專利名稱：磁熱材料式熱發(fā)生器的制作方法
磁熱材料式熱發(fā)生器技術(shù)領(lǐng)域
磁熱材料式熱發(fā)生器利用某些材料如釓或某些合金的磁熱特性， 這些材料具有在磁場作用下發(fā)熱并且在磁場消失或該磁場減小后冷卻到低 于它們最初溫度的一溫度的特性。該磁熱效應(yīng)在材料的居里點(diǎn)附近產(chǎn)生。 這種新一代的熱發(fā)生器的優(yōu)點(diǎn)是提供一種因?yàn)闆]有污染而非常生態(tài)的方 法。但是，為了有經(jīng)濟(jì)效益并提供良好的能量效率，這種發(fā)熱器及其回收 這些材料發(fā)出的熱能和冷能(frigorie)的部件的設(shè)計(jì)是極端重要的。
轉(zhuǎn)換部件可以包括至少一閥，所述閥設(shè)在每個(gè)所述載熱流體的熱 回路和冷回路上，并設(shè)置用于根據(jù)所述熱元件是否承受磁場并釋放熱能或 冷能，串聯(lián)所述熱元件的集流回路中的一個(gè)或另一個(gè)。


[17在下面參照附圖對一作為非限定例子給出的實(shí)施方式的描述中， 本發(fā)明和它的優(yōu)點(diǎn)將更加清楚地體現(xiàn)，附圖中[18-圖l是符合本發(fā)明的熱發(fā)生器的簡化透視圖；19-圖2是圖l發(fā)生器的分解圖；20-圖3是沒有熱元件的圖1發(fā)生器的板件的透視圖；[211 圖4是用于安裝在圖3板件中的熱元件的透視圖，且圖4A是 圖4的細(xì)部A的放大圖；及[22-圖5A和5B是表示按兩個(gè)運(yùn)行周期的載熱流體回路的示意圖。
具體實(shí)施方式
[23參照圖1和2，符合本發(fā)明的磁熱材料式熱發(fā)生器1包括形狀為 板件2的固定支座，所述板件設(shè)置用于承載至少兩個(gè)、并在所示例子中為 八個(gè)的磁熱材料式熱元件3。該發(fā)生器還包括磁性部件4，其可以相對熱 元件3活動(dòng)，從而使熱元件承受磁場變化而改變它們的溫度；以及熱能和 冷能回收部件5,其回收所述熱元件3發(fā)出的熱能(calorie)和冷能。所 述回收部件5尤其包括兩個(gè)分開的即彼此液壓密封的載熱流體回路51 、 52 ， 即回收熱能的"熱，，回路51和回收冷能的"冷"回路，每個(gè)回路51和52 與至少一個(gè)能夠使用這些熱能和冷能的熱交換器連接，以便進(jìn)行工業(yè)和家 庭的加熱、調(diào)溫(temp6rage)、冷卻、空調(diào)或類似的應(yīng)用。[24]在所示的例子中，熱元件3位于板件2的空腔20中，并且基本呈圓形分布在一中心軸線B周圍。磁性部件4包括八個(gè)成對分布在板件2 兩側(cè)的永磁鐵40,從而使兩個(gè)熱元件中的一個(gè)熱元件3受到一》茲場的作用。 這些永磁鐵40由兩個(gè)設(shè)在板件2每一側(cè)的框架41承載，并且所述框架41 被一驅(qū)動(dòng)軸(未示出)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)軸直接或通過任何類型的適當(dāng)機(jī) 械傳動(dòng)裝置與任何類型的起動(dòng)器連接，所述起動(dòng)器如馬達(dá)、馬達(dá)減速器、 步進(jìn)馬達(dá)、伺服電機(jī)、旋轉(zhuǎn)作動(dòng)筒等。[25] 這種熱元件3繞軸線B呈圓形的構(gòu)成方式的優(yōu)點(diǎn)是可使用通過 在相同方向連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)磁性部件4的簡單方式。當(dāng)然，也可使用任何其 它構(gòu)成方式。例如，如果熱元件3分布為線形，就選擇通過交替平移帶動(dòng) /磁性部件4的方式。[261 7么磁鐵可以是實(shí)心的、煅燒的或?qū)訝畹?，與一個(gè)或多個(gè)可》茲化材 料結(jié)合，所述可磁化材料使它們的磁力線集中并指向熱元件3的方向。也 可以是其它類型的磁鐵，如電磁鐵或超導(dǎo)體。但是，永磁鐵在尺寸、使用 簡單和低成本方面具有一定優(yōu)點(diǎn)。優(yōu)選地選擇能夠產(chǎn)生至少1 Tesla (特斯 拉)磁場的永磁鐵40。[27另外，熱元件3以相互間鄰近的方式布置，以使成對的磁鐵40 從一列熱元件3運(yùn)行到另一列，而不會(huì)中斷磁流。由于不需要抵擋磁力， 因此這種設(shè)置的優(yōu)點(diǎn)是大大限制了使磁性部件4運(yùn)動(dòng)所需的動(dòng)力。[28板件2是優(yōu)選由絕熱且非磁性的材料制成的板。板件2包括一些 形成空腔20的開口，并且空腔具有與熱元件3互補(bǔ)的嵌接形狀，且厚度基 本相等，以使熱元件3與板件2的表面齊平。也可是其它的結(jié)構(gòu)形狀，重 要的是每個(gè)熱元件3可以被永磁鐵40的磁場激發(fā)。[291 更特別的是，參照圖3，該板件2包括兩列形成載熱流體的熱回 路51和栽熱流體的冷回路52的內(nèi)部部分的管道21、22。每一列的管道21、 22 —方面通過設(shè)置用于與熱元件3連通的流體的輸入孔和輸出孔，通到空 腔20中，即每個(gè)空腔20對應(yīng)兩個(gè)輸入孔和兩個(gè)輸出孔，并且每一列的管 道21、 22另一方面通過輸入孔和輸出孔通到板件2外部，所述輸入孔和輸 出孔設(shè)置用于與尤其包括熱交換器的載熱流體的熱回路51和載熱流體的 冷回路52的外部部分連接。在所示的例子中，這些管道21、 22分布在板 件20的兩個(gè)表面上，并且由例如通過加工、刻制、模制或其它任何適當(dāng)技術(shù)制成的溝槽形成。在該實(shí)施方式中，板件2與兩個(gè)非金屬的側(cè)板60形式 的密封部件6關(guān)連，所述密封部件設(shè)置用于通過膜片形式的墊件61各個(gè)貼 靠于板件2，因此允許封閉并密封管道21、 22。在所示的例子中，側(cè)板60 和墊件61包括布置成與熱元件3對應(yīng)的切口 62、 63，并且它們例如通過 旋檸或任何其它等效方式組裝在板件2上。側(cè)板60和墊件61也可以是實(shí) 心的。當(dāng)然，管道21、 22可以只設(shè)在板件2的單個(gè)表面上。該板件2也可 用不同的方式形成，例如由兩個(gè)模制并組裝起來的零件形成，管道21、 22 位于內(nèi)部。同樣，可以用適當(dāng)?shù)哪z或類似物來代替墊件61。[30] 熱元件3至少部分地、且優(yōu)選全部地由一種》茲熱材料制成，所述 磁熱材料例如為釓(Gd)、含有例如硅(Si)、鍺(Ge)的釓合金、含有 例如鐵(Fe)、鎂(Mg)、磷(P)的鎂合金、或任何其它類似的可磁化 的材料或合金。在這些磁熱材料之間的選擇根據(jù)需要的發(fā)熱和制冷能力和 所需的溫度范圍進(jìn)行。磁熱材料通?？沙嗜缦碌男问綄?shí)心塊、實(shí)心塊的 或?qū)嵭陌宓亩询B體、粉末或顆粒形式的顆粒組合體、孔隙塊、孔隙塊的或 孔隙板的堆疊體，或任何其它適當(dāng)形狀、以及這些形狀的組合體。同樣， 熱元件3可以由不同磁熱材料組合而構(gòu)成。它們也可由包括一種或多種磁 熱材料的導(dǎo)熱材料制成。[31] 這些熱元件3的特點(diǎn)是每個(gè)熱零件包括至少兩個(gè)分開的即彼此 液壓密封的集流回路31、 32，也就是與栽熱流體的熱回路21、 51連接的 "熱，，集流回路31、和與載熱流體的冷回路22、 52連接的"冷"集流回 路，每個(gè)回路的載熱流體根據(jù)熱元件3是否承受磁場以及它發(fā)出熱能還是 冷能，交替在一個(gè)或另一集流回路31、 32中運(yùn)動(dòng)。[32在圖4和4A所示的例子中，熱元件3由釓制成的實(shí)心板30的堆 疊體形成。板30的形狀為方形，并且每個(gè)板包括三個(gè)肋條，即一個(gè)中央肋 條33和兩個(gè)端部肋條34,這些肋條設(shè)置用于在板30疊置時(shí)在它們之間限 定兩條狹窄的平行溝槽，以形成流體通道35。板30交替地在垂直方向上 取向，以便形成兩列流體通道35，由此形成兩個(gè)不同的集流回路31、 32。 因此，這些集流回路31、 32由多個(gè)分布在熱元件3的厚度中的流體通道 35形成，以提供非常大的熱交換面積。板30的厚度約為一毫米，流體通 道35約為零點(diǎn)一毫米，能夠使穿過熱元件3的載熱流體產(chǎn)生層流，這又有利于與最少量的載熱流體進(jìn)行的該熱交換的效率。因此這些熱元件3構(gòu)成 有效的小型或微型熱交換器，這些熱交換器根據(jù)磁化/去磁化的交替產(chǎn)生熱 能和冷能，并與穿過它們的載熱流體交換熱能和冷能。這些流體通道35 還可朝平行方向取向。[33每個(gè)集流回路31、32通過一流體入口和一流體出口通到熱元件3 的兩相反側(cè)，當(dāng)熱元件3安裝在板件2中時(shí)，所述的流體入口和流體出口 自動(dòng)連通對應(yīng)設(shè)在每個(gè)空腔20中的熱回路21和冷回路22的載熱流體的輸 入孔和輸出孔。為此，板件2和熱元件3的對應(yīng)邊側(cè)之間設(shè)有0.05mm到 15mm之間并優(yōu)選等于lmm的間隙，以便形成一些延伸在熱元件3的厚 度上的載熱流體分布室。一方面在分布室之間通過例如設(shè)在空腔20的四個(gè) 角落的墊件(未示出)來保證集流回路31、 32的密封性，另一方面在板件 2的正反表面上通過側(cè)板60和墊件61來保證集流回路31、 32的密封性。[34
當(dāng)然，這些集流回路31、 32可以根據(jù)磁熱材料的形狀以不同的 方式形成。在所示的例子中，板30和它們的肋條33、 34可以通過加工、 軋制、沖壓、電侵蝕或類似方法得到。在另一實(shí)施方式中，板30可以是平 坦的或在板之間插夾有一夾層或一撐隔件，從而形成流體通道。流體通道 35也可由穿孔、不同形狀的溝槽、縫隙、空隙以及這些形部的組合體形成， 這些形部通過加工、化學(xué)或離子或機(jī)械刻制、成型、顆粒間的空間形成。 這些流體通道35的尺寸可以在O.Olmm到5mm之間，并優(yōu)選等于0.15mm， 該小尺寸有助于產(chǎn)生載熱流體的層流流動(dòng)。[351 參照圖5A和5B,至少一載熱流體回路51、 52包括迫使載熱流 體流動(dòng)的部件，如泵53、熱虹吸管或任何其它等效部件。也可簡單地通過 載熱流體溫度差使這種流動(dòng)是自由的和自然的。[36] 載熱流體的化學(xué)成分適于希望的溫度范圍，并經(jīng)過選擇以得到最 大的熱交換。例如對于正溫度使用純水，而對負(fù)溫度使用添加防凍劑例如 一種乙二醇劑的水。因此該熱發(fā)生器1可以擺脫使用任何腐蝕性或?qū)θ撕?或其環(huán)境有害的流體。[37每個(gè)載熱流體回路51、 52包括排放分別收集的熱能和冷能來進(jìn) 行加熱或冷卻的排;^文部件，例如一熱式熱交換器55和一冷式熱交換器56， 或任何其它等效部件。同樣，每個(gè)回路51、 52包括轉(zhuǎn)換部件，以便使相應(yīng)的熱元件3置于相應(yīng)回路51、 52中，所述轉(zhuǎn)換部件例如二通電動(dòng)閥57、 58或類似器件。當(dāng)然這些電動(dòng)閥57、 58的控制與》茲牽失40的轉(zhuǎn)動(dòng)同步，如 下面將要解釋的。所述轉(zhuǎn)換部件也可通過組成零件的加工和/或模制及組裝 被集成在板件2中，通過對可在形成閥的兩個(gè)部分之間活動(dòng)的活塞、小球 等的磁吸引實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。[38參照圖5A和5B描述符合本發(fā)明的熱發(fā)生器1的運(yùn)行，圖5A和 5B示意性表示熱發(fā)生器1的兩個(gè)運(yùn)行周期，并為了簡化，該發(fā)生器承載四 個(gè)熱元件3和兩對》茲鐵40。在該例中，回收部件只包括單個(gè)設(shè)在熱回路51 上的泵53，并且熱回路51和冷回路52這兩個(gè)回路連接為一封閉環(huán)路載 熱流體的熱回路51使冷式熱交換器56的出口 Sf與熱式熱交換器55的入 口 Ec連接，而冷回路52使熱式熱交換器55的出口 Sc與冷式熱交換器56 的入口 Ef連接。也可設(shè)置兩個(gè)完全獨(dú)立的回路51、 52，每個(gè)回路形成一 封閉環(huán)路。在這種情況下，每個(gè)回路51、 52包括它自己的泵53。在所有 情況下，載熱流體在這兩個(gè)回路51、 52中的流動(dòng)方向優(yōu)選是相反的。為了 簡化，熱回路和冷回路用51、 52表示，這些熱回路和冷回路的一部分在熱 發(fā)生器1內(nèi)部，并且以21和22表示，集成在板件2中。[39在圖5A所示的第一運(yùn)行周期中，磁鐵40面對著兩個(gè)熱元件3 (1)、 3(3)，這兩個(gè)熱元件在磁場的作用下發(fā)熱，另外兩個(gè)熱元件3(2)、 3(4)冷卻，因?yàn)闆]有受到磁場的作用。電動(dòng)閥57、 58擺動(dòng)到第一位置， 該第一位置允許發(fā)熱的熱元件3 (1) 、 3 (3)串聯(lián)在熱回路51中，并且 使冷卻的熱元件3 (2) 、 3 (4)串聯(lián)在冷回路52中，載熱流體在其中運(yùn) 動(dòng)的回路用實(shí)線表示。冷式熱交換器56的出口 Sf通過電動(dòng)閥58與熱元件 3(1)的入口 Ec (1)連接，熱元件3 (1)的出口 Sc (1)與熱元件3 (3) 的入口 Ec (3)連接，熱元件3 (3)的出口 Sc (3)與熱式熱交換器55的 入口 Ec連接。所述熱回路51使載熱流體在熱元件3 (1) 、 3(3)的熱集 流回路31中運(yùn)動(dòng)，其它都是不活動(dòng)的。同樣，熱式熱交換器55的出口 Sc 通過電動(dòng)閥57與熱元件3(4)的入口 Ef (4)連接，熱元件3 (4)的出 口 Sf (4)與熱元件3 (2)的入口 Ef (2)連接，且熱元件3 (2)的出口 Sf (2)與冷式熱交換器56的入口 Ef連接。冷回路52使載熱流體在熱元 件3 (2) 、 3 (4)的冷集流回路32中運(yùn)動(dòng)，其它是不活動(dòng)的。該周期是迅速的，并持續(xù)幾毫秒到20毫秒之間，并優(yōu)選為1秒，相當(dāng)于磁鐵40在 熱元件3 (1)和3 (3)前通過的時(shí)間。[40
當(dāng)磁鐵離開它們以到達(dá)熱元件3 (2)和3 (4)前時(shí)，電動(dòng)閥57、 58擺動(dòng)到圖5B所示的與第二運(yùn)行周期對應(yīng)的第二位置，在該第二運(yùn)行周 期，磁鐵40面對著另外兩個(gè)熱元件3 (2) 、 3 (4)，這兩個(gè)熱元件在磁 場的作用下發(fā)熱，前兩個(gè)熱元件3 (1)和3 (3)冷卻，因?yàn)樗鼈儾辉偈堋菲?場作用。擺動(dòng)到它們的第二位置的電動(dòng)閥57、 58使發(fā)熱的熱元件3 (2)、 3(4)置于熱回路51中，并使冷卻的熱元件3(1) 、 3(3)置于冷回路 52中，載熱流體在其中運(yùn)動(dòng)的回路用實(shí)線表示。冷式熱交換器56的出口 Sf通過電動(dòng)閥58與熱元件3 (2)的入口 Ec (2)連接，熱元件3 (2)的 出口 Sc (2)與熱元件3 (4)的入口 Ec (4)連接，熱元件3 (4)的出口 Sc (4)與熱式熱交換器55的入口 Ec連接。熱回路51使載熱流體在熱元 件3 (2) 、 3 (4)的熱集流回路31中流動(dòng)，其它是不活動(dòng)的。同樣，熱 式熱交換器55的出口 Sc通過電動(dòng)閥57與熱元件3 (3)的入口 Ef (3)連 接，熱元件3 (3)的出口 Sf (3)與熱元件3 (1)的入口 Ef (1)連接， 熱元件3 (1)的出口 Sf (1)與冷式熱交換器56的入口 Ef連接。冷回路 52使載熱流體在熱元件3 (1) 、 3 (3)的冷集流回路32中運(yùn)動(dòng)，其它是 不活動(dòng)的。該快速周期與》茲4失40在熱元件3 (2)和3 (4)前通過的時(shí)間 相對應(yīng)。當(dāng)磁鐵離開熱元件3 (2)和3 (4)以重新到達(dá)熱元件3 (1)和3 (3)前時(shí)，電動(dòng)閥57、 58擺動(dòng)到圖5A所示的第一位置，因此第一運(yùn)行 周期重新開始。41使用液體而非氣體作為載熱流體，可以擺脫使用止回閥。圖5A 和5B中可以看到這樣的例子，其中熱回路51和冷回路52這兩個(gè)回路分 別匯聚在熱式熱交換器55和冷式熱交換器56的入口 Ec和Ef處。為液體 的載熱流體是不可壓縮的，且因此自然引到封閉的回路中，而不會(huì)引到開 放的回路中。[42從該描述中清楚地看到，兩個(gè)回路即熱回路51和冷回路52在兩 個(gè)運(yùn)行周期中都是活動(dòng)的和動(dòng)態(tài)的，同樣熱元件3都得到利用。另外，負(fù) 責(zé)回收熱能的載熱流體局限于該功能，負(fù)責(zé)回收冷能的載熱流體同樣如此。 由于不存在不同溫度的栽熱流體的任何混合_—現(xiàn)有技術(shù)中卻是如此，因而兩個(gè)熱回路51和冷回路52是分開的，尤其是在熱元件3中的集流回路 31、 32處，回路之間因此沒有任何熱交換也沒有熱混合。因此該新技術(shù)可 以大大減少熱損失，可以加速運(yùn)行周期，增加熱發(fā)生器l的功率，并達(dá)到 非常好的熱效率，并且由于使磁鐵40旋轉(zhuǎn)需要很少的動(dòng)力，因此需要非常 少的能量。[43
另外，這種熱回路21、 31、 51和冷回路22、 32、 52分開的技術(shù) 可以使用叫做"AMR"的周期，即在熱發(fā)生器l的每個(gè)新運(yùn)行周期，分別 在熱回路51上和冷回路52上的周期起始與結(jié)束時(shí)溫度之間的溫差增加， 這樣可以達(dá)到高于現(xiàn)在已知的此類發(fā)生器的加熱和冷卻溫度水平。另外， 本發(fā)明的熱發(fā)生器l對人員和環(huán)境都沒有任何危險(xiǎn)。實(shí)際上，如果熱回路 51和冷回路52中缺少載熱流體，則不再有熱交換，因此沒有任何熱漏泄 (emballement thermique )的危險(xiǎn)。[44] 工業(yè)應(yīng)用的可能性451 該熱發(fā)生器l在任何需要加熱、調(diào)溫、冷卻、空調(diào)的技術(shù)領(lǐng)域內(nèi) 得到應(yīng)用，如用于冰箱和冷凍機(jī)的家用電器中，以及工業(yè)和家用的空調(diào)和 加熱中，甚至用于車輛中，在農(nóng)業(yè)食品中用于冷凍的櫥窗和冷凍拒，用于 經(jīng)過空氣調(diào)節(jié)的酒窖中和任何類型的冷凍腔內(nèi)。[46本發(fā)明不限于所描述的實(shí)施方式，而是延伸到對本領(lǐng)域技術(shù)人員 顯而易見的任何修改和變型，同時(shí)又保留在所附權(quán)利要求中所限定的保護(hù) 范圍內(nèi)。特別是，熱元件3和磁鐵40的圖示形狀和數(shù)量、形成集流回路 31、 32以及把熱回路21和冷回路22集成在板件2中的方式可以不同。
權(quán)利要求
1.磁熱材料式熱發(fā)生器(1)，該發(fā)生器包括至少一固定的支座(2)，其承載至少兩個(gè)磁熱材料式熱元件(3)；磁性部件(4)，其相對所述熱元件(3)活動(dòng)，以使所述熱元件承受磁場變化進(jìn)而改變其溫度；和熱能及冷能回收部件(5)，其回收由所述熱元件(3)發(fā)出的熱能和冷能，并包括至少兩個(gè)不同的回路(51、52)即“熱”回路(51)和“冷”回路(52)，載熱流體在每個(gè)回路中流動(dòng)，每個(gè)回路(51、52)連接到至少一能夠排放被回收的熱能或冷能的熱交換器(55、56)和轉(zhuǎn)換部件(57、58)，所述轉(zhuǎn)換部件(57、58)設(shè)置用于使相應(yīng)的熱元件(3)交替地置于所述回路(51、52)中，其特征在于，每個(gè)熱元件(3)包括流體通道(35)，所述流體通道(35)形成至少兩個(gè)不同的集流回路(31、32)即“熱”集流回路(31)和“冷”集流回路(32)，其中負(fù)責(zé)收集由承受磁場的熱元件(3)發(fā)出的熱能的熱回路(51)的載熱流體在所述“熱”集流回路(31)中流動(dòng)，而負(fù)責(zé)收集由未承受磁場的熱元件(3)發(fā)出的冷能的冷回路(52)的載熱流體在所述“冷”集流回路(32)中流動(dòng)，根據(jù)所述熱元件(3)是否承受磁場和它發(fā)出熱能或冷能，所述載熱流體交替地在一個(gè)或另一個(gè)集流回路(31、32)中運(yùn)動(dòng)。
2. 如權(quán)利要求l所述的發(fā)生器，其特征在于，所述熱元件(3)至少 部分地由磁熱材料制成，所述磁熱材料至少呈在以下組類中選擇的形狀 實(shí)心塊、實(shí)心塊的或?qū)嵭陌?30)的堆疊體、顆粒組合體、孔隙塊、孔隙 塊的或孔隙板的堆疊體、這些形狀的組合形體。
3. 如權(quán)利要求2所述的發(fā)生器，其特征在于，所述集流回路(31、 32) 每個(gè)都由多個(gè)流體通道(35)形成，這些流體通道分布在所述熱元件(3) 的厚度中，以提供大的熱交換面積。
4. 如權(quán)利要求3所述的發(fā)生器，其特征在于，所述流體通道(35)的 尺寸小，介于0.01mm到5mm之間，并優(yōu)選等于0.15mm，并適于產(chǎn)生所 述載熱流體穿過所述熱元件(3)的流動(dòng)，而該流動(dòng)基本為層流。
5. 如權(quán)利要求3所述的發(fā)生器，其特征在于，每個(gè)熱元件(3)的兩 個(gè)集流回路(31、 32)的流體通道(35)的取向不同。
6. 如權(quán)利要求3所述的發(fā)生器，其特征在于，每個(gè)熱元件(3)的兩 個(gè)集流回路(31、 32)的流體通道(35)的取向基本平行。
7. 如權(quán)利要求3所述的發(fā)生器，其特征在于，所述流體通道(35)至 少由選自以下組類的一形部形成穿孔、溝槽、縫隙、空隙、這些形部的 組合形體，這些形部通過加工、化學(xué)或離子或機(jī)械刻制、成型、塊體或板 之間的夾層、顆粒間的空間形成。
8. 如權(quán)利要求l所述的發(fā)生器，其特征在于，所述固定支座包括至少 一板件(2)，所述板件設(shè)有至少兩個(gè)開口，其形成空腔(20)以在其內(nèi) 接納所述熱元件(3);和至少兩列管道(21、 22)，其形成所述的載熱流 體的熱回路(51)和冷回路(52)的一部分，并通過用于每個(gè)載熱流體回 路(51、 52)的一輸入孔和一輸出孔通到每個(gè)空腔(20)中，所述輸入孔 和輸出孔適于與所述熱元件(3)的相應(yīng)流體通道(35)連通，也就是說每 個(gè)空腔(20)對應(yīng)兩個(gè)輸入孔和兩個(gè)輸出孔。
9. 如權(quán)利要求8所述的發(fā)生器，其特征在于，所述管道(21、 22)由 分布在所i^il件(20)的表面至少之一上的溝槽形成；并且，所述熱發(fā)生 器(1)包括至少一側(cè)板(60)，所述側(cè)板附加在所述板件(2)的該表面 上，以堵塞并密封所述管道(21、 22)。
10. 如權(quán)利要求4所述的發(fā)生器，其特征在于，所述熱元件(3)和所 述空腔(20)具有互補(bǔ)嵌接形狀。
11. 如權(quán)利要求10所述的發(fā)生器，其特征在于，這些互補(bǔ)嵌接形狀基 本為平行六面體；所述空腔(20)的每一邊側(cè)包括所述的載熱流體的熱回 路(51)和冷回路(52)之一的一輸入孔或一輸出孔；并且，所述熱元件(3)的每一邊側(cè)包括其集流回路(31、 32)之一的一入口或一出口。
12. 如權(quán)利要求ll所述的發(fā)生器，其特征在于，所述空腔(20)與所 述熱元件(3)之間的每一邊側(cè)中設(shè)有0.05mm到15mm、并優(yōu)選等于lmm 的間隙，該間隙形成延伸在所述熱元件(3)的厚度上的載熱流體分布室； 并且， 一密封機(jī)構(gòu)位于所述空腔(20)的每個(gè)角落中。
13. 如權(quán)利要求l所述的發(fā)生器，其特征在于，該發(fā)生器包括偶數(shù)個(gè)熱元件(3)，這些熱元件圍繞所述支座(2)的中心軸線(B)基本呈圓 形地分布；并且，所述磁性部件(4)與圍繞該中心軸線(B)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng) 部件連接。
14. 如權(quán)利要求13所述的發(fā)生器，其特征在于，所述磁性部件U) 包括相應(yīng)于熱元件(3 )數(shù)量的磁鐵(40 )數(shù)量，這些磁鐵(40)成對結(jié)合， 并位于所述熱元件(3)各側(cè)，以使兩個(gè)熱元件中有一個(gè)熱元件(3)承受 磁場。
15. 如權(quán)利要求14所述的發(fā)生器，其特征在于，所述熱元件(3)以 相互間鄰近的方式布置，以使成對的磁鐵(40)從一列熱元件(3)運(yùn)行到 另一列熱元件，而不切斷^茲場。
16. 如權(quán)利要求l所述的發(fā)生器，其特征在于，所述熱回路(51)的 載熱流體和所述冷回路(52)的載熱流體朝相反方向流動(dòng)。
17. 如權(quán)利要求l所述的發(fā)生器，其特征在于，所述熱能及冷能回收 部件包括設(shè)在所述載熱流體回路(51、 52)至少之一上的、迫使所述載熱 流體流動(dòng)的部件(53)。
18. 如權(quán)利要求17所述的發(fā)生器，其特征在于，所述熱回路(51)和 冷回路(52)呈封閉環(huán)路連接，所述載熱流體的熱回路(51)使冷式熱交 換器(56)的出口 (Sf)與熱式熱交換器(55)的入口 (Ec)連接，且所 述載熱流體的冷回路(52)使所述熱式熱交換器(55)的出口 (Sc)與所 述冷式熱交換器(56)的入口 (Ef)連接。
19. 如權(quán)利要求l所述的發(fā)生器，其特征在于，所述熱能及冷能回收 部件包括設(shè)在每個(gè)栽熱流體回路(51、 52)上的、迫使載熱流體流動(dòng)的部 件(53)，這些回路是獨(dú)立的并且每個(gè)回路形成一封閉環(huán)路。
20. 如權(quán)利要求l所述的發(fā)生器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換部件包括至 少一閥(57、 58)，所述閥設(shè)在每個(gè)所述載熱流體的熱回路(51)和冷回 路(52 )上，并設(shè)置用于根據(jù)所述熱元件(3 )是否承受磁場并釋放熱能或 冷能，串聯(lián)所述熱元件(3)的集流回路(31、 32)中的一個(gè)或另一個(gè)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種沒有污染、具有非常好的能量效率、設(shè)計(jì)簡單、經(jīng)濟(jì)、能耗小并且有發(fā)展、靈活和模塊化的熱發(fā)生器。在該熱發(fā)生器(1)中，每個(gè)由磁熱材料構(gòu)成的熱元件(3)包括兩個(gè)不同的集流回路(31、32)，即一個(gè)與一載熱流體熱回路(51)連接的“熱”集流回路(31)和一個(gè)與一載熱流體冷回路(52)連接的“冷”集流回路(32)。根據(jù)熱元件(3)是否承受一圍繞一中心軸線(B)相對熱元件(3)轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)的磁鐵(40)所產(chǎn)生的磁場，載熱流體交替地在一個(gè)或另一個(gè)集流回路(31、32)中運(yùn)動(dòng)。載熱流體回路(51、52)部分包括在承載所述熱元件(3)的板件(2)中，并且與包括利用熱元件(3)釋放的熱能和冷能的熱交換器(55、56)的外部回路連接。應(yīng)用任何工業(yè)設(shè)施和家庭應(yīng)用的加熱、調(diào)溫、空調(diào)和冷凍。
文檔編號(hào)F25B21/00GK101253375SQ200680031490
公開日2008年8月27日 申請日期2006年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月1日
發(fā)明者C·穆勒, J-C·海策勒, J-L·迪潘 申請人:制冷技術(shù)應(yīng)用股份有限公司