[发明专利]磁热式热装置

说明书

本发明涉及磁热式热装置(1)，具有围绕纵轴线(L)的回转结构，所述磁热式热装置具有磁化装置，所述磁化装置限定至少两个彼此之间平行的磁隙(E₁,E₂)，用于在每个所述磁隙(E₁,E₂)中产生围绕纵轴线(L)的可变磁场。两个支承件(S₁,S₂)承载磁热元件(2)并且布置在所述磁隙(E₁,E₂)之一的中线平面(P₁,P₂)中。所述磁化装置和所述支承件(S₁,S₂)围绕纵轴线(L)彼此相对移动和围绕纵轴线(L)彼此成角度地定位，以便在磁隙(E₁,E₂)之一中的支承件之一(S₁)的磁热元件(2)所经受的磁化循环与另一个磁隙(E₁,E₂)中的另一个支承件(S₂)的磁热元件所经受的磁化循环之间形成相位移。

技术领域

本发明涉及磁热式热装置，具有围绕纵轴线的回转结构，所述磁热式热装置具有磁化装置、至少两个支承件，所述磁化装置限定至少两个彼此之间至少部分地叠置且平行的磁隙，用于在每个所述磁隙中产生围绕纵轴的可变磁场，所述至少两个支承件至少部分地叠置，每个都布置在所述磁隙之一的中线平面中，承载至少部分地叠置在所述支承件之间的磁热元件，所述磁化装置和所述支承件围绕纵轴彼此相对移动，以使每个支承件的磁热元件经受由相应的磁隙中可变磁场形成的磁化循环。

背景技术

本发明涉及磁冷却领域，特别是使用磁热材料的磁热效应的热装置领域。

磁热材料的磁热效应(EMC)在于其在经受场强可变的磁场时的温度变化。因此，只需使这些材料经受磁化阶段与去磁阶段交替的一系列循环，与穿过所述材料的载热流体进行热交换，在所述材料的端部之间达到尽可能大的温度变化。该循环重复进行，直至多赫兹频率。这种磁致冷却循环的效率超过传统冷却循环的效率约50％。

磁热材料当处于磁场中时差不多立刻发热，而当从磁场移开时就根据同一热动态特性进行冷却。在磁性阶段，载热流体在磁化阶段时与磁热材料接触而加热，在去磁阶段时与磁热材料接触而冷却。一般来说，在以环境温度工作的应用中，载热流体是液体，其在直形导道或者磁热材料上的通孔中循环。为此，载热液体可以是清水，或者是例如添加防冻剂、甘醇化剂或盐水的清水。

磁隙中磁场越强，磁热材料中感应的磁热效应越大，从而增大载热流体的热功率及其在入口/出口两个端部之间的温度梯度，因而提高这种磁热式热装置的总效率。同样，当循环频率增大时，热装置发出的热功率(例如制冷)也增大。为使该功率与频率的增大成正比增大，必须具有磁化装置，其易于在至少一个磁隙中产生强力均匀磁场，且可使该磁化装置相对于磁热元件进行相对移动，尽可能消耗最少的电能。

为此，回转结构最佳，因为一方面，其可实施一种结构紧凑的、磁化装置相对于磁热材料移动的热装置，另一方面，可具有磁热材料用量的良好比率。鉴于热装置的热功率尤其取决于所用磁热材料的数量，这种布置既有效又非常有利。为此，本申请人提出专利申请FR 2 987 433和FR 2 994 018，其涉及回转式磁化装置。FR 2 994 018相当于权利要求1的前序部分。

但是，鉴于空气的导磁率小于磁热材料的导磁率，磁热材料相对于磁化装置的移动或者磁化装置相对于磁热材料的移动，在磁隙中形成不同导磁率的交替变化，磁吸引力在磁热材料通过时较大。为此，磁化装置或磁热元件的移动或角度速度通常既不连续，也不均匀，会突然中断。这种情况不利，因为其干扰磁化循环，降低热功率，增大电力消耗。其也引起装置运转噪声电平增大，且对其使用寿命及其机械稳定性具有负面影响。

发明内容