • FIG. 16 represents such an assembly of electrical energy generation.
  • the valve 11 is supplied with thermal energy by a heat source such as a solar panel, a boiler or other similar means.
  • the valve 11 is supplied with hot fluid 6 via a heat exchanger heating the fluid at the outlet of the recovery and separation means 41.
  • the latter also supplies the valve with cold fluid.
  • the valve 11 shapes the fluids 4, 5 and 6 and circulates them through a pump (not shown), for example, or by gravity.
  • the passage of these fluids 4, 5 and 6 in the device 1 makes it possible to generate electrical energy.
  • the fluids 4, 5 and 6 in the device 1 makes it possible to generate electrical energy.
  • the fluids 4, 5 and 6 then integrate the heat transfer device 1 in which there is heat transfer between the hot fluid 6 and the cold fluid 4.
  • the fluids 4, 5 and 6 are recovered and separated in the recovery and separation means 41 and reintroduced into the valve 11 (directly with regard to the cold fluid 4 and through the heat exchanger with respect to the hot fluid 6).

Abstract

The subject of the present invention is an electrical energy generation device or heat transfer device, containing at least one element (2) having magnetothermal properties, which is incorporated into a circuit (3) capable of conducting a magnetic flux, and in thermal contact with a cold fluid (4), a thermally insulating fluid, and a hot fluid respectively, all of said fluids flowing in at least one pipe (7, 8), at least one means (12) for generating a permanent magnetic field and, in the case of the electrical energy generation device (1), a means (13) for converting the magnetic field circulating in the circuit (3) capable of conducting a magnetic flux into an electrical current and, in the case of the heat transfer device (1'), a means (10) for generating a variable magnetic field and for applying this magnetic field to each element (2) having magnetothermal properties, and a valve (11) for injecting said fluids into the inlet end of each pipe (7, 8) and for making said fluids flow between said inlet end and the outlet end (7', 8') of each pipe (7, 8). The invention also relates to an electrical energy generation unit comprising an electrical energy generation device (1) and a heat transfer device (1').

Description

Dispositif de génération d'énergie électrique ou de transfert de chaleur, et ensemble de génération d'énergie électrique Device for generating electrical energy or heat transfer, and electrical energy generating assembly
La présente invention concerne le domaine de la production d'énergie électrique et thermique et a pour objet un dispositif de génération d'énergie électrique et un dispositif de transfert de chaleur, ainsi qu'un ensemble de génération d'énergie électrique utilisant des éléments à propriétés magnétocaloriques.The present invention relates to the field of the production of electrical and thermal energy and relates to an electrical energy generation device and a heat transfer device, as well as a set of electrical energy generation using elements to magnetocaloric properties.
De tels éléments présentent deux particularités. En effet, d'une part, lorsque l'on soumet un élément à propriétés magnétocaloriques à une température variant autour de sa température de Curie, la conductivité magnétique de cet élément varie et, d'autre part, lorsque l'on soumet un élément à propriétés magnétocaloriques à un champ magnétiques variable, la température de l'élément à propriétés magnétocaloriques varie également.Such elements have two particularities. Indeed, on the one hand, when an element with magnetocaloric properties is subjected to a temperature varying around its Curie temperature, the magnetic conductivity of this element varies and, on the other hand, when an element is subjected to With magnetocaloric properties at a variable magnetic field, the temperature of the element with magnetocaloric properties also varies.
La température de Curie, telle qu'elle s'entend dans la présente invention, correspond à la température au point médian de conductivité entre l'état ferromagnétique et l'état paramagnétique d'un matériau. La figure 1 représente à cet effet le point de Curie (noté Pc) pour un élément à propriété magnétocaloriques.The Curie temperature, as understood in the present invention, corresponds to the temperature at the mid-point of conductivity between the ferromagnetic state and the paramagnetic state of a material. Figure 1 represents for this purpose the Curie point (noted P c ) for an element with magnetocaloric property.
Il existe des dispositifs utilisant les propriétés de ces éléments pour générer de l'énergie thermique. Toutefois, ces dispositifs sont d'une construction très élaborée, nécessitent le déplacement de certains composants et notamment des éléments à propriétés magnétocaloriques. En outre, ces dispositifs connus ne présentent pas un rendement satisfaisant.There are devices using the properties of these elements to generate thermal energy. However, these devices are of a very elaborate construction, require the displacement of certain components and in particular elements with magnetocaloric properties. In addition, these known devices do not have a satisfactory performance.
Il existe également des dispositifs utilisant les propriétés de ces éléments pour générer de l'énergie électrique. Ces derniers présentent également l'inconvénient d'un rendement faible et ne fonctionnent que sur une plage étroite de température, souvent éloignée de la température ambiante.There are also devices using the properties of these elements to generate electrical energy. These also have the disadvantage of low efficiency and operate only over a narrow range of temperature, often far from the ambient temperature.
En outre, les dispositifs connus sont uniquement dédiés soit à la production d'énergie électrique, soit à la production d'énergie thermique.In addition, the known devices are dedicated solely to the production of electrical energy or to the production of thermal energy.
La présente invention a pour objet de pallier les inconvénients des dispositifs précités et de proposer un dispositif présentant une structure simple et pouvant, par une modification simple, être utilisé soit en tant que dispositif de génération d'énergie électrique, soit en tant que dispositif de transfert de chaleur. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de génération d'énergie électrique, caractérisé en ce qu'il contient un module fonctionnel constitué par :The present invention aims to overcome the disadvantages of the aforementioned devices and to provide a device having a simple structure and can, by a simple modification, be used either as a device for generating electrical energy, or as a device for heat transfer. For this purpose, the subject of the invention is a device for generating electrical energy, characterized in that it contains a functional module consisting of:
- au moins un élément à propriétés magnétocaloriques, intégré dans un circuit apte à conduire un flux magnétique, ledit au moins un élément étant en contact thermique de manière alternée avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur fourni par une source froide, dit fluide froid, avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide thermiquement isolant et avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur fourni par une source chaude, dit fluide chaud, les portions volumiques distinctes et individuelles de fluide froid étant isolées des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide chaud par les portions de fluide thermiquement isolant, l'ensemble desdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud, froid et isolant circulant dans au moins une conduite,at least one element with magnetocaloric properties, integrated in a circuit capable of conducting a magnetic flux, said at least one element being in thermal contact alternately with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid supplied by a cold source, said fluid cold, with distinct and individual volume portions of thermally insulating fluid and with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid supplied by a hot source, said hot fluid, the separate and individual volume portions of cold fluid being isolated from the distinct volume portions and individual hot fluid by the portions of thermally insulating fluid, all of said distinct and individual volume portions of hot, cold and insulating fluids flowing in at least one pipe,
- au moins un moyen de génération d'un champ magnétique permanent relié magnétiquement à chaque élément à propriétés magnétocaloriques, etat least one means for generating a permanent magnetic field connected magnetically to each element having magnetocaloric properties, and
- un moyen de transformation du champ magnétique circulant dans le circuit apte à conduire un flux magnétique en un courant électrique, et une valve pour introduire au niveau de l'extrémité d'entrée de chaque conduite et faire circuler, entre ladite extrémité d'entrée et l'extrémité de sortie de chaque conduite, lesdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud, froid et thermiquement isolant, de telle manière que chaque élément est en contact thermique, de manière alternée, avec au moins une portion volumique de fluide froid puis avec au moins une portion volumique de fluide chaud, la variation de la température autour de la température de Curie de chaque élément à propriétés magnétocaloriques, induite par conduction thermique entre chaque élément et les fluides caloporteurs froids et chauds entraînant la variation de la conductivité magnétique de chaque élément à propriétés magnétocaloriques, induisant une variation correspondante du champ magnétique dans le circuit apte à conduire un flux magnétique et générant, grâce audit moyen de transformation, un courant électrique.a means for transforming the magnetic field flowing in the circuit capable of conducting a magnetic flux into an electric current, and a valve for introducing at the input end of each pipe and circulating between said inlet end; and the outlet end of each pipe, said discrete and individual volume portions of hot, cold and thermally insulating fluids, such that each element is in thermal contact, alternately, with at least a volume portion of cold fluid and then with at least one volume portion of hot fluid, the variation of the temperature around the Curie temperature of each element with magnetocaloric properties, induced by thermal conduction between each element and the cold and hot heat transfer fluids causing the variation of the magnetic conductivity of each element with magnetocaloric properties, inducing a variation correspo ndante magnetic field in the circuit capable of driving a magnetic flux and generating, through said transformation means, an electric current.
L'invention a également pour objet un dispositif de transfert de chaleur, caractérisé en ce qu'il contient un module fonctionnel constitué par :The invention also relates to a heat transfer device, characterized in that it contains a functional module consisting of:
- au moins un élément à propriétés magnétocaloriques, intégré dans un circuit apte à conduire un flux magnétique, ledit au moins un élément étant en contact thermique de manière alternée avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur fourni par une source froide, dit fluide froid, avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide thermiquement isolant et avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur fourni par une source chaude, dit fluide chaud , les portions volumiques distinctes et individuelles de fluide froid étant isolées des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide chaud par les portions de fluide thermiquement isolant, l'ensemble desdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud, froid et isolant circulant dans au moins une conduite, etat least one element with magnetocaloric properties, integrated in a circuit capable of conducting a magnetic flux, said at least one element being in thermal contact alternately with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid supplied by a cold source, said fluid cold, with distinct and individual volume portions of thermally insulating fluid and with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid supplied by a hot source, said hot fluid, the separate and individual volume portions of cold fluid being isolated from the distinct volume portions and individual hot fluid by the portions of thermally insulating fluid, all of said distinct and individual volume portions of hot, cold and insulating fluids flowing in at least one pipe, and
- un moyen de génération d'un champ magnétique variable et d'application de ce champ magnétique à chaque élément à propriétés magnétocaloriques, et une valve pour introduire au niveau de l'extrémité d'entrée de chaque conduite et faire circuler, entre ladite extrémité d'entrée et l'extrémité de sortie de chaque conduite, lesdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud, froid et thermiquement isolant, de telle manière que chaque élément est en contact thermique, de manière alternée, avec au moins une portion volumique de fluide froid puis avec au moins une portion volumique de fluide chaud, la variation du champ magnétique de chaque élément à propriétés magnétocaloriques, induite par le moyen de génération d'un champ magnétique variable et transmise par le circuit apte à conduire un flux magnétique, entraînant la variation de la température de chaque élément à propriétés magnétocaloriques et, par conduction thermique, celle des portions volumiques distinctes et individuelles de fluides froid et chaud. Elle concerne encore un ensemble de génération d'énergie électrique, constitué par un module comprenant un dispositif de génération d'énergie électrique et un dispositif de transfert de chaleur selon l'invention, caractérisé en ce que le dispositif de génération d'énergie électrique ou de transfert de chaleur est relié à la sortie du dispositif de transfert de chaleur ou de génération d'énergie électrique, en ce qu'une valve commune et unique est montée en amont du dispositif de transfert de chaleur ou de génération d'énergie électrique de manière à introduire des portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud, froid et isolant au niveau de l'extrémité d'entrée de chaque conduite de ce dernier, en ce que lesdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud, froid et isolant, en sortie desdites conduites sont directement introduites dans le dispositif de génération d'énergie électrique ou de transfert de chaleur, et en ce que l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement du dispositif de transfert de chaleur et de la valve est fournie en partie par le dispositif de génération d'énergie électrique.means for generating a variable magnetic field and for applying this magnetic field to each element having magnetocaloric properties, and a valve for introducing at the inlet end of each pipe and circulating between said end inlet and outlet end of each pipe, said discrete and individual volume portions of hot, cold and thermally insulating fluids, such that each element is in thermal contact, alternately, with at least one volume portion of cold fluid and then with at least a volume portion of hot fluid, the variation of the magnetic field of each element with magnetocaloric properties, induced by the means for generating a variable magnetic field and transmitted by the circuit capable of conducting a magnetic flux, resulting in the variation of the temperature of each element with magnetocaloric properties and, by thermal conduction, that of the distinct and individual voluminal portions of cold and hot fluids. It also relates to a set of electrical energy generation, consisting of a module comprising an electrical energy generation device and a heat transfer device according to the invention, characterized in that the device for generating electrical energy or heat transfer is connected to the output of the heat transfer or electric energy generation device, in that a common and single valve is mounted upstream of the heat transfer or generation device of electrical energy so as to introduce discrete and individual volume portions of hot, cold and insulating fluids at the inlet end of each conduit thereof, in that said discrete and individual volume portions of hot fluids, cold and insulating, output of said pipes are directly introduced into the device for generating electrical energy or heat transfer, and in that the electrical energy necessary for the operation of the heat transfer device and the valve is provided in part by the device for generating electrical energy.
L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci- après, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : la figure 2 est une vue simplifiée en perspective d'un dispositif de génération d'énergie électrique selon la présente invention, la figure 3 est une vue simplifiée en perspective du module fonctionnel d'un dispositif de génération d'énergie de chaleur selon la présente invention, la figure 4 est une vue simplifiée en coupe selon l'axe longitudinal des conduites chaude et froide, du module fonctionnel d'un dispositif de transfert de chaleur selon la présente invention, la figure 5 est une vue simplifiée et en perspective d'une valve, selon une première variante de réalisation de l'invention, la figure 6 est une vue en perspective d'une pièce d'un dispositif d'amenée de fluide chaud ou froid du moyen représenté à la figure 4, la figure 7 est une vue en perspective du dispositif d'amenée de fluide thermiquement isolant du moyen représenté à la figure 4, les figures 8A et 8B sont des vues du dispositif de distribution des fluides du moyen représenté à la figure 4, respectivement en perspective et en coupe selon l'axe longitudinal de ce dispositif de distribution, la figure 9 est une vue en perspective d'une valve, selon une deuxième variante de réalisation de l'invention, la figure 10 est une vue en élévation de la valve représentée à la figure 9, la figure 11 est une vue en perspective d'un dispositif d'amenée de la valve de la figure 9, Ia figure 12 est une vue en perspective d'une des deux demi- coques constituant le dispositif d'amenée représenté à la figure 11, la figure 13 est une vue en perspective d'un dispositif de distribution de fluides froid ou chaud et thermiquement isolant, la figure 14 est une vue en perspective éclatée d'une valve selon une troisième variante de réalisation de l'invention, la figure 15 est une vue en perspective représentant un ensemble de génération d'énergie électrique selon l'invention, la figure 16 est un schéma bloc représentant les flux de fluide et d'énergie dans l'ensemble de génération d'énergie électrique représenté à la figure 10, les figures 17A et 17B sont des représentations schématiques d'un dispositif de génération d'énergie électrique et d'un dispositif de transfert de chaleur selon la présente invention, et la figure 18 est la courbe de magnétisation en fonction de la température d'un matériau magnétocalorique pouvant être utilisé dans la présente invention.The invention will be better understood, thanks to the following description, which refers to preferred embodiments, given by way of non-limiting examples, and explained with reference to the appended diagrammatic drawings, in which: FIG. a simplified perspective view of an electrical energy generation device according to the present invention, FIG. 3 is a simplified perspective view of the functional module of a heat energy generation device according to the present invention, the FIG. 4 is a simplified sectional view along the longitudinal axis of the hot and cold pipes, of the functional module of a heat transfer device according to the present invention, FIG. 5 is a simplified perspective view of a valve, according to a first embodiment of the invention, Figure 6 is a perspective view of a part of a hot or cold fluid supply device of the means shown in FIG. FIG. 7 is a perspective view of the thermally insulating fluid supply device of the means represented in FIG. 4; FIGS. 8A and 8B are views of the fluid distribution device of the means represented in FIG. 4; respectively in perspective and in section along the longitudinal axis of this dispensing device, Figure 9 is a perspective view of a valve, according to a second embodiment of the invention, Figure 10 is an elevational view of the valve shown in FIG. 9, FIG. 11 is a perspective view of a device for feeding the valve of FIG. 9, FIG. 12 is a perspective view of one of the two half-shells constituting the feed device shown in FIG. 11, FIG. 13 is a perspective view of a cold or hot and thermally insulating fluid dispensing device. FIG. 14 is an exploded perspective view of a valve according to a third embodiment of the invention, FIG. 15 is a perspective view showing an electrical energy generation assembly according to the invention, FIG. is a block diagram showing the flows of fluid and energy in the electrical energy generation assembly shown in FIG. 10; FIGS. 17A and 17B are diagrammatic representations of a device for generating electrical energy and a heat transfer device according to the present invention, and FIG. 18 is the magnetization versus temperature curve of a magnetocaloric material which can be used in the present invention.
La figure 2 des dessins annexés représente un dispositif 1 de génération d'énergie électrique, caractérisé en ce qu'il contient un module fonctionnel constitué par :FIG. 2 of the appended drawings shows a device 1 for generating electrical energy, characterized in that it contains a functional module consisting of:
- au moins un élément 2 à propriétés magnétocaloriques, intégré dans un circuit 3 apte à conduire un flux magnétique, ledit au moins un élément 2 étant en contact thermique de manière alternée avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur 4 fourni par une source froide, dit fluide froid 4, avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide thermiquement isolant 5 et avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur 6 fourni par une source chaude, dit fluide chaud 6, les portions volumiques distinctes et individuelles de fluide froid 4 étant isolées des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide chaud 6 par les portions de fluide thermiquement isolant 5, l'ensemble desdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 6, froid 4 et isolant 5 circulant dans au moins une conduite 7, 8,at least one element 2 with magnetocaloric properties, integrated in a circuit 3 capable of conducting a magnetic flux, said at least one element 2 being in alternating thermal contact with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid 4 supplied by a source cold, said cold fluid 4, with distinct and individual volume portions of thermally insulating fluid 5 and with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid 6 supplied by a hot source, said hot fluid 6, the distinct and individual volume portions of fluid cold 4 being isolated from the distinct and individual volume portions of hot fluid 6 by the portions of thermally insulating fluid 5, all of said distinct and individual volume portions of hot fluids 6, cold 4 and insulation 5 flowing in at least one pipe 7, 8
- au moins un moyen de génération d'un champ magnétique permanent 12 relié magnétiquement à chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques, et - un moyen de transformation 13 du champ magnétique circulant dans le circuit 3 apte à conduire un flux magnétique en un courant électrique, et une valve 11 pour introduire au niveau de l'extrémité d'entrée 7', 8', de chaque conduite 7, 8, et faire circuler, entre ladite extrémité d'entrée 7', 8', et l'extrémité de sortie 7", 8", de chaque conduite 7,at least one means for generating a permanent magnetic field connected magnetically to each element 2 with magnetocaloric properties, and a means 13 for transforming the magnetic field flowing in the circuit 3 capable of conducting a magnetic flux into an electric current, and a valve 11 for introducing at the input end 7 ', 8' of each pipe 7 , 8, and circulate, between said inlet end 7 ', 8', and the outlet end 7 ", 8", of each pipe 7,
8, lesdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud8, said distinct and individual volume portions of hot fluids
6, froid 4 et thermiquement isolant 5, de telle manière que chaque élément 2 est en contact thermique, de manière alternée, avec au moins une portion volumique de fluide froid 4 puis avec au moins une portion volumique de fluide chaud 6, la variation de la température autour de la température de Curie de chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques, induite par conduction thermique entre chaque élément 2 et les fluides caloporteurs froids 4 et chauds 6 entraînant la variation de la conductivité magnétique de chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques, induisant une variation correspondante du champ magnétique dans le circuit 3 apte à conduire un flux magnétique et générant, grâce audit moyen de transformation 13, un courant électrique.6, 4 and thermally insulating cold 5, such that each element 2 is in thermal contact, alternately, with at least a volume portion of cold fluid 4 and then with at least a volume portion of hot fluid 6, the variation of the temperature around the Curie temperature of each element 2 with magnetocaloric properties, induced by thermal conduction between each element 2 and the cold heat transfer fluids 4 and 6 leading to the variation of the magnetic conductivity of each element 2 with magnetocaloric properties, inducing a corresponding variation of the magnetic field in the circuit 3 capable of driving a magnetic flux and generating, through said transformation means 13, an electric current.
Le moyen de génération d'un champ magnétique permanent 12 peut se présenter sous la forme d'un aimant, comme cela est représenté sur les figures annexées.The means for generating a permanent magnetic field 12 may be in the form of a magnet, as shown in the accompanying figures.
La figure 3 représente un module fonctionnel d'un dispositif l' de transfert de chaleur. Un tel dispositif l' est caractérisé en ce qu'il contient un module fonctionnel constitué par :Figure 3 shows a functional module of a heat transfer device. Such a device is characterized in that it contains a functional module consisting of:
- au moins un élément 2 à propriétés magnétocaloriques, intégré dans un circuit 3 apte à conduire un flux magnétique, ledit au moins un élément 2 étant en contact thermique de manière alternée avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur 4 fourni par une source froide, dit fluide froid 4, avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide thermiquement isolant 5 et avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur 6 fourni par une source chaude, dit fluide chaud 6, les portions volumiques distinctes et individuelles de fluide froid 4 étant isolées des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide chaud 6 par les portions de fluide thermiquement isolant 5, l'ensemble desdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 6, froid 4 et isolant 5 circulant dans au moins une conduite 7, 8, etat least one element 2 with magnetocaloric properties, integrated in a circuit 3 capable of conducting a magnetic flux, said at least one element 2 being in alternating thermal contact with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid 4 supplied by a source cold, said cold fluid 4, with distinct and individual volume portions of thermally insulating fluid 5 and with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid 6 supplied by a hot source, said hot fluid 6, the distinct and individual volume portions of fluid 4 being isolated from the distinct and individual volume portions of hot fluid 6 by the thermally insulating fluid portions 5, all of said portions separate and individual volumes of hot fluids 6, cold 4 and insulation 5 flowing in at least one pipe 7, 8, and
- un moyen de génération 10 d'un champ magnétique variable et d'application de ce champ magnétique à chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques, et une valve 11 pour introduire au niveau de l'extrémité d'entrée T, 8', de chaque conduite 7, 8, et faire circuler, entre ladite extrémité d'entrée T, 8', et l'extrémité de sortie 7", 8", de chaque conduite 7, 8, lesdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 6, froid 4 et thermiquement isolant 5, de telle manière que chaque élément 2 est en contact thermique, de manière alternée, avec au moins une portion volumique de fluide froid 4 puis avec au moins une portion volumique de fluide chaud 6, la variation du champ magnétique de chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques, induite par le moyen de génération 10 et transmise par le circuit 3 apte à conduire un flux magnétique, entraînant la variation de la température de chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques et, par conduction thermique, celle des portions volumiques distinctes et individuelles de fluides froid 4 et chaud 6. Dans le dispositif l' de transfert de chaleur, lorsque la température d'un élément 2 augmente car il est soumis à un champ magnétique, une portion volumique de fluide chaud 6 est en relation thermique avec cet élément 2, de sorte que cette chaleur ou les frigories correspondantes sont transmises à ladite portion volumique de fluide chaud 6. Lorsque la température de l'élément 2 diminue jusqu'à atteindre une température inférieure à sa température initiale car il n'est plus soumis à un champ magnétique, ledit élément 2 est en relation thermique avec une portion volumique de fluide froid 5 et des frigories sont transmises à cette dernière. Les calories ou frigories engendrées par un élément 2 peuvent être transportées vers un échangeur.means for generating a variable magnetic field and for applying this magnetic field to each element 2 with magnetocaloric properties, and a valve 11 for introducing at the input end T, 8 ', of each line 7, 8, and circulating, between said inlet end T, 8 ', and the outlet end 7 ", 8", of each pipe 7, 8, said distinct and individual volume portions of hot fluids 6, 4 and thermally insulating cold 5, such that each element 2 is in thermal contact, alternately, with at least a volume portion of cold fluid 4 and then with at least a volume portion of hot fluid 6, the variation of the magnetic field each element 2 with magnetocaloric properties, induced by the generating means 10 and transmitted by the circuit 3 capable of driving a magnetic flux, causing the variation of the temperature of each element 2 with magnetocaloric properties and, by thermal conduction, that of the distinct and individual volume portions of cold fluids 4 and heat 6. In the heat transfer device 1, when the temperature of an element 2 increases because it is subjected to a magnetic field, a volume portion of hot fluid 6 is in thermal relation with this element 2, so that this heat or the corresponding frigories are transmitted to said volume portion of hot fluid 6. When the temperature of element 2 decreases to reach a temperature less than its initial temperature because it is no longer subject to a magnetic field, said element 2 is in thermal relation with a volume portion of cold fluid 5 and frigories are transmitted thereto. The calories or frigories generated by an element 2 can be transported to an exchanger.
Grâce à l'invention, il est donc possible de réaliser, à partir d'une structure de base, soit un dispositif de génération d'énergie électrique, soit un dispositif de transfert de chaleur. Cette structure de base peut ainsi consister en une structure comprenant, d'une part, au moins un élément 2 à propriétés magnétocaloriques, intégré dans un circuit 3 apte à conduire un flux magnétique, ledit au moins un élément 2 étant en contact thermique de manière alternée avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur 4 fourni par une source froide, dit fluide froid 4, avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide thermiquement isolant 5 et avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur 6 fourni par une source chaude, dit fluide chaud 6, les portions volumiques distinctes et individuelles de fluide froid 4 étant isolées des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide chaud 6 par les portions de fluide thermiquement isolant 5, l'ensemble desdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 6, froid 4 et isolant 5 circulant dans au moins une conduite 7, 8, et, d'autre part, une valve 11 pour introduire au niveau de l'extrémité d'entrée 7', 8', de chaque conduite 7, 8, et faire circuler, entre ladite extrémité d'entrée T, 8', et l'extrémité de sortie 7", 8", de chaque conduite 7, 8, lesdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 6, froid 4 et thermiquement isolant 5, de telle manière que chaque élément 2 est en contact thermique, de manière alternée, avec au moins une portion volumique de fluide froid 4 puis avec au moins une portion volumique de fluide chaud 6.Thanks to the invention, it is therefore possible to produce, from a basic structure, either an electrical energy generating device or a heat transfer device. This basic structure may thus consist of a structure comprising, on the one hand, at least one element 2 with magnetocaloric properties, integrated in a circuit 3 capable of driving a magnetic flux, the said at least one element 2 being in thermal contact with each other. alternating manner with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid 4 supplied by a cold source, said cold fluid 4, with distinct and individual volume portions of thermally insulating fluid 5 and with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid 6 supplied by a hot source, called hot fluid 6, the distinct and individual volume portions of cold fluid 4 being isolated from the distinct and individual volume portions of hot fluid 6 by the portions of thermally insulating fluid 5, all of said distinct and individual volume portions of hot fluids 6, cold 4 and insulation 5 flowing in at least one pipe 7, 8, and, secondly, a valve 11 for introducing at the inlet end 7 ', 8', of each pipe 7 , 8, and circulating, between said inlet end T, 8 ', and the outlet end 7 ", 8", of each pipe 7, 8, said volume portions s separate and individual hot fluid 6, cold 4 and thermally insulating 5, such that each element 2 is in thermal contact, alternately, with at least a volume portion of cold fluid 4 and then with at least a volume portion of hot fluid 6.
A partir de cette structure de base, il est possible de réaliser un dispositif l' de transfert de chaleur en intégrant un moyen de génération 10 d'un champ magnétique variable et d'application de ce champ magnétique à chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques, de sorte ce dernier entraîne, par l'intermédiaire du circuit 3, la variation du champ magnétique de chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques. Cette variation de champ magnétique a pour effet la variation de la température de chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques, transmise par conduction thermique aux portions volumiques distinctes et individuelles de fluides froid 4 et chaud 6.From this basic structure, it is possible to produce a heat transfer device 1 by integrating a means 10 for generating a variable magnetic field and for applying this magnetic field to each element 2 with magnetocaloric properties. so that the latter causes, through the circuit 3, the variation of the magnetic field of each element 2 with magnetocaloric properties. This variation of the magnetic field has the effect of varying the temperature of each element 2 with magnetocaloric properties, transmitted by thermal conduction to the distinct and individual volume portions of cold fluids 4 and heat 6.
Pour réaliser un dispositif 1 de génération d'énergie électrique à partir de cette structure de base, il suffit d'intégrer au moins un moyen de génération d'un champ magnétique permanent 12 relié magnétiquement à chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques et un moyen de transformation 13 du champ magnétique circulant dans le circuit 3 apte à conduire un flux magnétique en un courant électrique. Ainsi, la variation de la température autour de la température de Curie de chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques, induite par conduction thermique entre chaque élément 2 et les fluides caloporteurs froids 4 et chauds 6 entraîne la variation de la conductivité magnétique de chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques et induit une variation correspondante du champ magnétique dans le circuit 3 apte à conduire un flux magnétique de manière à générer un courant électrique, grâce au moyen de transformation 13. Bien entendu, pour pouvoir mettre les éléments 2 à propriétés magnétocaloriques en relation de manière alternée avec des portions de fluides froid 4, thermiquement isolant 5 et chaud 6, les fluides froid 4 et chaud 5 sont essentiellement non miscibles avec le fluide thermiquement isolant 5, de sorte qu'ils ne se mélangent pas entre eux. Une certaine tolérance au niveau de la non solubilité peut être prévue, selon la nature des fluides utilisés, l'objectif étant d'obtenir une interface suffisamment stable entre les différentes portions volumiques.To produce a device 1 for generating electrical energy from this basic structure, it suffices to integrate at least one means for generating a permanent magnetic field 12 magnetically connected to each element 2 with magnetocaloric properties and a means of transformation 13 of the magnetic field flowing in the circuit 3 able to conduct a magnetic flux in an electric current. Thus, the variation of the temperature around the Curie temperature of each element 2 with magnetocaloric properties, induced by thermal conduction between each element 2 and the cold and hot heat transfer fluids 4 causes the variation of the magnetic conductivity of each element 2 with magnetocaloric properties and induces a corresponding variation of the magnetic field in the circuit 3 able to conduct a magnetic flux so as to generate an electric current, thanks to the transformation means 13. Of course, to be able to putting the elements 2 with magnetocaloric properties in alternating relationship with portions of cold fluids 4, thermally insulating 5 and hot 6, the cold 4 and hot 5 fluids are essentially immiscible with the thermally insulating fluid 5, so that they do not mix with each other. Some tolerance at the level of the non-solubility can be provided, depending on the nature of the fluids used, the objective being to obtain a sufficiently stable interface between the different volume portions.
Ces fluides froid 4, thermiquement isolant 5 et chaud 6 peuvent se présenter sous différentes phases. Ils sont non miscibles ou faiblement miscibles, de manière à pouvoir les faire circuler dans une conduite 7, 8 sous la forme de portions volumiques distinctes et individuelles. Les propriétés de ces fluides et leurs débits sont de préférence choisis de telle sorte que l'interface entre deux portions volumiques soit stable pendant leur déplacement dans les conduites. Selon l'invention, le moyen de génération 10 d'un champ magnétique variable et d'application de ce champ magnétique à chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques peut également constituer le moyen de transformation 13 du champ magnétique circulant dans le circuit 3 apte à conduire un flux magnétique en un courant électrique. Dans ces conditions, la structure de base peut également comprendre le moyen de génération 10 formant moyen de transformation 13, de sorte qu'elle constitue le dispositif l' de transfert de chaleur. Ainsi, il suffit de rajouter au moins un moyen de génération d'un champ magnétique permanent 12 pour adapter la structure de base pour qu'elle constitue un dispositif 1 de génération d'énergie électrique. Inversement, il suffit de retirer chaque moyen de génération d'un champ magnétique permanent 12 au dispositif 1 de génération d'énergie électrique pour constituer un dispositif l' de transfert de chaleur.These cold fluids 4, thermally insulating 5 and hot 6 may be in different phases. They are immiscible or slightly miscible, so as to be able to circulate in a pipe 7, 8 in the form of separate and individual volume portions. The properties of these fluids and their flow rates are preferably chosen so that the interface between two volume portions is stable during their movement in the pipes. According to the invention, the means 10 for generating a variable magnetic field and for applying this magnetic field to each element 2 with magnetocaloric properties may also constitute the transformation means 13 for the magnetic field flowing in the circuit 3 capable of driving a magnetic flux in an electric current. Under these conditions, the basic structure may also comprise the generating means 10 forming transformation means 13, so that it constitutes the device 1 for heat transfer. Thus, it suffices to add at least one means for generating a permanent magnetic field 12 to adapt the basic structure so that it constitutes a device 1 for generating electrical energy. Conversely, it suffices to remove each generating means from a permanent magnetic field 12 to the device 1 for generating electrical energy to constitute a device 1 for heat transfer.
De manière avantageuse, le moyen de génération 10 est constitué par au moins une bobine. Dans le cas d'un dispositif l' de transfert de chaleur, cette bobine peut être reliée à un générateur électrique synchronisé de manière à obtenir une oscillation des éléments 2 à propriété magnétocalorifiques autour de leur température de Curie. Cette bobine peut, en outre, être réalisée en cuivre vernis, par exemple.Advantageously, the generating means 10 consists of at least one coil. In the case of a heat transfer device, this coil can be connected to a synchronized electric generator so as to obtain an oscillation of the elements 2 to property magnetocalorific around their Curie temperature. This coil may, in addition, be made of varnished copper, for example.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, chaque élément 2 peut coopérer intimement avec deux conduites 7 et 8 en vue de réaliser des échanges thermiques par conduction avec les portions volumiques distinctes et individuelles de fluides circulant dans ces dernières, et la valve 11 peut introduire dans la première 7 desdites conduites 7 et 8, dite conduite froide, des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide froid 4 suivant et alternant avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide thermiquement isolant 5 et, dans la seconde 8 desdites conduites 7 et 8, dite conduite chaude, des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide thermiquement isolant 5 suivant et alternant avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide chaud 6, de telle manière que chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques est en contact surfacique, de manière alternée, avec le fluide froid 4 circulant dans la conduite froide 7 et le fluide thermiquement isolant 5 circulant dans la conduite chaude 8 puis avec le fluide chaud 6 circulant dans la conduite chaude 8 et le fluide thermiquement isolant 5 circulant dans la conduite froide 7. La figure 4 représente un dispositif l' réalisé selon une première variante de ce mode de réalisation. Le dispositif représenté peut ainsi comporter au moins une structure 14 tridimensionnelle dans laquelle peut être intégré au moins un élément 2 à propriétés magnétocaloriques, de sorte que chaque structure peut coopérer intimement et de manière simultanée avec une conduite froide 7 et une conduite chaude 8, deux structures 14 consécutives étant séparées l'une de l'autre par une conduite froide 7 ou une conduite chaude 8 commune coopérant intimement et de manière simultanée avec ces deux structures. En outre, chaque élément 2 peut présenter une forme telle que sa paroi extérieure est en contact intime avec la paroi intérieure latérale de la structure 14 en vue de réaliser des échanges thermiques par conduction avec les portions volumiques distinctes et individuelles de fluides circulant dans les deux conduites 7 et 8, et les éléments 2 à propriétés magnétocaloriques peuvent être séparés les uns des autres par un matériau isolant thermiquement 15 dans chaque structure 14, de forme identique et disposés de la même manière dans chacune desdites structures 14, de telle sorte que deux structures 14 consécutives séparées par une conduite 7, 8 sont à chaque fois symétriques par rapport à cette conduite 7, 8.According to a first embodiment of the invention, each element 2 can co-operate intimately with two pipes 7 and 8 in order to carry out thermal exchanges by conduction with the distinct and individual volume portions of fluids circulating in the latter, and the valve 11 may introduce into the first 7 of said pipes 7 and 8, said cold pipe, separate and individual volume portions of cold fluid 4 following and alternating with distinct and individual volume portions of thermally insulating fluid 5 and, in the second 8 of said pipes 7 and 8, said hot pipe, discrete and individual volume portions of thermally insulating fluid 5 alternating with and separate portions of individual volume of hot fluid 6, such that each element 2 magnetocaloric properties is in surface contact, so alternated, with the cold fluid 4 flowing in the cold conduct 7 and the thermally insulating fluid 5 flowing in the hot pipe 8 and then with the hot fluid 6 flowing in the hot pipe 8 and the thermally insulating fluid 5 flowing in the cold pipe 7. FIG. 4 shows a device that is made according to a first variant of this embodiment. The device shown can thus comprise at least one three-dimensional structure 14 in which at least one element 2 with magnetocaloric properties can be integrated, so that each structure can cooperate intimately and simultaneously with a cold pipe 7 and a hot pipe 8, two consecutive structures 14 being separated from each other by a cold pipe 7 or a hot pipe 8 common cooperating intimately and simultaneously with these two structures. In addition, each element 2 may have a shape such that its outer wall is in intimate contact with the lateral inner wall of the structure 14 in order to carry out heat exchange by conduction with the distinct and individual volume portions of fluids flowing in the two. lines 7 and 8, and the elements 2 with magnetocaloric properties can be separated from each other by a thermally insulating material 15 in each structure 14, of identical shape and arranged in the same way in each of said structures 14, so that two separate 14 consecutive structures by a pipe 7, 8 are each symmetrical with respect to this pipe 7, 8.
La structure 14 représentée est réalisée sous la forme d'une conduite. Les éléments 2 à propriétés magnétocalorifiques, du fait qu'ils sont adjacents à la paroi intérieure de la conduite formant structure 14, et du fait que chaque conduite formant structure 14 est adjacente à une conduite froide 7 et une conduite chaude 8, sont en contact thermique avec les fluides circulant dans lesdites conduites 7 et 8 et les échanges thermiques sont facilités entre les fluides froid 4 et chaud 6 et les éléments 2. Pour transformer le dispositif représenté à la figure 3 de sorte qu'il constitue un dispositif 1 de génération d'énergie électrique, chaque structure tridimensionnelle peut comprendre, en outre, au moins un aimant permanent 12. Ce dernier peut être disposé, dans chaque structure 14 à côté d'un élément 2. Selon une seconde variante de ce premier mode de réalisation, le dispositif peut être constitué par au moins deux éléments 2 se présentant sous la forme de profilés identiques disposés de manière décalée ou espacée et parallèle les uns des autres, lesdits éléments 2 étant intégrés dans une enceinte réalisée en un matériau thermiquement isolant, le volume formé entre deux éléments 2 consécutifs peut réaliser une conduite froide 7 ou une conduite chaude 8 commune, et l'enceinte peut être ouverte au niveau des extrémités d'entrée T, 8' et de sortie 7", 8" des conduites froides 7 et chaudes 8. Cette variante non représentée est avantageuse et présente encore un meilleur rendement thermique que celui de la première variante, étant donné que les conduites chaudes 8 et froides 6 sont réalisées par les éléments 2 eux-mêmes et que de ce fait, aucune énergie thermique n'est absorbée par une paroi.The structure 14 shown is in the form of a pipe. The elements 2 with magnetocalorific properties, because they are adjacent to the inner wall of the structure duct 14, and because each structure duct 14 is adjacent to a cold duct 7 and a hot duct 8, are in contact with each other. with the fluids flowing in said ducts 7 and 8 and the heat exchanges are facilitated between the cold fluids 4 and 6 hot and the elements 2. To transform the device shown in Figure 3 so that it is a device 1 generation electrical energy, each three-dimensional structure may further comprise at least one permanent magnet 12. The latter may be disposed in each structure 14 next to an element 2. According to a second variant of this first embodiment, the device may be constituted by at least two elements 2 in the form of identical profiles arranged in an offset or spaced manner and arallele each other, said elements 2 being integrated in an enclosure made of a thermally insulating material, the volume formed between two consecutive elements 2 can achieve a cold pipe 7 or a common hot pipe 8, and the enclosure can be opened at level of the inlet ends T, 8 'and outlet 7 ", 8" of the cold and hot pipes 8. This variant not shown is advantageous and still has a better thermal efficiency than that of the first variant, since the Hot 8 and cold 6 pipes are formed by the elements 2 themselves and that, therefore, no heat energy is absorbed by a wall.
L'enceinte E pourra être réalisée en un isolant mince, tel que du PVC, par exemple. Comme cela est représenté sur les figures 2, 3 et 15, et selon une troisième variante de réalisation du premier mode l'invention, les modules fonctionnels des dispositifs 1 et l' selon l'invention peuvent être constitués par au moins deux éléments 2 se présentant sous la forme de profilés identiques disposés de manière décalée et parallèle les uns des autres, lesdits éléments 2 étant intégrés dans une enceinte E réalisée en un matériau possédant une faible diffusivité thermique, le volume formé entre deux éléments 2 consécutifs peut être divisé en plusieurs conduites par des cales de séparation 16 de manière à former une rangée de conduites froides 7 ou de conduites chaudes 8, et l'enceinte E peut être ouverte au niveau des extrémités d'entrée 7', 8' et de sortie 7", 8" desdites conduites froides 7 et chaudes 8. Ce type de réalisation est particulièrement avantageux dans le cas de dispositifs 1 et l' volumineux. En effet, le volume ou l'espace formé entre deux éléments 2 consécutifs peut présenter une taille ne permettant pas de faire circuler de manière convenable les portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 6, froid 4 et isolant 5, par exemple sans que ces derniers ne se mélangent. Cela est le cas lorsque les éléments 2 présentent, selon une vue en coupe transversale, une dimension telle que la hauteur très importante par rapport à l'autre dimension (la largeur). Dans ce cas, il est avantageux de diviser la hauteur du volume entre deux éléments 2 consécutifs par des cales de séparation 16, de manière à créer des conduites de section adaptée à la circulation des portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 6, froid 4 et isolant 5.The enclosure E may be made of a thin insulator, such as PVC, for example. As shown in FIGS. 2, 3 and 15, and according to a third embodiment of the first embodiment of the invention, the functional modules of the devices 1 and 1 according to the invention may consist of at least two elements 2 presenting in the form of identical profiles disposed offset and parallel to each other, said elements 2 being integrated in a chamber E made of a material having a low thermal diffusivity, the volume formed between two consecutive elements 2 can be divided into several conducted by separation blocks 16 so as to form a row of cold pipes 7 or hot pipes 8, and the enclosure E can be open at the inlet ends 7 ', 8' and outlet 7 ", 8" of said pipes This type of embodiment is particularly advantageous in the case of devices 1 and bulky. Indeed, the volume or the space formed between two consecutive elements 2 may have a size that does not make it possible to circulate in a suitable manner the distinct and individual volume portions of hot fluids 6, cold 4 and insulation 5, for example without these the last ones do not mix. This is the case when the elements 2 have, in a cross-sectional view, a dimension such that the height is very large relative to the other dimension (the width). In this case, it is advantageous to divide the height of the volume between two consecutive elements 2 by separation wedges 16, so as to create ducts of section adapted to the circulation of the distinct and individual volume portions of hot fluids 6, cold 4 and insulation 5.
Selon un second mode de réalisation de l'invention, chaque élément 2 peut coopérer intimement avec au moins une conduite en vue de réaliser des échanges thermiques par conduction avec cette dernière, et la valve 11 peut introduire, dans chaque conduite, et de manière successive, une portion volumique distincte et individuelle de fluide froid 4, une portion volumique distincte et individuelle de fluide thermiquement isolant 5, puis une portion volumique distincte de fluide chaud 6, de telle manière que chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques est en contact surfacique, de manière alternée, avec une portion volumique distincte et individuelle de fluide froid 4, une portion volumique distincte et individuelle de fluide thermiquement isolant 5 puis avec une portion volumique distincte et individuelle de fluide chaud 6, l'ensemble desdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides 4, 5 et 6 circulant dans chaque conduite entre l'extrémité d'entrée et l'extrémité de sortie correspondante.According to a second embodiment of the invention, each element 2 can co-operate intimately with at least one pipe in order to carry out thermal exchanges by conduction with the latter, and the valve 11 can introduce, in each pipe, and successively , a distinct and individual volume portion of cold fluid 4, a distinct and individual volume portion of thermally insulating fluid 5, then a distinct volume portion of hot fluid 6, such that each element 2 with magnetocaloric properties is in surface contact, alternately, with a distinct and individual volume portion of cold fluid 4, a distinct and individual volume portion of thermally insulating fluid 5 and then with a separate and individual volume portion of hot fluid 6, all of said distinct and individual fluid volume portions 4, 5 and 6 flowing in each pipe between the inlet end and the corresponding output end.
Dans ce second mode de réalisation non représenté, les éléments 2 peuvent être montés dans une structure coopérant avec au moins une conduite dans laquelle circulent les portions volumiques distinctes et individuelles de fluides 4, 5 et 6 de manière à réaliser des échanges thermiques avec lesdits fluides. De manière caractéristique, et en variante, le ou les éléments 2 à propriétés magnétocaloriques peuvent être disposés dans au moins une conduite dans laquelle circulent les portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 6, froid 4 et thermiquement isolant 5, et la valve 11 peut introduire dans chaque conduite et de manière successive, une portion volumique distincte et individuelle de fluide froid 4, une portion volumique distincte et individuelle de fluide thermiquement isolant 5, puis une portion volumique distincte de fluide chaud 6, de telle manière que chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques est en contact surfacique, de manière alternée, avec une portion volumique distincte et individuelle de fluide froid 4, une portion volumique distincte et individuelle de fluide thermiquement isolant 5 puis avec une portion volumique distincte et individuelle de fluide chaud 6, l'ensemble desdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides 4, 5 et 6 circulant dans chaque conduite entre l'extrémité d'entrée et l'extrémité de sortie correspondante.In this second embodiment not shown, the elements 2 can be mounted in a structure cooperating with at least one pipe in which circulate the distinct and individual volume portions of fluids 4, 5 and 6 so as to perform heat exchanges with said fluids . Characteristically, and alternatively, the magnetocaloric element (s) 2 may be arranged in at least one duct in which the distinct and individual volume portions of hot, cold, and thermally insulating fluids 5 flow, and the valve 11 may introducing into each conduit and successively, a separate and individual volume portion of cold fluid 4, a separate and individual volume portion of thermally insulating fluid 5, and a separate volume portion of hot fluid 6, such that each element 2 to magnetocaloric properties is in surface contact, alternately, with a distinct and individual volume portion of cold fluid 4, a separate and individual volume portion of thermally insulating fluid 5 and then with a distinct and individual volume portion of hot fluid 6, the whole said distinct and individual volume portions of fluids 4, 5 and 6 flowing in each pipe between the inlet end and the corresponding outlet end.
Dans cette dernière variante, les éléments 2 à propriétés magnétocaloriques sont disposés dans la ou les conduites dans lesquelles circulent les portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 6, froid 4 et thermiquement isolant 5. L'échange thermique est ainsi favorisé, étant donné qu'il y a un contact direct entre les éléments 2 et portions volumiques distinctes et individuelles de fluides 4, 5 et 6.In this latter variant, the elements 2 with magnetocaloric properties are arranged in the pipe or pipes in which circulate the distinct and individual volume portions of hot fluids 6, cold 4 and thermally insulating 5. The heat exchange is thus favored, since there is a direct contact between the elements 2 and distinct and individual volume portions of fluids 4, 5 and 6.
L'invention prévoit également qu'un moyen de récupération et de séparation 41 des fluides froid 4, chaud 6 et thermiquement isolant 5 peut être monté à l'extrémité de sortie 7", 8" des conduites 7, 8. Ce moyen de récupération et de séparation 41 permet de séparer les différentes phases en sortie d'un dispositif 1, l' de sorte qu'il est possible de réintroduire ces fluides récupérés en entrée d'un dispositif 1, l'.The invention also provides that a means 41 for recovering and separating cold fluids 4, hot 6 and thermally insulating fluids 5 may be mounted at the outlet end 7 ", 8" of lines 7, 8. This means of recovery and separating 41 makes it possible to separate the different phases at the output of a device 1, the so that it is possible to reintroduce these fluids recovered at the input of a device 1, the.
Selon un premier mode de réalisation de la valve 11, représentée spécifiquement aux figures 5 à 8, ladite valve 11 peut être constituée parAccording to a first embodiment of the valve 11, shown specifically in FIGS. 5 to 8, said valve 11 may be constituted by
- au moins un dispositif d'amenée 17 de fluide froid 4,at least one device 17 for supplying cold fluid 4,
- au moins un dispositif d'amenée 18 de fluide chaud 6, un dispositif d'amenée 17 de fluide froid 4 étant affecté à chaque conduite froide 7 ou à chaque rangée de conduites froides 7 et un dispositif d'amenée 18 de fluide chaud 6 étant affecté à chaque conduite chaude 8 ou à chaque rangée de conduites chaudes 8, l'extrémité de sortie 17', 18' de chaque dispositif d'amenée 17, 18 étant disposée en regard des extrémités d'entrée 7', respectivement 8' des conduites froides 7 et chaudes 8 correspondantes de manière à permettre un transfert des portions volumiques distinctes et individuelles de fluides froid 4, thermiquement isolant 5 et chaud 6 vers les conduites froides 7 et chaudes 8 correspondantes,at least one hot fluid supply device 6, a cold fluid supply device 4 being assigned to each cold pipe 7 or to each row of cold pipes 7 and a hot fluid supply device 18 6 being assigned to each hot pipe 8 or row of hot pipes 8, the outlet end 17 ', 18' of each feeder 17, 18 being arranged facing the inlet ends 7 ', respectively 8' of the cold pipes 7 and 8 corresponding hot so as to allow transfer of separate and individual volume portions of cold fluids 4, thermally insulating 5 and hot 6 to the corresponding cold pipes 7 and 8,
- un dispositif d'amenée 19 de fluide thermiquement isolant 5,a supply device 19 for thermally insulating fluid 5,
- et un dispositif de distribution 20 desdits fluides sous la forme de portions volumiques distinctes et individuelles de fluides froid 4, thermiquement isolant 5 et chaud 6, ledit dispositif de distribution 20 étant monté entre les dispositif d'amenée 17, 18 de fluides froid 4 et chaud 6 et le dispositif d'amenée 19 de fluide thermiquement isolant 5.and a device 20 for dispensing said fluids in the form of distinct and individual volume portions of cold, thermally insulating, hot and heated fluids 4, said dispensing device 20 being mounted between the cold fluid supply devices 17, 18 and hot 6 and the supply device 19 of thermally insulating fluid 5.
De manière caractéristique, le dispositif d'amenée 19 de fluide thermiquement isolant 5 peut se présenter sous la forme d'un conduit disposé perpendiculairement aux conduites froides 7 et chaudes 8 et présenter des ouvertures 19' pour le passage du fluide thermiquement isolant 5, dont le nombre est égal au nombre de conduites froides 7 et chaudes 8 ou de rangées de conduites 7, 8, le dispositif de distribution 20 des fluides froid 4, thermiquement isolant 5 et chaud 6 peut se présenter sous la forme d'une conduite montée à coulissement longitudinal sur le conduit 19 formant le dispositif d'amenée de fluide thermiquement isolant 5, de diamètre intérieur égal au diamètre extérieur du conduit 19 formant le dispositif d'amenée 19 de fluide thermiquement isolant, ladite conduite 20 formant le dispositif de distribution 20 des fluides froid 4, thermiquement isolant 5 et chaud 6 étant munie, d'une part, d'ouvertures 20' de forme correspondante aux ouvertures 19' du dispositif d'amenée 19 de fluide thermiquement isolant 5, et dont le nombre est égal au nombre total de conduites froides 7 et chaudes 8 ou de rangées de conduites froides 7 et chaudes 8 additionné de un et, d'autre part, de rainures 21, réalisées dans l'enveloppe extérieure de la conduite 20, perpendiculaires à l'axe longitudinal de cette dernière, de part et d'autre de chaque ouverture 20' et destinées au passage et guidage des fluides froid 4 et chaud 6, les dispositifs d'amenée 17, 18 des fluides froid 4 et chaud 6 peuvent contenir une chambre C débouchant, par l'intermédiaire d'un canal 17", respectivement 18", sur leur extrémité de sortie 17', 18', cette chambre C présentant, au niveau sa partie adjacente audit canal 17", respectivement 18", une zone de forme circulaire 22 et ouverte de part et d'autre par rapport à l'axe longitudinal du canal 17", respectivement 18", dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre extérieur de la conduite 20 formant le dispositif de distribution, ladite conduite 20 peut être insérée dans la zone de forme circulaire 22 de telle manière que chaque ouverture 20' de ladite conduite est positionnée au niveau de l'extrémité d'un canal 17", 18" débouchant sur la chambre C, les ouvertures 19' du dispositif d'amenée 19 de fluide thermiquement isolant 5 peuvent être positionnées au niveau des ouvertures 20' de la conduite 20.Characteristically, the supply device 19 for thermally insulating fluid 5 may be in the form of a duct disposed perpendicularly to the cold and hot pipes 7 and have openings 19 'for the passage of the thermally insulating fluid 5, of which the number is equal to the number of cold pipes 7 and 8 hot or rows of pipes 7, 8, the dispensing device 20 of cold fluids 4, thermally insulating 5 and hot 6 may be in the form of a pipe mounted to longitudinal sliding on the duct 19 forming the thermally insulating fluid supply device 5, of internal diameter equal to the outside diameter of the duct 19 forming the supply device 19 of thermally insulating fluid, said duct 20 forming the dispensing device 20 cold fluids 4, thermally insulating 5 and hot 6 being provided, on the one hand, openings 20 'of corresponding shape to the openings 19' of the device supply member 19 for heat-insulating fluid 5, the number of which is equal to the total number of cold and hot pipes 7 or rows of cold and hot pipes 7 and 8, and grooves 21 , made in the outer casing of the pipe 20, perpendicular to the longitudinal axis of the latter, on either side of each opening 20 'and intended for the passage and guiding of the cold fluids 4 and 6, the cooling devices supply 17, 18 of the cold fluids 4 and hot 6 can contain a chamber C opening, via a channel 17 ", respectively 18", on their outlet end 17 ', 18', this chamber C having, at its portion adjacent to said channel 17 ", respectively 18", a circular zone 22 and open on both sides with respect to the longitudinal axis of the channel 17 ", respectively 18", whose diameter is substantially equal to the outside diameter of the pipe 20 forming the dispensing device, said pipe 20 can be inserted into the circular-shaped zone 22 in such a way that each opening 20 'of said pipe is positioned at the end of a channel 17 ", 18" opening on the chamber C, the openings 19 'of the supply device 19 of thermally insulating fluid 5 can be positioned at the openings 20' of the pipe 20.
Dans ces conditions, le dispositif de distribution 20 des fluides peut être déplacé par coulissement sur le dispositif d'amenée 19 de fluide thermiquement isolant 5, de manière alternée, de telle sorte queUnder these conditions, the fluid distribution device 20 can be slidably moved on the supply device 19 of thermally insulating fluid 5, alternately, so that
- lorsqu'une ouverture 20' est disposée en regard d'une ouverture 19', la partie de portion tubulaire pleine de l'anneau de paroi extérieure de la conduite 20, dans lequel est réalisée l'ouverture obture la zone de forme circulaire 22, empêchant le passage de fluide froid 4 ou chaud 6 vers le canal 17", respectivement 18", et un passage du fluide thermiquement isolant 5 à travers les ouvertures 20', 19' et le canal correspondant 17", 18" en direction de l'extrémité d'entrée T, 8' de la conduite froide 7 ou chaude 8 est réalisé, etwhen an opening 20 'is disposed opposite an opening 19', the portion of solid tubular portion of the outer wall ring of the pipe 20, in which the opening is made closes the circular-shaped zone 22 , preventing the passage of cold fluid 4 or hot 6 to the channel 17 ", respectively 18", and a passage of the thermally insulating fluid 5 through the openings 20 ', 19' and the corresponding channel 17 ", 18" in the direction of the inlet end T, 8 'of the cold pipe 7 or hot pipe 8 is produced, and
- lorsqu'une rainure 21 est disposée en regard d'une ouverture 19', le fluide froid 5 ou chaud 6 du dispositif d'amenée 17, 18 correspondant circule depuis la chambre C, vers le canal correspondant 17", 18" en direction de l'extrémité d'entrée T, 8' de la conduite froide 7 ou chaude 8, à travers le volume délimité par la rainure 21 et la paroi de la zone de forme circulaire 22. Selon un second mode de réalisation représenté aux figures 9 à- When a groove 21 is disposed opposite an opening 19 ', the cold fluid 5 or hot 6 of the corresponding feed device 17, 18 flows from the chamber C, to the corresponding channel 17 ", 18" in the direction the inlet end T, 8 'of the cold pipe 7 or hot 8, through the volume defined by the groove 21 and the wall of the circular-shaped zone 22. According to a second embodiment shown in FIGS. at
13, la valve 11 peut être constituée par13, the valve 11 may be constituted by
- au moins un dispositif d'amenée 32 de fluide froid 4 et de fluide thermiquement isolant 5,at least one supply device 32 for cold fluid 4 and thermally insulating fluid 5,
- au moins un dispositif d'amenée 33 de fluide chaud 6 et de fluide thermiquement isolant 5, un dispositif d'amenée 32 de fluide froid 4 et de fluide thermiquement isolant 5 étant affecté à chaque conduite froide 7 ou à chaque rangée de conduites froides 7 et un dispositif d'amenée 33 de fluide chaud 6 et de fluide thermiquement isolant 5 étant affecté à chaque conduite chaude 8 ou à chaque rangée de conduites chaudes 8, l'extrémité de sortie 32', 33' de chaque dispositif d'amenée 32, 33 étant disposée en regard des extrémités d'entrée 7', respectivement 8' des conduites froides 7 et chaudes 8 correspondantes de manière à permettre un transfert des portions volumiques distinctes et individuelles de fluides froid 4, thermiquement isolant 5 et chaud 6 vers les conduites froides 7 et chaudes 8 correspondantes, etat least one feed device 33 for hot fluid 6 and thermally insulating fluid 5, a delivery device 32 for cold fluid 4 and for thermally insulating fluid 5 being assigned to each cold pipe 7 or to each row of cold pipes 7 and a device supplying hot fluid 6 and thermally insulating fluid 5 to each hot pipe 8 or to each row of hot pipes 8, the outlet end 32 ', 33' of each supply device 32, 33 being disposed opposite the inlet ends 7 ', respectively 8' of the cold pipes 7 and 8 corresponding hot so as to allow transfer of separate and individual volume portions of cold fluids 4, thermally insulating 5 and hot 6 to the cold pipes 7 and hot 8 corresponding, and
- un dispositif de distribution 34 des fluides froid 4 et thermiquement isolant 5 sous la forme de portions volumiques distinctes et individuelles et un dispositif de distribution 34' de fluides chaud 6 et thermiquement isolant 5 sous la forme de portions volumiques distinctes et individuelles, les dispositifs d'amenée 32 de fluide froid 4 peuvent être en relation fluidique les uns avec les autres, les dispositifs d'amenée 32 et 33 peuvent présenter chacun une chambre 35 de distribution des fluides 4, 5 et 6 débouchant au niveau de l'extrémité de sortie 32', 33' desdits dispositifs d'amenée 32, 33, les dispositifs d'amenées 33 de fluide chaud 6 étant en relation fluidique les uns avec les autres en amont de ladite chambre 35 et, l'entrée de chaque chambre 35 étant reliée fluidiquement à une arrivée 37 de fluide chaud 6 ou une arrivée 36 de fluide froid 4 et à une arrivée 38 de fluide thermiquement isolant 5, les dispositifs de distribution 34, 34' peuvent être réalisés sous la forme de plaques munies d'orifices de passage 39, 39' des fluides froid 4 ou chaud 6 et isolant 5 et montées coulissantes dans les dispositifs d'amenée 32, respectivement 33 au niveau de l'entrée des chambres 35 de manière à réguler l'arrivée des fluides 4, 5 et 6 dans les conduites correspondantes, et les plaques formant les dispositifs de distribution 34, 34' peuvent être entraînées selon un mouvement de va-et-vient de telle manière que, dans un premier temps, d'une part, les arrivées de fluide froid 4 de chaque dispositif de distribution de fluide froid 4 débouchent sur les chambres 35 correspondantes par l'intermédiaire des orifices de passage 39 de la plaque 34 et ladite plaque 34 bloque le passage du fluide thermiquement isolant 5 vers lesdites chambres 35 et, d'autre part, les arrivées de fluide thermiquement isolant 5 de chaque dispositif de distribution de fluide chaud 6 débouchent sur les chambres 35 correspondantes par l'intermédiaire des orifices de passage 39' de la plaque 34' et ladite plaque 34' bloque le passage du fluide chaud 6 vers lesdites chambres 35 et, dans un second temps, d'une part, les arrivées de fluide thermiquement isolant 5 de chaque dispositif de distribution de fluide froid 4 débouchent sur les chambres 35 correspondantes par l'intermédiaire des orifices de passage 39 de la plaque 34 et ladite plaque 34 bloque le passage du fluide thermiquement froid 4 vers lesdites chambres 35 et, d'autre part, les arrivées de fluide chaud 6 de chaque dispositif de distribution de fluide chaud 6 débouchent sur les chambres 35 correspondantes par l'intermédiaire des orifices de passage 39' de la plaque 34' et ladite plaque 34' bloque le passage du fluide thermiquement isolant 5 vers lesdites chambres 35.a dispensing device 34 for the cold and thermally insulating fluids 4 in the form of distinct and individual volume portions and a dispensing device 34 'for hot and thermally insulating fluids 6 in the form of distinct and individual volume portions, the devices supply 32 of cold fluid 4 may be in fluid relation with each other, the supply devices 32 and 33 may each have a fluid distribution chamber 4, 5 and 6 opening at the end of the outlet 32 ', 33' of said supply devices 32, 33, the hot fluid supply devices 33 being in fluid relation with each other upstream of said chamber 35 and the inlet of each chamber 35 being fluidically connected to an inlet 37 of hot fluid 6 or an inlet 36 of cold fluid 4 and to an inlet 38 of thermally insulating fluid 5, the dispensing devices 34, 34 'can be in the form of plates provided with passage orifices 39, 39 'of cold fluids 4 or hot 6 and insulating 5 and slidably mounted in the supply devices 32, respectively 33 at the inlet of the chambers 35 so regulating the arrival of the fluids 4, 5 and 6 in the corresponding conduits, and the plates forming the dispensing devices 34, 34 'can be driven in a reciprocating manner so that initially on the one hand, the cold fluid inflows 4 of each cold fluid dispensing device 4 open on the corresponding chambers 35 via the through-holes 39 of the plate 34 and the said plate 34 block the passage of the thermally-fluid insulation 5 to said chambers 35 and, on the other hand, the thermally insulating fluid inflows 5 of each hot fluid dispensing device 6 open into the chambers 35. corresponding through the passage holes 39 'of the plate 34' and said plate 34 'blocks the passage of the hot fluid 6 to said chambers 35 and, secondly, on the one hand, the thermally insulating fluid arrivals 5 of each cold fluid dispensing device 4 open onto the corresponding chambers 35 through the through-holes 39 of the plate 34 and the said plate 34 blocks the passage of the thermally-cold fluid 4 towards the said chambers 35 and, on the other hand, on the other hand, the hot fluid inflows 6 of each hot fluid dispensing device 6 open onto the corresponding chambers 35 through the passage openings 39 'of the plate 34' and said plate 34 'blocks the passage of the thermally insulating fluid 5 to said chambers 35.
Selon un troisième mode de réalisation de la valve 11, représentée à la figure 14, chaque élément 2 à propriétés magnétocaloriques, les conduites froides 7 et chaudes 8 peuvent présenter une section quadrangulaire, les conduites froide 7 et chaude 8 peuvent présenter, au niveau de leur extrémité d'entrée 7', 8', sur une première face 23, un orifice d'entrée 26 de fluide froid 4, sur une seconde face 24, un orifice d'entrée 27 de fluide chaud 6 et, sur une troisième face 25, un orifice d'entrée 28 de fluide thermiquement isolant 5, et la valve 11 peut être constituée par trois plaques 29, 30, 31, chacune étant montée à translation sur une 23, 24, 25 desdites première, seconde et troisième faces, reliée à un dispositif d'amenée de fluide froid 4, chaud 6 et thermiquement isolant 5 correspondant, et munie d'une ouverture 26', 27', 28' de forme correspondante à celle de l'orifice d'entrée 26, 27, 28 correspondant, lesdites plaques 23, 24, 25 étant actionnées de manière à produire un mouvement de va et vient obturant et dégageant successivement, et de manière inversée pour chaque plaque 23, 24, 25, l'orifice d'entrée 26, 27, 28 correspondant, de sorte à générer une suite continue et alternée de portions volumiques distinctes et individuelles de fluides froid 4 et thermiquement isolant 5 dans chaque conduite froide 7 et de fluides chaud 6 et thermiquement isolant 5 dans chaque conduite chaude 8. Comme cela est représenté sur les figures 2 et 3, le circuit 3 apte à conduire un flux magnétique peut être réalisé sous la forme d'un élément creux à section quadrangulaire réalisé en un matériau ferromagnétique et à l'intérieur duquel sont intégrés les éléments 2 à propriétés magnétocaloriques et les conduites 7, 8.According to a third embodiment of the valve 11, shown in FIG. 14, each element 2 with magnetocaloric properties, the cold and hot pipes 7 and 7 may have a quadrangular section, the cold and hot pipes 7 may have, at the level of their inlet end 7 ', 8', on a first face 23, an inlet port 26 of cold fluid 4, on a second face 24, an inlet port 27 of hot fluid 6 and, on a third face 25, an inlet 28 of thermally insulating fluid 5, and the valve 11 may be constituted by three plates 29, 30, 31, each being mounted in translation on a 23, 24, 25 of said first, second and third faces, connected to a corresponding cold fluid supply device 4, heat 6 and thermally insulating 5 corresponding, and provided with an opening 26 ', 27', 28 'of shape corresponding to that of the inlet port 26, 27, 28 corresponding, said plates 23, 24, 25 being actuated to produce a reciprocating and closing movement successively and inversely for each plate 23, 24, 25, the corresponding inlet orifice 26, 27, 28, so as to generate a continuous sequence and alternating distinct and individual volume portions of cold fluids 4 and thermally insulating 5 in each cold pipe 7 and hot fluids 6 and thermally insulating 5 in each hot pipe 8. As shown in Figures 2 and 3, the circuit 3 fit to conduct a magnetic flux can be realized in the form of a hollow element with quadrangular section made of a material ferromagnetic and inside which are integrated the elements 2 with magnetocaloric properties and the pipes 7, 8.
Il pourrait également être prévu de réaliser ce circuit 3 sous la forme d'une structure ouverte, tel que cela est représenté sur les figures 17A et 17B, voire en forme de U, tel que le dispositif l' de la figure 17 A.It could also be envisaged to make this circuit 3 in the form of an open structure, as shown in FIGS. 17A and 17B, or even U-shaped, such as the device 1 'of FIG. 17A.
Lorsque le circuit est constitué par un élément creux à section quadrangulaire, le moyen de transformation 13 du champ magnétique circulant dans le circuit 3 apte à conduire un flux magnétique en un courant électrique peut être constitué par deux bobines disposée chacune sur une branche de l'élément à structure rectangulaire creux formant le circuit apte à conduire un flux magnétique et de part et d'autre de l'ensemble formé par les éléments 2 à propriétés magnétocaloriques 2 et les conduites 7, 8. Les figures 2, 3 et 10 représentent une telle configuration avec deux bobines 10.When the circuit is constituted by a hollow element with quadrangular section, the transformation means 13 of the magnetic field flowing in the circuit 3 capable of conducting a magnetic flux in an electric current may consist of two coils each disposed on a branch of the hollow rectangular structure element forming the circuit capable of conducting a magnetic flux and on either side of the assembly formed by the magnetocaloric elements 2 2 and the conduits 7, 8. Figures 2, 3 and 10 show a such configuration with two coils 10.
Lorsque le circuit 3 présente une structure ouverte, une seule bobine peut être enroulée autour d'une branche de cette structure, tel que représenté aux figures 17A et 17B.When the circuit 3 has an open structure, a single coil may be wound around a branch of this structure, as shown in FIGS. 17A and 17B.
En effet, selon l'invention, le circuit 3 apte à conduire un flux magnétique peut être réalisé en matériau ferromagnétique sous la forme d'un U à l'intérieur duquel sont intégrés les éléments 2 à propriétés magnétocaloriques et les conduites 7, 8 et dont une aile est entourée par une bobine 10.According to the invention, the circuit 3 capable of conducting a magnetic flux can be made of ferromagnetic material in the form of a U inside which are integrated the elements 2 with magnetocaloric properties and the pipes 7, 8 and one wing is surrounded by a coil 10.
La température de Curie des éléments 2 à propriétés magnétocaloriques peut être comprise entre -400C et 700C, et est de préférence de 2O0C, c'est-à-dire proche de la température ambiante, de sorte que l'apport d'énergie pour chauffer le fluide chaud 6 est réduit au maximum.The Curie temperature of the elements 2 with magnetocaloric properties can be between -40 ° C. and 70 ° C., and is preferably 20 ° C., that is to say close to ambient temperature, so that the supply of energy to heat the hot fluid 6 is minimized.
Au moins un élément 2 à propriétés magnétocaloriques peut en outre être constitué par un alliage comprenant les éléments chimiques suivants : gadolinium, silicium, germanium ou un mélange de ceux-ci. Au moins un élément 2 à propriétés magnétocaloriques peut être constitué par un alliage comprenant les éléments chimiques suivants : manganèse, fer, phosphore, arsenic.At least one element 2 with magnetocaloric properties may also consist of an alloy comprising the following chemical elements: gadolinium, silicon, germanium or a mixture thereof. At least one element 2 with magnetocaloric properties may consist of an alloy comprising the following chemical elements: manganese, iron, phosphorus, arsenic.
En variante, au moins un élément 2 à propriétés magnétocaloriques peut être constitué par un alliage comprenant les éléments chimiques suivants : lanthane, fer, silicium, hydrogène et est de préférence l'alliage suivant : La(Feo>89 Sio,π)i3H1 3. Un tel matériau 2 pourra également être l'alliage de formule chimique de LaFe1 !CO0^Si1 I dont la courbe de magnétisation en fonction de la température est représentée à la figure 18.Alternatively, at least one element 2 with magnetocaloric properties may consist of an alloy comprising the following chemical elements: lanthanum, iron, silicon, hydrogen and is preferably the following alloy: La (Fe o> 89 SiO , π) i 3 H 1 3 . Such a material 2 may also be the alloy of chemical formula of LaFe 1! CO 0 ^ Si 1 I whose magnetization curve as a function of temperature is shown in FIG. 18.
Le choix des éléments 2 est dicté par la température de travail, c'est-à-dire la température de Curie de ces derniers, en relation avec la température du fluide chaud 6. De préférence, on choisira des matériaux présentant une transition magnétique de premier ordre.The choice of the elements 2 is dictated by the working temperature, that is to say the Curie temperature of the latter, in relation to the temperature of the hot fluid 6. Preferably, materials with a magnetic transition of first order.
Comme déjà indiqué plus haut, les dimensions et les formes des conduites doivent également être adaptées pour garantir cette stabilité. Ainsi, et de manière caractéristique, le fluide froid 4 et le fluide chaud 6 peuvent être des liquides.As already mentioned above, the dimensions and shapes of the pipes must also be adapted to guarantee this stability. Thus, and typically, the cold fluid 4 and the hot fluid 6 may be liquids.
Ces liquides peuvent être choisis dans le groupe formé par l'eau et l'eau glycolée. Dans ces conditions, et de manière caractéristique, chaque conduite 7, 8 peut être réalisée en un matériau hydrophobe, de préférence en PTFE. De plus, il est avantageux de choisir un matériau présentant une faible hystérésis au déplacement, par exemple en réalisant un traitement du type ultrahydrophobe sur la surface de ce dernier.These liquids may be selected from the group consisting of water and brine. Under these conditions, and typically, each pipe 7, 8 may be made of a hydrophobic material, preferably PTFE. In addition, it is advantageous to choose a material having a low displacement hysteresis, for example by carrying out an ultrahydrophobic treatment on the surface of the latter.
Le fluide thermiquement isolant 5 peut être un gaz. Ce gaz peut être choisi dans le groupe formé par l'air, l'hélium et l'argon. Le fluide thermiquement isolant 5 peut également être un liquide. A cet effet, il peut être une huile, de préférence une huile minérale ou végétale.The thermally insulating fluid 5 may be a gas. This gas can be chosen from the group formed by air, helium and argon. The thermally insulating fluid 5 can also be a liquid. For this purpose, it may be an oil, preferably a mineral or vegetable oil.
L'invention a également pour objet un ensemble de génération d'énergie électrique, constitué par un module 40 comprenant un dispositif 1 de génération d'énergie électrique selon l'invention et un dispositif l' de transfert de chaleur selon l'invention, caractérisé en ce que le dispositif 1, l' de génération d'énergie électrique ou de transfert de chaleur est relié à la sortie du dispositif l', 1 de transfert de chaleur ou de génération d'énergie électrique, en ce qu'une valve 11 commune et unique est montée en amont du dispositif l', 1 de transfert de chaleur ou de génération d'énergie électrique de manière à introduire des portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 6, froid 4 et isolant 5 au niveau de l'extrémité d'entrée 7', 8' de chaque conduite 7, 8 de ce dernier, en ce que lesdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud 6, froid 4 et isolant 5, en sortie desdites conduites 7, 8 sont directement introduites dans le dispositif 1, l' de génération d'énergie électrique ou de transfert de chaleur, et en ce que l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement du dispositif l' de transfert de chaleur et de la valve 11 est fournie en partie par le dispositif 1 de génération d'énergie électrique.The subject of the invention is also an electrical energy generation assembly consisting of a module 40 comprising a device 1 for generating electrical energy according to the invention and a device 1 for transferring heat according to the invention, characterized in that the device 1, the electrical energy generation or heat transfer device is connected to the output of the device 1, 1 of heat transfer or of electrical energy generation, in that a valve 11 common and unique is mounted upstream of the device 1, 1 of heat transfer or electrical energy generation so as to introduce separate and individual volume portions of hot fluids 6, cold 4 and insulating 5 at the end 7 ', 8' of each pipe 7, 8 of the latter, in that said distinct and individual volume portions of hot fluids 6, cold 4 and insulating 5, output of said 7, 8 are directly introduced into the device 1, the electric power generation or heat transfer, and in that the electrical energy required for the operation of the device 1 and heat transfer valve 11 is provided in part by the device 1 for generating electrical energy.
En d'autres termes, cet ensemble de génération d'énergie électrique est constitué par une valve 11, un module fonctionnel d'un dispositif 1 de génération d'énergie électrique et un module fonctionnel d'un dispositif l' de transfert de chaleur. Ainsi, les portions volumiques distinctes et individuelles de fluides sont injectées par la valve 11 dans le dispositif 1, l' de génération d'énergie électrique ou de transfert de chaleur et, depuis ce dernier, directement dans le dispositif l', 1 de transfert de chaleur ou de génération d'énergie électrique.In other words, this electrical energy generation assembly is constituted by a valve 11, a functional module of a device 1 for generating electrical energy and a functional module of a device 1 for heat transfer. Thus, the distinct and individual volume portions of fluids are injected by the valve 11 into the device 1, the electric energy generation or heat transfer device and, from the latter, directly into the device 1, transfer 1 of heat or generation of electrical energy.
De manière caractéristique, le moyen de récupération et de séparation 41 des fluides froid 4, chaud 6 et thermiquement isolant 5 peut être monté à l'extrémité de sortie 7", 8", des conduites 7, 8 du dernier dispositif 1, l' et les fluides récupérés peuvent être réintroduits dans le module 40 et un dispositif apte à chauffer le fluide chaud 6 peut être intégré entre le moyen de récupération et de séparation 41 et la valve 11 pour chauffer le fluide chaud 6 destiné à être réintégré dans le dispositif 1, l' disposé directement derrière la valve.Characteristically, the means 4 for recovering and separating cold fluids 4, heat 6 and thermally insulating 5 may be mounted at the outlet end 7 ", 8" of the lines 7, 8 of the last device 1, the and the recovered fluids can be reintroduced into the module 40 and a device adapted to heat the hot fluid 6 can be integrated between the recovery and separation means 41 and the valve 11 to heat the hot fluid 6 intended to be reintegrated in the device 1, arranged directly behind the valve.
Un tel ensemble de génération d'énergie électrique peut être constitué par plusieurs modules 40 montés en série, le premier desdits modules 40 étant alimenté en portions volumiques distinctes et individuelles de fluides par une valve 11 commune et unique et chacun des autres modules 40 par les portions volumiques distinctes et individuelles de fluides en sortie des conduites 7, 8 du module 40 précédent, les éléments 2 à propriétés magnétocaloriques de chaque structure 14 respectivement de chaque conduite de chaque dispositif 1, l' présentant une température de Curie différente et les dispositifs 1, l' étant disposés les uns par rapport aux autres de telle sorte que celui présentant les éléments 2 à propriétés magnétocaloriques dont la température de Curie est la plus élevée est relié à la valve 11 et que celui présentant les éléments 2 à propriétés magnétocalorifiques dont la température de Curie est la plus faible est relié, au niveau de sa sortie, à un moyen de récupération et de séparation 41 des fluides froid 4, chaud 6 et thermiquement isolant 5, la température de Curie des éléments 2 à propriétés magnétocaloriques des dispositifs 1, l' intermédiaires décroissant en direction du moyen de récupération et de séparation 41, et en ce que les fluides froid 4, chaud 6 et thermiquement isolant 5 récupérés à l'extrémité de sortie 7", 8" des conduites 7, 8 du dernier module 40 sont réintroduits dans le premier module 40. De cette manière, étant donné que la température du fluide chaud 6 contenu dans une portion volumique distincte et individuelle décroît au fur et à mesure de son déplacement dans chaque dispositif 1, 1 la température de Curie des éléments 2 est adaptée à cette baisse de température et l'ensemble de génération d'énergie électrique conserve un rendement élevé.Such an electrical energy generation assembly may consist of several modules 40 connected in series, the first of said modules 40 being supplied with distinct and individual fluid volume portions by a common and single valve 11 and each of the other modules 40 by distinct and individual volume portions of fluids leaving the pipes 7, 8 of the previous module 40, the elements 2 with magnetocaloric properties of each structure 14 respectively of each pipe of each device 1, having a different Curie temperature and the devices 1 , being disposed relative to each other so that the one having the elements 2 with magnetocaloric properties whose Curie temperature is the highest is connected to the valve 11 and the one having the elements 2 with magnetocalorific properties whose Curie temperature is the lowest is connected, at its level output, to a means of recovery and separation 41 of cold fluids 4, hot 6 and thermally insulating 5, the Curie temperature of the elements 2 with magnetocaloric properties of the devices 1, the intermediate decreasing towards the means of recovery and separation 41, and in that the cold fluids 4, hot 6 and thermally insulating 5 recovered at the outlet end 7 ", 8" of the lines 7, 8 of the last module 40 are reintroduced in the first module 40. In this way, since the temperature of the hot fluid 6 contained in a distinct and individual volume portion decreases as its displacement in each device 1, 1 the Curie temperature of the elements 2 is adapted to this drop in temperature and the electrical energy generation assembly retains a high efficiency.
La figure 16 représente un tel ensemble de génération d'énergie électrique.FIG. 16 represents such an assembly of electrical energy generation.
La valve 11 est alimentée en énergie thermique par une source de chaleur telle qu'un panneau solaire, une chaudière ou un autre moyen similaire.The valve 11 is supplied with thermal energy by a heat source such as a solar panel, a boiler or other similar means.
Sur le schéma représenté à la figure 16, la valve 11 est alimentée en fluide chaud 6 par l'intermédiaire d'un échangeur thermique chauffant le fluide en sortie du moyen de récupération et de séparation 41. Ce dernier alimente également la valve en fluide froid 4. La valve 11 met en forme les fluides 4, 5 et 6 et les fait circuler par l'intermédiaire d'une pompe (non représentée), par exemple, ou par gravité. Le passage de ces fluides 4, 5 et 6 dans le dispositif 1 permet de générer de l'énergie électrique. Les fluides 4, 5 et 6 dans le dispositif 1 permet de générer de l'énergie électrique. Les fluides 4, 5 et 6 intègrent ensuite le dispositif l' de transfert de chaleur dans lequel il y a transfert de chaleur entre le fluide chaud 6 et le fluide froid 4. Ensuite, les fluides 4, 5 et 6 sont récupérés et séparés dans le moyen de récupération et de séparation 41 et réintroduits dans la valve 11 (directement en ce qui concerne le fluide froid 4 et en passant par l'échangeur thermique en ce qui concerne le fluide chaud 6).In the diagram shown in FIG. 16, the valve 11 is supplied with hot fluid 6 via a heat exchanger heating the fluid at the outlet of the recovery and separation means 41. The latter also supplies the valve with cold fluid. 4. The valve 11 shapes the fluids 4, 5 and 6 and circulates them through a pump (not shown), for example, or by gravity. The passage of these fluids 4, 5 and 6 in the device 1 makes it possible to generate electrical energy. The fluids 4, 5 and 6 in the device 1 makes it possible to generate electrical energy. The fluids 4, 5 and 6 then integrate the heat transfer device 1 in which there is heat transfer between the hot fluid 6 and the cold fluid 4. Then, the fluids 4, 5 and 6 are recovered and separated in the recovery and separation means 41 and reintroduced into the valve 11 (directly with regard to the cold fluid 4 and through the heat exchanger with respect to the hot fluid 6).
Un tel ensemble permet d'obtenir, malgré les pertes d'énergie dues notamment à son défaut de calorifugation, un bon rendement, même avec une faible différence de température entre le fluide froid 4 et le fluide chaud 6. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. Such an assembly makes it possible to obtain, despite the energy losses due in particular to its insulation defect, a good efficiency, even with a small difference in temperature between the cold fluid 4 and the hot fluid 6. Of course, the invention is not limited to the embodiment described and shown in the accompanying drawings. Modifications are possible, particularly from the point of view of the constitution of the various elements or by substitution of technical equivalents, without departing from the scope of protection of the invention.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (1) de génération d'énergie électrique, caractérisé en ce qu'il contient un module fonctionnel constitué par : au moins un élément (2) à propriétés magnétocaloriques, intégré dans un circuit (3) apte à conduire un flux magnétique, ledit au moins un élément (2) étant en contact thermique de manière alternée avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur (4) fourni par une source froide, dit fluide froid (4), avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide thermiquement isolant (5) et avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur (6) fourni par une source chaude, dit fluide chaud (6), les portions volumiques distinctes et individuelles de fluide froid (4) étant isolées des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide chaud (6) par les portions de fluide thermiquement isolant (5), l'ensemble desdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud (6), froid (4) et isolant (5) circulant dans au moins une conduite (7, 8),1. Device (1) for generating electrical energy, characterized in that it contains a functional module consisting of: at least one element (2) with magnetocaloric properties, integrated in a circuit (3) capable of driving a magnetic flux said at least one element (2) being in alternating thermal contact with discrete and individual volume portions of heat transfer fluid (4) provided by a cold source, said cold fluid (4), with distinct and individual volume portions of thermally insulating fluid (5) and with distinct and individual volume portions of coolant (6) provided by a hot source, said hot fluid (6), the individual and distinct volume portions of cold fluid (4) being isolated from the volume portions separate and individual hot fluid (6) through the thermally insulating fluid portions (5), all of said distinct and individual fluid volume portions hot (6), cold (4) and insulating (5) circulating in at least one pipe (7, 8),
- au moins un moyen de génération d'un champ magnétique permanent (12) relié magnétiquement à chaque élément (2) à propriétés magnétocaloriques, et - un moyen de transformation (13) du champ magnétique circulant dans le circuit (3) apte à conduire un flux magnétique en un courant électrique, et une valve (11) pour introduire au niveau de l'extrémité d'entrée (7', 8') de chaque conduite (7, 8) et faire circuler, entre ladite extrémité d'entrée (7, 8') et l'extrémité de sortie (7", 8") de chaque conduiteat least one means for generating a permanent magnetic field connected magnetically to each element having magnetocaloric properties, and a means for transforming the magnetic field flowing in the circuit (3) capable of driving. a magnetic flux in an electric current, and a valve (11) for introducing at the inlet end (7 ', 8') of each pipe (7, 8) and circulating between said inlet end (7, 8 ') and the outlet end (7 ", 8") of each pipe
(7, 8), lesdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud (6), froid (4) et thermiquement isolant (5), de telle manière que chaque élément (2) est en contact thermique, de manière alternée, avec au moins une portion volumique de fluide froid (4) puis avec au moins une portion volumique de fluide chaud (6), la variation de la température autour de la température de Curie de chaque élément (2) à propriétés magnétocaloriques, induite par conduction thermique entre chaque élément (2) et les fluides caloporteurs froids (4) et chauds (6) entraînant la variation de la conductivité magnétique de chaque élément (2) à propriétés magnétocaloriques, induisant une variation correspondante du champ magnétique dans le circuit (3) apte à conduire un flux magnétique et générant, grâce audit moyen de transformation (13), un courant électrique. (7, 8), said discrete and individual volume portions of hot (6), cold (4) and thermally insulating (5) fluids, such that each element (2) is in thermal contact, alternately, with minus a volume portion of cold fluid (4) and then with at least a volume portion of hot fluid (6), the variation of the temperature around the Curie temperature of each element (2) with magnetocaloric properties, induced by thermal conduction between each element (2) and the cold (4) and hot (6) heat transfer fluids causing the variation of the magnetic conductivity of each element (2) with magnetocaloric properties, inducing a corresponding variation of the magnetic field in the circuit (3) capable of driving a magnetic flux and generating, through said transformation means (13), an electric current.
2. Dispositif (V) de transfert de chaleur, caractérisé en ce qu'il contient un module fonctionnel constitué par : au moins un élément (2) à propriétés magnétocaloriques, intégré dans un circuit (3) apte à conduire un flux magnétique, ledit au moins un élément (2) étant en contact thermique de manière alternée avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur (4) fourni par une source froide, dit fluide froid (4), avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide thermiquement isolant (5) et avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide caloporteur (6) fourni par une source chaude, dit fluide chaud (6), les portions volumiques distinctes et individuelles de fluide froid (4) étant isolées des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide chaud (6) par les portions de fluide thermiquement isolant (5), l'ensemble desdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud (6), froid (4) et isolant (5) circulant dans au moins une conduite (7, 8), et2. Device (V) for transferring heat, characterized in that it contains a functional module consisting of: at least one element (2) with magnetocaloric properties, integrated in a circuit (3) capable of driving a magnetic flux, said at least one element (2) being in thermal contact alternately with distinct and individual volume portions of coolant (4) supplied by a cold source, said cold fluid (4), with distinct and individual volume portions of thermally fluid insulation (5) and with distinct and individual volume portions of heat transfer fluid (6) provided by a hot source, said hot fluid (6), the distinct and individual volume portions of cold fluid (4) being isolated from the distinct volume portions and individual hot fluid (6) through the thermally insulating fluid portions (5), all of said distinct and individual volume portions of hot fluids (6), f (4) and insulation (5) flowing in at least one pipe (7, 8), and
- un moyen de génération (10) d'un champ magnétique variable et d'application de ce champ magnétique à chaque élément (2) à propriétés magnétocaloriques, et une valve (11) pour introduire au niveau de l'extrémité d'entrée (7', 8') de chaque conduite (7, 8) et faire circuler, entre ladite extrémité d'entrée (7', 8') et l'extrémité de sortie (7", 8") de chaque conduite (7, 8), lesdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud (6), froid (4) et thermiquement isolant (5), de telle manière que chaque élément (2) est en contact thermique, de manière alternée, avec au moins une portion volumique de fluide froid (4) puis avec au moins une portion volumique de fluide chaud (6), la variation du champ magnétique de chaque élément (2) à propriétés magnétocaloriques, induite par le moyen de génération (10) et transmise par le circuit (3) apte à conduire un flux magnétique, entraînant la variation de la température de chaque élément (2) à propriétés magnétocaloriques et, par conduction thermique, celle des portions volumiques distinctes et individuelles de fluides froid (4) et chaud (6). - means for generating (10) a variable magnetic field and applying this magnetic field to each element (2) with magnetocaloric properties, and a valve (11) for introducing at the input end ( 7 ', 8') of each pipe (7, 8) and circulate between said inlet end (7 ', 8') and the outlet end (7 ", 8") of each pipe (7, 8), said discrete and individual volume portions of hot (6), cold (4) and thermally insulating (5) fluids, such that each element (2) is in thermal contact, alternately, with at least one portion volume of cold fluid (4) and then with at least a volume portion of hot fluid (6), the variation of the magnetic field of each element (2) with magnetocaloric properties, induced by the generating means (10) and transmitted by the circuit (3) capable of driving a magnetic flux, causing the variation of the temperature of each element (2) with magnetocaloric properties and, by thermal conduction, that of the distinct and individual volume portions of cold (4) and hot (6) fluids.
3. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les fluides froid (4) et chaud (6) sont essentiellement non miscibles avec le fluide thermiquement isolant (5).3. Device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the cold fluids (4) and hot (6) are essentially immiscible with the thermally insulating fluid (5).
4. Dispositif, selon les revendications 1 et 2 ou 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le moyen de génération (10) d'un champ magnétique variable et d'application de ce champ magnétique à chaque élément (2) à propriétés magnétocaloriques constitue également le moyen de transformation (13) du champ magnétique circulant dans le circuit (3) apte à conduire un flux magnétique en un courant électrique. 4. Device according to claims 1 and 2 or 1, 2 and 3, characterized in that the means for generating (10) a variable magnetic field and applying this magnetic field to each element (2) with properties magnetocaloric is also the means of transformation (13) of the magnetic field flowing in the circuit (3) capable of driving a magnetic flux into an electric current.
5. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que le moyen de génération (10) est constitué par au moins une bobine.5. Device according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the generating means (10) is constituted by at least one coil.
6. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque élément (2) coopère intimement avec deux conduites (7 et 8) en vue de réaliser des échanges thermiques par conduction avec les portions volumiques distinctes et individuelles de fluides circulant dans ces dernières, et en ce que la valve (11) introduit dans la première (7) desdites conduites (7 et 8), dite conduite froide, des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide froid (4) suivant et alternant avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide thermiquement isolant (5) et, dans la seconde (8) desdites conduites (7 et 8), dite conduite chaude, des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide thermiquement isolant (5) suivant et alternant avec des portions volumiques distinctes et individuelles de fluide chaud (6), de telle manière que chaque élément (2) à propriétés magnétocaloriques est en contact surfacique, de manière alternée, avec le fluide froid (4) circulant dans la conduite froide (7) et le fluide thermiquement isolant (5) circulant dans la conduite chaude (8) puis avec le fluide chaud (6) circulant dans la conduite chaude (8) et le fluide thermiquement isolant (5) circulant dans la conduite froide (7).6. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that each element (2) cooperates closely with two pipes (7 and 8) for conducting thermal exchange by conduction with the distinct and individual volume portions. of fluids circulating in the latter, and in that the valve (11) introduced into the first (7) of said pipes (7 and 8), called cold pipe, separate and individual volume portions of cold fluid (4) following and alternating with separate and individual volume portions of thermally insulating fluid (5) and, in said second (8) of said pipes (7 and 8), said hot pipe, discrete and individual volume portions of thermally insulating fluid (5) following and alternating with distinct and individual volume portions of hot fluid (6), such that each element (2) with magnetocaloric properties is in surface contact, alternately e, with the cold fluid (4) circulating in the cold pipe (7) and the thermally insulating fluid (5) flowing in the hot pipe (8) and then with the hot fluid (6) circulating in the hot pipe (8) and the thermally insulating fluid (5) flowing in the cold pipe (7).
7. Dispositif, selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une structure (14) tridimensionnelle dans laquelle est intégré au moins un élément (2) à propriétés magnétocaloriques, chaque structure coopère intimement et de manière simultanée avec une conduite froide (7) et une conduite chaude (8), deux structures (14) consécutives étant séparées l'une de l'autre par une conduite froide (7) ou une conduite chaude (8) commune coopérant intimement et de manière simultanée avec ces deux structures, en ce que chaque élément (2) présente une forme telle que sa paroi extérieure est en contact intime avec la paroi intérieure latérale de la structure (14) en vue de réaliser des échanges thermiques par conduction avec les portions volumiques distinctes et individuelles de fluides circulant dans les deux conduites (7 et 8), et en ce que les éléments (2) à propriétés magnétocaloriques sont séparées les uns des autres par un matériau isolant thermiquement (15) dans chaque structure (14), sont de forme identique et disposés de la même manière dans chacune desdites structures (14), de telle sorte que deux structures (14) consécutives séparées par une conduite (7, 8) sont à chaque fois symétriques par rapport à cette conduite (7, 8).7. Device according to claim 6, characterized in that it comprises at least one structure (14) three-dimensional in which is integrated at least one element (2) with magnetocaloric properties, each structure cooperates intimately and simultaneously with a pipe cold (7) and a hot pipe (8), two consecutive structures (14) being separated from each other by a cold pipe (7) or a pipe characterized by the fact that each element (2) has a shape such that its outer wall is in intimate contact with the lateral interior wall of the structure (14) in order to conducting heat exchange by conduction with the distinct and individual volume portions of fluids circulating in the two lines (7 and 8), and in that the elements (2) with magnetocaloric properties are separated from each other by a thermally insulating material ( 15) in each structure (14) are identical in shape and arranged in the same way in each of said structures (14), so that two consecutive structures (14) separated by a pipe (7, 8) are each time symmetrical with respect to this pipe (7, 8).
8. Dispositif, selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il constitue un dispositif 1 de génération d'énergie électrique et en ce que chaque structure (14) tridimensionnelle comprend en outre au moins un aimant permanent (12).8. Device according to claim 7, characterized in that it constitutes a device 1 for generating electrical energy and in that each structure (14) three-dimensional further comprises at least one permanent magnet (12).
9. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est constitué par au moins deux éléments (2) se présentant sous la forme de profilés identiques disposés de manière décalée et parallèle les uns des autres, lesdits éléments (2) étant intégrés dans une enceinte réalisée en un matériau thermiquement isolant, en ce que le volume formé entre deux éléments (2) consécutifs réalise une conduite froide (7) ou une conduite chaude (8) commune, et en ce que l'enceinte est ouverte au niveau des extrémités d'entrée (7', 8') et de sortie (7", 8") des conduites froides (7) et chaudes (8).9. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it consists of at least two elements (2) in the form of identical profiles disposed offset and parallel to each other, said elements (2) being integrated in an enclosure made of a thermally insulating material, in that the volume formed between two consecutive elements (2) performs a cold pipe (7) or a common hot pipe (8), and in that the enclosure is open at the inlet (7 ', 8') and outlet (7 ", 8") ends of the cold (7) and hot (8) pipes.
10. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est constitué par au moins deux éléments (2) se présentant sous la forme de profilés identiques disposés de manière décalée et parallèle les uns des autres, lesdits éléments (2) étant intégrés dans une enceinte (E) réalisée en un matériau possédant une faible difïusivité thermique, en ce que le volume formé entre deux éléments (2) consécutifs est divisé en plusieurs conduites par des cales de séparation (16) de manière à former une rangée de conduites froides (7) ou de conduites chaudes (8), et en ce que l'enceinte (E) est ouverte au niveau des extrémités d'entrée (7', 8') et de sortie (7", 8") desdites conduites froides (7) et chaudes (8). 10. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it consists of at least two elements (2) in the form of identical profiles disposed offset and parallel to each other, said elements (2) being integrated in an enclosure (E) made of a material having a low thermal diffusivity, in that the volume formed between two consecutive elements (2) is divided into a plurality of conduits by separating wedges (16) of to form a row of cold pipes (7) or hot pipes (8), and in that the enclosure (E) is open at the inlet (7 ', 8') and outlet (7) ends. ", 8") of said cold pipes (7) and hot (8).
11. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque élément (2) coopère intimement avec au moins une conduite en vue de réaliser des échanges thermiques par conduction avec cette dernière, et en ce que la valve (11) introduit, dans chaque conduite, et de manière successive, une portion volumique distincte et individuelle de fluide froid (4), une portion volumique distincte et individuelle de fluide thermiquement isolant (5), puis une portion volumique distincte de fluide chaud (6), de telle manière que chaque élément (2) à propriétés magnétocaloriques est en contact surfacique, de manière alternée, avec une portion volumique distincte et individuelle de fluide froid (4), portion volumique distincte et individuelle de fluide thermiquement isolant (5) puis avec une portion volumique distincte et individuelle de fluide chaud (6), l'ensemble desdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides (4, 5 et 6) circulant dans chaque conduite entre l'extrémité d'entrée et l'extrémité de sortie correspondante.11. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that each element (2) cooperates intimately with at least one pipe for conducting heat exchange conduction with the latter, and in that the valve (11) introduces, in each conduit, and successively, a separate and individual volume portion of cold fluid (4), a separate and individual volume portion of thermally insulating fluid (5), and a separate volume portion of hot fluid ( 6), such that each element (2) with magnetocaloric properties is in surface contact, alternately, with a separate and individual volume portion of cold fluid (4), distinct and individual volume portion of thermally insulating fluid (5). then with a distinct and individual volume portion of hot fluid (6), all of said distinct and individual volume portions of circulating fluids (4, 5 and 6) in each conduit between the input end and the corresponding output end.
12. Dispositif, selon la revendication 11, caractérisé en ce que le ou les éléments (2) à propriétés magnétocaloriques sont disposés dans au moins une conduite dans laquelle circulent les portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud (6), froid (4) et thermiquement isolant (5), et en ce que la valve (11) introduit dans chaque conduite et de manière successive, une portion volumique distincte et individuelle de fluide froid (4), une portion volumique distincte et individuelle de fluide thermiquement isolant (5), puis une portion volumique distincte de fluide chaud (6), de telle manière que chaque élément (2) à propriétés magnétocaloriques est en contact surfacique, de manière alternée, avec une portion volumique distincte et individuelle de fluide froid (4), une portion volumique distincte et individuelle de fluide thermiquement isolant (5) puis avec une portion volumique distincte et individuelle de fluide chaud (6), l'ensemble desdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides (4, 5 et 6) circulant dans chaque conduite entre l'extrémité d'entrée et l'extrémité de sortie correspondante. 12. Device according to claim 11, characterized in that the element or elements (2) magnetocaloric properties are arranged in at least one pipe in which circulate separate and individual volume portions of hot fluids (6), cold (4) and thermally insulating (5), and in that the valve (11) introduces into each conduit and successively, a separate and individual volume portion of cold fluid (4), a separate and individual volume portion of thermally insulating fluid (5). ), then a separate volume portion of hot fluid (6), such that each element (2) with magnetocaloric properties is in surface contact, alternately, with a separate and individual volume portion of cold fluid (4), a distinct and individual volume portion of thermally insulating fluid (5) and then with a distinct and individual volume portion of hot fluid (6), all of said portions being separate and individual lumens (4, 5 and 6) flowing in each pipe between the inlet end and the corresponding outlet end.
13. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à13. Device according to any one of claims 1 to
12, caractérisé en ce qu'un moyen de récupération et de séparation (41) des fluides froid (4), chaud (6) et thermiquement isolant (5) est monté à l'extrémité de sortie (7", 8") des conduites (7, 8).12, characterized in that means for recovering and separating (41) cold (4), hot (6) and thermally insulating (5) fluids are mounted at the outlet end (7 ", 8") of the lines (7, 8).
14. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 8, 9 et 10, caractérisé en ce que la valve (11) est constituée par14. Device according to any one of claims 8, 9 and 10, characterized in that the valve (11) is constituted by
- au moins un dispositif d'amenée (17) de fluide froidat least one cold fluid supply device (17)
(4),(4)
- au moins un dispositif d'amenée (18) de fluide chaud (6), un dispositif d'amenée (17) de fluide froid (4) étant affecté à chaque conduite froide (7) ou à chaque rangée de conduites froides (7) et un dispositif d'amenée (18) de fluide chaud (6) étant affecté à chaque conduite chaude (8) ou à chaque rangée de conduites chaudes (8), l'extrémité de sortie (17', 18') de chaque dispositif d'amenée (17, 18) étant disposée en regard des extrémités d'entrée (7', respectivement 8') des conduites froides (7) et chaudes (8) correspondantes de manière à permettre un transfert des portions volumiques distinctes et individuelles de fluides froid (4), thermiquement isolant (5) et chaud (6) vers les conduites froides (7) et chaudes (8) correspondantes,- At least one hot fluid supply device (18) (6), a cold fluid supply device (17) (4) being assigned to each cold pipe (7) or each row of cold pipes (7). ) and a hot fluid supply device (18) (6) being assigned to each hot pipe (8) or each row of hot pipes (8), the outlet end (17 ', 18') of each feeding device (17, 18) being arranged facing the inlet ends (7 ', respectively 8') of the cold pipes (7) and hot (8) corresponding to allow a transfer of the distinct and individual volume portions cold (4), thermally insulating (5) and hot (6) fluids to the corresponding cold (7) and hot (8) pipes,
- un dispositif d'amenée (19) de fluide thermiquement isolant (5),a supply device (19) for thermally insulating fluid (5),
- et un dispositif de distribution (20) desdits fluides sous la forme de portions volumiques distinctes et individuelles de fluides froid (4), thermiquement isolant (5) et chaud (6), ledit dispositif de distribution (20) étant monté entre les dispositif d'amenée (17, 18) de fluides froid (4) et chaud (6) et le dispositif d'amenée (19) de fluide thermiquement isolant (5), en ce que le dispositif d'amenée (19) de fluide thermiquement isolant (5) se présente sous la forme d'un conduit disposé perpendiculairement aux conduites froides (7) et chaudes (8) et présentant des ouvertures (19') pour le passage du fluide thermiquement isolant (5), dont le nombre est égal au nombre de conduites froides (7) et chaudes (8) ou de rangées de conduites (7, 8), en ce que le dispositif de distribution (20) des fluides froid (4), thermiquement isolant (5) et chaud (6) se présente sous la forme d'une conduite montée à coulissement longitudinal sur le conduit (19) formant le dispositif d'amenée de fluide thermiquement isolant (5), de diamètre intérieur égal au diamètre extérieur du conduit (19) formant le dispositif d'amenée (19) de fluide thermiquement isolant, ladite conduite (20) formant le dispositif de distribution (20) des fluides froid (4), thermiquement isolant (5) et chaud (6) étant munie, d'une part, d'ouvertures (20') de forme correspondante aux ouvertures (19') du dispositif d'amenée (19) de fluide thermiquement isolant (5), et dont le nombre est égal au nombre total de conduites froides (7) et chaudes (8) ou de rangées de conduites froides (7) et chaudes (8) additionné de un et, d'autre part, de rainures (21), réalisées dans l'enveloppe extérieure de la conduite (20), perpendiculaires à l'axe longitudinal de cette dernière, de part et d'autre de chaque ouverture (20') et destinées au passage et guidage des fluides froid (4) et chaud (6), en ce que les dispositifs d'amenée (17,18) des fluides froid (4) et chaud (6) contiennent une chambre (C) débouchant, par l'intermédiaire d'un canal (17", respectivement 18"), sur leur extrémité de sortie (17', 18'), cette chambre (C) présentant, au niveau sa partie adjacente audit canal (17", respectivement 18"), une zone de forme circulaire (22) et ouverte de part et d'autre par rapport à l'axe longitudinal du canal (17", respectivement 18"), dont le diamètre est sensiblement égal au diamètre extérieur de la conduite (20) formant le dispositif de distribution, en ce que ladite conduite (20) est insérée dans la zone de forme circulaire (22) de telle manière que chaque ouverture (20') de ladite conduite est positionnée au niveau de l'extrémité d'un canal (17", 18") débouchant sur la chambre (C), en ce que les ouvertures (19') du dispositif d'amenée (19) de fluide thermiquement isolant (5) sont positionnées au niveau des ouvertures (20') de la conduite (20), et en ce que le dispositif de distribution (20) des fluides est déplacé par coulissement sur le dispositif d'amenée (19) de fluide thermiquement isolant (5), de manière alternée, de telle sorte queand a dispensing device (20) for said fluids in the form of distinct and individual volume portions of cold (4), thermally insulating (5) and hot (6) fluids, said dispensing device (20) being mounted between the devices supplying means (17, 18) for cold (4) and hot (6) fluids and the supply device (19) for thermally insulating fluid (5), in that the thermic fluid supplying device (19) insulation (5) is in the form of a duct arranged perpendicularly to the cold pipes (7) and hot (8) and having openings (19 ') for the passage of the thermally insulating fluid (5), whose number is equal to the number of cold (7) and hot (8) pipes or rows of pipes (7, 8), in that the dispensing device (20) for the cold (4), thermally insulating (5) and hot (6) fluids ) is in the form of a duct mounted to slide longitudinally on the duct (19) forming the delivery device thermally insulating fluid (5) having an inside diameter equal to the outside diameter of the conduit (19) forming the device supplying (19) thermally insulating fluid, said pipe (20) forming the dispensing device (20) of the cold fluids (4), thermally insulating (5) and hot (6) being provided, on the one hand, with openings (20 ') of corresponding shape to the openings (19') of the thermally insulating fluid supply device (19), the number of which is equal to the total number of cold (7) and hot (8) pipes. ) or rows of cold pipes (7) and hot (8) added one and, secondly, grooves (21) formed in the outer casing of the pipe (20), perpendicular to the longitudinal axis of the latter, on each side of each opening (20 ') and intended for the passage and guiding of cold fluids (4) and hot (6), in that the fluid supply devices (17, 18) cold (4) and hot (6) contain a chamber (C) opening, via a channel (17 ", respectively 18"), on their outlet end (17 ', 18'), this chamber ( VS) having, at its part adjacent to said channel (17 ", respectively 18"), a circular zone (22) and open on both sides with respect to the longitudinal axis of the channel (17 ", respectively 18" ), whose diameter is substantially equal to the outside diameter of the pipe (20) forming the dispensing device, in that said pipe (20) is inserted into the circular-shaped zone (22) so that each opening (20) ') of said pipe is positioned at the end of a channel (17 ", 18") leading to the chamber (C), in that the openings (19') of the feed device (19) of thermally insulating fluid (5) are positioned at the openings (20 ') of the pipe (20), and in that the fluid dispensing device (20) is slidably displaced on the delivery device (19). thermally insulating fluid (5), alternately, so that
- lorsqu'une ouverture (20') est disposée en regard d'une ouverture (19'), la partie de portion tubulaire pleine de l'anneau de paroi extérieure de la conduite (20), dans lequel est réalisée l'ouverture obture la zone de forme circulaire (22), empêchant le passage de fluide froid (4) ou chaud (6) vers le canal (17", respectivement 18"), et un passage du fluide thermiquement isolant (5) à travers les ouvertures (20', 19') et le canal correspondant (17", 18") en direction de l'extrémité d'entrée (7', 8') de la conduite froide (7) ou chaude (8) est réalisé, et - lorsqu'une rainure (21) est disposée en regard d'une ouverture (19'), le fluide froid (5) ou chaud (6) du dispositif d'amenée (17, 18) correspondant circule depuis la chambre (C), vers le canal correspondant (17", 18") en direction de l'extrémité d'entrée (7', 8') de la conduite froide (7) ou chaude (8), à travers le volume délimité par la rainure (21) et la paroi de la zone de forme circulaire (22).- When an opening (20 ') is disposed opposite an opening (19'), the solid tubular portion portion of the outer wall ring of the pipe (20), in which is made the closed opening the circular-shaped zone (22), preventing the passage of cold (4) or hot (6) fluid towards the channel (17 ", respectively 18"), and a passage of the thermally insulating fluid (5) through the openings ( 20 ', 19') and the corresponding channel (17 ", 18") towards the inlet end (7 ', 8') of the cold (7) or hot (8) pipe is formed, and - When a groove (21) is disposed opposite an opening (19 '), the cold fluid (5) or hot (6) of the supply device (17, 18) corresponding flows from the chamber (C) to the corresponding channel (17 ", 18") in the direction of the inlet end (7 ', 8') of the cold (7) or hot (8) duct, through the volume defined by the groove ( 21) and the wall of the circular shaped area (22).
15. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 8, 9 et 10, caractérisé en ce que la valve (11) est constituée par - au moins un dispositif d'amenée (32) de fluide froid (4) et de fluide thermiquement isolant (5),15. Device according to any one of claims 8, 9 and 10, characterized in that the valve (11) is constituted by - at least one supply device (32) of cold fluid (4) and thermally fluid insulation (5),
- au moins un dispositif d'amenée (33) de fluide chaud (6) et de fluide thermiquement isolant (5), un dispositif d'amenée (32) de fluide froid (4) et de fluide thermiquement isolant (5) étant affecté à chaque conduite froide (7) ou à chaque rangée de conduites froides (7) et un dispositif d'amenée (33) de fluide chaud (6) et de fluide thermiquement isolant (5) étant affecté à chaque conduite chaude (8) ou à chaque rangée de conduites chaudes (8), l'extrémité de sortie (32', 33') de chaque dispositif d'amenée (32, 33) étant disposée en regard des extrémités d'entrée (7', respectivement 8') des conduites froides (7) et chaudes (8) correspondantes de manière à permettre un transfert des portions volumiques distinctes et individuelles de fluides froid (4), thermiquement isolant (5) et chaud (6) vers les conduites froides (7) et chaudes (8) correspondantes, et- At least one device (33) for supplying hot fluid (6) and thermally insulating fluid (5), a device (32) for supplying cold fluid (4) and thermally insulating fluid (5) being assigned at each cold pipe (7) or at each row of cold pipes (7) and a hot fluid (6) and thermally insulating fluid (5) supply device (33) being assigned to each hot pipe (8) or at each row of hot pipes (8), the outlet end (32 ', 33') of each feeder (32, 33) being arranged facing the inlet ends (7 ', respectively 8') corresponding cold pipes (7) and hot pipes (8) so as to allow a transfer of the distinct and individual volume portions of cold (4), thermally insulating (5) and hot (6) fluids to the cold (7) and hot pipes (8) corresponding, and
- un dispositif de distribution (34) des fluides froid (4) et thermiquement isolant (5) sous la forme de portions volumiques distinctes et individuelles et un dispositif de distribution (34') de fluides chaud (6) et thermiquement isolant (5) sous la forme de portions volumiques distinctes et individuelles, en ce que les dispositifs d'amenée (32) de fluide froid (4) sont en relation fluidique les uns avec les autres, en ce que les dispositifs d'amenée (32 et 33) présentent chacun une chambre (35) de distribution des fluides (4, 5 et 6) débouchant au niveau de l'extrémité de sortie (32', 33') desdits dispositifs d'amenée (32, 33), les dispositifs d'amenées (33) de fluide chaud (6) étant en relation fluidique les uns avec les autres en amont de ladite chambre (35) et l'entrée de chaque chambre (35) étant reliée fluidiquement à une arrivée (37) de fluide chaud (6) ou une arrivée (36) de fluide froid (4) et à une arrivée (38) de fluide thermiquement isolant (5), en ce que les dispositifs de distribution (34, 34') sont réalisés sous la forme de plaques munies d'orifices de passage (39, 39') des fluides froid (4) ou chaud (6) et isolant (5) et montées coulissantes dans les dispositifs d'amenée (32, respectivement 33) au niveau de l'entrée des chambres (35) de manière à réguler l'arrivée des fluides (4, 5 et 6) dans les conduites correspondantes, et en ce que les plaques formant les dispositifs de distribution (34, 34') sont entraînées selon un mouvement de va-et-vient de telle manière que, dans un premier temps, d'une part, les arrivées de fluide froid (4) de chaque dispositif de distribution de fluide froid (4) débouchent sur les chambres (35) correspondantes par l'intermédiaire des orifices de passage (39) de la plaque (34) et ladite plaque (34) bloque le passage du fluide thermiquement isolant (5) vers lesdites chambres (35) et, d'autre part, les arrivées de fluide thermiquement isolant (5) de chaque dispositif de distribution de fluide chaud (6) débouchent sur les chambres (35) correspondantes par l'intermédiaire des orifices de passage (39') de la plaque (34') et ladite plaque (34') bloque le passage du fluide chaud (6) vers lesdites chambres (35) et, dans un second temps, d'une part, les arrivées de fluide thermiquement isolant (5) de chaque dispositif de distribution de fluide froid (4) débouchent sur les chambres (35) correspondantes par l'intermédiaire des orifices de passage (39) de la plaque (34) et ladite plaque (34) bloque le passage du fluide thermiquement froid (4) vers lesdites chambres (35) et, d'autre part, les arrivées de fluide chaud (6) de chaque dispositif de distribution de fluide chaud (6) débouchent sur les chambres (35) correspondantes par l'intermédiaire des orifices de passage (39') de la plaque (34') et ladite plaque (34') bloque le passage du fluide thermiquement isolant (5) vers lesdites chambres (35).- a dispensing device (34) of cold fluids (4) and thermally insulating (5) in the form of distinct and individual volume portions and a dispensing device (34 ') of hot fluids (6) and thermally insulating (5) in the form of distinct and individual volume portions, in that the cold fluid supply devices (32) are in fluid connection with each other, in that the supply devices (32 and 33) each have a fluid distribution chamber (35) (4, 5 and 6) opening at the outlet end (32 ', 33') of said delivery devices (32, 33), the delivery devices (33) of hot fluid (6) being in fluid relation with each other upstream of said chamber (35) and the inlet of each chamber (35) being fluidly connected to an inlet (37) of hot fluid (6) or an inlet (36) of cold fluid (4) and an inlet (38) of thermally insulating fluid (5), in that the dispensing devices (34, 34 ') are in the form of plates provided with passage orifices (39, 39 ') for the cold (4) or hot (6) and insulating (5) fluids and slidably mounted in the supply devices (32, respectively 33) at the level of the entering the chambers (35) so as to regulate the flow of the fluids (4, 5 and 6) into the corresponding lines, and that the plates forming the dispensing devices (34, 34 ') are driven in a controlled manner. back and forth such that, firstly, on the one hand, the cold fluid inflows (4) of each cold fluid distribution device (4) open on the corresponding chambers (35) by the intermediate passage holes (39) of the plate (34) and said plate (34) blocks the passage of thermally insulating fluid (5) to said chambers (35) and, on the other hand, the thermally insulating fluid inflows (5) of each hot fluid dispensing device (6) open onto the corresponding chambers (35) via the through-holes (39 '). ) of the plate (34 ') and said plate (34') blocks the passage of the hot fluid (6) to said chambers (35) and, secondly, on the one hand, the thermally insulating fluid inflows (5). ) of each cold fluid dispensing device (4) open on the corresponding chambers (35) via the through-holes (39) of the plate (34) and said plate (34) blocks the passage of the cold-thermal fluid (4) to said chambers (35) and, on the other hand, the hot fluid inlets (6) of each hot fluid delivery device (6) open to the corresponding chambers (35) through the passage (39 ') of the plate (34') and said plate (34 ') blocks the passage of the thermal fluid. insulation (5) to said chambers (35).
16. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 5 à 10, caractérisé en ce que chaque élément (2) à propriétés magnétocaloriques, les conduites froides (7) et chaudes (8) présentent une section quadrangulaire, en ce que les conduites froide (7) et chaude (8) présentent, au niveau de leur extrémité d'entrée (7', 8'), sur une première face (23), un orifice d'entrée (26) de fluide froid (4), sur une seconde face (24), un orifice d'entrée (27) de fluide chaud (6) et, sur une troisième face (25), un orifice d'entrée (28) de fluide thermiquement isolant (5), et en ce que la valve (11) est constituée par trois plaques (29, 30, 31), chacune étant montée à translation sur une (23, 24, 25) desdites première, seconde et troisième faces, reliée à un dispositif d'amenée de fluide froid (4), chaud (6) et thermiquement isolant (5) correspondant, et munie d'une ouverture (26', 27', 28') de forme correspondante à celle de l'orifice d'entrée (26, 27, 28) correspondant, lesdites plaques (23, 24, 25) étant actionnées de manière à produire un mouvement de va et vient obturant et dégageant successivement, et de manière inversée pour chaque plaque (23, 24, 25), l'orifice d'entrée (26, 27, 28) correspondant, de sorte à générer une suite continue et alternée de portions volumiques distinctes et individuelles de fluides froid (4) et thermiquement isolant (5) dans chaque conduite froide (7) et de fluides chaud (6) et thermiquement isolant (5) dans chaque conduite chaude (8).16. Device according to any one of claims 5 to 10, characterized in that each element (2) with magnetocaloric properties, the cold pipes (7) and hot (8) have a quadrangular section, in that the cold pipes (7) and hot (8) have, at their inlet end (7 ', 8'), on a first face (23), an inlet (26) of cold fluid (4), on a second face (24), an orifice inlet (27) of hot fluid (6) and, on a third face (25), an inlet (28) for thermally insulating fluid (5), and in that the valve (11) is constituted by three plates (29, 30, 31), each being mounted in translation on one (23, 24, 25) of said first, second and third faces, connected to a cold fluid supply device (4), hot (6) and thermally insulating (5) corresponding, and provided with an opening (26 ', 27', 28 ') corresponding in shape to that of the corresponding inlet (26, 27, 28), said plates (23, 24, 25) being actuated to produce a successively reciprocating and releasing movement, and inversely for each plate (23, 24, 25), the corresponding inlet (26, 27, 28). , so as to generate a continuous and alternating sequence of distinct and individual volume portions of cold (4) and thermally insulating fluids (5) in each cold pipe (7) and of fluids cha ud (6) and thermally insulating (5) in each hot pipe (8).
17. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le circuit (3) apte à conduire un flux magnétique est réalisé sous la forme d'un élément creux à section quadrangulaire réalisé en un matériau ferromagnétique et à l'intérieur duquel sont intégrés les éléments (2) à propriétés magnétocaloriques et les conduites (7, 8) et en ce que le moyen de transformation (13) du champ magnétique circulant dans le circuit (3) apte à conduire un flux magnétique en un courant électrique est constitué par deux bobines disposée chacune sur une branche de l'élément à structure rectangulaire creux formant le circuit apte à conduire un flux magnétique et de part et d'autre de l'ensemble formé par les éléments (2) à propriétés magnétocaloriques (2) et les conduites (7, 8).17. Device according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the circuit (3) capable of conducting a magnetic flux is formed as a hollow element quadrangular section made of a ferromagnetic material and to inside which are integrated the elements (2) with magnetocaloric properties and the pipes (7, 8) and in that the transformation means (13) of the magnetic field flowing in the circuit (3) capable of conducting a magnetic flux in an electric current is constituted by two coils each disposed on a branch of the hollow rectangular structure element forming the circuit capable of conducting a magnetic flux and on either side of the assembly formed by the elements (2) with properties magnetocaloric (2) and the pipes (7, 8).
18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le circuit (3) apte à conduire un flux magnétique est réalisé en un matériau ferromagnétique sous la forme d'un U à l'intérieur duquel sont intégrés les éléments (2) à propriétés magnétocaloriques et les conduites (7, 8) et dont une aile est entourée par une bobine (10).18. Device according to any one of claims 1 to 16, characterized in that the circuit (3) capable of conducting a magnetic flux is made of a ferromagnetic material in the form of a U within which are integrated elements (2) with magnetocaloric properties and the pipes (7, 8) and of which one wing is surrounded by a coil (10).
19. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que les éléments (2) à propriétés magnétocaloriques sont constitués par un matériau possédant une transition magnétique de premier ordre. 19. Device according to any one of claims 1 to 18, characterized in that the elements (2) with magnetocaloric properties are constituted by a material having a first-order magnetic transition.
20. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que le fluide froid (4) et le fluide chaud (6) sont des liquides.20. Device according to any one of claims 1 to 19, characterized in that the cold fluid (4) and the hot fluid (6) are liquids.
21. Dispositif, selon la revendication 20, caractérisé en ce que les fluides froid (4) et chaud (6) sont des liquides choisis dans le groupe formé par : l'eau, l'eau glycolée.21. Device according to claim 20, characterized in that the cold fluids (4) and hot (6) are liquids selected from the group consisting of: water, glycol water.
22. Dispositif, selon la revendication 21, caractérisé en ce que chaque conduite (7, 8) est réalisée en un matériau hydrophobe, de préférence en PTFE. 22. Device according to claim 21, characterized in that each pipe (7, 8) is made of a hydrophobic material, preferably PTFE.
23. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à23. Device according to any one of claims 1 to
22, caractérisé en ce que le fluide thermiquement isolant (5) est un gaz.22, characterized in that the thermally insulating fluid (5) is a gas.
24. Dispositif, selon la revendication 23, caractérisé en ce que le fluide thermiquement isolant (5) est un gaz choisi dans le groupe formé par l'air, l'hélium et l'argon. 24. Device according to claim 23, characterized in that the thermally insulating fluid (5) is a gas selected from the group consisting of air, helium and argon.
25. Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 1 à25. Device according to any one of claims 1 to
22, caractérisé en ce que le fluide thermiquement isolant (5) est un liquide.22, characterized in that the thermally insulating fluid (5) is a liquid.
26. Dispositif, selon la revendication 25, caractérisé en ce que le fluide thermiquement isolant (5) est une l'huile, de préférence une huile minérale ou végétale. 26. Device according to claim 25, characterized in that the thermally insulating fluid (5) is an oil, preferably a mineral or vegetable oil.
27. Ensemble de génération d'énergie électrique, constitué par un module (40) comprenant un dispositif (1) de génération d'énergie électrique selon l'une quelconque des revendications 1 et 3 à 26, pour autant qu'elle se rattache à la revendication 1, et un dispositif (T) de transfert de chaleur selon l'une quelconque des revendications 2 à 26, pour autant qu'elle se rattache à la revendication 2, caractérisé en ce que le dispositif (1, l') de génération d'énergie électrique ou de transfert de chaleur est relié à la sortie du dispositif (V, 1) de transfert de chaleur ou de génération d'énergie électrique, en ce qu'une valve (11) commune et unique est montée en amont du dispositif (T, 1) de transfert de chaleur ou de génération d'énergie électrique de manière à introduire des portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud (6), froid (4) et isolant (5) au niveau de l'extrémité d'entrée (7', 8') de chaque conduite (7, 8) de ce dernier, en ce que lesdites portions volumiques distinctes et individuelles de fluides chaud (6), froid (4) et isolant (5), en sortie desdites conduites (7, 8) sont directement introduites dans le dispositif (1, l') de génération d'énergie électrique ou de transfert de chaleur, et en ce que l'énergie électrique nécessaire au fonctionnement du dispositif (T) de transfert de chaleur et de la valve (11) est fournie en partie par le dispositif (1) de génération d'énergie électrique.27. Electrical energy generation assembly, consisting of a module (40) comprising a device (1) for generating electrical energy according to any one of claims 1 and 3 to 26, as far as it relates to claim 1, and a heat transfer device (T) according to any one of claims 2 to 26, as far as it is related to claim 2, characterized in that the device (1, 1 ') of generation of electrical energy or heat transfer is connected to the output of the device (V, 1) for heat transfer or electric energy generation, in that a single and common valve (11) is mounted upstream the device (T, 1) for transferring heat or generating electric energy so as to introduce separate and individual volume portions of hot (6), cold (4) and insulating (5) fluids at the end inlet (7 ', 8') of each pipe (7, 8) thereof, e n that said distinct and individual volume portions of hot (6), cold (4) and insulating (5) fluids, at the outlet of said lines (7, 8) are directly introduced into the device (1, 1 ') for generating electrical energy or heat transfer, and in that the electrical energy necessary for the operation of the heat transfer device (T) and the valve (11) is provided in part by the electrical energy generating device (1).
28. Ensemble, selon la revendication 27, caractérisé en ce que le moyen de récupération et de séparation (41) des fluides froid (4), chaud28. Assembly according to claim 27, characterized in that the means for recovering and separating (41) cold fluids (4), hot
(6) et thermiquement isolant (5) est monté à l'extrémité de sortie (7", 8", 14") des conduites (7, 8) du dernier dispositif (1, l') et en ce que les fluides récupérés sont réintroduits dans le module (40) et en ce qu'un dispositif apte à chauffer le fluide chaud (6) est intégré entre le moyen de récupération et de séparation (41) et la valve (11) pour chauffer le fluide chaud (6) destiné à être réintégré dans le dispositif (1, l') disposé directement derrière la valve (11).(6) and thermally insulating (5) is mounted at the outlet end (7 ", 8", 14 ") of the pipes (7, 8) of the last device (1, 1 ') and in that the recovered fluids are reintroduced into the module (40) and in that a device adapted to heat the hot fluid (6) is integrated between the recovery and separation means (41) and the valve (11) for heating the hot fluid (6). ) intended to be reintegrated in the device (1, l ') disposed directly behind the valve (11).
29. Ensemble de génération d'énergie électrique selon la revendication 28, caractérisé en ce qu'il est constitué par plusieurs modules (40) montés en série, le premier desdits modules (40) étant alimenté en portions volumiques distinctes et individuelles de fluides par une valve (11) commune et unique et chacun des autres modules (40) par les portions volumiques distinctes et individuelles de fluides en sortie des conduites (7, 8) du module (40) précédent, en ce que les éléments (2) à propriétés magnétocaloriques de chaque structure (14), respectivement de chaque conduite de chaque dispositif (1, l') présente une température de Curie différente et en ce que les dispositifs (1, l') sont disposés les uns par rapport aux autres de telle sorte que celui présentant les éléments (2) à propriétés magnétocaloriques dont la température de Curie est la plus élevée est relié à la valve (11) et que celui présentant les éléments (2) ) propriétés magnétocalorifiques dont la température de Curie est la plus faible est relié, au niveau de sa sortie, à un moyen de récupération et de séparation (41) des fluides froid (4), chaud (6) et thermiquement isolant (5), la température de Curie des éléments (2) à propriétés magnétocaloriques des dispositifs (1, l') intermédiaires décroissant en direction du moyen de récupération et de séparation (41), et en ce que les fluides froid (4), chaud (6) et thermiquement isolant (5) récupérés à l'extrémité de sortie (7", 8") des conduites (7, 8) du dernier module (40) sont réintroduits dans le premier module (40). Electrical power generation assembly according to claim 28, characterized in that it consists of a plurality of modules (40) connected in series, the first of said modules (40) being supplied with discrete and individual volumes of fluids by a common and single valve (11) and each of the other modules (40) by the distinct and individual volume portions of fluids leaving the lines (7, 8) of the preceding module (40), in that the elements (2) to magnetocaloric properties of each structure (14), respectively of each pipe of each device (1, I ') has a different Curie temperature and in that the devices (1, I') are arranged relative to each other such so that the one having the elements (2) with magnetocaloric properties whose Curie temperature is the highest is connected to the valve (11) and the one having the elements (2) magnetocalor properties the lowest Curie temperature is connected, at its outlet, to a means for recovering and separating (41) the cold (4), hot (6) and thermally insulating (5) fluids, the temperature Curie of the elements (2) with magnetocaloric properties of the devices (1, l ') decreasing in the direction of the recovery and separation means (41), and in that the fluids cold (4), hot (6) and thermally insulation (5) recovered at the outlet end (7 ", 8") of the pipes (7, 8) of the last module (40) are reintroduced into the first module (40).
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