动态热循环和发电方法技术

一种用于执行动态热循环的设备，包括：具有铁磁相变温度的样品；在样品的铁磁相变温度以上磁化样品的装置；和把样品冷却到其铁磁相变温度以下的装置，其中在样品处于其铁磁相变温度以下时样品的退磁引起产生独立的磁通。还公开一种转换能量的方法，包括步骤：提供具有铁磁相变温度的样品；在样品处于其铁磁相变温度以上时磁化样品；在样品处于其铁磁相变温度以下时允许样品退磁，样品的退磁引起独立的磁通；以及将至少一些独立磁通转换为电流。还提供类似的铁电设备和类似的铁电方法。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及使用接近其铁磁或铁电相变点的材料、电热效应和磁热效应或铁磁流体、铁电流体或非卡诺和卡诺有限动态热循环的液晶将热能转换为电能并制冷的方法与装置。需要用小移动部件将热直接转换为电，并且电可能是原动力最通用的表现形式。有多种通过热电偶、塞贝克和珀尔帖设备将热直接转换为电的方案和装置。这种使用磁热效应的设备的例子在美国专利US 5714829中公开。所有这些方案在两个储存器源与冷源之间运作，并且同样它们是卡诺有限循环。当应付诸如海洋热的低热焓储存器时，在这些设备中出现低效率的问题。本专利技术的一个目的是寻找提供减轻上述难题的动态热循环和方法。因此，本专利技术的一方面提供一种用于执行动态热循环的设备，包括具有铁磁相变温度的样品；在样品的铁磁相变温度以上磁化样品的装置；和把样品冷却到其铁磁相变温度以下的装置，其中在样品处于其铁磁相变温度以下时，样品的退磁引起产生独立的磁通。有利地，与样品的磁化相关的磁热效应在其磁化期间加热样品。优选地，在其磁化之前，样品处于初始环境温度。简单地说，把样品冷却到其铁磁相变温度以下的温度的手段包括在样品与其周边环境之间至少局部热交换。有利地，在其退磁期间将样品加热到环境温度。优选地，把样品冷却到铁磁相变温度以下的温度的手段包括至少局部地与样品的至少部分退磁相关的反向磁热效应。简单地说，磁化样品的手段包括电流的流动。或者，磁化样品的装置包括至少一个旋转永磁体。或者，磁化样品的装置包括与样品相邻提供的伴随材料，在对该伴随材料执行预定作用时其呈现出相变，并且还包括对伴随材料执行作用的装置。有利地，执行预定作用的装置包括将静电磁场施加于伴随材料的装置。或者，执行预定作用的装置包括张紧伴随材料的装置。有利地，伴随材料表现出的相变是二级相变。本专利技术的另一方面提供一种用于执行动态热循环的设备，包括呈现出暂时的剩磁的样品；在小于循环期间的十分之一的时间周期内磁化样品的装置，该循环期间小于万分之一秒，其中样品退磁引起独立磁通产生。简单说，样品在其退磁的第一部分期间冷却。有利地，样品的温度在其退磁的第二部分期间升高。优选地，设备还包括将至少一些独立磁通转换为电流的装置。简单说，样品具有第一导磁率，并且其中与样品相邻地提供一定数量的具有第二导磁率的材料，第一导磁率低于第二导磁率。本专利技术的再一方面提供一种用于执行动态热循环的设备，包括具有铁电相变温度的样品；在铁电相变温度以上的温度下极化样品中电偶极子的取向的装置；和把样品冷却到其铁电相变温度以下的装置，其中在样品在其去极化期间处于其铁磁相变温度以下时样品的去极化引起产生独立的电通量。有利地，与样品的极化相关的电热效应在其极化期间加热样品。优选地，样品在其极化之前处于其初始环境温度。简单地说，把样品冷却到其铁电相变温度以下的温度的装置包括在样品与其周边环境之间至少局部热交换。有利地，在其去极化期间将样品加热到周围温度。优选地，把样品冷却到其铁电相变温度以下的温度的手段包括至少局部地与样品的部分去极化相关的反向电热效应。本专利技术的又一方面提供一种用于执行动态热循环的设备，包括呈现出暂时的剩电的样品；在小于循环期间的十分之一的时间周期内极化样品的装置，该循环期间小于万分之一秒，其中样品去极化引起独立电通量产生。简单说，样品在其去极化的第一部分期间冷却。有利地，样品的温度在其去极化的第二部分期间升高。优选地，极化样品的手段包括电流的流动。或者，极化样品的装置包括至少一个旋转永磁体。简单说，设备还包括将至少一些独立电通量转换为电流的装置。有利地，样品具有第一介电常数，并且与样品相邻地提供一定数量的具有第二介电常数的材料，第一介电常数低于第二介电常数。本专利技术的又一方面提供一种转换能量的方法，包括步骤提供具有铁磁转换温度的样品；在样品处于其铁磁转换温度以上时磁化样品；在样品处于其铁磁转换温度以下时允许样品退磁，样品的退磁引起独立的磁通；以及将至少一些独立磁通转换为电流。有利地，该方法还包括在样品的高于其铁磁转换温度的区域中维持周围温度的步骤。优选地，该方法还包括允许样品跟随其磁化冷却到周围温度的步骤。本专利技术的另一方面提供一种转换能量的方法，包括步骤提供呈现出暂时的剩磁的样品；磁化样品，从而引起样品在小于循环期间的十分之一的时间周期中被磁化，该循环期间小于万分之一秒；允许样品退磁，样品的退磁引起独立的磁通；以及将至少一些独立磁通转换为电流。简单说，提供样品的步骤包括步骤提供铁电流体。有利地，提供样品的步骤包括步骤提供具有第一导磁率的样品，并且还与样品相邻地提供一定数量的具有第二导磁率的材料，第一导磁率高于第二导磁率。优选地，至少一个旋转永磁体磁化样品。有利地，可操作来携带流动电流的载体磁化样品。简单说，磁化样品的步骤包括步骤提供与样品相邻的伴随材料，在对该伴随材料执行预定作用时其呈现出进一步的相变，以及提供对伴随材料执行作用的装置。有利地，提供对伴随材料执行预定作用的装置的步骤包括提供将静电场施加于伴随材料的装置。或者，提供对伴随材料执行预定作用的装置的步骤包括提供对伴随材料施加张紧力的装置。有利地，磁化步骤和转换步骤通过可操作来磁化样品并将至少一些独立磁通转换为电流的单一装置执行。本专利技术的再一方面提供一种转换能量的方法，包括步骤提供具有铁电转换温度的样品；在样品处于铁电转换温度以上时极化样品中电偶极子的取向；在样品在其去极化期间处于其铁电转换温度以下时允许样品去极化，样品的去极化引起产生独立的电通量；将至少一些独立电通量转换为电流。优选地，该方法还包括在样品的高于其铁电转换温度的区域中维持周围温度的步骤。简单说，该方法还包括允许样品跟随其极化冷却到周围温度的步骤。本专利技术的另一方面提供一种转换能量的方法，包括步骤提供呈现出暂时的剩电的样品；在小于循环期间的十分之一的时间周期中极化样品中电偶极子的取向，该循环期间小于万分之一秒；允许样品去极化，样品的退磁引起独立的电通量；以及将至少一些独立电通量转换为电流。有利说，提供样品的步骤包括步骤提供铁电流体。优选地，提供样品的步骤包括步骤提供具有第一介电常数的样品，并且还提供一定数量的与样品相邻的具有第二介电常数的材料，第一介电常数低于第二介电常数。简单说，至少一个旋转永磁体极化样品。或者，可操作来携带流动电流的载体极化样品。有利地，极化步骤和转换步骤通过可操作来极化样品并将至少一些独立电通量转换为电流的单一装置执行优选地，该方法还包括提供循环系统的步骤，该循环系统包括其熔点接近样品的操作温度范围的包裹微囊材料。本专利技术的再一方面提供一种根据上述方法之一的发电方法。本专利技术的又一方面提供一种根据上述方法之一的方法，还包括使用该方法产生的热的步骤。本专利技术的另一方面提供一种制冷方法，其动力通过上述方法之一提供。本专利技术的另一方面提供可操作来执行上述方法之一的步骤的动态热循环。为更容易理解本专利技术，参考附图举例描述其实施例。附图说明图1表示实施本专利技术的第一循环的磁化强度对温度的曲线；图2表示实施本专利技术的第二循环的磁化强度对温度的曲线；图3表示实施本专利技术的设备的简单布局；图4表示实施本专利技术的另一设备的简单布局；图5表示与实施本专利技术的设备一起使用的第一场产生设备的简单布局；图6表示与实施本专利技术的设备一起使用的第二场产生设备的简本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于执行动态热循环的设备，包括：具有铁磁相变温度的样品；在样品的铁磁相变温度以上磁化样品的装置；和把样品冷却到其铁磁相变温度以下的装置，其中在样品处于其铁磁相变温度以下时样品的退磁引起产生独立的磁通。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：雷米奥瑟里康沃尔，
申请(专利权)人：雷米奥瑟里康沃尔，
类型：发明
国别省市：GB[英国]