專利名稱：磁熱材料式熱發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括至少一熱流發(fā)生單元的磁熱材料式熱發(fā)生器，熱流發(fā)生單元設(shè)有至少一包括磁熱元件的熱模塊，載熱流體穿過所述磁熱元件，在所述磁熱元件的兩側(cè)按交替移動(dòng)的方式被驅(qū)動(dòng)流動(dòng)，所述熱發(fā)生器還包括磁裝置，使磁裝置運(yùn)動(dòng)以使所述磁熱元件交替地承受磁場(chǎng)變化，并且在所述磁熱元件中交替地產(chǎn)生加熱周期和冷卻周期，以使所述磁熱元件的兩個(gè)相對(duì)端部之間產(chǎn)生溫度梯度，然后保持該溫度梯度，載熱流體的交替移動(dòng)與磁場(chǎng)變化同步，磁熱元件被包括在連接所述磁熱元件的兩個(gè)相對(duì)端部的載熱流體循環(huán)的封閉回路中，并且所述封閉回路包括使載熱流體在兩個(gè)方向上移動(dòng)穿過磁熱元件的單一移動(dòng)部件。
背景技術(shù)：
超過二十來年來已經(jīng)知道常溫磁冷技術(shù)，并且了解這種技術(shù)帶來的在生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展方面的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)它的有效熱功率和其效率的局限性也有所了解。從那時(shí)起，在該領(lǐng)域進(jìn)行的研究全都趨向于通過調(diào)整不同參數(shù)如磁化功率、磁熱元件的性能、載熱流體與磁熱元件之間的熱交換面積、熱交換器的性能等，來提高這種發(fā)生器的性能。使用一個(gè)或多個(gè)磁熱元件實(shí)現(xiàn)發(fā)生器的困難之一在于這些磁熱元件與使用、消耗熱能或與發(fā)生器交換熱能并與發(fā)生器連接的回路之間的熱能交換。一種可以實(shí)現(xiàn)這種交換的方案在于與磁熱元件所承受的磁場(chǎng)變化同步地使液態(tài)或非液態(tài)的載熱流體穿流過磁熱元件；然后實(shí)現(xiàn)所述載熱流體與所述回路之間的熱交換。公開文獻(xiàn)WO 03/016794給出了一實(shí)施例，其中所述磁熱元件在封閉的流體回路中，該流體回路包括在熱模塊外并需要專門的控制和連接部件的載熱流體循環(huán)泵。本申請(qǐng)人在其法國(guó)專利申請(qǐng)n° 07/07612中提出了一種帶有磁熱材料的熱發(fā)生器，其中，使載熱流體在磁熱元件與稱為熱室和冷室的兩個(gè)交換室之間流動(dòng)。通過與磁熱元件相對(duì)就位并被與致動(dòng)器連接的控制凸輪驅(qū)動(dòng)的兩組活塞來實(shí)現(xiàn)這種流動(dòng)。但是，該發(fā)生器具有需要致動(dòng)位于每個(gè)磁熱元件兩側(cè)的兩組活塞的兩個(gè)凸輪所固有的缺點(diǎn)。這導(dǎo)致構(gòu)成發(fā)生器的零件數(shù)量增加，更特別的是導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)零件的數(shù)量增加和因此導(dǎo)致運(yùn)行不良的風(fēng)險(xiǎn)增加，由于凸輪與活塞之間的持久接觸而使磨損危險(xiǎn)增加，發(fā)生器的效率下降。另外，零件數(shù)量大還增加了發(fā)生器的體積尺寸要求，因此限制了將發(fā)生器集成在可用空間較小和有限的環(huán)境中的能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在通過提出移動(dòng)構(gòu)件的數(shù)量減少并且其構(gòu)型允許大大減小所述發(fā)生器體積尺寸的熱發(fā)生器來克服這些缺點(diǎn)。為此，本發(fā)明涉及前言中提出的熱發(fā)生器，其特征在于，所述熱流發(fā)生單元包括磁場(chǎng)封閉構(gòu)件，磁場(chǎng)封閉構(gòu)件布置用于使磁裝置產(chǎn)生的磁流形成閉路；并且，所述磁場(chǎng)封閉構(gòu)件配有所述移動(dòng)部件的控制構(gòu)件。
可以通過一個(gè)或多個(gè)連接所述磁熱元件的相對(duì)端部的管道或通道實(shí)現(xiàn)封閉回路。集成單一移動(dòng)部件，這允許限制熱發(fā)生器的零件數(shù)量，因此降低發(fā)生器的成本。同樣，使用發(fā)生器運(yùn)行所需要的、作為允許實(shí)現(xiàn)操控載熱流體移動(dòng)部件的構(gòu)件的構(gòu)件，也可減少發(fā)生器構(gòu)成零件的數(shù)量，另外還可減小發(fā)生器的空間需求。所述移動(dòng)部件可以是在相應(yīng)封閉回路中形 成的套筒內(nèi)移動(dòng)的活塞。有利的是，磁場(chǎng)封閉構(gòu)件可由可磁化材料形成，并且與活動(dòng)的磁裝置磁耦合。在第一實(shí)施變型中，控制構(gòu)件可以是形狀基本為正弦曲線的凸輪型部，正弦曲線幅度決定活塞的行程，并且正弦相位與磁熱元件的加熱周期和冷卻周期總體對(duì)應(yīng)。為此，所述活塞可以包括溝槽，所述凸輪剖面在該溝槽中運(yùn)行。在第二實(shí)施變型中，所述活塞可包括可磁化材料區(qū)，并且與形成控制構(gòu)件的磁場(chǎng)封閉構(gòu)件磁耦合。在第一實(shí)施方式中，所述熱流發(fā)生單元可以設(shè)有多個(gè)熱模塊，并且具有圓形結(jié)構(gòu)， 在其中磁熱元件圍繞中心軸線呈圓形布置，磁裝置可以被驅(qū)動(dòng)圍繞所述中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，所述磁熱元件可以位于磁熱設(shè)置與磁場(chǎng)封閉構(gòu)件之間。在該構(gòu)型中，磁場(chǎng)封閉構(gòu)件可以與所述磁裝置磁耦合，并且所述封閉回路和所述活塞的套筒可實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)用于組裝在一起的圓形零件中，所述兩個(gè)圓形零件可以相對(duì)它們的組裝平面基本對(duì)稱，并且每個(gè)圓形零件包括至少一個(gè)形成活塞套筒一部分的凹槽和帶開放端部的溝槽，該溝槽形成所述凹槽和相應(yīng)磁熱元件之間的連接通道。根據(jù)第二實(shí)施方式，所述熱流發(fā)生單元可以具有線性結(jié)構(gòu)，磁熱元件在該結(jié)構(gòu)中排齊，并且磁裝置可以被驅(qū)動(dòng)沿所述磁熱元件交替平移。在該實(shí)施方式中，磁場(chǎng)封閉構(gòu)件可以呈軛狀形廓，它的兩個(gè)分支在分支內(nèi)表面上設(shè)有極性相反并形成磁裝置的永磁體，控制構(gòu)件可以呈位于每個(gè)活塞的相應(yīng)槽中的驅(qū)動(dòng)銷的形式。作為變型，磁場(chǎng)封閉構(gòu)件也可以呈軛狀形廓，它的兩個(gè)分支在分支內(nèi)表面上設(shè)有極性相反并形成磁裝置的永磁體，但是所述控制構(gòu)件可以包括兩個(gè)極性不同的永磁體，兩個(gè)永磁體分開并且互相相對(duì)布置，活塞可以包括一磁體，該磁體相對(duì)于控制構(gòu)件的永磁體設(shè)置，以便被控制構(gòu)件的每個(gè)永磁體推動(dòng)，因此跟隨這些永磁體的移動(dòng)。因此控制構(gòu)件的移動(dòng)帶動(dòng)活塞的移動(dòng)，而它們之間在磁裝置之外沒有接觸。為此，活塞可以基本位于控制構(gòu)件的兩個(gè)永磁體之間，并優(yōu)選在兩個(gè)永磁體上方。為了保證在所述磁熱元件的相位改變后實(shí)現(xiàn)所述磁熱元件與載熱流體之間的熱交換，所述發(fā)生器還可在它的線性構(gòu)型中包括能夠使所述活塞的移動(dòng)相對(duì)于磁裝置的移動(dòng)提前和/或遲后的錯(cuò)開部件。


通過下面的參照附圖對(duì)作為非限定例子給出的實(shí)施方式的描述，可以更好地體現(xiàn)本發(fā)明和它的優(yōu)點(diǎn)，附圖中-圖1是符合本發(fā)明第一實(shí)施方式的圓形構(gòu)型的熱發(fā)生器的分解圖；-圖2是圖1發(fā)生器的熱模塊的透明正視圖；-圖3是沿圖2的III-III面的剖面-圖4是圖3的細(xì)部B的視圖；-圖5是圓形熱發(fā)生器的一實(shí)施變型的分解圖；-圖6是圖5所示發(fā)生器的縱剖面圖；-圖7A和7B是符合本發(fā)明第二實(shí)施方式的線性構(gòu)型的熱發(fā)生器在磁裝置的兩個(gè)位置的透視圖；和-圖8是圖7A的局部剖面圖。
具體實(shí)施例方式在所示的實(shí)施例中，相同零件或相同部分帶有相同的參考數(shù)字。圖1-6示出符合本發(fā)明第一實(shí)施方式的熱發(fā)生器1，其中所述熱發(fā)生器1的結(jié)構(gòu)為圓形。圖1-4所示的熱發(fā)生器1包括僅一個(gè)熱流發(fā)生單元2。該熱流發(fā)生單元設(shè)有多個(gè)熱模塊3，每個(gè)熱模塊包括一個(gè)磁熱元件4，載熱流體通過活塞形式的移動(dòng)部件5穿過所述磁熱元件4。由于簡(jiǎn)化的原因，圖1僅示出了一個(gè)活塞5。磁熱元件4呈圓形地圍繞中心軸線A布置，并且磁裝置9圍繞所述中心軸線A轉(zhuǎn)動(dòng)，以使磁熱元件4承受可變磁場(chǎng)，從而允許在磁熱元件中交替地實(shí)現(xiàn)加熱周期和冷卻周期。磁熱元件4是載熱流體可滲透的，并且可以由一種或多種磁熱材料構(gòu)成。這些磁熱元件包括貫通流體通道，這些通道可以由多孔材料的孔隙、在實(shí)心塊中機(jī)加工出的或通過例如一些疊置的帶有溝槽的板組裝得到的微型管道或微管道構(gòu)成。在每個(gè)熱模塊3中載熱流體按往復(fù)運(yùn)動(dòng)在磁熱元件的兩側(cè)被移動(dòng)穿過磁熱元件 4。為此，所述熱模塊3還包括用于使載熱流體循環(huán)的封閉回路6。該回路由連接磁熱元件 4的兩個(gè)相對(duì)端部7和8的一些管道形成，并包括使載熱流體移動(dòng)、賦予該載熱流體往復(fù)運(yùn)動(dòng)的移動(dòng)部件5。在所示例子中，移動(dòng)部件5、50、60是活塞。但是移動(dòng)部件也能以能賦予載熱流體往復(fù)運(yùn)動(dòng)的任何其它形式如膜體實(shí)現(xiàn)。從所述的所有實(shí)施方式可看出，使磁熱元件4的兩端部7和8流體連接的事實(shí)，允許使用單一個(gè)移動(dòng)部件5、50、60以驅(qū)動(dòng)載熱流體在兩個(gè)方向上穿流過磁熱元件4。這便于構(gòu)造符合本發(fā)明的熱發(fā)生器，并且還限制它的體積尺寸，一方面因?yàn)樾枰獑我粋€(gè)移動(dòng)部件 5,50,60來使載熱流體在每個(gè)熱模塊中流動(dòng)，另一方面因?yàn)檫@意味著使所述移動(dòng)部件的單一控制構(gòu)件布置就位。熱發(fā)生器1還包括磁裝置9，使所述磁裝置投入運(yùn)動(dòng)，以使每個(gè)磁熱元件4交替地承受磁場(chǎng)變化并在所述磁熱元件4中交替地產(chǎn)生加熱周期和冷卻周期，從而在所述磁熱元件4的兩個(gè)相對(duì)端部7和8之間產(chǎn)生溫度梯度、然后保持該溫度梯度，并且載熱流體的交替移動(dòng)與磁場(chǎng)變化同步?；钊?通過形成控制構(gòu)件的凸輪型部19在套筒11中被移動(dòng)，凸輪型部19設(shè)在布置用于使磁裝置9產(chǎn)生的磁流成閉路的磁場(chǎng)封閉構(gòu)件30的邊側(cè)上。該磁場(chǎng)封閉構(gòu)件30與所述活塞5的套筒11相對(duì)就位。為了使體積最小，活塞5、磁熱元件4、磁裝置9和磁場(chǎng)封閉構(gòu)件30整體全都同心地圍繞中心軸線A布置。套筒11包括開口 17，用以使凸輪型部19 在活塞5的對(duì)應(yīng)溝槽18中定位，以便操縱活塞。為此，凸輪型部19的形狀基本為正弦曲線形，其幅度決定活塞5的行程而正弦相位總體對(duì)應(yīng)于磁熱元件4的加熱周期和冷卻周期。因此，磁場(chǎng)封閉構(gòu)件30的轉(zhuǎn)動(dòng)、因而凸輪型部19的轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)活塞5按往復(fù)運(yùn)動(dòng)移動(dòng)。該轉(zhuǎn)動(dòng)通過與磁場(chǎng)封閉構(gòu)件30磁耦合的磁裝置9的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生。為此，磁裝置9由磁化部分20和非磁化部分21組裝而成，并且磁場(chǎng)封閉構(gòu)件30 實(shí)施成可磁化材料如鐵制的環(huán)的形式，包括與磁化部分20相對(duì)就位的凸臺(tái)或突起22，以允許與磁裝置9磁耦 合并且因此允許在磁裝置9轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)帶動(dòng)磁場(chǎng)封閉構(gòu)件30轉(zhuǎn)動(dòng)。盡管所示的磁場(chǎng)封閉構(gòu)件30包括四個(gè)凸臺(tái)22，但僅一個(gè)凸臺(tái)就足以實(shí)現(xiàn)磁耦合。磁裝置9可與致動(dòng)器(未示出)連接，以便相對(duì)磁熱元件4轉(zhuǎn)動(dòng)活動(dòng)。磁裝置9和磁場(chǎng)封閉構(gòu)件30的同時(shí)移動(dòng)尤其允許避免產(chǎn)生渦電流。磁熱元件4位于磁裝置9周圍，并且在磁裝置與磁場(chǎng)封閉構(gòu)件30之間。因此，磁裝置9的移動(dòng)使磁熱元件4承受磁場(chǎng)變化， 同時(shí)帶動(dòng)磁場(chǎng)封閉構(gòu)件30移動(dòng)。圖1-4所示的熱發(fā)生器1具有小體積尺寸的良好構(gòu)型，這特別是由于圍繞中心軸線A的同心結(jié)構(gòu)，該同心結(jié)構(gòu)由磁裝置9、呈環(huán)形的磁場(chǎng)封閉構(gòu)件30、同樣同心圍繞中心軸線A布置的磁熱元件4和最后集成在套筒11中的活塞5形成，套筒11在兩個(gè)圓形零件12 中實(shí)現(xiàn)并且也與上述元件同心。因此這種熱發(fā)生器1可以具有為幾厘米的寬度。兩個(gè)圓形零件12相對(duì)它們的組裝平面對(duì)稱，并且包括形成活塞5的套筒11的一部分的凹槽15和使每個(gè)凹槽15與相應(yīng)磁熱元件4流體連接的溝槽16。圓形零件12設(shè)置成使凸輪型部19定位于每個(gè)活塞5的溝槽18中。圓形零件12的凹槽15和溝槽16可以通過鉆孔、穿孔、模制或任何其他類似方法實(shí)現(xiàn)，并且構(gòu)成用于載熱流體流動(dòng)的封閉回路6 的一部分。熱發(fā)生器1還包括以密封方式封閉圓形零件12的溝槽16的兩個(gè)保護(hù)蓋23。圖5和6所示的熱發(fā)生器100根據(jù)所述實(shí)施方式的一變型實(shí)施，其中所述發(fā)生器 100的結(jié)構(gòu)為圓形并包括圓形的熱流發(fā)生單元102。該發(fā)生器的構(gòu)型與圖1-4所示發(fā)生器1 的構(gòu)型基本相同，因此具有相同的優(yōu)點(diǎn)，尤其是在體積小的方面。但是，活塞50操控不同。 和前面一樣，活塞50的控制構(gòu)件由磁場(chǎng)封閉構(gòu)件31構(gòu)成。相反，活塞50配有可磁化材料制的環(huán)51，環(huán)51與磁場(chǎng)封閉構(gòu)件31磁耦合并跟隨磁場(chǎng)封閉構(gòu)件的轉(zhuǎn)動(dòng)而無(wú)接觸。所述磁場(chǎng)封閉構(gòu)件31也可包括如圖1-4的熱發(fā)生器1中的凸輪型部的凸輪型部19。但是在此例中，不再需要在每個(gè)活塞50中設(shè)置一溝槽，磁場(chǎng)封閉構(gòu)件31通過磁耦合無(wú)任何接觸地驅(qū)動(dòng)每個(gè)活塞50。因此控制構(gòu)件與活塞50之間沒有任何磨損危險(xiǎn)?；钊?0優(yōu)選基本為柱形， 并且具有可磁化材料區(qū)51，該可磁化材料區(qū)呈安裝在所述活塞50的圓形溝槽中的環(huán)的形式?；钊娜魏纹渌螤钜部蛇m合并可確定成減小液力負(fù)荷損失。圖7A、7B和8表示符合本發(fā)明第二實(shí)施方式的熱發(fā)生器200，其中所述發(fā)生器200 的結(jié)構(gòu)基本為線性。圖8更特別地在剖切部分處表示出載熱流體循環(huán)的封閉回路6、磁熱元件4和活塞60。熱流發(fā)生單元202是線性的，磁熱元件4排齊。在所示例子中，熱發(fā)生器200由包括一個(gè)熱模塊3的單一單元202構(gòu)成。當(dāng)然，本發(fā)明覆蓋包括多個(gè)熱流發(fā)生單元的熱發(fā)生器。單元和熱模塊的數(shù)量根據(jù)熱發(fā)生器的功率確定。磁場(chǎng)封閉構(gòu)件32具有為軛狀型廓，它的兩個(gè)分支在兩個(gè)分支內(nèi)表面上設(shè)有極性相反并形成磁裝置9的永磁體24。磁場(chǎng)封閉構(gòu)件32和磁裝置9的按往復(fù)運(yùn)動(dòng)(沿箭頭F)的平移移動(dòng)使排列在永磁體M之間的磁熱元件4暴露于磁場(chǎng)變化。另外，對(duì)于每個(gè)活塞 60，磁場(chǎng)封閉構(gòu)件32包括一個(gè)用于驅(qū)動(dòng)活塞的驅(qū)動(dòng)銷192。所述驅(qū)動(dòng)銷保證磁場(chǎng)封閉構(gòu)件 32與這里呈活塞60形式的載熱流體移動(dòng)部件之間的機(jī)械聯(lián)接。因此，磁裝置32的移動(dòng)一方面在磁熱元件4中引起磁場(chǎng)變化，因此引起磁熱元件的加熱周期和冷卻周期的交替，另一方面引起驅(qū)動(dòng)銷192的同時(shí)移動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)銷接著又使活塞60在相應(yīng)套筒11中移動(dòng)，因此使載熱流體在封閉回路6中移動(dòng)。另外，所示發(fā)生器200包括允許使所述活塞60的移動(dòng)相對(duì)磁裝置32的移動(dòng)錯(cuò)開的錯(cuò)開部件10。該錯(cuò)開部件實(shí)施成兩個(gè)止擋件13、14的形式，這兩個(gè)止擋件形成在安裝于磁場(chǎng)封閉構(gòu)件32上的U形零件中。這兩個(gè)止擋件13、14位于活塞60下面，并且與驅(qū)動(dòng)銷 192配合。因此，當(dāng)磁場(chǎng)封閉構(gòu)件32按箭頭F移動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)銷被這兩個(gè)止擋件13、14帶動(dòng)。 它們可以控制活塞60的移動(dòng)與磁場(chǎng)封閉構(gòu)件32的移動(dòng)同步。因此，在圖7A中，當(dāng)磁場(chǎng)封閉構(gòu)件32向右移動(dòng)時(shí)，只有當(dāng)止擋件14接觸所述驅(qū)動(dòng)銷192時(shí)、也就是圖7B所示的位置，該磁場(chǎng)封閉構(gòu)件才帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)銷192、因此帶動(dòng)與驅(qū)動(dòng)銷相關(guān)聯(lián)的活塞60。在該移動(dòng)的過程中，磁熱元件4脫出永磁體M的磁場(chǎng)并承受了冷卻周期，而活塞60沒有移動(dòng)。因此，當(dāng)止擋件14接觸到驅(qū)動(dòng)銷192并且磁場(chǎng)封閉構(gòu)件32還向圖上右側(cè)移動(dòng)、因而使活塞60在封閉回路6中移動(dòng)時(shí)，載熱流體與磁熱元件4之間進(jìn)行熱交換。磁場(chǎng)封閉構(gòu)件32的完整行程沒有完全被傳遞給活塞60。相反地，當(dāng)在圖7b上磁場(chǎng)封閉構(gòu)件32向左移動(dòng)時(shí)，磁熱元件4承受磁場(chǎng)和承受加熱周期，而活塞60沒有移動(dòng)，因此載熱流體也沒有移動(dòng)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)銷192與止擋件13接觸時(shí)， 該止擋件帶動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)銷，這導(dǎo)致相應(yīng)活塞60移動(dòng)，因此使載熱流體在封閉回路6中移動(dòng)， 因此導(dǎo)致載熱流體與磁熱元件4之間的熱交換。這種錯(cuò)開部件允許通過在所述磁熱元件4的相位改變后實(shí)現(xiàn)熱交換來優(yōu)化載熱流體與磁熱元件4之間的熱交換，因此允許提高發(fā)生器200的效率。在一未示出的變型中，磁場(chǎng)封閉構(gòu)件可具有軛狀形廓，其兩個(gè)分支在這些分支的內(nèi)表面上具有極性相反并形成磁裝置的永磁體，但是所述控制構(gòu)件可以包括極性不同的兩個(gè)永磁體，這兩個(gè)永磁體分隔開一段距離并且互相相對(duì)地布置，活塞可包括一個(gè)磁體，該磁體相對(duì)于控制構(gòu)件的兩個(gè)永磁體布置，以便被其中一永磁體推動(dòng)并因此跟隨它們的移動(dòng)。 因此控制構(gòu)件的移動(dòng)帶動(dòng)活塞移動(dòng)，而控制構(gòu)件與活塞之間在磁裝置以外沒有接觸。為此， 活塞可以基本位于控制構(gòu)件的兩個(gè)永磁體之間，并優(yōu)選在兩個(gè)永磁體上方。盡管所有附圖示出包括單一熱流發(fā)生單元2的熱發(fā)生器1、100、200，但本發(fā)明也提出實(shí)施這樣一個(gè)熱發(fā)生器其具有帶多個(gè)熱流發(fā)生單元2、102、202的級(jí)式結(jié)構(gòu)。這種構(gòu)型可以提高根據(jù)本發(fā)明的熱發(fā)生器的效率。工業(yè)應(yīng)用的可能性從所述描述清楚地得出，本發(fā)明允許達(dá)到既定目的，即提出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、限制使載熱流體在熱模塊3中循環(huán)的移動(dòng)構(gòu)件的數(shù)量的熱發(fā)生器1、100、200。這類熱發(fā)生器1、100、200能以有競(jìng)爭(zhēng)性的成本和小體積尺寸不僅工業(yè)應(yīng)用而且民用應(yīng)用在加熱、空調(diào)、調(diào)溫、冷卻或其它的領(lǐng)域中。另外，組成熱發(fā)生器1、100、200的所有零件都可以按照可重復(fù)生產(chǎn)的工業(yè)進(jìn)程實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明并不局限于所描述的實(shí)施例，而是延伸到對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的任何改變和變型，同時(shí)保持在所附權(quán)利要求確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.磁熱材料式熱發(fā)生器，其包括至少一熱流發(fā)生單元0、102、202)，所述熱流發(fā)生單元設(shè)有至少一熱模塊(3)，所述熱模塊包括磁熱元件G)，所述磁熱元件由載熱流體穿過， 所述載熱流體在所述磁熱元件的兩側(cè)按交替移動(dòng)被驅(qū)動(dòng)流動(dòng)，所述熱發(fā)生器(1)還包括磁裝置(9、對(duì))，使所述磁裝置運(yùn)動(dòng)，以使所述磁熱元件(4)交替地承受磁場(chǎng)變化并在所述磁熱元件(4)中交替地產(chǎn)生加熱周期和冷卻周期，從而在所述磁熱元件(4)的兩個(gè)相對(duì)端部(7、8)之間產(chǎn)生溫度梯度然后保持該溫度梯度，所述載熱流體的交替移動(dòng)與所述磁場(chǎng)變化同步，所述磁熱元件(4)被集成在連接所述磁熱元件的兩個(gè)相對(duì)端部(7、8)的載熱流體循環(huán)的封閉回路(6)中，所述封閉回路(6)包括使所述載熱流體在兩個(gè)移動(dòng)方向上移動(dòng)穿過所述磁熱元件的單一移動(dòng)部件(5、50、60)，其特征在于，所述熱流發(fā)生單元(2、102、20幻包括布置用于使所述磁裝置(9、24)產(chǎn)生的磁流成閉路的磁場(chǎng)封閉構(gòu)件(30、31、3幻；并且，所述磁場(chǎng)封閉構(gòu)件(30、31、3幻配有所述移動(dòng)部件(5、50、60)的控制構(gòu)件(19、192)。
2.如權(quán)利要求1所述的熱發(fā)生器，其特征在于，所述封閉回路(6)由一個(gè)或多個(gè)連接所述磁熱元件的相對(duì)端部(7、8)的管道或通道實(shí)現(xiàn)。
3.如權(quán)利要求1所述的熱發(fā)生器，其特征在于，所述移動(dòng)部件是在形成于對(duì)應(yīng)封閉回路(6)中的套筒(11)內(nèi)移動(dòng)的活塞(5、50、60)。
4.如權(quán)利要求3所述的熱發(fā)生器，其特征在于，所述磁場(chǎng)封閉構(gòu)件(30、31)由可磁化材料制成并與活動(dòng)的所述磁裝置(9)磁耦合。
5.如權(quán)利要求4所述的熱發(fā)生器，其特征在于，所述控制構(gòu)件是基本呈正弦曲線形狀的凸輪型部(19)，其幅度確定所述活塞(5)的行程并且其正弦相位總體對(duì)應(yīng)于所述磁熱元件的加熱周期和冷卻周期。
6.如權(quán)利要求5所述的熱發(fā)生器，其特征在于，所述活塞(5)包括溝槽(18)，所述凸輪型部(19)在所述溝槽中運(yùn)行。
7.如權(quán)利要求4所述的熱發(fā)生器，其特征在于，所述活塞(50)包括可磁化材料區(qū) (51)，并與形成所述控制構(gòu)件的所述磁場(chǎng)封閉構(gòu)件(31)磁耦合。
8.如上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的熱發(fā)生器，其中所述熱流發(fā)生單元(2、10 設(shè)有多個(gè)熱模塊(3)并具有圓形結(jié)構(gòu)，在該圓形結(jié)構(gòu)中，所述磁熱元件(4)圍繞中心軸線(A)呈圓形布置，所述磁裝置(9)被驅(qū)動(dòng)圍繞所述中心軸線(A)轉(zhuǎn)動(dòng)，并且所述磁熱元件(4)位于所述磁裝置(9)與所述磁場(chǎng)封閉構(gòu)件(30、31)之間，其特征在于，所述磁場(chǎng)封閉構(gòu)件(30、31) 與所述磁裝置(9)磁耦合；所述封閉回路(6)和所述活塞的套筒(11)實(shí)施在用于被組裝起來的兩個(gè)圓形零件(12)中；并且，所述兩個(gè)圓形零件相對(duì)于它們的組裝平面基本對(duì)稱，并且每個(gè)圓形零件包括形成活塞(5)的套筒的一部分的至少一凹槽(1 和帶開通端部的溝槽(16)，所述溝槽形成所述凹槽(1 與相應(yīng)磁熱元件(4)之間的連接通道。
9.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的熱發(fā)生器，其中所述熱流發(fā)生單元(20 具有線性結(jié)構(gòu)，在所述線性結(jié)構(gòu)中，所述磁熱元件(4)排齊，并且所述磁裝置(9)被驅(qū)動(dòng)沿所述磁熱元件(4)交替平移，其特征在于，所述磁場(chǎng)封閉構(gòu)件(3 具有軛狀形廓，其兩個(gè)分支在這些分支的內(nèi)表面上配有極性相反并形成所述磁裝置(9)的永磁體04)；并且，所述控制構(gòu)件(19 呈容置在每個(gè)活塞(60)的相應(yīng)槽0 中的驅(qū)動(dòng)銷的形式。
10.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的熱發(fā)生器，其中所述熱流發(fā)生單元具有線性結(jié)構(gòu)，在所述線性結(jié)構(gòu)中，所述磁熱元件排齊并且所述磁裝置被驅(qū)動(dòng)沿所述磁熱元件交替平移，其特征在于，所述磁場(chǎng)封閉構(gòu)件具有軛狀形廓，其兩個(gè)分支在這些分支的內(nèi)表面上配有極性相反并形成所述磁裝置的永磁體；所述控制構(gòu)件包括不同極性的兩個(gè)永磁體，這兩個(gè)永磁體分隔開并且彼此相對(duì)地布置；并且，所述活塞包括相對(duì)于所述控制構(gòu)件的永磁體布置以被所述兩個(gè)永磁體中的每一個(gè)推動(dòng)的一磁體。
11.如權(quán)利要求9或10所述的熱發(fā)生器，其特征在于，所述熱發(fā)生器包括錯(cuò)開部件 (10)，所述錯(cuò)開部件適于使所述活塞(60)的移動(dòng)相對(duì)于所述磁裝置(9)的移動(dòng)提前和/或推遲。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括至少一熱流發(fā)生單元(2)的熱發(fā)生器(1)，熱流發(fā)生單元設(shè)有至少一包括磁熱元件(4)的熱模塊(3)，載熱流體穿過磁熱元件，熱發(fā)生器還包括磁裝置(9)，使磁裝置運(yùn)動(dòng)以使每個(gè)磁熱元件(4)交替承受磁場(chǎng)變化，載熱流體的交替移動(dòng)與磁場(chǎng)變化同步，其特征在于，所述磁熱元件(4)被集成在連接所述磁熱元件(4)的兩個(gè)相對(duì)端部(7)的封閉回路(6)中，并且所述封閉回路包括使載熱流體移動(dòng)穿過磁熱元件(4)的單一移動(dòng)部件(5)。
文檔編號(hào)H01L37/04GK102165615SQ200980137316
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2009年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月25日
發(fā)明者C·米勒, J-C·海茨勒 申請(qǐng)人:制冷技術(shù)應(yīng)用股份有限公司