磁熱式熱裝置的制造方法

磁熱式熱裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種磁熱式熱裝置，包括：圍繞轉軸(R)旋轉移動的三個同軸磁轉子(R1、R2、R3)，具有徑向相對的相對齊的磁極(P)，磁極(P)在磁極之間限定位于兩個平行的磁隙平面(PE1、PE2)中的磁隙；磁熱部件(M11、M12、M15、M17、M18)的兩個支架(S1、S2)，設置在所述磁隙平面中；以及磁熱部件(M11、M12、M15、M17、M18)，由所述兩個支架(S1、S2)承載并且通過在預定的流體環路(B1)中流通的至少一種載熱流體被相互流體連接。各個流體環路(B1)被布置為使分別屬于兩個支架(S1、S2)的磁熱部件(M11、M12、M17、M18)兩兩連接，被兩兩連接的所述磁熱部件處于相同磁性狀態并且彼此相面對地定位。
【專利說明】
磁熱式熱裝置
技術領域
[0001]本發明涉及一種磁熱式熱裝置，至少具有:
[0002]-三個同軸磁轉子，被耦接到致動器以圍繞轉軸轉動，其中兩個磁轉子具有單面，和被安置在另外兩個磁轉子之間的中央磁轉子具有雙面，所述磁轉子被設置有徑向相反的互相對齊的磁極，并在磁極之間限定位于兩個平行磁隙平面中的磁隙，
[0003]-被設置在所述磁隙平面中的磁熱部件的兩個支架，
[0004]-磁熱部件，由所述兩個支架承載并通過流體連接彼此之間流體連通，在流體連接中流通著至少一種載熱流體并且形成設定的至少一個流體環路，和
[0005]-使所述載熱流體在所述流體環路中根據由所述磁轉子產生的磁循環沿著往返交替運動穿過所述磁熱部件而位移的裝置。
【背景技術】
[0006]室溫磁制冷技術已知存在了三十多年且在生態和可持續發展方面具有優勢。還已知其在有用熱量輸出和熱效率方面存在限制。因此，在該領域內進行的研究全趨向于改善磁熱裝置的性能，同時對不同參數起作用，如磁場強度、磁熱材料性能、在載熱流體和磁熱部件之間的熱交換面積、熱交換器性能等。
[0007]如今，發展旨在優化裝置以便一方面可大批量制造裝置，和另一方面可保證它們的長期使用壽命。另外，在該類型磁熱式熱裝置的設計方案中考慮附加部件，并包括其在多種應用領域中必不可少的緊湊性。事實上，除了應呈現可用的能源效率，磁熱式熱裝置還應具有相對較小的尺寸或體積，例如允許整合在市場上買得到的或新型家用電器、車輛等中。
[0008]磁熱式熱裝置由對于其運行不可或缺的多個部件構成。在這些不可或缺的多個部件中包含溫度根據所經受的磁場而變化的磁熱材料。更具體地，在將磁熱材料放置在磁場中或經受強磁場作用時，磁熱材料以幾乎即時的方式被加熱，以及在從磁場中取出或經受弱磁場作用時，磁熱材料根據相同熱動力冷卻。通過磁性系統或布置產生磁場變化，所述磁性系統或布置構成另一主要部件并且可以例如由變流供電電磁體實施、或者由相對于磁熱材料移動的永磁體組件實施。在熱裝置中磁性材料的量越大，該裝置的熱功率越容易變大。
[0009]為了提取通過磁化和消磁構成的磁階段或磁循環的能量，使用液態或氣態載熱流體。該載熱流體被流通以與所述磁熱材料熱接觸，以使得在所述磁化階段時加熱接觸的磁熱材料，和在消磁階段冷卻接觸的磁熱材料。以傳統方式，載熱流體在直線型管道中或已存在于或產生于磁熱材料上的通孔中流通。該流通對應于優選地層流方式的流體液壓流，以便得到具有最小液壓負載的最大交換面積。
[0010]最后，為了能夠利用磁熱式熱裝置，該裝置可被直接或通過熱交換器熱連接到應被交換和/或排放所產生的熱能的環境或應用中。
[0011]在磁熱式熱裝置領域中的實際需要涉及設計和安裝的簡化、以及減小這些裝置的體積。
[0012]為此，參照公開WO 2013/076571，
【申請人】開發出如圖1、2和3中示意性示出的磁熱式熱裝置。圖1示出在時刻t上連接被分別安置在兩個支架SUPl和SUP2上的磁熱部件Ml、M2、
17、18和13、14、15、16的流體環路。用加斜線矩形表示經受磁場影響的磁熱部件1314、18、M7和簡單地用矩形表示磁場外的磁熱部件Ml、M2、M6、M5。連接處于相同磁性狀態下的在熱交換器ECl或EC2與流體致動器Al或A2之間的兩個磁熱部件Ml和M2、M3和M4、M5和M6、M7和M8-也就是說二者均經受或不經受磁場影響-的有利之處在于，能夠提高在磁熱式熱裝置的熱端C和冷端F之間穩定狀態下得到的溫度梯度。在該裝置中，通過分別具有兩個轉動磁轉子的兩個磁性單元得到磁場，在磁轉子上安裝有永磁體AP(見圖2)。因此裝置整體上具有四個磁轉子。各個磁單元的永磁體形成被彼此基本180°地設置的兩個極Pl、P2，換句話說，相對所述磁單元的轉軸)(徑向相對地設置。如圖2所示，兩個磁單元被在相同轉軸X上沿90°角度分開。從邏輯角度，使載熱流體在使兩個支架SUPl和SUP2的磁熱部件連接的流體環路中流通的設備被設置在兩個磁單元之間。其配置的主要缺點在于，增大了磁熱式熱裝置的體積(沿縱向軸X-尤其見圖2)。該設備尤其具有被旋轉安裝在轉軸X上的控制凸輪CC，被配置以移動致動器Al、A2的活塞。
[0013]圖3示出沿圖2的平面A和B看來的磁熱部件的支架SUPl和SUP2被通過形成流體環路的管路相互流體連接。觀察到流體環路的實施是復雜的且體積較大，以及必要管路的長度也很長。尤其觀察到通過細混合線標示的四個管路分別經過支架SUPl和SUP2的半圓周。這四個管路對應于使處于相同磁性狀態下的相同支架SUPUSUP2的磁熱部件(M8與M7、M1與M2;M4與M3、M6與M5)流體連接。這種大管路長度的直接后果是導致裝置效用降低和產量損失的負載損耗，這是由于高停止體積使被包含在流體連接中的載熱流體未被完全利用，且通過增加與環境的交換面積而更易于導致熱量損失。
[0014]為了減小這種磁熱式熱裝置的體積，
【申請人】開發出的磁發生器具有三個磁轉子而非四個，這些轉子同軸和并行，相互限定兩個平行磁隙。與參照圖1至3描述的加熱裝置相比較，該配置的優點在于可減小加熱裝置的體積和重量。該磁性系統的實施例被描述于
【申請人】提交的公開FR 2 987 433(尤其見圖6)和法國專利申請FR 12/57323(尤其見圖12)中。然而，如圖1至3的裝置描述的載熱流體的分配回路與帶三個磁轉子的磁性系統不兼容。事實上，在這種配置中，在位于磁隙中的兩個支架上彼此基本相面對設置的磁熱部件都處于相同磁性狀態，這是由于由磁轉子形成的磁極是強制對齊的。反之，在具有兩個不同磁性單元的前述配置中，磁極例如可被分開或相位偏移90°，從而在被基本相面對設置的磁熱部件的磁化狀態下產生角度偏移。
[0015]另外，公開US2011/0067415 Al描述的磁熱裝置在多級磁轉子之間具有多級磁熱部件。然而，磁熱部件被相互并行連接并且被整合在單一且唯一的流體環路中。

【發明內容】

[0016]本發明的目的在于提出一種磁熱式熱裝置，所述裝置包括同軸、相對齊且形成兩個磁隙平面的三個磁轉子，位于磁隙平面中的支架具有磁熱材料，這些裝置具有優化的體積并且在該裝置中易于實施液壓回路及其驅動系統。
[0017]該目的通過前序部分中指出的類型的磁熱式熱裝置達到，其特征在于，所述流體連接使分別屬于兩個支架的磁熱部件在所述流體環路中兩兩串行連接，被兩兩連接的所述磁熱部件處于相同磁性狀態并且被相面對地定位。
[0018]在磁性系統相對于磁熱部件位移的這種轉動配置或結構的優點在于，其磁熱材料相對于所使用體積具有良好比率。鑒于加熱裝置的熱功率尤其取決于所使用的磁熱材料的量，所述裝置實際上是極有利的。
[0019]根據本發明，各個流體環路包括:各個支架的處于相同磁性狀態的第一磁性部件和各個支架的處于相反磁性狀態的第二磁性部件，和所述位移裝置可被徑向相對并布配置用于使載熱流體在兩個相反方向上移動。
[0020]所述位移裝置有利地包括相對由中央磁轉子通過的加熱裝置的中央平面而中央定位的致動器。
[0021]為了優化裝置體積，所述中央磁轉子可具有所述致動器的至少一個控制裝置。
[0022]另外，致動器的控制裝置可具有兩個凸輪輪廓，各個凸輪輪廓被配置以驅動各個流體環路的兩個致動器中的一個。換句話說，一部分致動器由一個凸輪輪廓驅動，和裝置的另一部分致動器由另一凸輪輪廓驅動。
[0023]根據本發明，凸輪輪廓是相同的，但圍繞轉軸分開90°角度。
[0024]當然，根據本發明的裝置可優選地具有多個流體環路，并且與流體環路相關聯的致動器可被圍繞轉軸均勻分布。
[0025]根據本發明，由所述支架承載的磁熱部件可被相對于由中央磁轉子通過的熱裝置的中央平面對稱地設置。
[0026]加熱裝置的全部流體環路可被流體連接到加熱裝置的冷側的共用熱交換器和/或加熱裝置的熱側的共用熱交換器。在變型中，各個流體環路可被流體連接到與該流體環路在加熱裝置的冷側相關聯的熱交換器和/或與該流體環路在加熱裝置的熱側相關聯的熱交換器。
[0027]根據本發明，各個轉子可另外具有至少兩對磁極。轉子例如可具有四個或六個磁極、即徑向相對的兩對或三對磁極。
[0028]優選地，載熱流體是液態的。為此，例如可使用純凈水或添加防凍液的水、糖化產物或鹽水。
【附圖說明】
[0029]參照附圖，通過接下來以舉例而非限制性方式給出的實施方式的描述，本發明和其優點將變得更加清楚，其中:
[0030]-圖1為根據現有技術的磁熱式熱裝置的流體環路的示意圖，
[0031]-圖2為根據現有技術對應于圖1的流體環路的裝置的軸向剖面示意圖，
[0032]-圖3表示圖2裝置的流體環路的流體連接或管路的組件，示出沿圖2的平面A和B的磁熱部件支架的正視圖，
[0033]-圖4為根據本發明的熱裝置的軸向剖面示意圖，
[0034]-圖5示意地示出圖4的裝置的流體環路，
[0035]-圖6表示圖4的裝置的流體環路的流體連接組件，示出沿圖4的平面A’和B’的磁熱部件的支架的正視圖，
[0036]-圖7為示出流體環路的圖4的裝置的透視圖，其中未示出磁轉子，
[0037]-圖8為與圖7相同的視圖，其中不出磁轉子，
[0038]-圖9為示出多個流體環路的圖4的裝置的透視圖，
[0039]-圖10為圖9所示的裝置的變型的透視圖，和
[0040]-圖11示出沿圖4的平面A’和B’的兩個磁熱部件支架的正視圖。
【具體實施方式】
[0041]在所示實施例中，相同部件或部分取用相同參考標號。
[0042]圖4至10示出根據本發明的磁熱式熱裝置1、1’的兩個實施變型。所述裝置具有的磁性系統帶有三個磁轉子1?1、1?2、1?，磁轉子1?1、1?2、1?通過它們圍繞轉軸1?的轉動使磁熱部件機1、]\112、]\113、]\114、]\115、]\116、]\117、]\118經歷磁場變化。磁轉子1?1、1?2、1?具有磁極。在一種例子中，各個轉子Rl、R2、R3具有徑向相對的兩個磁極。而且，轉子Rl、R2、R3的磁極被相互對齊安裝。它們允許在裝置中形成兩兩徑向相對并且兩兩對齊、被設置在兩個磁隙平面PE1、PE2中的四個磁隙。磁轉子則、!?2、1?分別具有電樞1'1、了2、了3，電樞上被安裝有永磁體4?1^?2、AP3，永磁體能被與鐵磁部件相關聯以形成磁極。更確切地，端部上的兩個磁轉子Rl和R3是單面的，即它們具有單側磁體，和中央磁轉子R2是雙面的，即其具有雙側磁體或貫穿磁體。磁熱部件M11、M12、M13、M14、M15、M16、M17、M18被安裝在被分別定位在磁隙平面PE1、PE2中的兩個固定支架S1、S2中并且由此是同軸的且相互平行。
[0043]雖然本說明書中呈現的磁轉子被設置有兩個磁極，但本發明不限于該磁極數量。可以理解，實施可具有多個磁極、例如兩兩軸向相對的四個磁極的轉子。
[0044]在本發明意義上，磁熱部件可具有一種或多種類型的磁熱材料。磁熱部件例如可包括具有用于載熱流體通過的通道的多個部件，所述部件通過用于調節或引導載熱流體但允許進行直接流體連接的部件而接觸或分離。磁熱部件例如可由被設置在相同支架SI或S2中并被相互流體連接的一系列磁熱材料段構成。
[0045]根據本發明的裝置具有穿過磁熱部件的至少一個流體環路B1、B2、B3。各個流體環路具有使多個磁熱部件液壓地串行連接的流體連接，其中流通有至少一種載熱流體。通過如下面解釋的適當的位移部件使所述載熱流體在各個流體環路中位移。
[0046]在磁熱部件中，在對應于加熱階段的第一磁循環階段過程中，載熱流體自其冷端F向熱端C流通，其中磁熱部件被定位在磁隙中并經受引起溫度上升的磁場，然后在對應于冷卻階段的第二磁循環階段過程中，載熱流體自熱端C向冷端F流通，其中磁熱部件被定位在磁隙之外并且經受零磁場從而引起溫度下降。
[0047]為了在如圖4所示的裝置的配置上實施圖1所示的液壓示意圖，通過優化必要流體連接長度和減小裝置體積，
【申請人】做出違背技術偏見的方案，該方案一方面包括把被連接到裝置的熱交換器EC2的磁熱部件定位在接近熱側C的支架SUP2上，另一方面包括把被連接到冷交換器ECl的磁熱部件設置在接近冷側F的支架SUPl上，并且由此直接流體連接在磁熱部件之間，這些磁熱部件處于相同磁性狀態并屬于相同支架。
[0048]事實上和參照圖5，在根據本發明的裝置I中，通過流體連接串行連接八個磁熱部件[1、]?12、]\113、]\114、]\115、]\116、]\117、]\118的流體環路81分別將第一支架31的四個磁熱部件M12、M14、M15、M17分別直接連接到第二支架S2的四個磁熱部件M11、M13、M16、M18，所述磁熱部件被相互彼此面對地設置并且處于相同磁性狀態。裝置I的熱側C位于圖5和7的右側、在熱交換器E12位置處，裝置冷側F位于左側、在冷交換器Ell的位置處。相對于圖5的示意圖，圖7明顯示出磁熱部件M13、M14、M15、M16被連接到裝置I的冷側或冷交換器Ell并且被分布在兩個支架S1、S2上，而被設置在冷側的支架為支架SI。對于分布在兩個支架S1、S2中但是被連接到裝置1的熱側C的熱交換器E12的磁熱部件M11、M12、M17、M18也是這樣，而被設置在熱側的支架為支架S2。
[0049]這樣的布置能夠減小形成流體環路所需的流體連接或管道的長度，尤其相對于如圖3所示的傳統系統將長度分為三段。該結果令人驚訝，這是因為最終流體環路自支架S1、S2至另一支架S2、S1執行六次通過，即在磁熱部件之間的四次直接通過和通過致動器AU、A12的兩次通過。流體環路的長度的這種縮短是可能的，還因為在中央磁轉子R2上整合有致動器All、A12的控制凸輪CC或活塞。這種結構允許使磁熱部件的支架S1、S2最大程度地緊密或接近，并將致動器A11、A12的控制凸輪CC設置于磁熱式熱裝置I的軸向體積之外。以與磁轉子Rl、R2、R3被與磁化變化直接同步的相同速度，該結構還允許驅動控制凸輪CC圍繞轉軸R轉動。為了允許載熱流體的位移，比如在磁熱部件承受加熱時載熱流體被引向熱交換器E12，以及在其承受冷卻時，載熱流體被引向冷交換器E11，控制凸輪CC具有兩個相同但圍繞軸R在角度上分開90°的凸輪輪廓F1、F2。角度偏移是必要的并且這是由于致動器定位而導致的。事實上在相同流體環路中，需要一個致動器處于一種狀態和另一致動器處于相反或互補狀態。事實上，由于流體環路被封閉，所以流體環路的流體應可以位移而無需流體壓縮。在所示實施例中，輪廓間的偏移為90° (對應于流體環路的致動器之間的相位偏移180°除磁極數量，以此處為兩個磁極)，這是由于相同流體環路的兩個致動器被定位在180°并且定義控制凸輪以使兩個磁性循環同時發生。
[0050]以通常的方式，各個流體環路B1、B2、B3串行連接屬于兩個支架S1、S2的磁熱部件。而且，穿過流體環路B1、B2、B3的流體連接對載熱流體的驅動或分布是中央的并被定位在第二磁轉子R2的中央平面中，在相對于所述中央平面對稱安置的兩個支架SI和S2之間。流體環路B1、B2、B3具有熱側和冷側。流體環路的熱側被熱連接到熱的熱交換器E12并且冷側被熱連接到冷的熱交換器Ell。如果不考慮將磁轉子Rl、R2、R3，支架SI和S2分別安置在中央分布與其中一個所述熱交換器Ell、E12之間的熱裝置中。被安置在流體環路B1、B2、B3的熱側的磁熱部件M17、M18、M12、M11被安裝在兩個支架SI和S2中。以相同方式，被設置在流體環路B1、B2、B3的冷側的磁熱部件M15、M16、M14、M13被安裝在兩個支架SI和S2中。換句話說，各個支架31、32同時具有作為流體環路的冷側的磁熱部件[4、115^16、113和作為流體環路的熱側的磁熱部件祖7、112;118、111，盡管支架31被安置在熱裝置的熱側和支架32被安置在熱裝置的冷側。在流體環路B1、B2、B3的熱側和冷側之間和熱裝置的熱側和冷側之間得到分離。
[0051]在未示出的實施變型中，其中轉子具有四個極和其中相同流體環路的兩個致動器被定位在180°，兩個凸輪的輪廓也彼此相同，但與在帶兩個極的變型不同。在這樣的配置中，凸輪輪廓之間的角度相位偏移為45°。
[0052]參照所示的變型，圖4和圖7清楚地示出位于兩個相對位置中的相同流體環路B2的兩個致動器A21、A22不位于相同平面中，以便能夠通過如兩個凸輪輪廓Fl和F2那樣的兩個不同設備驅動。圖4示出流體環路BI的磁熱部件M17、M18、和M14、M13之間的直接流體連接。其示出另一流體環路B2的致動器A21和A22，但未示出該流體環路B2的磁熱部件以及流體連接。
[0053]圖6示意性示出在時刻t的流體環路BI，其中磁熱部件M17、M18、M14和M13被磁化并且磁熱部件Ml 5、Ml 6、Ml I和Ml 2未被磁化。該圖6示出流體環路BI的流體連接，沿圖4的平面A’和B’的磁熱部件的支架S1、S2的正視圖。虛線示出被面對面設置并且處于相同磁性狀態的磁熱部件之間的直接流體連接。從而這些連接極短，這是由于僅通過中央磁轉子R2分隔支架S1、S2。在現有技術中，通過分布系統和兩個磁轉子分隔兩個支架SUPl、SUP2。致動器八11^12之間連接有分開90°角度的兩個磁熱部件肌6、117;113、112。以相同方式，熱交換器E11、E12連接有分開90°角度的磁熱部件M14、M15;M11、M18。這涉及最長的連接。相較之下，現有技術的流體環路具有連接彼此180°安置的磁熱部件的六個連接件，這需要更長的管路(超過三倍)。
[0054]圖7示出磁熱式熱裝置I中的圖5的流體環路BI。在該簡化示圖中，未示出磁轉子R1、R2、R3和致動器A11、A12的驅動凸輪CC。而且，為了易于理解，流體環路BI的不同組件被過多分開，從而增大流體連接的長度。參照圖5至9，流本環路BI通過被設置在兩個支架S1、S2中的磁熱部件的流體連接以如下順序連接，SP，
[0055]-第二支架S2的第一磁熱部件Mll被直接串行連接到被相面對設置且處于相同磁性狀態下的第一支架SI的第一磁熱部件Ml 2，第一磁熱部件Ml 2通過致動器Al 2被連接到
[0056]-第二支架S2的第二磁熱部件M13，該第二磁熱部件M13處于與第一磁熱部件MlI和M12磁性狀態相反的磁性狀態并且關于轉軸R相對于部件Mll和M12分開90°角度;第二支架S2的該第二磁熱部件Ml 3被直接串行連接到
[0057]-被相面對設置且處于相同磁性狀態的第一支架SI的第二磁熱部件M14，第二磁熱部件M14通過熱交換器El I被連接到
[0058]-處于相反磁性狀態且分開90°角度的第一支架SI的第三磁熱部件M15，所述第三磁熱部件Ml 5被直接串行連接到
[0059]-被相面對安置且處于相同磁性狀態下的第二支架S2的第三磁熱部件M16，其通過致動器Al I被連接到
[0060]-第一支架SI的第四和最后一個磁熱部件M17，該磁熱部件M17處于與第三磁熱部件M15和M16的磁性狀態相反的磁性狀態且關于轉軸R相對部件M15和M16分開90°角度;第一支架SI的該第四和最后一個磁熱部件M17直接串行連接到
[0061]-被相面對安置且處于相同磁性狀態的第二支架S2的第四和最后一個磁熱部件M18，通過熱交換器E12將第二支架S2的該第四和最后一個磁熱部件M18連接到第二支架S2的第一磁熱部件Ml I，因此形成流體環路BI。
[0062]致動器All和A12使載熱流體在流體環路BI中同時和在相反方向上連續位移。在圖5所示的時刻t上，致動器All推動載熱流體和致動器A12吸取載熱流體。當然，載熱流體優選地是不可壓縮的。
[0063]當然，與流體環路BI相關的描述可應用于被設置于根據本發明的裝置I的其它流體環路B2、B3。圖9示出根據本發明的裝置I具有三個流體環路B1、B2、B3。各個流體環路B1、82、83具有被安置在第一支架31上的四個磁熱部件(對于81:112、117、115、114;對于82:皿22、]?27、]\125、]\124;對于83:]\02、]\07、]\05、]\04)，這四個磁熱部件面對另外四個磁熱部件(對于81:]?11、]\118、]\116、]\113;對于82:]\121、]\128、]\126、]\123;對于83:]\01、]\08、]\06、]\03)，另外四個磁熱部件直接連接到這四個磁熱部件并且設置在另一支架S2上。參照圖11，兩個支架S1、S2具有的幾何配置使得磁熱部件具有相對于由中央磁轉子R2通過的中央面對稱的設置。雖然磁熱部件應被示出帶有基本平行六面體的形狀，但本發明不限于磁熱部件的這種幾何形狀。以舉例方式，可設置的磁熱部件具有弧形、或V形形狀。
[0064]圖10所示的熱裝置I’與圖9的唯一區別在于它們的熱交換器不同。事實上，該裝置I ’的全部流體環路被連接到冷側的單一熱交換器El和熱側的單一熱交換器E2。
[0065]事實上，流體環路可被連接到熱側和/或冷側的單一共用熱交換器，或可被分別連接到熱側和/或冷側的專用熱交換器。
[0066]如圖9和10所示，呈控制凸輪CC形式的單一控制裝置使裝置1、I’的致動器AU、A12、A21、A22、A31、A32的組件位移。通過第一凸輪輪廓Fl驅動這些致動器中的一半并且通過第二凸輪輪廓F2驅動另一半致動器。這還被示于圖6中，其中流體環路BI的致動器AU、A12被以分開的方式定位，通過不同凸輪輪廓Fl、F2使各個致動器有效地位移。支架S1、S2的磁熱部件以相對于裝置1、1’的中央平面對稱的方式設置，和支架S1、S2的各個磁熱部件被與相面對設置的另外支架S2、SI的磁熱部件流體連接，如圖6和7所示。
[0067]工業應用可能性:
[0068]從該描述清楚地顯示出本發明能夠達到即定目標，即提供實施結構簡單且可工業化的磁熱式熱裝置。這樣的裝置可以尤其以有競爭力的成本且較小的體積用于工業和家庭應用，在采暖、空調、調溫、冷卻或其它領域。
[0069]本發明不限于所描述的實施例，對于本領域技術人員來說，在保持在所附權利要求定義的保護范圍內的情況下，可延展到所有明顯的修改和變型。
【主權項】
1.一種磁熱式熱裝置(1、I’)，至少包括: -三個同軸磁轉子(Rl、R2、R3)，被耦接到致動器以圍繞轉軸(R)旋轉運動，其中兩個磁轉子(R1、R3)具有單面和被設置在另外兩個磁轉子之間的中央磁轉子(R2)具有雙面，所述磁轉子具有徑向相對的彼此對齊的磁極(P)，磁極(P)在磁極之間限定位于兩個平行磁隙平面(PE1、PE2)中的磁隙， -被設置在所述磁隙平面(PE1、PE2)中的磁熱部件(M11、M12、M13、M14、M15、M16、M17、M18、M21、M22、M23、M24、M25、M26、M27、M28、M31、M32、M33、M34、M35、M36、M37、M38)的兩個支架(S1、S2)，_磁熱部件(]?11、]\112、]\113、]\114、]\115、]\116、]\117、]\118、]\121、]\122、]\123、]\124、]\125、]\126、]\127、皿28、]\01、]\02、]\03、]\04、]\05、]\06、]\07、]\08)，由所述兩個支架(31、32)承載并且通過流體連接彼此流體連通，在流體連接中流通著至少一種載熱流體并且流體連接形成預定的至少一個流體環路01、8233)，以及 -使所述載熱流體根據由所述磁轉子產生的磁循環沿著往返交替運動穿過所述磁熱部件在所述流體環路(B1、B2、B3)中位移的位移裝置， 其特征在于，所述流體連接在所述流體環路(B1、B2、B3)中串行地兩兩連接分別屬于兩個支架(31、52)的磁熱部件(]?11、]\112;]\113、]\114;]\115、]\116;]\117、]\118;]\121、]\122;]\123、]\124;]\125、M26;M27、M28;M31、M32;M33、M34;M35、M36;M37、M38)，被兩兩連接的所述磁熱部件處于相同磁性狀態并且被彼此相面對地定位。2.根據權利要求1所述的熱裝置，其特征在于，各個流體環路(B1、B2、B3)包括各個支架(31、32)的處于相同磁性狀態的第一磁熱部件(]?17、]\114和]\118、]\113;]\122、]\125和]\121、]\126;M3 2、M35和M31、M36)和各個支架(S1、S2)的處于相反磁性狀態的第二磁性部件(M15、M12和皿11、]?16;]\124、]\127和]\123、]\128;]\04、]\07和]\03、]\08)，以及所述位移裝置徑向相對并且被布置用于使載熱流體在兩個相反方向上位移。3.根據前面權利要求中任一項所述的熱裝置，其特征在于，所述位移裝置包括相對于由中央磁轉子(R2)通過的熱裝置(1、1’)的中央平面而位于中央的致動器(A11、A12、A21、A22、A31、A32)04.根據權利要求3所述的熱裝置，其特征在于，所述中央磁轉子(R2)具有所述致動器(All、A12;A21、A22;A31、A32)的至少一個控制裝置(CC)。5.根據權利要求4所述的熱裝置，其特征在于，致動器(411)12421)22 431)32)的所述控制裝置(CC)包括至少兩個凸輪輪廓(F1、F2)，各個凸輪輪廓被布置為驅動各個流體環路(B1、B2、B3)的兩個致動器(All、A12 ;A21、A22 ;A31、A32)中的一個致動器。6.根據權利要求5所述的熱裝置，其特征在于，所述凸輪輪廓(F1、F2)是相同的，但圍繞轉軸(R)分開90°的角度。7.根據前面權利要求中任一項所述的熱裝置，其特征在于，所述熱裝置包括多個流體環路(B1、B2、B3)以及與所述流體環路相關聯的致動器(A11、A12;A21、A22;A31、A32)被圍繞轉軸(R)均勾分布。8.根據前面權利要求中任一項所述的熱裝置，其特征在于，由所述支架(S1、S2)承載的磁熱部件被相對于由中央磁轉子(R2)通過的熱裝置(1、1’)的中央平面對稱地設置。9.根據前面權利要求中任一項所述的熱裝置，其特征在于，全部流體環路(B1、B2、B3)被流體連通到在熱裝置(Γ )的冷側(F)的共用熱交換器(El)和/或在熱裝置(Γ )的熱側(C)的共用熱交換器(E2)。10.根據權利要求1至8中任一項所述的熱裝置，其特征在于，各個流體環路(B1、B2、B3)被流體連通到與該流體環路在熱裝置(I)的冷側(F)相關聯的熱交換器(E11、E21、E31)和/或流體連通到與該流體環路在熱裝置(I)的熱側(C)相關聯的熱交換器(E12、E22、E32)。11.根據權利要求1所述的熱裝置，其特征在于，各個磁轉子具有至少兩對磁極。
【文檔編號】F25B21/00GK105849477SQ201480065251
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2014年12月1日
【發明人】C·穆勒, G·布魯穆普特
【申請人】制冷技術應用股份有限公司