[发明专利]磁热材料式热发生器

说明书

技术领域

本发明涉及包括至少一热流发生单元的磁热材料式热发生器，热流发生单元设有至少一包括磁热元件的热模块，载热流体穿过所述磁热元件，在所述磁热元件的两侧按交替移动的方式被驱动流动，所述热发生器还包括磁装置，使磁装置运动以使所述磁热元件交替地承受磁场变化，并且在所述磁热元件中交替地产生加热周期和冷却周期，以使所述磁热元件的两个相对端部之间产生温度梯度，然后保持该温度梯度，载热流体的交替移动与磁场变化同步，磁热元件被包括在连接所述磁热元件的两个相对端部的载热流体循环的封闭回路中，并且所述封闭回路包括使载热流体在两个方向上移动穿过磁热元件的单一移动部件。

背景技术

超过二十来年来已经知道常温磁冷技术，并且了解这种技术带来的在生态和可持续发展方面的优点。对它的有效热功率和其效率的局限性也有所了解。从那时起，在该领域进行的研究全都趋向于通过调整不同参数如磁化功率、磁热元件的性能、载热流体与磁热元件之间的热交换面积、热交换器的性能等，来提高这种发生器的性能。

使用一个或多个磁热元件实现发生器的困难之一在于这些磁热元件与使用、消耗热能或与发生器交换热能并与发生器连接的回路之间的热能交换。一种可以实现这种交换的方案在于：与磁热元件所承受的磁场变化同步地使液态或非液态的载热流体穿流过磁热元件；然后实现所述载热流体与所述回路之间的热交换。公开文献WO 03/016794给出了一实施例，其中所述磁热元件在封闭的流体回路中，该流体回路包括在热模块外并需要专门的控制和连接部件的载热流体循环泵。

本申请人在其法国专利申请n°07/07612中提出了一种带有磁热材料的热发生器，其中，使载热流体在磁热元件与称为热室和冷室的两个交换室之间流动。通过与磁热元件相对就位并被与致动器连接的控制凸轮驱动的两组活塞来实现这种流动。

但是，该发生器具有需要致动位于每个磁热元件两侧的两组活塞的两个凸轮所固有的缺点。这导致构成发生器的零件数量增加，更特别的是导致运动零件的数量增加和因此导致运行不良的风险增加，由于凸轮与活塞之间的持久接触而使磨损危险增加，发生器的效率下降。另外，零件数量大还增加了发生器的体积尺寸要求，因此限制了将发生器集成在可用空间较小和有限的环境中的能力。

发明内容

本发明旨在通过提出移动构件的数量减少并且其构型允许大大减小所述发生器体积尺寸的热发生器来克服这些缺点。

为此，本发明涉及前言中提出的热发生器，其特征在于，所述热流发生单元包括磁场封闭构件，磁场封闭构件布置用于使磁装置产生的磁流形成闭路；并且，所述磁场封闭构件配有所述移动部件的控制构件。

可以通过一个或多个连接所述磁热元件的相对端部的管道或通道实现封闭回路。

集成单一移动部件，这允许限制热发生器的零件数量，因此降低发生器的成本。同样，使用发生器运行所需要的、作为允许实现操控载热流体移动部件的构件的构件，也可减少发生器构成零件的数量，另外还可减小发生器的空间需求。

所述移动部件可以是在相应封闭回路中形成的套筒内移动的活塞。

有利的是，磁场封闭构件可由可磁化材料形成，并且与活动的磁装置磁耦合。

在第一实施变型中，控制构件可以是形状基本为正弦曲线的凸轮型部，正弦曲线幅度决定活塞的行程，并且正弦相位与磁热元件的加热周期和冷却周期总体对应。

为此，所述活塞可以包括沟槽，所述凸轮剖面在该沟槽中运行。

在第二实施变型中，所述活塞可包括可磁化材料区，并且与形成控制构件的磁场封闭构件磁耦合。

在第一实施方式中，所述热流发生单元可以设有多个热模块，并且具有圆形结构，在其中磁热元件围绕中心轴线呈圆形布置，磁装置可以被驱动围绕所述中心轴线转动，所述磁热元件可以位于磁热设置与磁场封闭构件之间。

在该构型中，磁场封闭构件可以与所述磁装置磁耦合，并且所述封闭回路和所述活塞的套筒可实现在两个用于组装在一起的圆形零件中，所述两个圆形零件可以相对它们的组装平面基本对称，并且每个圆形零件包括至少一个形成活塞套筒一部分的凹槽和带开放端部的沟槽，该沟槽形成所述凹槽和相应磁热元件之间的连接通道。

根据第二实施方式，所述热流发生单元可以具有线性结构，磁热元件在该结构中排齐，并且磁装置可以被驱动沿所述磁热元件交替平移。

在该实施方式中，磁场封闭构件可以呈轭状形廓，它的两个分支在分支内表面上设有极性相反并形成磁装置的永磁体，控制构件可以呈位于每个活塞的相应槽中的驱动销的形式。