[发明专利]用于磁热式热装置的磁场发生器以及配有这种发生器的磁热式热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于具有转动结构的磁热式热装置的磁场发生器，所述磁场发生器具有相同的第一磁化结构和第二磁化结构，所述第一磁化结构和第二磁化结构头尾相接、彼此相对地、平行安装一个中央平面的两侧，所述第一磁化结构和第二磁化结构设置成限定位于同一平面上的径向相对的至少两个磁隙，每个磁化结构具有在结构上相同的一个第一磁化组件和一个第二磁化组件，所述第一磁化组件和第二磁化组件径向相对，安装在一个用至少一种铁磁材料制成的支承件上，且界定所述至少两个磁隙。

本发明也涉及一种具有转动结构的磁热式热装置，其配有至少一个具有磁热元件的盘体和一个如上所述的磁场发生器，所述至少一个具有磁热元件的盘体安装在所述至少两个磁隙中。

背景技术

环境温度下的磁冷却技术三十多年来是公知的，已知其在生态学和可持续发展方面的优点。也是公知地，在其有效热功率及其热效率方面也有其局限性。因此，在该领域所进行的研究完全趋向于利用不同的参数，例如磁场强度、磁热材料的性能、载热流体和磁热材料之间的热交换面、热交换器的性能等等，来提高磁热式热装置的性能。

在这些装置中，必须在至少一个磁隙中产生均匀的强磁场，至少一个用磁热材料制成的热元件进入该磁隙中和从该磁隙出离。磁隙中磁场越强，磁热元件中感生的磁热效应越大，这增大这种磁热式热装置的热功率及其温度梯度，因而提高其总效率。

此外，在一些领域中，热装置的结构紧凑极其重要，激励一种转动构型或结构，其中，磁系统相对于磁热材料进行相对移动。实际上，这种转动构型的优点在于磁热材料具有良好的使用量比。鉴于热装置的热功率尤其取决于所用磁热材料的数量，这种布置在效率上是非常有利的。

但是，迄今尚没有体积有限、成本低、可安装在转动式热装置中、在至少两个磁隙中能产生约一特斯拉的均匀的、集中的强磁场的磁场发生器。

发明内容

本发明旨在提出一种用于集装在磁热式热装置中的磁场发生器来解决这些需求。该磁场发生器可在至少两个磁隙中形成一个强匀磁场。此外，本发明的磁场发生器也易于制造，易于装配，具有几何形状简单、因而成本低的部件。

为此，本发明涉及一种如在前序部分提出的磁场发生器，其特征在于，所述第一磁化组件和第二磁化组件各具有一个永久磁体结构，该永久磁体结构的磁感应矢量基本上垂直于中央平面，并且所述第一磁化组件和第二磁化组件具有非作用面和作用面，所述作用面限定所述磁隙；所述第一磁化组件和第二磁化组件的感应矢量在所述磁场发生器内形成磁场的一个单一循环回路，所述单一循环回路穿过所述支承件和所述磁隙循环。

在本发明的一实施变型中，所述永久磁体结构可以是一种阶式结构，具有至少两个永久磁体级，永久磁体级可以同心叠置且具有称为磁通起始级的第一永久磁体级和称为磁通集中级的第二永久磁体级，第一永久磁体级形成所述第一磁化组件和第二磁化组件的所述非作用面，第二永久磁体级形成所述第一磁化组件和第二磁化组件的界定所述磁隙的所述作用面。

起始级，应该理解为在其中，一个或多个永久磁体位于平行于中央平面的一个平面上并支承称为集中级的第二永久磁体级。在这种情况下，起始级的永久磁体安装在支承件上并用作用于相应的集中级的永久磁体的基部或底座。在一磁化结构中，一个起始级可将磁场磁通从支承件向相应的集中级引导，另一个起始级可沿另一个方向引导磁场磁通，即将磁场磁通从相应的集中级向支承件引导。

因此，第一磁化组件和第二磁化组件可具有位于磁隙中的作用面和相对的非作用面。在具有两个永久磁体级的磁化组件中，所述第一磁化组件和第二磁化组件的起始级可安装在所述支承件上，所述第一磁化组件的磁感应矢量可朝其作用面定向，所述第二磁化组件的磁感应矢量可朝其非作用面定向，第一磁化结构和第二磁化结构可布置成其作用面面对面。

根据本发明，在每个磁化组件中，永久磁体级的沿着平行于所述中央平面的平面的截面可从起始级向集中级减小。

根据本发明，永久磁体级可具有不同的磁感应数值。例如，构成一个起始级的永久磁体的磁感应(例如1特斯拉)可弱于构成相应的集中级的永久磁体的磁感应(例如1.4特斯拉)。

根据另一实施变型，每个磁化结构可具有一个装置，所述装置设置成在由所述磁场发生器界定的空间含有磁场。

设置成含有磁场的所述装置可具有用一种铁磁材料制成的至少一个板，所述至少一个板布置承靠在支承件的相应的侧表面上并朝相应的所述磁隙的方向延伸。

有利地，布置成含有磁通的所述装置的至少一个板可具有一个朝向相应的所述磁隙的弯曲部分。