[发明专利]磁致热装置

说明书

本发明涉及一种磁致热装置，其包括磁场发生器和磁致热再生器装置，该磁场发生器设置成提供变化的外部磁场。磁致热再生器装置包括磁致热元件，其中磁致热元件包含磁致热材料，并且其中磁致热再生器装置设置成暴露于磁场发生器的变化的外部磁场。此外，本发明的特征在于磁致热装置还包括绝缘装置，其中该绝缘装置设置成使得磁致热再生器装置由绝缘装置密封地包围。

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的磁致热装置，特别是磁致热热泵。

背景技术

由于磁致热材料在外部磁场的施加和去除下改变了自身的温度，因此磁致热材料可以用于泵热。

磁致热效应在向合适的磁致热材料施加外部磁场期间以及在其居里温度附近的环境温度下发生。所施加的外部磁场导致磁致热材料的随机排列的磁矩从无序顺磁相排列为有序铁磁相并因此导致磁相变，该磁相变也可以被描述为材料的居里温度的诱导升高到环境温度之上。这种磁相变意味着磁熵ΔS_mag的减小并且在接近绝热过程(与环境温度的热绝缘)通过声子产生来引起磁致热材料的晶格的熵贡献的增加以便在绝热条件下保存熵。由于施加外部磁场，因此发生磁致热材料的升温(ΔT)。

在技术冷却应用中，这种额外的热通过向环境散热器的传热而从材料去除。热通过传热介质从材料输送到环境散热器。水是用于从磁致热材料去除热的传热介质的示例。对于低于0℃的温度，可以向水中加入防冻添加剂，例如乙烯或丙二醇、乙醇或盐。

随后，除去外部磁场可以被描述为居里温度下降回到磁致热材料的初始温度之下，并且因此允许磁矩恢复为随机布置。在几乎绝热——即与环境温度热隔离——的条件下去除外部磁场，这意味着系统内的总熵保持不变。由于磁熵在没有外部磁场的情况下增加至其起始水平，磁致热材料自身的晶格的熵贡献减少，并且因此在几乎绝热过程条件下引起磁致热材料冷却至初始温度之下。

在设备应用中，所描述的包括磁化和消磁的过程循环典型地定期进行。

文献US 2012/0031107 A1描述了一种热发生器，其具有至少一个热模块，该热模块包括至少两个磁致热元件。该热发生器的特征在于它包括至少两个磁性组件，其中一个磁性组件使热模块的至少一个磁致热元件经受交替的磁相。该热发生器的特征还在于它包括热绝缘体，该热绝缘体使磁性组件彼此绝缘并且形成包括一个磁性组件及其相应的磁致热元件的热绝缘单元。

发明内容

现有技术的设计可以被改进。本发明的目的在于创建一种改进的磁致热装置。具体而言，本发明的一个目的在于减少磁致热材料的环境与磁致热材料自身之间的温差所导致的热泄漏。

根据本发明，使用如权利要求1中定义的磁致热装置来实现该目的。

本发明提供了一种磁致热装置，特别是磁致热热泵，其包括：

-磁场发生器，磁场发生器优选由磁体组件形成，其设置成提供变化的外部磁场，优选地提供定期变化的外部磁场，

-磁致热再生器装置，其包括磁致热元件，优选地包括多个磁致热元件，其中磁致热元件包含磁致热材料，并且其中磁致热再生器装置设置成暴露于磁场发生器的变化的外部磁场。

根据本发明，磁致热装置还包括：

-绝缘装置，其中该绝缘装置设置成使得磁致热再生器装置由绝缘装置密封地包围。

根据本发明的磁致热装置有利地在包含磁致热材料的磁致热元件周围设置了绝缘装置。特别地，磁致热元件与磁体组件和/或周围环境之间的导热率与不存在围绕磁致热元件的绝缘装置的磁致热装置相比降低。