磁热材料式热发生器制造技术

本发明专利技术提出一种没有污染、具有非常好的能量效率、设计简单、经济、能耗小并且有发展、灵活和模块化的热发生器。在该热发生器（１）中，每个由磁热材料构成的热元件（３）包括两个不同的集流回路（３１、３２），即一个与一载热流体热回路（５１）连接的“热”集流回路（３１）和一个与一载热流体冷回路（５２）连接的“冷”集流回路（３２）。根据热元件（３）是否承受一围绕一中心轴线（Ｂ）相对热元件（３）转动活动的磁铁（４０）所产生的磁场，载热流体交替地在一个或另一个集流回路（３１、３２）中运动。载热流体回路（５１、５２）部分包括在承载所述热元件（３）的板件（２）中，并且与包括利用热元件（３）释放的热能和冷能的热交换器（５５、５６）的外部回路连接。应用：任何工业设施和家庭应用的加热、调温、空调和冷冻。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁热材料式热发生器
磁热材料式热发生器利用某些材料如钆或某些合金的磁热特性， 这些材料具有在磁场作用下发热并且在磁场消失或该磁场减小后冷却到低 于它们最初温度的一温度的特性。该磁热效应在材料的居里点附近产生。 这种新一代的热发生器的优点是提供一种因为没有污染而非常生态的方 法。但是，为了有经济效益并提供良好的能量效率，这种发热器及其回收 这些材料发出的热能和冷能(frigorie)的部件的设计是极端重要的。 转换部件可以包括至少一阀，所述阀设在每个所述载热流体的热 回路和冷回路上，并设置用于根据所述热元件是否承受磁场并释放热能或 冷能，串联所述热元件的集流回路中的一个或另一个。附图说明[17在下面参照附图对一作为非限定例子给出的实施方式的描述中， 本专利技术和它的优点将更加清楚地体现，附图中[18-图l是符合本专利技术的热发生器的简化透视图；19-图2是图l发生器的分解图；20-图3是没有热元件的图1发生器的板件的透视图；[211 图4是用于安装在图3板件中的热元件的透视图，且图4A是 图4的细部A的放大图；及[22-图5A和5B是表示按两个运行周期的载热流体回路的示意图。具体实施方式在所示的例子中，热元件3位于板件2的空腔20中，并且基本呈圆形分布在一中心轴线B周围。磁性部件4包括八个成对分布在板件2 两侧的永磁铁40,从而使两个热元件中的一个热元件3受到一》兹场的作用。 这些永磁铁40由两个设在板件2每一侧的框架41承载，并且所述框架41 被一驱动轴(未示出)带动转动，该驱动轴直接或通过任何类型的适当机 械传动装置与任何类型的起动器连接，所述起动器如马达、马达减速器、 步进马达、伺服电机、旋转作动筒等。 这种热元件3绕轴线B呈圆形的构成方式的优点是可使用通过 在相同方向连续转动带动磁性部件4的简单方式。当然，也可使用任何其 它构成方式。例如，如果热元件3分布为线形，就选择通过交替平移带动 /磁性部件4的方式。 热元件3至少部分地、且优选全部地由一种》兹热材料制成，所述 磁热材料例如为钆(Gd)、含有例如硅(Si)、锗(Ge)的钆合金、含有 例如铁(Fe)、镁(Mg)、磷(P)的镁合金、或任何其它类似的可磁化 的材料或合金。在这些磁热材料之间的选择根据需要的发热和制冷能力和 所需的温度范围进行。磁热材料通常可呈如下的形式实心块、实心块的 或实心板的堆叠体、粉末或颗粒形式的颗粒组合体、孔隙块、孔隙块的或 孔隙板的堆叠体，或任何其它适当形状、以及这些形状的组合体。同样， 热元件3可以由不同磁热材料组合而构成。它们也可由包括一种或多种磁 热材料的导热材料制成。 这些热元件3的特点是每个热零件包括至少两个分开的即彼此 液压密封的集流回路31、 32，也就是与栽热流体的热回路21、 51连接的 "热，，集流回路31、和与载热流体的冷回路22、 52连接的"冷"集流回 路，每个回路的载热流体根据热元件3是否承受磁场以及它发出热能还是 冷能，交替在一个或另一集流回路31、 32中运动。[32在图4和4A所示的例子中，热元件3由钆制成的实心板30的堆 叠体形成。板30的形状为方形，并且每个板包括三个肋条，即一个中央肋 条33和两个端部肋条34,这些肋条设置用于在板30叠置时在它们之间限 定两条狭窄的平行沟槽，以形成流体通道35。板30交替地在垂直方向上 取向，以便形成两列流体通道35，由此形成两个不同的集流回路31、 32。 因此，这些集流回路31、 32由多个分布在热元件3的厚度中的流体通道 35形成，以提供非常大的热交换面积。板30的厚度约为一毫米，流体通 道35约为零点一毫米，能够使穿过热元件3的载热流体产生层流，这又有利于与最少量的载热流体进行的该热交换的效率。因此这些热元件3构成 有效的小型或微型热交换器，这些热交换器根据磁化/去磁化的交替产生热 能和冷能，并与穿过它们的载热流体交换热能和冷能。这些流体通道35 还可朝平行方向取向。[33每个集流回路31、32通过一流体入口和一流体出口通到热元件3 的两相反侧，当热元件3安装在板件2中时，所述的流体入口和流体出口 自动连通对应设在每个空腔20中的热回路21和冷回路22的载热流体的输 入孔和输出孔。为此，板件2和热元件3的对应边侧之间设有0.05mm到 15mm之间并优选等于lmm的间隙，以便形成一些延伸在热元件3的厚 度上的载热流体分布室。一方面在分布室之间通过例如设在空腔20的四个 角落的垫件(未示出)来保证集流回路31、 32的密封性，另一方面在板件 2的正反表面上通过侧板60和垫件61来保证集流回路31、 32的密封性。[34当然，这些集流回路31、 32可以根据磁热材料的形状以不同的 方式形成。在所示的例子中，板30和它们的肋条33、 34可以通过加工、 轧制、冲压、电侵蚀或类似方法得到。在另一实施方式中，板30可以是平 坦的或在板之间插夹有一夹层或一撑隔件，从而形成流体通道。流体通道 35也可由穿孔、不同形状的沟槽、缝隙、空隙以及这些形部的组合体形成， 这些形部通过加工、化学或离子或机械刻制、成型、颗粒间的空间形成。 这些流体通道35的尺寸可以在O.Olmm到5mm之间，并优选等于0.15mm， 该小尺寸有助于产生载热流体的层流流动。 载热流体的化学成分适于希望的温度范围，并经过选择以得到最 大的热交换。例如对于正温度使用纯水，而对负温度使用添加防冻剂例如 一种乙二醇剂的水。因此该热发生器1可以摆脱使用任何腐蚀性或对人和/或其环境有害的流体。[37每个载热流体回路51、 52包括排放分别收集的热能和冷能来进 行加热或冷却的排;^文部件，例如一热式热交换器55和一冷式热交换器56， 或任何其它等效部件。同样，每个回路51、 52包括转换部件，以便使相应的热元件3置于相应回路51、 52中，所述转换部件例如二通电动阀57、 58或类似器件。当然这些电动阀57、 58的控制与》兹牵失40的转动同步，如 下面将要解释的。所述转换部件也可通过组成零件的加工和/或模制及组装 被集成在板件2中，通过对可在形成阀的两个部分之间活动的活塞、小球 等的磁吸引实现转换。[38参照图5A和5B描述符合本专利技术的热发生器1的运行，图5A和 5B示意性表示热发生器1的两个运行周期，并为了简化，该发生器承载四 个热元件3和两对》兹铁40。在该例中，回收部件只包括单个设在热回路51 上的泵53，并且热回路51和冷回路52这两个回路连接为一封闭环路载 热流体的热回路51使冷式热交换器56的出口 Sf与热式热交换器55的入 口 Ec连接，而冷回路52使热式热交换器55的出口 Sc与冷式热交换器56 的入口 Ef连接。也可设置两个完全独立的回路51、 52，每个回路形成一 封闭环路。在这种情况下，每个回路51、 52包括它自己的泵53。在所有 情况下，载热流体在这两个回路51、 52中的流动方向优选是相反的。为了 简化，热回路和冷回路用51、 52表示，这些热回路和冷回路的一部分在热 发生器1内部，并且以21和22表示，集成在板件2中。[39在图5A所示的第一运行周期中，磁铁40面对着两个热元件3 (1)、 3(3)，这两个热元件在磁场的作用下发热，另外两个热本文档来自技高网...

【技术保护点】
磁热材料式热发生器（１），该发生器包括：至少一固定的支座（２），其承载至少两个磁热材料式热元件（３）；磁性部件（４），其相对所述热元件（３）活动，以使所述热元件承受磁场变化进而改变其温度；和热能及冷能回收部件（５），其回收由所述热元件（３）发出的热能和冷能，并包括至少两个不同的回路（５１、５２）即“热”回路（５１）和“冷”回路（５２），载热流体在每个回路中流动，每个回路（５１、５２）连接到至少一能够排放被回收的热能或冷能的热交换器（５５、５６）和转换部件（５７、５８），所述转换部件（５７、５８）设置用于使相应的热元件（３）交替地置于所述回路（５１、５２）中，其特征在于，每个热元件（３）包括流体通道（３５），所述流体通道（３５）形成至少两个不同的集流回路（３１、３２）即“热”集流回路（３１）和“冷”集流回路（３２），其中负责收集由承受磁场的热元件（３）发出的热能的热回路（５１）的载热流体在所述“热”集流回路（３１）中流动，而负责收集由未承受磁场的热元件（３）发出的冷能的冷回路（５２）的载热流体在所述“冷”集流回路（３２）中流动，根据所述热元件（３）是否承受磁场和它发出热能或冷能，所述载热流体交替地在一个或另一个集流回路（３１、３２）中运动。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JL迪潘，JC海策勒，C穆勒，
申请(专利权)人：制冷技术应用股份有限公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]